關(guān)于矯直機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、摘要矯直機(jī)是對金屬棒材、管材、線材等進(jìn)行矯直的設(shè)備。軋制出的鋼材常出現(xiàn) 弧形彎曲、縱向和橫向彎曲、瓢曲等缺陷，為此軋后鋼材必須經(jīng)過矯正。本設(shè)計(jì) 方案以太重集團(tuán)牛產(chǎn)的幾種矯直機(jī)為參照，結(jié)合木案設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了九轆矯直 機(jī)。本方案以彈塑性彎曲變形理論為設(shè)計(jì)依據(jù)。主要包括以下內(nèi)容：矯直機(jī)類型, 矯直原理，矯直機(jī)結(jié)構(gòu)的確定，矯直機(jī)基本力能參數(shù)計(jì)算、力能參數(shù)計(jì)算、電動(dòng) 機(jī)功率計(jì)算、工作轆和支撐轆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核、壓下機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。關(guān)鍵詞：矯直機(jī)；工作轆；支承轆；壓下機(jī)構(gòu)abstractstraightening machine is a equipment, which straighten m

2、etal bcir, pipe workpiece, wire and so on. after rolling, there are arch bending, vertical and horizontal bending, protuberanee in steel strip. so it must be straightened 1 consulted straightening machine of tai zhong group, comb in ing with the design requirements of the program, then desig ned the

3、 nine roller straightening machinc. the project is based on the theory of elasto-plastic bending. it includes the following: the type of straightening machine, the theory of straightening machine and the structure of straightening machine, the calculation of straightening machine， s basic parameters

4、, the structural design and the checking of the work roll emd backup roll, the struetural design and checking of screwdownkey words: straightening meichine; work roll; backup roll; screwdown目錄摘要tabstract ii目錄 iii一、前言11. 1課題研究的意義及現(xiàn)狀11.2論文主要研究內(nèi)容3二、方案確定42. 1矯直機(jī)類型42.2矯直原理62. 3矯直機(jī)結(jié)構(gòu)8三、設(shè)計(jì)計(jì)算173. 1矯直機(jī)基本參數(shù)的確

5、定173.2輾式矯直機(jī)的力能參數(shù)確定19展望35參考文獻(xiàn)36致謝 37附件1 38附件2 46一、前言1.1課題研究的意義及現(xiàn)狀在板帶材的軋制生產(chǎn)中，由于軋件溫度不均，變形不均及軋后冷卻不均、運(yùn) 輸和其他因素的影響，致使軋制出來的產(chǎn)品常出現(xiàn)波浪彎和瓢曲等缺陷。為此軋 后鋼材必須經(jīng)過矯正，以達(dá)到國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足用戶的使用要求。為此 我們參照以往的矯直機(jī)設(shè)計(jì)資料，結(jié)合當(dāng)前最新的矯直機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)了該型矯 直機(jī)。本設(shè)計(jì)方案以實(shí)用化、堅(jiān)固耐用為根本設(shè)計(jì)思想，兼顧經(jīng)濟(jì)性。矯直技術(shù)屬于金屬加工學(xué)科的一個(gè)分支，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日用金屬加工業(yè)， 儀器儀表制造業(yè)，汽車、船舶和飛機(jī)制造業(yè)，石油化工業(yè)，冶金工

6、業(yè)，建筑材料 業(yè)，機(jī)械裝備制造業(yè)，以及精密加工制造業(yè)。矯直技術(shù)在廣度和深度方面的巨大 發(fā)展迫切要求矯直理論能進(jìn)一步解決一些疑難問題，推動(dòng)開發(fā)新技術(shù)和研制新設(shè) 備。尤其在黨的十六大之后，要求用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，矯直技術(shù)也要跟上時(shí)代。 首先要在矯直機(jī)設(shè)計(jì)、制造、矯直過程分析、矯直參數(shù)設(shè)定及矯直質(zhì)量預(yù)測等方 面搞好軟件開發(fā)；其次要進(jìn)行數(shù)字化矯直設(shè)備的研制，使矯直技術(shù)走上現(xiàn)代化的 道路，不斷豐富金屬矯直學(xué)的內(nèi)容。矯直技術(shù)多用于金屬條材加工的后部工序，在很大程度上決定著產(chǎn)成品的質(zhì) 量水平。矯直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在20世紀(jì)取得了長足的進(jìn)展，相應(yīng) 的矯直理論也取得了很大的進(jìn)步。不過理論滯后于實(shí)踐的現(xiàn)

7、象比較明顯。例如矯 直餛負(fù)轉(zhuǎn)矩的破壞作用在20世紀(jì)下半葉才得以解決，但其破壞作用的機(jī)理直到 20世紀(jì)80年代末才被闡明。另外，就矯盲理論的總體來看，仍然處于粗糙階段, 首先就是其基本參數(shù)的確定還要依靠許多經(jīng)驗(yàn)算法和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如轆數(shù)、轆距、 輾徑、壓彎量及矯直速度等；其次是許多技術(shù)現(xiàn)象如螺旋彎廢品、矯直縮尺、矯 直噪聲、斜轆矯直特性、斜轆轆形特性、拉彎變形匹配特性等都缺乏理論闡述; 再次是理論的概括性不夠，一套公式不僅不能包括各種斷面型材，甚至不能包括 同類斷面而尺寸和材質(zhì)不同的工件，如彎距和矯直曲率等都缺少通用表達(dá)式。矯直技術(shù)歷史悠久，但其產(chǎn)生時(shí)間并未有確切的時(shí)間記載。但從文物 發(fā)掘中看到我國

8、春秋戰(zhàn)國時(shí)期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時(shí)手工矯直和平 整技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)屮使用的物品與工具， 小自針錐、大到鐵杵，都要求用矯直技術(shù)來完成成品的制造。手工矯直與平整工 藝所用的設(shè)備與工具是極簡單的，如平錘、砧臺等。對大型工件的手工矯直常借 助高溫加熱進(jìn)行。古代人在矯直及整形的實(shí)踐中認(rèn)識到物質(zhì)的反彈特性，確立了 “矯往必須過正”的哲理，用之于矯直技術(shù)頗有一語道破天機(jī)之功?，F(xiàn)代矯直機(jī) 的快速發(fā)展是從18世紀(jì)末的歐洲產(chǎn)業(yè)革命開始的。到19世紀(jì)30年代，冶鐵技 術(shù)發(fā)展起來，鋼產(chǎn)量迅速成倍的增長。到19世紀(jì)末期時(shí)，鋼產(chǎn)量增加了 50多倍。 鋼材產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比重也明顯增加

9、。這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機(jī)械、軋鋼機(jī)械和矯 直機(jī)械。進(jìn)入20世紀(jì)，以電力驅(qū)動(dòng)代替蒸汽動(dòng)力為標(biāo)志，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的發(fā) 展。到1914年英國發(fā)明了 212型五鶴式矯直機(jī)，解決了鋼管矯肓問題，同時(shí)提 高了棒材矯直速度。20世紀(jì)20年代，口本已能制造多車?yán)コC直機(jī)。20世紀(jì)30年 代中期，發(fā)明了 222型六轆式矯直機(jī)，顯著提高了管材矯直質(zhì)量。20卅紀(jì)60年 代中期，為了解決人直徑管材的矯直問題，美國薩頓公司研制成功313七轆式矯 直機(jī)。20世紀(jì)30到40年代國外技術(shù)發(fā)達(dá)國家的型材矯直機(jī)及板材矯直機(jī)也得 到了迅速發(fā)展，而且相繼進(jìn)入到中國的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。新中國成立前， 在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地

10、的一些工廠里可以見到德、英、口等國家 制造的矯直機(jī)。20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)的矯直機(jī)大量的進(jìn)入到中國，同時(shí)，世界 上隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)進(jìn)步速度加快，矯直機(jī)的品種、規(guī)格、 結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)都得到不斷的發(fā)展與完善。20世紀(jì)70年代，我國改革開放以后 接觸到大量的國外設(shè)計(jì)研制成果，同吋也引進(jìn)許多先進(jìn)的矯直設(shè)備。如英國的布 朗克斯矯直機(jī)；德國的凱瑟琳、德馬克連續(xù)拉彎矯直機(jī)及高精度壓力矯直機(jī)；日 木的薄板矯直機(jī)等。與此同時(shí)，我國科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計(jì)和創(chuàng) 新能力。從20世紀(jì)50年代起提出的雙曲線車?yán)バ卧O(shè)計(jì)的精確計(jì)算法及文獻(xiàn)提出的 矯直曲率方程式到80年代提出的等曲率反彎幌形計(jì)算

11、法。此外，以西安重型機(jī) 械研究所為代表的科研單位和以太原重型機(jī)械廠為代表的設(shè)計(jì)制造部門完成了 大量的矯直機(jī)設(shè)計(jì)研制工作。進(jìn)入90年代之后，我國在趕超世界先進(jìn)水平方面 乂邁出了一大步，一些新研制的矯直機(jī)獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得 了市、省級部級科技成果進(jìn)步獎(jiǎng)；有的獲得了國家發(fā)明獎(jiǎng)。如已經(jīng)研制成功的雙 向反彎輾形2輾矯直機(jī)、復(fù)合轉(zhuǎn)轂式矯直機(jī)，平行轆異轆距矯直機(jī)及矯直液壓自 動(dòng)切料機(jī)等。1.2論文主要研究內(nèi)容木矯直機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：矯育材料q235,鋼板厚度h 4 16mm,最大板 寬b 2100mm；矯直溫度400-600°c；矯直速度0. 5-1. 5m/s；矯直轆轆距28

12、0mm； 輾徑250mm；輾身長2350mm, 5個(gè)上輾，4個(gè)下輾；支承輾輾徑280mm> 900mm> 34個(gè)下轆；最大開度140mm；壓下裝置采用一臺5. 5kw. 1455r/min的交流電機(jī) 驅(qū)動(dòng)；主電機(jī)一臺、200kw> 980r/min>1矯直機(jī)類型壓力矯肓機(jī)軋件在活動(dòng)壓頭和兩個(gè)固定支點(diǎn)間，利用一次反彎的方法進(jìn)行矯直。這種矯 直機(jī)用來矯直大型鋼梁、鋼軌和大直徑（大于©200d）3002-la）和臥式（圖2tb）兩種。拉仲矯直機(jī)拉伸矯直機(jī)也稱張力矯直機(jī)，主要用于矯直厚度小于0. 6毫米的薄鋼板和有 色金屬板材。通常，車?yán)ナ桨鍘Р某C直機(jī)只能有效的矯直軋

13、件的橫向或縱向彎曲（即二元形 狀缺陷）。至于板帶材的屮間瓢曲和邊緣浪形（三元形狀缺陷）則是由于板材沿 長度的方向各纖維變形量不等造成的。為了矯止這種缺陷，需要使軋件產(chǎn)生適當(dāng) 的塑性延伸。在普通轆式矯直機(jī)上雖然能使這種缺陷有所改善，但矯直效果不理 想。這時(shí)需要采用拉伸矯直方法。拉伸矯直的主要特點(diǎn)是對軋件施加超過材料屈 服極限的張力，使之產(chǎn)牛彈塑性變形，從而將軋件矯直。圖2-lj是矯直單張板材的鉗式拉伸矯直機(jī)。這種設(shè)備生產(chǎn)率低且夾鉗夾住 的部分要切除，造成的金屬損耗太大。圖2-lk是張力平整組。他能對成卷帶材 進(jìn)行粗矯，也能改善軋件的機(jī)械性能。圖2-11是連續(xù)拉伸機(jī)組。它由兩個(gè)張力 餛組成。拉仲所

14、需的張力由張力幅對帶材的摩擦力產(chǎn)生。這種矯直機(jī)主要用于 有色金屬。圖2-5是帶有張力的轆式矯育機(jī)組。這種結(jié)構(gòu)用于連續(xù)矯肓高強(qiáng)度 薄帶材。但因車?yán)ナ匠C直機(jī)的工作車?yán)ズ茈y單獨(dú)調(diào)整，同時(shí)，在張力作用下，工作轆 容易竄動(dòng)，因而影響了矯直質(zhì)量。目前，這種結(jié)構(gòu)的矯直機(jī)已被拉伸彎曲矯直機(jī) 取代。拉彎矯直機(jī)曲的基木原理是當(dāng)帶材在小直徑輾子上彎曲時(shí)，同時(shí)施加張力，使帶材產(chǎn)生 彈塑性延伸，從而較平。這種矯直機(jī)組一般用在連續(xù)作業(yè)線上，可以矯直各種金屬帶材（包括高強(qiáng)度極薄鋼板）。拉伸彎曲機(jī)組也可在酸洗機(jī)組上進(jìn)行機(jī)械破鱗, 以提高酸洗速度。圖2-1矯直機(jī)的基本類型管材、棒材矯直機(jī)管、棒材矯直的原理也是利用多次反復(fù)彎曲軋

15、件，是軋件矯直。圖2-lg是斜轆式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的工作轆具有類似雙曲線的空間曲線 的形狀。兩排工作轆軸線相互交叉。管棒材在矯直時(shí)邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)，從而獲得對 軸線對稱的形狀。圖2-lh是“313”型餛式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的設(shè)備重量輕， 易于調(diào)整和維修，用于矯直管棒材時(shí)，效果很好。圖2-li是偏心軸式矯直機(jī)用 來矯直薄壁管。輾式矯直機(jī)在轆式矯直機(jī)上軋件多次反復(fù)彎曲而得到矯直。觀式矯直機(jī)生產(chǎn)率高而且容 易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，在型鋼車間和板帶材車間獲得廣泛應(yīng)用。轆式矯直機(jī)的類型很多，在圖2-1中圖ch2-lc是上排每個(gè)工作轆可單獨(dú) 調(diào)整的餛式矯直機(jī)。這種調(diào)整方式較靈活，但由于結(jié)構(gòu)配置上的原因，它主耍用 于銀

16、數(shù)較少、輾距較大的型鋼矯直機(jī)。圖2-ld是整排上工作車?yán)テ叫姓{(diào)整的矯宜 機(jī)。通常，出入口的兩個(gè)上工作轆（也稱導(dǎo)向轆）做成可以單獨(dú)調(diào)整的，以便于 軋件的導(dǎo)入和改善矯直質(zhì)量。這種矯直機(jī)廣泛用來矯直412nun2-le是整排上工 作翟可以傾斜調(diào)整的矯直機(jī)。這種調(diào)整方式使軋件的彎曲變形逐漸減小，符合軋 件矯直時(shí)的變形特點(diǎn)。它廣泛用于矯直4毫米以下的薄板。圖2-lf是上排工作 銀可以局部傾斜調(diào)整（也稱翼傾調(diào)整）的矯宜機(jī)。這種調(diào)整方式可增加軋件大變 形彎曲的次數(shù)，用來矯直薄板。2.2矯直原理若軋件具有單值曲率的圓弧，則用三個(gè)轆子使其反彎至曲率為，且連續(xù)通過, 即可完全矯直。但實(shí)際情況中，軋件的原始曲率沿長

17、度方向往往是變化的，不僅 是多值的，而且彎曲方向也不同，所以僅用三個(gè)轆子的矯直方法是不行的。為了 保證矯直質(zhì)量，必須增加矯直車?yán)サ臄?shù)量。車?yán)ナ匠C直機(jī)一般至少要五個(gè)工作車?yán)?。?設(shè)計(jì)方案釆用的是上下輾平行排列的矯直方案，即上排輾相對下排輾平行排列， 集體升降，矯直時(shí)所有上排轆子的壓下量相同，除首尾轆外，其余各車?yán)プ犹庈埣?彎曲至相同的曲率。時(shí)，矯直原始曲率為的軋件，若第2餛使變?yōu)?，?餛使變 為，一0。為了提高矯直精度，較徹底的消除殘余曲率，必須。圖2-2上下轆平行排列矯直原理圖如上圖所示，軋件的原始曲率為一0。通過第2鶴子后，變?yōu)?，殘余曲率為? 通過第3轆子后，變?yōu)楹妥優(yōu)椋瑲堄嗲蕿橐?；通過

18、第4轆子后，變?yōu)?，殘余?率為一；依次類推，殘余曲率范圍逐漸縮小，經(jīng)若干轆子后，殘余曲率趨于定值。 若矯直機(jī)的岀口轆的壓下可單獨(dú)調(diào)整，則可完全消除該定值的殘余曲率，即軋件 得到完全矯直。實(shí)際上幅數(shù)是有限的，只能達(dá)到限定的矯直精度，若是軋件反復(fù) 通過矯直機(jī)，則起到增加輾數(shù)的作用，即可提高矯直精度。2. 3矯直機(jī)結(jié)構(gòu)工作輾的布置方案按工作轆的調(diào)整方法和排列方式不同，工作轆的結(jié)構(gòu)有以下幾種基本形式:1) 2-3a,每個(gè)上餛都具有單獨(dú)的軸承座和壓下調(diào)整機(jī)構(gòu)，保證任意調(diào)整高 度。此外通常還可以移動(dòng)機(jī)架的上部分相對下部分進(jìn)行集體調(diào)整。能夠得到較高 的矯直精度。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以在實(shí)際屮一般車?yán)?shù)較少。2)

19、2-3b,上排車?yán)プ庸潭ㄔ谝粋€(gè)平行升降的橫梁上，只能集體上下平行調(diào)整, 所以轆子的壓下量相同，結(jié)構(gòu)比較簡單。但這種調(diào)整方式只能用較小的(真至是 最小的)有效彎曲變形，才能得到較高的矯直精度，否則將岀現(xiàn)較大的殘余曲率。 為解決上述缺點(diǎn)，通常出入口上轆為單獨(dú)調(diào)整的。這種結(jié)構(gòu)方案廣泛應(yīng)用于中厚 板的矯直。3) 2-3c,上排輾子安裝在一個(gè)可傾斜調(diào)整的橫梁上，由入口至出口軋件彎 曲逐漸減小，可以實(shí)現(xiàn)大變形，小變形倆種矯直方案，能得到較高的矯直速度， 調(diào)整也很方便，所以應(yīng)用廣泛。圖2-3板材輾式矯直機(jī)上轆調(diào)整方案每個(gè)上轆單獨(dú)調(diào)整；b-上轆集體平行調(diào)整；c-上轆集體傾斜調(diào)整圖2-4混合排列的輾式矯直機(jī)a-

20、入口平行、出口傾斜；b-屮間平行、倆端傾斜4) 2-4, 一種是入口段為平行排列，出口段為傾斜排列，增加了入口段軋 件的大變形過程，可提高矯直質(zhì)量。另一種是中間為平行排列，倆端為傾斜排列, 它不僅能提高矯直質(zhì)量，而且可改善咬入條件和作用于可逆矯直。支撐輾的布置方案1) 2-5板材矯直機(jī)支承車?yán)サ牟贾眯问絘-垂直布置；b-交錯(cuò)布置；c-乖直和交錯(cuò)混合布置2交錯(cuò)布置。支承轆承受工作輪垂直方向的彎曲，矯直過程中工作車?yán)ケ容^ 穩(wěn)定。與垂直布置得想反，多用于工作餛餛徑與餛身長度比值較小的矯直機(jī)。3) 2-6雙層矯直輾的矯直機(jī)示意圖1-板材；2-工作車空3-外層支承車空4-屮間支承車?yán)?) 對于板材，尤其

21、是薄板，不僅在縱向上具有彎曲變形，而且在橫向上也具有彎曲變形，如瓢曲和浪形，嚴(yán)重影響板形質(zhì)量，因此，根據(jù)不同的矯直工 藝要求，支承棍又分一段、二段、三段的和多段的若干種。右圖2-7所示為三段 式支承轆矯直方案，其各段支承轆可單獨(dú)調(diào)整壓下，沿工作輾長度方向可使帶材 產(chǎn)生不同的變形，能夠消除倆邊或中間或一邊的板形缺陷。上下各段可對稱布置 或交錯(cuò)布置。圖 2-7 雙邊浪形（上），中間瓢曲（中），單邊浪形（下）工作機(jī)座的結(jié)構(gòu)形式1. 臺架式這種矯直機(jī)機(jī)座由上臺架、下臺架和立柱三個(gè)主要部分組成。立柱同時(shí)也 是壓下螺絲。壓下螺絲（或螺母）轉(zhuǎn)動(dòng)，可以調(diào)整上、下臺架的相互位置，從而 也調(diào)整了矯直輾的壓下量。中

22、厚板矯直機(jī)大多是臺架式的，它的上臺架可以整體平行壓下和整體傾斜壓 下。整體平行壓下，其壓下機(jī)構(gòu)是集體驅(qū)動(dòng)的，如圖2-8所示；整體傾斜壓下是 由兩套驅(qū)動(dòng)裝置完成的，如圖2-9所示。圖2-8集體驅(qū)動(dòng)壓下裝置a -兩級蝸桿減速b -兩級蝸桿減速c -圓柱齒輪-蝸桿減速圖2-9整體傾斜調(diào)整臺架式矯直機(jī)壓下裝置布置示意圖a圓柱齒輪-蝸桿減速 b 兩級蝸桿減速圖2-1011-260/300x2300鋼板矯直機(jī)總圖1-壓下傳動(dòng)裝置；2、93、74、86-上下工作轆；10-緊固螺母；11 -立柱； 12-壓下螺母；13-內(nèi)齒圈;14-平衡螺母;15-托盤；16-平衡彈簧；17-手輪;18- 壓下螺絲；19 -

23、出入口工作轆圖2-10是一臺11-260/300x2300矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，這種矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 如下：1）圖2-12e與圖2-12d相似，但是采用了球面蝸輪減速機(jī)。一般只在齒輪座必 需釆用兩根相距較遠(yuǎn)的輸入軸時(shí)，才使用這種布置形式。圖2-12e與圖2-12d 所示的機(jī)列其寬度很大，只是在機(jī)列長度受限制時(shí)，才采用。2. 主傳動(dòng)系統(tǒng)主傳動(dòng)系統(tǒng)包括減速機(jī)、齒輪座和萬向聯(lián)軸節(jié)等。（1）減速機(jī)。在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中，減速機(jī)除有減速作用外，還有均衡 分配傳動(dòng)扭矩的作用，因此也稱減速分配器。它有三種主要形式：圓柱齒輪型、 圓柱-圓錐齒輪型和蝸輪型。在這種形式中，每種乂可分為單支（指單根輸出軸）、 雙支、三支

24、和四支等幾種結(jié)構(gòu)（圖2-1 ）o在餛數(shù)大于7的矯直機(jī)上，不易使用單支減速分配器。這是因?yàn)閭鬟f的總扭 矩大，齒輪座的齒輪尺寸也大，使齒輪座輸出軸的間距很難與矯育機(jī)轆間距相適 應(yīng)。因此，在轆式鋼板矯直機(jī)上，大多使用多支的減速分配器，這樣也可使齒輪 座的載荷均勻。由于矯直機(jī)的第三轆（或第二轆）受的矯直扭矩最大，因此，對該轆要盡可 能由減速機(jī)的一根輸出軸經(jīng)齒輪座直接傳動(dòng)，以減輕齒輪座的負(fù)荷。優(yōu)勢，為適 應(yīng)矯肓機(jī)在連續(xù)機(jī)組中的安裝，將矯肓:機(jī)設(shè)計(jì)成可以雙向進(jìn)料的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，矯 直機(jī)另一端的第三車?yán)ィɑ虻诙殻┮灿蓽p速機(jī)的一根輸出軸傳動(dòng)。在這種情況下,減速機(jī)中心距總和應(yīng)等于齒輪座兩邊第三軸或第二軸之間的距

25、離（圖2-1 ）o這 一值受齒輪座最大屮心距的限制。齒輪座最大中心距是按照矯直鶴最大中心距和萬向接軸的長度以及接軸傾 角不超過6。的條件確定的。在綜合考慮上述因素后，選定減速機(jī)中心距，然后 對減速機(jī)、齒輪座的齒輪和軸進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。如計(jì)算結(jié)果不能滿足，則考慮增加 減速機(jī)支數(shù)。在某些情況下，也可將直接傳動(dòng)第三轆改為傳動(dòng)鄰近的轆，以改變 齒輪座的負(fù)荷分配情況。圓柱齒輪減速機(jī)的制造和安裝較為簡單，因此在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中獲得廣 泛應(yīng)用。在制造能力許可下，也可使用聯(lián)合減速機(jī)。將減速機(jī)和齒輪座連成一個(gè) 整體，可減少傳動(dòng)件，且結(jié)構(gòu)緊湊，能減小機(jī)列總長度。(2) 齒輪座一般情況，為防止鋼板在工作轆間打滑，車?yán)?/p>

26、式鋼板矯直機(jī)所有的工作車?yán)ザ际?驅(qū)動(dòng)的。齒輪座的作用是將減速機(jī)傳來的扭矩分配給各個(gè)矯直輾。齒輪座輸入軸數(shù)目與減速機(jī)的支數(shù)相同。每根輸入軸帶動(dòng)一組齒輪。在輸入 軸數(shù)量較多時(shí)，各組齒輪之間互不聯(lián)結(jié)，以避免功率傳遞路線閉合，惡化齒輪嚙 合條件。按照齒輪的嚙合列數(shù)，可分為單列齒輪座和多列齒輪座。單列齒輪座的制造、 安裝簡單，各齒輪軸和軸承可以通用且齒輪軸的剛性高。一般在工作輾距小于 50毫米時(shí)，一采用這種形式。與單列齒輪座比較，多列齒輪座的總中心距小， 因?yàn)槊繉X輪的齒寬是根據(jù)傳遞的扭矩確定的，同時(shí)，齒輪避免了重復(fù)嚙合，因 而可適當(dāng)減小中心距。多列齒輪座的齒輪軸剛性較低。為保證齒輪軸的剛度，通 常只在

27、車?yán)ゾ啻笥?0毫米時(shí)才采用這種結(jié)構(gòu)。由于在矯直機(jī)的功率中，軸承摩擦損耗占得比重較大，所以齒輪座、減速機(jī) 和矯直機(jī)本體一般均采用滾動(dòng)軸承。(3) 萬向聯(lián)軸節(jié)由于齒輪座的總中心距大于矯直機(jī)的總中心距，因此齒輪座輸出軸與矯直輾 采用萬向聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接。矯直機(jī)上常用的萬向聯(lián)軸節(jié)除了一般的滑塊式叉頭扁頭型外，在轆徑小于 120毫米時(shí)，也采用球型萬向聯(lián)軸節(jié)。球型萬向聯(lián)軸節(jié)有多種型式。圖2-12是 鋼球上帶有十字槽的結(jié)構(gòu)。齒輪座傳動(dòng)端的叉頭6通過方槽孔，套在齒輪座輸岀 軸上，叉頭6的另一端通過帶槽的球2 (見圖2-12b)與叉頭5相連接。同樣工 作車?yán)ザ说牟骖^1也通過球2與叉頭3相連。拆卸接軸時(shí)，需將花鍵軸上的

28、柱銷取 下，脫開接軸將軸折轉(zhuǎn)90° ,即可將叉頭從鋼球上取下。在小轆距矯直機(jī)上也可采用簡易型鋼球萬向接軸(圖2-13)o這種聯(lián)軸節(jié)屮 采用標(biāo)準(zhǔn)鋼球(gb308-64),它只起定心作用，矯直扭矩是靠兩插頭的側(cè)面直接 接觸來傳遞的。這種聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。拆卸吋，松開鋼絲6,去掉夾 木7,叉頭3即可沿軸向取下。在有的矯宜機(jī)上還采用滾動(dòng)軸承較鏈?zhǔn)饺f向聯(lián)軸節(jié)，其允許傾斜角度可達(dá) 18° ,但結(jié)構(gòu)尺寸較大。圖2-12帶槽球形萬向聯(lián)軸節(jié)a-聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)；b-球結(jié)構(gòu)1-工作餛端叉頭；2-帶槽鋼球；3-接軸叉頭；4-接軸；5-接軸叉頭；6-齒輪 座端叉頭圖2-13簡易球形萬向聯(lián)軸節(jié)1-

29、叉頭i; 2-鋼球；3-叉頭ii； 4-接軸；5-導(dǎo)向鍵；6-緊固鋼絲；7-夾木三、設(shè)計(jì)計(jì)算3. 1矯直機(jī)基本參數(shù)的確定輾距i的確定轆距t的確定對保證矯直機(jī)的矯直質(zhì)量有重要影響。在矯直軋件時(shí)，其慕本 條件是軋件應(yīng)產(chǎn)生彈塑性彎曲變形，例如，對鋼板矯直機(jī)，根據(jù)1前面幾個(gè)轆 子的反彎曲率必須滿足下列條件：(3-1)顯然，若板材的e已確定，則os越大或h越小，反彎曲率半徑p也應(yīng)越小。 與此對應(yīng)，矯直轆徑d與轆距t也應(yīng)越小。確定輾距的原則是既要保證軋件矯直質(zhì)量，乂要滿足車?yán)プ拥膹?qiáng)度條件。最小允許轆距受轆子強(qiáng)度條件限制；最大允許轆距取決于軋件矯正質(zhì)量。根據(jù)【1】得:(3-2)圖3-1最大允許餛距t的確定如

30、圖3-1所示根據(jù)1 p369得最大允許輾距為：(3-3)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值輾距取t 155imn轆徑d的確定由下表可知道工作餛直徑d 0. 95t 147. 25mm 圓整取d 150mm表3-1輾徑與輾距的比值矯直機(jī)類型矯直機(jī)類型薄板矯直機(jī)0. 9-0. 95厚板矯直機(jī)0.7 0.85 中板矯直機(jī)0. 85-0. 90型鋼矯直機(jī)0. 75-0. 90輾 數(shù)n的確定增加餛數(shù)即是增加軋件的反彎次數(shù)，鶴數(shù)增加有利丁提高矯直質(zhì)量，但也會 增加軋件的加工硬化和矯直功率，為此，選擇轆數(shù)的是在保證矯直質(zhì)量的前提下, 使車?yán)?shù)盡量少。轆式矯直機(jī)常用的轆數(shù)如下表：表3-2輾式矯直機(jī)常用輾數(shù)矯直機(jī)類型轆式鋼板矯直機(jī)轆式

31、型鋼矯直機(jī)軋件種類鋼板厚度 価中小型型鋼大型型鋼0. 25-1.5 1.5-6 >6輾數(shù)n 19-29 11-17 7-9 11-13 7-9因?yàn)橛糜诔C直帶頭所以選擇5轆輾身l的確定轆身長度l取決于軋件最大寬度，根據(jù)1得：l b+a(3-4)當(dāng) b 200mm 吋，a 50mm ；當(dāng) b 200mm 吋，a 100300mm。所以 l 1380+300 1680mm 取 l 1700矯正速度的確定矯直機(jī)的矯正速度主要由生產(chǎn)效率確定，要與軋機(jī)生產(chǎn)能力和所在機(jī)組的速 度相協(xié)調(diào)。查表11-6,0. 16om/s在此取0. 5m/so3. 2矯直力與矯直力矩的計(jì)算1矯直力的計(jì)算圖3. 1工作輾受

32、力情況根據(jù)文獻(xiàn)1可知，各醍子上的力可以根據(jù)軋件斷面的力矩平衡條件求出, 即:(3.5)式中：t 一一矯直輾輾距。今假設(shè)第2、3、4轆下軋件彎曲力矩為塑性彎曲力矩；由文獻(xiàn)2, 5-12得輾式矯直塑性彎曲力矩為n ?mm,其中：(42crmo為矯直餛屈服極限，550mpa。將上述三個(gè)假設(shè)代入式(3.3),可得出各輾下矯直力的計(jì)算式為：39. 17kn117. 10kn156. 68kn117. 10kn39. 17kn故作用在上下餛子上的壓力總和為:+ 469.02©(3.6)2.矯直力矩的計(jì)算：矯直過程按照以下假設(shè)進(jìn)行分析:認(rèn)為各轆下的彎曲力矩均是塑形彎曲力矩；認(rèn)為彈復(fù)變形不屬于耗能變

33、形；除原始曲率外，其余各銀下的殘余曲率(也就是下一車?yán)サ脑记?都等于小變形矯直方案屮的殘余曲率最大值；對具有原始曲率的軋件，可假設(shè)其平均原始曲率為:式屮的數(shù)值，對于鋼板，h為軋件厚度。按照上述假設(shè)，矯直餛上的矯直力矩為：3.7其中，按照下列回歸經(jīng)驗(yàn)公式可以近似計(jì)算：,mm 故： mmo,取大值：。將與代入式3. 7中可得：kn?mm3. 3矯直功率的計(jì)算查文獻(xiàn)1,輾式矯直機(jī)電動(dòng)機(jī)功率可按下式計(jì)算：(3.8)式中：一一總矯正扭矩，6475. 28kn?mm ；作用在矯直餛上的壓力總和，469. 02kn ；矯直輾與軋件的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，對于鋼板0.0002,如考慮可能出現(xiàn)較 大的滑動(dòng)摩擦，則對

34、于鋼板0. 0008 ；輾系軸承的摩擦系數(shù)，軸承；d轆子直徑，d 150 mm ；d餛子軸承處直徑,d 65 mm；v矯正速度 m/, v 0. 5m/s ；傳動(dòng)效率，0. 768 0. 723。所以電機(jī)功率:64. 57kw上述計(jì)算表明，第三根輾子上受力最大，所以應(yīng)對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。圖3-3塑性變形折算系數(shù)a的計(jì)算圖所以，查閱【5】，選用2臺ytsz355m1-6型冶金用電機(jī)，其基本參數(shù)如下： 額定功率為200千瓦 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為&05 kgm,額定轉(zhuǎn)矩為1910mn重量為 1600 kg 額定轉(zhuǎn)速為980r/min 總長度為1650mm 寬度730mm,高度1010mm 輸出軸軸徑95

35、mm工作轆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核（1）工作輾的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因上下工作轆結(jié)構(gòu)相同，故取上工作轆為研究對象工作餛采用如圖3-4所示結(jié)構(gòu)方案，查閱【3】選用42crmo為軋餛材料。其 拉伸強(qiáng)度極限1080mpa,屈服極限強(qiáng)度930mpa,取安全因數(shù)n 5,則該材料的許 用應(yīng)力186mpa.因軸端尺寸已定，所以依據(jù)【4】7-351,初選軸承型號為 hr65kbe52x+lo圖3-4工作轆結(jié)構(gòu)簡圖上圖中相關(guān)尺寸為：l 2334o 5mmc 198mm a 2096mm d 150mm d 65mmp p30% 156.6830% 47.ookn圖3-6軸端裝配的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案（2）工作輾的強(qiáng)度校核軸的計(jì)算簡圖如

36、下：圖3-7工作餛的載荷分析圖上圖中相關(guān)尺寸為：b 1380mm l 2096mm c 198mm a 2334mm d 150mm d 65mm如圖3-4所示，輾身中央斷面2-2處的彎曲力矩為：(3-11)則彎曲應(yīng)力：(3-12)由彎矩圖得 截而1-1處的彎矩為:15.7kn?m彎曲應(yīng)力為:則扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：(3-14)依第四強(qiáng)度理論校核得：(3-15)1t斷面2-2斷面均滿足強(qiáng)度要求。(3) 軸承校核前面已初選工作棍軸承型號為23030c/w33調(diào)心餛子軸承，基本參數(shù)如下：d 65mm d 120mm b 56mm基木額定動(dòng)載荷為cr 438kn圖3-8軸承受力圖毎個(gè)軸承所受的徑向力為:第三轆

37、子所受軋制力因無軸向載荷，故所以徑向當(dāng)量動(dòng)載荷：(3-16)其中載荷系數(shù)1218,此處取1. 6軸承所受徑向力kn軸承所受軸向力kn所以軸承壽命：3-17)c一一基本額定動(dòng)載荷knn輾子轉(zhuǎn)速£對于滾子軸承所以軸承壽命符合要求4夾送輾的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1夾送車?yán)サ能嚴(yán)接?jì)算夾送輾是為了改善矯直輾對板材的咬入條件而設(shè)置的。因此送料轆的壓下是 彈性壓下，其壓力隨板材的寬、厚不同而可以變化。在工作過程中，幅子壓緊帶材，帶材受拉力t的作用。帶材對上下幅子的水 平方向摩擦力可按下式計(jì)算：采用鋼送料轆在冷狀態(tài)下取0.15,采用聚氨基甲酸或橡膠包層夾送車?yán)r(shí)， 取。在此取。kn1 夾送餛的餛徑：mm按

38、照設(shè)計(jì)要求，在此初定500mm。2. 求出輾子傳遞的功率p,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩，并確定最小直徑d。1）已給出夾送轆的張力為20kn,兩個(gè)轆子上的摩擦力10k«每個(gè)轆子傳遞的功率p：p 100.5 5kw傳動(dòng)效率，0. 768 0. 723。所以電機(jī)功率：輾子的轉(zhuǎn)速n：轆子的轉(zhuǎn)矩：n?m2）初步確定輾子的最小直徑：在此選輻子的材料為40,查文獻(xiàn)3表15-3,選取112,故:在此初選d 75mm。4.2夾送轆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.聯(lián)軸器和軸承的選擇最小直徑d 75mm,轆子肓徑250mm。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩一考慮到轉(zhuǎn)矩變化 很小，查文獻(xiàn)3表14-1取1.3o故3250nmo按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)

39、矩的條件，查文獻(xiàn)1第二卷6-2-18,選用swc-180a-1655型標(biāo)準(zhǔn)伸縮焊接式 萬向聯(lián)軸器。參數(shù)如下：公稱轉(zhuǎn)矩t 12. 5kn?m疲勞轉(zhuǎn)矩t 6. 3kn?m2 滾動(dòng)軸承的選擇因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力的作用，且徑向載荷較大，故選取32220雙列圓錐滾子軸承。其內(nèi)徑d 100mm,外徑d 180mm,寬b 46mm。3. 軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸徑大小與滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)與尺寸，夾送車?yán)ポS承座的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4. 1所不：圖4. 1送轆軸承座結(jié)構(gòu)4. 根據(jù)軸的各部分尺寸和裝配關(guān)系，作出夾送轆的結(jié)構(gòu)草圖，如圖4. 2：圖4. 2夾送轆結(jié)構(gòu)草圖詳細(xì)尺寸見圖紙。4. 3夾送轆的強(qiáng)度校核由于夾送輾受

40、到徑向載荷，并且傳遞扭矩，應(yīng)按照彎扭組合來校核其強(qiáng)度。作出其受力分析圖、彎矩圖和扭矩圖如下：圖4. 3夾送車?yán)ナ芰?、彎矩、扭矩圖求得：25kn；由彎矩圖得17625nmo在最大彎矩處進(jìn)行彎曲校核（截面2-2）按照第三強(qiáng)度理論來進(jìn)行強(qiáng)度校核, 即：1.45mpa 156mpa 符合強(qiáng)度要求危險(xiǎn)截面處進(jìn)行強(qiáng)度校核,按照第三強(qiáng)度理論來進(jìn)行強(qiáng)度校核25. impa 156mpa符合強(qiáng)度要求對軸頭進(jìn)行扭轉(zhuǎn)校核所以軸頭強(qiáng)度符合要求所以軸頸處材料選40cr,最小軸徑d 75mm是符合設(shè)計(jì)要求的。故，最終確 定夾送轆的結(jié)構(gòu)參數(shù)：轆徑500mm；最小直徑d 75mm4. 4夾送輾軸承的壽命校核圖3-8軸承受力圖

41、毎個(gè)軸承所受的徑向力為：輾了所受軋制力因無軸向載荷，故所以徑向當(dāng)量動(dòng)載荷：(3-16)其中載荷系數(shù)12、18,此處取1. 6軸承所受徑向力kn軸承所受軸向力kn所以軸承壽命：5047358.3h3-17)c-基本額定動(dòng)載荷322knn餛子轉(zhuǎn)速£對于滾子軸承所以軸承壽命符合要求壓下機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)要求：電動(dòng)機(jī)壓卜速度v 0. 5mm/s 最大壓f量為22mm牙型選擇：考慮到螺桿要承載較大力，所以選擇鋸齒形螺紋，因?yàn)殇忼X形螺 紋適用于單向受力條件，且承載力較大。(1) 壓下螺絲直徑為：(3-18)所以d其中，p為單個(gè)承載螺桿所受軸向力，即p(288+864+104& 3+960

42、) 790.08kn螺桿采用鑄鋼zg270-500,屈服極限270mpa根據(jù)相關(guān)設(shè)備經(jīng)驗(yàn)值選取cl 180mm 查閱【4】5-26,螺距p 8mm 中徑d2 174mm 小徑dl 166. 116mm 與 其配合的內(nèi)螺紋參數(shù)如下：174mm168mm(2) 螺紋牙的強(qiáng)度校核圖3-14 螺紋牙簡圖如上圖所示：螺紋牙危險(xiǎn)截面a-a的剪切強(qiáng)度為(3-19)其屮，為零件材料鑄鋼zg310-570的許用剪切應(yīng)力186f為單個(gè)螺栓柱所承受的壓力螺紋牙危險(xiǎn)截面a-a的彎曲強(qiáng)度為：(3-20)其中，為螺栓材料鑄鋼zg310-570的許用彎曲應(yīng)力310-372；b為螺紋牙根部的厚度；為彎曲力臂滿足強(qiáng)度要求。(3

43、) 壓下電動(dòng)機(jī)的選擇粗略計(jì)算整個(gè)壓下部分的總重：(3-21)則單根螺柱的受重為p 84. 3kn則壓下螺柱的傳動(dòng)力矩：(3-22)作用在一個(gè)壓下螺絲上的力kn螺紋中徑 mm螺紋上的摩擦角。t螺距mm螺紋升角，根據(jù)3得根據(jù)【1】得壓下螺絲的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)功率為：(3-23)n傳動(dòng)系統(tǒng)總的工作效率n電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速i傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比額定根據(jù)計(jì)算結(jié)果選用ytsz-132s-4型號電機(jī):額定功率5.5千瓦轉(zhuǎn)矩35 n?m 額定轉(zhuǎn)速1455r7min 重量80kg(3)壓下機(jī)構(gòu)減速器的選擇壓下機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比查閱【6】16-79選用cw型圓弧圓柱蝸輪蝸桿減速器。型號標(biāo)記:cw 125-10vif根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)

44、速和總傳動(dòng)比查手冊得：一級減速器選用cw型圓弧圓 柱蝸輪蝸桿減速器輸入轉(zhuǎn)速1465 r/min 傳動(dòng)比10,中心距125mm。二級減速器因無標(biāo)準(zhǔn)減速器可選用，所以需另行設(shè)計(jì)。也選用cw型圓弧圓 柱蝸桿蝸輪參數(shù)如下:表3-3二級蝸輪蝸桿減速器主要參數(shù)傳動(dòng)比30.5 中心距a 225mm蝸桿頭數(shù) z 2蝸輪齒數(shù) z2 61模數(shù) m 6. 3模數(shù) m 6. 3蝸桿分度圓直徑dl mq 63mm蝸輪分度圓直徑 d2 384. 3mm蝸桿齒根圓直徑dfl 47.88mm 蝸輪齒根圓直徑df2 371.9mm蝸桿齒頂圓直徑dal 75. 6mm蝸 輪喉 圓直徑da2 391. 95mm 齒頂高 6. 2m

45、m 蝸輪齒寬 b 50w0. 75dal 56. 7mm(4) 萬向聯(lián)軸器的選用和校核分配箱與工作餛之間使用的聯(lián)軸器選用ws型十字軸式萬向聯(lián)軸器。十字軸 的材料一般為中碳合金鋼，如42crm0、40cr ；或低碳合金鋼，如18cri0ti、 20mnvb. 20crm0等，經(jīng)滲碳淬火后，表面硬度達(dá)58641 irco十字軸軸徑的主 要失效形式是軸頸在軸肩處的彎曲強(qiáng)度不足，根據(jù)4得彎曲強(qiáng)度條件為：(3-24)tc -萬向聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(n?mm)r十字軸中心到軸頸中部的距離(mm)s -軸頸屮部到軸肩的距離(価)d、d0軸頸直徑和內(nèi)徑(mm)十字軸材料的許用彎曲應(yīng)力，一般取os/ （33. 5

46、） （mpao s 十字軸材料的屈服極限（mpa）當(dāng)軸肩圓角半徑過?。ㄒ话銘?yīng)使r/d 0.1 ,且r 3mm），或載荷不穩(wěn)定，應(yīng) 力變化較大時(shí)，還應(yīng)按彎曲疲勞強(qiáng)度校核軸肩處的安全系數(shù)。在本案中不對其進(jìn) 行驗(yàn)算。展望在參照以往的設(shè)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，對該矯直機(jī)的壓下系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。為使 壓下蝸輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更加靈活，減少蝸輪的磨損，同時(shí)也考慮到蝸輪承受較大軸向 力，故加裝了一對圓錐滾子軸承。雖然在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中本人力求在每一個(gè)板塊中 做到嚴(yán)謹(jǐn)、先進(jìn)、合理，使該矯直機(jī)的每一個(gè)結(jié)構(gòu)、每一項(xiàng)功能都盡量貼近實(shí)際, 滿足現(xiàn)實(shí)要求，但受到學(xué)識、經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)能力、時(shí)間方面的制約而不能盡善盡美, 因此該矯直機(jī)在未來的時(shí)間里

47、可在以下方面進(jìn)行升級改進(jìn)：支撐方案改進(jìn)。在本設(shè)計(jì)案中，每個(gè)工作轆只有一個(gè)支承轆支撐。這種方案 雖結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，但其只能對工作幅中部豎直方向起到支撐作用，而 對工作輾靠近軸承端的部分以及水平方向的撓曲變形不能有效抑制，所以日后可 對支扌掌方案進(jìn)行改進(jìn)。增加支承輾緩沖裝置。在本案中，支承輾的軸承座與上機(jī)架是剛性連接的， 工作轆軋制吋產(chǎn)生的振動(dòng)會傳遞至支撐轆和上機(jī)架，這種頻繁的振動(dòng)對由鋼板焊 接而成的上機(jī)架是極為不好的，可能會損壞機(jī)架結(jié)構(gòu)，縮短矯直機(jī)的使用壽命。 此外，這種振動(dòng)可能會破壞支承銀和工作銀的工作面。所以，改進(jìn)時(shí)應(yīng)為每個(gè)支 承轆加設(shè)緩沖裝置。優(yōu)化上機(jī)架結(jié)構(gòu)。本案中，上機(jī)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜

48、，加工制造很不方便，容易產(chǎn)生撓曲變形，影響矯直機(jī)的剛度和矯直精度。增加工作餛緩沖裝置。本案中，工作餛與上機(jī)架靠螺栓連接，靠上機(jī)架上的 16根彈簧消振。該緩沖方案雖結(jié)構(gòu)簡單，可以起到緩沖作用，但振動(dòng)會經(jīng)由工 作車?yán)鬟f至機(jī)架，頻繁的振動(dòng)可能會破壞機(jī)架結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)對其改進(jìn)。改進(jìn)壓下系統(tǒng)。木案中，采用的是蝸輪蝸桿式的機(jī)械壓下機(jī)構(gòu)，存在著體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等諸多缺點(diǎn)，后改進(jìn)可采用液壓壓下系統(tǒng)，提高設(shè)備的電氣化和 自動(dòng)化程度。參考文獻(xiàn)【1】黃華清.軋鋼機(jī)械.第一版.北京：冶金工業(yè)出版社，1979【2】黃慶學(xué).軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì).北京：冶金工業(yè)出版社，2007成人先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.ms： * 吐第二版第1卷.北京

49、：化學(xué)工業(yè)出版社,20024成人先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第四版第2卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002成大先機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第四版第5卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,20026成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第四版第4卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002【7】 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第八版.北京：高等教育出版社，20078哈工大學(xué)理論力學(xué)教硏室.理論力學(xué).第六版.北京：高等教育出版社，20029 武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究院.板帶車間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì).第一版（下冊）. 北京:冶金工業(yè)出版社,1984【10】成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本第一版，電機(jī)與電器.北京：化 學(xué)工業(yè)出版社，2004【11】 鄒家祥.軋鋼機(jī)械.第3版.北京：冶金工

50、業(yè)出版社，2000致謝將近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，欣賞著這三月來自己所做的作品，回憶 著這期間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，心中滿是成就感和充實(shí)感。我要感謝自己當(dāng)初幸運(yùn)的選擇 了張老師的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。張老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，不僅是我的指導(dǎo)老師, 而且還像朋友般，無論誰有學(xué)業(yè)、工作抑或是生活上的問題，他都關(guān)切的關(guān)心問 候，以自己的經(jīng)驗(yàn)給予我們指導(dǎo)，幫助尋求解決的方法。設(shè)計(jì)組中數(shù)位同學(xué)的工 作沒有落實(shí)，他盡自己所能積極的予以推薦指導(dǎo)。為了督促我們認(rèn)真嚴(yán)格的完成 設(shè)計(jì)任務(wù)，他更是身體力行，不辭辛勞的經(jīng)常到四層的設(shè)計(jì)室指導(dǎo)。有時(shí)對于一 些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)我們隨意帶過，認(rèn)為無所謂，張老師嚴(yán)肅地批評我們說：作為一個(gè)設(shè) 計(jì)人

51、員，對自己的所書所寫耍認(rèn)真負(fù)責(zé)，否則就不要亂寫。古語云：“徳高為師, 身正為范”，張老師將這句話詮釋得淋漓盡致。此外，我還要感謝我的同組同學(xué)，當(dāng)有問題向他們請教時(shí)，他們盡自己所能 幫助我解決問題，在此萬分感謝！附件1基丁振動(dòng)監(jiān)測的設(shè)備故障診斷技術(shù)在大型軋鋼機(jī)械上的應(yīng)用摘要對基于振動(dòng)的設(shè)備故障診斷技術(shù)做了較全面和深入的介紹,通過實(shí)例介紹了該診斷技術(shù)在軋鋼機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用。指出該診斷技術(shù)可同時(shí)對一個(gè)測點(diǎn) 進(jìn)行復(fù)雜的時(shí)域、頻域、相關(guān)域、統(tǒng)計(jì)域等分析，具有一定的趨勢預(yù)測分析能力。關(guān)鍵詞軋鋼機(jī)械；振動(dòng)監(jiān)測；故障診斷1刖b軋鋼機(jī)械屈于大型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，是軋鋼廠的關(guān)鍵設(shè)備。轉(zhuǎn)軸組件是軋機(jī)的核 心部分，它包括旋轉(zhuǎn)

52、軸、齒輪傳動(dòng)件、聯(lián)軸器、滑動(dòng)和滾動(dòng)軸承等。人們通過長 期觀察和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的絕大多數(shù)前期故障都會表現(xiàn)出異常的振動(dòng)，因此 掌握機(jī)械振動(dòng)的一般規(guī)律就能從振動(dòng)信號中識別出常見的設(shè)備故障。通過對振動(dòng) 信號波形進(jìn)行簡單的時(shí)域、頻域以及小波分析可對振動(dòng)進(jìn)行一般的識別,振動(dòng)的 可識別性是對機(jī)械故障進(jìn)行振動(dòng)噪聲測試分析的技術(shù)前提。因此,采用在設(shè)備診 斷技術(shù)領(lǐng)域較成熟的振動(dòng)分析技術(shù)作為技術(shù)的突破口對軋鋼機(jī)進(jìn)行日常振動(dòng)狀 態(tài)監(jiān)測，就能在設(shè)備運(yùn)行中或基本不拆卸全部設(shè)備的情況下，掌握軋機(jī)運(yùn)行狀態(tài), 判定產(chǎn)生故障的部位和原因，并預(yù)測未來的技術(shù)狀態(tài),從而可在早期有效地發(fā)現(xiàn), 以及在后期及吋地抑制故障，保障生產(chǎn)的可持

53、續(xù)發(fā)展。2信號識別與獲取任何機(jī)器設(shè)備在運(yùn)行中都會產(chǎn)牛振動(dòng)，機(jī)器的振動(dòng)信號中包含了豐富的機(jī)器 運(yùn)行的狀態(tài)信息。當(dāng)設(shè)備發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)，振動(dòng)將會發(fā)生變化，一般表現(xiàn)為振幅 加大。由不同類型、性質(zhì)、原因和部位產(chǎn)生的故障所激發(fā)的振動(dòng)具有不同的特征, 這些特征表現(xiàn)為頻率成分、幅值大小、相位差別、波形形狀和能量分布狀況等。 振動(dòng)信號的性質(zhì)和特征不僅與故障有關(guān)，還與系統(tǒng)的固有特性有關(guān)，具體表現(xiàn)為 同一故障發(fā)牛的部位不同、故障激勵(lì)傳遞通道 即傳遞函數(shù) 不同,其振動(dòng)特征和 響應(yīng)亦會有較大的差別?？倆,設(shè)備的振動(dòng)是由故障激勵(lì)和系統(tǒng)特性所共同決定 的,但很多情況下，振動(dòng)特征和故障類型之間并不是一一對應(yīng)的關(guān)系，不能簡單

54、地對號入座,這就給振動(dòng)的識別帶來一定的困難。因此，振動(dòng)的識別對于設(shè)備診斷技術(shù)的完善是至關(guān)重要的。軋鋼機(jī)械工作時(shí)軋件是非連續(xù)地被軋制的，其轉(zhuǎn)速并不 恒定、功率更是從空載到滿負(fù)荷間周期地波動(dòng)。從原動(dòng)機(jī)到軋轆間有龐大的傳動(dòng) 和減速機(jī)構(gòu)，可能出現(xiàn)的故障類型很多，因此檢測設(shè)備、測點(diǎn)、點(diǎn)檢方式和點(diǎn)檢時(shí) 間的選擇對診斷的準(zhǔn)確與否起關(guān)鍵作用。為保證所測數(shù)據(jù)具有可比性，在測定數(shù) 據(jù)時(shí)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：每次測量要在同一測點(diǎn)進(jìn)行，否則由于激振源到測 點(diǎn)的傳遞函數(shù)不同，而使測量的結(jié)果相差很大。保持毎次測量時(shí)機(jī)器的工況相 同。保持測量的參數(shù)相同，一般來說,頻率在10100hz的振動(dòng)應(yīng)以位移作為數(shù) 采器的輸出參數(shù),頻率

55、在1001 ooohz的振動(dòng)應(yīng)以速度作為數(shù)采器的輸出參數(shù), 頻率在1 ooohz以上的振動(dòng)應(yīng)以加速度作為數(shù)采器的輸出參數(shù)。使用的儀器相 同和測量的方法如傳感器及其固定方式相同。在測振過程屮，測點(diǎn)的選擇同樣 影響監(jiān)測結(jié)果，其選擇原則是：1測點(diǎn)應(yīng)選擇在振動(dòng)信號傳遞的通道上而口路線最短的位置，盡量減少中 間傳遞介質(zhì)。2測點(diǎn)應(yīng)選在信號反應(yīng)比較敏感的部位，如軸承座、機(jī)座等。3測點(diǎn)應(yīng)選擇在便于多方位測量的位置。一般測振動(dòng)要選定三個(gè)方向水 平x、垂直y、軸向a來評定，特別對低頻振動(dòng)，更要強(qiáng)調(diào)其方向性高頻振動(dòng)對 方向不敏感。4對于大型機(jī)械設(shè)備，受傳遞函數(shù)的影響，應(yīng)多點(diǎn)檢測。3軋鋼機(jī)械等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的常見故障及其診

56、斷方法旋轉(zhuǎn)機(jī)械的常見故障，按轉(zhuǎn)子類型和振動(dòng)性質(zhì)的不同，可分為:轉(zhuǎn)子不平衡、 轉(zhuǎn)子不對屮、基座或裝配松動(dòng)、轉(zhuǎn)子與定子摩擦、感應(yīng)電機(jī)振動(dòng)、滾動(dòng)軸承故障、 齒輪機(jī)構(gòu)的振動(dòng)等。利用振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)對這些常見機(jī)械故障可進(jìn)行較為堆確的診 斷。3. 1轉(zhuǎn)子不平衡不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中最常見的一種故障。引起不平衡的原因較多，如安裝不 良造成偏心、配合松動(dòng)、軸彎曲變形、加工制造誤差以及長期運(yùn)行屮產(chǎn)生不均勻 磨損等。我們從離心力的計(jì)算公式易知，不平衡振動(dòng)對轉(zhuǎn)速的變化是最敏感的。 轉(zhuǎn)子不平衡的振動(dòng)特征是：剛性轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)時(shí)振幅隨轉(zhuǎn)速的增大而增大，柔性轉(zhuǎn) 子在啟動(dòng)時(shí)振幅是先增大而后減小。在頻率特征方而，不平衡振動(dòng)的頻率成分單 一而明朗，主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子的基頻;在相位方面,水平和垂直方向的振動(dòng)相差90?, 且通常水平方向的振動(dòng)比垂直方向的大、徑向振動(dòng)比軸向振動(dòng)要大。3. 2轉(zhuǎn)子不對中轉(zhuǎn)子不對中是指轉(zhuǎn)子中心與軸承中心不對中，或多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中各轉(zhuǎn)子的軸線 不對中，也是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的一類多發(fā)性的典型故障。不對中有三種類型，即平行不對 中、角度不對中、綜合不對中。其產(chǎn)牛的原因有:轉(zhuǎn)子及支座安裝不良、軸承支 座不均勻膨脹引起變形、地基變形以及熱不對屮等。轉(zhuǎn)子不對屮的振動(dòng)特征是： 當(dāng)轉(zhuǎn)子不對中時(shí)將產(chǎn)生一種附加彎矩，形成附加激勵(lì)，故軸向振動(dòng)往往是存在不 對中的一種征