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

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I摘要摘要矯直機(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)生產(chǎn)的幾種矯直機(jī)為參照，結(jié)合本案設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了九輥矯直機(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、電動機(jī)功率計(jì)算、工作輥和支撐輥的結(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)鍵詞關(guān)鍵詞：矯直機(jī)；工作輥；支承輥；壓下機(jī)構(gòu)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IIAbstractStraightening machine is a equipm

2、ent, which straighten metal bar, pipe workpiece, wire and so on. After rolling, there are arch bending, vertical and horizontal bending, protuberance in steel strip. So it must be straightened. I consulted straightening machine of Tai Zhong Group, combining with the design requirements of the progra

3、m, then designed the nine roller straightening machine. 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

4、s basic parameters, the structural design and the checking of the work roll and backup roll, the structural design and checking of screwdown Key words: Straightening machine; work roll; backup roll; screwdown本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III目錄目錄摘要摘要.IABSTRACT .II目錄目錄.III一、前言一、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、方案確定二、

5、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)算三、設(shè)計(jì)計(jì)算 .173.1 矯直機(jī)基本參數(shù)的確定.173.2 輥式矯直機(jī)的力能參數(shù)確定.19展望展望 .35參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .36致致謝謝 .37附件附件 1 .38附附件件 2 .46本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1一、前言一、前言1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀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，

6、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

7、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)象比較明顯。例如矯直輥負(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，就矯直理論的總體來看，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)，如輥數(shù)、輥距、輥徑、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、斜輥矯直特性、斜輥輥形特性、拉彎變形匹配特性等都缺乏理論闡述；

8、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)到很本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2高的水平。在我國古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品與工具，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

9、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。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)動代替蒸汽動力為標(biāo)志，推動了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。到 1914 年英國發(fā)明了 212 型五輥式矯直機(jī)，解決了鋼管矯直問題，同時(shí)提高了棒材矯直速度。20 世紀(jì) 20 年代，日本已能制造多輥矯直機(jī)。20 世紀(jì) 30 年代中期，發(fā)明了 222 型六輥式矯直機(jī)，顯著提高了管材矯直質(zhì)量。20 世紀(jì) 60年

10、代中期，為了解決大直徑管材的矯直問題，美國薩頓公司研制成功 313 七輥式矯直機(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、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日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，同時(shí)也引進(jìn)許多先進(jìn)的矯直設(shè)備。如英國的布朗克

11、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)；日本的薄板矯直機(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輥形設(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輥形計(jì)算法。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)水平方面又邁出了一大步，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；有的獲得了國家發(fā)明獎。如已經(jīng)研制成功的雙向反彎輥形 2 輥矯直機(jī)、復(fù)

12、合轉(zhuǎn)轂式矯直機(jī)，平行輥異輥距矯直機(jī)及矯直液壓自動切料機(jī)等。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31.2 論文主要研究內(nèi)容論文主要研究內(nèi)容本矯直機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：矯直材料 Q235，鋼板厚度 H=416mm，最大板寬B=2100mm；矯直溫度 400600；矯直速度 0.51.5m/s；矯直輥輥距 280mm；輥徑250mm；輥身長 2350mm，5 個(gè)上輥，4 個(gè)下輥；支承輥輥徑 280mm、輥身長900mm、3 個(gè)上輥、4 個(gè)下輥；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；主電機(jī)一臺、200kw、980r/min、交流。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在本方案中，設(shè)計(jì)計(jì)算了矯直機(jī)

13、的基本力能參數(shù)，如輥距，輥徑等；工作輥的結(jié)構(gòu)與裝配方案，并對其進(jìn)行了校核；支承輥的機(jī)構(gòu)與裝配方案，并對其進(jìn)行校核；壓下系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4二、方案確定二、方案確定2.1 矯直機(jī)類型矯直機(jī)類型2.1.1 壓力矯直機(jī)壓力矯直機(jī)軋件在活動壓頭和兩個(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 200300 毫米）鋼管或用作輥式矯直機(jī)的補(bǔ)充矯直。壓力矯直機(jī)的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低且操作較繁重。壓力矯直機(jī)有立式（圖2-1a）和臥式（圖 2-1b）兩種。2.1.2 拉伸矯直機(jī)拉伸矯直機(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

14、板和有色金屬板材。通常，輥式板帶材矯直機(jī)只能有效的矯直軋件的橫向或縱向彎曲（即二元形狀缺陷） 。至于板帶材的中間瓢曲和邊緣浪形（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。為了矯正這種缺陷，需要使軋件產(chǎn)生適當(dāng)?shù)乃苄匝由?。在普通輥式矯直機(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)生彈塑性變形，從而將軋件矯直。圖 2-1j 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 2-1k 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

15、 2-1l 是連續(xù)拉伸機(jī)組。它由兩個(gè)張力輥組成 。拉伸所需的張力由張力輥對帶材的摩擦力產(chǎn)生。這種矯直機(jī)主要用于有色金屬。圖 2-1m 是帶有張力的輥式矯直機(jī)組。這種結(jié)構(gòu)用于連續(xù)矯直高強(qiáng)度薄帶材。但因輥式矯直機(jī)的工作輥很難單獨(dú)調(diào)整，同時(shí)，在張力作用下，工作輥容易竄動，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。2.1.3 拉彎矯直機(jī)拉彎矯直機(jī)曲的基本原理是當(dāng)帶材在小直徑輥?zhàn)由蠌澢鷷r(shí)，同時(shí)施加張力，使帶材產(chǎn)生彈塑本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5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

16、高酸洗速度。圖 2-1 矯直機(jī)的基本類型2.1.4 管材、棒材矯直機(jī)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)彎曲軋件，是軋件矯直 。圖 2-1g 是斜輥式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的工作輥具有類似雙曲線的空間曲線的形狀。兩排工作輥軸線相互交叉。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 2-1h 是“313”型輥式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的設(shè)備重量輕，易于調(diào)整和維修，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6用于矯直管棒材時(shí)，效果很好。圖2-1i 是偏心軸式矯直機(jī)用來矯直薄壁管。2.1.5 輥式矯直機(jī)輥式矯直機(jī)在輥式矯直機(jī)上軋件多次反復(fù)彎曲而得到矯直。輥式矯直機(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

17、帶材車間獲得廣泛應(yīng)用。輥式矯直機(jī)的類型很多，在圖 2-1 中圖 ch 列出了幾種主要的類型。圖2-1c 是上排每個(gè)工作輥可單獨(dú)調(diào)整的輥式矯直機(jī)。這種調(diào)整方式較靈活，但由于結(jié)構(gòu)配置上的原因，它主要用于輥數(shù)較少、輥距較大的型鋼矯直機(jī)。圖 2-1d 是整排上工作輥平行調(diào)整的矯直機(jī)。通常，出入口的兩個(gè)上工作輥（也稱導(dǎo)向輥）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 412mm 以上的中厚板。圖 2-1e 是整排上工作輥可以傾斜調(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 2-1f 是上排工作輥可以局

18、部傾斜調(diào)整（也稱翼傾調(diào)整）的矯直機(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 矯直原理矯直原理若軋件具有單值曲率的圓弧，則用三個(gè)輥?zhàn)邮蛊浞磸澲燎蕿?，且連續(xù)通過，01r1即可完全矯直。但實(shí)際情況中，軋件的原始曲率沿長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)輥?zhàn)拥某C直方法是不行的。為了保證矯直質(zhì)量，必須增加矯直輥的數(shù)量。輥式矯直機(jī)一般至少要五個(gè)工作輥。本設(shè)計(jì)方案采用的是上下輥平行排列的矯直方案，即上排輥相對下排輥平行排列，集體升降，矯直時(shí)所有上排輥?zhàn)拥膲合铝肯嗤?，除首尾輥外，其余各輥?zhàn)犹庈埣澢料嗤那省?f當(dāng)時(shí)，矯直原始曲率為的軋件，若第 2

19、輥使變?yōu)椋?3 輥11fw010r01r11r使變?yōu)?，由于彈性變形不足和殘余?yīng)力的影響，后面的輥?zhàn)幼饔貌淮?，軋件?1r11r本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7殘余曲率會接近于0。為了提高矯直精度，較徹底的消除殘余曲率，必須11r。11fw圖 2-2 上下輥平行排列矯直原理圖如上圖所示，軋件的原始曲率為0。通過第 2 輥?zhàn)雍?，變?yōu)?，殘余?1r11r11r率為，通過第 3 輥?zhàn)雍?，變?yōu)楹妥優(yōu)椋瑲堄嗲蕿?1r11r01r11r11r21r11r；通過第 4 輥?zhàn)雍?，變?yōu)?，殘余曲率為；依次類推，殘余曲?1r11r21r21r31r范圍逐漸縮小，經(jīng)若干輥?zhàn)雍?，殘余曲率趨于定值。若矯直機(jī)的出口輥的壓下可單獨(dú)

20、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)際上輥數(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)，則起到增加輥數(shù)的作用，即可提高矯直精度。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）82.3 矯直機(jī)結(jié)構(gòu)矯直機(jī)結(jié)構(gòu)2.3.1 工作輥的布置方案工作輥的布置方案按工作輥的調(diào)整方法和排列方式不同，工作輥的結(jié)構(gòu)有以下幾種基本形式： 1）每個(gè)上輥可單獨(dú)調(diào)整高度的。如圖 2-3a，每個(gè)上輥都具有單獨(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)際中一般輥數(shù)較少。 2）上排輥?zhàn)蛹w平行調(diào)整高度。如圖 2-3b，上排

21、輥?zhàn)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，所以輥?zhàn)拥膲合铝肯嗤?，結(jié)構(gòu)比較簡單。但這種調(diào)整方式只能用較小的（甚至是最小的）有效彎曲變形，才能得到較高的矯直精度，否則將出現(xiàn)較大的殘余曲率。為解決上述缺點(diǎn)，通常出入口上輥為單獨(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）上排輥?zhàn)蛹w傾斜調(diào)整。如圖 2-3c，上排輥?zhàn)影惭b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 板材輥式矯直機(jī)上輥調(diào)整方案a-每個(gè)上輥單獨(dú)調(diào)整；b-上輥集體平行調(diào)整；c-上輥集體傾斜調(diào)整圖 2-4 混合排列的輥

22、式矯直機(jī)a-入口平行、出口傾斜；b-中間平行、倆端傾斜本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 4）平行和傾斜混合排列的矯直機(jī)。如圖 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。2.3.2 支撐輥的布置方案支撐輥的布置方案1）垂直布置。支承輥僅承受工作輥垂直方向的彎曲。這種布置形式僅用于輥徑與輥身長度比值較大的矯直機(jī)。圖 2-5 板材矯直機(jī)支承輥的布置形式a-垂直布置；b-交錯布置；c-垂直和交錯混合布置2) 交錯布置。支承輥承受工作輥垂直方向的彎曲，矯直過程中工

23、作輥比較穩(wěn)定。與垂直布置得想反，多用于工作輥輥徑與輥身長度比值較小的矯直機(jī)。3）垂直和交錯混合布置。下排支承輥采用垂直布置形式，可漏掉輥間的氧化鐵皮和其他物質(zhì)，從而減輕輥面磨損，可提高輥?zhàn)訅勖＿@種布置形式多用于矯直帶氧化鐵皮的熱軋鋼板。 圖 2-6 雙層矯直輥的矯直機(jī)示意圖1-板材；2-工作輥；3-外層支承輥；4-中間支承輥本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）104）雙層支承輥。隨著板材厚度的減小，矯直機(jī)工作輥輥徑和輥距相應(yīng)減小，則支承輥直徑可能受到限制，為加強(qiáng)支撐作用和扭轉(zhuǎn)能力，增設(shè)大直徑的外層支承輥和改為內(nèi)層支承輥（中間支承輥）傳動。目前這種矯直機(jī)用于鋁及鋁合金薄帶的拉彎矯直機(jī)組中。 對于板材，尤其是薄

24、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，支承輥又分一段、二段、三段的和多段的若干種。右圖 2-7 所示為三段式支承輥矯直方案，其各段支承輥可單獨(dú)調(diào)整壓下，沿工作輥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布置。 圖 2-7 雙邊浪形（上） ，中間瓢曲（中） ，單邊浪形（下） 2.3.3 工作機(jī)座的結(jié)構(gòu)形式工作機(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，可以調(diào)整上、下臺架的相互位置，從而也

25、調(diào)整了矯直輥的壓下量。中厚板矯直機(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)動的，如圖 2-8 所示；整體傾斜壓下是由兩套驅(qū)動裝置完成的，如圖 2-9 所示。圖 2-8 集體驅(qū)動壓下裝置a-兩級蝸桿減速 b-兩級蝸桿減速 c-圓柱齒輪-蝸桿減速本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11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 2-10 11-260/3002300 鋼板矯直機(jī)總圖1-壓下傳動裝置；2、9-支承輥調(diào)節(jié)裝置；3、7-上下支承輥；4、8-上下臺架；6-上下工作輥；10-緊固螺母； 11-立柱； 12-壓

26、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-出入口工作輥圖 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）矯直機(jī)上排輥是整體平行調(diào)整的（出、入口工作輥可以單獨(dú)調(diào)整） ，因此，上臺架 4 只是由一臺雙輸出軸 電動機(jī)分別通過兩級蝸輪減速機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動四個(gè)立柱上壓下螺母。壓下裝置中的四個(gè)立柱同時(shí)是壓下螺絲，它們由螺母 10 固定在下臺架 8 上。在調(diào)整壓下時(shí)，立柱不動，而是壓下螺母 12 和平衡螺母 14 隨上臺架一起移動。壓下螺母同時(shí)也是壓下減速機(jī)的蝸輪。為了消除壓下螺母和螺絲之間的間隙，裝設(shè)了同

27、步彈本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12簧平衡裝置。在托盤 15 上的平衡彈簧 16 通過拉桿平衡整個(gè)上臺架及上面機(jī)件的重量（過平衡） 。壓下螺母 12 與平衡螺母 14 由內(nèi)齒套 13 聯(lián)接。托盤 15 通過平面軸承支托在平衡螺母上。這種裝置可使平衡彈簧隨著臺架升降。在調(diào)整壓下量時(shí)，彈簧 16 不產(chǎn)生附加變形。 2牌坊式牌坊式矯直機(jī)的機(jī)架牌坊可以是開式的也可以是閉式的。圖 2-11 是橫切機(jī)組中的一臺 11 輥矯直機(jī)結(jié)構(gòu)圖。它采用了閉式牌坊。矯直機(jī)上排工作輥既能整體平行調(diào)整，又能整體傾斜調(diào)整。牌坊式工作機(jī)座的特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛性較好，輥?zhàn)拥恼{(diào)整和拆卸方便。故新設(shè)計(jì)的薄帶矯直機(jī)常采用這種形式。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較

28、復(fù)雜，外形尺寸也較大。圖 2-11 11-90/1001700 鋼板矯直機(jī)總圖1、4-牌坊架；2-上橫梁；3-電動機(jī)；5-凹弧面移動滑座；6-凸弧面擺動橫梁；7、10-支承輥；8、9-工作輥； 11-小齒輪；12-手輪；13-連桿；14-扇形齒輪；15-偏心軸；16-壓下螺母；17-壓下螺絲；18-滑塊；19-弧形導(dǎo)板；20-平衡梁；21-滾動軸承；22-螺栓；23-螺母；24-楔塊；25-支座；26-懸臂軸；27-軸承2.3.4 主傳動系統(tǒng)主傳動系統(tǒng)1.機(jī)列布置機(jī)列布置是指電動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)座的總體安排。他取決于車間內(nèi)與之聯(lián)系的設(shè)備布置情況、安置該矯直機(jī)的面積亦即傳動裝置的布置形式等。

29、圖 2-12 是幾種典型的機(jī)列布置示意圖。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13圖 2-12a 是機(jī)列布置中最簡單的一種，扭矩由電動機(jī)經(jīng)聯(lián)合減速機(jī)傳到工作輥。由于減速機(jī)與齒輪座放在一個(gè)箱體內(nèi)，機(jī)列布置較緊湊，占地面積小，重量輕，潤滑集中。但是，聯(lián)合減速機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，比較不容易加工制造和維修。圖 2-12b 是電動機(jī)經(jīng)減速機(jī)傳到齒輪座，齒輪座再通過幾根輸出軸傳動工作輥的布置形式。這種布置方式中的減速機(jī)與齒輪座的結(jié)構(gòu)均較簡單，但機(jī)列長度較長。當(dāng)電動機(jī)功率超過 6080 千瓦時(shí)，通常采用雙電機(jī)驅(qū)動（表 2.2 圖 c） 。這樣不僅可以使減速機(jī)負(fù)荷均勻，而且可縮短機(jī)列長度。一般情況，這種布置方式的機(jī)列總寬均不超過工

30、作機(jī)座的寬度，故適于在連續(xù)機(jī)組中布置。圖 2-12d 除具有圖 b、c 的優(yōu)點(diǎn)外，還有機(jī)列總長度較短的優(yōu)點(diǎn)，只是這種布置形式需要使用較為復(fù)雜的傘齒輪減速機(jī)。圖 2-12 幾種典型的機(jī)列布置示意圖本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14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采用兩根相距較遠(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主傳動系統(tǒng) 主傳動系統(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)主傳動系統(tǒng)中，減速機(jī)除有減速作用外，還有均衡分配傳動扭矩的作用，因此也稱減速分配器

31、。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，每種又可分為單支（指單根輸出軸） 、雙支、三支和四支等幾種結(jié)構(gòu)（圖 2-1） 。在輥數(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直機(jī)輥間距相適應(yīng)。因此，在輥式鋼板矯直機(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)的第三輥（或第二輥）受的矯直扭矩最大，因此，對該輥要盡可能由減速機(jī)的一根輸出軸經(jīng)齒輪座直接傳動，以減輕齒輪座的負(fù)荷。優(yōu)勢，為適應(yīng)矯直機(jī)在連續(xù)機(jī)組中的安裝，將矯直機(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)另一端的第三輥

32、（或第二輥）也由減速機(jī)的一根輸出軸傳動。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離（圖 2-1） 。這一值受齒輪座最大中心距的限制。齒輪座最大中心距是按照矯直輥?zhàn)畲笾行木嗪腿f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，也可將直接傳動第三輥改為傳動鄰近的輥，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

33、減少傳動件，且結(jié)構(gòu)緊湊，能減小機(jī)列總長度。（2）齒輪座 一般情況，為防止鋼板在工作輥間打滑，輥式鋼板矯直機(jī)所有的工作輥都是驅(qū)動的。齒輪座的作用是將減速機(jī)傳來的扭矩分配給各個(gè)矯直輥。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15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。一般在工作輥距小于 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，

34、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，通常只在輥距大于 50 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輥采用萬向聯(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，在輥徑小于 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)。齒輪座傳動端的叉頭 6 通過方槽孔，套在齒輪座輸出軸上，叉頭 6 的另一端通過帶槽的球

35、 2（見圖 2-12b）與叉頭 5 相連接。同樣工作輥端的叉頭 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。在小輥距矯直機(jī)上也可采用簡易型鋼球萬向接軸（圖 2-13） 。這種聯(lián)軸節(jié)中采用標(biāo)準(zhǔn)鋼球（GB30864） ，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。拆卸時(shí)，松開鋼絲 6，去掉夾木 7，叉頭 3 即可沿軸向取下。在有的矯直機(jī)上還采用滾動軸承鉸鏈?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。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16圖 2-12 帶槽球形萬向聯(lián)軸節(jié)a-聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)；

36、b-球結(jié)構(gòu)1-工作輥端叉頭；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-叉頭；2-鋼球；3-叉頭；4-接軸；5-導(dǎo)向鍵；6-緊固鋼絲；7-夾木 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17三、設(shè)計(jì)計(jì)算三、設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 矯直機(jī)基本參數(shù)的確定矯直機(jī)基本參數(shù)的確定3.1.1 輥距輥距 t 的確定的確定輥距 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)，其基本條件是軋件應(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)輥?zhàn)拥姆磸澢时仨殱M足下列條件： （3-1）Ehsw211顯然，若板材的 E 已確定，則 s越大或 h 越小，反彎曲率半徑 也

37、應(yīng)越小。與此對應(yīng)，矯直輥徑 D 與輥距 t 也應(yīng)越小。確定輥距的原則是既要保證軋件矯直質(zhì)量，又要滿足輥?zhàn)拥膹?qiáng)度條件。最小允許輥距受輥?zhàn)訌?qiáng)度條件限制；最大允許輥距取決于軋件矯正質(zhì)量。根據(jù)【1】得：最小允許輥距為 （3-2） mmEhts41.51235101 . 2443. 043. 05maxmin圖 3-1 最大允許輥距 tmax的確定本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18如圖 3-1 所示根據(jù)1 p369 得最大允許輥距為： （3-3）mmEhts42.500235101 . 26 . 135. 035. 05minmax根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值輥距取 t=155mm 3.1.2 輥徑輥徑 D 的確定的確定由下表可知

38、道工作輥直徑 D=0.95t=147.25mm 圓整取 D=150mm表 31 輥徑與輥距的比值矯直機(jī)類型/D t矯直機(jī)類型/D t薄板矯直機(jī)0.90.95厚板矯直機(jī)0.70.85中板矯直機(jī)0.850.90型鋼矯直機(jī)0.750.903.1.3 輥數(shù)輥數(shù) n 的確定的確定增加輥數(shù)即是增加軋件的反彎次數(shù)，輥數(shù)增加有利于提高矯直質(zhì)量，但也會增加軋件的加工硬化和矯直功率，為此，選擇輥數(shù)的是在保證矯直質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。輥式矯直機(jī)常用的輥數(shù)如下表：表 32 輥式矯直機(jī)常用輥數(shù)矯直機(jī)類型輥式鋼板矯直機(jī)輥式型鋼矯直機(jī)鋼板厚度 mm軋件種類0.25-1.51.5-66中小型型鋼大型型鋼輥數(shù) n19-2

39、911-177-911-137-9 因?yàn)橛糜诔C直帶頭因?yàn)橛糜诔C直帶頭 所以選擇所以選擇 5 輥輥3.1.4 輥身輥身 L 的確定的確定輥身長度 L 取決于軋件最大寬度，根據(jù)1得： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19 L=bmax+a （3-4）當(dāng) bmax200mm 時(shí)，a=100300mm 。所以 L=1380+300=1680mm 取 L=17003.1.5 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1表 11-6，=0.16.0m/s 在此取=0.5m/s。 3.2 矯直力與矯直力矩的計(jì)算 1.矯直力的計(jì)算圖 3.1 工作輥受力情況根據(jù)文獻(xiàn)1可知，

40、各輥?zhàn)由系牧梢愿鶕?jù)軋件斷面的力矩平衡條件求出，即： （3.5）12223323443455422(2)2(2)2(2)2PMtPMMtPMMMtPMMMtpMt式中：t 矯直輥輥距。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20今假設(shè)第 2、3、4 輥下軋件彎曲力矩為塑性彎曲力矩;sM由文獻(xiàn)2，5-12得輥式矯直塑性彎曲力矩為=N mm，sMs42maxbh3210303640 . 41380550其中：（42CrMo)為矯直輥屈服極限，=550MPa 。ss將上述三個(gè)假設(shè)代入式（3.3） ，可得出各輥下矯直力的計(jì)算式為：=39.17kN1PsMt2=117.10kN2PsMt6=156.68kN3PsMt8=1

41、17.10kN4PsMt6= 39.17kN5PsMt2故作用在上下輥?zhàn)由系膲毫偤蜑?：=+=469.02kN （3.6）pnip11P2P3P4P5P2. 矯直力矩的計(jì)算： 矯直過程按照以下假設(shè)進(jìn)行分析：1）認(rèn)為各輥下的彎曲力矩均是塑形彎曲力矩；iMsM2）認(rèn)為彈復(fù)變形不屬于耗能變形；3）除原始曲率外，其余各輥下的殘余曲率（也就是下一輥的原始曲率）都等01r于小變形矯直方案中的殘余曲率最大值；maxi1r4）對具有原始曲率的軋件，可假設(shè)其平均原始曲率為： 0min10r 00min0min1111=0=r2r2 r式中的數(shù)值，對于鋼板，= ，h 為軋件厚度。 0minr 0minr1030

42、h按照上述假設(shè)，矯直輥上的矯直力矩為：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21 (3.7)max0i112n-72rrwKDMM e其中，按照下列回歸經(jīng)驗(yàn)公式可以近似計(jì)算：maxi1rsmaxi31= 0.6e-0.44rh400 = 0.6 1.50.44=0.2190480.22210000 4 10E Ehesi44. 06 . 0maxr113. 01287. 010421000023544. 0-5 . 16 . 03-， mm 故：=mm。 0min1030r=hh=1.6 4.0 0minr2.5 18.75 ，取大值：。 00min11112 r537.5r01136r將與代入式 3.7 中可

43、得：01rmax1irkNmm28.647513. 075210361303621503kM3.3 矯直功率的計(jì)算查文獻(xiàn)1，輥式矯直機(jī)電動機(jī)功率可按下式計(jì)算： （3.8）212kdNMPfD本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22式中：總矯正扭矩，=6475.28kNmm ；kMkM 作用在矯直輥上的壓力總和，= 469.02kN ；pp矯直輥與軋件的滾動摩擦系數(shù)，對于鋼板=0.0002， 如考慮可能出現(xiàn)較ff大的滑動摩擦，則對于鋼板=0.0008 ；f輥系軸承的摩擦系數(shù)，軸承 ；01. 0D輥?zhàn)又睆?，D= 150 mm ；d輥?zhàn)虞S承處直徑 , d=65 mm；v矯正速度 m/ ， v=0.5m/s ；s傳動

44、效率，=0.768=0.723 。減數(shù)器齒輪座2聯(lián)軸器2萬向接軸2299. 099. 098. 0所以電機(jī)功率：N=21()2kdMP fd =30.0852 1.113.225226.8 (0.00080.01)2150 100.723723. 01101505 . 022065. 001. 00008. 002.469475. 63-）（ =64.57Kw本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23 上述計(jì)算表明，第三根輥?zhàn)由鲜芰ψ畲螅詰?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

45、千瓦 轉(zhuǎn)動慣量為 8.05 kg m,額定轉(zhuǎn)矩為 1910n m 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95mm本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）243.2.4 工作輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核工作輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 （1）工作輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因上下工作輥結(jié)構(gòu)相同，故取上工作輥為研究對象工作輥采用如圖 3-4 所示結(jié)構(gòu)方案，查閱【3】選用 42CrMo 為軋輥材料。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 b s應(yīng)力=186MPa.因軸端尺寸已定，所以依據(jù)【4】7-351，

46、初選軸承型號為 snHR65KBE52X+L。圖 3-4 工作輥結(jié)構(gòu)簡圖上圖中相關(guān)尺寸為：L=2334。5mm c=198mm a=2096mm D=150mm d=65mm p=p30%=156.68 30%=47.00KN 3本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25圖 3-6 軸端裝配的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案（2）工作輥的強(qiáng)度校核軸的計(jì)算簡圖如下：圖 3-7 工作輥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，輥身中央斷面 2-2 處的彎曲力矩為：（3-11）mNbaPMk07.55)83 . 141 . 2(6

47、8.156)84(22本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26則彎曲應(yīng)力： （3-12）aMPDM16315. 01 . 007.551 . 0332222 s2-2由彎矩圖得 截面 1-1 處的彎矩為：15.7kNm 彎曲應(yīng)力為 ：aMPM95.11711. 01 . 07 .15d1 . 03311111 s1-1 則扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： （3-14）aMPdT33.2511. 02 . 028.67452 . 03311 aMPDT9 . 915. 02 . 028.67452 . 03322依第四強(qiáng)度理論校核得： （3-15）223a1-1 斷面 apMP79.12533.2539 .117322211211

48、12-2 斷面 apMP89.1639 . 9316332222222222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)心輥?zhàn)虞S承，基本參數(shù)如下： d=65mm D=120mm B=56mm 基本額定動載荷為 Cr=438KN本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27圖 3-8 軸承受力圖每個(gè)軸承所受的徑向力為：KNPFFrr5 .232%3086.1562%30321-第三輥?zhàn)铀苘堉屏?P因無軸向載荷，故 eFFFraa00所以徑向當(dāng)量動載荷： （3-16）KNFfFYFfPrparpr65.375 .236 . 1)(1其中-載荷系數(shù)=1.21.8, 此處取 1.6p

49、fpf-軸承所受徑向力 KNrF-軸承所受軸向力 KNaF所以軸承壽命： 3-17）hhpcnLrh10000084.183823)65.37269(69.636010)(601031066C- 基本額定動載荷 KNn- 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 min/69.63075. 014. 35 . 03030rrvn-對于滾子軸承 310所以軸承壽命符合要求本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）284 夾送輥的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 夾送輥的輥徑計(jì)算夾送輥是為了改善矯直輥對板材的咬入條件而設(shè)置的。因此送料輥的壓下是彈性壓下，其壓力隨板材的寬、厚不同而可以變化。在工作過程中，輥?zhàn)訅壕o帶材，帶材受拉力 T 的作用。帶材對上下輥?zhàn)拥乃椒较蚰?/p>

50、擦力可按下式計(jì)算：122TTTP采用鋼送料輥在冷狀態(tài)下取=0.15，采用聚氨基甲酸或橡膠包層夾送輥時(shí)，取。在此取。=0.20.25=0.2kN12102TTT=50kN2TP1.夾送輥的輥徑：cDmmmincsh210000 1.6=840400ED按照設(shè)計(jì)要求，在此初定=500mm。cD2.求出輥?zhàn)觽鬟f的功率 P，轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩，并確定最小直徑 d。cM1）已給出夾送輥的張力為 20kN，兩個(gè)輥?zhàn)由系哪Σ亮?10kN，每個(gè)輥1T2T2T子傳遞的功率 P：P=10 0.5=5kW1T傳動效率，=0.768=0.723 。減數(shù)器齒輪座2萬向接軸299. 098. 0本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29所以

51、電機(jī)功率：915. 6723. 0/5/PP電輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速 n：min/1 .191050014. 35 . 06060260n3crDv輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)矩：cM=NmcMc12DT 25002500102）初步確定輥?zhàn)拥淖钚≈睆剑?3dnPA在此選輥?zhàn)拥牟牧蠟?40，查文獻(xiàn)3表 15-3，選取=112，故：rC0AmmnPA64.711 .195112d330在此初選 d=75mm。 4.2 夾送輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 聯(lián)軸器和軸承的選擇最小直徑 d=75mm，輥?zhàn)又睆?250mm。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：?？紤]cD1cac=ATKM到轉(zhuǎn)矩變化很小，查文獻(xiàn)3表 14-1 取=1.3。故=3250Nm。按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩

52、應(yīng)小AKcaTcaT于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)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 =12.5kNm 疲勞轉(zhuǎn)矩 T =6.3kNmnf 2. 滾動軸承的選擇 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)軸徑大小與滾動軸承結(jié)構(gòu)與尺寸，夾送輥軸承座的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4.1 所示：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30圖 4.1 送輥軸承座結(jié)構(gòu) 4. 根據(jù)軸的各部分尺寸和裝配關(guān)系，作出夾送輥的結(jié)構(gòu)草圖

53、，如圖 4.2：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31圖 4.2 夾送輥結(jié)構(gòu)草圖詳細(xì)尺寸見圖紙。4.3 夾送輥的強(qiáng)度校核 由于夾送輥受到徑向載荷，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 夾送輥受力、彎矩、扭矩圖12rrc2max+=1275 mqllM=22FFPTNP求得：=25kN；由彎矩圖得17625Nm。12rrFFmax=M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：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3222322max2500176255 . 0321 cTMW=1.45MPa=156MPa 符合強(qiáng)度要求 危險(xiǎn)截面處進(jìn)行強(qiáng)度校

54、核,按照第三強(qiáng)度理論來進(jìn)行強(qiáng)度校核22322max25009000156. 0321 cTMW=25.1MPa0.1 ，且 r3mm）,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。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）38展望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

55、能盡善盡美，因此該矯直機(jī)在未來的時(shí)間里可在以下方面進(jìn)行升級改進(jìn)：1.1. 支撐方案改進(jìn)支撐方案改進(jìn)。在本設(shè)計(jì)案中，每個(gè)工作輥只有一個(gè)支承輥支撐。這種方案雖結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)方便，但其只能對工作輥中部豎直方向起到支撐作用，而對工作輥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，所以日后可對支撐方案進(jìn)行改進(jìn)。2.2. 增加支承輥緩沖裝置增加支承輥緩沖裝置。在本案中，支承輥的軸承座與上機(jī)架是剛性連接的，工作輥軋制時(shí)產(chǎn)生的振動會傳遞至支撐輥和上機(jī)架，這種頻繁的振動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，這種振動可能會破壞支承輥和工作輥的工作面。所以，

56、改進(jìn)時(shí)應(yīng)為每個(gè)支承輥加設(shè)緩沖裝置。3.3. 優(yōu)化上機(jī)架結(jié)構(gòu)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，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。4.4. 增加工作輥緩沖裝置增加工作輥緩沖裝置。本案中，工作輥與上機(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，但振動會經(jīng)由工作輥傳遞至機(jī)架，頻繁的振動可能會破壞機(jī)架結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)對其改進(jìn)。5.5. 改進(jìn)壓下系統(tǒng)改進(jìn)壓下系統(tǒng)。本案中，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)，日后改進(jìn)可采用液壓壓下系統(tǒng)，提高設(shè)備的電氣化和自動化程度。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）39參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)

57、【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【3】 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 第三版 第 1 卷. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002【4】 成大先. 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【5】 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，2002【6】 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, 2007【8】 哈工大學(xué)理論力學(xué)教研室. 理論力學(xué)

58、. 第六版.北京：高等教育出版社, 2002【9】 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：冶金工業(yè)出版社，2000 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）40致謝致謝將近三個(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

59、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)人員，對自己的所書所寫要認(rèn)真負(fù)責(zé)，否則就不要亂寫。古語云：“德高為師，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！本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）41附件附件 1基于振動監(jiān)測的設(shè)備故障診斷技術(shù)基于振動監(jiān)測

60、的設(shè)備故障診斷技術(shù)在大型軋鋼機(jī)械上的應(yīng)用在大型軋鋼機(jī)械上的應(yīng)用摘摘要要對基于振動的設(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)鍵詞關(guān)鍵詞軋鋼機(jī)械; 振動監(jiān)測; 故障診斷1前言前言軋鋼機(jī)械屬于大型的旋轉(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)軸、齒輪傳動件、聯(lián)軸器、滑動和滾動軸承等。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,因此掌握機(jī)械振動的一般規(guī)律就能從振動信號中識別出常見的設(shè)備故障。通過對振動