XZJ-1050滾針軋機(jī)設(shè)計(jì)

XZJ-1050滾針軋機(jī)設(shè)計(jì),xzj,軋機(jī),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題 目： XZJ-1050滾針軋機(jī)設(shè)計(jì) （床身設(shè)計(jì)，固定輥設(shè)計(jì)，變速箱設(shè)計(jì)） 學(xué)生姓名： 趙飛 學(xué) 號(hào)： 071615629 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 陳征宇（副教授） 2011年4月1日 一.文獻(xiàn)綜述 1.軋機(jī)的發(fā)展 軋機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬軋制過程的設(shè)備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備﹐包括有主要設(shè)備﹑輔助設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。但一般所說的軋機(jī)往往僅指主要設(shè)備。據(jù)說在 14世紀(jì)歐洲就有軋機(jī)，但有記載的是 1480 年意大利人 達(dá)·芬奇 (Leonardo da Vinci) 設(shè)計(jì)出軋機(jī)的草圖。 1553 年法國(guó)人布律列爾 (Brulier) 軋制出金和銀板材，用以制造錢幣。此后在西班牙﹑比利時(shí)和英國(guó)相繼出現(xiàn)軋機(jī)。英國(guó)于 1766 年有了串行式小型軋機(jī)，19世紀(jì)中中期，第一臺(tái)可逆式板材軋機(jī)在英國(guó)投產(chǎn)，并軋出了船用鐵板。 1848 年德國(guó)發(fā)明了萬(wàn)能式軋機(jī)，1853 年美國(guó)開始用三輥式的型材軋機(jī)，并用蒸汽機(jī)傳動(dòng)的升降臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。接著美國(guó)出現(xiàn)了勞特式軋機(jī)。 1859 年建造了第一臺(tái)連軋機(jī)。萬(wàn)能式型材軋機(jī)是在 1872 年出現(xiàn)的；20世紀(jì),隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)多種類型的軋機(jī)，其中有用兩架三輥粗軋機(jī)和五架四輥稿軋機(jī)組成的半連續(xù)式帶鋼軋機(jī)[1]。 現(xiàn)代軋機(jī)發(fā)展的趨向是連續(xù)化、自動(dòng)化、專業(yè)、,產(chǎn)品質(zhì)量高、消耗低。60年代以來(lái)軋機(jī)在設(shè)計(jì)，研究和制造方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋機(jī)、厚板軋機(jī)、高速線材軋機(jī)、H型材軋機(jī)和連軋管機(jī)組等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘 115米的線材軋機(jī)、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋機(jī)和連續(xù)式 H型鋼軋機(jī)等一系列先進(jìn)設(shè)備。軋機(jī)用的原料單重增大，液壓 AGC、板形控制、電子計(jì)算機(jī)程序控制及測(cè)試手段越來(lái)越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制等新軋制方法，以及適應(yīng)新的產(chǎn)品質(zhì)量要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的各種特殊結(jié)構(gòu)的軋機(jī)都在發(fā)展中[2]。 2.軋機(jī)的主要設(shè)備 由軋輥、軋輥軸承、軋機(jī)機(jī)架、軋機(jī)軌座、軋輥調(diào)整裝置、上軋輥平衡裝置、傳動(dòng)裝置、附屬設(shè)備等組成。 3.多輥軋機(jī)的用途 （1）軋制高強(qiáng)度的金屬和合金薄帶材。用四輥軋機(jī)冷軋高強(qiáng)度薄帶材，不但不經(jīng)濟(jì)，而且在許多情況下的技術(shù)上還不可能達(dá)到。為了減小變形抗力，采用中間退火（或淬火）及減小到壓下量得方法是不經(jīng)濟(jì)的，并且不可能軋到很薄得成品厚度，而采用減小工作輥直徑的方法，即采用多輥軋機(jī)則是合適的【3】。 （2）軋制極薄帶材。軋機(jī)的最小可軋制厚度受工作直徑的限制，往往軋輥的彈性壓扁值可以同帶材的厚度相比擬，當(dāng)工作輥本身的彈性壓扁值大于軋件厚度時(shí)，就妨礙其繼續(xù)壓下。 軋輥的彈性壓扁，在單位壓力相同時(shí)，與軋輥直徑相比。當(dāng)軋輥材質(zhì)一定時(shí)，要減少軋輥的彈性壓扁值，就必須減少輥徑。為了經(jīng)濟(jì)而實(shí)行的軋制薄帶和極薄帶材，必須采用直徑盡可能小的工作輥。 在四輥軋機(jī)上采用小直徑工作輥不能保證它們?cè)佘堉品较蛏系姆€(wěn)定性和補(bǔ)償用小棍徑而降低的橫向剛度。塔形輥系的多輥軋機(jī)很好地解決了使用小直徑工作輥的技術(shù)問題[4]。 （3）軋制高精度帶材。 4.多輥軋機(jī)的發(fā)展和優(yōu)點(diǎn) 多輥軋機(jī)以其工作輥直徑小，軋機(jī)剛度打的特點(diǎn)而不斷發(fā)展和完善。 最初出現(xiàn)的多輥軋機(jī)為六輥軋機(jī)。但是由于軋輥數(shù)量少，工作輥未作傳動(dòng)輥，并且在結(jié)構(gòu)上受到兩個(gè)支撐輥間隙的限制，工作輥徑的減小受到限制，因而使用較少。此后，在六輥軋機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了十二輥，二十輥，三十輥，三十二輥，三十六輥等多輥軋機(jī)。 輥軋機(jī)與傳統(tǒng)軋機(jī)的優(yōu)勢(shì)： 當(dāng)前，一般規(guī)格的普碳冷板在市場(chǎng)上已經(jīng)非常普遍，效益也變得十分微小。而薄規(guī)格化板材已成發(fā)展趨勢(shì)，這方面的需求在加大，效益還比較樂觀。最初的四、六輥可逆式軋機(jī)軋制軋輥粗大，軋制精度不高，很難軋制薄規(guī)格產(chǎn)品；而且由于工作輥、支承輥、牌坊都是很龐大，造成運(yùn)行成本高，很難在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。多輥機(jī)由于工作輥徑小，其可軋性在軋薄規(guī)格及難變形鋼材產(chǎn)品方面明顯優(yōu)于4-6輥機(jī)而且節(jié)能效果顯著。此前很長(zhǎng)時(shí)間，多輥機(jī)主要用于軋制不銹鋼、硅鋼等難于變形的合金鋼，用于軋制普碳鋼也僅僅是近幾年才開始的，經(jīng)過實(shí)踐其優(yōu)勢(shì)十分明顯【5】。 與傳統(tǒng)的四輥軋機(jī)相比，多輥軋機(jī)有以下的優(yōu)點(diǎn)： （1）工作輥整個(gè)輥身以支承輥?zhàn)髅浇橹С性谂品簧希堓亴挾确较虺惺艿膹澢苄?，從而能夠使用小直徑的工作輥? （2）由于軋機(jī)的剛度提高，并使用了高硬度軋輥，因而能生產(chǎn)出高精度的產(chǎn)品，其精度與四輥機(jī)相比可提高四倍。 （3）新型的二十輥機(jī)可將2.75mm的原料一個(gè)軋程軋到0.18～0.23，3.0mm的原料一個(gè)軋程軋到0.2～0.25，同時(shí)對(duì)多種合金鋼品種均能適應(yīng)。 （4）工作輥直徑減小，可以實(shí)現(xiàn)軋薄，普通1250四輥軋機(jī)最薄可軋到0.25mm，而用二十輥軋機(jī)可以軋到0.08mm。 （5）由于軋輥直徑小，導(dǎo)致變形區(qū)接觸面積減小,從而使總軋制力減小。二十輥軋機(jī)的軋制力(在軋制條件相同時(shí))約為四輥軋機(jī)的25%，由于軋制力的減小使軋制力矩減小,從而可節(jié)約電能30~40%。[5] （6）在多輥機(jī)上實(shí)際強(qiáng)化壓下，使軋制道次減少，并有可能減少軋程，從而提高了生產(chǎn)效率和成材率，降低成本。 （7）由于多輥軋機(jī)采用大張力軋制，帶鋼的平直度、板型顯著提高。 （8）軋機(jī)的體積減小，重量減輕，相對(duì)降低了設(shè)備投資費(fèi)用。 （9）多輥軋機(jī)常用備件（如軋輥、軸承等）均比四輥機(jī)小得多，因此可以大大減低成本[12]。 二．本課題要研究的或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題要求設(shè)計(jì)一臺(tái)XZJ-1050滾針軋機(jī)，通過對(duì)其相關(guān)資料的收集，調(diào)研和需求分析，確定其設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行論證，根據(jù)總體裝配圖設(shè)計(jì)床身及部分部件和零件圖。 1.固定輥的設(shè)計(jì) （1）軋輥?zhàn)? 軋輥軸座分開鑄造，用螺栓緊固以便于安裝和更換，同時(shí)軋輥采用裝配式軋輥。軋輥軸承均采用滾動(dòng)軸承，因?yàn)闈L動(dòng)軸承維護(hù)方便且摩擦系數(shù)較低。軸承內(nèi)圈采用雙螺母鎖緊，軸兩端螺母應(yīng)采用不同的旋向[6]。 （2）角度調(diào)整機(jī)構(gòu) 角度調(diào)整機(jī)構(gòu)由安裝在軋輥軸座兩端的螺母和螺桿構(gòu)成，為了消除軋輥軸座和移動(dòng)輥?zhàn)g的間隙，在每個(gè)調(diào)解機(jī)構(gòu)的上方安裝有軋輥軸座鎖緊機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)軋輥工作傾角時(shí)，先調(diào)節(jié)鎖緊螺桿。 2.傳動(dòng)方案的確定 （1）為了降低成本、減輕重量、設(shè)計(jì)上的簡(jiǎn)單，我們應(yīng)該使用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈，如果基本機(jī)構(gòu)不能完成機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，可以適當(dāng)進(jìn)行組合。而為了是機(jī)械有較高的工作效率，我們對(duì)傳動(dòng)效率較大的主運(yùn)動(dòng)鏈的選擇需要讓其具有較高的機(jī)械效率，其它傳動(dòng)效率較小的輔助運(yùn)動(dòng)鏈可以放在次要地位[7]。 （2）多級(jí)減速器各級(jí)傳動(dòng)比的分配，直接影響減速器的承載能力，和使用壽命，還會(huì)影響其體積、重量和潤(rùn)滑。傳動(dòng)比一般按以下原則分配：使各級(jí)傳動(dòng)承載能力大致相等；使減速器的尺寸與質(zhì)量較小；使各級(jí)齒輪圓周速度較小；采用油浴潤(rùn)滑時(shí)，使各級(jí)齒輪副的大齒輪浸油深度相差較小。 低速級(jí)大齒輪直接影響減速器的尺寸和重量，減小低速級(jí)傳動(dòng)比，即減小了低速級(jí)大齒輪及包容它的機(jī)體的尺寸和重量。增大高速級(jí)的傳動(dòng)比，即增大高速級(jí)大齒輪的尺寸，減小了與低速級(jí)大齒輪的尺寸差，有利于各級(jí)齒輪同時(shí)油浴潤(rùn)滑；同時(shí)高速級(jí)小齒輪尺寸減小后，降低了高速級(jí)及后面各級(jí)齒輪的圓周速度，有利于降低噪聲和振動(dòng)，提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。故在滿足強(qiáng)度的條件下，末級(jí)傳動(dòng)比小較合理[11]。 減速器的承載能力和壽命，取決于最弱一級(jí)齒輪的強(qiáng)度。僅滿足于強(qiáng)度能通得過，而不追求各級(jí)大致等強(qiáng)度常常會(huì)造成承載能力和使用壽命的很大浪費(fèi)。通用減速器為減少齒輪的數(shù)量，單級(jí)和多級(jí)中同中心距同傳動(dòng)比的齒輪一般取相同參數(shù)。當(dāng)設(shè)置較密時(shí)，較易實(shí)現(xiàn)各級(jí)等強(qiáng)度分配；設(shè)置較疏時(shí)，難以全部實(shí)現(xiàn)等強(qiáng)度。按等強(qiáng)度設(shè)計(jì)比不按等強(qiáng)度設(shè)計(jì)的通用減速器約半數(shù)產(chǎn)品的承載能力可提高10%-20%[8]。 1—電動(dòng)機(jī) 2—皮帶輪 3—行星齒輪 4—皮帶 5—減速器 6—軋機(jī)的輥 滾針軋機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 3.機(jī)架的選擇 軋鋼機(jī)機(jī)架是軋機(jī)的重要部件，軋輥、軋輥軸承、以及軋輥調(diào)整裝置都安裝在機(jī)架上。機(jī)架再軋制過程中承受巨大的軋制力必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。 (1)閉式機(jī)架 它是一個(gè)整體框架，一般通過上下連接梁將左右兩片機(jī)架聯(lián)結(jié)在一起，并通過軌座將其安裝在地基基礎(chǔ)上。 特點(diǎn)：強(qiáng)度、剛度大、整體性強(qiáng)；但只能從其側(cè)邊換輥。 閉式機(jī)架 (2) 開式機(jī)架 它的每片機(jī)架均由機(jī)架本體與上蓋兩部分組成，其兩部分聯(lián)結(jié)方式有多種：螺栓、立銷、套環(huán)、橫銷、斜楔等5種。以最后一種斜楔聯(lián)結(jié)性能最佳因而應(yīng)用最廣。 開式機(jī)架剛度較差，但換輥方便：可卸下聯(lián)結(jié)斜楔打開機(jī)架蓋從上面吊出或裝入。 開式機(jī)架 本設(shè)計(jì)是對(duì)棒材的壓軋，棒材直徑不大，因此壓軋力不是很大,在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越好，所以說選取開式機(jī)架就可以[9]。 4.電機(jī)的選擇 通常我們采用三相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速[10]。 參考文獻(xiàn) [1] 程志彥.軋鋼機(jī)和軋鋼技術(shù)的發(fā)展[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)期刊，2005，15（13）：30-52 [2] 陳瑛. 中厚鋼板立輥軋機(jī)的發(fā)展. 鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院,2004 [3] 龐玉華.金屬塑性加工學(xué).西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2005 [4] 李海燕，付群. 國(guó)產(chǎn)大型六輥冷軋機(jī)簡(jiǎn)介.一重技術(shù)期刊,2006，06期 [5] 王邦文主編．新型軋機(jī)．冶金工業(yè)出版社，1994 [6] 楊節(jié)編．軋制過程數(shù)學(xué)模型[M]. 冶金工業(yè)出版社, 1983 [7] 王廷溥．軋鋼工藝學(xué)．北京：冶金工業(yè)出版社，1980 [8] 謝江，婁晨輝，李蘭．機(jī)械設(shè)計(jì)：國(guó)防工業(yè)出版社，2009 [9] 王世剛.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 [10]洛陽(yáng)礦山機(jī)械研究所.2300中板車間機(jī)械設(shè)備.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978:1,3,6-7 [11]Control Engineering Practice 9 (2001) 987–993 [12]Sendzimir . 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