毕业论文终稿-短应力线轧机设计[下载送CAD图纸 全套打包资料]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑XXXXX毕业设计论文短应力线轧机设计系名专业班级学生姓名学号指导教师姓名指导教师职称年月需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763I目录摘要IIIABSTRACTIV第1章绪论111钢轧机的分类112线材轧机的发展及趋势1121线材状况及其发展趋势1122线材生产及其发展2第2章总体方案设计321短应力线轧机结构特点分析3211辊系装配3212轴向调整机构3213压下螺母与球面垫3214辊缝调整机构4215轧辊平衡装置422短应力线轧机轧制原理分析513短应力线轧机总体方案6第3章总体参数计算931轧制平均单位压力的确定932轧制总压力的确定1133轧制力矩的确定1134电动机的选择12第4章主要零部件的设计与校核1341飞轮的设计13411飞轮力矩的确定13412飞轮的强度的校核1542减速器的选择16需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763II421传动比的计算16422主减速机的结构17423齿轮的材料和热处理18424减速器的工作状态分析1843齿轮机座的设计19431齿轮机座的类型和结构19432齿轮的设计19433齿轮机座的润滑22434齿轮机座的总体尺寸2244工作机座的设计23441工作机座的选择23442轧辊与轧辊轴承的设计24443轧辊调整装置的设计27444机架的设计29445机架强度的校核30总结33参考资料34致谢35需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763III摘要线材几乎涉及了日常建筑、生活设施的各个方面和国民经济的各个部门，在国民经济中占有重要地位。借鉴国内外先进理论和经验，设计一台短应力线轧机。短应力线轧机的主机列是由原动机，传动装置和执行机构三个基本部分组成的。采用的配置方式为电动机减速机齿轮机座轧机。设计过程中对压下规程进行优化，并计算了轧制力和轧制力矩，使轧机设备性能得到充分发挥，同时对其变性理论、轧制工艺和轧辊的设计进行了深入的研究。全文全面阐述了短应力线轧机的结构特点和设计原理，论述了短应力线轧机较普通轧机的优点。整个设计过程采用了精确的计算公式，并配合以详细的受力分析及结构示意图的重要部件进行了校核。关键词型钢；短应力线轧机；变性理论需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IVABSTRACTWITHTHECONTINUOUSINCREASINGREQUIREMENTOFTHEMILLINGPRECISIONANDTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFTHEROLLINGTECHNIQUE,SHORTSTRESSPATHHIGHRIGIDITYROLLINGMILLBECOMEVERYPOPULARINRECENTYEARSITISAVERYIMPORTANTQUESTIONINTHESTRUCTURALDESIGNINGOFSHORTSTRESSPATHHIGHRIGIDITYROLLINGMILLTHATWHETHERTHEBEARINGCHOCKOFTHEROLLINGMILLCANSELFALIGNFREELYANDWHETHERTHESELFALIGNINGPADCANCOMEINTOPARTIALLOADINGSTATUSOREVENINTODAMAGEBECAUSEOFTHEBEARINGCHOCKSDEFORMATIONSOITHASVERYIMPORTANTTHEORETICALANDPRACTICALSIGNIFICANCETOSTUDYTHEVITALSTRUCTUREPARAMETERSOFTHEROLLINGMILLPROFILEDBARISALMOSTRELATETOALLFIELDSINDAILYLIFEANDALLDEPARTMENTSINNATIONALECONOMYITTAKESAVERYIMPORTANTPARTINNATIONALECONOMYUSINGTHEEXPERIENCEOFHOMEANDABROADFORREFERENCEANEWSHORTSTRESSLINEROLLMILLISDESIGNEDINDESIGNOPTIMUMOFTHEDRAUGHTYSCHEDULEISUSEDANDROLLINGFORCEANDROLLINGTORQUEARECALCULATED,WHICHISTOIMPROVETHEPROPERTYOFTHEMILLINTHEMEANTIME,ATHOROUGHRESEARCHISDONEABOUTTHETHEORYOFTHEMILLTECHNOLOGYDESIGNANDMANUFACTUREOFROLLTHESTRUCTUREPRINCIPLESANDDESIGNFEATURESOFSHORTSTRESSLINEROLLMOLLTHEDESIGNADOPTSOMEPRECISECALCULATIONFORMULAANDPROVIDESOMEFULLANDALLURATEPICTUREOFANALYSISFORANDSTRUCTUREKEYWORDSROFILEDBAR；HORTSTRESSLINEROLLMILL；THORYOFDEFORMATION12345第1章绪论11钢轧机的分类型钢生产历史悠久，品种规格繁多，用途广泛，在轧钢生产中占有非常重要的地位。据统计各类形状的型钢有1500多种，尺寸规格达3900多个，在我国型钢被广泛应用在能源、交通、农田水利、房屋建筑等基础设施。据1997年的统计资料表明，我国型材的比例占钢材总量的6262，远远高于30的世界水平。型钢轧机按照其用途及生产产品的规格可以分为轨梁大型、中小型及线轧机三大类。大型轧机的轧机形式有万能钢梁轧机、横列式、大型轨梁轧机、跟踪式轧机，中小型轧机的轧机形式有横列式中型轧机、连续式中型轧机、横列式小型轧机、半连续式小型轧机、连续式小型轧机，线材轧机的轧机形式有横列式、半连续式、连续式、高速线材轧机。12线材轧机的发展及趋势121线材状况及其发展趋势6我国中小型型钢品种包括碳素钢和低合金钢的简单断面和异型断面的型材以及合金钢的简单断面型材。发达国家中小型型材的比例占钢材总量的的615。我国成品钢材中，中小型材占2030，其中大部分是小型型材。我国中小型材生产于发达的工业国家相比差距很大，尤其是产品质量、品种不能适应市场对小型材应变的要求，主要表现在以下几个方面（1）横列式轧机数量多，这部分轧机平均产量低，大部分形不成经济规模，导致能耗高，劳动生产率低，成本高，经济效益差。（2）生产工艺简单，设备陈旧，许多轧机两火成材，不能与连铸坯衔接。（3）原料断面小，单重低，成材率低。（4）轧机设备水平低，刚度差，产品精度低。（5）车间综合装备水平低，缺乏机械化和自动化。随着国内钢铁工业的发展和钢铁市场有卖方市场转变为买方市场，由国内竞争转变为国际竞争，中小型材产品必须做到高质量、高效益，要做到这一点，我们必须充分发挥已建或在轧机的作用，在完全消化吸收引进设备的先进技术前提下，必须加速对现有横列式轧机的技术改造。（1）淘汰一批工艺落后、设备陈旧、形不成规模、产量低、能耗高、劳动生产率低、成本高、缺乏竞争能力的调坯轧材的横列式轧机。（2）对一些具有炼钢、连铸设备的企业，采用可靠的新工艺、新技术、新设备对现有轧机进行全面改造，实现连续化，采用连铸坯，一火成材。（3）对于那些改造成连轧有困难，但自身条件好，具有特色的调坯轧材的横列式轧机，要提高轧机的装机水平，采用高刚度轧机，提高产品尺寸精度，降低能耗，并且充分发挥横列式轧机的优点，生产一些特殊断面、小坯量型材。（4）小型材轧机的改造要立足国内设计、制造。中小型型钢轧机的产品发展趋势由简单断面型材向高刚度方向发展，异型断面型材向轻型薄壁化方向发展。从轧机布置形式上，中小型型钢轧制向着半连续化、连续化方向发展，尤其是小型材生产。从装备水平上，广泛采用短应力线、高刚度轧机，并且有的轧机可以进行平、立转换，扩大了轧制产品的品种，提高了产品质量。122线材生产及其发展我国自80年代以来，线材生产有了长足的进步和发展，线材产量及消费量不断7提高，我国线材产量占钢材产量的比例及占世界线材总产量的比例比较高。但我国虽然已是线材生产大国，但与先进国家仍有很大的差距，主要表现在高速线材的比例低，硬线及合金钢等高附加值线材比例低，控冷线的比例低，总体质量水平低。我国目前高线比例仅为42，其余均由复二重式或横列式轧机生产。复二重式或横列式轧机工艺技术落后，产品尺寸精度低，盘重小，规格少，性能差，耗能高，在冶金生产结构调整中应予以淘汰并建高线轧机代替其生产。线材轧机的演变是朝着高速、连续、无扭、单线、组合结构、机械化、自动化的方向发展的，用户对线材产量、盘重、精度、性能等方面的不断增长促进了线材轧制的发展。第2章总体方案设计21短应力线轧机结构特点分析近几年，在冶金机械线棒材行业中，短应力线轧机因具有投资少、见效快、安装调整方便、易于操作、轧制废品少、重量轻等优点，受到轧钢厂家的普遍欢迎，定货量呈上升趋势。因此对短应力线轧机的结构特点进行深入的分析，对今后产品的设计、制造是非常有必要的。短应力线轧机是一种高刚度轧机，在轧制过程中，轧制力所引起的内力沿各承载零件分布的应力回线缩短。该轧机主要由辊系装配、辊缝调整机构、轴向调整机构、拉杆装配等组成。211辊系装配由于采用了四列短圆柱轴承，其轴承寿命长，承载能力大，但四列短圆柱轴承只能承受径向力，不能承受轴向力，故又采用了双列角接触球轴承来承受轴向力，由于四列短圆柱轴承的外圈可以自由脱出，这样内圈就可以事先套在轧辊辊颈上，外圈则可先装入轴承座内，将轴承座推到辊颈上与内圈配合，轴承座与轧辊的装配就变成了8轴承本身的自装配。从该装配可以看出，轴承和轴承座受力情况好，且由于该轧机取消了集中载荷的压下螺丝，采用四列短圆柱轴承，使轴承受力均匀，应力降低，故与牌坊式轧机相比轴承寿命有显著提高。212轴向调整机构该机构是由一轴通过轴套与万向联轴器相连接，进行外置式轴向调整。该机构调整方便，结构设计新颖。213压下螺母与球面垫压下螺母通过标准螺钉与轴承座联接在一起，即压下螺母不能相对于轴承座转动。当拉杆转动时，压下螺母带动轴承座升降，实现辊缝的调整。压下螺母在所有的零件中受力比较大，且更换不方便，调整时与拉杆螺丝相对运动发生摩擦，故选用耐磨材料；但由于它与拉杆相比较，制造简单，体积小，所以螺母材料应略次于拉杆材料；为防止挤压面胶合，压下螺母材料选用铸造青铜。球面垫与压下螺母配合调心起一个铰链点的作用。当轴向调整轴承座或安装误差使拉杆被迫歪斜时，球面垫允许拉杆有一个小范围的摆动以减小轴承的边缘负荷，提高轴承寿命，球面垫要满足硬度和表面耐磨性的要求。214辊缝调整机构辊缝调整机构用于调整辊缝的大小。由于调整行程比较小，且不需要经常调整，所以采用手动或液压马达压下，该装置采用大传动比的蜗轮蜗杆减速，因此省力，结构紧凑。图1为辊缝调整机构原理图，由一套蜗轮蜗杆带动拉杆旋转实现辊缝调整，即四个蜗轮与一个长蜗杆相啮合，每个蜗轮又与辊系一个拉杆以键相联接，蜗杆轴上安装有内齿圈和外齿轴套两个齿形离合器，可以同时压下，也可以单侧压下，选用齿形为花键的牙嵌离合器，这种齿形可以传递较大的力矩且容易啮合。压下机构调整完毕后，蜗轮蜗杆传动机构能自锁。从辊缝调整机构可以看出，由于取消了压下螺丝，进一步缩短应力回线，提高了该轧机的刚度，从而获得了高精度产品，减少了轧制废品，提高了轧机产品成材率。拉杆上、下两端有旋向相反的T形螺丝起压下螺丝作用，拉杆上顶端与蜗轮箱配合，下顶端与小底座配合，它联接上、下轴承座，代替普通轧机的牌坊承受轧制力、支承辊子及压下机构的重量，并且参加压下传动实现对称调整。9因此，要求拉杆具有较高的强度、刚度和较好的韧性，能承受交变负荷且要耐磨，故拉杆采用S34CR2NI2MO。采用这种结构实现了对称调整，保证了轧制线固定不变，从而，使导卫装置的调整、安装、维护都很方便，减少了操作事故和工艺事故，提高了成材率和作业率。图21辊缝调整机构215轧辊平衡装置由于轴承座及上轧辊的自重使拉杆螺丝与压下螺母之间产生间隙。此间隙若不消除，则轧钢时将在间隙处产生冲击，影响整个机座的刚度，因此必须采用平衡装置来平衡上轴承座和上轧辊的重量以消除间隙。22短应力线轧机轧制原理分析所谓短应力线轧机是泛指应力回线缩短了的轧机，前文已经指出影响轧机刚度的两个直接因素是截面尺寸和应力线长度。靠增加截面尺寸来提高刚度，必然导致机架笨重粗大。合理的途径是尽量缩短应力线，这就是短应力线轧机的原理811。图22所示为短应力线轧机和普通轧机应力回线的比较。短应力线轧机是所有轧机中应力线最短的。这种轧机的应力线是紧紧围绕轧辊辊径轴承的椭圆形。这是由于取消了压下螺丝和机架的结果，拉杆安装的与辊径轴承的外圈极为接近，使W值很小图22，轧机的配合面是最少的由于负荷零件的减少，使得他们之间的配合面也减少了，轧机轴承具有较大刚度，所有这些都使轧机变形量减少，从而保证了轧机的高刚度。短应力线轧机不采用预应力，没有机架，走短应力线、少配合面分散载荷的设计思路，使10轧机外观小巧，加工简便，刚度高。避免了靠增加截面尺寸来提高刚度而导致机架笨重粗大的不经济做法。并且短应力线高刚度轧机不需要象预应力轧机那样对机架等受力零件施加预应力而得到较高的刚度，轧机结构和操作相对简化，图23为三种轧机刚度曲线。图22普通轧机与短应力线轧机应力回线图23轧机刚度曲线短应力线轧机离线预装、预调，整体吊装换辊，可以减少在轧线上换辊与调试的时间，提高轧机作业率，减少调试废品。没有笨重的铸钢牌坊，设备加工制造容易，11制造周期短。轧机采用滚动轴承，其弹性变形、摩擦系数、单位时间内的磨损量远比旧式轧机大多采用胶木瓦轴承小，产品精度、工作稳定程度均大于胶木瓦轴承。短应力线轧机所用滚动轴承和十字轴式万向连轴器或尼龙棒接轴、弧形齿轮轴等，比旧式轧机的胶木瓦与梅花轴套传动平稳、振动小、噪音小，更适合于高速传动。此外，滚动轴承摩擦系数小，主电机启动电流与工作电流小，电耗低，也是短应力线轧机的一大优点。13短应力线轧机总体方案短应力线轧机的主要设备是由一个或数个主机列组成的。短应力线轧机的主机列是由原动机，传动装置和执行机构三个基本部分组成的。（1）工作机座工作机座为短应力线轧机的执行机构，它由轧辊及其轴承轧辊的调整机构和上轧辊的平衡机构，引导轧件的轧件进入轧辊用的导装置，工座机座的机架及支撑机座并把机座固定在地基上用的轨零、部件的和机构组成。（2）传动装置联轴器联轴器包括电机联轴器和主联轴器，电机联轴器用来连接电动机与减速器的主动齿轮轴；而主联轴器则用来连接减速器与机轮机座的传动轴，既自减速器将转矩传至齿轮机座的主动齿轮。减速器在短应力线轧机中减速器的作用将电动机较高的转速变成轧机所需的转速，因而可以在主传动中选用价格较底的高速电动机。确定是否采用减速器的一个重要条件，就是比较减速器及其摩擦损耗的费用是否低于低速电机的与高速电机的之间的差价，一般情况下，当电机的转速小于200250转/分才采用减速器。短应力线轧机转速小于200转/分，因而采用减速器。采用减速器时，根据传动比的大小选用一级（传动比I小于等于8）二级（传动比等于840）或三级（传动比I大于40）减速器。与这些减速器相对应的轧辊速度分别为200250转/分，4050转/分，以及1015转/分。连接轴短应力线轧机齿轮机座，减速器或电动机的运动和力矩，都是通过连接轴传递给轧辊的。设计采用横列式布置轧机，一个工作机座的轧辊是通过连接轴传动的。短应力线轧机采用的连接轴有万向接轴、梅花接轴、联合接轴和齿轮接轴等。设计的短应力线轧机采用梅花接轴它常用在横列式轧机上。飞轮设计的是一个飞轮装置在减速器的小齿轮轴上。它的作用是在通过轧辊与12轧辊空转时，作动蓄能器以均衡传动负荷；既轧辊空转时，飞轮加速，积蓄能量；而轧件通过时，飞轮减速。放出能量，帮助轧制。齿轮机座其用途是传递转矩给工作辊，设计采用三个直径相等的圆柱形人字齿轮在垂直面排成一排，装在密闭的箱体内（3）电动机的选择短应力线轧机的电动机的形式的选择与短应力线轧机的工作制度有着紧密的联系。设计的短应力线轧机是轧制速度不需要调节的不可逆式短应力线轧机，采用异步电动机。异步电动机主要用在有剧烈尖峰负荷的轧机上，为了减少电动机的容量，有时装有飞轮，异步电动机投资费用较底，在小形短应力线轧机上很适合。（4）短应力线轧机的工作制度一般中小形短应力线轧机的工作制度可以分为不可逆式的，可逆式的与带张力轧制等几种方式设计采用不可逆轧机的工作制度，在这种工作制度下，每个轧辊的方向不变扎辊的转速为不可变的。三辊短应力线轧机二辊短应力线轧机图25轧机的工作制度短应力线轧机的总体布局短应力线轧机的主要设备由一列主机列，此轧机的总体布局基本上与主机列一致，结构如下主机列三个基本部分组成，主电机，传动机械，工作机座。设计中的传动装置由齿轮机座，减速器，联轴器，接轴组成，在电机与减速器之间用飞轮连接，在齿轮机座与减速器之间是用飞轮连接。在齿轮机座与减速器用安全联轴器。因以上中除安全联轴外，均在主机列中给以介绍，现对安全联轴器作以介绍。13安全联轴器一般带有飞轮的轧机，都有安全联轴器。当轧机上的转矩超过额定的转矩时，联轴器能够分开，保护轧机的零部件，使之免受损坏。工作机座为两个三辊工作机座和一个二辊工作机座，总体结构如图图26短应力线轧机总装图1主电机2联轴器3减速器4安全联轴器5齿轮机座6梅花万向接轴联轴器7工作机座8梅花接轴第3章总体参数计算31轧制平均单位压力的确定在轧制的过程中，轧件在轧辊见承受轧制压力的作用而发生塑性变性，由于轧件塑性变形时的体积不变。因此变形区的轧件在垂之方向上产生压扁，在轧件方向上产生延伸，大量的实验资料证实，开坯，型钢，线材轧机的轧制压力，采用S。爱克隆德公式计算与实测结果比较接近。爱克隆德公式的适用范围轧制温度高于800度，轧制材质为炭钢，轧制速度不大于20米/秒。在爱克隆德的公式中，轧制的单位不仅是轧件机械性能的函数，而且是变形速度、摩擦系数、接触弧长和轧件平均高度之比的函数，轧制平均单位压力由三部分组成KG/PKUV2M值为轧件在轧制温度T度下的单向静压缩时的单位变形阻力，计算公式为1414001KG/KTW2M式中轧制温度；轧件的化学成分，计算公式为14C03CRMN其中C为百分含量；MN为百分含量；CR为百分含量。轧制的材料设为A3钢，则C取03W140317带入K式中为（140011000）1768（KG/K2M值值为变形速度引起的变形阻力，其计算公式为UPUUKG/2M式中轧件在轧制温度为度时的粘度系数，其计算公式为T001（14001）KGS/T2为短应力线轧机的轧制速度的修正系数；U变形速度，计算公式为U（/S）162URH其中R为轧辊的半径；V为轧辊的圆周速度（轧制速度）（MM/S）；为道次压下量，计算公式为HH1H2毫米H1,H2为轧制前后的轧件的高度毫米；查表21的轧制的修正系数为1所以001（140011000）1004（KGS/2M15以上取值，有赖于轧辊的转速，其值为4049转/分。初选V,由现场以同类轧机取得，V700（MM/S）H25MM最大的压下量HH160MM初使的高度H235MM轧制后的高度带入U27006（MM/S）25/10635所以0046024（KG/UP2M（）M（KG/）VKU式中表示外摩擦对轧制平均单位压力的影响系数，其计算公式为M162URH为轧辊间的摩擦系数，计算公式为（1050005）AUTA为轧辊之间的修正系轧辊的修正系数钢轧辊A1,硬面铸铁轧辊A08取A08所以U（105000051000）08044则160441225/603501M1502680240140986（KG/VPM4则平均单位压力680240986803（KG/232轧制总压力的确定轧制总压力的计算公式可用下式计算NPFP轧件与轧辊接触弧上的平均单位压力F轧件与轧辊间的接触面积在轧制总压力垂直面上的的投影（简称为接触面积）16各种不同的情况下计算接触面积的方法不同，有以下几种情况1辊径相同的情况2轧制异型断面轧件时的情况3冷轧时的情况4中（厚）板角轧时的情况。我采用的是辊径相同时的情况，计算公式为F12BRH2M式中轧辊的半径（毫米）；压下量（毫米）；H,轧制前、后轧件的宽度。1B23429（）F6052M所以803342927537KGNPF33轧制力矩的确定传动轧辊时，电动机轴上的力矩由下种四种力矩组成MZAMHDMI式中轧制力矩；ZA附加摩擦力矩；M空转力矩；H动力矩；DM轧辊与主电机间的传动比。I其中、与比较，比较大。所以可以将上式简化MHDZAMZAMKZAI式中K为安全系数，取K15；17初选轧机总传动比I10。所以轧制力矩为M2529（NM）168350粗算所需电动机的功率P26（KW）9MN298034电动机的选择从上面的计算结果看，电动机的功率只在30KW左右，为了使轧机具有较高的能量储存，使其在复杂的工作环境中工作，所选的电机功率要比此大的多。上面所求的功率只是在某一道次的功率，在其他的情况下，轧机需轧制各种线材、型材，因此，需要改型，需要的功率要大一些。设计中，电机的功率要参考现场轧机的功率，故选电机为TRB76，异步电动机。此电机的一些数据从机械设计手册5查的为额定功率为280KW，额定电压为380伏，满载时的转速980/分，效率为93。最大的转矩为22。第4章主要零部件的设计与校核41飞轮的设计18采用飞轮的目的是降低轧制时电机的尖峰负荷、增加空载时的电动机的负荷，从而在整个的工作过程中，使电机的负荷均匀，以便按允许过载能力选择较小的电动机。异步电动机的转速随负荷的变化而变化，飞轮储存或放出能量，达到均衡电动机负荷的目的。飞轮安装在电动机的轴线上，并安装在电动机与减速机之间。411飞轮力矩的确定电动机尖峰负荷降低的多少与主传动系统总飞轮力矩有关，而飞轮力矩占总飞轮力矩相当大的比重，故飞轮力矩是飞轮的一个重要参数。飞轮本身的飞轮力矩为为传动总的飞轮力矩的一个组成部分，所以在计2FGD20GD算之前，必须先计算。2FGD0主传动系统的总的飞轮力矩2（吨）2079ENS2M在尖峰负荷的时刻，主传动的系统需要释放的能量可按下式计算EEMAXNT式中在尖峰负荷下电动机的最大的功率，其值可按作用在电动机轴MAX上的最大的转矩确定AMMAXNA095N尖峰负荷的时间；T电动机的转差率，一般取012017，取为015；SSS从电动机的参数中查的为22；MAXM为电动机的额定的转数为980转/分。0N则22576（KW）MAXN29805由工厂现实测得为1秒；T19所以22576122576KWES则617（吨）20GD79568102M则飞轮的转矩（吨）F20D2JGD式中电动机转子的飞轮力矩（吨）；D2轧机传动装置的转动部分折算到电机轴上的飞轮力矩（吨）；2JGD2M可以近似的认为与相当。F20GD因飞轮的圆周速度越高，则飞轮由于离心力所产生的内应力就越大。确定飞轮直径D，考虑圆周的速度小于允许的最大圆周的速度，即MAXVDMAX60VN式中飞轮N飞轮每分钟的转数；飞轮最大的圆周速度，整体铸造的圆盘式飞轮（铸钢），7090MAXMAXV/SD136米60798则取D096米1米D1米飞轮采用一个，飞轮的直径可取的大一些，通过这两个取这个方案。飞轮的结构和主要的参数根据飞轮的直径和圆周的速度的不同，选择飞轮的结构为整体铸造圆盘式飞轮，飞轮的材料为ZG35。主要的参数由书中短应力线轧机设计与计算中表格有如下的关系表41DD100MM1B1B0201D08084DC（03034）0B0B01015）D005（）1DDD根据轴计算0D（01015）（）11（1618）D因为D1000MM所以8108401D表42（011015）D1101500B130MM0BD100MMD100MM130MM1130MM1C（03034）C42MM05（）0D1D500MM0D（1618）D1170MM1D（01015）（）0D180MM0飞轮整体铸造后时效处理，进行机械加工。飞轮装置外围加安全罩。412飞轮的强度的校核飞轮的强度应满足要求，才能保证飞轮安全工作。飞轮的直径满足下公式即可满足要求。DMAX60VN飞轮的直径就是按此关系式求的，为了验证一下，下面校核一下强度。飞轮转动时，其轮缘的内表面所产生的应力可按下式计算（N/CM）22105VRR式中V飞轮的圆周速度（M/S）；21R飞轮轮缘的内半径（M）；R飞轮的外半径（M）；V70M/S371896（N/CM）227083015371869KG/2CM所以强度足够50/KG42减速器的选择421传动比的计算轧件出轧辊的初速度，直接影响轧钢的效率，若轧件的出轧辊的初速度快，可提高效率，同时轧制工人不容易轧制。因而轧件的初速度以小于2米/秒为益（1）初选轧件的出辊速度为07米/秒，计算轧辊转速N071645MIN34VNRD取N50R/MIN980/501960/I总在减速器等短应力线轧机存在着传动装置的效率问题。电动机的效率为937，可知减速器、齿轮机座的效率为94则I937949416I总这样将为N辊750/1647R/MINN辊电/I为一般情况电机的转数。N电轧制速度为VDN31430047074M/S此轧制速度现场短应力线轧机轧制速度相似，因而符合生产实际。二选择减速器22由于确定16，符合选二级减速器传动比的条件。选二级减器。I查机械设计手册表8427，查的I16对应的代号为8在根据承载能力查表8429，选取中心距A1000毫米，工作类型连续型，在查表8424，的减速器的型号ZL100型，最后确定减速器的型号ZL1008，其外型及安装尺寸如下。型号ZL100中心踞A10004006001A2中心高6500H轮廓齿寸H1306、L1910、B810、810、145、15501B21L、2226、502L31地脚螺钉DM36、N8、610、7、595、510、3203B4L56L7图41422主减速机的结构减速机是由齿轮、箱体、轴、轴承、箱盖等主要零件组成。23齿轮做成人字齿，因为这种齿轮工作比较平稳，而且对轴承不产生轴向力。齿轮的加工方法滚齿刀（人字）（8级精度）。在减速器中，只有底速轴采用轴向固定，其他的轴留有少量的轴向的游隙，使她可以自由的串动，以免卡主齿轮。轴向的游隙为081MM。中心距小于或等于1000毫米的减速器，采用滚动轴承，减速器的材料为铸铁，（1）中心距查表的A1000MM（2）传动比总的传动比由电动机轴的转速和轧辊的转数之比确定。I16（3）齿宽系数为齿轮的宽度和中心距之比。，0406，取BA05。（4）模数和齿数模数降低，小齿轮齿数齿数和均应取较大的值。齿数增加使齿的磨损减小，1Z2同时增大重和的系数，有利于减低接触应力。一对齿轮要求有较大的传动比时，20，取一级小齿轮的齿数为22，大齿轮为184。二级小齿的齿数为22，大齿轮为93。齿数和模数与中心距和齿倾角的关系为2COSNMAZ模数按上式计算的65、9。（5）齿顷角渐开线齿轮的齿顷角对于人字型齿轮取齿顷角为253030423齿轮的材料和热处理小齿轮的材质为，大齿轮为。40RC35NZGSIM生产实践证明，齿轮对承载能力除了决定于齿面硬度外，同时还与齿轮对的硬面差和齿面金相组织有关，而小齿轮调质及大齿轮正火的热处理配合方式，比大小齿轮24均采用调质的使用寿命高。大齿轮采用正火处理，HB190220；小齿轮采用调质处理424减速器的工作状态分析减速器为展开式减速器，这种两极展开式圆柱齿轮减速器结构简单齿轮对轴承的位置不对称，轴要具有较大的刚度。改进意见如能选取“分流式”减速器，会使轧机工作更可靠，齿轮与轴承对称布置，因此载荷沿齿宽分布均匀，轴承受载平均分配，中间轴危险截面上的扭距相当于轴所传递扭距的一半。其工作草图如下图中高速级采用人字齿轮，低速级可制成人字或直齿，结构复杂，适合变载的场合。图4243齿轮机座的设计431齿轮机座的类型和结构（1）齿轮机座的结构齿轮机座箱体一般用铸造的形式，由于齿轮机座的体积比较大，铸造的工艺要求较高，一般的厂家无能力生产。因此，箱体采用分铸拼焊结构。焊条为T42。具体的工艺要求如下铸件退活后，对焊缝加工，焊缝要电磁探伤。将焊好的箱体整体退火，然后机加工达到装配要求。分铸拼焊结构箱体生产较整体铸造的结构要简单，易于制造；同时也有缺点生产的周期长，需工时长，适合少量的加工。（2）齿轮机座的类型25在轧机的传动的装置中，齿轮机座用于传递扭距到工作机座的每一个轧辊；其特点是低速、重载、冲击的次数频繁。中小型的短应力线轧机的齿轮机座一般有二重式、三重式和复合式等三种类形。其中二重式齿轮机座多用于小型的二辊初轧机，三重式齿轮机座应用于横列式中短应力线轧机；复合式齿轮机座的形式较多，其特点是齿轮的机座和减速器和在一个共同的箱体内。采用三重式齿轮机座，齿轮机座的基本参数432齿轮的设计（1）齿轮节圆的直径轧辊中心距因轧辊重车和重磨后发生变化，节圆直径D/2MAXIND302298/2300MM（2）模数、齿数、齿宽、齿顷角齿数取1431，齿宽系数1724，齿顷角为，模数为845。240齿轮参数的确定是根据同类型的轧机的参数确定的。中心距AD300MM端面模数12MMSM齿轮的工作宽度B720MM齿倾角30齿数25Z（3）计算力矩的确定（）MAXDMKGA式中扭矩分配系数，取05；KK电动机最大的力；AXD；MAXDAX975NIN26为电动机的最大的功率；为电动机的转速，为减速器的总的传动比，为MAXNNI减速器与连轴节的总的传动效率。4457（）DMAX280M97516KGMA05445722285（）（4）齿轮的材料和加工制造齿轮的材料采用，齿轮的加工精度为8级，采用滚齿法加工，退刀槽的宽度40RC为120MM（5）齿轮轴和滑动轴承轴承尺寸的确定，采用的是滑动轴承195225MM306D75D取200MML11152203003D取L220MM式中D齿轮的节圆的直径；L滑动轴承的工作宽度；轴径直径。3（6）轴端的强度计算轴端直径（08095）1601904D3D取1604D轴端的强度计算234/076MKGCMD式中作用于轴端的扭转力矩。许用扭转应力（065075）27N式中轴颈材料的抗拉强度；B980MAP100B6102/KGCMN安全系数，5；66210710/5KGCM62/328071KGC（7）滑动轴承材料为滑动轴承采用铸钢轴承座，孔内以巴氏合金衬。5ZG滑动轴承的材料轴承铸锡基轴承合金，牌号，硬度27。1CHSNB6HB433齿轮机座的润滑在轧机的传动装置中，齿轮机座起着传递并分配扭矩的作用。其齿啮和的特点是低速、重载、冲击负荷大，冲击次数频繁，因此其齿轮的啮合处于极沉重的挤压负荷下工作结构上的限制，其相互啮合的齿轮对垂直配置在箱座中，因此溅油润滑比较困难。由于以上几个原因，齿轮机座用稀油集中循环润滑，润滑油强行压注到齿的啮合面与轴承处。润滑油采用短应力线轧机油，用HJ328号短应力线轧机油。434齿轮机座的总体尺寸齿轮机座由机架、机盖、齿轮轴、主连接螺栓、键板和轴承座等主要零部件组成。（1）箱体的侧壁的厚度（0058007）174210587）A30取20M28（2）齿顶距机盖的下壁和箱体上壁的最小的距离（0405）AC120150取120MM（3）机架与机盖主连接螺栓的直径取56MM017BD2）560机架由左右两个框架构成，其间配置轴承座。基价上有观查齿轮啮合的窥视空孔，以及润滑齿轮和轴承用的进油孔和回油孔。机盖上部设有透气罩，以利于散热通风和防止由于箱体内部因气压升高所造成的漏油。采用滑动轴承，因其易于制造，径向尺寸小，有利于提高轴承座的强度，还由于径向的尺寸限制。不过也有缺点摩擦系数较大，轴承合金易于磨损，对齿轮的啮合条件有不良的影响。44工作机座的设计441工作机座的选择工作机座是短应力线轧机的执行机构。他是由轧辊及其轴承、轧辊调整装置，机架及辊座等部件的组成。（1）普通的开式机座具有开式机架的工作机座，其轧机上盖是可拆的，因此便于更换轧辊。（2）闭口式工作机座是一种的刚架其强度与刚度都较高（3）预应力工作机座一般闭式的机架在不工作时，机架是不受力的。而预应力轧机是用一种特殊的装置通过拉杆对机架施加外力使机架在不工作时，预先就处于应力的状态。预应力轧机开始于五十年代，此轧机属于短应力线轧机的一种，即这种轧机的应力作用线较短，是因为在预应力轧机上，减少变形的环节和结合面的数量。如预应力的轧机的横梁和立柱长度比同辊径的轧机普通轧机小，以轧机轴承座代替牌坊，减少压上和压下的机构，有的根本不用，而以其他的机构替代；至于作为预应力轧机的一部分的拉杆，因用材料较少，可以用弹性模量较大的优质钢材制作。由于机架的结构29得到了简化，可用厚板坯切割的到毛坯。因而这种短应力线轧机的刚性比同辊径的短应力线轧机要大，于是在轧制时可提高轧件的精度，尤其能使同一根轧件的头尾断面的尺寸偏差小，沿整个长度上保持均匀，对小型及线材轧机尤为重要。预应力轧机有多种类型，如偏心套筒式、空心拉杆式等。本次设计采用的是半机架式，所谓的半机架式即把整体的牌坊改为分开的结构，然后用螺栓拉杆把上下半机架连接成一个整体。这种轧机的图例是三辊、二辊短应力线轧机的机座。它是由上下半机架组成，此轧机保留了普通开式或闭式轧机的结构特点，其区别是预应力的机座对上下半机架施加了预应力。（4）悬挂式机架悬挂式的机座有三辊式和二辊式的。三辊式的由压下装置，平衡装置，上辊组装、中辊组装和下辊组装等部分组成。在中辊轴承座的上下面各有一对螺丝拉杆，上下轴承座分别套装在螺丝拉杆上,并通过压上和压下装置使上下辊轴承座体沿拉杆的移动实现轧辊的径向的调整，拉杆的端部用螺母拧紧，构成一个装配式封闭的机架，悬挂在单边的机架上。上中下轴承座经过热处理的铸钢件，根35INOSM据铸件的可能性，中辊轴承座和螺栓拉杆可以铸成整体，也可分开加工，然后将拉杆焊到轴承座上。机座的上轴用蝶形的弹簧平衡，手动压上和压下。二辊机座的结构和三辊的相似，仅将上下辊轴承座改为一面伸出两根圆柱。悬挂式机架的优点是体积小，重量轻，刚性大，整机架换辊，其缺点是设备加工质量要求高，机架都有一套备换的，资金需求量大，不易于小厂投资生产。各种型式机座比较预应力机座优点明显。安装、维修、换辊，有开式的优点。工作时，有闭口式机架的优点，刚度、强度高，结构简单，无开口式机架的调隙装置。其显著的优点是产品质量的到了保证，这是选择预应力机做的原因。442轧辊与轧辊轴承的设计（1）轧辊与轧辊轴承座是整个工座机做的核心部分轧辊是短应力线轧机中直接轧制轧件的主要部件。在轧制的过程中，轧辊直接与轧件接触，强迫轧件发生塑性变化，与此同时，轧辊承受着巨大的轧制压力作用，并30由于轧辊本身的旋转使其应力随时间作周期性的变化。在热轧条件下，轧辊既接触高温的轧件而受剧热，同时又被水冷却而受急冷，冷热交加。1轧辊的类型、结构与参数轧辊的类型选择型钢轧机的轧辊。型钢轧机的轧辊的辊身上有轧槽，根据型钢轧制工艺要求安排孔型，孔型见孔型设计，轧辊应有足够的强度、刚度和良好的耐磨性能。轧辊工作表面的硬度是轧辊的主要的质量指标之一。轧辊的结构轧辊由辊身、辊径和辊头三部分组成。辊径安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。辊头和连接轴相连传递轧制扭矩。图43辊身辊身是轧辊直接与轧件接触的部分辊径辊径是轧辊的支撑部分，轧辊是依靠辊身的两侧轴径支撑在轴承上。辊身与辊径交界处是应力集中的部位，是轧辊强度的薄弱环节。在辊径与辊身必须有适当的过度的圆角。轴头轧辊两端的轴头为轧辊与接轴相连接的部分。轴头采用梅花轴头的形式。轴头的形式梅花轴头，万向轴头，带键槽的和圆柱形轴头。轧辊的参数轧辊的基本尺寸参数有轧辊的公称直径D，辊身的长度L，辊径直径D和辊径长度L以及辊头尺寸等。其中辊身长度和辊身直径是表征辊身尺寸的基本参数。辊身直径辊身直径为短应力线轧机的一个重要的参数D为辊身直径即为公称直径。D300MM为已知辊身的长度LL（2227）D取L25D750MM31辊径D轴径尺寸是指轴径直径D和辊身的长度L，它与所用轴承形式及工作载荷有关，D/D055D165MM取D170MML/D09212L096D1632MM取L164MM轴承处的辊径向辊身过度处，为了减少应力集中，需要做成圆角。圆角的R005012DR0065300195取R20MM轧辊头梅花轴头的外径（09095）D0925D15725MM取160MM1D1D查表176M2D31R20M1L902L轧辊的材料对短应力线轧机轧辊的质量的要求是很高的，因为它决定短应力线轧机工作的好坏、生产率的高低和产品质量的优劣。轧辊的工作条件是很繁重的，轧钢时要不断被金属磨损，承受很大的动态压力，与金属之间有很大的滑动速度，有时还要经受变化幅度很大的高温影响。基于上述的原因，轧辊采用高强度的铸钢轧辊和锻钢轧辊以及高强度的铸铁轧辊。制造轧辊用的材料需要这样的性能，即轧辊能长时间的使用而不断裂，其表面磨损也很小，即既是高强度又是耐磨的，轧辊的磨损程度取决于他的硬度大小。初轧机和中轧机的六个轧辊均采用球墨铸铁轧辊，型号为2，900QT90BMPA280360。HB小型及线材轧机即小型的圆钢，螺纹钢及线材轧辊材料为高铬铸铁（2）轧辊轴承1）轧辊轴承的工作特点轧辊轴承用来支撑转动的轧辊，保持轧辊在机架中正确的位置，轧辊轴的摩擦系数小，足够的强度和刚度，寿命长，以便于换辊。轧辊的工作特点是能承变很高的，比普通标准轴承所允许要大几倍的单32负荷。2）选择轴承的有轧辊轴承的主要类型两种开式（主要包括带金属轴衬的滑动轴承、带层压胶布轴衬的滑动轴承）闭式（主要包括油膜轴承和滚动轴承）选择开式的滑动轴承（具有可拆轴承衬的）摩擦系数底0005，寿命长，耐热性与刚性较差，这是胶木轴承的特性。非金属轴承衬的开式轴承工作轧辊选择的轴承就是这种轴承，采用胶木瓦，轴承衬瓦的形状有好几种如图，其中半圆柱的比较省料，但切向要求牢固的固定，长方形固定性好，然而用料较前着多，由三快组成的轴承衬比较省料。目前应用较多的是整压的半圆柱形衬瓦，其优点是省料，制造方便，安装以后不需另行镗孔，而且也简化了轴承的结构并且摩擦的系数底，胶木瓦的轴瓦摩擦系数0005左右。由于摩擦系数低轴瓦具有良好的耐磨性，因此寿命较高，并可减少能耗；胶木轴瓦比较薄，故可采用较大的轴径尺寸，有利于提高轴径的强度；这种轴衬质地较软，既耐冲击，又能吸收进入轴承的氧化铁及等硬质颗粒，因而有利于保护轴径表面。这类轴瓦的缺点是强度底，耐热和导热的性能很差，因此需要大量的循环水进行强制的冷却和润滑。胶木轴瓦用水润滑。图44443轧辊调整装置的设计轧辊调整装置的作用主要调整轧辊在机架中的相对位置，以保证要求的压下量精33确的轧件尺寸和正常的轧制条件。调整装置主要有轧辊轴向的调整装置和颈向的调整装置两种。轧辊的轴向的调整装置主要用来对正轧槽，以保证正确的孔型，用手动来完成，装置如图。图45轧辊的径向调整其作用是需要进行下述操作时，径向调整两工作辊之间的相对位置（1）调整两工作轧辊的轴线之间的距离，以保持正确的辊缝开度，给定压下量（2）调整轧辊之间的平行度（3）当更换新轧辊时，调整轧制线的高度（4）更换轧辊或处理事故（如轧卡）时需要的其他的操作。轧辊的径向调整分为上辊调整装置；下辊调整装置；中辊调整装置。本设计中的轴向调整装置采用压下装置和斜铁调整装置。中辊调整装置如图，主要用来在轴承磨损时进行微调。图45下辊径向的调整装置分为手动和电动调整装置，设计采用采用手动斜切调整装置，本装置较为复杂，设计的结构与图相似，其可作为改进结。斜切的角度不可大于。2534图46444机架的设计（1）机架的主要形式的选择工作机架的形式有闭口式和开口式两种，选用开口式的（预应力）机架，其换辊方便，结构较为简单。（2）材料的选择机架俗称牌坊，是短应力线轧机工作机架的骨架，它承受着经轴承座传来的全部轧制力，因此要求它具有足够的强度和刚度。短应力线轧机机架采用，分断铸造，用电渣焊焊成一体。也就是说选择材料35ZG为钢板，后焊接成机架。（3）机架的主要的尺寸窗口的尺寸，窗口是按轴承座及轴承设计的，窗口尺寸的尺寸是由机架的形式和短应力线轧机的尺寸来确定，开口式机架窗口的宽度根据轧辊轴径和轴瓦铁的尺寸来确定。设计选宽度为300MM。窗口高度的设计，考虑上下辊调隙装置的尺寸，加上三个轧辊的直径即可以，定35于1050MM。（4）立柱和横梁的断面的尺寸机架应具有足够的强度和刚度，机架的刚性表示它变形的抗力，它与机架立柱断面的尺寸有着密切的联系。机架立柱的断面尺寸由下式近似确定F（0810）2D取F09092601172CM考虑强度和刚性的关系，取截面的尺寸19202CM三轧辊机架的结构，由两部分组成上机架、下机架。下机架的底座为导辊式的以利于滑动，此机架轴的位置调整方便。在上，下机架接触面要加工平整，以保证接触后机架的整体质量。上、下机架接触面处各有两个定位孔，是安装定位销的，保证机架的安装对正。上下机架对正后，将拉杆分别安于图式的位置，然后在拉杆的下端插入键板，将拉杆上端大的螺母拧上，利用杠杆的原理，用千斤顶在拉杆上施以12倍的轧制力。这时拉杆伸长螺母又可旋转下降一级，当螺母旋转不动时，将千斤顶移到另一个拉杆处，将另一拉杆安好。由于拉杆的巨大的压力作用，上下机架结合面紧密的接触，而形成闭式的轧机。445机架强度的校核校核中的公式选用机械轧钢设备一书中P1/2TP1/2P1/2TP1弯矩计算图合成弯矩图47弯矩图根据轧辊的尺寸，得轧辊的重量G453KG36轧制力（0204）G取03G1P1P03453136（KG）上横梁通常用螺钉紧固在立柱上，当机架上有轧制力时，连接螺栓紧承受拉力，故机架应为静定刚性，但下横梁在轧制力作用下产生弯曲时，立柱将跟素随着向内变形，上横梁一般均由立柱外侧锁紧，故它不影