纠偏辊装置设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘   要  纠偏辊装置是冷 轧 酸洗 生产线上 开卷 机组中的设备之一 ， 用来 解决酸洗机组中活套两端距离很远，由于带钢在运行过程中常常自行偏移到转向辊的一端的问题 。 当带钢跑偏超出转向辊端部，就会使带钢表面出现压痕或翘曲变形，影响冷轧薄板质量，严重时还会拉断带钢，损坏活套设施，故纠正带钢跑偏是冷轧酸洗机组极为重视的事情 。 该装置由 3个部件 组成， 框架支承纠偏辊和压辊，由液压缸控制纠偏辊保持带钢对中，压辊则靠液压缸夹住带钢 ，靠电机提供的动力输送带钢，这样可以稳定而有效的对带钢进行对中输送 。  关键词： 纠偏辊，压辊 ，液压缸  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a of is in of to in a as to at of it or  of of so is to of of by to on is by by so a of on 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目   录  1 绪论 偏辊 装置的研究现状 及 发展趋势 偏辊 装置的 常见故障 章小结  纠偏辊 装置设计 备基本性能与工作原理 备结构 机的选型 偏辊轴的设计 心滚子轴承的承载能力计 算  承座受力分析及强度计算 辊的设计计算  纠偏辊装置液压缸 选型 压缸选型 要求 压缸主要零部件选择 定执行元件主要参数 压 缸选型确定  结论 考文献 谢 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论  卷取机前侧导装置是 冷轧酸洗 生产线上 开卷器 中的设备之一 ， 用来使带钢正确地对中并导入卷取机进行卷取。在冶金领域冷轧酸洗 生产线上已被广泛使用。该装置配置在辊道德两侧，即双侧传动，并采用齿轮齿条结构，使得设备结构紧凑，占地面积小。该装置具有结构简单，检修维护方便等特点。  在冶金领域冷轧酸洗生产线上纠偏辊装置 被广泛使用，要使带钢正确地对中并导入卷取机进行卷取，必须有足够的对中力及选择相应的压力等级液压缸，并通过齿轮齿条结构传达 旋转臂 的夹紧力。  考虑机械零部件的 强度、刚度、工艺性、经济性和维护等要求任何零部件的机构和尺寸，除去考虑它的强度刚度外，还应该综合考虑零件本身及整个部件的工艺性要求、经济性要求、使用要求等才能确定。  偏辊 装置的研究现状 及 发展趋势  在冷轧板带轧机方面 ， 目前我国拥有 40余套冷轧板带轧机组 ， 其中不乏具有世界领先水平的生产机组。而冷轧生产技术也正向大型化、集成化、高速化方向发展 ， 并且在进一步提高自动化和连续化水平。产量和生产率都有显著的提高 ， 产品质量更趋完美。  国内外现有冷轧带钢连续作业机组中的带材纠偏装置大致可分为两大 类。  第一类为机械式纠偏装置 (无传感器 )。 如侧导辊或导板 ， 带各种辊形或凸度的转向辊及托辊等。该类纠偏装置仅靠辊形或辊子的布置等方式产生机械侧向纠偏力 ,使带材对中 ， 这种纠偏能力是有限的 ， 不能满足高速或薄带连续作业机组纠偏的需要。其存在的问题是 ：  (1) 某些纠偏的部件与被纠偏带材处于滑动摩擦或擦撞状态 ,部件磨损快 ；  (2) 对薄带材边部有损伤 ；  (3) 纠偏能力和灵敏度都比较低。  第二类为采用电机 伺服机构的自动纠偏装置。如日本的 置采用光电检测 ，通过伺服阀 控制液压缸使转向辊或夹送辊摆动 ， 达到纠偏效果。 该类装置可以实现连续自动控制带材位置 ， 对中精度高 。  在 冷轧酸洗机组 机器上 , 带材跑偏是很普遍的现象。所谓带材跑偏是指可挠性带材在运行中可能受到不可控制力的作用 , 不能保持直线运行而使其幅宽中心线偏离基准中心线。带材在传输中一般经过 3个环节 , 即放卷、通过中间过渡辊、收卷。由于其经过的环节多 , 带材发生跑偏的机会也多。带材产生跑偏有诸多原因 , 如传动辊之间的轴线不平行、传动辊表面不呈圆柱形、表面加工缺陷以及带材张力不稳定等。通过机器本身来保证带材跑偏在所要求的范围内就比较困难 , 通常利用外加一套自动纠偏系统来实现跑偏的自动纠正。现在采用的自动纠偏控制装置主要有以下类型 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 气动 (位移传感器的形式 ) - 液压式 (执行机构部分的形式 )； 电子 - 液压式 ；  全电子式等。  气动位移传感器与电子位移传感器相比结构简单 , 能检测透明物体 , 但响应稍差 , 并且需要一套气源。  液压驱动与电力驱动相比 , 功率大 , 无须减速 , 也不需将旋转变为直线运动 , 但有泄露问题 , 并且费用高。 例如 ：  武钢硅钢厂、冷轧厂一些作业线尽管均安装有数台  但在对老线技术改造时 ， 受空间尺寸和资金的限制 ， 难以采用这类装置。  而 涟钢冷轧薄板厂酸洗连轧 机组生产线于 2005年 9月投产 ， 该生产线采用了目前世界上最先进的生产技术和装备 ， 全部由计算机采用人机接口实行智能化控制。 20年来的国内外生产经验证明 ， 这种一体化生产工艺与常规的串列式冷轧机或无头轧制相比 ， 具有工序简单、生产周期短、操作人员少、节约投资、减少占地面积、产品质量好、成材率高等优点 。  偏辊 常见故障  (1)带钢自身的缺陷：带钢在轧制过程中形成的镰刀弯或边浪 ,会破坏带钢表面张力的均匀分布而造成跑偏 ,其偏离的程度取决于带钢弧度的大小、实际张力的大小和两个辊之间的实际距离。  (2)张力控制不稳定 或控制不适当：该因素主要是由电气控制系统造成的 ,在某一区域内张力忽高忽低容易造成带钢跑偏。  (3)机械支撑框架的对中不合适：在施工过程中造成机械设备对中不好而使带钢跑偏。譬如当带钢跨过两个轴线不平行的辊时带钢偏离情况 ,其偏离程度取决于辊之间的角度和距离。通常 , 这种情况还将影响带钢的张力分布 ,使带钢一侧的张力增加 ,从而使钢在生产过程中形成镰刀弯。  (4)夹送辊压力不均匀：当带钢经过夹送辊时 ,如果带钢所受的压力分布不均匀时 ,会使带钢向压力较小的一侧偏移 , 类似情况还有清洗段的挤干辊、淬水槽的挤干辊等。  (5)纠偏系统的纠偏能力：对于纠偏系统来讲 ,能否达到良好的纠偏效果 ,主要看张力 ,纠偏系统要求在纠偏过程中只有液压缸动作 ,而带钢不能在辊子上滑动 ,不过能保证带钢在运行中不滑动 ,那就需要一定的包角和张力来增加摩擦力 ,具体要多少包角和张力 , 主要以带钢不滑动为准。  (6)其它因素的影响：带钢在生产线上运行时 ,还受到一些其它因素的影响 ,如辊型的影响 ,固化炉内风压的影响等 , 都是造成带钢跑偏因素。  章小结  此次的设计目的及意义在于 该控制系统具有动态响应快、控制精度高的优点 ， 在带钢的对中纠偏过程中能实时地控制纠偏辊 的角 度和压 辊的夹送 力 ， 使带钢稳定在轧制中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 心线上。 纠偏辊装置对于带钢 质量好坏起到很重要的作用 ， 因此纠偏辊装置的设计越来越向大功率、高响应、不减速、无泄漏、低成本 的方向发展。  通过对纠偏辊 装置的设计，学生可以运用机械设计的相关知识，采用数字化设计手段 ， 完成毕业设计任务 。 本课题通过对该装置的总体设计以及关键零部件的设计 ， 达到毕业设计综合训练的目的 ， 其结果对于企业设备的技术改造具有一定的实际意义。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 纠偏辊 装置的设计   备基本性能与工作原理  纠偏精度：                    10冲辊传动速度：            最大 120m/分  (1)带钢跑偏的机理  一些大型冷轧薄板厂带钢生产线上的活套段多为几层带钢重叠放置 ， 如图 1 所示 另有些带钢生产线活套段为多层带钢铅垂重叠放置。 活套两端的转向辊相距甚远 ， 带钢在运行过程中常常自行偏移到转向辊一端 ， 俗称作“跑偏”。当带钢跑偏超出转向辊端部 ， 就会使带钢表面出现压痕或翘曲变形 ， 影响冷轧薄板质量 ， 严重时还会 拉断带钢 ， 损坏活套设施 ， 故纠正带钢跑偏是许多冷轧薄板厂极为重视的事情。  图 1 W G 冷轧硅钢片厂酸洗活套段示意图  1. 卷扬机  2. 活套张紧车  3. 托辊  4. 带钢  5. 导向辊   6  7. 端部转向辊 (纠偏辊 ) 带钢在转向辊上跑偏的形成原因比较复杂 ， 极具随机性。如果带钢板形均匀平整 ，且保持垂直进入转向辊 ， 如图 2 带钢将难以跑偏。然而 ， 不少生产线上的带钢板形不太好 ， 常有纵向浪形或横向浪形、边缘浪形、中部浪瓢、歪扭、成段镰刀弯 (旁弯 )等缺陷 ， 再加上各处宽度、厚度、硬度、表面粗糙度及所受张力大 小有差异 ， 使带钢不能均匀对称地贴绕在转向辊上 ； 因活套两端张力较大 ， 各种不对称因素会使接触转向辊的带钢面上产生垂直于前进方向的侧向力 ， 在通常情况下 ， 带钢板形不好会使贴绕在转向辊上的带钢两侧张力不相等 ， 产生的侧向力会使带钢在辊面上向张力小的一侧滑移 ，带钢偏斜进入转向辊 ， 出现向左或向右偏角 ， 图 2 0 的情形 ； 即使带钢在转向辊上无侧向滑移 ， 在遇到带钢镰刀弯时也会出现这种偏角 ， 如带钢具有左凸镰刀弯时也会出现图 2口带钢偏斜使带钢侧边绕上辊面后成为螺旋线 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 偏角 0 成为螺旋升角 ， 对于图 2 左侧一点 A进入辊面后会落在 不计带钢在辊面上侧向滑移时 ， 此 Af = AC ， 同理 ， 带钢具有右凸镰刀弯时会使带钢在转向辊上产生右移跑偏。带钢在转向辊上的侧向滑移与螺旋偏移是形成带钢跑偏的两个重要原因。板形不好的带钢运行时两侧张力不断改变 ， 使之在辊面上的滑移方向多变 ， 滑移量时大时小 ， 随机性很大 ， 难于定量分析。不过 ， 因活套两端转向辊相距较远 ，转向辊上带钢在运行中两侧张力变化不会太大 ， 带钢在辊面上的侧向滑 移量通常较小。实验室试验与现场实用结果都表明 ， 入口带钢的螺旋偏移作用在带钢跑偏过程中常常起着主导作用。  图 2 带钢贴绕转向辊情形  (a) 带钢未跑偏时  (b) 带钢有左凸镰刀弯时  1. 转向辊  2. 入口带钢  3. 生产线的中心线  而 带钢在连续作业处理线上，主要与各种辊子接触，从力的角度来说，假如带钢受到的横向扰动力不能克服带钢和辊子的横向静摩擦力，带钢是不会跑偏的，假如带钢受到的横向扰动力能够克服带钢和辊子的横向静摩擦力，带钢将偏离原来的运动中心线，发生跑偏，直到横向扰动力又小于横向静摩擦力，带钢停止 跑偏，在新的中心线上继续运动。带钢跑偏的方向要由分析后得出。  (2)带钢跑偏的受力分析  最常见的带钢跑偏现象可以用受力分析的方法来分析，例如带钢和辊子的夹角不是90等。如图 3所示，带钢主动，辊子被动。带钢和辊子的夹角不是 90，带钢对辊子的力也就不垂直于辊子轴线。将沿辊子轴线方向和其垂直方向分解，得到 2， 2有实际意义。 于辊子被轴向固定，所以根据作用力和反作用力原理，辊子对带钢有与 小相同的力  带钢产生移动到双点划 线位置的趋势，如果 够克服辊子对带钢的横向静摩擦力，带钢就在 作用下移动到新的位置，直到带钢和辊子垂直，没有沿辊子轴线方向的分力。这种现象被 司 (德国一家生产纠偏设备的公司 )定义为“辊效应”。 司对“辊效应”的描述如下：板带运行过程中总是力图保持和进入辊子轴线夹角为 90，我们将其称为“辊效应”，实践中，这种几乎看不见的调整总在进行。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3 带钢跑偏的受力分析  (3)带钢跑偏的张力分析  我们从带钢的张力分析着手分析带钢跑偏的原因。如图 4所示，带钢主动，辊子被动。当带钢张力分布 均匀，带钢将继续沿着原来的运动轨迹运行。当带钢的张力分布发生变化，张力的合力与带钢的几何中心不能重合，这时带钢相当于对辊子施加了一个逆时针的力矩 M（如图所示）。由于辊子是轴向固定的，根据作用力和反作用力原理，辊子对带钢有一个顺时针的力矩 M（图中未标出），这使得带钢产生了左移的趋势。如果带钢能够克服辊子对带钢的横向静摩擦力，带钢将向左偏移，一 直运动到带钢的张力分布均匀为止。  图 4 带钢跑偏的张力分析  备构成  （ 1） 机械设备 ：纠偏辊、压辊、连接支承框架  （ 2） 液压系统 ：纠偏液压缸、夹紧液压缸  （ 3） 电气系统 ：减速电机  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机的选型  由于本设备传动速度不是很高，故采用减速电机。  减速电机是指减速机和电机 (马达 )的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计 、 节省空间。  减速电机结合国际技术要求制造 ,具有很高的科技含量。节省空间 ,可靠耐用 ,承受过载能力高 ,功率可达 95上。能耗低 ,性能优越 ,减速机效率高达 95%以上。振动小 ,噪音低 ,节能高 ,选用优质段钢材料 ,钢性铸铁箱体 ,齿轮表面经过高频热处理。经过精密加工 ,确保定位精度 ,这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机 ,形成了机电一体化 ,完全保证了产品使用质量特征。产品才用了系列化、模块化的设计思想 ,有广泛的适应性 ,本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案 ,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。  减速电机 主要可以分为：伞齿轮减速电机，硬齿面减速电机 ， 斜齿轮同轴式减速电机 ， 平行轴斜齿轮减速电机 ， 螺旋锥齿轮减速电机 ， 列齿轮减速电机 等。  速电机类型的选择  (1)减速电机的选择方法  减速机是按载荷平稳，每天工作时间一定和少量起停次数的情况设计的，而在实际使用中往往不是出于此种理想状态，因此必须按照实际情况的载荷类型、运行时间、使用频率来确定工作机系数1f、原动机系数2f、启动系数3f。使其小于或等于选型表中的服务系数  1 2 3 Bf f f f 或将工作机所需转矩乘以服务系数1 2 3()f f f应小于或等于减速机的许用转矩，即  2 1 2 3 f f f (2)减速电机参数的选择  根据本纠偏 装置的特点，工作情况，工作环境，最终选择 L 系列 斜齿轮 硬齿面 减速机 。已知条件：减速电机功率 20比 12；输出转速 1530 由于本对中装置属于金属加工设备，类似于辊缝调节驱动装置，每日工作小时不大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 于 8 小时，所以经查工作机系数表得知1 由于是减速电机，所以经查原动机系数表得知2 由于本对中装置只有在穿带和甩尾阶段才起作用，也就是说只有在这两个阶段电动机是启动的，那么其中间时间段电动机就要停止，所以本装置通常一天要停 200 300次，那么要启动 300 500 次。于是算得一个小时估计启动 70 次，又121，所以经查启动系数表得知3 所以1 2 3 1 1 1 . 6 1 . 6f f f 。  本 装置是均匀负载，所以允许惯性加速系数  根据已知条件减速电机功率 20比 12；输出转速 1530照 L 系列斜齿轮减速机选型参数表查的参数为：输出扭矩 220，传动比即速比 12，输出轴许用径向载荷390N，使用系数型号为 减速机级数为 2 级 ，重量 97 根据输出功率与许用转矩表查得最大许用输出扭矩  260。  满足了要求2 1 2 3 f f f 。  所允许的使用系数  m a x 1 5 3 0 2 6 0 2 . 0 89 5 5 0 2 0 9 5 5 0M a 满足了要求1 2 3 Bf f f f 。  (3)减速电机型号的确定  根据上述条件，最终确定采用型号为 1 07 的 L 系列斜 齿轮减速机 。  斜齿轮同轴式减速机采用优化设计，减速器中心距呈三角形分布，结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力大、可频繁正反转启动，能与多种减、变速机组合，特别适合大速比减速器的输入部分。主要传动部位轴承均选用国内知名品牌轴承或进口轴承，密封件选用台湾 架油封，齿轮材料全部采用 20频渗碳磨削处理，齿面硬度达 58齿后精度可达 6 级，以确保产品的可靠性及低噪音。输出联结方式可用联轴器直接连接，也可用链条，皮带连接。分别有底脚及法兰两种安装形式，可多级组合。 该系列功率范围为 160出扭矩最大 比 范围 （配4 极电机） 别为一级传动，二级传动，三级传动；如配 6 极或 8 极电机可获得更低的输出转速；如需更低的输出转速可采用双级减速机组合的形式，能获得更低的输出转速（一万多速比），可在立体空间六个方位任意安装使用。如在输入端配上无买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 级变速机更可实现变速减速的要求。此外可配不同类型的电机 (普通电机、单相电机、防爆电机、变频电机、制动电机等 )。广泛应用于食品粮食机械、印刷包装机械、立体车库设备、环保机械、输送设备、化工设备、冶金矿山设备、钢铁电力 设备、输送线、流水线等。能满足广大客户群体的需求，具有良好性价比和广泛的实用性，有利于国产化设备的配套。是目前工业动力传输领域最普遍采用的减速驱动装置。  减速机的噪音产生主要是源于传动齿轮的摩擦、振动以及碰撞， 需 有效降低及减少噪声，用修形的方法，使其动载荷及速度波动减至最小，以达到降低噪声的目的。这种方法在实践中证明是一种较有效的方法。但是用这种方法，工艺上需要有修形设备，广大中、小厂往往无法实施。   经过多年研究，提出了通过优化齿轮参数，如变位系数、齿高系数、压力角、中心距，使啮入冲击速度降至最小，啮出冲 击速度与啮入冲击速度的比值处于某一数值范围，减小或避免啮合节圆冲击的齿轮设计方法，也可明显降低减速机齿轮噪声。  偏辊轴 的设计  的材料选择和最小直径估算  根据工作条件，初选轴的材料为 45 钢 ，调制处理。按扭转强度法进行最小直径估算，即 '30m d A n 。计算轴径时，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。  当该轴段界面有一个键槽时 d 增大 5% 7%，两个键槽时， d 增大 10% 15%。 由所引用教材确定： 10。  齿轮轴 '3300m i n 1 6 7 . 1 19550T 因该阶梯轴 设有一个键槽，则： d+7%)=为整数 80 的结构设计  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1）各轴段直径的确定  最小直径 ， d1=80滚动轴承选取。  轴环 ， 10 过渡 轴段 ， 28 轴环 ， 30 轴套 ， 00 调心滚子 轴承处轴段 ， 80动轴承选取。  （ 2）各轴段长度的确定  由轴承宽度 67定， 92 由轴套和装配关系 确定， 26 由鼓型辊长度 1900定， 792 由轴套和装配关系 确定， 30位距离 02 由装配关系等确定 ， 0 由轴承 宽 度 67定 6 的校核  （ 1） 根据轴上力的作用点位置和支点跨距确定压 力的作用点 ，按简化原则应在轴度的中点，因此可作用点按简化原则应在轴上安装的调心 滚子轴承 的中心 ，可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离 a=可计算 出支点跨距和轴上各力作用点相互位置尺寸。支点跨距 L=2400 力 的 作用点 C 到左右支点 A、 B 距离 =1200）计算轴上的作用力  6212 2 3 1 0 30000200 2 1 1t a n t a n 2 03 0 0 0 0 1 0 9 1 9 . 1 1c o s 1r r  F N 2）计算支反力  垂直面支反力（ ）  由绕支点 ，得：   71 2 1 2 1 0 9 1 9 . 1 1 1 2 0 0 1 . 3 1 1 0R A V  L F L N   7 121  1 0 / =71  1 0 / 2 4 0 0 =向向上。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 同理，由绕 A 点的力矩和 0，得   71 2 1 1 1 0 9 1 9 . 1 1 1 2 0 0 1 . 3 1 1 0R B V  L F L N   7 121  1 0 / =71  1 0 / 2 4 0 0 =向向上。  由轴上的合力 0，校核：  1 5 4 5 9 . 5 5 5 4 5 9 . 5 5 1 0 9 1 9 . 1 1 0R B V R A V  F ；  计算无误。  水平面支反力（ ）  由绕支点 B 的力矩和 0，得   71 2 1 2 3 0 0 0 0 1 2 0 0 3 . 6 1 0R A H  L F L N   7 123  0 / =73  0 / 2 4 0 0 =15000N 方向向下。  同理，由绕支点 A 的力矩和 0，得：   71 2 1 1 3 0 0 0 0 1 2 0 0 3 . 6 1 0R B H  L F L N   7 123  0 / =73  0 / 2 4 0 0 =15000N 方向向下  由轴上的合力 0，校核：  1 3 0 0 0 0 1 5 0 0 0 1 5 0 0 0 0t R B H R A  F ；  计算无误。   A 点总支反力  2 2 2 25 4 5 9 . 5 5 1 5 0 0 0 1 5 9 6 2 . 6 7R A R A V R A  F N B 点总支反力  2 2 2 25 4 5 9 . 5 5 1 5 0 0 0 1 5 9 6 2 . 6 7R B R B V R B  F N 垂直面内的弯矩  C 处的弯矩：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 5 4 5 9 . 5 5 1 2 0 0 6 5 4 5 9 4 6 0C V L R A  L N m m 1 5 4 5 9 . 5 5 1 2 0 0 6 5 4 5 9 4 6 0C V R R A  L N m m 水平面内的弯矩  C 处弯矩  71 1 5 0 0 0 1 2 0 0 1 . 8 1 0C H R A  L N m m 合成弯矩  C 处：  2 2 2 7 2 765459460 ( 1. 8 10 ) 6. 789 10C L C V L C  M N m m 2 2 2 7 2 765459460 ( 1. 8 10 ) 6. 789 10C R C V R C  M N m m 因为是单向回转轴，所以扭转切应力视为脉动循环变应力，折算系数  。  0 . 5 3 0 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 0T N m m C 处 ：  '76 . 7 8 9 1 0C L C  N m m 2 2 7 2 2 7( ) ( 6 . 7 8 9 1 0 ) 1 5 0 0 0 0 0 6 . 7 9 1 1 0C R C  T N m m 弯曲合成强度校核  '' 7336 . 7 9 1 1 0 8 4 . 8 80 . 1 0 . 1 2 0 0C R C  P 根据选定轴的材料查机械设计手册大得 1 160 M P a ，因 1 ，故强度足够。  心滚子 轴承的承载能力计算  承的选取与寿命计算  本次设计选用调心滚子轴承，因为调心滚子轴承的调心性能好，当轴的中心线与轴承座中心线不重合而有角度误差时， 或因轴受力而弯曲或倾斜时，会造成轴承内外圈轴线发生偏移。这时，应采用有一定调心性能的调心轴承，调心滚子轴承对轴承的偏移最为敏感，允许内圈轴线相对外圈轴线倾斜 1， 一般运转条件下3a=1；  根据重工的工作条件选取1a= 1 2 3 1 00 . 4 5 1 1 2 3 2 6 7 7 7 810470500n a hL a a a   根据重工的生产条件要求轴承的额定寿命为 10（年） 300（天） 16（小时）=48000h， 所以轴承具有足够的寿命。  承座受力分析及强度计算  轧酸洗线的基本参数  纠偏辊 布置在轧机的入口 压辊 处 ， 钢带的张力与 压辊 电机参数有关 ,布置位置如图 1所示。 纠偏辊 的作用是纠正带钢的运行方向 ,其性能参数如下  型式 :双偏转式  纠偏辊辊子直径 : 1200 辊子重量 : 512最大速度 : 130 (m / 下辊两钢带之间的夹角 : 74  轧机 的入口速度 300 750 m /口速度为最大 130 m /偏辊辊子重量为 512 承座的重量为 118 子直径 1200 带最大的破坏张力 227. 60 纠偏辊 下辊钢带之间的夹角为 74 ,辊子的最大速度 130 m /承座受力虽然属于三维问题 ,但根据实际结构和受力特点 ,应力沿轴向变化不大 ,可简化为平面应变问题进行处理。  正常运行的张力计算  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由冷轧酸洗生产线的布置可知 ,纠偏辊 钢带的张力是由出口压辊中的电机提供的 ,按电动机的正常运行的功率、效率、 传动比可得到钢带运行的张力 : F = 2式中 , M = 6350. 4  i = 12; 出口压辊辊子直径 , D = 300  为电动机的传动效率 ,取  = 0. 95。  则可得 : F = 2= 6 3 5 0  2 2300 0 1000=  =  轴承座所受到的载荷为 :  F/2 = =  轴承座所受到的合力 : 2 2 21 2 1 2 1 22 2 21 2 1 2 1 22 2 21 2 1 2 1 2 1 22 c o s ,2 c o s ,2 c o s  F F  G F  F F F 式中 , 钢带作用在轴承座上的力 (单位 : ; 钢带作用在轴承座上的合力 (单位 : ; 钢带与轴承座及辊子自重的合力 (单位 : ;表示钢带作用在轴承座上的张力之间夹角 (单位 :度 ) ;表示钢带合力与轴承座重力之间的夹角 (单位 :度 ) ;表示钢带合力与轴承座合力之间的夹角 (单位 :度 ) 。  由 纠偏辊 轴承座的受力分析  可得轴 承座受力计算结果 : 2 2 21 2 1 2 1 22 c o  F F F = + - 2  06  = 2 21 2 1 2 1 22 c o  G F G = + - 2 198564 13465. 2 4  = 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 2 21 2 1 2 1 2 1 22 c o  F F F =  = + - 2 co = 0. 9986,则  = 3  合力与水平方向的夹角为 : 37 -  = 34  力分析  应力是单位面积上的内力。从多次报废的轴承座实物中判断 ,轴承座的危险截面在轴承座的下方中空  的地方。报废的 纠偏辊 轴承座采用的材料是 铁是脆性材料 ,在单向拉伸时的断裂破坏发生于  拉应力最大的横截面上 ,可得 : A = 199 8 4 + 86 8 5 = 5248 。  在正常运转时 ,轴承座所到的静载荷产生的拉应力为 : 121 c o    在受到静载荷拉应力的情况下 ,轴承座还受到很大程度的动载荷拉应力的作用 : 2 2 22222,4,g 则总应力为 :  = 1 + 2。  式中 : 1为轴承座受到静载荷拉应力 (单位 :N /  ) ; 2为轴承座受到动载荷拉应力 (单位 :N /  ) ;为单位体积的重量 (单位 :N /  ) ;为速度 (单位 :s) ;为轴承座所受合力与 X 轴方向之间的夹角 (单位 :度 ) 。  则 纠偏辊 轴承座所受到的应力计算如下 : 121 c o s 3 4  =190960 4 / 5248 =  /  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2  =22 5 1 2 9 . 83 . 1 4 6 0 0 2 0 0 0 = 1. 09 N /  22 g  3721 3 0 1 01 0 8 . 8 9 1 0 ( )609 . 8  =  /    = 1 + 2 =   /  , 1 与 2 的方向一致。  在实际工作中 ,轴承座体选用的材料是 件主要壁厚在 7  10    175 N /  ,在正常生产时 ,轴承座所受的应力  =    ,轴承座是安全的。  临界最大的破坏张紧力计算  根据发生故障时 ,计算机检测到当钢带的张力持续增大到 227. 6 轴承座发生断裂 ,因此以轴承座受到钢带最大张力时为条件进行验算。  根据上式可得 : 2 2 21 2 1 2 1 22 c o  F F F = +  =  2 21 2 1 2 1 22 c o  G F G =  +  - 2 363540  4  =  2 21 2 1 2 1 2 1 22 c o  F F F co = 0. 9995,则  =  合力与水平方向的夹角为 : 37 -  = (如图 2所示 ) 。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在破坏力情况下轴承座的受力分析  在意外停电情况下 ,轴承座所到的静载荷产生的拉应力为 : 121 c o s 3 5 . 3  =355790 ,在很短的时间内 ,速度从 130 m /轧机并没有马上停止运动 ,轧机停止运动需要 8  10 s,钢带在极限拉应力情况下工作 ,惯性力很大。根据实际发生的情况 ,估算辊子转动的惯性力为 : F = - M a = - M 21 512 9. 8 3130 106010  = - 1087.1 向相反。  则拉应力为 : 2 = 6 321 . 0 8 7 1 0 0 . 2 0 7 1 0 / 2 0 75248F N m m M P 纠偏辊 所受的则总应力为 :  = 1 + 2 =     N / 。  根据试验结果 ， 冷硬铸铁的抗拉强度在 150 247抗弯强度在 400 470明由于突然断电停机的惯性力产生的应力在铸铁的抗拉强度范围内 ， 从而保证在实际生产情况下，轴承座不会发生断裂。对冷酸轧机纠偏辊轴承座在正常情况与突然断电故障情况下的纠偏辊受力情况进行分析 ， 并对由此产生的应力进行了计算。计算结果显示 ,正常情况下实际应力远远小于材料抗拉强度 ， 是安全的 ； 突然停电时 ， 纠偏辊惯性较大 ，危险截面处的应力较大但未超过了其许用应力值 ， 符合实际生产需求。  辊 的设计计算  辊衬胶层材料的选 择  考虑到压辊的工作环境以及工作状况，选用聚氨酯为压辊的材料。聚氨酯英文简称主要特点为 较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。  辊的扭矩计算  （ 1） 压辊扭矩  M=F f                           （ 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 M    压辊扭矩  （ Nm）  F    压辊压紧力  （ N）   f    摩擦系数。  钢和聚氨酯的摩擦系数 f=1  压辊半径   （ m）  压辊半径  2） 压辊压紧力 F F=M / (R                    （ 1 M  弹塑弯曲力矩  （ N R  钢卷半径  （  本机组钢卷半径 00  包 角   本机组包 角 =90  （ 3）、 弹塑弯曲力矩  M 弹 塑  M 弹 塑  = (3b s /12                （ 1 h  带钢厚度   （  带钢厚度 6mm  带钢横截面弹性应变   （  b  带钢宽 度   （  带钢宽 度 b 1800 s  带钢屈服极限   （ &nbs