冷軋機(jī)組卷取機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

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按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì).19 5.3 心軸的校核.25 5.3.1 作出心軸的計(jì)算簡圖.25 5.4 軸的計(jì)算簡圖 .30 5.4.1 作出軸的計(jì)算簡圖 .30 6 軸承計(jì)算 .33 6.1 軸承的壽命計(jì)算 .33 7 潤滑方法的選擇.35 7.1 減速機(jī)潤滑方法及潤滑油的選擇 .35 7.2 卷取機(jī)的潤滑 .35 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 8 板形控制的探討 .36 8.1 卷取機(jī)張力的控制的探討 .36 8.1.1 張力在冷軋帶鋼生產(chǎn)中的作用 .36 8.1.2 卷取機(jī)工作張力的合理選擇 .36 8.1.3 卷取機(jī)控制的核心 .36 8.2 人工智能控制系統(tǒng)的探討 .37 8.2.1 人工智能控制系統(tǒng)概況 .37 8.2.2 智能控制系統(tǒng)的引人 .37 8.2.3 模糊推理 .38 8.2.4 仿真研究 .39 8.2.5 結(jié)論 .39 結(jié)論 .40 致謝 .41 參考文獻(xiàn)： .42 附錄 A.43 原文 .43 譯文 .49 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1 緒論 1.1 選題的背景和目的 卷取機(jī)的設(shè)計(jì)，除了按一般機(jī)械設(shè)計(jì)程序進(jìn)行機(jī)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，尚有幾個(gè)與工 藝和操作有關(guān)特殊問題。如機(jī)構(gòu)選擇、主要參數(shù)確定、卷筒壓力計(jì)算和張力、調(diào)速、 卷取質(zhì)量等。 卷取機(jī)的結(jié)構(gòu)形式的選擇，熱帶鋼卷取機(jī)裝在熱帶鋼軋機(jī)的后面地下式卷取機(jī)， 一般三輥式成形輥布置多支點(diǎn)棱錐型卷筒。冷軋帶鋼卷取機(jī)安裝冷軋機(jī)組、平整機(jī)組 外，廣泛用于各類縱切和橫切精整機(jī)組、重卷機(jī)組和酸洗機(jī)組的不同部位以滿足不同 的工藝要求。 在可逆式冷軋機(jī)上軋制時(shí)，帶鋼張力由卷取機(jī)產(chǎn)生，因而這種卷取機(jī)要承受很大 的張力，寬帶鋼的張力可達(dá) 400500 千牛，特別多輥軋機(jī)軋制合金薄帶材時(shí)，帶鋼對(duì) 卷取機(jī)的徑向壓力極大，長期以來多采用帶鉗口的實(shí)心卷筒。再設(shè)置重卷機(jī)組倒卷， 多采用八棱錐無縫隙卷筒，以防止卷筒損壞坯帶材表面。冷帶鋼卷取機(jī)是冷軋生產(chǎn)的 重要設(shè)備。通過卷取機(jī)將帶鋼卷成鋼卷，以便貯存和運(yùn)輸。 卷取機(jī)的設(shè)計(jì)，為解決針對(duì)工藝和操作有關(guān)特殊問題背景下進(jìn)行的。其目的是確 定合理的主要參數(shù)。通過綜合分析選擇正確的機(jī)構(gòu)，按工藝要求確定張力的大小，計(jì) 算調(diào)速范圍，保證恒張力卷取。按實(shí)測(cè)張力訊號(hào)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，解決卷取帶卷平整， 防止產(chǎn)生左右偏斜的跑偏問題。提高卷取質(zhì)量。這次設(shè)計(jì)，根據(jù)卷取機(jī)生產(chǎn)中存在的 問題，制定合理的改造方案，選擇合適電機(jī)以滿足調(diào)速范圍的要求。通過設(shè)計(jì)過程， 掌握單體機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)方法，提高繪圖技術(shù)和設(shè)計(jì)能力，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。 1.2 帶鋼卷取機(jī)國內(nèi)外發(fā)展 熱帶鋼卷取機(jī)最早是八輥成型導(dǎo)板引入，生產(chǎn)中事故較多，改成四個(gè)成型輥和導(dǎo) 板。由于壓力不均，鋼卷質(zhì)量不好，易形成塔形?，F(xiàn)在，多數(shù)采用三輥式卷取機(jī)，用 計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。卷取機(jī)的引料輥由框架結(jié)構(gòu)改進(jìn)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)以便快速提升上輥，滿足 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 卷取張力的要求。 冷帶鋼卷取機(jī)是地上卷取機(jī)，卷筒機(jī)構(gòu)由形塊改成扇形塊，由于扇形塊機(jī)構(gòu)對(duì)稱、 強(qiáng)度高，在冷軋機(jī)上廣泛應(yīng)用。近年來，冷軋機(jī)發(fā)展采用高速、大卷重、自動(dòng)化。要 求卷取機(jī)進(jìn)行改革。采用八棱錐扇形塊卷筒，對(duì)薄帶鋼采用牙條扇形塊無縫隙卷筒， 以防止鋼卷不圓。 為滿足卷取工藝要求，保證卷取質(zhì)量，卷取機(jī)能夠夾緊板頭和卸卷，一定采用鋼 板頭夾緊機(jī)構(gòu)，卷筒脹縮機(jī)構(gòu)。近年來采用液壓伺服系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整卷取機(jī)的位置，保 證板邊整齊。 近年來，由于卷筒機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，卷筒一般有兩段脹縮和三段脹縮機(jī)構(gòu)，脹縮量較 大。最近，使用四棱錐可控制剛度的卷筒。這種卷取機(jī)在卷取過程中，隨著徑向壓力 的增加有微量的自動(dòng)縮徑。從而，在不影響帶鋼張力的前提下，大大減少了帶鋼對(duì)卷 筒的徑向壓力。以保證卷筒的剛度。卷取機(jī)卸卷側(cè)都設(shè)有活動(dòng)支撐，以提高它的剛度 同時(shí)，保證卸卷要求。 1.3 冷帶鋼卷取機(jī)研究內(nèi)容和方法 1.3.1 冷軋機(jī)組平面布置圖，卷取機(jī)的作用 1700 冷軋機(jī)組平面布置如圖 1.1 所示 1 預(yù)拆卷機(jī) 2 伸直機(jī) 3 拆卷機(jī) 4 導(dǎo)向輥（二個(gè)） 5 機(jī)前壓板 6 1700 四輥軋機(jī)（二架） 7 張力輥 8 卷取機(jī) 圖 1.1 1700 冷軋機(jī)組平面布置示意圖 1700 冷軋機(jī)是不可逆軋機(jī)，采用二輥機(jī)架連軋，也稱二重式冷軋機(jī)。軋制工藝過 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 程是，將吊車吊運(yùn)的鋼卷用拆卷機(jī)拆開，由伸直機(jī)將帶鋼頭部平直。拆卷機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使帶 鋼經(jīng)過機(jī)前壓板進(jìn)入四輥軋機(jī)運(yùn)行到卷取機(jī)，帶鋼頭部被卷取機(jī)鉗口夾緊。卷筒直徑 脹大，卷取幾卷后，壓板壓緊，進(jìn)行軋制。軋制一道次后，卸卷返回卸卷機(jī)再重復(fù)前 面的工藝軋制，重復(fù)一次軋制四道次。由于都是正向軋制道次壓下量大，起到五道次 的作用。機(jī)前壓板產(chǎn)生后張力，而二機(jī)架中間用張力輥產(chǎn)生張力，并用液壓缸調(diào)節(jié)它 的大小。這樣軋制工藝生產(chǎn)率高、成材率好，相當(dāng)二機(jī)架連軋。 卷取機(jī)的作用保證卷取帶鋼，并產(chǎn)生恒張力軋制。 1.3.2 冷帶鋼卷取機(jī)的類型和特點(diǎn) 由于成卷冷軋帶材生產(chǎn)方式的發(fā)展，卷取機(jī)成為軋制和各精整線中不可缺少的重 要設(shè)備，根據(jù)不同的用途采用不同的結(jié)構(gòu)形式。在不同的卷取速度、帶卷重量和卷取 張力的條件下，卷筒承受較大的張力，這就決定了卷筒結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。從卷 筒的發(fā)展過程來看，先后有無心卷筒和凸輪式、斜楔式、棱錐式和徑向柱塞式等脹縮 卷筒。卷取機(jī)采用固定式卷取外，也出現(xiàn)浮動(dòng)式卷取機(jī)，卷取機(jī)橫向移動(dòng)，補(bǔ)償帶材 跑偏。可采用光電或氣動(dòng)式發(fā)射和接受裝置實(shí)現(xiàn)隨機(jī)控制。 1、實(shí)心卷筒卷取機(jī) 實(shí)心卷筒卷取機(jī)一般為兩端支撐,結(jié)構(gòu)簡單,具有高強(qiáng)度和剛度，其卷取時(shí)產(chǎn)生的彎 曲和塌陷變形少，保證均勻的張力。多半用于冷軋帶材的多輥軋機(jī)上。但實(shí)心卷筒不 能脹縮，故不能卸卷，卷取后需要重卷。 2、四棱錐卷取機(jī) 四棱錐卷筒結(jié)構(gòu)簡單,強(qiáng)度、剛度大,控制方便,卷筒筒體有對(duì)稱的結(jié)構(gòu),起動(dòng)、制動(dòng) 時(shí)的動(dòng)平衡效果好.四棱錐卷筒脹徑時(shí),由脹縮缸直接推動(dòng)棱錐軸使扇形塊產(chǎn)生徑向位移. 由于沒有中間零件, 棱錐軸直徑大,強(qiáng)度高,可承受較大的張力. 3、弓形塊卷筒卷取機(jī) 弓形塊卷筒卷取機(jī)，帶有獨(dú)立的鉗口，斜楔式脹縮卷筒，這種卷筒雖然機(jī)構(gòu)比較 復(fù)雜，加工較困難。但實(shí)踐證明使用性能良好，工作可靠，卷筒軸強(qiáng)度、剛度較高， 平衡性較好，廣泛用于軋機(jī)、酸洗機(jī)組和精整機(jī)組中。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1.3.3 帶鋼卷取機(jī)研究內(nèi)容和方法 為搞好卷取機(jī)的設(shè)計(jì)，應(yīng)研究下列內(nèi)容，按下列方法進(jìn)行： 1、下廠收集資料，實(shí)習(xí)有關(guān)設(shè)備，了解生產(chǎn)中存在的問題，查閱與設(shè)計(jì)有關(guān)的資料。 2、制定設(shè)計(jì)方案，對(duì)生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，制定合理的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn) 行評(píng)述。 3、對(duì)電機(jī)容量進(jìn)行選擇，制定傳動(dòng)方案。 4、對(duì)主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證強(qiáng)度和剛度要求。 5、繪制總圖、部分部件圖和零件圖。 6、審圖、準(zhǔn)備答辯。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2 方案的選擇與分析 冷軋機(jī)組采用的卷取機(jī)一般用四棱錐式卷取機(jī)，有卷筒軸和四個(gè)扇形塊組成。卷 筒的脹縮靠扇形塊與其下面的棱錐軸上的斜楔軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱， 強(qiáng)度和剛度好，適用大張力卷取。因此選擇扇形塊式斜楔四棱錐卷取機(jī)。卷取機(jī)傳動(dòng) 簡圖見圖 2.1。 1 卷筒 2 推動(dòng)桿 3 空心傳動(dòng)軸 4 減速機(jī) 5 制動(dòng)器聯(lián)軸器 6 電機(jī) 7 雙向脹縮液壓缸 8 隨動(dòng)液壓缸 9 活動(dòng)支承 圖 2.1 卷取機(jī)傳動(dòng)簡圖 卷筒有電機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動(dòng)空心棱錐軸來傳遞，卷筒的脹縮靠液壓缸帶動(dòng)推動(dòng)桿實(shí) 現(xiàn)脹縮。 現(xiàn)代冷軋機(jī)向高速、大卷重、自動(dòng)化方向發(fā)展。為保證鋼卷質(zhì)量，對(duì)卷取機(jī)做了 改進(jìn)，為了減少卷取機(jī)的傳動(dòng)慣量以改善卷取機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速性能。對(duì)傳動(dòng)齒輪 設(shè)計(jì)時(shí)減少慣量。其次為解決卷取軸的加工困難，改進(jìn)卷取軸圓形用鍵裝上較短的帶 斜楔的四棱錐軸這樣改進(jìn)不僅加工長卷取軸方便，而且更換提高維修度，由于冷軋機(jī) 帶鋼出口速度很高已達(dá) 40 米/秒。為提高軋機(jī)的生產(chǎn)率，縮短輔助操作時(shí)間，方案中卷 筒均不采用鉗口。而用助卷機(jī)幫助帶鋼繞在卷筒上，這樣卸卷方便快速。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 卷筒當(dāng)量半徑的確定 對(duì)于冷軋帶材卷取機(jī)，卷筒直徑的選擇一般以卷取過程中內(nèi)層帶材不產(chǎn)生塑性變 形為設(shè)計(jì)原則。對(duì)熱軋帶材卷取機(jī)，則要求帶材的頭幾圈產(chǎn)生一定程度的塑性變形， 以便得到整齊密實(shí)的帶卷。 四棱錐扁形塊式卷筒，可從彈性變形等條件到出卷筒當(dāng)量半徑公式 1,467 （3.1）20Ar當(dāng) 式中： 卷筒半徑 mm or 1,4672Aln0 tgLmaz/ 棱錐軸橫斷面大邊長z L為段棱錐軸長 棱錐角 tgLAmaz/28153.46A.7298.016.3ln220Ar當(dāng) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098571.023m8 3.2 卷筒徑向壓力的計(jì)算 徑向壓力計(jì)算不僅是卷筒零件強(qiáng)度和脹縮缸推力計(jì)算的先決條件，而且與卷取質(zhì) 量直接相關(guān)。一般認(rèn)為卷筒徑向壓力與卷取張力和帶卷直徑、帶卷和卷筒的徑向剛度 （包括帶卷的層間變形效應(yīng)和卷筒的脹縮性能） 、帶卷層間介質(zhì)及表面狀態(tài)、層間滑動(dòng) 與摩擦及帶寬等因素有關(guān)。由于這些問題在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究方面都具有較大的難 度，多年來國內(nèi)雖有許多學(xué)者做了大量研究工作，至今仍不能精確計(jì)算卷筒徑向壓力。 卷筒壓力的計(jì)算公式較多，一般都把卷筒化為薄壁圓筒，考慮圓筒受力后的彈性 壓縮變形與應(yīng)力的，但沒有考慮卷筒的自動(dòng)縮徑和卷層之間的摩擦的影響。其中英格 利斯公式較易于計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果與不自動(dòng)縮徑情況較為接近。 英格利斯公式推導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)是，認(rèn)為在張力卷取時(shí)，帶材是連續(xù)依次地繞在卷筒 上并把帶卷和卷筒看成厚圓筒的整體。 1,467 （3.2）20 200)(ln1rRap 1,467 （3.3）122012ErE當(dāng)當(dāng) 2,420 （3.4）2020ln當(dāng)當(dāng)當(dāng) rRrt 式中： 作用在帶材上的張應(yīng)力0 R帶卷外半徑 卷筒外半徑0r 卷筒當(dāng)量半徑當(dāng) 帶材的彈性模數(shù)1E 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 卷筒的彈性模數(shù)2E 帶材波松系數(shù)1 卷筒波松系數(shù)2 若 ，E121 20200)(ln2rRap 2228.135ln8.15.9MPa.24 式中： feC12 f=0.15 時(shí)，C=0.81 20200ln12當(dāng)當(dāng)當(dāng) rRrt 2228.135l8.5.9MPa3.24 3.3 卷筒的強(qiáng)度條件 選擇 45#鋼 （3.5 ）20當(dāng)當(dāng)合 外 rp228.13.4MPa507.9 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 （3.6）20當(dāng)合 外 rp 228.1304MPa5.67 3.4 卷取張力的計(jì)算 （3.7）MpabhT12078.24950 3.5 卷筒脹縮機(jī)構(gòu)受力分析 PF/4fN 圖 3.1 卷筒收縮時(shí)受力分析 3.5.1 卷取工作時(shí)收縮時(shí)的受力分析 0sincofNP （3.8）if 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512sin.012cos4 MPa5. （3.9）i4NfFcossinfifP 若 0snftgPF412.2Ma938pAm 圖 3.2 卷筒收縮時(shí)受力 參考圖帶寬為 b AbpPm2 （3.10） 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Aprm20 （3.11） bptP201506.731.429260MPam ftgAbprFo24 12.0f （3.12） ftpr0 12.01523.4tg851MPam 式中： 卷筒收縮時(shí)受力（卷筒工作時(shí)卷筒縮徑）F 3.5.2 卸卷時(shí)卷筒縮徑的受力分析 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985PF/4/fNP 圖 3.3 卸卷時(shí)卷筒縮徑的受力分析簡圖 取扇形塊為自由體 0sincoNfP （3.13） cos4sifF （3.14） 1,469 （3.15）ftgbprF024125.0f 8523071.569tgMPa17. 式中： 脹縮液壓缸反向推力（卸卷縮徑）F 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3.6 軸向脹縮液壓缸行程計(jì)算 NLG 圖 3.4 軸向脹縮液壓缸行程計(jì)算簡圖 卷筒脹縮時(shí)直徑 1D 141GL （3.16） 13.258.36m40 卷筒縮徑時(shí)直徑 2D 12GL （3.17） 045.36m28 XG （3.18） 式中：X徑向位移 Htg 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 卷筒脹縮量 （3.19）HtgXD24121tgH4123tm6.0 3.7 脹縮缸直徑的計(jì)算 1,470 （3.20）02pQDH9.3.1584m20 式中： Q脹縮缸張緊力 FQ 液壓缸供油壓力0p 脹縮缸效率 9.0 液壓缸的反向推力 Q （3.21）024pdDH 9.3157286.3MPam 式中： 活塞桿直徑Hd tgbprQf0max24 （3.22） 150237.56194028 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985216.0 -最大允許摩擦系數(shù)maxf 4 卷筒傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比 卷筒電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 必須與卷取計(jì)算轉(zhuǎn)速 相適應(yīng)ernjn 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2,423 （4.1）CjRvnmax3015s/04.83 式中: 最大卷取線速度maxvsm/ 最大帶卷半徑cR 需要減速機(jī)時(shí)，其速比 為i 2,423 （4.2）jerni 04.832 5 通過電機(jī)的調(diào)速，速比定為 3.5。 4.2 激磁調(diào)整范圍與最大卷徑比 為實(shí)現(xiàn)在卷取過程中張力不發(fā)生波動(dòng)，卷筒的電機(jī)的弱磁調(diào)速范圍應(yīng)滿足下列要 求 由于 iDniRverc602maxmax 則 2,423 （4.3）ncerax460.1523maxrpnax 式中： 卷筒電機(jī)弱磁調(diào)整的最高轉(zhuǎn)速。maxn 卷筒直徑D 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 4.3 卷筒電機(jī)功率計(jì)算 卷取帶材所需的轉(zhuǎn)動(dòng)功率應(yīng)由帶材的張力、塑性彎曲變形、卷取的速度和加速度 及摩擦阻力等因素確定。由于塑性彎曲和摩擦的影響遠(yuǎn)小于張力，故初選電機(jī)時(shí)，額 定功率 可按下式近似計(jì)算erN 2,424 （4.4）10max2TvKNjer9./.skw6 式中 ： 塑性彎曲及摩擦影響系數(shù)，取 ；2K2.1 卷取張力， ；TN 卷取速度， ；vsm/ 傳動(dòng)效率，取 。9.085. 式中 稱為計(jì)算功率， 表示在各種工藝制度下，速度和張力乘積的最大值。 jNmaxTv 用兩臺(tái) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒工作，選 ZD120/45TH 直流電動(dòng)機(jī)。kw80 初選電機(jī)并確定傳動(dòng)比之后，應(yīng)對(duì)電機(jī)過載能力進(jìn)行校核，應(yīng)滿足下列條件 2,424 （4.5）erzM 式中： 所選電機(jī)的過載系數(shù)； 電機(jī)額定力矩 ， 2,424 （4.6）erMerernN950m 4750328 電機(jī)軸上的最大力矩，可按下式計(jì)算：z 2,424 (4.7)fbTzM 式中： 張力對(duì)電機(jī)軸的阻力矩TM 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2,424 (4.8)3012BhiDMWT 3105.945. mN4368 式中： 帶卷外徑， ；WDm 帶材厚度， ；h 電機(jī)至卷筒的減速比；i 帶材彎曲對(duì)電機(jī)軸的阻力矩，忽略彈復(fù)作用時(shí)bM 2,424 (4.9)3 2104sbiBhM325.5mN40 -卷筒軸承摩擦形成的電機(jī)軸阻力矩fM 2,425 (4.10)3102RjjfPidM26.40.758294.5673mN10 式中： 表示卷筒支承的編號(hào)；j 第 軸承處的軸承摩擦系數(shù)；j 第 軸承處的軸承當(dāng)量摩擦直徑，單位為 ；jd m 第 軸承處的軸承支反力，單位為 ；RjPNfbTzM21.064.52.4368 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985mN17.45369MMerz 47508.09.5217436 5 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)裝置采用一級(jí)減速器，一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)為：電機(jī)功率 ，kWP801 轉(zhuǎn)數(shù) ，齒輪比 。min/3201rn5.3u 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 5.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1、按所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2、選用 7 級(jí)精度（GB10095-88） 。 3、材料選擇:選擇小齒輪材料為 40 （調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼rC （調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 。 4、選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) 。241z 8423.5uz12 5、選取螺旋角。初選螺旋角 =14。 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 即： 3,196 (5.1)3 2112HEadtt ZuTK 1、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 Kt = 1.6。 由圖選取區(qū)域系數(shù) 。2.453 ZH 由圖查得 ， ，則 。7.01a80a 65.121aa 由表選取齒寬系數(shù) 。d 由表查得材料的彈性影響系數(shù) 。MP 9. ZE 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 03015.nT = 9.55 328 =23887500 mN 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985jLhnN1160 15308239. (5.2)u/12 5.308.9 查取彎曲疲勞壽命系數(shù) 由圖查得， ；90.1FNK95.02FN 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1 得： (5.3)SFENH11609.MPa54SKFENH2216095.Pa4 許用接觸應(yīng)力 (5.4)2/1HH540MPa 2、 計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t，由計(jì)算公式得： 3 21 5408.193.2.536.12870td m5. 計(jì)算圓周速度 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 (5.5)106ndvt3285.sm/9. 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm (5.6)tdb185.3m (5.7)1coszdtnt2485.3m. (5.8)nth2.145.9395./8./hbm710 計(jì)算縱向重合度 (5.9)tgzd138.4209. 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) =1。A 根據(jù) v = 5.895m/s，7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù) ；由表查得 的計(jì)算公式:17.VKHK 故 bdH 3210.)60(18.2. 85.295. 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 查得 ， 。故載荷系數(shù)：35.1FK2.1FHK (5.10)HVAK95.17.42 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑， 即： (5.11)31/ttKd6.1/74285.m940 計(jì)算模數(shù) nm (5.12)1coszdn249.0m.7 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 即： 3,261 (5.13)FSadn YzYKT21cos A 確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) FVAK35.127.190 根據(jù)縱向重合度 ，由圖查得螺旋角影響系數(shù) 。903.1 8.0BY 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) (5.14)31coszV4237.6 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 (5.15)320coszV148395. 查取齒形系數(shù) 由表查得， ； 。592.1FY20.FY 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表查得， ； 。6.1S 78.12S 查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖查得，小齒輪 MPa；大齒輪 MPa。501FE3802FE 由圖 10-18 查得:彎曲疲勞極限壽命系數(shù): .,5.21NNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取安全系數(shù) ,由式(10-12)得:4.SFEF11508.7.3SKFENF22180.6.23 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較FS Y (5.16)57.309612.1FS. 86.2312FSY09 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 大齒輪的數(shù)值大。 B 設(shè)計(jì)計(jì)算 32201639.65.144cos8709.12nm. 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算nm 的法面模數(shù)，取 ，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需n12 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。d94.201 則： (5.17)nmzcos1249.4036. 取 ,則 。341zuz135.12 4、幾何尺寸的計(jì)算 計(jì)算中心距 (5.18)cos21nmza49310.6 將中心距圓整為 946mm。 按圓整后的中心距修正螺旋角 (5.19)amzn2arcos19463 58491 因 值改變不多，故參數(shù) 、 、 等不必修正。aKHZ 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑 (5. 20)cos1nmzd58493 2.0 cos2nmzd584913.7 計(jì)算齒輪寬度 (5.21)mdb45.20.41 圓整后取 ， 。mB4302401 5.3 心軸的校核 5.3.1 作出心軸的計(jì)算簡圖 作計(jì)算簡圖時(shí)，求出軸上受力零件的載荷，并將其分解為水平分力和垂直分力， 如圖。求各個(gè)支承處的水平力 和垂直反力NHFNVF 1、力能參數(shù)的計(jì)算 軸傳遞的功率： 每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)） 97.0 (5.22)P2.8kW75 軸的轉(zhuǎn)數(shù)： min/04.32rnj 軸的轉(zhuǎn)矩： 229PT 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098504.837259mN6 求作用在齒輪上的力 (5.23)2dTFt5.14786 N39 (5.24)costanrF94851320t.176 N428 (5.25)tanF948513t9.1765 N2 垂直面支反力： 0201DFBCDFABGaVr 5.479.30954.1274903 1NkNV6.731F082 水平面支反力： 1BDCABTNHt2795.127014920kFNH.341602 彎矩計(jì)算 0131 VNHa MABGCFD45903456.7425.19.30 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985mkNMV75.3128042 繪制齒輪軸的受力簡圖，如圖所示 4.1: 合成總彎矩 M： GTFtaHN1Vr2ABDCMv3)bFNH12合 合 合 3T合cd)e 圖 4.1 軸的載荷分布圖（M，T 的單位為 Nm） 211HV合 214904903 (5.26)mkN52. 2HVM合 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 22956.1038.354 mkN6. 233HVM合 2956.10375.8 mkN4. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。 根據(jù)下式計(jì)算軸的應(yīng)力 (5.27)WTMca 2321合 (5.28)434 31.02dd3261.035.6784m 式中： 軸所受的扭矩，單位為 ；WN d軸的直徑，單位為 ； 空心軸內(nèi)徑與外徑的比值； (5.29)1合M260.55317.48m 彎曲應(yīng)力 (5.30)WM 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517.248563.0 式中： 軸的彎曲應(yīng)力，單位為 ；MPa 軸所受的彎矩，單位為 ；MmN 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 (5.31)WT215.6784. 式中： 軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 ；MPa 軸所受的扭矩，單位為 ；TmN 計(jì)算應(yīng)力，若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)， 24ca 28.5137.0MP65 該軸的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，查3,214表 15-1 得 ，因此 ，a6011ca 故安全。 式中 ： 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 ；caa 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力；1 5.4 軸的計(jì)算簡圖 5.4.1 作出軸的計(jì)算簡圖 作計(jì)算簡圖時(shí)，求出軸上受力零件的載荷，并將其分解為水平分力和垂直分力， 如圖。求各個(gè)支承處的水平力 和垂直反力NHFNVF 1、力能參數(shù)的計(jì)算 軸傳遞的功率： 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)） kWP801 軸的轉(zhuǎn)數(shù)： min/32rn 軸的轉(zhuǎn)矩： 11950T328mN7 求作用在齒輪上的力： 1dTFt45.2038 N6 costanrF94851320t1700冷軋機(jī)組卷取機(jī)設(shè)計(jì),系 別:,選題的背景和目的,卷取機(jī)的用途是收集超長軋件，將其卷取成卷以便于貯存和運(yùn)輸。卷取機(jī)是軋鋼車間的重要輔助設(shè)備，軋鋼生產(chǎn)實(shí)踐證明，卷取機(jī)的工作狀態(tài)直接影響著軋機(jī)，特別是連軋生產(chǎn)能力的發(fā)揮。因此，對(duì)強(qiáng)力、高速卷取設(shè)備的研究一直受到重視。冷軋機(jī)組中，卷取機(jī)用于卷取帶鋼成鋼卷。采用恒張力軋制，可以提高帶鋼質(zhì)量,帶鋼卷取機(jī)國內(nèi)外發(fā)展,近年來，由于卷筒機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，卷筒一般有兩段脹縮和三段脹縮機(jī)構(gòu)，脹縮量較大。最近，使用四棱錐可控制剛度的卷筒。這種卷取機(jī)在卷取過程中，隨著徑向壓力的增加有微量的自動(dòng)縮徑。從而，在不影響帶鋼張力的前提下，大大減少了帶鋼對(duì)卷筒的徑向壓力。以保證卷筒的剛度。卷取機(jī)卸卷側(cè)都設(shè)有活動(dòng)支撐，以提高它的剛度同時(shí)，保證卸卷要求。卷取機(jī)的作用保證卷取帶鋼，并產(chǎn)生恒張力軋制。,冷帶鋼卷取機(jī)種類,實(shí)心卷筒卷取機(jī) 四棱錐卷取機(jī) 弓形塊卷筒卷取機(jī),設(shè)計(jì)內(nèi)容,我這次設(shè)計(jì)是1700冷軋機(jī)組卷取機(jī)設(shè)計(jì)，其用于二機(jī)架冷軋機(jī)組中。首先，選擇卷取機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)述。我采用四棱錐式卷取機(jī)，有卷筒軸和四個(gè)扇形塊組成。卷筒的脹縮靠扇形塊與其下面的棱錐軸上的斜楔軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，強(qiáng)度和剛度好，適用大張力卷取。因此選擇扇形塊式斜楔四棱錐卷取機(jī)。其次由于冷帶鋼卷取張力大，采用四棱錐卷筒結(jié)構(gòu)，用液壓缸移動(dòng)斜楔進(jìn)行脹縮。將四棱錐體單獨(dú)加工裝在卷筒軸上，這樣改進(jìn)，加工方便。當(dāng)錐體磨損后可以單獨(dú)更換。這樣，可以降低設(shè)備維修費(fèi)用。另外，四個(gè)扇形塊邊采用搭接技術(shù)，防止卷筒脹開后出現(xiàn)空隙，減少鋼卷局部壓扁，提高鋼卷質(zhì)量。去掉鉗口，采用助卷器卡緊帶鋼頭部，方便卸卷。,專題：板形控制的探討,張力在冷軋帶鋼生產(chǎn)中的作用 卷取機(jī)工作張力的合理選擇 卷取機(jī)控制的核心,畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)論,在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束的時(shí)候，我深深的感到自己所學(xué)知識(shí)的不足。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)有了一個(gè)全面的檢查。我這次設(shè)計(jì)的題目是1700冷軋機(jī)組卷取機(jī)設(shè)計(jì)，通過對(duì)于卷取機(jī)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、受力分析等工作，使我對(duì)自己所學(xué)知識(shí)有了更深的了解和掌握。,設(shè)計(jì)量匯總,共計(jì)撰寫說明書57頁 完成圖紙量6張,折合5張A1圖紙 共查閱文獻(xiàn)12本,請(qǐng)各位老師為我的畢業(yè)設(shè)計(jì) 提出寶貴意見!,實(shí)心卷筒卷取機(jī)的特點(diǎn),實(shí)心卷筒卷取機(jī)一般為兩端支撐,結(jié)構(gòu)簡單,具有高強(qiáng)度和剛度，其卷取時(shí)產(chǎn)生的彎曲和塌陷變形少，保證均勻的張力。多半用于冷軋帶材的多輥軋機(jī)上。但實(shí)心卷筒不能脹縮，故不能卸卷，卷取后需要重卷。,四棱錐卷取機(jī)的特點(diǎn),四棱錐卷筒結(jié)構(gòu)簡單,強(qiáng)度、剛度大,控制方便,卷筒筒體有對(duì)稱的結(jié)構(gòu),起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)的動(dòng)平衡效果好.四棱錐卷筒脹徑時(shí),由脹縮缸直接推動(dòng)棱錐軸使扇形塊產(chǎn)生徑向位移.由于沒有中間零件, 棱錐軸直徑大,強(qiáng)度高,可承受較大的張力.,弓形塊卷筒卷取機(jī)的特點(diǎn),弓形塊卷筒卷取機(jī)，帶有獨(dú)立的鉗口，斜楔式脹縮卷筒，這種卷筒雖然機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，加工較困難。但實(shí)踐證明使用性能良好，工作可靠，卷筒軸強(qiáng)度、剛度較高，平衡性較好，廣泛用于軋機(jī)、酸洗機(jī)組和精整機(jī)組中。,張力在冷軋帶鋼生產(chǎn)中的作用,對(duì)冷軋薄板帶生產(chǎn)來說張力起著非常重要的作用。張力可使軋件保持良好的板形,提高表面質(zhì)量,降低軋制時(shí)變形抗力以生產(chǎn)更薄的產(chǎn)品，單位張力是作用在帶材斷面上的平均張應(yīng)力。 張力的產(chǎn)生是冷軋生產(chǎn)線上相接的兩臺(tái)設(shè)備之間線速度的差值形成的,若兩臺(tái)設(shè)備任何時(shí)候都沒有速度差,則張力無法建立。當(dāng)原始張應(yīng)力為零,并出現(xiàn)速度差時(shí),張力開始建立,若速度差一直保持正值,則RZ會(huì)逐步增大,若超過帶鋼的抗拉強(qiáng)度則導(dǎo)致拉斷。因此必定有一個(gè)速度差逐步變化并最終降到零達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過程,卷取機(jī)工作張力的合理選擇,卷取機(jī)的工作張力主要是指帶鋼的單位張應(yīng)力,從理論上講選得越大越好,但也不能超過帶.冷軋薄板帶卷取機(jī)傳動(dòng)控制的屈服極限。對(duì)經(jīng)過軋機(jī)軋制的帶鋼由于鋼內(nèi)部組織晶粒的再排列,有一個(gè)加工硬化的過程,引起屈服強(qiáng)度的增大,根據(jù)軋制規(guī)程制定的總壓下量的不同, 屈服強(qiáng)度有不同的變化值,張應(yīng)力也不同。因此選擇張應(yīng)力時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的產(chǎn)品品種與規(guī)格來綜合考慮,冷軋變形程度對(duì)通常的0.1%鋼屈服強(qiáng)度的影響。,卷取機(jī)控制的核心,保持張力恒定通常采用兩種具體方式:直接張力和間接張力控制。直接張力方式在卷取機(jī)前設(shè)置一個(gè)張力計(jì)檢測(cè)帶鋼張力,使用一個(gè)張力控制器比較設(shè)定信號(hào)和實(shí)測(cè)值,其輸出作為傳動(dòng)裝置速度調(diào)節(jié)器的擾動(dòng)控制信號(hào),這種方式張力控制精度較高。間接張力控制方式現(xiàn)在也廣泛用于冷軋的許多處理線上,如熱鍍鋅等,由可編程控制器PLC計(jì)算設(shè)定張力及帶鋼外徑,再精確計(jì)算出非線性的磨擦力矩、張力力矩、慣性加減速轉(zhuǎn)矩及彎曲力矩,將它們的和作為電流內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值,此種方法控制精度依賴于算法及控制器本身的運(yùn)算速度和性能,如浮點(diǎn)計(jì)算的精度。,1700冷軋機(jī)組卷取機(jī)設(shè)計(jì)摘 要卷取機(jī)是軋鋼成卷生產(chǎn)不可少的設(shè)備。保證卷取機(jī)順利工作對(duì)提高軋機(jī)生產(chǎn)率有很重要意義。冷軋機(jī)組中，卷取機(jī)用于卷取帶鋼成鋼卷。采用恒張力軋制，可以提高帶鋼質(zhì)量。 這次設(shè)計(jì)是1700冷軋機(jī)組卷取機(jī)設(shè)計(jì)，其用于二機(jī)架冷軋機(jī)組中。首先，選擇卷取機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)述。由于冷帶鋼卷取張力大，采用四棱錐卷筒結(jié)構(gòu)。用液壓缸移動(dòng)斜楔進(jìn)行脹縮。將四棱錐體單獨(dú)加工裝在卷筒軸上，這樣改進(jìn)，加工方便。當(dāng)錐體磨損后可以單獨(dú)更換。這樣，可以降低設(shè)備維修費(fèi)用。另外，四個(gè)扇形塊邊采用搭接技術(shù)，防止卷筒脹開后出現(xiàn)空隙，減少鋼卷局部壓扁，提高鋼卷質(zhì)量。去掉鉗口，采用助卷器卡緊帶鋼頭部，方便卸卷。 這次設(shè)計(jì)，進(jìn)行主電機(jī)容量的計(jì)算和選擇。對(duì)斜楔進(jìn)行受力分析。計(jì)算帶鋼卷取過程中對(duì)卷筒的壓力并計(jì)算卷取軸彎曲強(qiáng)度，對(duì)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)支承軸承進(jìn)行選擇和校核。采用合理的潤滑方案、潤滑方法和控制技術(shù)，使卷取機(jī)技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。強(qiáng)度足夠，有廣泛的使用價(jià)值，可用于酸洗、熱處理、鍍鋅和鍍鋅機(jī)組中。關(guān)鍵詞： 卷取機(jī)，斜楔脹縮，助卷1700 cold rolling unit coiler designAbstractThe coiler is rolls steel the volume production not to be possible the few equipment. Guaranteed the coiler smooth work to enhances the rolling mill productivity to have the very vital significance. In the cold rolling unit, the coiler uses in the volume taking hoop Cheng Gangjuan. Uses the permanent tensity rolling, may improve the hoop quality. The lap machine design of 1700 cold calendar units to used for two expansions of cold calendar units. First of all, choice the design project of lap machine, and carry on a comment towards it. In that the cold strips of lap tensile force is big, adopt four rib awls roll structures. Using the hydraulic cylinder to move the oblique wedge to expansion and contracting. It is convenience that processing four rib awls alone and setting on the roll. When the awls wear away, we can replace it alone. So it will reduce the maintenance costs of equipments. In addition, four fan-shaped piece side adoptions taking the lap laying lap work technique for avoiding appearing interstice after rolling expansion, reducing the steel roll parts to staving and enhancing quality of strips. To throw away the pliers , taking auxiliary roll machine to take the strips tightly for unloads strips conveniently. The design of task is that calculation and choice of the main electrical engineering capacity. To analyze force of the oblique wedge. The calculation that the roll stress of taking strips and flection intensity of the roll shaft, and transmission gears. Choice and checking bearings. Taking reasonable project and method of lubricating ,and control technique, in order to the lap machine has advanced technique, reasonable economy ,the intensity is enough and extensive using value. It can be used for sour wash, hot processing, galvanization and galvanization units.Keyword: lap machine, the oblique wedge expansion and contracting, auxiliary roll