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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
沈立
學(xué) 號：
05010224
專 業(yè)：
機(jī)械工程及自動化
設(shè)計(jì)(論文)題目：
氣動式定尺飛鋸機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
武培軍 吳晟
2009 年 3 月 22 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 本文獻(xiàn)綜述介紹了氣動式飛鋸機(jī)在連續(xù)軋制各種型材、管材等生產(chǎn)線上的重要功用,它能保證一定的精度.氣動式定尺飛鋸在當(dāng)前國內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用,與其它飛鋸機(jī)相比,它成本低,滿足精度要求,適合中小企業(yè)的優(yōu)點(diǎn),所以本文獻(xiàn)通過介紹幾種飛鋸機(jī)的特點(diǎn)不同，說明了氣動飛鋸機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，以及介紹了該飛鋸機(jī)的工作過程、控制系統(tǒng)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)路線和注意的問題等等。
關(guān)鍵詞 定尺飛鋸 氣動式飛鋸機(jī) 氣動
1 氣動式飛鋸機(jī)的功用
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代化的大型廠房、大跨度的展覽場館、體育運(yùn)動場館、大型倉儲、橋梁、機(jī)場、起重、運(yùn)輸、車輛等各行各業(yè)廣泛地采用鋼結(jié)構(gòu)，使得鋼結(jié)構(gòu)需求量大幅度增加，對鋼結(jié)構(gòu)鋼材材質(zhì)、規(guī)格品種也提出了更高的要求。
2001年我國冷彎型鋼生產(chǎn)30萬噸（不包括鋼管和涂層板）。據(jù)中國鋼協(xié)冷彎型鋼分會統(tǒng)計(jì)2001產(chǎn)量約有70萬噸，加上其他行業(yè)（農(nóng)機(jī)、水電、汽車、機(jī)械等）約有150萬噸，占全國鋼材產(chǎn)量的1‰左右，而國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家冷彎型鋼占全國鋼材的3.0‰～5.0‰。冷彎型鋼的特點(diǎn)： 可生產(chǎn)各種復(fù)雜的斷面與熱軋型鋼相比具有斷面形狀合理、重量輕，強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，又在冷彎加工中提高了強(qiáng)度。比一般熱軋型鋼的構(gòu)件節(jié)約鋼材10.0‰～50.0‰。
在線定長切割飛鋸機(jī)是冶金企業(yè)連續(xù)軋制各種型材、管材等生產(chǎn)線上不可缺少的重要設(shè)備，用于連續(xù)生產(chǎn)中將無限長的鋼管按預(yù)定的長度在線自動切斷。定尺飛鋸機(jī)在生產(chǎn)中決定著管材的質(zhì)量、長度等。它的精度保證了管材的精度[1]。
2 定尺飛鋸機(jī)的國內(nèi)外現(xiàn)狀
在國外定尺飛鋸機(jī)的發(fā)展很快，基本上都能達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。我國焊管生產(chǎn)設(shè)備起步較晚，一些關(guān)鍵設(shè)備比較陳舊。隨著鋼鐵行業(yè)的飛速發(fā)展，對鋼鐵加工行業(yè)提出了要求。全國各地加工業(yè)也開始著眼于技術(shù)開發(fā)。就定尺飛鋸機(jī)來說，從技術(shù)含量較低的液壓傳動，氣動傳動，發(fā)展到如今的微機(jī)控制定尺飛鋸機(jī)，電液數(shù)控飛鋸機(jī)等。
下面介紹幾種現(xiàn)代主要應(yīng)用生產(chǎn)中的飛鋸機(jī)：
2.1 微機(jī)控制定尺飛鋸機(jī)
微機(jī)控制定尺飛鋸機(jī)是由微機(jī)控制系統(tǒng)、大功率可逆伺服系統(tǒng)、機(jī)械液壓、氣路系統(tǒng)所組成的機(jī)電一體化高技術(shù)產(chǎn)品焊管、冷彎生產(chǎn)線的關(guān)鍵組成設(shè)備，可用于高速跟蹤自動切割鋼管、型材等[14]。
2.2 電液數(shù)控飛鋸機(jī)
電液數(shù)控飛鋸機(jī)是由微機(jī)控制電子液壓傳動，一般包括液壓箱，電子計(jì)算機(jī)，軟件等幾部分組成，采用半開環(huán)控制無參數(shù)調(diào)整，電路簡單，性能穩(wěn)定，故障率低。機(jī)床可實(shí)現(xiàn)程序鋸切，預(yù)設(shè)多種鋸切定尺與其根數(shù)，自動轉(zhuǎn)換可不停車，改變定尺要求，也可人為暫時中斷運(yùn)行[15]。
2.3 伺服飛鋸機(jī)
伺服飛鋸機(jī)是于2002年面世的一種新型飛鋸機(jī)，鋸切長度5.5m～6m時，鋸切精度為0mm～+5mm，高于國際上通用的英國Bs標(biāo)準(zhǔn)(0mm～+6mm)。鋸切精度提高了16.7％，且在這方面處于國際先進(jìn)的水平[1]。
3 氣動式定尺飛鋸的工作過程
氣動式定尺飛鋸機(jī)是為由光電脈沖編碼器、分別測出型鋼的長度及速度和鋸切小車的位移量，由PLC進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)型鋼長度(以切口為零點(diǎn))等于設(shè)定長度減去殘長，PLC發(fā)出啟動訊號，助推缸、長缸氣閻合上，推動鋸切小車作加速運(yùn)動，再經(jīng)過(這時殘長為零)，PLC發(fā)出夾緊命令，鋸切小車完成夾緊、鋁切，抬鋸，橙夾等動作，當(dāng)PLC收到松夾信號，發(fā)出長缸氣閥換向接通命令，鋸切小車在長缸推力下返回原點(diǎn)，等待下一次鋸切。
4 氣動式定尺飛鋸的控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
（1） 全部保留了原來機(jī)械定尺飛鋸裝鬣的氣動小車鋸切機(jī)構(gòu)及傳動方式不變，有利于者設(shè)備的技術(shù)改造，上馬快，投資省。機(jī)組還保留了原有的操作習(xí)慣，工人易掌握(即人機(jī)親善性好)，日常維修很方便。
（2） 控制系統(tǒng)依據(jù)我們研究的控制模塑，充分運(yùn)用PLC軟件編程能力，充分考慮到。①氣源壓力波動和氣動執(zhí)行元件的離散性對定尺精度的影響。② 在低擋PLC上完成2路高速脈沖輸入、運(yùn)算，比較等要在高檔PLC才具有的功能 ⑨能在20m／min～50m／rain的生產(chǎn)線速度范圍內(nèi)跟蹤鋸切，達(dá)到較高精度。本系統(tǒng)電氣控制部分定尺精度≤±1mm，在180生產(chǎn)線上的試生產(chǎn)，抽拴結(jié)果，其定尺精度較高，平均絕對誤差≤5mm，是我們所知的氣動飛鋸能達(dá)到前較高精度[13]。
（3） 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用了系統(tǒng)可靠性理論，在滿足系統(tǒng)功能的條件下，硬件盡可能簡化，裝宦上一體化。關(guān)鍵元器件選用可靠性很高的元器件(即提高系統(tǒng)瓶頸的可靠度)，本系統(tǒng)主控回路平均無故障工作時間大于l萬小時。
（4） 關(guān)鍵元件如脈沖編碼器等設(shè)有自檢功能。
5 本設(shè)計(jì)的目的與意義
目前市場上大量應(yīng)用的在線定尺飛鋸機(jī)主要有氣動式飛鋸機(jī)，液動式飛鋸機(jī)，電腦鋸等幾種形式。其中，氣動式飛鋸機(jī)的鋸切割裝置，夾緊裝置，主傳動裝置都是氣動的，與近些年市場上推廣的電腦鋸相比，氣動式飛鋸機(jī)本低(只有微機(jī)控制飛鋸的1／5，進(jìn)口機(jī)組的1／15)，安裝使用方便(只有一只程控柜位于生產(chǎn)線旁，無需專用機(jī)房)，定尺精度較高，其平均絕對鋸切誤差≤5mm，可靠性好，主機(jī)的平均無故障工作時間大于l萬小時，操作維護(hù)方便，只要電工即可承擔(dān)，是改造國內(nèi)鋼管、型鋼生產(chǎn)線的優(yōu)良機(jī)組，有廣泛的推廣前景，但是，電腦鋸它也存在著一定的缺陷,例如：(1)價(jià)格偏高，一臺設(shè)備近30萬元。一次性投資很大，一般中小廠家難以承受；(2)微機(jī)抗干擾性能差，使得控制設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜?，F(xiàn)場安裝要求高；(3)調(diào)試以及維修保養(yǎng)困難，需專門人員維護(hù)，一旦發(fā)生故障很難立即排除。但它也具有一定的缺陷，噪音大，利用率低，無功損耗大，工作速度不穩(wěn)定，零部件損壞的概率大等。而氣動式飛鋸機(jī)恰恰具有成本低、壽命長、工作可靠、使用維修方便的特點(diǎn)，其定尺精度也足以滿足要求，固市場前景廣闊[2]。
因此，針對大量中小企業(yè)這一中低端市場，結(jié)合我國的國情,選定了“氣動式定尺飛鋸機(jī)”作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的攻關(guān)課題。
參 考 文 獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
１ 設(shè)計(jì)中需注意的問題
1）鋸切小車與定尺小車之間要剛性聯(lián)接且穩(wěn)定，一般多采用Φ50mm鋼管制作。
2）鋸切小規(guī)格鋼管時因鋼管剛性差，易彎曲，從而影響定尺精度，需要增加防彎壓輥。
3）氣壓源壓力要穩(wěn)定可靠，才能準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)完成飛鋸機(jī)的各項(xiàng)動作，保證定尺精度的準(zhǔn)確和生產(chǎn)的連續(xù)。
4）在夾緊、鋸切到松夾的過程中，飛鋸小車的行走速度應(yīng)與焊管軋制速度基本同步。
5）鋸切精度要滿足焊管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
6）由于飛鋸是生產(chǎn)線上的一個重要環(huán)節(jié)，因此要求設(shè)備運(yùn)行可靠， 否則一出故障將全線停產(chǎn)。
7）控制系統(tǒng)的關(guān)鍵問題是在小車與軋管速度同步的瞬間，如何使鋸片與管端間的距離正好是定尺鋼管的設(shè)定長度。
２ 采用的手段
1 在學(xué)校圖書館查閱相關(guān)資料。
2 在工廠的實(shí)踐畢業(yè)實(shí)習(xí)。
3 通過老師和工程師的指導(dǎo)。
4 通過瀏覽因特網(wǎng)上的相關(guān)資料。
通過對相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的理論計(jì)算和分析。
３ 工作路線：
1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備
了解設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、設(shè)計(jì)內(nèi)容的步驟；通過查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料，參觀實(shí)物征詢操作人員的建議等，了解設(shè)計(jì)對象的性能、結(jié)構(gòu)及工藝性；準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要資料、繪圖工具；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。
2) 草圖設(shè)計(jì)
繪制裝配草圖；進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)。
3) 編寫設(shè)計(jì)說明書
寫明整個設(shè)計(jì)的主要計(jì)算和一些技術(shù)說明。
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指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日