XZJ-1050滚针轧机设计-总体设计（全套含CAD图纸）
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理工学院 毕业设计 (论文 )开题报告 题 目： 针轧机设计 (总体设计，移动辊设计，导架设计 ) 学生姓名： 赵晓亮 学 号： 071615630 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 陈征宇 (副教授 ) 2011 年 04 月 01 日毕业 设计（论文）开题报告 1 轧技术的发展前景 近年来，世界各国都很重视斜轧成型新技术 用轧制的方法获得零件或 零件毛坯。认为这是轧钢技术的新发展，轧制出来的产品不仅仅是各种型材，如圆钢、方钢之类，而且可以轧出异形钢材，或零件的毛坯。使轧钢技术更好地为国民经济和国防建设服务。斜轧成型技术是一种很有成效的少切削、无切削的新工艺 1。在机械工业部门对某些适于斜轧生产的零件或零件毛坯，能大幅度提高生产效率，节约劳动力，减少，减少设备投资等优点，因而日益受到这些部门的重视，并且得到较快的发展。轧制设备的开发和研制是机械制造业的重要分支认为这是轧钢技术的新发展，需要提出的是，在轧制成型方面除斜轧成型外，还有纵轧成型、横轧成型 、楔横轧成型等，这些方面与斜轧成型一样也受到人们的重视，也得到较快的发展，世界轧钢工业的技术进步主要体现在生产工艺流程的缩短和简化上，最终形成轧材性能高品质化、品质规格多样化、控制管理计算机化等。展望未来，轧钢工艺和技术的发展主要体现在以下几方面：铸轧一体化、轧制过程清洁化、榨汁过程柔性化、高新技术的应用、钢材的延伸化。 机的发展 轧机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备 ,包括有主要设备辅助设备起重运输设备和附属设备等。 但一般所说的轧机往往仅指主要设备。据说在 14 世纪欧洲就有轧 机，但有记载的是 1480 年意大利人 达 芬奇（ 计出轧机的草图。 1553 年法国人布律列尔 (制出金和银板材 ,用以制造钱币。此后在西班牙、比利时和英国相继出现轧机。 1728 年英国设计的生产圆棒材用的轧机。英国于 1766 年有了串列式小型轧机， 19 世纪中叶，第一台可逆式板材轧机在英国投产，并轧出了船用铁板。 1848 年德国发明了万能式轧机， 1853 年美国开始用三辊式的型 材轧机 ，并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。1859 年建造了第一台连轧机 。万能式型材轧机是在 1872 年出现的； 20 世纪初制成半连续式带钢轧机，由两架三辊粗轧机和五架四辊精轧机组成。 中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂 ( 轧钢厂 ) 开始用轧机 ;轧制厚 15下的铁板 ,6 120方圆钢。 1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300型轧毕业 设计（论文）开题报告 2 机。随着 冶金工业的发展 ,现已有多种类型轧机。轧机的主要设备有工作机座和传动装置 2 。 现代轧机发展的趋向是连续 化自动化专业化 ,产品质量高 ,消耗低。 60 年代以来轧机在设计研究和制造方面取得了很大的进展 ,使带材冷热轧机厚板轧机高速线材轧机 H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善 ,并出现了轧制速度高达每秒钟 115 米的线材轧机全连续式带材冷轧机 5500 毫米宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大 ,液压 板形控制电子计算器过程控制及测试手段越来越完善 ,轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧控制轧制等新轧制方法 ,以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特 殊结构的轧机都在发展中 机的组成 工作机座由轧辊轧辊轴承机架轨座轧辊调整装置上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。 轧机的组成 （ 1）轧辊 轧辊是轧钢厂 轧钢机 上的重要 零件 ，利用一对或一组轧辊滚动时产生的 压力 来轧碾 钢材 。它主要承受轧制时的动静载荷， 磨损 和温度变化的影响。 （ 2）轧辊轴承 毕业 设计（论文）开题报告 3 支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大 ,因此要求轴承摩擦系数小 ,具有足够的强度和刚度 ,而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大 ,摩擦系数较小但承压能力较小 ,且外形尺寸较大 ,多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩 擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木铜瓦尼龙瓦轴承 6,比较便宜多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压静压和静 - 动压三种。优点是摩擦系数比较小 ,承压能力较大 ,使用工作速度高 ,刚性好 ,缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机 。 （ 3） 机架 由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置 ,需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架，具有较高强度和刚度 ,主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体 和上盖两部分组成 ,便于换辊 ,主要用于横列式型材轧机。 （ 4）轨座 用于安装机架 ,并固定在地基上 ,又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻力矩 ,同时确保工作机座安装尺寸的精度。 （ 5） 轧辊调整装置 用于调整辊缝使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置” ,有手动电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机减速机制动器压下螺丝压下螺母压下位置指示器球面垫块和测压仪等部件 ,它的传动效率低 ,运动部分的转动惯性大 ,反应速度慢 ,调整精度低。 70 年代以来 ,板带轧机采用 厚度自动控制 ) 系统后 ,在新的带材冷热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置 ,具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点 4。 （ 6）上轧辊平衡装置 用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。形式有 :弹簧式多用在型材轧机上 ;重锤式 ,常用在轧辊移动量大的初轧机上 ;液压式 ,多用在四辊板带轧机上。为提高作业率 ,要求轧机换辊迅速方便。换辊方式有 C 形钩式套筒式小车式和整机架换辊式四种。用前两种方式换辊靠吊车辅助操作 ,而整机架换辊需有两套机架 ,此法多用毕业 设计（论文）开题报告 4 于小的轧机。小 车换辊适合于大的轧机 ,有利于自动化。目前 ,轧机上均采用快速自动换辊装置 ,换一次轧辊只需 5 8 分钟。 （ 7）传动装置 由电动机减速机齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设 备。如原料准备加热翻钢剪切矫直冷却探伤热处理 等设备。起重运输设备 吊车运输车辊道 等 机品种分类 轧机可按轧辊的排列和数目分类，可按机架的排列方式分类。分为二辊轧机 、三辊轧机、四辊轧机、五辊轧机、 机、偏八辊轧机、六辊轧机、多辊轧机、行星轧机等；按轧制方式分为卧式轧机和立式轧机，按轧制温度分为冷轧机和热轧机。 针轧机设计的目的及意义 通过对滚针轧机移动辊、导架等地设计，可以让学生了解并掌握轧制机械的工作原理、具体结构及设计方法，为今后工作中维护、使用、设计相关机械产品打下良好的基础。在设计过程中，将把所学过专业基础及专业知识综合地应用到设计当中，也为今后设计其它机械产品奠定一定的基础，培养学生的自主设计能力，同时培养分析问题和解决问题的能力，加深理论知识的理解，强化生产实习中的感性认识。设计过程也是理论联系实际的过程，能培养理论联系实际的思想，并学会使用手册、查询相关资料等，提高分析和解决工程实际问题的独立工作能 力 8。 2. 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径 ： 我所研究的的基本内容是：根据技术参数设计移动辊、导架以及绘制总装配图和两个零件图。 方案的选择 ： 选择卧式轧机，能够获得要求的公差要求及较高的生产能力，并且采用斜轧成型技术。斜轧，就是轧件同向旋转且轴心线相互成一定角度的轧辊缝隙间进行塑件变形的过程，轧件沿轧辊交角的中心线方向进入轧辊缝隙，再变形过程中，轧件除饶其轴线作旋转运动外。还作沿其轴线方向的前进运动。常见的机型有二辊和三辊斜轧穿孔机，轧管机等。采用二辊可逆式粗轧机，斜轧广泛用于无缝 管材生产。 毕业 设计（论文）开题报告 5 针轧机的总体设计 滚子轧机与钢球轧机基本相同。滚子轧机的特点是轧辊轴长，轧辊铀在垂直面的倾角调整范围大。这是由于滚子的长度一般比外径大得多，因此轧辊长度比钢球轧辊长。由于滚子孔型长，切削螺距大，螺旋角就大，轧辊轴倾角一般等于螺旋角，所以其调节范围就得大。相同直径的滚子轧机，机架及万向接轴比钢球轧机长，机器重量大。 目前，无论国内国外，斜轧机的总体配置形式都有两种：一种是将其传动机构与工作机座分开配置。另一种是将其传动装置与工作机座配置在一起。这两种形式的轧机都有自己的发展过程。前一种是 从冶金厂轧钢机特别是从斜辊式无缝钢管穿孔机发展过来的。后一种是机械制造厂，从机床，特别是无心磨床发展过来的。这两种形式的轧机目前在生产中都得到了应用，也都在继续发展 1。 根据设计要求，我选用第二种配置形式，采用机床式的斜轧机。此台轧机基本上由以下四部分组成：轧辊牌坊、移动辊座、固定辊座、机座。此台机床的主要优点是结构紧凑、占地面积小、进出料都比较方便，容易实现前后机械联动化，缺点主要是承受轧制力的变速箱和固定辊座于床身之间采用螺栓紧固因此轧机的刚性相对较差。此外保留了万向接轴且最后一级采用伞齿轮传动而伞 齿轮无论是制造精度还是承载能力都比同样尺寸大小的圆柱齿轮低 。其传动示意图如下图： 毕业 设计（论文）开题报告 6 1 2 345滚针斜轧机传动示意图 1 电动机 2 皮带传动设置 3 齿轮传动设置 4 圆锥齿轮 5 轧机主体 动辊的结构设计 移动棍的结构设计，主要包括辊型设计和参数设计。 目前，斜轧机的调整对产品的形状及质量影响很大，它是斜轧生产中的关键问题之一，必须给予足够重视。由于国内轧机装备水平比较落后，绝大部分不具有板形控 制设备，因而板形控制手段比较单一，板形控制能力弱。在轧制过程中，轧辊因受轧制力的作用而产生挠曲变形和压扁变形。同时由于轧辊辊身长度方向上的温度不均匀引起的轧辊热凸度也对轧件出口凸度产生影响。合理的辊型设计不但有利于板形控制，还具有在轧辊磨损区域内增大轧辊使用寿命的作用。辊型优化设计时，不仅应考虑轧辊热凸度和磨损的影响，另外还要考虑磨床的加工能力 9。 轧辊通过轴承座与压下和压紧机构相联，把轧制力传递给机架。设计轧辊时应考虑以下几点： 毕业 设计（论文）开题报告 7 （ 1）采用装配式轧辊 （ 2）并且轧辊轴承均采用摩擦系数较低的滚动轴承 （ 3） 锁紧轴承内圈采用双螺母锁紧 （ 4）设计轧辊轴时，应保证使轧辊孔型的螺旋角落在转鼓的回转中心线上。 架的结构设计 设计要求 : （ 1） 具有足够的承载能力和刚度，使用寿命长； （ 2） 结构简单、工艺性好、便于调整和维修； （ 3） 具有良好的润滑和防护装置； （ 4） 确保运动的平稳性和准确性； 导板调整： 导板相对于轧辊的位置，按照轧辊的旋转方向，要求调成下导板尽量靠右辊，上导板尽量靠左辊。轧制时轧件和导板的摩擦力将下导板向左推，将上导板向右推。 毕业 设计（论文）开题报告 8 参考文献 1 北京钢铁学院斜轧成型科研组 北京钢铁学院， 1977. 2 程志彦 J2005， 15（ 13）： 303 濮良贵，纪名刚 第 7 版 等教育出版社， 2001. 4 西德钢铁工程师协会 武汉钢铁设计研究院技术情报科 械工业出版社， 1979. 5 杨节编 ; 轧制过程数学模型 M. 冶金工业出版社 , 1983. 6 崔占全，邱平善 哈尔滨：哈尔滨工业大学出
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