热钢坯端面打号机关键技术的研究

论文摘要

针对目前多数钢坯生产企业在连铸生产线上采用人工标号所导致的工作效率低、工人劳动强度大等缺陷,本文研制了一种新型的、基于PLC控制的热钢坯端面打号机。该设备应用先进的机械设计技术、伺服控制技术、气动控制技术和计算机控制技术,具有设备利用率高、定位精度高、响应速度快、可控性好等优势。本文共分为以下六章:第一章阐述了热钢坯端面打号机在连铸线上的作用及其开发的必要性,介绍了国内外打号机技术的研究现状和发展方向,提出了研制打号机所涉及的相关技术,给出了课题的来源并概括了论文的主要工作。第二章叙述了热钢坯端面打号机的总体构成,对其工艺流程、系统组成和工作原理进行了详细说明,同时也对打号机控制系统和LUST伺服的控制方法作了简单介绍。第三章针对字头在冲击过程中存在较为严重的应力集中问题,运用有限元理论,建立字头的受力模型,并进行ANSYS仿真分析,根据仿真结果对字头进行结构优化。第四章根据冲击气缸的技术要求,对气缸进行总体设计,并进行理论计算;而后对气缸的结构和工作原理进行了分析,指出了与普通气缸的不同之处;最后结合实际使用情况,对冲击气缸进行结构优化。第五章主要阐述了控制程序的设计要求,具体说明了PLC程序与上位机监控程序的设计原理和功能,并对PLC通信程序的设计进行了详细说明。第六章对热钢坯端面打号机的研制工作进行了总结,并对其进一步的开发研究做了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢铁产品标识设备的种类及特点
• 1.2 热钢坯端面打号机概述
• 1.3 国内外研究现状和发展方向
• 1.3.1 国外热钢坯标识技术的发展现状
• 1.3.2 国内热钢坯标识技术的发展现状
• 1.4 部分关键技术简介
• 1.4.1 机械设计技术
• 1.4.2 伺服控制技术
• 1.4.3 计算机技术
• 1.4.4 气动控制技术
• 1.5 课题来源与研究意义
• 1.6 论文主要工作
• 第二章 热钢坯端面打号机总体设计
• 2.1 系统原理和组成
• 2.1.1 工艺流程
• 2.1.2 系统组成
• 2.2 机械系统
• 2.2.1 打号头部分
• 2.2.2 升降部分
• 2.2.3 横移部分
• 2.2.4 大走行部分
• 2.3 控制系统
• 2.3.1 运动控制系统
• 2.3.2 电气控制系统
• 2.4 本章小结
• 第三章 字头有限元分析
• 3.1 应力集中概述
• 3.1.1 产生应力集中的因素
• 3.1.2 应力集中系数与基准应力
• 3.1.3 降低应力集中的方法
• 3.2 有限元简介
• 3.2.1 有限元特点
• 3.2.2 有限元数值求解
• 3.3 字头受力分析
• 3.3.1 字头模型分析
• 3.3.2 字头应力集中分析
• 3.4 字头有限元数学模型
• 3.4.2 有限元分析模型
• 3.4.3 ANSYS分析
• 3.5 字头结构优化
• 3.6 本章小结
• 第四章 冲击气缸优化设计
• 4.1 冲击气缸方案设计
• 4.1.1 技术要求
• 4.1.2 冲击气缸结构分析
• 4.1.3 冲击气缸工作原理
• 4.2 冲击气缸设计
• 4.2.1 冲击气缸设计步骤
• 4.2.2 气缸理论计算
• 4.3 气缸结构优化设计
• 4.3.1 实际效果分析
• 4.3.2 气缸结构优化与分析
• 4.4 实际效果比较
• 4.5 本章小结
• 第五章 热钢坯端面打号机程序设计
• 5.1 程序设计基本要求
• 5.2 热钢坯端面打号机PLC程序设计
• 5.2.1 PLC程序开发平台
• 5.2.2 PLC程序模块设计
• 5.2.3 PLC通信程序设计
• 5.3 上位机程序设计
• 5.3.1 上位机与下位机通信方案确定
• 5.3.2 上位机程序流程设计
• 5.3.3 上位机程序功能模块设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 硕士期间参加的项目和发表的文章
• 致谢