寬厚板矯直機(jī)設(shè)計(jì)

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 寬厚板矯直機(jī)設(shè)計(jì) 大 學(xué) 2010年 6 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4250寬厚板矯直機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 專 業(yè)：軋鋼 06-1班 學(xué)生 姓名： 王 超 學(xué) 號(hào)：061101011045

2、 指導(dǎo) 教師： 孫靜娜 答辯 日期： 2010.6.20 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：軋鋼教研室 學(xué) 號(hào) 學(xué)生 姓名 專 業(yè) 班 級(jí) 軋鋼06 題 目 題目名稱 4250寬厚板矯直機(jī)設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) 1.理工類(lèi)：工程設(shè)計(jì) （ √ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）； 理論研究型（ ）

3、；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ） 2.管理類(lèi)（ ）；3.外語(yǔ)類(lèi)（ ）；4.藝術(shù)類(lèi)（ ） 題目類(lèi)型 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（ √ ） 2.論文（ ） 題目來(lái)源 科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ √ ） 主 要 內(nèi) 容 設(shè)計(jì)方案的選擇，力能參數(shù)計(jì)算，對(duì)主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,確定其結(jié)構(gòu)參數(shù),并對(duì)所選軸承進(jìn)行壽命計(jì)算。完成矯直機(jī)的主要零部件及總體設(shè)計(jì)圖紙。 基 本 要 求 1、設(shè)計(jì)圖紙量：6張A1以上，其中至少有一張用計(jì)算機(jī)繪制的部件圖；有一張典型零件的零件圖。CAD要求有草圖。 2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要

4、反映和論述選題及方案的確定過(guò)程，反映設(shè)計(jì)的過(guò)程和創(chuàng)新點(diǎn)，說(shuō)明書(shū)不少于2萬(wàn)字。 3、查閱資料不少于15篇，翻譯與課題相關(guān)的外文資料5千漢字。 參 考 資 料 1、塑性力學(xué)、軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)、軋鋼工藝及設(shè)備（下冊(cè)）、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性及測(cè)量等教科書(shū)。 2、相關(guān)期刊文獻(xiàn)。 3、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 周 次 第1～4周 第5～7周 第8～10周 第11～15周 第16～17周 應(yīng) 完 成 的 內(nèi) 容 1.開(kāi)題報(bào)告； 2.方案論證和方案設(shè)計(jì)； 3.畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排。 1.方案設(shè)計(jì)； 2.整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2.部件設(shè)計(jì)。 1.技術(shù)設(shè)計(jì)； 2.部件

5、設(shè)計(jì)； 3.零件設(shè)計(jì)。 1.整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； 2.準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師：孫靜娜 職稱：講師 2010年3月1日 系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日 摘要 摘要 本文介紹了中厚板熱矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能。并對(duì)矯直原理做了詳細(xì)具體的闡述，對(duì)其主要零部件做了校核，對(duì)矯直機(jī)的力能參數(shù)做了計(jì)算。對(duì)矯直機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和實(shí)際生產(chǎn)中存在的問(wèn)題做了闡述。 關(guān)鍵詞　中厚板；熱矯直機(jī)；發(fā)展趨勢(shì)；結(jié)構(gòu)特點(diǎn) I 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論

6、文） Abstract This paper introduces the hot plate roll leveler structural characteristics and functions. Straightening of the principle of starting a detailed exposition of concrete, its main components have done a check, Straightening machine of the force and energy parameters were calculated. Stra

7、ightening machine of the development trend and the actual production problems on the done Keywords　 Plate; Hot leveler; Improvement trend; Frame characteristic 5 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.1.1平行輥熱矯直機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1 1.1.2 平行輥

8、熱矯直機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 3 1.2 本文的主要內(nèi)容 4 第2章 矯直原理 5 2.1 中厚板矯直原理 5 2.2彎曲變形與曲率 8 本章小結(jié) 10 第3章 矯直機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 11 3.1輥式矯直機(jī)基本參數(shù)的確定 11 3.1.1 輥距t 11 3.1.2 輥徑D 11 3.1.3 輥身長(zhǎng)度L 11 3.1.4 輥數(shù)n 12 3.1.5 矯直速度v 13 3.2矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算 13 3.2.1矯直力的計(jì)算 13 3.2.2矯直力矩的計(jì)算 14 3.2.3主電機(jī)功率的計(jì)算 15 3.3 工作輥強(qiáng)度計(jì)算 15 3.4 軸承壽命校核 17 本章小結(jié) 17

9、第4章 熱矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 19 4.1 輥系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 20 4.2 機(jī)架結(jié)構(gòu)分析 22 4.3 壓上系統(tǒng) 24 4.4 機(jī)架輥 25 4.5 壓下系統(tǒng) 25 本章小結(jié) 26 結(jié)論 27 參考文獻(xiàn) 32 致謝 34 附錄1 開(kāi)題報(bào)告 36 附錄2 文獻(xiàn)綜述 42 附錄3 外文翻譯 48 III 第1章 緒論 第1章 緒論 1.1 課題背景 中厚板熱矯直機(jī)是中厚板生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的設(shè)備，是用來(lái)消除中厚板經(jīng)過(guò)軋機(jī)和快速冷卻，鋼板由于溫度不均，變形不均，以及運(yùn)輸?shù)?/p>

10、原因，造成軋后的鋼板常有瓢曲和波浪缺陷以滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及用戶要求。中厚板矯直機(jī)作為中厚板軋制生產(chǎn)的重要輔助設(shè)備 ,決定著中厚板產(chǎn)品的交貨質(zhì)量和直行率的高低。特別是在中厚板生產(chǎn)過(guò)程中采用控軋控冷技術(shù)(TMCP)以后 ,為滿足強(qiáng)冷后高強(qiáng)度鋼板的低溫矯直以及用戶對(duì)中厚板產(chǎn)品的高精度要求 ,使得中厚板矯直技術(shù)的作用不斷提高 ,并由此促進(jìn)了現(xiàn)代矯直理論與矯直技術(shù)的發(fā)展[1-3]。 目前，軋材品種規(guī)格的多樣化和對(duì)其精度要求的提高，促進(jìn)了矯直理論和矯直機(jī)結(jié)構(gòu)的研究工作的快速發(fā)展及矯直技術(shù)水平的不斷提高。矯直不同品種規(guī)格的軋材，采用不同結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格的矯直機(jī)。所以矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)形式繁多，矯直方式也不相同[4]。

11、 根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作原理，矯直機(jī)的基本形式可分為壓力矯直機(jī)，平行輥矯直機(jī)，斜輥矯直機(jī)，拉伸矯直機(jī)，拉彎矯直機(jī)和扭轉(zhuǎn)矯直機(jī)。 中厚板熱矯直機(jī)采用平行輥式設(shè)計(jì)。平行輥矯直機(jī)結(jié)構(gòu)形式很多，就矯直機(jī)來(lái)說(shuō)，輥數(shù)由5輥到29輥，輥徑從20mm到520mm。矯直板材的范圍很廣[5-6]。 1.1.1平行輥熱矯直機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 近幾年來(lái), 隨著控軋控冷與直接淬火的采用,軋后板溫降低、板形變壞、屈服強(qiáng)度增大, 板厚范圍加寬和用戶對(duì)鋼板加工自動(dòng)化程度的提高, 要求生產(chǎn)廠交貨鋼板的平直度也更加嚴(yán)格。 因此,新建熱矯直機(jī)都要求能力強(qiáng),剛度大,自動(dòng)化程度高的新型設(shè)備, 經(jīng)矯直后鋼板平直度好,殘余應(yīng)力小且分布均勻,

12、表面質(zhì)量好且無(wú)壓痕。而且做到操作安全可靠,作業(yè)率高,換輥方便且快速,一道次矯直,矯速快,矯直時(shí)間短,提高自動(dòng)化水平,以及要求投資省[7-9]。 首先，新型矯直機(jī)剛度都很大，即框架輥跳和矯直輥撓度小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成非常緊湊， 將框架立柱采用預(yù)緊力連結(jié)，當(dāng)矯直時(shí)使立柱受載后伸長(zhǎng)很小， 另外，橫梁產(chǎn)生撓曲變形以測(cè)得矯直力大小來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸加以補(bǔ)償。矯直輥產(chǎn)生撓度以彎輥方式加以克服，始終保持了平行恒輥縫以達(dá)到最佳平直度的水平。 其次，采用HAGC裝置以控制輥縫，使達(dá)到恒輥縫的要求，并以厚度計(jì)A GC方式，從矯直力信號(hào)使進(jìn)口與出口輥縫閉合和打開(kāi)，滿足了板子頭尾部的矯直要求。 在國(guó)外為適應(yīng)TMCP工藝技術(shù)

13、的應(yīng)用，世界上著名的冶金機(jī)械設(shè)備制造廠家如德馬克(MDS)、西馬克(SMS)、日本的三菱重工(MHI)等紛紛推出所謂的“第3代矯直機(jī)”，代表了當(dāng)今世界矯直技術(shù)的最高水平。 國(guó)內(nèi)中厚板廠通過(guò)技術(shù)改造與引進(jìn)，其矯直設(shè)備的技術(shù)水平正得到不斷提高。 目前，中厚板廠采用的熱矯直機(jī)多為四重11輥式矯直機(jī)，此外常見(jiàn)的為9輥、15輥式冷、熱矯直機(jī)。矯直鋼板厚度范圍為5mm到2100mm。其主要特點(diǎn)是高剛度、全液壓調(diào)節(jié)以及具有較高的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。9、11、15輥矯直機(jī)的輥系布置如圖1-1所示。 a) 11輥熱矯直機(jī) b) 15輥矯直機(jī) c) 9輥矯直機(jī) d) 9輥HPL矯直機(jī)

14、 圖1-1 矯直機(jī)輥系布置 注：黑色為固定工作輥，白色為可升降工作輥 通過(guò)上述分析比較，可以看出在中厚板矯直技術(shù)研究上國(guó)內(nèi)與國(guó)外還存在較大的差距，在矯直設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)上，國(guó)外的整體技術(shù)水平要高于國(guó)內(nèi)?，F(xiàn)在，對(duì)中厚板產(chǎn)品的板形、平直度要求越來(lái)越高，矯直技術(shù)也由此向全液壓、高負(fù)荷、高剛度、多功能等方向的發(fā)展，國(guó)內(nèi)正在改造或即將建設(shè)的寬厚板矯直設(shè)備應(yīng)注意到這一發(fā)展方向，并在實(shí)際改造或建設(shè)過(guò)程注重先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用或引進(jìn)，以提升我國(guó)中厚板矯直技術(shù)裝備水平，并由此提高我國(guó)中厚板產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[10-13]。 1.1.2 平行輥熱矯直機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 針對(duì)高性能板材的要求，對(duì)矯直機(jī)的性能要

15、求越來(lái)越高，要求能矯直簡(jiǎn)單及復(fù)雜的板材缺陷。 需要矯直機(jī)具有多種調(diào)節(jié)手段，1：矯直輥可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整；2：可實(shí)現(xiàn)大變形及小變形矯直方案；3：可實(shí)現(xiàn)上排輥的集體傾動(dòng)調(diào)節(jié)；4：可實(shí)現(xiàn)液壓壓下及彎輥矯直方案；5：可實(shí)現(xiàn)矯直輥的橫向調(diào)節(jié)，用于矯直帶有浪形的板材；6：矯直輥本身帶有凸度，實(shí)現(xiàn)對(duì)板材有浪的矯直；7：矯直機(jī)帶有支撐輥以提高矯直機(jī)的剛度，可矯直板材的屈服強(qiáng)度范圍擴(kuò)大[14]。 1.2 本文的主要內(nèi)容 第2章對(duì)矯直機(jī)的矯直原理和矯直板材的彎曲變形與曲率做了詳細(xì)闡述。第3章是矯直機(jī)的力能參數(shù)的計(jì)算和主要矯直設(shè)備的強(qiáng)度校核，力能參數(shù)包括矯直壓力的計(jì)算，矯

16、直力矩的計(jì)算，主電機(jī)功率的計(jì)算。對(duì)工作輥支承輥、工作輥、軸承座以及軸承做了強(qiáng)度校核計(jì)算。 3 第2章 矯直原理 第2章 矯直原理 2.1 中厚板矯直原理 在中厚板生產(chǎn)中，多數(shù)被矯鋼板上的原始曲率的大小與方向均是隨機(jī)的 (在 02Cr0max之間變化)，即屬于具有多值原始曲率軋件的矯直問(wèn)題。采用的一般矯直原則是:對(duì)軋件進(jìn)行多次彈塑性反彎以消除其原始曲率的不均勻度，并逐漸將其矯平，達(dá)到矯直目的。目前，板材尤其是中厚板主要是采用輥式矯直機(jī)進(jìn)行矯直，可分為冷矯和熱矯兩種。中厚板由于其材質(zhì)、規(guī)格和尺寸的不同，需要的反彎次數(shù)也不同，因而輥式矯直機(jī)的輥數(shù)也有很大差別。通常，中厚板矯直機(jī)輥數(shù)多

17、為5-13個(gè)，其中5-7輥的多用于厚板矯直。按照每個(gè)矯直輥使鋼板產(chǎn)生的變形程度和最終消除殘余曲率的方法，可分為小變形矯直方案、大變形矯直方案以及整體傾斜方案。 1) 小變形矯直方案 該方案的矯直原則是:矯直反彎的壓下量用于消除鋼板在前一輥上產(chǎn)生的最大殘余曲率(即進(jìn)入該輥的最大原始曲率)。為達(dá)到消除該輥?zhàn)畲笤记誓康?，該輥的反彎曲率?yīng)等于鋼板的彈復(fù)曲率， 即 。小變形矯直方案的優(yōu)點(diǎn)在于在軋件原始曲率較大時(shí)，能較快的消除原始曲率值的差值。 2) 大變形矯直方案 鋼板在多值原始曲率的情況下，彎曲變形總曲率越大，其彈復(fù)曲率差值越小，即鋼板彈復(fù)后的殘余曲率的變化范圍越小。根據(jù)此特點(diǎn)，在第二、三

18、輥上采用很大的相對(duì)反彎曲率，使軋件個(gè)部分的總彎曲變形曲率達(dá)到很大數(shù)值，則使彈復(fù)曲率接近于同方向的某一個(gè)數(shù)值，即可迅速地將殘余曲率減小，使整個(gè)軋件長(zhǎng)度方向上幾乎成為單值曲率。然后經(jīng)過(guò)幾次反彎后，軋件趨于平直，達(dá)到矯直目的。 3) 整體傾斜矯直方案 該矯直方案主要是通過(guò)調(diào)整首尾端的壓下量，使首端壓下量使其相對(duì)反彎曲率，尾端壓下量的相對(duì)反彎曲率。當(dāng)確定第二輥及倒數(shù)第二輥( n - 1輥) 上的反彎曲率后，就可按線性規(guī)律確定其它矯直輥的反彎曲率。該矯直方案的優(yōu)點(diǎn)在于符合鋼板矯直過(guò)程的變形特點(diǎn)。 鋼板用戶對(duì)熱軋鋼板尺寸和形狀精度的要求越來(lái)越高。除了其他方面以外，用戶要求鋼板必須是平直的，并且沒(méi)有可

19、能有害于其預(yù)定用途的內(nèi)應(yīng)力。 內(nèi)應(yīng)力以及彎曲和平面度誤差是由以下的原因造成的： 1) 沿橫斷面高度方向和寬度方向上的不均勻塑性變形，例如在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的。 2) 軋件沿橫斷面的不均勻冷卻，例如在冷床區(qū)域產(chǎn)生的或在溫控過(guò)程或在熱軋制過(guò)程之后產(chǎn)生的。 平面度誤差是以彎曲或邊緣波形或中央皺凸的形式而產(chǎn)生的，這種誤差可以被理解為沿鋼板長(zhǎng)度或?qū)挾确较蛏系拈L(zhǎng)度差值。 對(duì)于一塊平直的鋼板來(lái)說(shuō)，沿其長(zhǎng)度方向和寬度方向上所有的材料纖維都具有相同的長(zhǎng)度。 矯直的任務(wù)就是通過(guò)對(duì)平面度超差的鋼板進(jìn)行特殊的成形，來(lái)補(bǔ)償長(zhǎng)度差值，這種特殊的成形適合于用來(lái)消除彎曲和波形。 在這個(gè)過(guò)程中，最重要的事情就是以確

20、定的鋼板變形狀態(tài)來(lái)代替會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力的不確定的變形狀態(tài)。這是通過(guò)在矯直機(jī)的入口段對(duì)鋼板進(jìn)行較強(qiáng)的彎曲來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 通常，彎曲一塊鋼板時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)稱彎曲應(yīng)力分布的應(yīng)力狀態(tài)。 彈性應(yīng)力 彈-塑性應(yīng)力 塑性應(yīng)力 圖2-1 彎曲應(yīng)力分布的應(yīng)力狀態(tài) 圖2-2無(wú)內(nèi)應(yīng)力彎曲 如果在鋼板中存在不同的內(nèi)部拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（當(dāng)存在有邊緣波形或中央凸起時(shí)），彎曲應(yīng)力分布就疊加到內(nèi)應(yīng)力上，并且產(chǎn)生了不對(duì)稱于中心線的應(yīng)力分布。 圖2-3鋼板中央內(nèi)部應(yīng)力分布 圖2-4彎曲應(yīng)力與內(nèi)部應(yīng)力疊加 這種形式的應(yīng)力分布造成

21、下述情況： 1) 在存在內(nèi)部拉應(yīng)力時(shí)，鋼板頂面的伸長(zhǎng)量大于鋼板底面的壓縮量。 2) 在存在內(nèi)部壓應(yīng)力時(shí)，鋼板底面的壓縮量大于鋼板頂面的伸長(zhǎng)量。 當(dāng)存在內(nèi)部拉應(yīng)力時(shí)，通過(guò)多次交變彎曲，鋼板稍微伸長(zhǎng)。 相反，當(dāng)存在內(nèi)部壓應(yīng)力時(shí)，通過(guò)上述彎曲，鋼板稍微縮短。 沿鋼板縱向的內(nèi)應(yīng)力可導(dǎo)致波形，產(chǎn)生的長(zhǎng)度差值就這樣通過(guò)交變彎曲而被補(bǔ)償，并使得中央皺凸和邊緣波形減輕。 由于使用了這些可任選的調(diào)整裝置，矯直輥可以用不同的方式沿矯直機(jī)的寬度方向或長(zhǎng)度方向上調(diào)整，這是消除鋼板波形的先決條件。 對(duì)于矯直過(guò)程來(lái)說(shuō)，必須使各輥在鋼板進(jìn)入后鋼板彎曲的絕對(duì)值盡可能是均勻地遞減的。 在這個(gè)過(guò)程中，最后施加的

22、彎曲量必須剛好使得在鋼板離開(kāi)矯直機(jī)時(shí)彈性恢復(fù)后得到一個(gè)平整的鋼板。 平行輥矯直機(jī)是目前應(yīng)用最廣的矯直機(jī)。板材矯直機(jī)按板厚可分為中厚板矯直機(jī)、中薄板矯直機(jī)及薄板矯直機(jī)。中厚板矯直機(jī)，其能力上限可矯厚板，下限可矯中板；中薄板矯直機(jī)其能力上限可矯中板，下限可矯薄板；薄板矯直機(jī)為厚度很薄、寬度較大的薄板矯直所用。板寬與矯直機(jī)的能力及結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度有密切關(guān)系。首先板厚決定輥徑尺寸；其次是板寬決定輥長(zhǎng)尺寸；第三是輥數(shù)決定著矯直質(zhì)量；第四是輥?zhàn)又丿B數(shù)決定矯直質(zhì)量及表面粗糙度；第五是矯直溫度決定矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[15]。 2.2彎曲變形與曲率 金屬在矯直加工中的受力狀態(tài)基本上屬于集中載荷作用。在平行輥矯直

23、和壓力矯直狀態(tài)下，考慮到工件的彎曲及接觸點(diǎn)的彈性壓扁，載荷作用點(diǎn)也形成一個(gè)小面積。在力學(xué)分析上從微小線段來(lái)考慮彎曲的曲率與變形，也是極接近實(shí)際又方便的?，F(xiàn)在從微小弧段上取一單位弧長(zhǎng)，如圖2-5所示，設(shè)工件原始狀態(tài)是彎曲的，具有原始曲率，此單位弧長(zhǎng)即=1，它所`對(duì)應(yīng)的弧心角為，它們之間的關(guān)系為： 弧長(zhǎng)的曲率也是用表示，只是單位量綱不再是弧度rad，而是。他們的數(shù)值完全相同，故曲率也是用表示，但需寫(xiě)為。 （單位為）即是原始曲率，也可以理解為原始曲率角。由于按角度概念運(yùn)算會(huì)帶來(lái)許多方便，以后各種曲率皆按曲率角進(jìn)行運(yùn)算。 現(xiàn)在按圖2-5所對(duì)原始曲率的工件進(jìn)行反彎達(dá)到狀態(tài)。此時(shí)形成的反彎曲率

24、為，其相應(yīng)的曲率半徑。故有： 工件由彎到狀態(tài)，總的曲率變化量就是總的曲率角變化量為： 這個(gè)總曲率角在圖2-5中相當(dāng)于一個(gè)三角形中b角的外角，他相當(dāng)于曲率角由變到，總的變化當(dāng)然是。在由的變化過(guò)程中曲率半徑由增到無(wú)窮大，再由無(wú)窮大減到。而新曲率半徑只能借助曲率角來(lái)計(jì)算，即： 在撤消外力后，工件必將釋放其彈性勢(shì)能形成彈性返回現(xiàn)象。由于上述彎曲包含著彈塑性變形，其塑性變形部分為永久變形，故彈復(fù)動(dòng)作不能回歸原狀，只能按彈性勢(shì)能大小返回到所對(duì)應(yīng)的弧心角為，稱之為殘留曲率（角），與其對(duì)應(yīng)的曲率半徑為，同理=。工件由彈復(fù)到，其曲率角的變化由變到，其減小量，以表示，則： 圖2-5 彎曲時(shí)曲率

25、變化 為彈復(fù)曲率(角)，在圖1-5中表現(xiàn)為右側(cè)的與兩個(gè)半徑線間的夾角。 彈復(fù)后工件處于穩(wěn)定狀態(tài)，它與原始狀態(tài)之間的差別不會(huì)再改變，而成為永久性差別，工件的不可恢復(fù)的變形成為永久變形。它所對(duì)應(yīng)的曲率變化稱為塑性彎曲曲率（角），即與兩個(gè)半徑線間的夾角： 當(dāng)彎曲方向與壓彎方向一致時(shí)，即同向壓彎時(shí)，上式中的改為負(fù)值即可。當(dāng)工件原始狀態(tài)無(wú)彎曲時(shí)，=0。 當(dāng)工件反彎后變直時(shí)，或。此式即為矯直曲率方程式。為使工件矯直后變直，必須選用一個(gè)正好與彈復(fù)曲率相等的反彎曲率對(duì)工件進(jìn)行矯直。 為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和闡述矯直原理，需要對(duì)曲率概念作相對(duì)性處理。首先設(shè)定彈性極限曲率(角)為，它相當(dāng)于工件表層纖維達(dá)

26、到彈性極限變形時(shí)的曲率值。 現(xiàn)在定義：各種曲率對(duì)彈性極限曲率的比值為曲率比，用表示，也是采用各種腳標(biāo)以區(qū)別各種曲率比的不同名稱?？倧澢时葹椋? 其它如：原始曲率比、反彎曲率比、彈復(fù)曲率比、殘留曲率比及塑性曲率比等分別表示為： 前面給出的各種曲率方程式可以用曲率比寫(xiě)出： 或 或 或 從上述分析中看出：殘留變形是殘留彎曲所反映的變形，是外在可見(jiàn)的變形。彎曲變形可以理解為矯直時(shí)的反彎變形，明確了彎曲變形就等于明確了矯直變形[16]。 本章小結(jié) 本章對(duì)矯直機(jī)的矯直原理和矯直時(shí)板材的彎曲變形和曲率做了說(shuō)明。 17 第3

27、章 矯直機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 第3章 矯直機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 3.1輥式矯直機(jī)基本參數(shù)的確定 輥式矯直機(jī)基本參數(shù)包括輥徑D、輥距t、輥數(shù)n、輥身長(zhǎng)度L和矯正速度V。其中最主要的是D和t。矯直機(jī)基本參數(shù)的正確選擇對(duì)軋件的矯正 質(zhì)量、設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和功率消耗等都有重要的影響。 輥數(shù)多少取決于壓下方案及矯直質(zhì)量要求。輥徑和輥距受結(jié)構(gòu)條件，咬入條件、強(qiáng)度條件及矯直可能性的約束，不僅限定它們的尺寸范圍，而且限定它們之間的比例關(guān)系。輥身長(zhǎng)度則取決于軋材的寬度。 3.1.1 輥距t 確定輥距時(shí)，應(yīng)該考慮滿足最小軋件的矯正質(zhì)量要求，又要考慮滿足矯正最大斷面軋件時(shí)矯正輥的強(qiáng)度要求。為此，應(yīng)分別計(jì)算最大允

28、許輥距和最小允許輥距。最后確定< t < 。 由公式： （3－1） 其中：=162Mpa E =206Gpa 選?。簍=300mm 3.1.2 輥徑D 對(duì)于鋼板，輥距t與輥徑D有以下關(guān)系: D=（0.9~0.95)t （3－2） 取 D= 0.95t 所以 D=285mm 3.1.3 輥身長(zhǎng)度L 輥身長(zhǎng)度L與軋件最大寬度有關(guān)，通常： L=bmax+a

29、 （3－3） 由于矯直輥是光輥，板帶材矯直時(shí)容易跑偏，為此輥端的余量必須加大，根據(jù)慣用的規(guī)定： 當(dāng) bmax<=1000mm時(shí)，a=50~200mm； 當(dāng) bmax>1000mm時(shí)，a=200~350mm； 取 bmax=3980mm，a=270mm 故 L=3980+270=4250mm 3.1.4 輥數(shù)n 增加輥數(shù)即增加軋件的反彎次數(shù)，可以提高矯直質(zhì)量但也會(huì)增加軋件的加工硬化和矯直機(jī)的功率。為此，選擇輥數(shù)n的原則是在保證矯直質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。 對(duì)于板材輥式矯直機(jī)，輥數(shù)n隨著軋件寬厚比(b／h)的增加而增加。因?yàn)檐埣捄癖扔?，它的浪形彎曲亦愈顯著，需要多次的

30、反復(fù)彎曲才能保證矯直質(zhì)量。輥數(shù)與殘余曲率關(guān)系如圖3－1所示。 圖3-1 殘余曲率與輥數(shù)的關(guān)系 從圖3-1中可以看出，7輥輥系完全可以滿足高精度矯直需要，超過(guò)7輥后，對(duì)提高矯直精度的效果緩慢。但實(shí)際上，各輥壓彎量的調(diào)整由于材質(zhì)不勻及尺寸公差會(huì)造成理論與實(shí)際之間有差距。另外，機(jī)架剛度、側(cè)彎、扭曲等對(duì)矯直效果都有影響，為此常用增加輥數(shù)的辦法來(lái)彌補(bǔ)上述的不足，根據(jù)熱矯板材矯直機(jī)的經(jīng)驗(yàn)輥數(shù)(一般板厚4～60mm的寬板輥數(shù)n=9～11)及此次開(kāi)發(fā)的要求，取工作輥9輥，前后導(dǎo)輥各1個(gè)，共計(jì)11輥。 3.1.5 矯直速度v 矯直速度的大小，首先要滿足生產(chǎn)率的要求，要與軋件生產(chǎn)能力相協(xié)調(diào)，要與所在

31、機(jī)組的速度相一致。 由于矯直速度的上限至今尚沒(méi)有理論的計(jì)算方法，但人為設(shè)定矯直速度所依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)是可以遵循的。本矯直機(jī)速度取為0.4～1.35m/s。 3.2矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算 本節(jié)對(duì)矯直機(jī)的矯直力、矯直力矩和主電機(jī)功率做了計(jì)算。 3.2.1矯直力的計(jì)算 1.作用在矯直輥上的壓力可按照軋件彎曲時(shí)所需的力矩來(lái)計(jì)算。此時(shí)，將軋件看成是受很多集中載荷的連續(xù)梁，這些集中載荷就是各個(gè)輥對(duì)軋件的壓力。它們?cè)跀?shù)值上等于軋件對(duì)輥?zhàn)拥膲毫?，即矯直力。 按照?qǐng)D3-2，各輥?zhàn)由系牧筛鶕?jù)軋件斷面的力矩平衡條件求出 圖3-2 矯直輥受力圖 1、 軋件的彈性彎曲力矩為 ===386

32、.856 ∵塑性力矩與彈性力矩的比值是 e= ∴=e 其中e為斷面的形狀系數(shù)，對(duì)于矩形軋件e=1.5 ∴=386.8561.5=580.284 2、 軋件的矯直力： 今假設(shè)各輥?zhàn)犹幵谲埣嗝娴膹澗胤峙錇椋? =，， ∴===2901.42 ===11605.68 ===15474.24 ==14829.48 ==13539.96 ==12895.2 ==12250.44 ==10960.92 ==10316.16 ==7737.12 ==2579.04 上工作輥矯直力之和為=++++=5

33、8028.4 下工作輥矯直力之和為=+++++=57061.26 3.2.2矯直力矩的計(jì)算 在輥式矯直機(jī)上，軋件是隨著矯正輥的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷前進(jìn)并反復(fù)彎曲的。因此，矯正輥上的扭矩可以按照功能相等的原理來(lái)確定。 = 其中：D=285mm， n=11 平均原始曲率=，=(10～30)/h 小變形矯正方案的殘余曲率最大值=0.44 ∴= =4.814 3.2.3主電機(jī)功率的計(jì)算 輥式矯直機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為： N= 其中，f

34、為輥?zhàn)优c軋件的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，f=0.0002; 為輥?zhàn)虞S承的摩擦系數(shù)，=0.005； d為輥?zhàn)虞S承處直徑； 為傳動(dòng)效率，=0.8； 假設(shè)當(dāng)矯正板厚為50mm時(shí)，矯直速度為0.5m/s ∴N = =349.2kw 所以，兩臺(tái)電機(jī)總功率為349.22=698.4kw 3.3 工作輥強(qiáng)度計(jì)算 工作輥的強(qiáng)度條件是工作輥各處的計(jì)算應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力。工作輥的許用應(yīng)力是其材料的強(qiáng)度限除以安全系數(shù)。通常工作輥的安全系數(shù)選取5。 矯直輥的材料為55Cr，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知 由于工作輥有支承輥，故無(wú)需考慮工作輥的

35、彎曲力矩，而只需考慮其扭轉(zhuǎn)。由于各輥系中的第三個(gè)輥受力最大，當(dāng)?shù)谌仢M足要求時(shí)起于各輥均可以滿足要求，所以只校核第三輥即可。 第三輥扭矩為： 其中， D ——工作輥直徑； ——塑性彎曲力矩； ——鋼板在相應(yīng)輥?zhàn)酉碌膹澢霃健? 對(duì)于11輥矯直機(jī)， =90h=9060=5400mm 假定倒數(shù)第二個(gè)輥僅實(shí)現(xiàn)彈性彎曲，則其曲率半徑為 即： 則帶入值得： 則工作輥危險(xiǎn)斷面在輥徑處，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:（工作輥輥徑取150mm） 合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算：

36、 由計(jì)算結(jié)果可知：矯直輥滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。 3.4 軸承壽命校核 矯直機(jī)所有支承輥及工作輥均采用調(diào)心滾子軸承，且支承輥和工作輥大徑端的軸承為 24130 CC/W33，其內(nèi)徑d= 150，外徑D=250，寬度B=100 。 壽命計(jì)算： 所以，查手冊(cè)得：基本額定動(dòng)載荷Cr=890kN，基本額定靜載荷Cr0=1600kN 由前面計(jì)算可知，該軸承所承擔(dān)最大頸向力為Fr=250kN，F(xiàn)a=0 ∵ ∴徑向當(dāng)量動(dòng)載荷= ——為沖擊載荷系數(shù) 查手冊(cè)得：1.2～1.8，取 P=1.7250kN=425kN 第3章 矯直機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 本章小結(jié) 本章對(duì)

37、矯直機(jī)的力能參數(shù)做了計(jì)算并對(duì)工作輥?zhàn)隽藦?qiáng)度校核以及軸承壽命計(jì)算。 第4章 熱矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 第4章 熱矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 4250熱矯直機(jī)主要由以下幾部分組成：主傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架、壓下系統(tǒng)、 輥系、上輥平衡系統(tǒng)、導(dǎo)輥升降裝置、彎輥（輥型調(diào)整）裝置及換輥裝置等。如圖4-1所示。 圖4-1 矯直機(jī)總裝圖主視圖 4.1 輥系結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 圖4-2 輥系 圖2 輥系的總裝圖 輥系的結(jié)構(gòu)布局如圖4-2，4-3，4-4所示：工作輥上5下 6，其中下工作輥含前后導(dǎo)輥，前后導(dǎo)輥輥徑加大并可以實(shí)現(xiàn)垂直方向上的單獨(dú)調(diào)整，導(dǎo)輥既可以作為矯直輥，又作為矯直鋼板咬入的調(diào)整裝置。在工作輥長(zhǎng)度

38、方向上通常有6根短支承輥實(shí)現(xiàn)對(duì)工作輥的支撐，上支承輥與工作輥通常采用交 錯(cuò)布置，在 X、Y方向都極大的提高了工作輥的剛度。下支承輥與下工作輥正對(duì)布置，有利于氧化鐵皮的順利排出。 圖4-4中從上到下依次為上輥?zhàn)?，上支承輥，上工作輥，下工作輥（含前后?dǎo)輥），下支承輥，下輥?zhàn)? 上輥系輥?zhàn)蓛蓚€(gè)相同的整體鑄件組成，工作時(shí)由平衡缸吊裝在機(jī)架上，在壓下系統(tǒng)中中間部分由鉸鏈連接，通過(guò)彎輥液壓缸作用，可以實(shí)現(xiàn)上工作輥的彎輥。通過(guò)調(diào)整板材入口和出口端壓下液壓缸的壓下量，可以實(shí)現(xiàn)工作輥的整體傾斜，這樣的設(shè)計(jì)能夠使板材經(jīng)過(guò)矯直后得到剛好的板形和平直度。 圖4-3 輥系 圖4-4 輥系剖視圖 上

39、輥?zhàn)祥_(kāi)有與軸承座配合的槽，將軸承座安裝在上輥?zhàn)牟凵喜⑼ㄟ^(guò)螺栓固定在輥?zhàn)?，每個(gè)工作輥都通過(guò)單獨(dú)的軸承座和蝶形彈簧拉靠在支承輥輥面上，矯直輥軸承不承受矯直力， 而完全由支承輥軸承來(lái)承擔(dān)。并且工作輥和支承輥交錯(cuò)布置，使矯直鋼板時(shí)工作輥更加穩(wěn)定，進(jìn)而提高了工作輥的剛度。 下輥?zhàn)?個(gè)鑄件和若干輔助板焊接而成，如圖4-5所示。5個(gè)主體部件之間焊接的板都與豎直方向成一定的角度，這樣方便氧化鐵皮和冷卻水排出。以免卡在工作輥或只承輥上。下支承輥?zhàn)舶惭b在下輥?zhàn)牟蹆?nèi)，防支承輥沿軸向移動(dòng)，并且在輥?zhàn)鄣膬啥碎_(kāi)槽，槽內(nèi)安裝檔板，檔板用螺栓連接在輥?zhàn)?，這樣可以避免軸承座沿的方向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)支承輥輥?zhàn)墓?/p>

40、定[17]。 圖4-5下輥系 下工作輥安裝在下輥?zhàn)钔舛说膬蓚€(gè)槽內(nèi)內(nèi)，槽的內(nèi)側(cè)和工作輥軸承座上安裝有滑板，方便工作輥在重車(chē)時(shí)的安裝與拆卸。前后導(dǎo)輥支承輥安裝在可上下自由移動(dòng)的力柱上，在壓上液壓缸的作用下，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)輥的單獨(dú)調(diào)節(jié)。 工作輥與軸承座的安裝形式如圖4-6所示。 工作輥（見(jiàn)圖 6）采用輥頸（材質(zhì)為碳鋼）、輥身 （材質(zhì)為鎳、 鉻、 鉬合金鋼） 分體制作， 經(jīng)熱裝后加工而成， 既保證了輥身材料高磨性、高淬透性材質(zhì)的要求又能在保證使用的前提下使得輥頸的加工更為容易，成本更為低廉。工作輥芯部為中空結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行通水冷卻。 圖4-6 工作輥裝配圖 支承輥材質(zhì)采用中碳鎳、鉻、鉬合金

41、鋼，熱處理后表面硬度略低于工作輥面，在工作輥輥身長(zhǎng)度方向上通常采用六根支承輥進(jìn)行支撐，從而保證了工作輥在矯直狀態(tài)下的輥身剛度。 支承輥采用分組安裝在軸承座上，形成一整體，上支承輥為五個(gè)一組，下支承輥為四個(gè)一組，導(dǎo)輥支承輥單獨(dú)安裝，可以單獨(dú)調(diào)整導(dǎo)輥的升降。上支承輥裝配如圖4-7所示。 圖4-7 上支承輥 4.2 機(jī)架結(jié)構(gòu)分析 本矯直機(jī)采用的是預(yù)應(yīng)力機(jī)架。預(yù)應(yīng)力機(jī)架主要由拉桿及預(yù)應(yīng)力螺母、上橫梁、機(jī)架立柱和機(jī)架底座組成。預(yù)應(yīng)力機(jī)架與傳統(tǒng)機(jī)架相比， 由于在預(yù)緊力的作用下，機(jī)架立柱發(fā)生壓縮變形，當(dāng)正常矯直時(shí)，作用在機(jī)架立柱的矯直力與預(yù)緊力部分抵消，因此很大程度地增加了機(jī)架的剛度，剛度

42、可以達(dá)到10000 kN/mm左右。同時(shí)其余各件均采用了鑄焊結(jié)構(gòu)，方便加工、運(yùn)輸和安裝。 預(yù)應(yīng)力拉桿和機(jī)架立柱在預(yù)緊力作用下，分別產(chǎn)生拉伸和壓縮變形。當(dāng)矯直機(jī)工作時(shí)受矯直力的作用，拉桿和立柱的受力得到再分配，拉桿受力增加，立柱受力減少，這充分發(fā)揮各部件材料的性能，同時(shí)這部分剛度等于立柱剛度與拉桿剛度之和。這兩年，新建的中厚板線矯直機(jī)尤其是強(qiáng)力、寬板矯直機(jī)都采用預(yù)應(yīng)力立柱的框架結(jié)構(gòu)[18]。 其中立柱是左右兩片，通過(guò)上下橫梁裝配在一起，再與預(yù)應(yīng)力拉桿裝配。 通過(guò)力能分析我們知道， 1.預(yù)應(yīng)力機(jī)架加載前，機(jī)架表面主要受壓應(yīng)力作用，拉桿承受了較大的拉應(yīng)力。 2.預(yù)應(yīng)力機(jī)架加載后，機(jī)架表面壓

43、應(yīng)力提高，拉桿承受的拉應(yīng)力也相應(yīng)得到提高。加載后與加載前相比，橫梁與立柱交界處的應(yīng)力分布狀態(tài)都較為均勻，未出現(xiàn)閉式機(jī)架常見(jiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。 圖4-8上橫梁 上橫梁（如圖4-8）：前后兩個(gè)上橫梁不僅連接起左右兩片立柱，同時(shí)通過(guò)凸起吊環(huán)吊起四個(gè)平衡缸，進(jìn)而達(dá)到與壓下系統(tǒng)連接。 圖4-9 預(yù)應(yīng)力螺母 預(yù)應(yīng)力螺母（圖4-9）：由進(jìn)油孔打入高壓油，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力 機(jī)架底座：如圖4-10所示 圖 4-10機(jī)架底座 底座是安裝在地面之下，與壓上系統(tǒng)一體，上附四個(gè)液壓缸。大部分的氧化鐵皮通過(guò)底座內(nèi)部的通道和擋板作用，落到外面。 機(jī)架是矯直機(jī)的基本結(jié)構(gòu)框架，如圖4-11所示。壓上

44、系統(tǒng)，壓下系統(tǒng)和輥系均安裝在機(jī)架上面，所以對(duì)其強(qiáng)度剛度要求很高，現(xiàn)在新式矯直機(jī)都采用預(yù)應(yīng)力機(jī)架。 4.3 壓上系統(tǒng) 矯直機(jī)的壓上系統(tǒng)有兩個(gè)，分別裝在機(jī)架底座的兩側(cè)。壓上系統(tǒng)是由液壓馬達(dá)帶動(dòng)，帶起蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)蝸輪實(shí)現(xiàn)立柱升降，進(jìn)而調(diào)整前后導(dǎo)輥位置。各個(gè)壓上油缸之間通過(guò)聯(lián)軸器相連接。 圖4-11 機(jī)架 4.4 機(jī)架輥 機(jī)架輥單獨(dú)傳動(dòng)，安裝在機(jī)架前后兩側(cè)，起到運(yùn)輸鋼板的作用 4.5 壓下系統(tǒng) 圖4-12為壓下系統(tǒng)裝配圖，主要部分為壓下框架、彎輥、平衡缸、液壓壓下缸和底座。 矯直機(jī)壓下框架分為兩部分，中部有鉸接點(diǎn)，彎輥液壓缸通過(guò)偏心軸和

45、鉸接點(diǎn)可對(duì)上輥系彎輥控制。 采用矯直輥預(yù)彎。因?yàn)樵谪?fù)載矯直力的作用下，矯直輥呈拋物線形狀， 采用液壓壓下控制方式通過(guò)彎輥系統(tǒng)補(bǔ)償這種附加變形，即通過(guò)彎輥液壓缸使輥縫在鋼板寬度方向達(dá)到希望的平行度。另外，通過(guò)不同的彎輥方式也可以有效矯直邊浪和中浪缺陷。 壓下系統(tǒng)是通過(guò)四個(gè)不同的底座來(lái)與機(jī)架連接的，而四個(gè)底座分別采用了不同的連接方式。 液壓壓下給與一定的壓下量，彎輥部分補(bǔ)償矯直輥的變形。壓下液壓缸只能單方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彎輥?zhàn)b載的復(fù)位彈簧來(lái)使液壓缸復(fù)位。平衡缸通過(guò)與機(jī)架連接用來(lái)平衡壓下系統(tǒng)的重量。 中間鉸接在施加外部載荷的狀態(tài)下上半部分受拉力，下半部分受壓力，這是設(shè)計(jì)的獨(dú)特點(diǎn)。

46、 圖4-12 矯直機(jī)壓下系統(tǒng)裝配圖 本章小結(jié) 本章對(duì)矯直機(jī)總體結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)單說(shuō)明，重點(diǎn)對(duì)矯直機(jī)輥系的各個(gè)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)做了介紹。 25 結(jié)論 27 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 近年來(lái)， 由于控軋控冷與直接淬火等新技術(shù)的應(yīng)用，軋后板溫降低、板形變壞，屈服強(qiáng)度增大板厚范圍加寬和用戶對(duì)鋼板加工自動(dòng)化程度的提高， 對(duì)生產(chǎn)的鋼板的平直度的要求更加嚴(yán)格，因此，新建的熱矯直機(jī)都要求剛度大、自動(dòng)化程度高，經(jīng)矯直后鋼板平直度好，殘余應(yīng)力小且分布均勻，表面質(zhì)量好且無(wú)壓痕;而且操作安全可靠，作業(yè)率高

47、，換輥方便且快速;一道次矯直， 矯直速度快，矯直時(shí)間短;普遍采用計(jì)算機(jī)模型控制，可根據(jù)矯直鋼板厚度、寬度、平直度狀況及溫度來(lái)設(shè)定輥縫;以及要求投資省等。 在矯直的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在以下幾個(gè)問(wèn)題： (1)隨著入口矯直輥壓彎量的增加，矯后板材的不平度迅速降低;隨著壓彎量的繼續(xù)增加，不平度將呈波浪型變化。 (2) 隨著出口輥壓彎量的增加，不平度在一定程度上有所減小，但出口輥壓彎量增加到一定量后(一般相對(duì)總變形曲率超過(guò)1)，板材的不平度又開(kāi)始增加。 (3) 對(duì)出口下輥位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，可使出口時(shí)向下彎曲(下扣)的板材不平度有明顯改善效果。另外，單獨(dú)調(diào)整出口下輥的位置，只改變板材在出口處的彎曲

48、狀態(tài)，避免了調(diào)整上排出口輥位置導(dǎo)致其它矯直輥位置也發(fā)生變化的狀況發(fā)生。 中厚板生產(chǎn)線在線的輥式矯直機(jī)以熱矯直機(jī)數(shù)量為多，總的趨勢(shì)是以發(fā)展大矯直力的強(qiáng)力四重式矯直機(jī)為主，該系列設(shè)備總體趨勢(shì)如下： 1．用數(shù)字控制系統(tǒng)精確調(diào)整上矯直輥位置，并借助自動(dòng)測(cè)厚儀自動(dòng)控制矯直輥負(fù)荷和在線過(guò)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)操作。 2. 高剛度矯直機(jī)機(jī)座，可滿足大矯直力條件下的使用，變形小，精度高。 3．為了提高矯直效果，矯直機(jī)出口處的上（或下輥） 可以單獨(dú)調(diào)整，且在矯直過(guò)程也可以進(jìn)行調(diào)整。 4.上矯直輥可以橫向傾動(dòng)，能分別調(diào)整各段支承輥，以改變矯直輥的撓曲，消除鋼板的單側(cè)或者雙側(cè)邊浪。 5.下矯直輥可以沿矯直方

49、向傾斜以調(diào)整矯直輥負(fù)荷。 6. 裝備液壓安全裝置和快速松開(kāi)裝置以便在設(shè)備過(guò)載、卡鋼和停電時(shí)快速松開(kāi)矯直輥。 7. 上、下矯直輥和支承輥分別裝在各自的框架上，框架及其輥?zhàn)涌梢詡?cè)向移動(dòng)進(jìn)行快速換輥，實(shí)現(xiàn)輥系的線外整備（即擁有兩套以上的輥系裝備供給一套矯直機(jī)使用）。 8. 矯直機(jī)入口處裝有水或壓力空氣，以清除殘留的氧化鐵皮。 9. 在矯直輥入口處安裝一彎頭壓直機(jī)，消除頭部鋼板的上翹； 10．為了避免矯直輥輥面的滑傷，輥面應(yīng)具有一定的硬度。對(duì)四重輥式矯直機(jī)必須保證工作輥和支承輥的輥面硬度有一個(gè)差值。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1]徐樂(lè)江.冷

50、軋行業(yè)的現(xiàn)狀及對(duì)策.軋鋼,1999,(3):35-37 [2]陳守群.寶鋼3套冷連軋機(jī)板形控制技術(shù)簡(jiǎn)介.軋鋼,1999,(3):24-26 [3]王效崗,黃慶學(xué).新式中厚板矯直機(jī)的技術(shù)特點(diǎn),山西冶金,2006,（2):223-225 [4]曹曉琪,梁永祥,常瑜.厚板壓力矯平機(jī)機(jī)架預(yù)應(yīng)力系數(shù)的理論計(jì)算及驗(yàn)證. 山西冶金,2008,3:134 [5] E.Doegel,R.Menzl, S.Huinink. Analysis of the levelling process based upon an analytic forming model.1982,5-8 [6]F.D.Fi

51、scher,F.G.Rammerstorfer,N.Friedl.Buckling phenomena related to rolling and levelling of sheet metal. International Journal of Mechanical Sciences.2002,42:1887-1910 [7]Z.Q.Hu, M.Z.Li, Z.Y.Cai. Continuous ?exible forming of three-dimensional surface parts using bendable rollers.1974(11):46-49 [8]王宇,

52、胡高舉. 寬厚板熱矯直機(jī)技術(shù)研究,寬厚板,2002,(6):2-3 [9]孫本榮,王有銘,陳瑛.中厚鋼板生產(chǎn).北京:冶金工業(yè)出版社,1993,1-4 [10]于世果,李宏圖.國(guó)外厚板軋機(jī)及軋制技術(shù)的發(fā)展.鋼鐵技術(shù),2000,(5):11-12 [11]A.C.R.Lima,W.B.Hoogmoed,E.A.Pauletto,L.F.S.Pinto. Management systems in irrigated rice affect physical and chemical soil properties. Soil&Tillage Research.2009;103:92-97.

53、 [12]周存龍,王國(guó)棟,劉相華等.輥式矯直機(jī)矯直輥的彎輥模型.東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,26(5):460-462 [13]王建強(qiáng),袁建光.寶鋼寬厚板全液壓冷矯直機(jī)的選取.寶鋼技術(shù),2003,(5):17-21 [14] S.L.Srimani, A.C. Pankaj, J. Basu. Analysis of end straightness of rail during manufacturing.1982,3-8 [15] DONG Min, LIU Cai. Design of Fault Diagnosis Observer for HAGC Sys

54、tem on Strip Rolling Mill.2002;42:1880-1900 [16]Bathe K J.Finite Ekement Procedure in engineering Analysis.Pentice Hall Englewood Cliffs，NJ，1982，5-8 [17]F.D.Fisch，F(xiàn).G.Rammerstorfer，N.Friedl. Buckling phenomena related to rolling and levelling of sheet metal. International Journal of Mechanical Sc

55、iences.2002;42:1887-1910 [18] Turley Jw. Contralable tension reel.Iron and steel Engineer，1974，(11):46-49 29 致謝 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)的綜合性檢查，也是每個(gè)學(xué)生在邁向社會(huì)以前，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鍛煉的最后一次機(jī)會(huì)，是從理論到實(shí)踐的一個(gè)跨越。 為了做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)了二維制圖軟件，這不僅鍛煉了我的畫(huà)圖能力，同時(shí)，也增強(qiáng)了我的看圖能力。為了了解

56、矯直機(jī)，我常常去圖書(shū)館查閱資料，溫習(xí)以前學(xué)過(guò)的軋鋼專業(yè)知識(shí)弄清了矯直機(jī)原理。為了弄懂寬厚板矯直機(jī)內(nèi)部具體構(gòu)件，我向?qū)O靜娜老師要了德國(guó)西馬克矯直機(jī)所有的工程圖，并自己仔細(xì)研究學(xué)習(xí)，也經(jīng)常遇見(jiàn)難解之處，我不斷的問(wèn)同學(xué)，問(wèn)老師，非常感謝孫靜娜老師常常不厭其煩的為我講解里面復(fù)雜的圖紙，講解各種構(gòu)件的作用原理。 之前，我們?nèi)グ吧戒撹F集團(tuán)參觀受益匪淺，看到了先進(jìn)的軋制生產(chǎn)線，為這次設(shè)計(jì)做好了必要的準(zhǔn)備。在孫靜娜老師的精心指導(dǎo)和幫助下，我順利的完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。她耐心的指導(dǎo)，細(xì)心的講解，都給我留下了深刻的印象。在此，我再次向她表示深深地感謝。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我得到了孫登月老師、李學(xué)通老師，周慶田

57、老師的悉心指導(dǎo)，從他們那里學(xué)到了很多知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在此對(duì)他們表示衷心的感謝。同時(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中也得到了許多軋機(jī)研究所老師的熱心指導(dǎo)和幫助，以及我的同學(xué)對(duì)我的設(shè)計(jì)給予的幫助和提出的寶貴意見(jiàn)，在這里對(duì)他們表示萬(wàn)分的感謝。 其次，我感覺(jué)到這次畢業(yè)課設(shè)非常之重要，它充分的將我們過(guò)去四年學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)聯(lián)系了起來(lái)，使我們將其充分的融會(huì)貫通。以前感覺(jué)學(xué)這枯燥的專業(yè)知識(shí)沒(méi)用沒(méi)意思，現(xiàn)在終于看見(jiàn)了以前知識(shí)派上了用場(chǎng)，內(nèi)心感覺(jué)十分高興，發(fā)現(xiàn)自己能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，感覺(jué)自己作為燕大一名軋鋼專業(yè)學(xué)生非常的自豪。 現(xiàn)在，設(shè)計(jì)馬上就要完成了，而大學(xué)四年美好的生活也接近了尾聲。但是，這一切都將成為我一生

58、最美好的回憶。我永遠(yuǎn)難忘。 在此，向在大學(xué)四年來(lái)，對(duì)我言傳身教的老師們和對(duì)給予過(guò)我耐心幫助的同學(xué)們表示衷心的感謝！祝我的同學(xué)們以后前程似錦，祝我的親愛(ài)的老師們以后工作順利，事事順心。 47 附錄1 開(kāi)題報(bào)告 燕 山 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 課題名稱：4250寬厚板矯直機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 06軋鋼一班

59、 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 孫靜娜 完成日期：2010年3月23日 附錄1 開(kāi)題報(bào)告 一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義 中厚鋼板是冶金產(chǎn)品中的重要產(chǎn)品之一，它的生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量代表了一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平[1]。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，特別是“西氣東輸”等重點(diǎn)基建項(xiàng)目和造船工業(yè)的急速拉動(dòng)，國(guó)內(nèi)的中厚板新建項(xiàng)目紛紛上馬。 寬厚板矯直機(jī)是寬厚板生產(chǎn)線上重要的輔助設(shè)備，決定著寬厚板產(chǎn)品平直度質(zhì)量。隨著對(duì)寬厚板產(chǎn)品矯直的平直度質(zhì)量、板厚范圍要求的提高，現(xiàn)代寬厚板矯直設(shè)備正向高負(fù)荷、高剛度、多功能等方向發(fā)展[2-5]。 近幾年來(lái)

60、，隨著控軋控冷與直接淬火的采用，軋后板溫降低、板形變壞、屈服強(qiáng)度增大，板厚范圍加寬和用戶對(duì)鋼板加工自動(dòng)化程度的提高，要求生產(chǎn)廠交貨鋼板的平直度也更加嚴(yán)格[6-8]。 因此，新建熱矯直機(jī)都要求能力強(qiáng)，剛度大，自動(dòng)化程度高的新型設(shè)備，經(jīng)矯直后鋼板平直度好，殘余應(yīng)力小且分布均勻，表面質(zhì)量好且無(wú)壓痕。而且做到操作安全可靠，作業(yè)率高，換輥方便且快速，一道次矯直，矯速快，矯直時(shí)間短，提高自動(dòng)化水平，以及要求投資省[9-10]。 首先，新型矯直機(jī)剛度都很大，即矯直輥撓度小[11]。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常緊湊，將框架立柱采用預(yù)緊力連結(jié)，當(dāng)矯直時(shí)使立柱受載后伸長(zhǎng)很小，另外，橫梁產(chǎn)生撓曲變形以測(cè)得矯直力大小來(lái)調(diào)節(jié)液壓缸

61、加以補(bǔ)償。矯直輥產(chǎn)生撓度以彎輥方式加以克服，始終保持了平行恒輥縫以達(dá)到最佳平直度的水平[12]。 其次，采用HAGC 裝置以控制輥縫，使達(dá)到恒輥縫的要求，并以厚度計(jì)AGC 方式，從矯直力信號(hào)使進(jìn)口與出口輥縫閉合和打開(kāi)，滿足了板子頭尾部的矯直要求[13]。 在國(guó)外為適應(yīng)TMCP工藝技術(shù)的應(yīng)用，世界上著名的冶金機(jī)械設(shè)備制造廠家如德馬克(MDS)、西馬克(SMS)、日本的三菱重工(MHI) 等紛紛推出所謂的“第3代矯直機(jī)”，代表了當(dāng)今世界矯直技術(shù)的最高水平[14]。 國(guó)外第三代矯直機(jī)通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如采用矯直輥不同方向的預(yù)彎以消除鋼板邊緣波浪或中心瓢曲；采用上矯直輥傾斜以消除單邊波浪；矯直輥

62、沿矯直方向傾動(dòng)以調(diào)整輥縫；入、出口輥單獨(dú)調(diào)節(jié)輥縫以利于鋼板的輸送;設(shè)有過(guò)載保護(hù)、快速換輥裝置；采用不同輥徑與輥距的組合方式以擴(kuò)大矯直范圍以擴(kuò)大矯直范圍等。此外，新一代矯直機(jī)還通過(guò)采用自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)模型設(shè)定和液壓AGC動(dòng)態(tài)輥縫調(diào)整先進(jìn)技術(shù)，來(lái)提高中厚板的矯直質(zhì)量[15]。 目前，我國(guó)中厚板廠采用的熱矯直機(jī)多為四重 11 輥式矯直機(jī)，此外常見(jiàn)的為9輥、15輥式冷、熱矯直機(jī)。其主要特點(diǎn)是高剛度、全液壓調(diào)節(jié)以及具有較高的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 為提高中厚板矯直質(zhì)量，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，濟(jì)鋼中板廠已與北京科技大學(xué)展開(kāi)合作，對(duì)其使用的11輥矯直機(jī)進(jìn)行了技術(shù)改造，并取得較好的矯直效果;首鋼也已與太原重型機(jī)器廠、

63、太原重型機(jī)械學(xué)院展開(kāi)技術(shù)合作，共同改造其原有的11輥中厚板熱矯直機(jī)，以提升其矯直能力，提高矯直質(zhì)量。國(guó)內(nèi)中厚板廠通過(guò)技術(shù)改造與引進(jìn)，其矯直設(shè)備的技術(shù)水平正得到不斷提高[16]。 通過(guò)上述分析比較，可以看出在中厚板矯直技術(shù)研究上國(guó)內(nèi)與國(guó)外還存在較大的差距，在矯直設(shè)備的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)上，國(guó)外的整體技術(shù)水平要高于國(guó)內(nèi)。現(xiàn)在，對(duì)中厚板產(chǎn)品的板形、平直度要求越來(lái)越高，矯直技術(shù)也由此向全液壓、高負(fù)荷、高剛度、多功能等方向的發(fā)展，國(guó)內(nèi)正在改造或即將建設(shè)的寬厚板矯直設(shè)備應(yīng)注意到這一發(fā)展方向，并在實(shí)際改造或建設(shè)過(guò)程注重先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用或引進(jìn)，以提升我國(guó)中厚板矯直技術(shù)裝備水平，并由此提高我國(guó)中厚板產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)競(jìng)

64、爭(zhēng)力。 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 本課題研究的主要內(nèi)容包括4250寬厚板熱矯直機(jī)的設(shè)計(jì)方案的選定，矯直力、矯直力矩的計(jì)算以及矯直機(jī)主電機(jī)功率的計(jì)算，對(duì)主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定其結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)所選軸承進(jìn)行壽命計(jì)算。完成矯直機(jī)的主要零部件、總體設(shè)計(jì)圖紙。 要解決的主要問(wèn)題：通過(guò)方案設(shè)計(jì)矯直機(jī)主體結(jié)構(gòu)，包括機(jī)架，壓下系統(tǒng)，輥系以及傳動(dòng)系統(tǒng)等并闡述矯直機(jī)結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，介紹工藝過(guò)程。 三、研究步驟、方法及措施 1．搜集和查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解寬厚板矯直機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r并確定寬厚板矯直機(jī)的類(lèi)型。 2. 消化圖紙資料，分析其結(jié)構(gòu)的組成、設(shè)計(jì)及各設(shè)計(jì)部分功能和作用、參

65、數(shù)選擇和整體布局。理解設(shè)計(jì)的原則和目的，找到并學(xué)習(xí)創(chuàng)新點(diǎn)。 3．進(jìn)行力能參數(shù)計(jì)算、結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算及軸承壽命校核。 4．繪制輥系、機(jī)架以及壓下等主要零部件的圖紙。 5. 繪制總體設(shè)計(jì)圖紙 6．翻譯外文資料，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 四、研究工作進(jìn)度： 第1～2　周 搜集資料，完成開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。 第3～4　周 消化圖紙資料，確定方案。進(jìn)行力能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算。 第 5 　周 進(jìn)行主要部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第6～7 周 進(jìn)行總體和零件的設(shè)計(jì)。 第8～10周 　系統(tǒng)設(shè)計(jì)、進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。 第　11　周 　繪制總圖、CAD錄入。 第　12　周 完成全部圖紙繪制工作。

66、 第13～14周 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和翻譯外文資料。 第　15　周 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和外文資料翻譯。 第　16　周 完成全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯。 第　17　周 答辯。 五、主要參考文獻(xiàn)： [1] 孫本榮，王有銘，陳瑛.中厚鋼板生產(chǎn).北京:冶金工業(yè)出版社，1993，1-4 [2] 王國(guó)棟，劉相華，王君.我國(guó)中厚板生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步20年.軋鋼，2004，21(6)：5-9 [3] 周存龍，王國(guó)棟，劉相華等.輥式矯直機(jī)矯直輥的彎輥模型.東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，26(5):460-462 [4] 王建強(qiáng)，袁建光.寶鋼寬厚板全液壓冷矯直機(jī)的選取.寶鋼技術(shù)，2003，(5):17-21 [5] 陳瑛.中厚板矯直技術(shù)的發(fā)展.寬厚板，2002(6):1 [6] 鄒家祥.冶金機(jī)械.北京:冶金工業(yè)出版社，2000，2:366 [7] 徐樂(lè)江.冷軋行業(yè)的現(xiàn)狀及對(duì)策.軋鋼，1999，(3):35-37 [8] 陳守群.寶鋼3套冷連軋機(jī)板形控制技術(shù)簡(jiǎn)介.軋鋼，1999，(3):24-26 [9] 王效崗，黃慶學(xué).新式中厚板矯直機(jī)的技術(shù)特點(diǎn) 山西冶金 2006