小型四辊冷轧机设计【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 1 摘要 本轧机为 小型四辊冷轧机，其特点是采用了响应速度快的液压压上，八缸平衡液面时，采用了工作辊移动，以改善支承辊的压力分布，从而得到良好的板型。采用了可逆轧机，提高了生产效率。 近年来 世界上的冶金工业技术及设备又有长足进步，新工艺、新技术、新设备的出现，是冶金生产过程发生了本质的变化，特别是中国的钢铁工业迅速发展，这就要求对轧钢设备进行充实和更新。 本次设计 主要考虑到近现代工业的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，产品的尺寸精度要求日趋严格等因素，采用了液压压下装置 。液压系统过载简单、可靠， 它主要 采用标注液压元件， 即 简化了机械结构，提高了传动效率，相应的提高了轧机作业率。 关键词 ： 冷轧机 、液压压上、板型、冶金、平衡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 he is by a by GC be of At a to of a In s of is in of in s to of of a it a to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 前言 随着现代轧制 技术的发展，轧制设备也趋向于方便，高效，尤其是板带材轧制设备趋于多样，适用，易改进等，因此，具有更加灵活性轧制品种多，使用情况要求低的四辊单机座轧机也得到了了不断的改进和发展。 1 酸洗 冷轧联合机组。这种机组改变了传统冷轧生产 将酸洗和轧钢两个工序分开的方式，而联合为一个机组。这样不但提高了酸洗，冷轧的效率，而且降低了投资及生产成本。 2 连续退火、全氢罩式退火技术的应用及多种涂镀生产 技术的迅速发展，出现了许多新的生产线及新的设备，使轧钢机械在这些领域得到发展。 3 板形控制技术，带钢连铸 冷轧工艺等应用到新式轧机中，提高轧制效率。 本次设计为 小型 四辊 冷轧机 ， 随着轧制速度不断提高，为了省去后面几个机座传动系统的增速装置，采用了由电动机直接驱动支承辊的方案。 此外，采用了液压压下装置，提高了轧机的作业率。 它有如下的特点： 1 它的 刚性要求要高一些。 2 工作稳定性能要好。 3 轧缝的控制简单，便利。 4 轧制板材的质量高，板型好。 由于本人水平有限， 实际经验也不多， 避免不了许多错误， 诚恳地欢迎 老师指正批评。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 目录 1 总论 6 轧带钢生产在国民经济中的地位 6 轧带钢的生产历史及发展方向 6 轧机的类型、特点及工作原理 7 机的类型 7 带轧机各类的特点及工作原理 7 轧带钢的生产工艺 8 2 设计方案的比较 12 动型式 12 传动方式 12 下装置的结构形式 14 辊平衡装置 15 辊轴承 15 计方案的确定 16 3 设计计算 17 要参数的确定 17 人条件的校核 18 制力的计算 18 制力矩的计算 22 机主电动机功率的确定与选择 24 辊强度及刚度校核 25 辊尺寸的确定 25 辊强度校核 27 辊刚度校核 32 辊稳定性计算 33 辊轴承的选择及校核 34 架的设计计算 36 传动装置的设计计算 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 轴器的选用 41 压压下装置的设计计算 42 4 外文资料翻译 43 参考资料 62 附录 63 后记 64 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 总论部分 轧带钢生产概况 和发展方向 轧带钢生产在国民经济中的地位 冷轧带钢生产在国民经济中 占有十分重要 的地位 。随着汽车的制造、食品罐头、容器包装、精密一起、房屋建设、机械制造和船舶工业的迅速发展以及家用电器和各种日常生活的需求量成倍增长， 对 冷轧带钢 的需求量也迅速增加。 当前，大力发展冷轧带钢的生产 ，逐渐提高冷轧带钢在轧钢产品中的比重，迅速提高冷轧带钢的质量，不断增加冷轧带钢的产品，满足各个工业部门的，特别是与人民生活密切相关的，轻纺织工业和日用电器，生活用具等。以及外贸出口对冷轧带钢急剧增加的需要，是重型机械制造和钢铁生产部门面临的一项重要而有十分紧迫的任务。 轧带钢的生产历史及发展方向 冷轧带钢生产 始于 1660 年，当时是在二辊轧机上进行的。 但作为一个过程，板带钢冷轧的发展，只是在近代随着技术的进步，才真正得到了推动。 自此以后，无论是国内还是国外，冷轧都得到广泛应用，轧辊轴颈和轴承的改 进也促进了冷轧机的应用。二十年代，随着二辊可逆轧机的出现，轧制效率大大提高。四辊可逆轧机出现于三十年代，六十年代末，随着二次冷轧机和箔材轧机，平整轧机光整轧机的出现，使冷轧的可轧 厚度大大减少，目前，最小可达 应该指出，自 1979 年开始，出现了全连续冷连轧机这种轧机只需第一次引料穿带后，就可实现连续轧制，后续带的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊在一起，轧成后用飞剪机分卷，并有两台卷取机交替卷曲带钢。全连续冷轧轧机即使在换辊时，带钢依然停留在轧机内，换辊后可立即进行轧制。 近年来， 冷轧带钢生产技 术的的发展，主要是增加钢卷的重量，加快机组速度，提高产品厚度精度，改善板形，提高自动化程度及改进轧机的结构和生产工艺，其典型有机、 机、 机、 机、 机、 机 ， 全数字控制高精度可 逆式六辊冷轧机组，或全数字控制高精度可逆式四辊冷轧机组 等。 在带钢冷轧机上，广泛的采用液压弯辊装置或抽动工作辊装置来改善板形，由于冷轧带钢的厚度公差 要求高，为增加轧机压下装置的响应速度，在冷轧机上采用了全液压装置及厚度自动控制装置，对于高速，高产量的带钢冷连轧机，实现计算机控制。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 目前，可以认为 机是板带轧机改造和新建的主选优良机型，可提供具有优良板形 的高精度板带满足工业领域对高精度的要求。 机正逐步代替具有 100 多年历史的普通四辊轧机。 轧机的类型、特点及工作原理 机的类型 冷轧带钢机器按照轧辊的配列方案分为二辊式、四辊式、多辊式三种。按机架排列方案分为单机可逆（不可逆）式与连续多机轧制式两种。目前灵活性大，适用中小型企业及科研教研学用。连轧机生产效率高，轧制速度快，但产品单一，变动不大时，最能发挥其优越性。 其类型如图所示： 图 一 轧辊 类型 图 冷带 轧机 各 类的特点及工作原理 由于轧辊的辊数不同，则各类轧机的特点也不同 ： 1） 二辊轧机：是冷带轧机的原始轧机，功用为消除凹痕折痕及某些缺陷，平买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 整薄板。已基本淘汰了。 2） 普通的四辊轧机：是带钢冷轧机中最通用的机组，这种轧机采用闭口式机架，两个牌坊有横梁或其它轧机连接形成一个刚体，通常采用工作辊驱动， 但是近来趋向于支承辊驱动。 3） 六辊轧机： 为使用直径相同的小直径工作辊并提供水平及垂直刚度。六辊式轧机得到了广泛应用通常靠弹簧压力平衡上下辊组件及消除压下螺丝于轴承座间产生的松弛或松动。工作辊靠另一侧卷行弹簧撑 开，压下螺丝有电机通过齿轮传动，工作辊轴承为抗磨式，而支承辊则采用油膜轴承。 4） 偏八辊轧机：结构简单，满足防止工作辊水平弯曲增加刚度，通过调节个别支承辊改变工作辊的凸度，工作辊支承系统刚度大，结构简单，换辊方便，其工作辊直径可自由选择而轧制不同的品种。 5） 机： 是高性能板形控制的简称。能有效地板形和厚度， 机是在四辊基础上在支承辊之间加一可轴向窜动的轧辊，轧制时按所轧件宽度可轴向调整，其主要特点如下： （ 1） 具有较大的刚度，稳定性。即可通过中间辊的移动控制工作辊的凸度，使工作辊挠度不受轧制力的影响。 （ 2） 具有好的 控制性。即在较小的弯辊力作用下能使钢板横向厚度差发生明显变化。 （ 3） 可显著提高带钢的平整度。减小板带钢的边缘减薄，减少切边损失。 （ 4） 压下量由于不受板形的控制而显著提高。随着工业、农业、国防 和科学技术的发展，对各种带钢的产量，质量要求不断提高，而科技的发展又将出现新的更先进，实用的冷轧带钢设备和工艺，使冷轧带钢生产得以迅速的发展。 轧带钢的生产工艺 冷轧带钢的生产工艺总的来看有以下三点： 加工温度低 ，钢板在轧制过程中，将产生不同程度的加工硬化现象。它使变形抗力增加，塑性降低。这样就使轧制力增 大，易发生脆裂。因此必须有软化退火，使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便对轧件经行继续轧制。同理，成品冷轧 板材出厂前一般也需要一定的热处理，目的是全面提高冷轧产品的综合性能，使金属软化。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 在冷轧生产过程中，每次软化退火之前完成的冷轧工作称为一个“轧程”，在一定的条件下，钢质愈硬，成品愈薄，所需之轧程愈多。 软化处理，又称在结晶退火，或固溶处理。 冷轧中采用工艺冷却与润滑： 工艺冷却：冷轧过程中变形热与摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故需要采用有效的人工冷却。轧制速度越高，冷却问题显得尤为重要。 如何合理的强化冷却过程的冷却已成为 发展现代冷轧机的重要的研究课题。 实验研究与理论分析表明，冷轧板带钢的变形功有 84%88%转变为热能，使轧件与轧辊的温度升高。因此我们必须采取适当的措施吸走或控制这部分热量，即便变形发热率，单位时间发出的热量 q 。其表达式为： 式中，系数 = 小于 1 的修正系数； J 机械功的热当量； B 所轧材的宽度； h 该道次的绝对压下量； 轧制速度； 轧制时的平均单位压力。 水是比较理想的冷却剂，因其比热大，吸热率比较高且成本低廉。 油的冷却能力比水差得多。水的比热比油大一倍，热传导率为油的 ，挥发潜热大 10 倍以上。由于水具有如此优越的吸热的性能。固大多数生产轧机都倾向与水或以水为主的冷却剂。只有某些特殊的轧机，由于工艺润滑与轧辊轴承共用一种润滑剂，才采用全部油冷，但为了保证冷却效果，需给于足够大油量。 从实现强大轧制的角度来看，我们所关心的是如何提高冷却液的冷却能力，即提高冷却效果。有物理学可知一定质量的液体在单位时间内所吸收的热量 可表示为： 12()q m t t c式中， c 冷却液的比热； 比重； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 m 单位时间所需冷却液的体积； 2t、1t 冷却液前后的温度。 由以上关系可知，在冷却液种类和冷却系统均一定的情况下，为增加 q，只有增加流量 m，但这往往受到原有冷却设施的限制，所以通常是改变冷却液的种类和增加冷却液的温度来增加其吸热能力。冷却液简单地喷浇在轧辊和轧件上，与高压冷却液雾化，冷却效果大大不同，实际资料表明，即使在采用有效的工艺冷却的条件下， 冷轧板卷在卸卷后的温度优势仍达 130150甚至还要高，由此可见在轧制变形区的料温一定比这还要高，辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度的下降，并有可能促使淬火层内发生组织分解（残余奥氏体的分解），使辊面出现附加的组织应力。 另外，从其对冷轧过程本身的影响来看，辊温的反常现象以及辊温分布规律的反常或突变均导致正常辊面条件的破坏，直接有害于板形与轧制精度。同时，辊面过高也会使冷轧工艺润滑剂失效（油膜破裂），使冷轧不能顺利进行。 综上所述，为了保证冷轧的正常生产，对轧辊和轧件必须应采取有效的冷却和控温措施。 工艺润滑 冷轧采用工艺润滑的主要作用是减少金属的变形抗力这不但有助于保证已有的设备能力条件下实现更大的压力，而且还可使轧机能够经济上可行的地生产厚度更小的产品。此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发热率以及轧辊的温度起到了良好的影响，在轧制某些产品时采用的工艺润滑还可以防止金属粘辊的作用。 生产实践与实验表明，采用天然油脂作为冷轧的工艺润滑剂在润滑效果上优于矿物油，这是由于天然油脂与矿物油在分子的结构上与特性上有质的差别所致。 冷轧润滑效果的优劣诚然是衡量工艺润滑剂的重要指标，但是一种真正有经 济实用价值的工艺润滑剂还应来源广，成本低，便于保存。并且易于轧后的板面去除，不留任何影响质量的残渣等特点。目前还只有为数不多的几种工艺润滑剂能满足上述要求。 但是，冷轧 过程中油的耗用量还是相当大的。现在，可以通过乳化剂的作用把少量油 于大量水混合起来制成乳状润液。可以较好的解决油的循环使用问题，在这种情况下水是作为冷却剂与载油剂而起作用的。 4 冷轧中采用张力轧制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 张力轧制是冷却的一大特点。所谓“张力轧制”，就是轧件在轧辊中的辗轧变形是有一定的前张力与后张力作用下实现的。单位张力z是作用在带材断面 A 上的平均张应力： z 2/Kg 式中， T 总张力； 张力的主要作用有以下几个方面： （ 1） 防止带钢在轧制过程中跑偏（即保证正确对中轧制） （ 2） 使所轧带 钢保持 平直（包括在轧制过程中的保持板形平直以及轧后板形良好） （ 3） 降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品； （ 4） 其适当调整冷轧机主电机负 荷的作用； 防止轧件跑偏是冷轧操作中 关系到能否实现轧制的一个重要问题。跑偏将破坏正常板型，引起操作事故甚至设备事故，若不很好加以控制，将不能保证冷轧的正常进行。 防止跑偏的方法有： （ 1） 采用凸形 辊缝； （ 2） 采用导板夹逼； （ 3） 采用张力轧制。 通过改变卷取机，开卷机及轧机主电机的转速以及各架压下可以使轧制力，张力在较大的范围内变动。借助准确可靠的测试仪，并使之与自动控制系统结成闭环，可以按要求实现恒张力控制，配备这种张力闭环控制系统是现代冷轧机的起码要求。 生产中张力的选择主要是平均单位z，从理论上讲，单位张力似乎应当尽量选的高一些，但是不应超过带钢的屈服极限s，根据以往的经验，一般轧机z=（ .6）s；而冷轧薄带刚z=（ .3）s。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2 设计方案的比较 式 对于单机座轧机，有可 逆式和不可逆的工作制度，现分述如下： 可逆式轧机工作制度 不可逆式的工作制度应用最广，在这种工作制度下，每个轧辊的旋转方向不变，而轧辊的转速则有不变与可变的两种。根据轧制速度来分析，不可逆式工作制度在实际生产操作忠有以下几种运转方式 : （ 1） 几乎保持严格不变的轧制速度； （ 2） 轧件通过时，轧制速度稍微降低 在这种轧机的转动装置忠装有飞轮，所以当轧件通过时，轧辊转速降低，这时飞轮释放动能，而在间隙时间内，飞轮的转速升高以储存动能。 （ 3） 仅在轧机调整时才调节速度 这种工作适度是不经常调整的，但当轧件的转动装置中 有调节转速的可能，以便在轧制某一段端面时得到最有利的速度，而当轧件通过轧辊期间，轧制速度则基本保持不变。 （ 4） 在轧件通过时，在较大范围内调节轧制速度 这种工作制度常采用低速将轧件咬入，这样能保证将轧件顺利的咬入而又不会产生冲击。当轧件咬入后，则用较高的速度轧制，而在轧制终了前为使轧件不致抛离轧辊很远，可将轧制速度降低，这种工作制度相当便利，虽然转动装置造价较高，但总的看来生产是合理的。 逆式工作制度 可逆式工作制度是当一道轧完之后，为了能在原来的轧辊间进行下一道轧制，将轧辊反转，这样轧件便在轧辊间 反复进行轧制。在这种工作制度下，轧件的咬入和抛出也是在降低扎辊转速的情况下进行的。 目前，对单机座小型冷带轧机，采用可逆式有很多有优点，它能大大提高生产效率，以减少板带钢的吊运与安装。 动 方式 目前，小型四辊冷轧机的主转动方式有如下三种： （ 1） 传动 工作辊 （ 2） 传动 支撑辊 （ 3） 单辊传动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 一般是电机通过减速器与齿轮座来直接传递工作辊，这种形式对于轧制过程比较有利，但是对于较小的轧机，它又受到工作辊辊颈和方向接轴所能传递的扭转力矩的限制，而传递工作辊不能达到要求时，就需传递支撑辊，而传递支承辊是靠摩擦力来传递工作辊 的。这样将会碰到关于工作辊力的传递问题，这就是要增大轧辊的传动部件。同时还要考虑轧辊与轧件间的打滑问题。 为了解决上述问题，防止出现支承辊断辊、工作辊方头扭断等现象，可采用异径轧制、单辊驱动等措施来解决。本次设计由于轧制力与轧制力矩不是很大，故不需考虑此问题，但同时采用单辊驱动又会带来一系列新的问题。由于采用单辊传动，使两个工作辊自然会产生一定的速度差，从而使轧制力有所降低，据实际分析证明，当变形区长度上出现搓扎区，一般可能使轧制压力下降约 520%。由于单传动轧制时上下辊速度的配合是自然的，过程简单易行， 无需复杂的控制系统。采用异径轧制，并尽可能的减小空转辊的直径，充分发挥小辊的轧制可降低轧制压力的优点，以保证受力零件的正常工作，同时又有利于增大压下量，减小道次，从而提高轧机的工作效率。 在普通的四辊轧机工作中，尽管其主机列通常是有主电机通过减速机和齿轮座传递两个工作辊，但是在预压力作用下，由于工作辊径的差别等原因，给冷轧薄带钢轧机的传动带来很大的影响：在薄带轧制中常出现量接轴传动力矩的分配不均，某个接触力矩为零或趋近于零。由于辊颈差事实上不可能消除，使用较大的预压力亦是必要。可以认为，轧辊的传动力矩在两轧 辊上的分配并不总是大致想当相等的。在运转中的轧机上，即从轧辊空转，压靠以至轧制 阶段，辊颈稍大的轧辊接触中传动力矩永为正值，而辊颈稍小者，其传动 力矩可在负值至正值的广大范围内变化，者是薄带钢轧制的轧机传动特点，对于这类轧机，在一定的条件下实际上是单辊传动的。一般看来，当轧件较薄时使用预压力较大，直径稍小的轧辊上，其传动接触可能实际上不起作用，甚至反而有害。 另一方面，由于轧件较薄，又是成卷轧制的，咬入条件能够保证，有可能实现单辊传动。 在主机列中，自然可将齿轮座从设计中取消，减小设备的投资，降低动力传传递的能 量消耗，从而取得一定的经济效果，并可充分利用换辊，在操作上也会有许多方便。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 下装置的结构形式 压下装置目前有电动压下和液压压下两种结构型式。 动压下 电动压下是最常用的上滚调整装置。通常包括：电动机、减速器、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，在可逆式板轧机的压下装置中，有的还安装有压下螺丝回松机构，以处理卡钢事故。 压下装置的结构与轧辊的移动距离、压下速度和动作频率等有密切的联系。按照压下速度，电动压下装置可分为快速压下装置和板带压下装置两大类。 1. 快速压下 装置 由于其压下速度一般大于 1mm/s，故称为快速压下装置。按照传动的布置形式，快速压下装置有两种类型：（ 1）采用立式电动机，传动轴与压下螺丝平行的布置形式；（ 2）采用卧式电动机，传动轴与压下螺丝垂直交叉布置形式。 2. 板带轧机电动压下装置 冷、热轧板带轧机的电动压下速度约为 s。由于板带轧机的轧件既薄又宽又长，而且轧制速度快，轧制精度要求较高，这些工艺特征使其压下装置有如下特点：（ 1）轧辊调整量小；（ 2）调整精度高；（ 3）经常的工作制度是“频繁的带钢压下”；（ 4）动作快，灵敏度高；（ 5）轧 辊平行度的调整要求严格。 板带轧机电动压下的结构形式： 四辊冷轧机的电动压下大多采用圆柱 蜗轮副传动或两级蜗轮副传动的形式。在设计中选择压下装置的电动机和减速器配置方案是十分重要的。因为在设计压下机构时，不仅应满足压下的工艺要求（压下速度、加速度、压下能力及压下螺丝的单独调整方式等），而且还应考虑其他因素，如：电动机、减速器能否布置得开；换辊、检修和处理事故时，吊车吊钩能否进入；设备检修是否方便等。 压压下 在冷轧机组和平整机上，可以采用“压下式”也可以采用“压上式”。采用“压上式”时，在轧机 上部可以设置不带刚压下的电动压下机构以便做大行程的调整。“压下式”的液压缸设置在机架的上部，这种结构造价较高，所需的液压缸行程也很大，它的悬挂装置较为复杂，而且为了适应磨损后的轧辊直径，许配备不同厚度的垫块。但它的最大优点是电液伺服阀可装在液压缸附近，这不仅提高液压缸的反买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 应速度，而且伺服阀的工作条件好，维护也方便。 液压压下装置是用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝的。在这一装置中，除液压缸外，还有与之配套的伺服阀、液压系统及检测仪表及运算控制系统。与电动压下装置相比较，液压压下装置有如下特点： （ 1） 快速响应性好，调整精度高 ； （ 2） 机械传动效率高； （ 3） 便 于快速换辊，提高轧机作业率； （ 4） 过载保护简单，可靠。 辊平衡装置 平衡装置的作用是消除轧制系统间隙，提升上轧辊，用来大大降低咬入轧件时的冲击和工作辊的频繁换辊。上滚平衡装置有重锤平衡、弹簧平衡、液压平衡三种形式。 轧机的型式不同，对平衡装置的要求也不一样。 现在在小型冷轧机上，广泛使用液压平衡装置，它是由液压缸产生的推力来进行工作的。液压平衡优点是结构紧凑，工作灵敏度高，平衡效果好。 四辊板带轧机上轧辊平衡装置有一下特点： （ 1） 由于工作辊和支承辊之间靠摩擦传 动 以及工作辊和支承辊的换辊周期不同，故工作辊和支承辊应分别平衡； （ 2） 上辊移动的行程较小（最大行程是按换辊决定的），移动的速度不高； （ 3） 工作辊换辊频繁，平衡装置的设计需要使换辊方便； （ 4） 在单张轧制的可逆四辊轧机上，工作辊平衡装置应满足空载加、减速时工作辊和支承辊之间不打滑的要求。 辊轴承 轧辊轴承与一般轴承的工作条件差别很大，其特点： 1）工作负荷大； 2）运转速度差别大； 3）工作环境恶劣。 轧辊轴承主要形式是滚动轴承与滑动轴承。滚动轴承主要是用双列球面滚子轴承，四列圆锥滚子轴承。在某些情况下，由于受轧辊 轴承尺寸的限制，可采用滚针轴承。板带轧机上多用滚动轴承。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 案的确定 本设计采用：不可逆工作制度，驱动支承辊，压下装置为液压 压下，上辊为四缸平衡，工作辊轴承选用滚针轴承，支承辊轴承选用四列向心球面滚子轴承，辊型调整采用液压弯辊。 具体结构如下图 图二 1700 冷连轧的的液压式衡装置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 3 轧制力能参数的计算 主要参数的确定： （ 1） 道次压下率 0 11 2 . 7 5 1 . 8 00 . 3 4 52 . 7 5 12211 . 8 0 1 . 4 0 0 . 2 21 . 8 0 23321 . 4 0 1 . 2 0 . 1 4 31 . 4 0 （ 2） 金属的屈服极限 由于冷轧存在加工硬化，各道次的屈服极限不同。有下图可以查的屈服极限分别为： 1 450M P a 2 380M P a 3 350M P a （ 3） 变形抗力的确定 因为 所以得： 1 1 . 1 5 4 5 0 5 1 7 . 5K X M P a2 1 . 1 5 3 8 0 4 3 7K X M P a3 1 . 1 5 3 5 0 4 0 2 . 5K X M P a（ 4） 张力的选取 张力轧制是冷轧带钢的特点， 图三 冷态下变形阻力曲线 也可以减少 轧制力防止带钢跑偏，由经验可知对于低碳钢和普通碳钢材料张力可取小点， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 取1220 . （ 5） 摩擦系数的确定 冷轧时由于出口和入口轧件的速度与轧辊的速度不同步，从而产生前滑和后滑现象。摩擦将阻碍金属的 力 变形，摩擦系数对轧制力影响较大，并且是变化的。为计算方便初步取其为常数。由参考资料 【 1】 表 2取 咬人条件的校核 根据经验，冷轧薄带钢时允许咬入角为 05 10 。由公式 2 . 7 5 1 . 8 0c o s 1 1 0 . 9 9 0 5100 得 所以满足开始咬人阶段的要求。 轧制力的计算 考虑以下 因素，选择斯通公式计算轧制力： 公式是按照平板压缩条件推导而来，它考虑了外摩擦，及 等薄板轧制主要因素，因此适合于薄 板轧制。 公式考虑到冷轧特点，如张力，加工硬化，轧辊弹性压扁。随轧制力的增加，变形区长度增加，压下量 h 和咬人条件角较小的因素。 在冷轧薄板时，压扁系数 q 为 1 . 0 9 6 4 . 8 3 5 . 2 9l q l 【 1】 0 . 4 0 . 0 8 9 450 式中 咬入角 压扁影响亦可用轧辊当前半径 R 的形式来计算。设 Q 为单位宽度的轧制力 mQ p l， l R h 1 式 2l 、 R 计算公式中还包含 因此，计算时还得和 式联解。 l 、 R 与 式联解，一般采用迭代法，其具体步骤如下： 选择不考虑弹性压扁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 （ 1） 将计算的l ； （ 2） 再将 l 代入求出 （ 3） 又将 l 。 这样反复数次，使计算所得的 1或 1m i m 。最后根据 l 计算轧件与轧辊的接 触面积和总轧制力 。 以第一道计算 为例 ， 计算步骤： *()k m 平均单位压力 *m 平均张应力 * 122m m 考虑轧辊弹性压扁接触弧加长对单位 压力的影响系数 1c 常数， 28(1 )对于钢轧辊 3 /m m N5 0 0 . 9 5 6 . 8 9 2L R h X 122 ( ) 0 . 0 2 22 K h 220 . 0 9 6 . 8 9( ) ( ) 0 . 0 7 42 . 2 7 5h 由下图可以查的 x= 则 0 . 2 911 1 . 1 60 . 2 9 *2( ) ( 5 1 7 . 5 2 0 ) 1 . 1 6 5 7 7 . 1 4 7 /k m X N m m 10 . 2 9 2 . 2 7 5 7 . 3 30 . 0 9l 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图四 决定压扁后接触弧长度诺谟图 轧件对轧辊的总压力 P 为轧制平均单位压力 之乘积，即 mP p F012式中 0b，1b 轧制前，后的轧制宽度 ， 此过程中0b=1b=200 l 接触弧长度的水平投影。 得到 01 2 0 0 2 0 0 7 . 3 3 8 4 6 . 122mm p F p l X K N 各道次轧制力计算结果 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 制力矩的计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 现代化的连续轧机多 是驱动工作辊，随着 轧制速度不断的提高，为了省去后面几个机座传动系统的增速装置，有时由采用电动机直接驱动支承辊的方案。此外，当工作辊直径很小时，轧辊辊头承受不了轧制力矩，亦需驱动支承辊。为了计算传动支承辊所需的力矩，首先分析工作辊上力的平衡，由于公作辊是不传动的，因而支承辊反力方向 应使公作辊上作用力所需的力矩和为零，即 1=臂 与驱动方式无关，仍然是当10， 1 ，其中 1D 工作辊直径 ； 不考虑张力 时轧制力作用点对应的轧辊中心角； 工作辊轴承处的作用力 F 可以从工作辊在水平方向力的平衡求得。当10， 。 支承辊 与工 作辊间反力 R 的大小，可从工作辊在垂直方向力的平衡求得。 式中 轧辊连心线与反力 R 的夹角，22a r c s i 2D 支承辊的直径； 2 轧辊轴承处摩擦圆半径； 前后张力 对轧制力 方向影响的偏转角。 于是得：当 10， t a n c o 由下图 3 可求得力臂 c 的大小为 1 s i n c o 求得 角后，则反力 R 对支承辊的力臂 为 2 s i n c o m 传动一个支承辊的力矩为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 222c o s( ) ( s i n c o s )c o s 2k m 传动两个支承辊的总力矩为 2把参数带入到上面的式中可以得到： 冷轧时， 2o 即 由于工作辊的偏移距 e 的数值（一般为 5 10对于工作辊与指承辊直径来说很小，在计算传动力矩时，为了简化，可认为 e=0，即工作辊不偏移，此时计算误差不超过1%，所以我们取 0 。 又因为 11 2d 1000 . 0 9 4 . 52X22 3000 . 0 9 1 3 . 522d X 所以 22a r c s i = 图五 带张力轧制时四辊轧机轧辊受力情况 100 s i n 5 . 6 1 . 1 6 c o s 5 . 6 3 . 7 2 52c 222c o s( ) ( s i n c o s )c o s 2k m =2=电动机功率的计算及选电动机 辊与电机的速比 根据有关资料，可逆轧制选用直流电动机转速 1500on 辊转速 2 1 . 5 6 0 9 5 . 5 42 2 3 . 1 4 0 . 1 5r p X 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 其减速器需要的减速比 1500 1 5 . 79 5 . 5 4n 查参考资料零件手册选减速器 3 5 5 1 6Z L Y I 型，其实际减速比 16i 此时轧辊的实际转速 1 v 轧辊的实际转速与要求的理想转速间的误差为： 1 . 5 1 . 4 7% 1 0 0 % 2 % 5 %1 . 5 X 故在误差允许的范围之内，满足要求。 辊与电机间的效率 取万向接轴传动效率 1 齿轮座的传动效率 2 滚动轴承的效率 3 减速器的传动效率 4 主电动机到轧辊间的 传动效率 1 2 3 4 0 . 8 5 8 制力矩2=据过载条件选择电动机功率M KD 30er 式中 额定静力矩， 静负荷图上的最大力矩； 电机转速， r/ K 电动机过 载系数，不可逆电动机 K= 初步选 K=2 ，即 1 0 0 4 . 9 1 M N 1 5 7 . 6 230e r e W买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 选电动机 定功率为 200量为 1070 辊强度及刚度 辊尺寸的确定 辊的类型和结构 轧辊是轧钢机的主要部件 。板轧机轧辊的辊身呈圆柱形，冷轧机轧辊的辊身微凸，当它受力弯曲时，可保证良好板型。 轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。轴头和联接轴相连，传递轧制扭矩。轴头有三种主要形式：梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。本设计采用双键槽轴头 辊 尺寸： 工作辊直径 1 100D 支承辊直径 2 300D 辊身长度 L 应大于所轧钢板的最大宽度 ( 0 . 8 3 1 . 0 ) 4 1 . 5 5 0l d m mb a式中的 a 值视钢板宽度而定。此设计中， a 取 100 对于支撑辊， 2 0 0 1 0 0 3 0 0 ( )L m m 工作辊辊身长度应与支撑辊辊身长度相同 ，即 支承辊的长度 2 300L 轧辊的重磨率 在轧制过程中，轧辊辊面因工作磨损，需不止一次地重磨或重车。为了保证轧件的精度，需不止一次地重磨或重车。轧辊工作表明的每次重车量为 重磨量为 轧辊的直径减少到一定程度 以后，即不能在使用，轧辊的重车率受到咬人能力和辊面硬度的限制，轧辊从开始使用到报废，其全部重车量与轧辊名义直径的百分比称之为轧辊的重车率。一般冷轧机的工作辊重车率为 3% 6%，支承辊的可买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 达 10%。本轧机工作辊承磨量为 2 m m m，支承辊重磨量为 25 辊颈尺寸 d 和 L 辊颈直径 d 和长度 于受轧辊轴承径向尺寸的限制，辊颈直径不辊身要小得多。因此辊颈与辊身过渡处，往往是轧辊强度最差的地方。只要条件允许，辊颈直径和辊颈与辊 身的过度圆角 r 均应选大些。 使用滚动轴承，由于轴承外径较大，辊颈尺寸不能过大，一般近似地选( 0 . 5 0 . 5 5 )， 0 1 对于工作辊，1 0 . 5 3 0 0 1 5 0d m m m m ，1 ( . 8 3 1 . 0 ) 4 1 . 5 5 0l d m m，但实际设计时为考虑轴承的装置问题， l 应去大些。 对于支承辊，2 0 . 5 3 0 0 1 5 0d m m m m ，2 ( 0 . 8 3 1 . 0 ) 1 2 4 . 5 1 5 0l d m m，具体由轴承安装决定。 工作辊及支承辊结构见图 图六 工作辊结构尺寸 图七 支承辊结构尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 辊传动端的形式及尺寸 工作辊辊颈直径与传动端直径之比值约为 颈直径稍大于传动端直径），则 工作辊传动端直径 1 45d 传动端长度应依照实际装配时确定 。 支承辊传动端