冷轧机压下装置的设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）I冷轧机压下装置的设计摘 要这篇毕业设计的论文主要阐述的是一套系统的关于冷轧机压下装置及蜗轮蜗杆的设计方法。环面蜗轮蜗杆减速器是蜗轮蜗杆减速器的一种形式.也是冷轧机压下装置的主要部件，这个方法是以加工过程和冷轧机压下装置及蜗轮减速器的使用条件的数学和物理公式为基础的。在论文中，首先，对冷轧机压下装置作了简单的介绍，接着，阐述了压下装置及蜗轮蜗杆的设计原理和理论计算。然后按照设计准则和设计理论设计了压下装置及环面蜗轮蜗杆减速器。接着对压下装置和减速器的部件组成进行了尺寸计算和校核。该设计代表了压下装置及环面蜗轮蜗杆设计的一般过程。对其他的压下装置和蜗轮蜗杆的设计工作也有一定的价值。 目前，在压下装置和环面蜗轮蜗杆减速器的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距。国内在设计制造压下装置和环面蜗轮蜗杆减速器过程中存在着很大程度上的缺点关键词：压下装置，冷轧机，蜗轮蜗杆减速器 洛阳理工学院毕业设计（论文）IITHE PUIIED DOWN OF STEEL ROOLLING DESIGNABSTRACTThis graduation thesis on the design of the system is a ring on the surface of the worm reducer and the cold pulled down design method. Torus worm reducer worm reducer is a form of this method is worm reducer and processing conditions of the use of mathematical and physical basis of the formula. In the paper, first of all, the worm made a brief introduction, then the worm on the design principle and the theoretical calculation. Then in accordance with the design criteria and design theory designed toroidal worm reducer. Then the components of the reducer to the size of the calculation and verification. The design represents the torus worm general design process. On the other worm in the design work will have value. At present, the torus worm reducer for the design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there are still large gaps between the comparison. Central China in the design and manufacture of worm reducer there is a process to a large extent the shortcomings, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; KEY WORDS: Pressure device, cold pulled down，worm reducer,洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前 言 .1第 1 章 压下装置的设计与计算 .3第 2 章 压下装置减速器的选择 .52.1 减速器的作用 .52.2 齿轮减速器的特点 .52.3 蜗杆减速器的特点 .6第 3 章 电动机的选择 .93.1 电动机类型和结构型式 .93.2 电动机的容量 .103.2.1 确定减速器所需的功率 .103.2.2 确定传动装置效率 .103.2.3 电动机的技术数据 .11第 4 章 传动装置的传动比及动力参数计算 .124.1 传动装置运动参数的计算 .124.1.1 各轴功率计算 .124.1.2 各轴转速的计算 .124.1.3 各轴输入扭矩的计算 .12第 5 章 减速器部件的选择计算 .135.1 蜗杆传动设计计算 .135.1.1 蜗轮、蜗杆材料选择 .135.1.2 确定蜗杆头数 Z1及蜗轮齿数 Z2.135.1.3 验算压下螺丝的速度 .135.1.4 确定蜗杆蜗轮中心距 a .145.1.5 蜗杆传动几何参数设计 .145.2 环面蜗轮蜗杆校核计算 .175.3 轴的结构设计 .195.3.1 蜗杆轴的设计 .195.3.2 蜗轮轴的设计 .21洛阳理工学院毕业设计（论文）IV5.4 轴的校核 .245.4.1 蜗杆轴的强度校核 .255.4.2 蜗轮轴的强度校核 .275.5 滚动轴承的选择及校核 .305.5.1 蜗杆轴滚动轴承的选择及校核 .305.5.2 蜗轮轴上轴承的校核 .325.6 箱体结构尺寸及说明 .345.7 减速器的安装使用及维护 .35结 论 .37谢 辞 .38参考文献 .39洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言轧机的压下装置是轧机的重要结构之一，用于调整辊缝，也称辊缝调整装置，其结构设计的好坏，直接关系着轧件的产量与质量。压下装置按传动方式可分为手动压下、电动压下和液压压下，手动压下装置一般多用于不经常进行调节、轧件精度要求不严格、以及轧制速度要求不高的中、小型型钢、线材和小型热轧板带轧机上。电动压下装置适用于板坯轧机、中厚板轧机等要求辊缝调整范围大、压下速度快的情况，主要由压下螺丝、螺母及其传动机构组成。在中厚板轧机中，工作时要求轧辊快速、大行程、频繁的调整，这就要求压下装置采用惯性小的传动 系统，以便频繁的启动、制动，且有较高的传动效率和工作可靠性。这种快速电动压下装置轧机不能带钢压下，压下电机的功率一般是按空载压下考虑选用，所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、“坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故，这时上辊不能动，轧机无法正常工作，压下电动机无法提起压下螺丝，为了克服这种卡钢事故，压下装置的设计与计算必须增设一套专用的回松机构。电动压下装置的主要缺点之一是运动部分的惯性大，因而在辊缝调节过程中反应慢、精度低，对现代化的高速度、高精度轧机已不适应，提高压下装置响应速度的主要途径是减少其惯性，而用液压控制可以收到这样的效果。液压压下装置，就是取消了传统的电动压下机构，其辊缝的调节均由液压缸来完成。在这一装置中，除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外，还包括检测仪表及运算控制系统。全液压压下装置有以下优点：1、惯性小、动作快，灵敏度高，因此可以得到高精度的板带材，其厚度偏差可以控制到小于成品厚度的 1%，而且缩短了板带材的超差部分长度，提高了轧材的成品率，节约金属，提高了产品质量，并降低了成本；洛阳理工学院毕业设计（论文）22、结构紧凑，降低了机座的总高度，减少了厂房的投资，同时由于采用液压系统，使传动效率大大提高；3、采用液压系统可以使卡钢迅速脱开，这样有利于处理卡钢事故，避免了轧件对轧辊的刮伤、烧伤，再启动时为空载启动，降低了主电机启动电流，并有利于油膜轴承工作；4、可以实现轧辊迅速提升，便于快速换辊，提高了轧机的有效作业率，增加了轧机的产量。全液压压下也存在一些缺点：压下系统复杂，工作条件要求高，有些元件（如压力传感器、位移传感器及测厚仪等测量元件）和伺服阀等制造精度要求很高，并要求在高温、高压及有振动条件下，工作不应失灵或下降测量精度和控制灵敏度，因此制造困难、成本高，维护保养要求很严格，以保证控制精度。虽然液压压下相对于电动压下还存在着一些缺点，但是由于电动压下无法满足目前正在发展的高生产率、高产品质量的现代化带轧机的工作要求，因而，采用液压压下的板厚自动控制系统来代替电动压下的板厚自动控制系统已是必然趋势，因而随着科学技术的发展，液压压下板厚自动控制系统将会愈来愈完善洛阳理工学院毕业设计（论文）3第 1 章 压下装置的设计与计算压下装置的力能参数a、确定作用于每个压下螺丝上的力当轧辊提升时， 01P=(F-mG)2式中P0 当轧辊提升时，作用在两个压下螺丝上的力G 被平衡件的总重量 G = G 0 = 269667 KgF 油缸的理论推力，可表示为 122pdP(n+)4P 油缸的工作压力d1,n1 工作辊的平衡油缸柱塞直径和油缸数量d2, n2 支撑辊的平衡油缸柱塞直径和油缸数量 油缸柱塞上的摩擦系数，取 0.10.2则 ()F Kg2204515.1360.5(2P94361978当轧辊下降时，1()( )22FGKg.435601297618.2b、确定作用在每个压下螺丝上的静力矩当轧辊提升时， 0 20()44p pjPddMtgaP 洛阳理工学院毕业设计（论文）4式中P0 当轧辊提升时，作用在两个压下螺丝上的力dp 螺纹的平均直径，d p = 68-0.754 = 65 cm 螺纹中的摩擦角， .=tg-1 1 洛阳理工学院毕业设计（论文）5第 2 章 压下装置减速器的选择2.1 减速器的作用减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，二者的设计、制造和使用特点各不相同。7080 年代，世界减速器技术有了很大发展。通用减速器体现以下发展趋势：（1）高水平、高性能。（2）积木式组合设计。基本参数采取优先数，尺寸规格整齐、零件通用性和互换性强、系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。（3）形式多样化、变型设计多。摆脱了传统的单一底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速机一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。促进减速器水平提高的主要因素有：（1）硬齿面技术的发展和完善，如大型磨齿技术、渗碳淬火工艺、齿轮强度计算方法、修形技术、变形及三、优化设计方法、齿根强化及其元化过渡、新结构等。（2）用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平高。（3）结构设计更合理。（4）加工精度提高到 ISO5-6 级。（5）轴承质量和寿命提高。（6）润滑油质量提高。2.2 齿轮减速器的特点 齿轮传动是机械传动中重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千瓦，圆周速率可达 200m/s。洛阳理工学院毕业设计（论文）6齿轮传动的特点主要有：1 效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动效率最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达 99。2 结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般比较小。3 工作可靠，寿命长 设计制造正确合理，使用维护良好的齿轮传动，工作可靠，寿命可长达一，二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。4 传动比稳定 传动比稳定是对传动性能的基本要求。齿轮传动能广泛应用，也是因为具有这一特点。但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格昂贵，且不宜用于传动距离过大的场合。2.3 蜗杆减速器的特点蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种机构，两轴交错的夹角可为任意值，常用的为 90 度，这种传动由于具有下述特点，故应用颇为广泛。1 当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转过了一个齿距，因而能实现大的传动比。2 在杆蜗传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿