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第 41 頁(yè)
遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
1400平整機(jī)設(shè)計(jì)
摘要
現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)工序自動(dòng)化的迅速發(fā)展，對(duì)冷軋帶鋼的數(shù)量和質(zhì)量的要求越來(lái)越高。冷軋帶鋼平整是帶鋼生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這也促使冷軋生產(chǎn)技術(shù)、裝備技術(shù)和控制技術(shù)向更高的方向發(fā)展。而冷軋帶鋼平整作為冷軋精整生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要工序，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證有著十分重要的作用。為了適應(yīng)冷軋生產(chǎn)高速化、連續(xù)化、自動(dòng)化的發(fā)展需要，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，每個(gè)鋼鐵企業(yè)都引進(jìn)先進(jìn)的平整設(shè)備。論本文闡述了1400平整機(jī)組的裝機(jī)水平及特點(diǎn)，機(jī)組的機(jī)械設(shè)備組成，著重介紹了機(jī)組的主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其主要零部件的強(qiáng)度校核，為平整機(jī)能更好地滿足平整精度要求提供了設(shè)備支持。機(jī)組設(shè)備在滿足先進(jìn)性、實(shí)用性的同時(shí)，考慮經(jīng)濟(jì)性，從研發(fā)制造以及設(shè)備維護(hù)角度考慮所需的費(fèi)用支出，并且從環(huán)保角度考慮其是否適合環(huán)保節(jié)能生產(chǎn)，是否符合相關(guān)規(guī)定。
關(guān)鍵詞：帶鋼；平整機(jī)；冷軋
Design for 1400 Temper Rolling Mill
Abstract
As the modem industrial technology and the automation of production processes are developing rapidly，the request to quantity and quality of cold—rolled strip is getting higher and higher．This also contributes to the cold—rolled production technology，equipment and technology and control technology to a higher direction．Cold-rolled strip temper as an important finishing process take an important role in ensuring the quality of products，It is a key to provide users satisfactory products．Its continuity and automation has been widespread concern．In order to adapt to the cold rolling production high speed，continuous，the automated development need，improved the product quality and the performance unceasingly，cold rolling pickled under the normal temperature condition．Temper Can enhance the strip mechanical property，improve the shape of plate，adjust the strip surface roughness and obtain the coil that meeting the requirements．
Key words:strip steel;temper Rolling Mill;cold rolling
目錄
1 緒論 1
1.1選題背景及目的 1
1.1.1選題背景 1
1.1.2選題的目的與意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域中已有的研究成果 2
1.2.1國(guó)內(nèi)研究成果 2
1.2.2國(guó)外研究成果 3
1.3.課題的研究?jī)?nèi)容及方法 3
1.3.1課題的研究?jī)?nèi)容 3
1.3.2課題的研究方法 4
2 平整機(jī)總體方案的確定 5
2.1機(jī)座形式 5
2.2主傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 5
2.3壓下機(jī)構(gòu) 7
2.4工作輥輥系 8
2.4.1工作輥選擇 8
2.4.2工作輥軸承選擇 8
2.5支承輥輥系 9
2.5.1支承輥選擇 9
3 力能參數(shù)計(jì)算 11
3.1選取軋輥的參數(shù)規(guī)格 11
3.2軋制力計(jì)算 11
3.2.1力能參數(shù) 11
3.2.2對(duì)工作輥受力分析 14
3.3.1計(jì)算電機(jī)功率 15
3.3.2電機(jī)選擇 16
3.4電機(jī)校核 16
3.4.1主電機(jī)上的力矩 16
3.4.2電機(jī)過(guò)載校核 16
4 主要零件的設(shè)計(jì)及校核 18
4.1軋輥的設(shè)計(jì)校核 18
4.1.1工作輥軸頭校核 18
4.1.2對(duì)支承輥進(jìn)行彎曲校核 19
4.1.4對(duì)工作輥與支承輥接觸面進(jìn)行接觸應(yīng)力校核 21
4.2 軋輥軸承的選用與壽命計(jì)算 23
4.2.1軸承的選擇 23
4.2.2軸承的壽命計(jì)算 23
4.3機(jī)架設(shè)計(jì)校核 25
4.3.1機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸 25
4.3.2機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算 28
4.4萬(wàn)向接軸校核 31
5 潤(rùn)滑方式的選擇 31
5.1干油及稀油潤(rùn)滑 32
5.2油氣潤(rùn)滑 33
6 經(jīng)濟(jì)可行性分析 35
6.1設(shè)備完好率與利用率 35
6.2預(yù)備役齡 35
6.3設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的確定 37
6.4機(jī)械購(gòu)置成本 38
結(jié) 論 39
致 謝 40
參考文獻(xiàn) 41
1 緒論
1.1選題背景及目的
1.1.1選題背景
冷軋帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展，不僅取決于軋鋼主要設(shè)備(軋鋼機(jī))工作速度的提高和軋制周期的縮短，也在很大程度上取決于軋鋼輔助設(shè)備的不斷改善和改進(jìn)。軋鋼輔助設(shè)備在現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)中起著很重要的作用。其機(jī)械化和自動(dòng)化程度以及生產(chǎn)能力的高低，直接影響著軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)代化的發(fā)展和生產(chǎn)率的提高。
由于冷軋后的帶鋼產(chǎn)生加工硬化, 無(wú)法滿足當(dāng)今高質(zhì)量汽車(chē)及家電外殼美觀設(shè)計(jì)的要求，故必須對(duì)帶鋼進(jìn)行退火，平整方能滿足要求，因此開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)冷軋帶鋼平整機(jī)組是非常必要的, 它作為冷軋機(jī)組的后續(xù)處理作業(yè)線, 可以極大地提高產(chǎn)品的附加值, 該機(jī)組在鋼鐵行業(yè)中占有非常重要的地位 。
經(jīng)過(guò)再結(jié)晶退火的冷軋帶鋼需要進(jìn)行平整，以獲得交貨狀態(tài)需要的各種性能。從壓下變形看，平整的實(shí)質(zhì)是一種小壓下率（0.5%～4% ）的二次冷軋變形。平整作為冷軋帶鋼生產(chǎn)的重要工序，主要目的是：消除退火帶鋼的屈服平臺(tái)，防止在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生滑移線，調(diào)制好帶鋼的力學(xué)性能；改善帶鋼的平直度，得到較為平坦的帶鋼；通過(guò)對(duì)平整機(jī)工作輥表面的毛化處理，使帶鋼表面呈現(xiàn)不同粗糙度的表面結(jié)構(gòu)，以得到鏡面鋼板或深沖用途的鋼板。目前作為冷軋帶鋼先進(jìn)生產(chǎn)工藝的連續(xù)退火機(jī)組，其實(shí)質(zhì)就是把傳統(tǒng)的退火工藝和平整處理工藝結(jié)合在一起的連續(xù)式生產(chǎn)工藝。選擇合理的平整機(jī)機(jī)組與連退爐相結(jié)合，是連續(xù)退火機(jī)組高效率、高質(zhì)量、 低成本、低消耗生產(chǎn)的關(guān)鍵。
1.1.2選題的目的與意義
在冷軋帶鋼的生產(chǎn)過(guò)程中，平整是十分重要而且必不可少的工藝環(huán)節(jié)之一，對(duì)于保證帶的鋼質(zhì)量有著非常重要的作用。
1、 經(jīng)過(guò)再結(jié)晶退火的帶鋼，其拉伸曲線上的屈服平臺(tái)是可以直接影響再加工工序和加工質(zhì)量的重要因素。如果在平整機(jī)上對(duì)帶鋼施加很微小的變形，便可消除這一現(xiàn)象。其效果可保持2－6個(gè)月，甚至在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)也不會(huì)再次出現(xiàn)。
2、通過(guò)平整機(jī)組上的彎輥裝置、軋輥壓下的單側(cè)調(diào)整和軋輥凸度的設(shè)置，經(jīng)過(guò)平整就可減輕或消除原料的板形不良現(xiàn)象，為后續(xù)加工的工序創(chuàng)造出良好的條件。
3、通過(guò)使用毛化處理的工作輥，可在帶鋼表面生成各種符合再加工工序要求的表面粗糙度。
4、通過(guò)適當(dāng)控制延伸率，可對(duì)帶鋼機(jī)械性能起到有限的調(diào)控作用。
5、通過(guò)平整這道工序可減輕或消除連軋機(jī)由于軋輥原因造成的輕微輥印。還可以通過(guò)調(diào)整張力或速度的方式來(lái)消除或減輕原料粘結(jié)對(duì)表面質(zhì)量產(chǎn)生的影響。
圖1.1 帶鋼平整前后的應(yīng)力應(yīng)變曲線
1.2國(guó)內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域中已有的研究成果
1.2.1國(guó)內(nèi)研究成果
從國(guó)內(nèi)看，國(guó)內(nèi)平整機(jī)廠家中一重，二重是很好的生產(chǎn)商。中國(guó)第一重型機(jī)械集團(tuán)公司為鞍山股份公司設(shè)計(jì)制造的國(guó)內(nèi)首臺(tái)冷軋機(jī)—1780平整機(jī)在中國(guó)一重的重型裝備制造廠裝配現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全面告捷，這填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)成套冷軋機(jī)制造長(zhǎng)久以來(lái)的空白。該平整機(jī)每分鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)速度可達(dá)到1450轉(zhuǎn)，好比“印鈔機(jī)”一般，所以對(duì)設(shè)備制造的精度和質(zhì)量的要求都很高。而這套設(shè)備在生產(chǎn)中也完全滿足了生產(chǎn)要求，為企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。中國(guó)二重在平整機(jī)領(lǐng)域也取得很好的成績(jī)，印度JSL公司的1750mm不銹鋼平整機(jī)組總包合同“花落”第二重型。該合同的成功簽訂，標(biāo)志著中國(guó)二重在不銹鋼冷軋帶鋼的平整領(lǐng)域取得了重大突破，產(chǎn)品以及技術(shù)得到國(guó)外用戶的認(rèn)可。這是二重自主設(shè)計(jì)研發(fā)的第一條不銹鋼冷軋帶鋼平整機(jī)組，總制造周期為11個(gè)月。由二重負(fù)責(zé)機(jī)械及流體設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)與供貨，由寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)這條機(jī)組生產(chǎn)工藝和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)供貨。
近幾年我國(guó)的幾大鋼鐵公司接連引進(jìn)數(shù)條冷軋帶鋼生產(chǎn)線， 對(duì)高質(zhì)量的冷軋產(chǎn)品來(lái)說(shuō)， 光亮平整與張力平整是必要的工序，因此，適合各公司產(chǎn)品的各種型式的平整機(jī)得到了廣泛應(yīng)用, 寶鋼1420冷軋生產(chǎn)線在連續(xù)退火機(jī)組的出口段串列式地設(shè)置了兩架六輥HC 平整機(jī)，寶鋼三期工程1550冷連軋機(jī)組從日本引進(jìn)了一套 1550CAL VC輥平整機(jī)，攀鋼冷軋廠平整過(guò)程采用的是單機(jī)架四輥平整機(jī)。八鋼冷軋近來(lái)從韓國(guó)引進(jìn)原產(chǎn)于日本的二手設(shè)備，是單機(jī)架四輥平整機(jī)，這套設(shè)備電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)部分是由意大利DANIELI公司依據(jù)現(xiàn)有設(shè)備配套提供。其產(chǎn)品定位主要是建筑類(lèi)和輕工類(lèi)普通平整鋼卷,到目前為止已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了DC系列的汽車(chē)板。
1.2.2國(guó)外研究成果
從國(guó)際上看，日本三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）、奧地利西門(mén)子-奧鋼聯(lián)（SIEMENS-VAI）、德國(guó)西馬克（SMS）、意大利達(dá)涅利（DANIELI）等企業(yè)無(wú)疑是冶金設(shè)備中的佼佼者。
窗體頂端
奧地利奧鋼聯(lián)在平整技術(shù)領(lǐng)域取得了新的進(jìn)展，采用Smatrcrown平直度控制系統(tǒng)的2機(jī)架輕摩擦平整機(jī)無(wú)需帶鋼潤(rùn)滑即可達(dá)到要求的平直度、伸長(zhǎng)率以及表面粗糙度綜合性能。不同的機(jī)架可分別為帶鋼施加伸長(zhǎng)率和表面粗糙度，模型優(yōu)化機(jī)架的設(shè)定。
德國(guó)西馬克公司的1780平整機(jī)組，是單機(jī)架四輥平整機(jī)，機(jī)架前方裝配有一對(duì)大直徑的張力輥，機(jī)架后則是一個(gè)導(dǎo)向輥。電氣和傳動(dòng)供貨商為ABB公司，電氣裝備采用了ABB公司基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其中恒延伸率控制系統(tǒng)是國(guó)際上最先進(jìn)和成熟的技術(shù)之一。
日本三菱公司是設(shè)計(jì)制造冷軋鋼帶平整機(jī)的主要廠家之一,其產(chǎn)品型式有單機(jī)架的,也有兩機(jī)架的;在單機(jī)架平整機(jī)既中有二輥式的,也有四輥式的,三菱公司的平整機(jī)采用了AGC系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前在全世界處于領(lǐng)先水平。此外，同為日本重工企業(yè)的住友重工在平整機(jī)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域有著豐富經(jīng)驗(yàn)及成果。
1.3.課題的研究?jī)?nèi)容及方法
1.3.1課題的研究?jī)?nèi)容
主要設(shè)計(jì)研究機(jī)座形式、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成和作用、壓下機(jī)構(gòu)組成和作用、軋輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及軸承形式等。主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主電機(jī)、接軸及接軸托架，經(jīng)過(guò)對(duì)比確定需要哪種形式的設(shè)備。壓下機(jī)構(gòu)形式有手動(dòng)，電動(dòng)，液壓壓下，比較并選擇出適合的壓下形式。確定平整機(jī)參數(shù)，包括輥身長(zhǎng)度、輥徑等。
平整機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)力能參數(shù)的計(jì)算包括軋制力、軋制力矩和主電機(jī)功率的計(jì)算，根據(jù)軋機(jī)的工作特點(diǎn)選擇電機(jī)并進(jìn)行校核。
主要零件設(shè)計(jì)并進(jìn)行強(qiáng)度校核，其中包括機(jī)架、軋輥、接軸、軸承等。
潤(rùn)滑方式的選擇，對(duì)于大型機(jī)械而言，潤(rùn)滑十分重要，本課題在設(shè)計(jì)平整機(jī)之后要確定平整機(jī)潤(rùn)滑方式。
進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性分析，綜合考慮該平整機(jī)在設(shè)計(jì)制造以及維護(hù)過(guò)程中所需要的各項(xiàng)費(fèi)用，分析其是否適合，如果不適合，需要做出適當(dāng)修改。
最后計(jì)算機(jī)繪圖，將設(shè)計(jì)結(jié)果畫(huà)出來(lái)，包括零件圖以及總裝配圖。
1.3.2課題的研究方法
重點(diǎn)進(jìn)行平整機(jī)的主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，首先根據(jù)有關(guān)資料確定總體設(shè)計(jì)方案，綜合考慮生產(chǎn)要求與設(shè)計(jì)可行性，然后依照給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，參考軋機(jī)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行平整機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算并選擇電機(jī)容量以及所需的各部件種類(lèi)型號(hào)。對(duì)平整機(jī)壓下裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定何種壓下形式。確定軋輥技術(shù)參數(shù)并且選擇適當(dāng)?shù)妮S承。然后按照機(jī)械設(shè)計(jì)理論對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。
2 平整機(jī)總體方案的確定
2.1機(jī)座形式
帶鋼平整機(jī)主要有雙機(jī)架四輥平整機(jī)，單機(jī)架四輥平整機(jī)和單機(jī)架二輥平整機(jī)幾種形式。
四輥雙機(jī)架平整機(jī)主要用來(lái)對(duì)鍍錫板和薄帶鋼進(jìn)行平整并兼用于二次冷軋，其缺點(diǎn)是：1)機(jī)架間的延伸和平整速度不易調(diào)整，生產(chǎn)操作較難掌握；
2)設(shè)備投資較大。單機(jī)架二輥可逆式平整機(jī)主要用于不銹鋼帶的平整。其缺點(diǎn)是難實(shí)現(xiàn)張力控制，對(duì)平整質(zhì)量有影響。單機(jī)架四輥平整機(jī)是國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的平整機(jī)。其平整品種范圍廣，平整張力、延伸率和速度等容易控制，能很好地滿足平整質(zhì)量要求。
通過(guò)對(duì)以上幾種形式平整機(jī)的比較，我們選擇單機(jī)架四輥平整機(jī)作為平整機(jī)組的核心設(shè)備。
1.機(jī)架裝配 2. 工作輥輥系 3.支承輥輥系 4.液壓壓下裝置
5.斜楔調(diào)整裝置 6.軋輥平衡及彎輥裝置 7.平整機(jī)底板
圖2.1 1400平整機(jī)機(jī)架
2.2主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
平整機(jī)主傳動(dòng)包括主電機(jī)、接軸及接軸托架，主電機(jī)通過(guò)接軸與平整機(jī)下工作輥連接。主電機(jī)通過(guò)接軸直接傳動(dòng)軋輥，減少了傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩和損耗，縮短了啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。
平整機(jī)的工作制度為帶張力的工作制度，采用這種工作制度，軋件不僅承受軋輥所施加的軋制力，而且承受卷曲機(jī)和開(kāi)卷機(jī)所施加的前、后張力，處于易塑性變形的良好應(yīng)力狀態(tài)，使平整條件大大改善，易于平整出平直的帶材。
關(guān)于平整機(jī)電機(jī)選擇，主要考慮選用直流還是交流，低速還是高速。和交流電機(jī)相比，直流電機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：
1、 傳動(dòng)比分級(jí)精細(xì)，選擇范圍廣，轉(zhuǎn)速型譜寬，范圍i=2-28800。
2、直流減速電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，造型美觀，承受過(guò)載能力強(qiáng)。
3、能耗低，性能優(yōu)越。
4、通用性強(qiáng)，是用維護(hù)方便，維護(hù)成本低，特別是生產(chǎn)線，只需備用內(nèi)部幾個(gè)傳動(dòng)件即可保證整線正常生產(chǎn)的維修保養(yǎng)。
1. 電機(jī) 2. 聯(lián)軸器 3. 接軸托架 4. 萬(wàn)向接軸 5. 工作輥 6. 軸承
圖2.2 1400平整機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
在電機(jī)轉(zhuǎn)速上，主要有高速電機(jī)和低速電機(jī)兩種，與高速電機(jī)相比低速電機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：
1、 體積小、重量輕，無(wú)需再配減速裝置，可以大大節(jié)省空間，與各類(lèi)機(jī)械設(shè)備配套更方便，有效減輕整體設(shè)備重量。
2、輸出扭矩大，功率損失小，輸出扭矩遠(yuǎn)大于普通電機(jī)輸出扭矩。
3、超載能力強(qiáng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、傳動(dòng)精度高。
4、效率高，節(jié)省能源。
5、降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)以上分析，從價(jià)格，環(huán)保，性能等方面考慮，1400平整機(jī)選取直流低速電機(jī)。
接軸托架安裝于平整機(jī)機(jī)架上，夾緊部分在液壓缸帶動(dòng)下夾緊或松開(kāi)。換輥操作中，工作輥被拉出后，由接軸托架鎖住萬(wàn)向接軸。平整機(jī)正常軋制中，鎖緊液壓缸處于縮回位置，不允許動(dòng)作。
2.3壓下機(jī)構(gòu)
板帶軋機(jī)的軋輥壓下裝置按傳動(dòng)形式主要有手動(dòng)、電動(dòng)和液壓幾種。手動(dòng)壓下裝置只在某些小軋機(jī)上使用。在大型板帶軋機(jī)上，廣泛使用電動(dòng)和液壓壓下裝置。
電動(dòng)壓下裝置適用于板坯軋機(jī)、中厚板軋機(jī)等要求輥縫調(diào)整范圍大，壓下速度快的情況，或是帶材冷軋機(jī)、平整機(jī)等調(diào)整精度高，壓下速度低的設(shè)備。電動(dòng)壓下裝置主要由壓下螺絲和螺母及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。
采用電動(dòng)壓下裝置當(dāng)作用在壓下螺絲上的力超過(guò)某一調(diào)定數(shù)值時(shí)，壓下電動(dòng)機(jī)將停止工作，此時(shí)壓下螺絲將在軋制力作用下楔緊，用壓下電機(jī)已不能把它松開(kāi)，這就造成了卡鋼事故或軋輥壓靠事故。為處理這種事故，電動(dòng)壓下裝置還需設(shè)置壓下螺絲回松裝置。
電動(dòng)壓下裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其最大的缺點(diǎn)之一是運(yùn)動(dòng)部分的慣性大．因而在輥縫調(diào)整過(guò)程中反應(yīng)慢．精度低。對(duì)現(xiàn)代化的高速度、高精度軋制已不適應(yīng)。提高壓下裝置的響應(yīng)速度的主要途徑是減少其慣性，而用液壓控制可以收到這樣的效果。液壓壓下裝置大大提高了平整機(jī)軋輥輥縫的調(diào)節(jié)速度和精度，促使了軋制速度的大幅度提高和軋材質(zhì)量的明顯改善。液壓壓下裝置的采用，是軋機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)重要“飛躍”。液壓壓下的主要特點(diǎn)是：
1)快速響應(yīng)性好，調(diào)整精度高，液壓壓下裝置有很高的輥縫調(diào)整速度和加速度，尤其是有很大的加速度潛在能力。動(dòng)態(tài)特性的大幅度提高，使得產(chǎn)品的精度提高，質(zhì)量更有保證，縮短了加速減速階段帶鋼頭尾的超差長(zhǎng)度，節(jié)約了金屬及能源，提高了產(chǎn)品的合格率；
2)過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單、可靠。液壓系統(tǒng)可以有效地防止軋機(jī)過(guò)負(fù)荷，保護(hù)軋輥和軸承免遭損失。當(dāng)事故停車(chē)時(shí)，可迅速排出液壓缸的壓力油，加大輥縫，避免軋輥被刮傷；
3)采用液壓壓下可以根據(jù)需要改變平整機(jī)的當(dāng)量剛度，實(shí)現(xiàn)對(duì)平整機(jī)從“恒輥縫”到“恒壓力”的控制，以適應(yīng)各種平整及操作情況；
4)液壓壓下裝置采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)；
5)較機(jī)械傳動(dòng)效率高；
6)便于快速換輥，提高平整機(jī)作業(yè)率。
綜合以上分析，1400平整機(jī)選用液壓壓下裝置。
圖2.3 液壓壓下圖
2.4工作輥輥系
2.4.1工作輥選擇
1400平整機(jī)工作輥系由上下兩個(gè)工作輥，工作輥軸承等組成，工作輥是直接承受帶鋼變形的工具，在軋制時(shí)要承受軋制力和軋制扭矩，軋輥質(zhì)量的好壞對(duì)板帶材質(zhì)量、平整機(jī)生產(chǎn)率和作業(yè)率的影響很大，因此對(duì)工作輥的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性和表面粗糙度等都有很高的要求。
盡管冷軋工作輥的硬度要求很高，但卻不使用鑄鐵軋輥，這是因?yàn)楫?dāng)輥徑確定以后，可能軋出的軋件最小厚度值和彈性模數(shù)E值成反比。即軋輥材料的彈性模數(shù)愈大，可能軋出的軋件厚度愈小。鑄鐵的E值只是鋼的一半，為此，在冷軋帶鋼時(shí)，使用鑄鐵軋輥
是不利的。
根據(jù)上面分析，1400平整機(jī)工作輥材料選用特殊合金鍛鋼9Cr2W。
2.4.2工作輥軸承選擇
軋輥軸承是輥系中非常重要的部件，和一般用途的軸承相比，軋輥軸承有以下特點(diǎn)：
1)工作負(fù)荷大。由于軋輥的輥身直徑應(yīng)保證強(qiáng)度，而軸承座外形尺寸不應(yīng)大于輥身最小直徑，輥頸長(zhǎng)度又較短，所以輥頸上所承受的單位載荷大。通常軋輥軸承所承受的單位壓力，比一般用途的軸承高2～4倍。
2)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快。
3)工作環(huán)境惡劣。
滾動(dòng)軸承具有摩擦系數(shù)小，精度高，運(yùn)轉(zhuǎn)安全，維護(hù)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易于系列化，能成批生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
雙列向心球面輥?zhàn)虞S承既可承受徑向負(fù)荷，也可承受軸向負(fù)荷，多用于小型帶材冷軋機(jī)支撐輥以及小型線材軋機(jī)軋輥。
四列圓錐滾子軸承可承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷。可用于四輥軋機(jī)或平整機(jī)的工作輥。
四列圓柱滾子軸承摩擦損混耗少，軸承徑向尺寸較小。當(dāng)采用這類(lèi)軸承時(shí)，能加大軋輥輥徑尺寸。軸承承載能力高，能適應(yīng)的工作轉(zhuǎn)速高。但它不能承受軸向負(fù)荷，必須增設(shè)單獨(dú)的止推軸承，這使軸承部件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜了。而1400平整機(jī)的工作輥軸承座需安裝平衡和彎輥裝置，不適合采用此類(lèi)軸承。
基于對(duì)以上軋輥軸承特點(diǎn)的分析，1400平整機(jī)工作輥軸承選用了四列圓錐輥?zhàn)虞S承，這種軸承剛性大，摩擦系數(shù)小，能較好地滿足耐壓、耐沖擊、防水和防塵等工作環(huán)境的要求。
根據(jù)上述分析，設(shè)計(jì)出工作輥輥系，
圖2.4 工作輥輥系
2.5支承輥輥系
2.5.1支承輥選擇
支承輥為工作輥提供剛性支承，防止工作輥在軋制力作用下發(fā)生撓曲變形，故要求支承輥具有足夠的剛性。多以1400平整機(jī)支承輥選用材料為9Cr2Mo的合金鍛鋼。
通過(guò)上述對(duì)軋輥軸承的分析，支撐輥軸承我們同樣選用了四列圓錐滾子軸承。此類(lèi)軸承屬軋鋼機(jī)專(zhuān)用軸承，其徑向尺寸小，承載能力大，允許轉(zhuǎn)速高，抗沖擊性能好，非常適合平整機(jī)使用。
根據(jù)上述分析，設(shè)計(jì)出支承輥輥系
圖2.5 支承輥輥系
窗體底端
3 力能參數(shù)計(jì)算
3.1選取軋輥的參數(shù)規(guī)格
1）選取軋輥輥身長(zhǎng)度L
式中根據(jù)選取
則
2）確定軋輥直徑D
因?yàn)槠秸麢C(jī)類(lèi)似于冷軋板帶軋機(jī)，由文獻(xiàn)[1,表3-3]得
則
則
有因?yàn)樗赃x取
3).輥頸直徑
工作輥
支承輥
3.2軋制力計(jì)算
3.2.1力能參數(shù)
1400平整機(jī)用于冷軋帶鋼的平整，力能參數(shù)可以根據(jù)斯通公式計(jì)算得出。
表3.1 1400平整機(jī)數(shù)據(jù)
類(lèi)型
1400平整機(jī)
工作輥尺寸
Φ500×1400mm
支承輥尺寸
Φ1300×1400mm
進(jìn)料厚度（Ｈ０）
1.0mm
變形程度（ｅ）
9%
板帶寬度（Ｂ）
530mm
鋼板材料
08F
軋制前張應(yīng)力
軋制后張應(yīng)力
軋制速度（ｖ）
3.5m/s
1)初始?jí)合铝浚?
出料厚度：
2)材料變形阻力：
式中：—材料變形阻力
、—軋制前后材料變形阻力由文獻(xiàn)[1,圖2-12a]查出，
，
3) 求軋制壓力：
考慮加工硬化時(shí)： ；
。
即
m—軋輥彈性壓扁接觸弧加長(zhǎng)對(duì)單位壓力的影響系數(shù)，
4)求系數(shù)：
—軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)，根據(jù)變形程度9%，本設(shè)計(jì)為濕潤(rùn)滑取μ=0.05.
—接觸弧水平投影長(zhǎng)度
R—軋輥半徑
—壓下量
—鋼板軋制前后平均厚度
5）求系數(shù)：
6）求系數(shù)：
X—經(jīng)過(guò)查文獻(xiàn)[1,圖2-25]，
由Z=0.0616，Y=0.0626得X=0.30
則
3.2.2對(duì)工作輥受力分析
1） 畫(huà)出力的示意圖如下：
圖3.1 力的示意圖
2）由平衡條件可以得出φ，γ的大小為：
、：軋前后張力大小，
則，
m—滾動(dòng)摩擦力臂，m=0.2mm
—摩圓半徑,，其中d=260mm,
則
—支承輥半徑,
則，
3）
3.3電機(jī)功率選擇
3.3.1計(jì)算電機(jī)功率
式中
則
3.3.2電機(jī)選擇
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查閱文獻(xiàn)[3,表5-9]，選擇：
電機(jī)型號(hào)：Z4-450-31
額定功率：200Kw
額定轉(zhuǎn)速：180r/min。
3.4電機(jī)校核
3.4.1主電機(jī)上的力矩
因?yàn)檐埣^長(zhǎng)，所以忽略不計(jì)。
3.4.2電機(jī)過(guò)載校核
由文獻(xiàn)[1，P73]頁(yè)查得：
——電機(jī)過(guò)載系數(shù)，可逆運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)K=2.5～3.0,取
由前文可知：
所以電機(jī)合格。
4 主要零件的設(shè)計(jì)及校核
4.1軋輥的設(shè)計(jì)校核
4.1.1工作輥軸頭校核
工作輥軸頭簡(jiǎn)圖如下圖所示：
圖4.1 工作輥輥頭
軸頭截面可近似看成矩形，邊緣各點(diǎn)的切應(yīng)力與邊界相切、并順著某個(gè)流向。四個(gè)角點(diǎn)上切應(yīng)力等于零。最大切應(yīng)力在矩形長(zhǎng)邊的中點(diǎn)上。查文獻(xiàn)[2，P92]可得：
是與截面邊長(zhǎng)比值有關(guān)的因數(shù)。
查[2，表3.2]可得：
所以：
由于在計(jì)算軋輥強(qiáng)度時(shí)未考慮疲勞因素，故軋輥的安全系數(shù)一般取n=5.
對(duì)于合金鍛鋼軋輥，強(qiáng)度極限，
許用應(yīng)力：
故工作輥軸頭合格。
4.1.2對(duì)支承輥進(jìn)行彎曲校核
支承輥如下圖所示
圖4.2 支承輥
支承輥的抗彎截面系數(shù)比工作輥大得多，即支承輥有很大剛性。因此，軋制時(shí)的彎曲力絕大部分由支承輥承擔(dān)。在計(jì)算支承輥時(shí)，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輥軋機(jī)一般是工作輥傳動(dòng)，因此，對(duì)支承輥只需計(jì)算輥身中部和輥頸斷面的彎曲應(yīng)力。
圖4.3 危險(xiǎn)斷面及彎矩最大位置
根據(jù)平整機(jī)參考圖紙，可以確定需要校核的各個(gè)危險(xiǎn)斷面的參數(shù)尺寸，如下所示：
其中
對(duì)彎矩最大處進(jìn)行校核
因?yàn)橹С休伒牟牧蠟?Cr2Ｍo根據(jù)文獻(xiàn)[1，P88]選取支承輥的強(qiáng)度極限
查[1，P87]，選取安全系數(shù)n=5，則有許用應(yīng)力：
。
在軋制過(guò)程中，軋輥輥面因工作磨損，需不止一次地重車(chē)或重磨。軋輥從開(kāi)始使用直到報(bào)廢，其全部重車(chē)量與軋輥名義直徑的百分比稱(chēng)為重車(chē)率。
查文獻(xiàn)[1，表3-4]，取重車(chē)率 8%
則
故合格。
對(duì)危險(xiǎn)截面1進(jìn)行校核
故合格。
對(duì)危險(xiǎn)截面2進(jìn)行校核
故合格。
4.1.4對(duì)工作輥與支承輥接觸面進(jìn)行接觸應(yīng)力校核
四輥軋機(jī)支承輥和工作輥之間承載時(shí)有很大的接觸應(yīng)力，在軋輥設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行校核計(jì)算。
圖4.5 工作輥與支承輥相接觸情況
所選支承輥與工作輥材料均為合金鍛鋼，查文獻(xiàn)[1，表3-7]得該材料HS=60，查閱文獻(xiàn)[1，P86]得軋輥許用接觸應(yīng)力：
由文獻(xiàn)[1，P89]查得公式
其中
所以
由文獻(xiàn)[1，P89]可知：
最大切應(yīng)力：
最大反復(fù)切應(yīng)力：
則
<
所以工作輥與支承輥接觸面接觸應(yīng)力合格。
4.2 軋輥軸承的選用與壽命計(jì)算
4.2.1軸承的選擇
四列圓錐滾子軸承由于部件較少，簡(jiǎn)化了安裝；四列滾子的載荷分布得到改善，從而減少磨損，并延長(zhǎng)使用壽命；由于降低了內(nèi)圈寬度公差，簡(jiǎn)化了在軋輥軸頸上的軸向定位；尺寸同帶中間圈的傳統(tǒng)四列圓錐滾子軸承相同：既可以承受徑向力，又可以承受軸向力。所以本設(shè)計(jì)支承輥與工作輥都選用圓錐滾子軸承。
由于工作輥輥頸處所受的彎曲力很小，彎矩主要作用于支承輥上，所以應(yīng)校核支承輥上的軸承的壽命，其它軋輥上的軸承不進(jìn)行校核。軋輥軸承計(jì)算主要是計(jì)算軸承壽命，計(jì)算軸承壽命要求符合軸承的實(shí)際壽命，必須準(zhǔn)確的確定動(dòng)負(fù)荷、當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷與軸承壽命之間關(guān)系。
4.2.2軸承的壽命計(jì)算
1400平整機(jī)對(duì)支承輥軸承損耗比較大，故只對(duì)支承輥軸承進(jìn)行校核，即對(duì)四列圓錐滾子軸承進(jìn)行校核。
圖4.6 四列圓錐滾子軸承圖
查文獻(xiàn)[1,P100]：
式中 — 以小時(shí)計(jì)的軸承額定壽命，;
— 軸承的轉(zhuǎn)速，；
— 額定動(dòng)負(fù)荷，；
— 壽命指數(shù)，對(duì)于滾子軸承；
— 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，。
式中 — 徑向系數(shù)，根據(jù)之比值，由軸承樣本查得；
— 軸向系數(shù)，由軸承樣本查得；
— 軸承徑向負(fù)荷，；
— 軸承軸向負(fù)荷，；一般帶材軋機(jī)：；
取
— 溫度系數(shù)，軋輥軸承一般只能在100溫度以下工作，故而，??；
— 負(fù)荷系數(shù)，熱軋板材軋機(jī)，，本設(shè)計(jì)取。
查文獻(xiàn)[3,表7-5-28]知：
計(jì)算系數(shù)： ，，，，，
同時(shí)由文獻(xiàn)[4，P120]查知：
當(dāng)時(shí)，；
當(dāng)時(shí)， 。
軸承的徑向載荷：；
軸承的軸向載荷：。
計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：
將數(shù)據(jù)帶入公式4-3得：
因此由計(jì)算可知：支承輥軸承應(yīng)21361h換一次，以保證軋制連續(xù)進(jìn)行。
4.3機(jī)架設(shè)計(jì)校核
4.3.1機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸
窗口尺寸包括機(jī)架窗口寬度（B）和機(jī)架窗口高度（H），四輥軋機(jī)機(jī)架窗口寬度一般為支承輥直徑的1.15~1.30倍：
對(duì)于四輥軋機(jī)機(jī)架窗口高度：
?。?
根據(jù)平整機(jī)參考圖紙可以畫(huà)出機(jī)架圖：
圖4-.7 機(jī)架圖
窗口尺寸：
立柱斷面：
圖4-8 立柱斷面圖
查閱文獻(xiàn)[1，表5-1,]：
機(jī)架立柱斷面面積與軋輥輥頸直徑平方比值
?。?
橫梁斷面：
圖4.9 橫梁斷面圖
4.3.2機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算
機(jī)架的強(qiáng)度按垂直軋制力P計(jì)算，水平力與垂直力相比很小，可以忽略。機(jī)架的強(qiáng)度一般是基于以下的基本假設(shè)：認(rèn)為機(jī)架是一個(gè)對(duì)稱(chēng)與垂直中心線的靜不定剛架，這樣就可以采用材料力學(xué)中計(jì)算靜不定剛架的方法來(lái)計(jì)算。
設(shè)橫梁和立柱之間用圓角半徑過(guò)渡：
圖4.10矩形框架應(yīng)力圖
查閱文獻(xiàn)[4，P143]立柱彎曲力矩：
式中：
——作用在一片機(jī)架上的軋制壓力，
、——橫梁和立柱的長(zhǎng)度
、——橫梁、立柱的斷面慣性矩
令，則長(zhǎng)方形機(jī)架立柱的彎曲力矩為：
帶入數(shù)據(jù)：
查閱文獻(xiàn)[4，P143]：
橫梁中部的彎曲力矩：
帶入數(shù)據(jù)：
查閱文獻(xiàn)[4，P143]：
橫梁中部的應(yīng)力：
立柱內(nèi)表面的應(yīng)力：
橫梁中部斷面系數(shù):
立柱內(nèi)表面斷面系數(shù)：
代入數(shù)據(jù)有：
軋鋼機(jī)機(jī)架一般采用含碳量為0.25%~0.35%的ZG-270~500，其強(qiáng)度極限，延伸率，ZG-270~500是大型鑄鋼件生產(chǎn)中最常用的碳素鋼，具有較好的鑄造性和焊接性，但易產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力引起熱裂，廣泛應(yīng)用于軋鋼、鍛件、礦山等設(shè)備，如軋鋼機(jī)架等，由于機(jī)架是軋機(jī)中最貴重和最重要的零件，必須有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備，一般機(jī)架的安全系數(shù)為：
許用應(yīng)力一般采用以下數(shù)值：
對(duì)于橫梁：
對(duì)于立柱：
即：
機(jī)架滿足強(qiáng)度要求。
4.4萬(wàn)向接軸校核
根據(jù)實(shí)際布局需要，兩個(gè)滑塊式萬(wàn)向接軸都選用直徑305mm，長(zhǎng)度選擇8228mm和5406mm。
4-10 滑塊式萬(wàn)向接軸
萬(wàn)向接軸連接電機(jī)與工作輥，工作時(shí)受到電機(jī)的扭轉(zhuǎn)力，故只需對(duì)其進(jìn)行扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核。
由上可知：
則有
又因?yàn)楣ぷ鬏伒牟牧蠟?2Cr2Mo根據(jù)軋鋼機(jī)械選取工作輥的強(qiáng)度極限
選取安全系數(shù)n=5，
則有許用應(yīng)力
又因?yàn)?
則
所以萬(wàn)向接軸合格。
5 潤(rùn)滑方式的選擇
5.1干油及稀油潤(rùn)滑
稀油潤(rùn)滑和干油潤(rùn)滑顧名思義，采用稀油的潤(rùn)滑就叫稀油潤(rùn)滑，采用干油的潤(rùn)滑就叫干油潤(rùn)滑。
潤(rùn)滑劑的選擇應(yīng)綜合考慮摩擦接觸面的工作條件、環(huán)境、摩擦面加工情況及摩擦面之間的間隙，以及潤(rùn)滑方式與裝置特點(diǎn)等因素。選用的一般原則是：
1.高速、輕載荷、工作平穩(wěn)選用低粘度潤(rùn)滑油、針入度較大(稠度低)的潤(rùn)滑脂。反之，低速、重載荷、有沖擊載荷，或作往復(fù)與間歇運(yùn)動(dòng)的選用高粘度潤(rùn)滑油、針人度較小(稠度較高)的潤(rùn)滑脂。在邊界潤(rùn)滑的重負(fù)荷運(yùn)動(dòng)副上，宜選用極壓型潤(rùn)滑油。
2.工作及環(huán)境溫度低宜選用粘度較小的潤(rùn)滑油、針入度較大的潤(rùn)滑脂。反之，溫度高則應(yīng)采用粘度較大、針人度小及滴點(diǎn)較高的潤(rùn)滑脂。夏季用油的粘度一般比冬季用油的粘度高一些。在高溫條件下的潤(rùn)滑應(yīng)考慮潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)、潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)，在很低溫度條件下的潤(rùn)滑應(yīng)考慮潤(rùn)滑油的凝固點(diǎn)。溫度范圍變化大的，可采用增粘劑以改善潤(rùn)滑油的粘溫性。
3.潮濕條件應(yīng)選抗乳化性較強(qiáng)和油性、防銹性好的潤(rùn)滑劑，不能選用無(wú)抗水能力的鈉基脂。
4.摩擦面之間的間隙愈小，潤(rùn)滑油的粘度應(yīng)愈低。一般新零件跑合期應(yīng)比正常使用期的潤(rùn)滑油粘度低一些。
5.摩擦面加工粗糙，要求使用的潤(rùn)滑油粘度大、潤(rùn)滑脂的針人度小。反之，表面光潔度高使用的潤(rùn)滑油粘度小、潤(rùn)滑脂針入度大。
6.采用循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)、油繩或油墊潤(rùn)滑裝置的潤(rùn)滑，應(yīng)采用粘度較小的潤(rùn)滑油。循環(huán)系統(tǒng)、油環(huán)、油勺、飛濺潤(rùn)滑采用的潤(rùn)滑油應(yīng)具有抗氧化安定52一SI(’AN CEMEN F性。
7.集中潤(rùn)滑系統(tǒng)中采用的潤(rùn)滑脂針人度宜大些，以便輸送。人工間歇加油應(yīng)采用粘度大一些的潤(rùn)滑油，以免流失太快。
干油潤(rùn)滑在使用過(guò)程中主要存在以下缺陷：1）流動(dòng)性差，內(nèi)摩擦阻力大，所需工作壓力高，無(wú)法形成動(dòng)壓油膜；2）潤(rùn)滑脂難以有效迅速擴(kuò)散到整個(gè)潤(rùn)滑面；3）受污染后難以凈化。
5.2油氣潤(rùn)滑
油氣潤(rùn)滑，在學(xué)術(shù)界被稱(chēng)為“氣液兩相流體冷卻潤(rùn)滑技術(shù)”，是一種新型的潤(rùn)滑技術(shù)，它與傳統(tǒng)的單相流體潤(rùn)滑技術(shù)相比具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。它成功地解決了干油潤(rùn)滑和油霧潤(rùn)滑所無(wú)法克服的難題，是潤(rùn)滑技術(shù)中的一朵正在綻放的瑰麗奇葩。它適應(yīng)了機(jī)械工業(yè)設(shè)備的最新發(fā)展的需要，尤其適用于高溫、重載、高速、極低速以及有冷卻水和臟物侵入潤(rùn)滑點(diǎn)的工況條件惡劣的場(chǎng)合。由于它能解決傳統(tǒng)的單相流體潤(rùn)滑技術(shù)無(wú)法解決的難題，并有非常明顯的使用效果，大大延長(zhǎng)了摩擦副的使用壽命，改善了現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，因此正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其是在冶金工業(yè)領(lǐng)域。
圖5.1 軸承油氣潤(rùn)滑技術(shù)圖
技術(shù)先進(jìn)典型的“氣液兩相流體冷卻潤(rùn)滑技術(shù)”形成的氣液“兩相膜”承載能力大大提高由于潤(rùn)滑膜厚度的增加，使?jié)櫥ば纬陕侍岣撸哂袃?yōu)良的潤(rùn)滑減磨作用。實(shí)現(xiàn)以均等的時(shí)間分配潤(rùn)滑油的方式，潤(rùn)滑油可以連續(xù)輸送。油氣分配器的油氣進(jìn)口處的空氣速度高，這是油氣潤(rùn)滑效果是否明顯的關(guān)鍵。因潤(rùn)滑劑消耗量極其微小，不會(huì)產(chǎn)生多余的熱量。潤(rùn)滑油可以實(shí)現(xiàn)按需分配，油氣分配均勻并可實(shí)現(xiàn)按比例分配。連續(xù)不斷的壓縮空氣有利于軸承的冷卻壓縮空氣在軸承內(nèi)部能保持約0.3bar壓，能阻止臟物和水的侵入，使軸承具有良好的密封性能。能適合不同的惡劣工況條件，如高溫、重載、高速或極低速、有冷卻水和臟物侵入軸承的場(chǎng)合。一套油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)可向多達(dá)1500個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)送油氣流，且油氣管道的走向不受限制。能使用高粘度的機(jī)械油甚至半流動(dòng)潤(rùn)滑脂有非常完善的對(duì)油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控的手段。
潤(rùn)滑油基本實(shí)現(xiàn)零排放，利用率99％以上。與傳統(tǒng)的潤(rùn)滑方式相比，大大減少了潤(rùn)滑劑的消耗量，大幅度地節(jié)省了開(kāi)支。管道布置簡(jiǎn)單，大大減少了管道系統(tǒng)的安裝和維護(hù)費(fèi)用。受潤(rùn)滑設(shè)備的運(yùn)行成本大幅降低減少了冷卻水的處理費(fèi)用。
油氣潤(rùn)滑它具有良好的潤(rùn)滑效果，耗油量小，便于控制，對(duì)軋件污染少以及成本和維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，油氣潤(rùn)滑在軋機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用。
對(duì)環(huán)境友好不產(chǎn)生油霧，不污染環(huán)境，有利于環(huán)境保護(hù)避免了對(duì)循環(huán)使用的冷卻水的污染。
1400平整機(jī)的工作輥軸承、支撐輥軸承和萬(wàn)向接軸都采用了油氣潤(rùn)滑，這種潤(rùn)滑方式可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、有控制的供油，使軸承在較高的軋制速度和負(fù)荷下得到良好的潤(rùn)滑和冷卻，這樣既能提高軸承的使用壽命，又不會(huì)污染帶鋼和平整液。
6 經(jīng)濟(jì)可行性分析
6.1設(shè)備完好率與利用率
設(shè)備完好率、利用率是評(píng)價(jià)工業(yè)機(jī)械技術(shù)管理水平的兩項(xiàng)重要指標(biāo)，它們?cè)谝欢ǔ潭壬戏从沉似髽I(yè)的設(shè)備管理水平和技術(shù)裝備素質(zhì)。
設(shè)備完好率是設(shè)備管理一個(gè)重要的考核指標(biāo)，它反映工業(yè)企業(yè)機(jī)械設(shè)備管理、使用、保養(yǎng)、維修工作的情況，對(duì)促進(jìn)企業(yè)的設(shè)備管理發(fā)揮重要作用。完好率是具有橫向聯(lián)系的一種指標(biāo)，它既能反映設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)水平，又能反映設(shè)備點(diǎn)檢工作的狀況和生產(chǎn)維修的工作效果?？己送旰寐实淖罱K目的是保證裝卸設(shè)備始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)。完好率的公式為：
（6.1）
設(shè)備利用率是一種縱向延伸的指標(biāo)，考核它不僅可以反映設(shè)備的投資效果、設(shè)備的轉(zhuǎn)運(yùn)率和作業(yè)效率，而且可以反映設(shè)備系統(tǒng)功能的投入及性能發(fā)揮的狀況，考核的最終目的在于提高設(shè)備的利用效率，充分發(fā)揮設(shè)備的能力和潛力，利用率的公式是：
（6.2）
6.2預(yù)備役齡
機(jī)械設(shè)備的役齡影響到機(jī)械的完好率、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、維修費(fèi)用等一系列指標(biāo)，是確定設(shè)備合理配置、更新改造等決策的重要影響因素，圖6-1概念地表示了機(jī)械的故障率與時(shí)間相對(duì)應(yīng)的壽命特征曲線。該曲線分為三段：早期故障期：偶發(fā)故障期：耗損故障期。
第一階段為早期故障期。機(jī)械設(shè)備從投入使用到時(shí)刻為止，這個(gè)階段的特點(diǎn)是開(kāi)始時(shí)故障率很高，但隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，故障率很快又減少下來(lái)，進(jìn)入故障率恒定階段。
第二階段為偶發(fā)故障期，這一階段的故障率最低，而且故障率恒定。一般情況下，這一階段不應(yīng)該發(fā)生故障，屬機(jī)械設(shè)備的最佳工作時(shí)期。
第三階段為耗損故障期。在這一時(shí)期因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部的零件接近“額定”壽命，而出現(xiàn)零件的正常磨損、化學(xué)腐蝕、物理性變化及材料的疲勞等老化過(guò)程，因此設(shè)備開(kāi)始出現(xiàn)退化現(xiàn)象，故障率開(kāi)始重新升高。
圖6.1 機(jī)械設(shè)備壽命曲線
上述的浴盆曲線表達(dá)了機(jī)械設(shè)備整個(gè)壽命周期特性，但對(duì)于實(shí)行大修制度的設(shè)備來(lái)說(shuō)，用浴盆曲線來(lái)表示機(jī)械的一個(gè)大修周期更為確切。圖9-2為用幾個(gè)浴盆曲線來(lái)表達(dá)機(jī)械的全壽命特性。歷次大修后，浴盆曲線的各種參數(shù)會(huì)有一定變化：
1.最高故障率可能逐次增大，即
2.偶發(fā)故障期逐次縮短，即
3.大修周期逐次縮短，即
圖6-2 故障率曲線
復(fù)雜設(shè)備由大量的零部件組成，在運(yùn)行中究竟哪個(gè)零件、何時(shí)會(huì)發(fā)生故障是隨機(jī)的，零件數(shù)目越多，這種隨機(jī)性很強(qiáng)。
6.3設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的確定
設(shè)備老化引發(fā)的直接問(wèn)題是設(shè)備更新。合理確定冶金機(jī)械設(shè)備的使用年限，是影響機(jī)械設(shè)備合理?yè)碛辛恳约霸O(shè)備更新的重要因素。設(shè)備的壽命，是指設(shè)備從交付生產(chǎn)開(kāi)始使用直到不能使用直到報(bào)廢所用的時(shí)間。設(shè)備的壽命可以分為以下三種：
1.自然壽命，指設(shè)備經(jīng)使用后的有形磨損，喪失技術(shù)性能和使用性能，又無(wú)修復(fù)價(jià)值的時(shí)間。
2.技術(shù)壽命，指設(shè)備經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，綜合有效性能和效益低劣，繼續(xù)使用在經(jīng)濟(jì)上不合算，且又無(wú)改造價(jià)值的時(shí)間。
3.經(jīng)濟(jì)壽命，指設(shè)備經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，綜合有形磨損和無(wú)形磨損從而造成的經(jīng)濟(jì)效益低劣，繼續(xù)使用在經(jīng)濟(jì)上不合算，又無(wú)大修和改造價(jià)值的時(shí)間，或者說(shuō)從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)選擇最佳使用年限。
追求技術(shù)進(jìn)步和提高經(jīng)濟(jì)效益是研究設(shè)備更新問(wèn)題的根本出發(fā)點(diǎn)，而技術(shù)進(jìn)步最終目的是提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究設(shè)備更新問(wèn)題應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，來(lái)尋求設(shè)備的合理使用年限。
設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的確定與設(shè)備的使用成本有關(guān)，設(shè)備的年使用成本包括固定成本與變動(dòng)成本兩部分，前者隨著使用時(shí)間延續(xù)而變小，后者隨著使用時(shí)間延續(xù)因磨損加重而增多，這就存在一個(gè)使兩者之和最小的最佳設(shè)備使用時(shí)間，即設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命，計(jì)算設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命可以采用低劣值法。
由于設(shè)備投入使用后，各年度將形成設(shè)備的低劣化，設(shè)備的年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用也將隨之增加，如果這種增加的低劣化是等值的，其值為 元，即年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用將由第一年的 變?yōu)榈谀甑?，n年內(nèi)的年經(jīng)營(yíng)費(fèi)的平均值為。如果以與從代表設(shè)備原值，代表設(shè)備殘值，則設(shè)備折舊額的年均值可以表示為，從而企業(yè)維持設(shè)備運(yùn)行的年均年度費(fèi)用C為：
（10.3）
利用求導(dǎo)的方法，平均年度費(fèi)用最小時(shí)求出： (10.4)
若考慮資金時(shí)間價(jià)值，可以利用復(fù)利現(xiàn)值系數(shù)及年金現(xiàn)值系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，式中的與如何科學(xué)的確定，是研究設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的重點(diǎn)與難點(diǎn)。若年低劣值的增加是不等的，則需要確定每年的變動(dòng)費(fèi)用則最小年費(fèi)用計(jì)算公式是：
設(shè)備平均年使用費(fèi)用最小的n值，即為設(shè)備的合理使用年限。變動(dòng)費(fèi)用的確定仍然是研究的重點(diǎn)問(wèn)題。
6.4機(jī)械購(gòu)置成本
平整機(jī)購(gòu)置成本在生產(chǎn)活動(dòng)中以固定成本折舊的形式體現(xiàn)。在折舊方法確定的條件下，初始購(gòu)置成本越高，每年分?jǐn)偟恼叟f越多。設(shè)備購(gòu)置是企業(yè)設(shè)備配置決策中的重要任務(wù)和首要環(huán)節(jié)，而且也影響到企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益，選擇和評(píng)價(jià)設(shè)備的總體原則應(yīng)該是技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，生產(chǎn)上適用，操作上方便。根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求，購(gòu)置設(shè)備應(yīng)綜合考慮以下因素：1. 設(shè)備的可靠性2. 設(shè)備的維修。3設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性.。4. 設(shè)備的節(jié)能性。5.設(shè)備的生產(chǎn)性。6.設(shè)備的環(huán)保性。
除了以上對(duì)設(shè)備選擇的一些一般性原則外，企業(yè)在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)要具有前瞻性，要注意對(duì)未來(lái)加工的貨種結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，考慮到貨種結(jié)構(gòu)變化，對(duì)設(shè)備型號(hào)要求的變化，減少購(gòu)置的盲目性。
結(jié) 論
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是1400平整機(jī)設(shè)計(jì)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要對(duì)平整機(jī)的結(jié)構(gòu)做了設(shè)計(jì)，包括主傳動(dòng)等。機(jī)座形式、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成和作用、壓下機(jī)構(gòu)組成和作用、軋輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及軸承形式等。還有平整機(jī)主要參數(shù)，包括輥徑、輥身長(zhǎng)度和輥速等。平整機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)力能參數(shù)的計(jì)算，包括軋制力、軋制力矩和主電機(jī)功率的計(jì)算，根據(jù)軋機(jī)的工作特點(diǎn)選擇電機(jī)并進(jìn)行校核。主要零件的強(qiáng)度計(jì)算，包括重要的機(jī)架、軋輥、接軸、軸承等零件的計(jì)算。以及設(shè)備潤(rùn)滑方式和經(jīng)濟(jì)可行性分析。機(jī)座形式采用單機(jī)架四輥平整機(jī)，低速直流電機(jī)，沒(méi)有減速器。采用液壓壓下。采用滑塊式萬(wàn)向接軸。采用四列圓錐滾子軸承。潤(rùn)滑方式采用油氣潤(rùn)滑，主要對(duì)軋輥，軸承，萬(wàn)向接軸進(jìn)行潤(rùn)滑。并且對(duì)重點(diǎn)零件進(jìn)行校核，對(duì)電機(jī)，軋輥的危險(xiǎn)截面，軸頭，機(jī)架的立柱橫梁進(jìn)行校核。并最終完成了1400平整機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)。
致 謝
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我要特別感謝我的導(dǎo)師汪曦老師，她給了我很大的幫助和鼓勵(lì)，定時(shí)的檢查我們小組同學(xué)的進(jìn)度，并時(shí)常地督促我們按時(shí)完成任務(wù)。每次遇到困難，汪老師都會(huì)給我耐心講解，這為我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也對(duì)我以后的人生道路有很大的幫助。同時(shí)我還要感謝我的同組同學(xué)，他們也給了我很大的幫助，讓我知道團(tuán)結(jié)的力量是無(wú)窮大的。此外，還要感謝鞍鋼實(shí)習(xí)時(shí)候的帶隊(duì)老師。最后我還要感謝機(jī)械學(xué)院的各位老師，感謝大學(xué)四年來(lái)他們對(duì)我的悉心教導(dǎo)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到的鍛煉對(duì)我以后走向社會(huì)有很大的幫助。
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