摘要进入新世纪后随着工业的高速发展，钢铁企业的生产能力得到了不断地提升，环形加热炉技术也在不断的成熟，而传统的推钢式进出料机已经不适合在环形加热炉中使用，为了适应环形加热炉的进出料特点，在此专门为加热炉量身定做了环形加热炉装取料机。
此机型包括了整体机架，小车，钳杆这三部分。
运用夹紧气缸和升降气缸来实现钳杆对钢料的夹取和升降运动，同时钳杆装载在小车上，小车可以在机架的导轨上进退运动。
小车是用电动机驱动的，当电动机运行时，带动安装在电动机上的齿轮转动，我们在右横梁上装配了与小车齿轮可以啮合的齿条来实现小车在机架导轨上的运动。
在实际情况下充分根据环形加热炉的特点特地使用两台一样的装取料机分别安装在装料口和出料口。
两机同时进行装取料，极大地提高了加热钢料的效率，也更充分地发挥了环形加热炉的高效率的特性，提高了整个厂区的工作效率和经济效益，与当前我国提出的高产、优质、低耗的理念相吻合。
关键词：环形加热炉；装取料；有限元分析；高效ABSTRACTIn order to adapt to the rapid development in the new century, industrial steel enterprise production capacity has increased a lot then before, the annular heating furnace technology has been more mature, the traditional pushed steel type translation machine dose not suitable for using in the annular heating furnace any more. In order to adapt to the characteristics of the annular heating furnace a new type of feeding machine has been tailored specifically for the annular heating furnace is installed. The model of this machine includes the whole frame, car and clamp stem. Using clamping cylinder and the cylinder to lift the bar clamp on steel clip and lifting movement, and installed with the car pliers stem, can be translated on the rails in the frame. The car was droved by a electric motor, the electric motor was droved by the gears which installed in the motor. According to the characteristics of annular heating furnace, two feeding machines were installed respectively in the loading and discharging part. These two machines simultaneously outfit feeding, greatly improving the efficiency of heating steel, also improve the efficiency of the whole factory work efficiency and economic benefit and coincide with the current idea of high-yield, high-quality and low consumption.Keywords: annular heating furnace; Pack feeding; Finite element analysis; high Efficient目录摘要............................................................................................................. 错误！未定义书签。
ABSTRACT .................................................................................................. 错误！未定义书签。
1 绪论 (1)1.1课题来源及意义 (1)1.2环形加热炉的简单介绍 (2)1.2.1 炉形结构: (2)1.2.2 装取料口距离计算: (3)1.3装取料机的简单介绍 (4)1.4国内外的发展情况 (5)2 装取料机的设计说明及工作原理 (8)2.1装取料机的设计说明及工作原理 (9)3 装取料机的机械结构及设计计算........................................................... 错误！未定义书签。
3.1整体的设计......................................................................................... 错误！未定义书签。
3.2钳杆的结构设计及计算 (16)3.2.1 钳杆的整体机构设计: (15)3.2.2 钳杆的长度: (15)3.2.3 钳杆的直径: (15)3.2.4 两气缸型号的确定: (15)3.2.5 钳杆校核 (16)3.2.6 齿轮校核: (18)3.3小车的结构设计及计算 (22)3.3.1 小车的整体设计: (22)3.3.2 车体的设计计算 (22)3.3.3 前轮的设计计算: (24)3.3.4 轮轴的设计及校核: (24)3.3.5 后轮的设计计算: (26)3.3.6 后下轮的设计计算: (26)3.4整体机架结构的设计及计算 (27)3.4.1 横梁的设计计算: (27)3.4.2 立柱的设计: (29)3.4.3 连接梁的设计: (30)4 合理性分析 (32)4.1钳杆的有限元分析............................................................................. 错误！未定义书签。
4.2横梁工字钢的有限元分析 (35)结论与展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1课题来源及意义随着科学技术和经济的快速发展以及全球一体化进程的不断加快，人们对钢铁制品的质量和需求量又上升到了一个更高的台阶。
在各行各业中，人们没有间断过对钢管的使用，不管是建筑业中用于搭建外架的钢管，还是各种汽车的框架结构，或者是在机械厂中用于支撑的支撑架和体育器材里的安装部件，都出现了钢管的身影。
然而，要使钢管成型就必须先对钢管坯进行加热，然后才能通过成型机械使钢管成型。
由于钢管坯的加热不同于其它钢坯的加热，对加热的精度要求很高，要求钢管坯的各部分受热均匀，这样才可以防止在打孔和拉直过程中出现断裂、变形、钢管粗细分布不均匀等情况，所以不能使用传统的推钢式加热炉对其进行加热，因为传统的推钢式加热炉的加热不是很均匀，如果是两头喷火式的话那就是两头受热多，如果中间喷火式的话那就是中间受热多，所以只能使用环形加热炉来对其坯料来进行加热，因为环形加热炉可以对钢管坯的两头和中间都进行均匀的加热，但是又因为环形加热炉是一个圆的封闭结构，不能用推钢机将坯料从另一头推出去，所以传统的推钢式进出料机就不适合在环形加热炉中使用，为了适应环形加热炉的进出料特点，这里就设计了专门为环形加热炉准备的进出料机——环形加热炉装取料机[11]。
（如图1.1示：）课题来源于企业需求，装取料设备是加热炉的一个重要组成部分。
目前大量的从事各种工业炉窑的节能环保、专用设备、计算机控制等技术的研究的企业都对装取料设备进行设计，希望设计出高效、稳定、安全的装取料设备，在这里通过该设计可以培养我们独立进行科学研究和综合分析思考的能力。
图1.1装取料设备1.2环形加热炉的简单介绍进入新世纪，随着科学技术的持续发展，企业也得到了快速发展，钢管的生产能力不断提升。
所以以致加热炉的不断更新换代，取而代之的是新型的环形加热炉（如图1.2），环形加热炉不仅能使加热钢料均匀受热而且节省能源，实现可持续发展[2]。
图1.2环形加热炉图1.3示意图1.2.1 炉形结构根据工艺要求，加热炉自装料端到出料端依次为预热段、一加热段、二加热段、三加热段、四加热段、均热段，加热炉炉顶采用平直结构，在装出料位置设置三道水冷隔墙。
其中五个区段有供热，各段的供热可以单独调节，实现自动控制，烧嘴安装在内外环侧墙和炉顶上，加热炉采用平焰烧嘴和侧向可调焰烧嘴[1]。
采用自然排烟的方式。
考虑到经济，节能又能最大程度的提高炉子的有效利用率，各段角度分配见图1.3。
1.2.2 装取料口距离计算由于环形加热炉的大小视加热钢坯料件的大小而定，所以我们计算装取料口的距离就得根据现场的情况来定。
在这里我取最常见的一种加热炉的规格，也是应用最广的一种型号的加热炉。
待加热钢坯规格：直径Ф180mm～Ф350mm，长度1.7m～5.4m。
环形加热炉基本尺寸：炉中径36000mm，炉腔宽度6450mm，预热段炉膛高度1250mm，第一、二、三加热段炉膛高度2000mm，第四加热段、均热段炉膛高度1600mm，装取料夹角14.4°。
°图1.4示意图由上述我们可以画出示意图1.4。
根据图4可计算：装取料口距离L=2*18000sin7.2°=4512.0mm由计算结果可以得出，装料口和取料口的距离偏大，要是单独设计一台装取料机来同时完成装料和取料的话，这样设计的整体机架就很大，而且占地大又费料，并且设计的小车要进行偏转，进退等一系列动作，小车结构也相对比较复杂。
最重要的是极大地影响了工作效率，在取料的同时不能进行其他装料等工作，与先进高效的环形加热炉工作效率不相匹配。
在这里我们准备设计一款装取料机，它同时安装在装料口和取料口，两台机的机械构造完全一样，这样在取料口取料的同时另一台机就可以在装料口装料，工作效率大大的提高了。