四輥逆軋機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、課件之家精心整理資料-歡迎你的欣賞第一章 緒論 1.1、選題背景及目的 大學(xué)生活即將結(jié)束，為了檢驗(yàn)我們的所學(xué)是否能夠真正應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，使我們認(rèn)識到作為一個合格的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備的基本素質(zhì)，學(xué)校為我們安排了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。用半年時間完成一個設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)開始，我們先到了鞍山鋼鐵集團(tuán)公司的冷軋廠，然后到了上海寶剛股份有限公司的特剛分公司和熱軋廠，在那里我看到了2050四輥可逆軋機(jī)，并在師傅的帶領(lǐng)下參觀了2050和1580兩條國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線，對整個軋鋼設(shè)備有個初步了解。熱軋廠的師傅細(xì)心的講解了軋機(jī)的工作原理。軋機(jī)是現(xiàn)代鋼廠中最常見的一種冶金設(shè)備。因此,軋機(jī)設(shè)備的好壞對軋鋼廠的效益有很大的影響。我們

2、的任務(wù)是通過所學(xué)的理論知識設(shè)計(jì)一臺四輥可逆軋機(jī)的主傳動系統(tǒng)。因?yàn)閷?shí)際條件有限，我們的設(shè)計(jì)只是經(jīng)過相關(guān)理論與經(jīng)驗(yàn)公式的推導(dǎo)來設(shè)計(jì)我們所選的冶金設(shè)備,經(jīng)過理論校核檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。1.2、軋鋼生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中的主要地位與作用軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠及連續(xù)鑄坯軋制成材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。用軋制的方法生產(chǎn)鋼材，具有生產(chǎn)率高、品種多、生產(chǎn)過程連續(xù)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)。鋼材的生產(chǎn)方法有軋制、鍛造、擠壓、拉拔等。用軋制方法得到的鋼材，具有生產(chǎn)過程連續(xù)性、生產(chǎn)效率高、品種多、質(zhì)量好、易與機(jī)械化、自動化等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。目前，約有90的鋼都是經(jīng)過軋制成材的。有色金屬成材，主要也用軋制的方法。軋鋼生產(chǎn)在國民經(jīng)

3、濟(jì)中所起的作用是十分顯著的。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，除少量的鋼用鑄造或鑄造方法制成零件外，煉鋼廠生產(chǎn)的鋼錠與連鑄坯有8590以上要經(jīng)過軋鋼車間軋成各種鋼材，供應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)各部門?？梢娫诂F(xiàn)代鋼鐵企業(yè)中，作為使鋼成材的軋鋼生產(chǎn)，在整個國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著異常重要的地位，對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展起十分重要的作用。1.3、國內(nèi)外軋鋼機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r十九世紀(jì)中葉軋鋼機(jī)械只是軋制一些熟鐵條的小型軋機(jī)，設(shè)備簡陋，產(chǎn)量不高；有的軋機(jī)是用原始的水輪來驅(qū)動。大上個世紀(jì)五十年代以后，鋼的產(chǎn)量大增；各先進(jìn)工業(yè)國的鐵路建設(shè)與遠(yuǎn)洋航運(yùn)的發(fā)展，蒸汽驅(qū)動的中型、大型軋機(jī)先后出現(xiàn)了。上個世紀(jì)的電氣化使功率更大的粗軋機(jī)迅速發(fā)展起來。上個紀(jì)5070

4、年代，由于汽車、石油、天然氣的運(yùn)輸，電器電子工業(yè)與食品罐頭工業(yè)的發(fā)展，鋼材生產(chǎn)是以薄板占優(yōu)勢為特征的?？偟膩碚f，軋鋼機(jī)械向著大型、連續(xù)、高速和計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展。 1.3.1粗軋機(jī)的發(fā)展在發(fā)展連鑄的同時，國外仍在新建后擴(kuò)建粗軋機(jī)，以擴(kuò)大開坯能力。這是由于開坯機(jī)具有產(chǎn)品化靈活，便于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)，如日本1969年有三臺板坯粗軋機(jī)和一臺方坯粗軋機(jī)投入生產(chǎn)。至1970年止，世界上有粗軋機(jī)達(dá)200多臺。擁有粗軋機(jī)最多的國家為美國達(dá)130臺，日本42臺，絕大部分為二輥可逆式軋機(jī)，開坯能力達(dá)3億噸以上。七十年代的粗軋機(jī)直徑增大到1500毫米。我國擁有1000毫米以上大型粗軋機(jī)七套，還有750850毫米小

5、型粗軋機(jī)八套,主要于合金鋼廠,為數(shù)不多的650毫米軋機(jī)是中小鋼廠的主要開坯設(shè)備。1959年我國開始自行設(shè)計(jì)制造開坯機(jī)，已制成的開坯機(jī)有700、750、825、850/650、1150等毫米粗軋機(jī)。粗軋機(jī)將向著萬能式板坯軋機(jī)，重型化發(fā)展，并且縮短軋機(jī)輔助機(jī)械工作時間發(fā)展。1.3.2帶鋼熱連軋機(jī)發(fā)展帶鋼熱軋機(jī)分為連續(xù)式帶鋼熱軋機(jī)、四輥及多輥可逆式軋機(jī)、爐卷軋機(jī)和行星式軋機(jī)等。帶鋼熱連軋機(jī)分為全連軋、1/2連軋和3/4連軋機(jī)。帶鋼連續(xù)式熱軋機(jī)主要是生產(chǎn)1.016（20）毫米的熱鋼板卷的，其生產(chǎn)的品種以普通炭鋼為主。在世界上美國首先在1926年采用了熱連軋板機(jī)，這臺軋機(jī)安裝在哥倫比亞鋼鐵公司，軋機(jī)規(guī)格

6、為1030毫米，是1/2連軋，只是有一個粗軋機(jī)架，是近代熱連軋機(jī)的雛形。四十年代以前，帶鋼熱連軋機(jī)，幾乎全部集中在美國。19611971年，美國新建了11臺輥身長度為1473毫米以上的熱連軋機(jī)，稱為“第二代軋機(jī)”。第二代軋機(jī)具有軋制速度高、產(chǎn)量高、自動話程度高的特點(diǎn)。我國從19661970年開始發(fā)展熱連軋板機(jī)，1700毫米3/4熱連軋板機(jī)以投產(chǎn)，其他規(guī)格的熱連軋板機(jī)還有1450毫米半連軋、1450毫米全連軋、750毫米全連軋等。這些年來，薄鋼板的生產(chǎn)比重日趨增加，這是現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)發(fā)展的一個趨勢。熱軋鋼板是汽車、造船、橋梁、電機(jī)、化工等工業(yè)不可缺少的原料，也是冷軋機(jī)的坯料，隨著焊管、冷彎型鋼的發(fā)

7、展，鋼板的需要量日益增長?，F(xiàn)代帶鋼熱連軋機(jī)發(fā)展趨勢是提高產(chǎn)量、擴(kuò)大品種、提高精度、提高自動化程度。采取的主要措施有：提高軋制速度、加大帶卷和坯料重量、建造寬輥身的全連軋、粗軋機(jī)架近距離布置、采用快速換輥裝置、提高產(chǎn)品精度和軋機(jī)剛度、采用板厚自動控制系統(tǒng)、精軋機(jī)軋輥輥型控制、采用計(jì)算機(jī)控制。90年代以來，鋼鐵生產(chǎn)短流程迅速開發(fā)和推廣，薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，正在改變著傳統(tǒng)的熱軋機(jī)市場。自1987年7月第一套薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線在美國紐柯公司投產(chǎn)以來，到1997年已建成的有33套。連鑄連軋技術(shù)是將鋼的凝固成型與變形成型兩個工序銜接起來，將連鑄坯在熱狀態(tài)下繼續(xù)送入精軋機(jī)組，直接軋制成帶卷產(chǎn)品。德國

8、西馬克公司的CSP技術(shù)、德馬克公司的ISP技術(shù)、奧鋼聯(lián)開發(fā)的Conroll技術(shù)等都有用戶采用。1.3.3帶鋼冷連軋機(jī)發(fā)展世界第一套連續(xù)式鋼板冷軋機(jī)于1924年在美國惠林鋼鐵公司投產(chǎn)。該軋機(jī)是四個機(jī)架，軋輥身長812毫米，軋制速度為1.8米/秒，主傳動電機(jī)為760千瓦。冷連軋機(jī)獲得廣泛應(yīng)用是在四十年代以后?，F(xiàn)代冷軋機(jī)上，廣泛的采用液壓彎輥裝置以調(diào)整輥型來改善板型。由于冷軋帶鋼厚度公差要求較高，為增加軋機(jī)壓下裝置的反映速度，采用全液壓壓下裝置、帶鋼厚度自動控制裝置，以及采用快速自動換輥機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電子計(jì)算機(jī)控制等。冷軋鋼板及帶鋼近年來得到較大發(fā)展。冷連軋機(jī)末架出口速度可達(dá)到2541.7m/s。為了提

9、高產(chǎn)量，冷卷卷重已達(dá)到60t。一套冷連軋機(jī)產(chǎn)量可達(dá)到250萬t。近十年冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)幾設(shè)備有了新發(fā)展：1）酸洗-冷軋聯(lián)合機(jī)組、2）板形控制技術(shù)、3）連續(xù)退火、全氫罩式退火技術(shù)的應(yīng)用及多種涂鍍生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展、4）帶鋼連鑄-冷軋工藝1.3.4鋼管軋機(jī)的發(fā)展工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，如美國、蘇聯(lián)、西德等擁有大量的現(xiàn)代話熱軋鋼管設(shè)備，其中主要是自動軋管機(jī)和周期式軋管機(jī)，生產(chǎn)鋼管占世界熱軋管產(chǎn)量的92%。鋼管增長率7.5%，它們生產(chǎn)的熱軋管產(chǎn)量占世界鋼材產(chǎn)量的15%左右。經(jīng)過幾個五年計(jì)劃的建設(shè)，我國熱軋管有了明顯的發(fā)展，已擁有各種熱軋管設(shè)備43套，設(shè)計(jì)能力為147萬噸/年，其中小型機(jī)組較多，大都用于生產(chǎn)38

10、114320毫米鋼管。而中型大型機(jī)組有一臺140毫米機(jī)組，兩臺（216、318）周期式軋管機(jī)組，一臺400毫米自動軋管機(jī)組。1.3.5線材軋機(jī)的發(fā)展近些年來，國外線材生產(chǎn)是穩(wěn)定的，線材產(chǎn)量的78%。用線材軋機(jī)常生產(chǎn)512.7毫米的圓形斷面軋材。為了提高線材的質(zhì)量和產(chǎn)量，六十年代發(fā)展了無機(jī)架軋機(jī)、預(yù)應(yīng)力軋機(jī)、Y型軋機(jī)、步進(jìn)式加熱爐等新型軋制線材設(shè)備。軋機(jī)的軸承廣泛采用滾動軸承或油膜軸承。線材直徑公差可達(dá)0.10.3毫米。20世紀(jì)70年代，摩根無扭高速線材精軋機(jī)組有很大發(fā)展，投產(chǎn)的以達(dá)160多套。目前，高速線材軋機(jī)的機(jī)型可概括為三輥式、45、15、75和平-立交替式四種。綜合上述，軋鋼生產(chǎn)技術(shù)七十

11、年代的發(fā)展特點(diǎn)是，板帶比重大，焊管多于無縫管；向高速、大型、連續(xù)化、自動化方向發(fā)展；提高質(zhì)量，擴(kuò)大品種以及低成本能耗。改造軋機(jī)，挖掘潛力；大量采用新工藝新技術(shù)。1.4課題的研究內(nèi)容及方法此次設(shè)計(jì)內(nèi)容是根據(jù)鞍山鋼鐵集團(tuán)公司中熱軋帶鋼廠的2150四輥可逆式軋機(jī)所選的課題，我設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主傳動系統(tǒng)。主傳動系統(tǒng)包括減速機(jī)、齒輪座、聯(lián)接軸、聯(lián)軸器等部件組成。這次所設(shè)計(jì)的主傳動系統(tǒng)是由電機(jī)直接傳動軋輥的。設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：1、 根據(jù)原始參數(shù)分配壓下量，選擇最佳分配方案。2、 計(jì)算2150軋機(jī)的力能參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)計(jì)算的參數(shù)選擇合適的電機(jī)并校合。3、 根據(jù)以有的數(shù)據(jù)選擇合適的連軸器并對叉頭、十字

12、頭、軸承進(jìn)行校合，確定機(jī)架的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)并校合。4、 根據(jù)以上的機(jī)構(gòu)參數(shù)繪制1張總圖、2張局部裝配圖、4張零件圖。設(shè)計(jì)的方法首先，進(jìn)入軋鋼廠參觀實(shí)習(xí)。在感官上認(rèn)識這次所要設(shè)計(jì)的物體。我們先到了鞍鋼冷軋廠，之后又到了上海寶鋼股份有限公司的熱軋廠、特鋼分公司。在那里我們通過參觀和工程師師傅的認(rèn)真講解，對我所設(shè)計(jì)的軋機(jī)主傳動系統(tǒng)有了初步的了解。熟悉了軋機(jī)的工作情況及主傳動系統(tǒng)的傳動方式。然后，通過查閱材料選擇最佳的傳動方式，直接由一臺低速電機(jī)經(jīng)連軸器、連接軸來帶動工作輥可以提高傳動效率，減輕設(shè)備重量，同時，低速電機(jī)更容易實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。所以此次設(shè)計(jì)是2150四輥可逆軋機(jī)選用這種方法傳動。最后，選擇最佳壓下

13、量分配方案，計(jì)算軋制 力及軋制力矩，根據(jù)計(jì)算在手冊上選擇電機(jī)、連軸器、等部件。確定機(jī)架等部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)并校合，完成圖紙繪制及說明書、論文。第二章 概述及方案選擇 2.1設(shè)計(jì)的原始參數(shù)帶剛材質(zhì) Q235道次 5道次寬度 1400mm入口厚度 230mm、150mm、180mm、出口厚度 21mm2.2概述軋鋼機(jī)械或軋鋼設(shè)備主要指完成原料到成品整個軋鋼工藝過程中使用的機(jī)械設(shè)備。一般包括軋鋼機(jī)及一系列輔助設(shè)備組成的若干個機(jī)組。通常把軋件產(chǎn)生塑性變形的機(jī)器稱為軋鋼機(jī)。軋鋼機(jī)由工作機(jī)座、傳動裝置（接軸、齒輪座、減速器、聯(lián)軸器）及主電機(jī)組成。這一機(jī)器系統(tǒng)稱主機(jī)列，也稱軋鋼車間主要設(shè)備。主機(jī)列的類型和特征標(biāo)

14、志著整個軋鋼車間的類型及特點(diǎn)。除軋鋼機(jī)以外的各種設(shè)備，統(tǒng)稱軋鋼車間輔助設(shè)備。輔助設(shè)備數(shù)量大、種類多。隨著車間機(jī)械化程度的提高，輔助設(shè)備的重量所占的比例就愈大。如1700熱軋帶鋼廠，設(shè)備重量為51000t，其中輔助設(shè)備的重量在40000t以上。軋鋼機(jī)的標(biāo)稱 很多習(xí)慣稱謂，一般與軋輥或軋件尺寸有關(guān)。鋼坯軋機(jī)和型鋼軋機(jī)的主要性能參數(shù)是軋輥的名義直徑，因?yàn)檐堓伱x直徑的大小與其能夠軋制的最大斷面尺寸有關(guān)。因此，鋼坯及型鋼軋機(jī)是以軋輥直徑標(biāo)稱的，或用人字齒輪齒輪節(jié)圓直接標(biāo)稱。當(dāng)軋鋼車間中裝有數(shù)列或數(shù)架軋機(jī)時，以最后一架精軋機(jī)軋輥的名義直徑作為軋鋼機(jī)的標(biāo)稱。鋼板車間軋鋼機(jī)的主要性能參數(shù)是軋輥輥身長度，因?yàn)?/p>

15、軋輥輥身長度與其能夠軋制的鋼板最大寬度有關(guān)。鋼管車間軋鋼機(jī)則是直接以其能夠軋制的鋼管最大外徑來標(biāo)稱的。應(yīng)當(dāng)指出，性能參數(shù)相同的軋鋼機(jī)，采用不同布置型式時，軋鋼車間產(chǎn)品、產(chǎn)量和軋制工藝就不同。因此，上述軋鋼機(jī)標(biāo)稱方法還不能全面反映各種軋鋼車間的技術(shù)特征，還應(yīng)考慮軋鋼機(jī)的布置型式。例如，“250半連續(xù)式線材車間”，其中，250是指最后一架精軋機(jī)軋輥名義直徑為250mm，而半連續(xù)式是指軋鋼機(jī)的布置型式。2.3方案的選擇2.3.1總體思路的選擇根據(jù)給定參數(shù)確定各道次壓下量，確定工作輥、支承輥的基本參數(shù)并計(jì)算最大軋制力和最大軋制力矩，根據(jù)最大軋制力確定電機(jī)，校合電機(jī)。合格后根據(jù)電動機(jī)的參數(shù)選擇萬向接軸和

16、聯(lián)軸器，校合其中的十字軸、軸叉及軸承。確定工作輥軸承并校合，確定機(jī)架的基本參數(shù)并校合。軋鋼機(jī)主傳動裝置的作用是將電機(jī)的運(yùn)動和力矩傳遞給軋輥。在很多軋鋼機(jī)上，主傳動裝置由減速器、齒輪座和聯(lián)軸器等部件組成。某些板坯軋機(jī)及板帶軋機(jī)，主傳動是由電動機(jī)直接傳動軋輥的。軋鋼機(jī)主傳動裝置各組成部分作用如下 （1）減速機(jī) 在軋鋼機(jī)中，減速機(jī)的作用是將電動機(jī)較高的轉(zhuǎn)速變成軋輥所需要的轉(zhuǎn)速，這就可以在主傳動裝置中選用價(jià)格較低的高速電機(jī)。確定是否采用減速機(jī)的一個重要條件，就是要比較減速機(jī)及其摩擦損耗的費(fèi)用是否小于低速電機(jī)與高速電機(jī)之間的差價(jià)。一般來說，當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)速小于200250r/min時才采用減速機(jī)。但在可逆式軋

17、鋼機(jī)上，即使軋輥轉(zhuǎn)速小于200250r/min時，也往往不采用減速機(jī)而采用低速電動機(jī)。因?yàn)檫@樣的傳動系統(tǒng)易于可逆運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）齒輪座 當(dāng)工作機(jī)座的軋輥由一個電動機(jī)帶動時，一般采用齒輪座將電動機(jī)或減速機(jī)傳來的運(yùn)動和力矩分配給二個或三個軋輥。在電動機(jī)功率較大的初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、鋼板軋機(jī)上，往往不采用齒輪座，而用單獨(dú)的電動機(jī)分別驅(qū)動每個軋輥。（3）連接軸 軋鋼機(jī)齒輪座、減速機(jī)、電動機(jī)的運(yùn)動和力矩都是通過連接軸傳遞給軋輥的。在橫列式軋機(jī)上，一個工作機(jī)座的軋輥傳動另一個工作機(jī)座的軋輥，也是通過連接軸傳動的。軋鋼機(jī)常用的連接軸有萬向接軸、梅花接軸、聯(lián)合接軸和齒式接軸等。確定連接軸類型時，主要根據(jù)軋輥調(diào)整量和

18、連接軸允許傾角等因素。對于軋輥調(diào)整量較大的初軋機(jī)、厚板軋機(jī)等，連接軸傾角有時達(dá)到810，一般采用萬向接軸。（4）聯(lián)軸器 聯(lián)軸器包括電動機(jī)連軸器和主連軸器。目前應(yīng)用最廣泛的連軸器是齒輪連軸器。2.3.2軋鋼機(jī)主傳動裝置的類型1由一臺電動機(jī)驅(qū)動軋輥的軋鋼機(jī)、2由兩臺電動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動兩個軋輥的軋鋼機(jī)、3由一臺電動機(jī)通過齒輪座驅(qū)動軋輥的軋鋼機(jī)。根據(jù)以上可以選擇本次設(shè)計(jì)的2150四輥可逆式軋鋼機(jī)采用第二種由兩臺電動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動兩個軋輥的軋鋼機(jī)。無減速器和齒輪座，采用萬向接軸傳遞運(yùn)動和扭矩。第三章 主要參數(shù)的確定 3.1軋制工藝表3.1道次（）軋前厚度（H）mm軋后厚度（h）mm壓下量壓下率=（h/H）%溫度

19、（T） 123452301801207540180120754021506045351921.733.337.546.6747.511701170117011701170軋制材料：Q235原料規(guī)格：230mm1400mm6000mm成品規(guī)格：21mm1400mm65714mm單位重量：24.56噸3. 2 軋輥材料及主要參數(shù)的確定3.2.1初選軋輥材料在帶鋼熱軋機(jī)的工作輥選擇軋輥材料時要求輥面硬度要很高，故在選擇軋輥材料是多采用鑄鐵軋輥。而支承輥在工作中主要受彎曲應(yīng)力，且直徑也較大。因此在設(shè)計(jì)中著重考慮軋輥的強(qiáng)度和軋輥的淬透性。所以，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中多選用Cr合金鋼。由文獻(xiàn)5，3-64可知：工作

20、輥選擇的材料為：50CrNiMo支承輥選擇的材料為：60CrMnMo3.2.2軋輥參數(shù)確定（1）輥身長度的確定在設(shè)計(jì)中主要是根據(jù)所提供的坯料尺寸和實(shí)際生產(chǎn)中的輥道寬度來確定輥身長度的，輥身長度決定了所軋板帶的最大寬度，其關(guān)系為 (3.1)式中 輥身長度；板帶材的最大寬度；隨帶材寬度而異的余量，當(dāng)200mm時，取=500mm；當(dāng)200毫米時，取=100200mm。本次設(shè)計(jì)為2150軋機(jī)則有 =2000mm a=150mm（2）工作輥直徑的確定由文獻(xiàn)1，表3-3可知： L/D1 =1.53.5常用比值（1.72.8） L/D2=1.01.8常用比值（1.31.5） D2/D1=1.22.0常用比值

21、（1.31.5）比值L/D2標(biāo)志著輥系的抗彎剛度，其值越小，則剛度越高。一般說輥身長度較大者，選用較大比值。輥徑比D2/D1的選擇，主要取決于工藝條件。當(dāng)軋件較厚（咬入角較大）時，由于要求較大工作輥直徑，故選較小的D2/D1值；當(dāng)軋件較薄時，則選用較大的D2/D1值。因此，后板軋機(jī)和熱帶鋼軋機(jī)粗軋機(jī)座比精軋機(jī)座的輥徑比小些，熱軋機(jī)比冷軋機(jī)的輥徑比小些。對于支撐輥傳動的四輥軋機(jī)，一般選D2/D1=34。 D2=21501194D1=1433614根據(jù)軋輥強(qiáng)度及允許的咬入角（或壓下量與工作輥直徑之比h/Dg）來確定。即在保證軋輥強(qiáng)度的前提下，同時滿足下列咬入條件： （3.2）式中 軋輥的工作直徑；

22、壓下量；咬入角。由文獻(xiàn)2，1-45 可知，四輥可逆軋機(jī)的最大咬入角，=1520；取=20最大壓下量時：為安全取D1=1250mm D2取16503.2.3工作輥和支承輥頸尺寸和的確定 輥頸尺寸是指輥頸直徑和，它與所用軸承型式及工作載荷有關(guān)。輥頸直徑因軸承徑向尺寸所限，致使輥頸與輥身交界處通常成為軋輥發(fā)生破壞的薄弱環(huán)節(jié)。因此，在軸承外圍尺寸允許的條件下，應(yīng)盡可能使輥頸直徑取得大一些。 = （3.3）式中 工作輥輥頸；工作輥輥頸。=687.5875mm根據(jù)理論與實(shí)際的考慮，=720mm。 = （3.4）式中 支承輥輥頸。=907.51155mm根據(jù)理論與實(shí)際的考慮，=960mm。=710mm，根據(jù)

23、理論與實(shí)際的考慮=1200mm=1060mm，根據(jù)理論與實(shí)際的考慮=1200mm式中 工作輥輥頸長；支承輥輥頸長。3.2.4軋輥輥頭的結(jié)構(gòu)尺寸確定輥頭尺寸指的是軋輥傳動端的輥頭尺寸。軋輥的輥頭基本類型有梅花輥頭；萬向輥頭；圓柱形輥頭；帶平臺的輥頭。為了裝卸軋輥軸承的方便，輥頭用可裝卸的動配合扁頭。此時輥頭平臺更為適合，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖2.1所示：圖2.1 帶平臺的輥頭 = （3.5） = （3.6）式中 軋輥輥頭直徑； 軋輥輥頸。=648684mm，取=650mm=(0.90.95)1060=9541007mm，取=1000mm式中 工作輥輥頭直徑； 支承輥輥頭直徑。=540mm，取=540mm

24、=795mm，取=800mm式中 工作輥輥頭平臺；支承輥輥頭平臺。3.3 軋制力的計(jì)算3.3.1 計(jì)算變形阻力所扎的扎件是Q235由文獻(xiàn)1，表2-1可知，Q235變形阻力公式系數(shù)各項(xiàng)參數(shù)如下表：表3.2Q235=3.665=-2.878=-0.122=0.186=1.402=0.379=151.2由文獻(xiàn)1，2-34可知，= （3.7）式中 基準(zhǔn)變形阻力；變形溫度影響系數(shù)，=；變形速度影響系數(shù)，=；變形程度影響系數(shù)。=1.402。= （3.8）式中 真實(shí)平均變形程度；相對變形程度。= （3.9）式中 變形程度；相對變形程度 m1=2321.7%=14.5% rm1=ln11-0.145=0.15

25、7m2=2333.3%=22.2% rm2=ln11-0.222=0.251m3=2337.5%=25% rm3=ln11-0.25=0.288m4=2346.67%=31.1% rm4=ln11-0.311=0.373m5=2347.75%=31.7% rm5=ln11-0.317=0.381將所得數(shù)據(jù)列入表3.3中表3.312345 (%)21.733.337.546.6747.75m(%)14.522.22531.131.7rm0.1570.2510.2880.3730.381粘著理論： u=rllnh0h1 (lhm2) (3.11)式中 r軋輥的圓周線速度； 1軋件出口速度； 軋制前

26、、后軋件高度（厚度）； 接觸弧水平投影長度， 未知下面求各段軋制時的和 表3.412345（mm）176.78193.65167.71147.90108.97(mm)20515097.557.530.5下面求一下文獻(xiàn)1，2-140知咬入角 （3.12）cos-1=16.26 tan1=0.29cos-1 tan2=0.323=cos-11-452625=15.42 tan3=0.284=cos-11-352625=13.59 tan4=0.245=cos-11-192625=10.00 tan5=0.18由文獻(xiàn)2，3-1知摩擦系數(shù) （3.13）設(shè)軋制溫度為1100根據(jù)正常咬入條件（）可以得出

27、才能正常軋制軋制速度的制定由實(shí)際鞍鋼2150最高軋制速度為 式中 咬入速度 軋制速度符合咬入條件根據(jù)式子3.7計(jì)算可得第一道次： T=采用粘著理論（外區(qū)影響是主要的）第二道次： 則 第三道次：則有第四道次： 則采用滑動理論 根據(jù)1，2-8，1，2-9得 （ 3.14） 第五道次： 則采用滑動理論 表3.5道次1234559.4370.5275.6881.2585.833.3.2計(jì)算平均軋制力和總軋制力軋件對軋輥的總壓力為軋制平均單位壓力與軋件和軋輥接觸面積的積= （3.15）接觸面積的一般形式為 （3.16）式中 、軋制前、后軋件的寬度； 接觸弧長度的水平投影。由上面得出計(jì)算查1，圖2-20可

28、得由1，2-57b得出不 （3.17）第一道次：（外區(qū)影響是主要的）第二道次：由圖1,2-23得=1.056第三道次：由圖得=1.172第四道次：由圖查得=1.402第五道次：由圖查得=1.676表3.61234572.1785.64102.00131.00165.3317.7823.2623.9927.1425.23最大軋制力為27.14，為第四道軋制時產(chǎn)生的只要計(jì)算最大軋制力時的力矩就可以了傳動輥所需要的力矩為軋制力矩，由工作輥帶動支承輥的力矩與工作輥軸承中摩擦力矩三部分之和，即由1，2-124得 （3.18）軋制力矩由1，2-125得 （3.19） 式中 P-軋制力 -軋制力力臂，其大小

29、與軋制力的作用點(diǎn)及前后張力大小有關(guān)軋制時前后張力則 （3.20）而由1，2-139知 （3.21）下面是帶張力軋制時（時）四輥軋機(jī)軋輥受力圖 圖2.1 由（3.21）、（3.20、（3.19）可求第一道次： 則第二道次： 則第三道次： 則第四道次： 則第五道次： 則表3.7道次12345軋制力矩（KNm）1571.572251.572011.562008.361374.28最大軋制力矩出現(xiàn)在第二道次，下面只要計(jì)算第二道次的總力矩就可以了由1，2-1261，2-127知 （3.22） （3.23） 式中 -工作輥與支承輥連心線與垂直線夾角 （3.24）-軋輥連心線與反力R的交角 （3.25）為摩

30、擦圓半徑 軋輥軸承摩擦系數(shù)，=0.004；-反力R對工作輥的力臂 （3.26）-工作輥軸線相對支承輥軸線的偏移距由1，2-141知與摩擦系數(shù)及變形區(qū)特征參數(shù)有關(guān)的系數(shù) 可逆軋制時，工作輥向入口端或出口端偏移，其效果相同。為保證工作輥穩(wěn)定當(dāng)選擇的偏移距取則根據(jù)（3.24）、（3.25）得 則有 求工作輥摩擦力矩由1，2-128可知 （3.27） 式中 F-工作輥軸承處的反力，當(dāng)時，；當(dāng)時，；當(dāng)時，由（3.27）可知則有 所以根據(jù)（3.18）可求出 總傳動力矩 第四章 電機(jī)的選擇 4.1初選電動機(jī)根據(jù)選折電機(jī)3IDQ5852-8DA0D-Z8000 功率 轉(zhuǎn)速40/90 4.2計(jì)算軋機(jī)主電動機(jī)上的

31、力矩主電動機(jī)軸上的力矩由四部分組成，由1，2-149可知 （4.1） 式中 主電動機(jī)力矩； 軋輥上的軋制力矩； 附加摩擦力矩，既當(dāng)軋制時由于軋制力作用在軋輥軸承、傳動機(jī)構(gòu)及其他轉(zhuǎn)動件中的摩擦而產(chǎn)生的附加力矩。 空轉(zhuǎn)力矩，即軋機(jī)空轉(zhuǎn)時，由于各轉(zhuǎn)動件的重量所產(chǎn)生的摩擦力矩及其它阻力矩 動力矩，軋輥運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻時，各部件由于有加速或減速所引起的慣性力所產(chǎn)生的力矩； 電動機(jī)和軋輥間的傳動比2150軋機(jī)采用電機(jī)直接帶動軋機(jī)靠變頻調(diào)速則 式中 （4.2） -主電機(jī)到軋輥之間的傳動效率，其中不包括空轉(zhuǎn)力矩的損失取 空轉(zhuǎn)力矩一般取額定功率的5 4.3電動機(jī)校核4.3.1過載校核 所選電機(jī)合格4.3.2發(fā)熱校

32、核由1，2-162知 （4.3） 式中 （4.4）對可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方式的基本要求為：軋輥低速咬入軋件，然后增加速度，速度達(dá)到定值后等速進(jìn)行軋制。軋件軋制結(jié)束前，降低速度，在低速時把軋件拋出。這種作業(yè)方式的電動機(jī)轉(zhuǎn)速和力矩與時間的關(guān)系，如下圖所示。圖4.1由圖4.1可以看出，電動機(jī)轉(zhuǎn)速和力矩與時間的關(guān)系可分為五段來研究?？蛰d啟動階段：轉(zhuǎn)速（要如軋件時的轉(zhuǎn)速），力矩；咬入軋件后的加速階段：轉(zhuǎn)速（穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速），力矩；穩(wěn)定速度軋制階段：轉(zhuǎn)速不變，力矩；帶有軋件的減速階段：轉(zhuǎn)速（拋出軋件時的轉(zhuǎn)速），力矩；制動階段：轉(zhuǎn)速力矩。上訴五階段中，每階段所需時間可由下列公式求得。空載啟動階段 咬入后的加

33、速階段 帶有軋件的減速階段 制動階段 穩(wěn)定速度軋制階段 根據(jù)電動機(jī)負(fù)荷圖，求出等值力矩，由1，2-176得 （4.5）由1，2-162知滿足以下條件則電機(jī)合格 或 由（4.5）可知即則電機(jī)合格第五章 連接軸與連軸器的選擇 5.1連接軸介紹及優(yōu)點(diǎn)軋機(jī)常用的連接軸有萬向接軸、梅花接軸、聯(lián)合接軸（一頭為萬向鉸接，另一端為梅花軸）和齒式接軸。根據(jù)1，表7-2選擇十字鉸鏈萬向接軸。帶滾動軸承的十字軸式萬向接軸近十幾年越來越多地應(yīng)用與軋鋼機(jī)主傳動中，并有逐步取代滑塊式萬向接軸的趨勢，因?yàn)樗邆淙缦聝?yōu)點(diǎn)：1） 傳動效率高 由于采用滾動軸承，所以摩擦損失小，傳動效率可達(dá)到98.7%99%，可以降低電力消耗5%

34、15%：2） 傳遞扭矩大 在相同回轉(zhuǎn)直徑的情況下，比滑塊式萬向接軸能傳遞更大的扭矩。由于叉頭強(qiáng)度限制，目前國內(nèi)使用的十字軸式萬向接軸，傳遞扭矩多在800 以下。我國以生產(chǎn)了承載1500的接軸。國外系列最大傳遞扭矩最高可達(dá)54008300；3） 傳動平穩(wěn) 由于傳動軸承的間隙小，接軸的沖擊和振動顯著減少，約為滑塊式萬向接軸的，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；4） 潤滑條件好 用潤滑脂潤滑，易密封，沒有漏油現(xiàn)象，耗油量小，省去了潤滑系統(tǒng)，改善了生產(chǎn)環(huán)境，節(jié)約了保養(yǎng)維修費(fèi)用。5） 噪音低 使用滑塊式萬向接軸，空車運(yùn)行時，噪音高達(dá)8090,軋制時高達(dá)60。而使用十字軸式萬向接軸，噪音可降低到3040，改善了工作環(huán)境，有

35、利于保障操作工人的身體健康；6） 使用壽命長 一次使用可達(dá)12年以上，可減少更換零部件的時間和費(fèi)用；7） 允許傾角大 可達(dá)1015，用于立輥軋機(jī)可降低車間高度，節(jié)省投資8） 適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。十字軸式萬向接手主要由軸套叉頭，十字軸組成，在廠方幫助下，確定基本參數(shù)：回轉(zhuǎn)直徑1120mm 、公稱扭矩3120 、接軸許用工作傾角5。其損壞形式有叉頭凸起部分被壓堆了、十字式軸根部發(fā)生斷裂、十字軸的滾動軸承粒發(fā)生碎裂、剪斷和點(diǎn)蝕、軸承盒被撕裂、聯(lián)接螺栓頭斷裂以及螺紋與光桿的交界處發(fā)生斷裂等。5.2零件材質(zhì)的確定及受力分析5.2.1材料選擇十字軸連接螺栓為40、軸承盒的材質(zhì)為40 十字軸425.2.2十字軸

36、式萬向聯(lián)軸器的受力分析圖5.1 a)為從動軸受到最大附加彎矩（=0、180）b)為主動軸受到最大附加彎矩（=90、270）根據(jù)瞬時功率相等條件，由7，294-17得從動軸上的轉(zhuǎn)矩為 （5.1）當(dāng)時，從動軸上的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值由7，294-18知 （5.2）當(dāng)時，從動軸上的轉(zhuǎn)矩減少到最小值。 （5.3）由轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生作用于主動軸叉和十字軸頸處的圓周力 作用于從動軸叉孔和十字軸頸處的圓周力，其最大值由7，294-20得由附加彎矩在十字軸軸徑與軸叉孔處產(chǎn)生的附加作用力為在主動軸叉上的附加作用力的最大值由7，294-23 在從動軸叉上的附加作用力的最大值由7，294-24 5.3十字軸的校合 圖5.2基本參

37、數(shù) 由1，7-53知 （5.4）式中 K工作條件系數(shù)，對于不可逆軋機(jī)，K取為1.11.3，對于可逆軋機(jī)，K取1.31.5； 長期作用在接軸上的最大力矩由6，29.4-26得 （5.5）式中 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 十字軸中心到軸徑中部的距離 軸徑中部至軸肩的距離 軸徑直徑和內(nèi)徑十字軸材料的許用彎曲應(yīng)力，一般取 =/33.5 十字軸材料的屈服極限 由3，表3.3-12查得42的屈服極限則 =930/33.5=310265.72 由（5.5）求 由上面計(jì)算可知 所以十字軸選擇的尺寸合格5.4軸叉校核軸叉與十字軸組成連接支撐，在聯(lián)軸器工作過程中，產(chǎn)生支承反力，軸叉體受到彎曲叉頭根部應(yīng)力最大可作為強(qiáng)度計(jì)算時

38、的危險(xiǎn)截面，截面形狀比較復(fù)雜，為了簡化計(jì)算按實(shí)際情況可轉(zhuǎn)化為矩形截面。下圖為軸叉危險(xiǎn)截面形狀：圖5.3軸叉基本參數(shù)為 截面上的彎曲應(yīng)力 （5.6）截面上的剪切應(yīng)力 （5.7）式中 作用于軸叉孔上的力， 軸叉孔上力作用點(diǎn)至NN截面的距離 軸叉孔上力作用點(diǎn)至NN截面對稱中心的距離 NN截面的抗彎模量 對橢圓截面： 對于矩形截面： NN截面的抗扭模量 對橢圓截面： 對于矩形截面： ，值可通過比值查 6，表29.4-18得 橢圓的長短半軸或矩形邊長 由強(qiáng)度理論，可得其強(qiáng)度條件，由6，29.4-31知 （5.8）式中 軸叉材料的許用應(yīng)力，對于經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鋼， =80120根據(jù)以上可計(jì)算對于主動軸上的軸叉

39、有 查表6，表29.4-18得=0.267 由此可得 主動軸軸叉合格對于從動軸上的軸叉有 由此可得 從動軸軸叉合格5.5十字軸軸承的尺寸的確定和校核：十字軸所用滾動軸承一般都沒有內(nèi)圈和外圈,直接 圖5.4以軸頸表面作為內(nèi)圈滾道,外滾道則制在軸承套圈的內(nèi)表面上,當(dāng)軸承套外徑一定時,套圈的壁厚與滾動元件直徑無關(guān),滾針的直徑一般不應(yīng)小于1.6mm 以免壓碎。結(jié)構(gòu)與尺寸如圖所示=29 mm , =23 mm , = 344 mm ， mm （5.9） 滾針間的平均間隙，一般取 0.0050.025由于本十字軸采用雙列滾針則 驗(yàn)算滾針與軸頸的接觸應(yīng)力 （5.10） 式中：許用接觸應(yīng)力，常用材料軸承鋼=2

40、000 2240 滾針的有效接觸長度； 軸頸的直徑； 滾針直徑； 滾針?biāo)艿淖畲髲较蛄Γ?軸承上的徑向載荷； = =910.58 =2000 所以軸承的設(shè)計(jì)滿足要求。驗(yàn)算軸承的壽命由6，29.4-29知 （5.11）式中 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速 軸間角 （） 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 十字軸中心至軸頸中部的距離 軸承的額定動載荷 ，可查滾動軸承手冊，當(dāng)缺乏數(shù)據(jù)時，可按下式計(jì)算 （5.12） 軸承中滾動體的列數(shù) 接觸角，滾子上合成載荷向量與軸線垂直平面的夾角，對向心圓柱滾子軸承， 系數(shù)，其值與軸承材料、滾動體與滾道的接觸形式、結(jié)構(gòu)尺寸等許多因數(shù)有關(guān)。一般可以查表6，294-16 由6，表294-16查則可求得 所以

41、可以求得軸承的壽命為 則選用的軸承符合設(shè)計(jì)要求第六章 機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸確定及校核 6.1機(jī)架主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定機(jī)架的主要結(jié)構(gòu)尺寸包括：機(jī)架窗口高度（H）和寬度（B）以及機(jī)架立柱斷面尺寸（F=LB）。6.1.1窗口寬度的確定由文獻(xiàn)1，5-152可知， B=（1.151.30） （6.1） 式中 支承輥直徑，由第一章計(jì)算得，=1650mm。所以 B=（1.151.30）1650=1897.52140mm取傳動端 B=2700mm。為了便于更換軋輥，在閉式機(jī)架中，換輥側(cè)（非傳動側(cè)）的窗口寬度比傳動側(cè)的窗口寬度應(yīng)大10毫米。所以傳動側(cè)窗口寬度=2710mm。6.1.2窗口高度的確定由文獻(xiàn)可知 （6.2）式中 工作輥直徑；支