河北工程大学毕业设计
的堆垛就需要在PLC程序上加以变化。这也是PLC自动控制的优点，这里主要根据槽钢进行设计和编程。型钢规格为20槽钢，定尺长度范围8～10米。
槽钢
图1—1 槽钢堆垛方式 角钢
图1-2角钢堆垛方式
- 2 -
河北工程大学毕业设计
第2章 型钢堆垛机总体设计
型钢堆垛机的总体设计是设计人员在根据工厂所需要的成型钢材堆垛机，对堆垛机作出的初步的、总体的设计。堆垛机总体设计主要包括：确定型钢堆垛机的工艺流程、型钢堆垛机平面示意图的初步确定、主要机构的简单结构设计、总体尺寸的确定、堆垛机驱动装置的确定和控制系统的设计。
2.1 型钢堆垛机的设计参数
⑴堆垛机堆垛的型钢为：
20槽钢，根据（GB 707—88）结构参数图2-1：
图2-1槽钢参数
线密度为?线?25.777kg/m；型钢长度为8～10m。 ⑵堆垛速度约为4分钟／捆； ⑶班垛能力为450～470吨/班；
⑷堆垛成捆的型钢作到一头齐，符合国家堆垛包括标准GB2101－89；
本型钢堆垛机堆垛方式是槽钢是6根/层，每层分为上下正反两排如图2-2，堆垛的型钢型号为20槽钢,定尺长度范围8～10米。
槽钢
图2-2槽钢堆垛方式
- 3 -
河北工程大学毕业设计
2)工艺参数
1)G=25.7777*10*3=773.31Kg 2）电磁铁306*4=1224 Kg 3）电磁铁边距轴心L=1065 4）其它重为200Kg
4）传递的扭距 T=532.5*10*（773.31+1224+200）=11700.675N/m
2.2 堆垛机的工艺流程
轧制好的钢材经单传辊道输送到型钢堆垛机上，再由拨钢机构将钢材拨到移钢机构的链条上，然后由移钢机构将钢材输送到定位机构，中途有分组机构将钢材分为3根一组，分好组的钢材到定位机构后被精确的定位后，再由平移机构送至垛台上，下一组分好组的钢材被定位机构定位后，经由翻转机构旋转180?送至垛台上，垛台上的钢材排成了形如图2-2所示的排放形式。然后垛台下降相应的高度，使下一轮堆垛的钢材和这一次的高度相等。经过4次循环后，垛台上的钢材就排成了6根/层，共4层的形状。然后由压紧机构把钢材压紧，到此堆垛过程结束，再由垛台输送辊道将堆垛号的钢材输送出去。型钢堆垛机按这个顺序再进行下一轮的堆垛。
2.3 堆垛机平面示意图
根据现场要求、堆垛机的工艺流程和其他同类设备初步确定型钢堆垛机的结构分布如图2—3所示。该型钢堆垛机相当于简单的流水生产线，槽钢进入单传辊道依次通过拨钢机构、移钢机构、分组机构、定位机构、平移机构（或翻转机构）最后到垛台升降机构及压紧机构最后结束堆垛任务。
- 4 -
河北工程大学毕业设计
图2-3 堆垛机结构分布图
2.4 堆垛机的结构设计
根据上述工艺过程和图2—3可得，该设备由以下主要机构组成：单传辊道、拨钢机构、移钢机构、分组机构（槽钢分组机构）、定位机构、平移机构、翻转机构和垛台升降机构及压紧机构。
2.5 堆垛机总体尺寸
由现场的技术要求和同类设备可以初步确定堆垛机的总体尺寸约为： 长×宽×高
?12600mm?7300mm?3100mm。
2.6 传动系统的选择
传动机构通常分为机械传动、电器传动和流体传动。机械传动是最初的传动方式也是最重要的传动方式之一，它是在电动机等动力源的驱动下通过一定的机械式传动机构（齿轮机构、带传动和链传动等）得到期望的运动参数。流体传动是以流体为工作介质进行能量替换、传递和控制的传动。它包括液体传动和气体传动，液体传动是以液体为工作介质的流体传动，它包括液力传动和液压传动。 其中机电传动和液压传动是最常用的两类传动。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类，交流电动机又分为交流电动机和直流电动机两类。在强电系统中三相交流异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等优点，广泛应用于工农业生产中。
- 5 -
河北工程大学毕业设计
电机拖动的根本任务，在于通过电机将电能转换成生产机械所需要的机械能，使电能成为工业企业中的主要能源。这主要是由于电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制都比较方便经济。它适宜于大量生产、集中管理、远距离传输和实现自动控制。因此，电机拖动已成为现代工业企业中广泛采用的拖动方式。它具有许多其它拖动方式无法比拟的优点，主要有：1.电机拖动比其它形式的拖动（蒸汽、水力等）效率高，而且电动机与被拖动的生产机械联接简便；2.电动机的种类和型号多，具有各种各样的运行特性，可以满足不同类型生产机械的要求；3.电机拖动具有良好的调速性能，其起动、制动、反向和调速等控制简便，快速性好，易于实现完善的保护；4.电机拖动装置参数的检测，信号的变换与传送都比较方便，易于组成完善的反馈控制系统，易于实现最优控制；5.可以实行远距离测量和控制，便于集中管理，便于实现局部生产白动化乃至整个生产过程自动化。 因此，电机拖动，特别是自动化的电机拖动，成了现代工业生产电气化与自动化的基础与核心。
液压传动的主要优点有：1.液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置；2.操纵控制方便，可以实现大范围的无级调速；3. 重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；4.可自动实现过载保护；5.由于一般采用矿物油作为传动介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；6.液压元件都是标准化、系列化产品，可以直接从市场上购买，这有利于液压系统的设计、制造和推广应用；7.容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后 ，不仅可以实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。
考虑到以上各种传动的特点各机构的传动方式选择如下：
由单传辊道、拨钢机构和移钢机构的结构特点、运动特性和参考同类设备，该三部分均道选取三相交流异步电动机直接驱动。由于单传辊道与拨钢机构的交错布置且传动距离较长（约6m），其选择分布式驱动，而拨钢机构和移钢机构之间平行布置并且驱动功率不太大，拨钢机构需要频繁启动，因此选择分别集中驱动。如图2—3所示，拨钢机构和移钢机构的电动机分布方式，拨钢机构是将电动机布置在一端，而移钢机构是将电动机布置在两根输出轴的一端。拨钢过程中拨抓只需克服单根槽钢与滚筒之间的滑动摩擦，因此载荷较小需要传递的最大扭矩也较小，综合考虑现场其他结构的布置情况将电动机布置在传动轴的一端。移钢机构在工作时，由于传动距离较大(约6.4m)并且载荷较拨钢大的多，轴较长，最大扭矩较大，因此将电动机布置在两根轴的中间，这样单根轴所承受的最大扭矩要小得多。
而分组、定位、平移和垛台升降及压紧动作较简单（多为直线运动），且载荷不太大这里选择液压驱动。用液压缸的伸缩来完成分组、定位、翻转和垛台升降及压紧，用液压
- 6 -