500開坯線材軋機設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 500開坯線材軋機設(shè)計 摘 要 線材的用途很廣，在國民經(jīng)濟各個部門中，線材占有重要地位。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，各國線材產(chǎn)量占全部熱軋總量的 。近年來，對線材性能及表面質(zhì)量的要求越來越高。尤其是對線材化學(xué)成分，機械性能，晶粒組織及晶粒粒度都要做檢驗，符合標(biāo)準(zhǔn)方可出廠。所以，對線材的苛刻要求決定了新軋機及相關(guān)新技術(shù)的飛速發(fā)展。 本次設(shè)計是對線材生產(chǎn)中的粗軋機（開坯機）部分進行設(shè)計。首先，根據(jù)軋制工藝對軋輥基本尺寸進行了設(shè)計，然后又根據(jù)軋制力矩選擇了電機。在主傳動系統(tǒng)中，對軋輥進行了受力 分析和必要的強度校核，對機架也做了相應(yīng)的校核。在設(shè)備改進方面，對 善了它的受力情況 ,提高了使用壽命。 通過本次設(shè)計使我對冶金機械的設(shè)計有了新的認識。但是，這其中還有很多的不足需要改進。能夠完成本次設(shè)計離不開學(xué)院老師的支持，在此僅代表個人對提供幫助的老師表示衷心的感謝。 關(guān)鍵詞： 線材生產(chǎn)，開坯機，主傳動 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 A 00 s of is In of to of of . In of of it is to be of be So be of My is to ei to of is to of is to of be of is an of of to am on of to to of of 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 1 緒論 …………………………………………………………………………… 1 題的背景和目的 ……………………………………………………... 1 材軋機在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢 ……………………………………… .. 線材車間的軋機布置形式 …………………………………… .. 多線軋制 在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用 …………………………… .. 采用恒微張力軋制的好處 …………………………………… .. 適當(dāng)提高機架剛度 …………………………………………… .. 提高軋輥耐磨性 ……………………………………………… .. 現(xiàn)代化線材車間的發(fā)展 ……………………………………… ..坯線材軋機研究的主要內(nèi)容和方法 ……………………………… .. 線材生產(chǎn)車間的平面布置 …………………………………… .. 粗軋機的作用 …………………… …………………………… .. 線材車間的生產(chǎn)工藝（流程） ………………………………… 6 坯線材軋機的研究方法和方向 ……………………………... 6 2 方案的選擇和評述 …………………………………………………………… 7 案的選擇 …………………………………………………………… ..坯機的生產(chǎn)特點 …………………………………………………… ..案的選擇和評述 …………………………………………………… .. 主傳動的設(shè)計方案 …………………………………………… .. 軋輥調(diào)整裝置的確定 ………………………………………… .. 軋輥平衡裝置的確定 ………………………………………… .. 機架形式的確定 ……………………………………………… 主電機容量的選擇 ………………………………………………………… .制力的計算 ………………………………………………………… 軋輥主要尺寸的確定 ………………………………………… 孔型的布置 …………………………………………………… 軋制力 的計算 ………………………………………………… 機軸上力矩的計算 ………………………………………………… 電機選擇 …………………………………………………………… 主要零件的強度計算 ……………………………………………………… .輥的強度計算 ……………………………………………………… 架的強度計算 ……………………………………………………… 輥軸承的計算 ……………………………………………………… 輪座的計算 ………………………… ……………………………… 花軸頭的計算 ……………………………………………………… 關(guān)于 H 型架的改進方案 …………………………………………………… 設(shè)備的可靠性及經(jīng)濟分析 ………………………………………………… . 潤滑方法的選擇 …………………………………………………………… .輥軸承的潤滑 ……………………………………………………… 字齒輪及支承軸承的潤滑 ………………………………………… 輥的冷卻 …………………………………………………… ……… 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 8 試車方法和對控制系統(tǒng)的要求 …………………………………………… 車要求 ……………………………………………………………… 35 護規(guī)程 ……………………………………………………………… 35 結(jié)論 …………………………………………………………………………… 36 致謝 …………………………………………………………………………… 37 參考文獻 ……………………………………………………………………… 38 附錄 A………………………………………………………………………… 39 附錄 B……………… ………………………………………………………… 43 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 500開坯線材軋機設(shè)計 1 緒論 題的背景和目的 線材生產(chǎn)的特點是軋制斷面小，長度長。要求尺寸精度高及表面質(zhì)量好。例如：在橫列式軋機上生產(chǎn)的直徑 其鋼坯斷面 33 2其件長度為463m 。這樣，軋件表面面積大，散熱快，溫降達 200℃ 左右。 隨著盤重增加，金屬收得快而多，純軋制時間增加會通條軋件尺寸波動大。機械性能差異大。給調(diào)整工作帶來困難。往往頭尾尺寸有耳子。另外，線材斷面最小，總延伸系數(shù)也最大。所以，線材軋制次數(shù)也最多，溫降也最大。為了節(jié)約能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，迫切需要鋼坯一次成材。一般線材軋機分為：粗軋，中軋，精軋三個機組。所以，線材車間的軋機最多，為了保證終軋溫度，在斷面小，道次多的情況下，只有高速發(fā)展才可能解決溫降大的矛盾。另外，軋機也極易沖擊軋機的機會增加。所以，線 材生產(chǎn)安全問題是提到特別位置上。溫降大還帶來對孔型和導(dǎo)位裝置磨損快，損壞也快。所以，線材生產(chǎn)由橫列式發(fā)展到連續(xù)式，而且向連續(xù)化，高速化，自動化和高精度化發(fā)展。相應(yīng)出現(xiàn)了高速粗線材軋機，這些軋機不僅精度高，而且軋制速度快。在加上軋后控制冷卻，使線材滿足國民經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展的線材需求量。因此，線材生產(chǎn)的線速度是衡量線材生產(chǎn)技術(shù)水平的主要標(biāo)志之一。隨著使原料加熱，軋制和精整等工序都出現(xiàn)了新技術(shù)以滿足高速軋制要求，生產(chǎn)出高質(zhì)量的線材產(chǎn)品。 線材的用途很廣，在國民經(jīng)濟各個部門中，線材占有重要地位。有的線材軋制后可直接 使用，主要作鋼筋混凝土的配筋，有的則作為再加工原料，經(jīng)過再加工后再使用，如：經(jīng)過拔絲成各種鋼絲，在捻成鋼絲繩或編織鋼絲網(wǎng)，冷段 ，熱鍛鉚釘，螺栓，冷鍛和液壓螺釘，以及經(jīng)過各種切削加工機械零件和工具。除了用途很廣泛以外，而且用量也很大。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，各國線材產(chǎn)量占全部熱軋總量的 。近年來，要求對線材性能及表面質(zhì)量越來越高。要求對線材化學(xué)成分，機械性能，晶粒組織及晶粒粒度都做檢驗，符合標(biāo)準(zhǔn)方可出廠。所以，對線材的要求決定了新軋機 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 及其新技術(shù)的飛速發(fā)展。 選題的目的對線材粗軋機組部分進行改進設(shè)計 ，分為三道次可逆軋制，四道次連續(xù)軋制，進入中軋進一步軋制。這樣，粗軋部分的溫降可以降低。連軋部分采用二輥軋機投資少，二輥軋機調(diào)整容易，軋件較短時，采用三道可逆軋制，機組短，占地面積小。第一架是開坯軋機，相當(dāng)于中等型鋼軋制，采用 500軋機大壓下量，使溫降少。因此，選擇 500 開坯線材軋機設(shè)計，設(shè)計時采用一些新技術(shù)使軋材調(diào)整方便，精度提高，坯料滿足以后軋制需要。 材軋機在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢 材車間的軋機布置形式 線材車間的軋機布置形式有三種：橫列式，復(fù)二重式（半連續(xù)式），連續(xù)式。隨著線材生產(chǎn) 的發(fā)展，軋制方法逐步由橫列式向連續(xù)式發(fā)展。粗軋孔型系統(tǒng)采用平箱 角 圓 是，所選孔型系統(tǒng)應(yīng)滿足粗軋要求：第一，與粗軋的平均延伸系數(shù)相適應(yīng)；第二，便于來料要入；第三，粗軋后劈頭不太嚴(yán)重；第四，粗軋后軋制形狀不太正確。由于箱形孔型是有變形均勻劈頭小，咬入穩(wěn)定等優(yōu)點。所以，粗軋中前幾道都采用平箱 線軋制在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用 在多線軋制中，中軋機與精軋機間設(shè)有自動活套。而且，粗，中軋機采用多線軋制，在高速無扭粗軋機上是單線軋制。這樣中軋軋機和 精軋機之間各線可以出現(xiàn)不同程度的延伸差。因此，在精軋機前設(shè)有立活套和側(cè)活套，用形成活套方法來補償這些差別。這是高速線材軋機的布置特點之一。 用恒微張力軋制的好處 在高速無扭線材軋機之間采用恒微張力軋制，即保證微拉力與微堆相結(jié)合來消除推鋼嚴(yán)重影響線材斷面尺寸的問題。如果拉鋼嚴(yán)重，設(shè)備負荷增加。對設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)如軋輥，減速箱，軸承的拉坯特別嚴(yán)重，增加設(shè)備故障，軋機作業(yè)率下降。因此，減少連軋機中拉鋼是線材生產(chǎn)的工程技術(shù)人員，調(diào)整工的努力方向，也是線材軋機水平的重要標(biāo)志之一。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 當(dāng)提高機 架剛度 為提高軋制的精度，降低機架的變形，提高傳動系統(tǒng)的剛度。一般采用短線軋機，取消機架，上，下軸承座用二個大螺栓連接，消除傳遞的應(yīng)力線，提高了軋制強度。 高軋輥的耐磨性 軋輥材料采用碳化鎢，耐磨性好，孔型形狀不易變化，使產(chǎn)品比僅有較高的精度，而且表面質(zhì)量好。同時，軋槽壽命好，每個軋輥重磨次數(shù) 10～ 14 次，有的達 30 次。每次重磨量為 每磨一次平均可軋 10000上。軋輥平均壽命達 20000～ 25000材，由于碳化鎢很貴，采用合金剛軋輥進行熱噴涂，提高表面耐磨性，降低重磨次數(shù)。 代化線材車間的發(fā)展 現(xiàn)代化車間都采用無扭精軋機組，頭行高速無扭線材軋制，使線材生產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)，高生產(chǎn)率，低消耗方向發(fā)展。高速無扭線材精軋機大都采用單線軋制和軋后控冷，并且在加熱，軋制，精整方面都采用新的技術(shù)。高速無扭精軋機有：框架式 45°無扭精軋機， 45°懸臂式高速無扭粗軋機（莫根式精軋機）和 Y 型軋機等等。 1、框架式 45°無扭精軋機（施羅曼式） 機架為閉口框架式，采用雙支撐滾動軸承。其傳動軸與地面成 45°，各對軋輥相互成 90°，傳動箱與軋輥軸承上可伸縮的帶安全銷萬向接軸相連。這種軋機的特點是： （ 1）相鄰的機架交錯 90°，但是軋制線不變，頭尾無扭軋制。 （ 2）傳動系統(tǒng)中減少接軸與聯(lián)接軸，降低了傳動件之間的振動，提高產(chǎn)品尺寸精度（一般能達到 。 （ 3）單線軋制軋輥彈跳穩(wěn)定。因為事故停軋時， 不受相鄰軋制線的影響。 （ 4） 成品線速度等達到 50生產(chǎn)率很高。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 除了以上特點外，它的主要缺點是延伸力不好，而且部分構(gòu)件制造困難，不方便維修，投資也很大。 2、懸臂式高速無扭精軋機組（莫根式精軋機） 懸臂式 45°高速無扭精軋機是小輥徑精軋機。傳動軸與地面成 45°，共由十個機架組成，采用單線軋制。其主要特點為： (1) 軋制速度快（可以達到 75，生產(chǎn)率大大提高。 (2) 用小輥徑軋輥軋制提高了延伸率 。 (3) 成品尺寸精度高，直徑公差可達到± 表面質(zhì)量好。 (4) 換輥方便，設(shè)備磨損少。 (5) 實現(xiàn)無扭軋制，事故停工少，操作功率高。 該軋機是高速無扭線材軋機的代表，應(yīng)用廣泛，成為現(xiàn)代化線材軋機的樣板。 3、 Y 型軋機 Y 型軋機是一種三輥連軋機，每個機架安放三個軋輥。當(dāng)采用下傳動時，三個軋輥布置類似與英文字母 Y，故稱為 Y 型三輥軋機。特點： (1) 相鄰機架之間軋輥位置相互錯開。在軋制時軋件位置經(jīng)常變化，因此各部位溫度比較均勻，變化也比較均勻。 (2) 相鄰機架軋輥的中心線相互錯開一個角度。所以軋件不必扭轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)高速無扭軋制，成品線速度可達 50～ 60 而且表面質(zhì)量好，直徑公差± (3) 整體傳動，結(jié)構(gòu)緊湊。容易實現(xiàn)現(xiàn)代化。 Y 型軋機的缺點是無法換輥，只能整體更換組合體，在特殊磨床上穩(wěn)定孔型磨削加工，不易除去氧化鐵皮，磨損大。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 坯線材軋機研究的主要內(nèi)容和方法 材生產(chǎn)車間的平面布置 1坯線材軋機 ； 2軋線材軋機； 3 4軋線材軋機； 5材精軋機（二重式）； 6材精軋機（二重式）； 圖 材車間的平面布置圖 軋機的作用 粗軋機的作用是 120 120方鋼通過粗軋軋制成 33 33坯料，是中軋的主要原料。精軋機組成 500 開坯 線材軋機和 400二輥粗軋機連續(xù)機組。在前面采用了箱式孔型，后面采用了菱形 500 開坯軋機將 120 120料軋制成為 68 104料?？偣灿昧巳齻€道次。開始時軋件比較短，采用連續(xù)軋機軋制可以減少車間的長度。由于其軋制速度不太大，因此更使用于中小型的企業(yè)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 材車間的生 產(chǎn)工藝（流程） 產(chǎn)品的規(guī)格是普碳鋼，焊條鋼以及優(yōu)質(zhì)的碳素鋼。最小的直徑是 是通常軋制直徑為 10主要的工藝包括：上料（包括原料的準(zhǔn)備） —— （步進式）加熱爐加熱 —— 粗軋 —— 分頭軋制 —— 中軋 —— 精軋 —— 噴水冷卻 —— 卷取 —— 空冷 —— 檢驗 —— 打包 —— 入庫，大致經(jīng)歷了十多道工序。開坯用的主要設(shè)備是直徑 500的三輥軋機，粗軋機采用的是直徑 400的二輥軋機，隨后的中軋是在 350三輥軋機上完成的，最后的精軋是采用 300和 250二輥雙重式軋機。 坯線材軋機的研究方法和方向 開坯線材軋機的研究方法和方向不是唯一的，教條的。其中研究方法包括以下幾條： 1、下廠實習(xí)，了解有關(guān)開坯機的軋制過程和生產(chǎn)中存在的問題。收集有關(guān)的技術(shù)性能參數(shù)以及有關(guān)的結(jié)構(gòu)特點。 2、選擇開坯機的設(shè)計方案和對方案進行評述。 3、進行必要的設(shè)計計算。 4、畫出總裝配圖，部件圖，主要的零件圖。 5、對設(shè)備的控制方法提出要求選擇潤滑的方法和潤滑選用的油料。 6、提出設(shè)備的安裝方法和維修的過程。 7、對設(shè)備進行經(jīng)濟分析和評價。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2方案的選擇和評價 案的選擇 線材開坯軋機是采用三 輥驅(qū)動的線材開坯軋機，它可以在數(shù)量，品種和規(guī)格等方面全面滿足需要。而且更能達到為后期的中軋和精軋機組提供原料的要求。充分發(fā)揮成品車間的生產(chǎn)能力，還能保證鋼坯的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和表面的質(zhì)量。除了這些以外，線材開坯軋機還可以大大提高成品車間的成材率，將斷面尺寸為120× 120 2來料軋成斷面尺寸為 33× 33 2小型鋼坯。開坯軋機是獨立的開坯軋制，采用了雙層輥道進行中上、中下輥軋制。 坯機的生產(chǎn)特點 在三輥開坯軋機中，軋輥按一定的方向固定的轉(zhuǎn)動，在上，下軋制線上可以交差過鋼，在同一個軋制線上可以幾個孔型同時過鋼，縮短了軋制的時間，加快了節(jié)奏，提高了質(zhì)量。一般的開坯機都有飛輪的存在。 由于軋制中三輥開坯軋機的每個孔型只能過一次鋼，所以輥身上需要布置多個孔型。允許利用輥身長度來減少機架的數(shù)量?？仔驮O(shè)計采用共軛系統(tǒng)。三輥軋機上中輥是固定不動的，用上輥的壓下裝置和下輥的壓上裝置來調(diào)節(jié)軋輥的位置，效果不錯。同 時需要注意控制軋輥的軸向位置，保證對準(zhǔn)孔型。 值得一提的是，一般奇數(shù)道次通過的孔型都是布置在下軋制線上，當(dāng)然偶爾也會出現(xiàn)在上孔軋制線上。與此同時，配合雙層輥道和升降臺來傳遞軋件，縮短了輔助軋制時間，加快了節(jié)奏，提高了產(chǎn)量。同時也大大改善了工人的勞動條件。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 案的評述 傳動設(shè)計方案： 1234 56 圖 傳動示意圖 主電機選擇 率為 1000轉(zhuǎn)速500210 比 i=到了降低電機容量的目的。齒輪座采用通常的人字齒輪座而梅花連接軸齒輪座側(cè)采用滑塊接頭，軋機側(cè)也選擇梅花接頭以便軋機換輥。軋輥軸承選擇滾動軸承而沒有用滑動式的，是因為滾動軸承精度高，這樣可以保證軋制的精度。上軋輥平衡采用彈簧平衡，主要是出于軋輥調(diào)整量小的考慮。采用電動壓下和壓上，并且 采取有效措施防止氧化鐵皮進入壓下螺母中去，保證了壓下工 作靈活可靠。 輥調(diào)整裝置的確定 軋輥的調(diào)整裝置是軋機中關(guān)鍵的機構(gòu)之一，其機構(gòu)設(shè)計的好壞直接關(guān)系著軋件的產(chǎn)量和質(zhì)量。通常軋機軋輥的調(diào)整一般均包括徑向和軸向兩個方向的調(diào)整。徑向調(diào)整是軋鋼機中的主要的必不可少的裝置。調(diào)整裝置的作用： 1、調(diào)整軋輥水平位置（調(diào)整輥縫），以保證軋件按給定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸。尤其是在初軋機、板坯軋機、萬能軋機上，幾乎每炸一道次都需要調(diào)整軋輥輥縫； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2、調(diào)整軋輥與輥道水平面間的相互位置 ,在連軋機上，還要調(diào)整各機座間軋輥的相互位置，以保證軋線高度一致（調(diào)整下輥高 度）； 3、調(diào)整軋輥軸向位置，以保證有槽軋輥對準(zhǔn)孔型； 4、在板帶軋機上要調(diào)整軋輥輥型，其目的是減少板帶材的橫向厚度差并控制板形。 根據(jù)各類軋機的不同要求，調(diào)整裝置可分為：上輥調(diào)整裝置（壓下裝置）、下輥調(diào)整裝置（壓上裝置）、中輥調(diào)整裝置、立輥調(diào)整裝置和特殊軋機的調(diào)整裝置。 壓下裝置用途很廣，安裝在所有的二輥、三輥、四輥和多輥軋機上。壓下裝置有手動的，電動的和液壓的。 手動壓下裝置多用在型鋼軋機上。長期以來，帶鋼軋機上使用的是電動壓下裝置。近年來隨著工業(yè)的發(fā)展，帶鋼的軋制速度逐漸提高，產(chǎn)品的尺寸精度要求日趨嚴(yán) 格，特別是采用 動厚度控制系統(tǒng)后，電動壓下裝置由于有傳動率低、運動部分的轉(zhuǎn)動慣量大、反應(yīng)速度慢、調(diào)整精度低等缺點，已經(jīng)不能滿足工藝要求。為了提高產(chǎn)品尺寸精度，在高速帶鋼軋機上采用液壓壓下裝置。 考慮到線材開坯軋機的特點，同時采用上輥調(diào)整裝置，下輥調(diào)整裝置。并且用軸向壓板控制軋輥的軸向位置。 輥平衡裝置的確定 設(shè)置軋輥平衡裝置的目的是，為了消除在軋制過程中因為工作機座中有關(guān)零件間隙所造成的沖擊現(xiàn)象，保證軋件的軋制精度，改善咬入條件，以及防止 工作輥與支撐輥之間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象等原因，幾乎在所有軋機上（疊軋薄板軋機除外）都有平衡裝置。 由于軋機機座中各有關(guān)相互配合的零件（如壓下螺絲與螺母、軸承與輥頸）存在著配合間隙。因此，在軋機空載情況下因為各個零件的自重作用，將會造成壓下螺絲與螺母的螺紋之間、壓下螺絲驅(qū)動軸與止推墊塊之間、工作輥于支撐輥表面間以及輥頸與軸承之間均可能產(chǎn)生一定的間隙，而這種間隙必然會在軋制過程中產(chǎn)生強烈的沖擊現(xiàn)象。其結(jié)果使軋機壽命降低，輥縫發(fā)生變化使軋件咬入不 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 利。同時還會造成工作輥與支撐輥之間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，從而帶材的質(zhì)量大大的下降。另 外，合理地選擇平衡力，還可以消除平衡系統(tǒng)中的滯后現(xiàn)象，以便提高控制精度。 軋機上常常采用的平衡裝置有：彈簧式、重錘式和液壓式三種。 1、彈簧式平衡裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維修方便，但是平衡力是變化的。僅用于上輥調(diào)節(jié)高度在 50～ 100中小型鋼及線材軋機上。 2、重錘式平衡的特點是， a 工作可靠、操作簡單、調(diào)整行程大； b 重錘質(zhì)量很大，產(chǎn)生的慣性力也很大，容易造成平衡系統(tǒng)出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象，影響軟件質(zhì)量。 3、液壓式平衡裝置的特點， a、結(jié)構(gòu)緊湊，適用于各種高度上的軋輥平衡； b、動作靈敏，能滿足現(xiàn)代化的 帶自動控制的要求； c、在脫開壓下螺絲的情況下，上輥可停在任何要求的位置，同時拆卸方便，加速了換輥過程； d、平衡裝置被安排在地面以上，基礎(chǔ)簡單，維修方便，便于操作。其缺點是， a、調(diào)整高度不宜過多，否則制造維修困難。 b、需要一套液壓系統(tǒng)，增加了設(shè)備的投資。 比較這三種平衡裝置，為了滿足軋件的精度以及基建投資的要求，決定采用彈簧式平衡裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，基本能夠滿足開坯軋機的工作要求。 架的形式的確定 在軋制過程中，被軋制的金屬作用到軋輥上的全部軋制力通過軋輥軸承、軸承座、壓下螺絲及螺母 傳遞給機架，并且由機架全部吸收再傳遞給地基。也就是說軋鋼機架是工作機座的重要部件，軋輥軸承及軋輥調(diào)整裝置都安裝在機架上。機架要承受軋制力，必須有足夠的強度和剛度。 根據(jù)軋機形式和工作要求，軋鋼機架分為開式、閉式和半閉式三種。其中，閉式機架是一個整體框架，具有較高的強度和剛度。閉式機架主要是用于軋制力較大的初軋機、板坯軋機和板帶軋機等等。對于板帶軋機來說，為了提高軋制精度，需要有較高的機架剛度。對于某些小型軋機或者線材軋機，也往往采用剛度較好的閉式機架，以獲得較好的軋件質(zhì)量。采用閉式機架的工作機座在換輥的時候 軋輥是沿其軸線方向從機架窗口中抽出或裝入。這種軋機一般都設(shè)有專用的換 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 輥裝置。 開式機架是由機架本體和上蓋組成。它主要是用在橫列式型鋼軋機上，其主要的優(yōu)點是換輥方便。開式機架的不足之處在于剛度比較差。影響開式機架的剛度和換輥速度的主要因素是上蓋的聯(lián)接方式。常見的上蓋聯(lián)接方式有五種。 1、 聯(lián)接的開式機架，機架上蓋（上橫梁）用兩個螺栓與機架立柱聯(lián)接。這種聯(lián)接方式結(jié)構(gòu)簡單，但是因為螺栓比較長，變形大，機架剛度較低。此外，換輥時拆裝螺母較費時； 2、立銷和斜楔聯(lián)接的開式機架，其換輥比螺栓聯(lián)接方便； 3、套環(huán)和斜楔聯(lián)接的開 式機架，與上述兩種形式比較，取消了立柱和上蓋上的垂直銷孔，用套環(huán)代替螺栓或圓柱銷。套環(huán)的下端用橫銷鉸接在立柱上，套環(huán)上端用斜楔把上蓋和立柱聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)換輥比較方便。由于套環(huán)的斷面可大于螺栓或圓柱銷，軋機剛性有所改善； 4、橫銷和斜楔聯(lián)接的開式機架，上蓋與立柱用橫銷聯(lián)接后，再用斜楔楔緊。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，聯(lián)接件變形小。但是，在楔緊力與沖擊力作用下，當(dāng)橫銷沿著剪切力斷面發(fā)生變形后，拆裝比較困難，使換輥時間延長； 5、斜楔聯(lián)接的開式機架，與上述各種形式的開式機架相比有以下優(yōu)點：上蓋彈跳值??；聯(lián)接件結(jié)構(gòu)簡單， 聯(lián)接堅固；機架立柱橫向變形小，機架立柱上部被斜楔和機蓋止口緊緊擠住，大大減少了立柱的橫向變形。 由以上可知，斜楔聯(lián)接的開式機架，除了換輥方便以外，還具有較高的剛度，故稱為半閉式機架。這種機架使用效果較好，得到了廣泛使用。值得一提的是，這個課題所選用的就是半閉式機架。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3 主電機容量的選擇 制力的計算 輥主要尺寸的確定 壓下量 h? =1200 咬入角 ? =20°所以 ? ； 軋輥輥身直徑 D=???1 h=0?=500 （ 軋輥長度 為 L=1500 軋輥輥徑的直徑 d 和長度 l：一般近似的認為軋輥輥徑的直徑與輥身的直徑存在如下的關(guān)系： d=（ D （ 所以 d=500=250而且 l與 （ l=250 梅花接軸的軸頭直徑 10～ 15） （ 代入具體數(shù)值 25040 型布置 表 下規(guī)程 單位 ： 道次 0 120 90 30 18 Ⅱ 134 98 36 108 68 40 24 注： ? ?0 . 5 5 0 . 6? ? ? ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 根據(jù)壓下規(guī)程，設(shè)計孔型如下 ： 圖 型布置圖 制力計算 考慮到工作的環(huán)境溫度是 1050℃，又是線材軋制，所以選擇艾克隆德公式（適用于熱軋型鋼軋機和線材軋機）計算平均單位軋制力。 1+m） (k+ u? ) (式中 ? 2； 。 m， k， ? ， 計算系數(shù) m 0 1 0 1011 . 6 ( ) 1 . 2 ( )R h h h ? ? ???（ 式中 ? 于鋼軋輥 = 1 . 0 5 - 0 . 0 0 0 5 T? ?，對于硬面鑄鐵軋輥)??? ， 軋制前后軋件的高度， 代入具體數(shù)值，得 ? ? ? ?1 . 6 0 . 5 5 0 0 1 0 8 6 8 1 . 2 1 0 8 6 8 0 . 3 61 0 8 6 8m? ? ? ? ? ???? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 計算變形阻力 k ( ) ( ) ( )1 4 0 . 0 1 1 . 4 0 . 3 9 . 8c M n C rk t w w w??? ? ? ? ? ???（ 式中 ； w)(； w)(； w)(。 代入數(shù)值，得 ? ? ? ?1 4 0 . 0 1 1 . 4 0 . 2 9 . 8 4 7 . 9? ? ? ?％ 計算軋件 粘性系數(shù) ? ?? （ 式中 的影響系數(shù)，當(dāng)軋制速度小于 6時， 入具體數(shù)值： = 1 . 0 5 - 0 . 0 0 0 5 1 0 5 0 = 0 . 5 2 5? ?； ? ? = 0 . 0 1 1 4 - 0 . 0 1 1 0 5 0 1 0 . 0 3 5? ? ? ?； 帶入公式 ( 第一道次 ( 1 0 . 0 . 2 2 8 ) ( 4 7 . 9 5 1 4 0 . 0 3 5 0 . 5 2 5 ) 5 8 . 9 ? ? ? ? 第二道次 ( 1 0 . 2 1 0 ) ( 4 7 . 9 5 1 4 0 . 0 3 5 0 . 5 2 5 ) 5 8 ? ? ? ? 第三道次 ( 1 0 . 2 7 7 ) ( 4 7 . 9 5 1 4 0 . 0 3 5 0 . 5 2 5 ) 6 1 . 2 5 7 ? ? ? ? 在三個軋制道次中，第三道次平均單位壓力最大。 軋輥與軋件的接觸弧水平投影長度 l， 可近似的認為 ? ； 1 2 5 0 3 0 8 6 . 6l R h? ? ? ? ? 2 2 5 0 3 6 9 4 . 8l R h? ? ? ? ? 3 2 5 0 4 0 1 0 0l R h? ? ? ? ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 那么，軋制力 P B l? ? ?( 61 5 8 . 9 1 0 1 3 4 8 6 . 6 6 8 3 4 9 9 . 1 6P ? ? ? ? ?N ； 62 5 8 1 0 1 0 8 9 4 . 8 5 9 3 8 2 7 . 7P ? ? ? ? ?N ； 63 6 2 1 0 1 0 4 1 0 0 6 4 4 8 0 0 . 0 0P ? ? ? ? ?N 。 機軸上力矩計算 軋制力的力臂 a 的計算 ? ( 式中 ??21?， ? 為軋制時的咬入角； 咬入角 ? ， )1c ???? ??? °十分接近 20°跟前面的計算吻合 3 i ???? ? 軋制力矩 ( 31 6 8 3 4 9 9 . 1 6 4 3 . 4 1 1 0 2 9 6 7 0 . 7 0? ? ? ?； 32 5 9 3 8 2 7 . 2 0 4 3 . 4 1 1 0 2 5 7 7 8? ? ? ?； 33 6 4 4 8 0 0 4 3 . 4 1 1 0 2 7 9 9 0 . 7 7? ? ? ?； 摩擦力矩?，其中 （根據(jù)膠木瓦軸選取）0 . 0 3 2 5 0 7 . 5 m? ? ? ? 軋輥軸承處的摩擦阻力矩 ?( 1 2 9 6 7 0 . 7 0 7 . 5 2 9 6 7 8 . 2 m? ? ? ?； 2 2 5 7 7 8 7 . 5 2 5 7 8 5 . 5 m? ? ? ?； 3 2 7 9 9 0 . 7 7 7 . 5 2 7 9 9 7 . 5 m? ? ? ?。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 電機選擇 軋制速度 代入具體數(shù)值，軋制速度m ?? ?電機功率 N 5 5 9 8 1 . 5 5 2 7 9 0 0 6 5 8 8 . 3 69 . 3 7 5 ? ? ? ?m a x 2 7 9 9 0 . 7 6 8 8 0 13809 5 5 0 9 5 5 0 2 0 . 8 5k ?? ?? ? ???整 ) 查電機手冊 選擇 120 660 電機 ( 基速 750 功率18001800 W?＞ N 滿足條件 速比 750 9 580i ??； 主電機軸上的力矩f k o n d o M ? ? ?( 式 中 2 21 1????????( 22 7 9 9 7 . 5 1 1 5 2 79 . 3 7 5 0 . 8 5?? ? ?????（ ? 取 ? ?0 . 0 3 0 . 0 6k o n e ； 0 . 0 5 1 8 0 0 9 0k o m? ? ? ?； 動載力矩以動載力矩很小，，忽略不計 帶入具體數(shù)值 得 5 9 3 4 1 . 4 5 2 7 9 0 0 6 9 4 6 . 7 59 . 3 7 5 ? ? ? ?（第一道次）； 51556 5 2 7 9 0 0 6 1 1 6 . 39 . 3 7 5 ? ? ? ?（第二道次）； 5 5 9 8 1 . 5 5 2 7 9 0 0 6 5 8 8 . 3 69 . 3 7 5 ? ? ? ?（第三道次）； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 4 主要零件的強度計算 軋輥的破壞取決于各種應(yīng)力（其中包括彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，接觸應(yīng)力，由于溫度分布不均勻或者交替變化引起的溫度應(yīng)力以及軋輥制止過程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。具體來說，軋輥的破壞可能由以下三方面原因造成： 1、軋輥的形狀設(shè)計不合理或設(shè)計強度不夠。例如：在額定負荷下，軋輥因為強度不夠而斷裂或接觸疲勞超過許用值，使輥面疲勞剝落等； 2、 輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求。例如：軋輥的耐熱裂性、耐粘附性及耐磨性差，材料中有夾雜或殘余應(yīng) 力過大等； 3、 輥在生產(chǎn)過程中使用不合理。熱軋軋輥在冷卻不足或者冷卻不均勻時，會因為熱疲勞產(chǎn)生輥面熱裂；冷軋時的事故黏附也會導(dǎo)致熱裂甚至表層剝落；在冬季新?lián)Q上的冷軋輥突然進行高負荷熱軋或者冷軋機停車，軋熱的軋輥驟然冷卻，往往會因為溫度應(yīng)力過大，導(dǎo)致軋輥表面剝落甚至斷輥；壓下量過大或者因為工藝過程安排不合理造成過負荷也會造成軋輥破壞等等。 4、 棍抗彎斷面系數(shù)比較大，即軋棍有很大的剛性。因此，軋制時由軋棍承擔(dān)彎曲力矩?？梢灾挥嬎丬堓佪伾碇胁亢洼侇i斷面的彎曲應(yīng)力。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 軋輥受到的彎曲應(yīng)力如圖 圖 輥彎曲 應(yīng)力圖 由于 2面與 1面積 接近，現(xiàn)在只校核 13面的應(yīng)力。 1- 1 面只承受扭轉(zhuǎn)力矩作用，所以 ? ?111 33111 2 5 1 2 5 0 . 2 80 . 1 0 . 1 0 . 1 2 5? ??? ? ? ??（ 3時還有彎曲力矩作用， ? ?33 33336 4 4 8 0 0 6 0 00 . 1 0 . 1 0 . 0 2 5? ??? ? ??（ ? ?3332 7 9 9 0 . 7 70 . 2 0 . 2 0 . 5? ? ??（ 根據(jù)第四強度理論： ? ?223? ? ? ?? ? ? （ 式中 P－第三道次的軋制力； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 11d?，33d?－ 13 C－ 1面至支反力2 用彎曲應(yīng)力； 架強度的計算 斜楔聯(lián)接的開式機架，用于三輥式型鋼軋機。在這種軋機上，一般來說，當(dāng)中上輥軋鋼時，中下輥 就不扎軋鋼了。相反，中下輥軋鋼時，中上輥就不軋鋼了。由于軋件在中上輥軋制時與中下輥軋制時基本相同，在進行機架剛度計算時，只考慮一種情況。 為了簡化計算，假設(shè)機架上只作用兩個大小相等、方向相反的垂直力 R，而通過斜楔作用，在機架上蓋和 作用著一個反作用力 F。力 X 和垂直分力 'Y 。此外，通過機架上蓋止口的作用，在機架上蓋和 作用著靜不定力 X。靜不定力 根據(jù)止口處變形諧調(diào)條件提出。止口處的變形諧調(diào)條件可以用以下公式表示 3 1232 ( )Xl ? ? ? ? （ 式中 5E =0? ； 1f－由于 個立柱在機架上蓋止口接觸處的變形； 2f－由于 個立柱在機架上蓋 止口接觸處的水平位移； ? －機架上蓋止口處原始間隙（對于新機架即為配合間隙）； X－機架上蓋止口處靜不定力； 3F－機架上蓋斷面面積； 利用材料力學(xué)公式求出1入式，得 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ? ?' 2 '' ' ' '1 1 22 2 21233 1 2 23 2 22 2 2 3 223I l lR c c m c cc e l c e l l e e c m l l I????? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ?????? ? ? ????????式中 2I－立柱的慣性 矩； m m ， ? 為立柱斜楔孔斜度； e －作用力2 'e －力 'Y 對立柱中性線的距離； 2l－力 'c －力 'X 對下橫梁中性線的距離； c －立柱凸臺對下橫梁中性線的距離； 1I－下橫梁慣性矩； 1l－ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 軋件在中上輥軋制時，機架的上蓋和 如圖 示。 圖 中上輥軋制時的機架受力圖 圖 上輥軋制時 ? ?' ' '2 2D l e e X C? ? ? ? （ e=350? =15； e＇ =200C=850C＇ =2500l=2700l=1250l=160031 12 （ 矩形 ）； 31 32? （ 圓形 ） 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 2??; ? ?''2 2B l c e? ? ?； 2 6 0 5 0 0 1 3 0 0 0 0??; 圖 架上蓋受力分析及彎曲圖 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 Ⅱ -Ⅱ 處的受力情況 圖 -Ⅱ處的受力分析圖 圖 -Ⅰ 處的剖視圖 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 -Ⅱ 處的剖視圖 31 0 0 1 0 0 62 8 0 3 2 06XW ? ? ? ??立柱處 322 8 0 3 2 012I ?? 下橫梁慣性矩1 314 5 0 4 5 0 2 8 0 1 9 0 7 5 9 3 7 5 0 2 1 5 5 1 3 2 . 5 6 6 7 3 3 8 0 . 7 5 4 7 6 3 2 3 6 . 6