2150四辊可逆式粗轧机压下系统设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2150 四辊可逆式粗轧机压下系统设计 摘要 近几年，随着轧钢工业技术的不断发展，轧钢设备也在日益更新和发展。尤其是热轧机更是发展日新月异。本设计主要是设计 2150 四辊可逆式粗轧机压下系统。 通过查设计手册等资料和去厂里实习，然后分析各种方案，最后确定了最优方案。主要内容包括：轧制力的计算、压下系统驱动力矩的计算、选择直流电动机、环面蜗杆减速器传动系统的确定以及蜗轮蜗杆轴设计计算和强度校核、压下螺丝和压下螺母的强度校核、轧钢机架的强度校核。设计过程中本着实用性、经济性、可靠性的原则。本文还简介了润滑方式、试 车规程等相关内容。 关键词 ： 热带钢轧机；压下系统；强度校核 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 150 4of In is a 150 of so to to C to of to a of 载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 目录 摘要 . I . 绪论 . 1 题背景和目的 . 1 国轧钢生产技术近年来的进步与发展 . 1 球轧钢生产的进展情况 . 1 球经济危机下的我国钢铁工业形势 . 2 钢技术的未来发展趋势 . 4 题的研究方法 . 4 2 方案设计 . 5 下系统形式的选择 . 5 动机的选择 . 5 速器的选择 . 5 下螺丝 . 5 下螺母 . 6 3 轧制力计算 . 7 制工艺 . 7 辊材料的选择 . 7 辊的尺寸参数确定 . 7 身长度 L 的确定 . 7 辊直径 D 的确定 . 8 辊辊颈直径 d 和辊身长度 l 的确定 . 9 辊轴头型式与尺寸的选择 . 10 制力的计算 . 11 形阻力的计算 . 11 各段轧制时的 l 和. 12 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 入角 和轧辊的圆周线速度. 13 算平均轧制力和总轧制力 . 17 4 压下装置的设计和计算 . 20 . 20 纹外径 d 和螺距 t 的确定 . 20 下螺丝最小截面直径 d 的确定 . 21 下螺丝强度校核 . 21 下螺丝的尾部设计 . 22 下螺丝的端部形状选择 . 22 下螺丝传动力矩的计算 . 22 下电机的选择 . 25 下电机功率的计算 . 25 机的选择 . 25 下螺丝静强度校核 . 25 下螺母的结构尺寸设计 . 26 下螺母的参数确定 . 26 下螺母强度校核 . 27 下螺母的材料选择 . 28 轮蜗杆的设计与校核 . 28 面蜗杆传动 . 28 料的选择 . 28 本参数的确定 . 29 面蜗杆传动校核 . 31 5 机架的强度计算 . 37 架的结构尺寸 . 37 口尺寸 . 37 柱断面积 . 38 力及其力矩 . 38 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 6 润滑方式的选择 . 41 7 试车规程 . 42 8 经济性分析 . 43 料经济性分析 . 43 动方案经济性分析 . 43 保经济性分析 . 43 结束语 . 44 致谢 . 45 参考文献 . 46 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 1 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1 绪论 题背景和目的 在大学四年即将接近尾声的时候，毕业设计来到了我们面前。如果说我们之前所学的都是些理论知识的话，那么毕业设计算是最接近实际的了。它 算是对我们之前所学的知识进行了一个总结，使我们所学的知识更加系统化。是我们由上学到工作的一个很好的过渡桥梁。本课题是根据所学的知识和现场观测实习对四辊可逆粗轧机进行设计及计算。通过本次设计能够对四辊轧机的基本结构有个更清楚的了解，为以后的继续深造或者工作都有一定的帮助。并且在设计期间能够锻炼自己的解决问题的思路和处理数据的能力，以及一定的查设计手册和制图能力。 国轧钢生产技术近年来的进步与发展 总结了近几年我国轧钢生产技术的进步，其主要体现在钢材品种结构调整基本满足了国民经济发展的需要；轧钢装备现 代化和国产化工作的重大突破为提高产能、 提升品种及质量创造了良好条件；轧钢生产技术经济指标进一步提高轧 钢技术自主创新取得一批重要成果，核心技术的自主创新出现了可喜进展。众多新产品与新技术的研发成功缩小了我国与国际轧钢技术先进水平的差距。对于轧钢技术的发展，着重提出：要把资源、能源与环境问题作为轧钢技术创新和进步的战略任务；应更加关注先进、成熟、重要技术的应用与提高，如提高热装温度和热装比，低温轧制与轧制润滑技术，控轧控冷技术及装备，精细操作技术等。 球轧钢生产的进展情况 全球的钢铁生产持续增加，在 2004年粗钢的产量突破了 过去的五年中，每年的钢铁产量增长 5 ，而中国和印度的钢铁产量增长最为显著。很明显，轧钢生产能力也是按这种发展趋势增加的 (见表 1)。在过去的 (1990 2005)中，随新上设备的增加，轧钢生产能力增加了 4在轧钢生产能力布局方面，长材占 40 ，板材占 60 左右。观察一下不同类型的轧钢设备的增长也很有意思，在过去的 15 年(1990 2005年 )中，长材、板材和厚板设备的增长是相当相似的。最后我们还发现，在过去的三年中，不同设备的生产水平，设备利用率一般都 很高，在 75 一 90 间。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 2 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 球经济危机下的我国钢铁工业形势 下半年以来，由于美国次贷危机引发的全球金融危机已向实体经济蔓延，我国经济也出现了出口下降和国内市场急剧萎缩的趋势，目前已造成我国钢铁等基础原材料产业生产、价格、效益等全面恶化，特别是 9月下旬以来，国内钢材价格急剧下跌，钢厂库存大量增加，出口订单明显减少，企业纷纷限产，多数企业陷入亏损，形势十分严峻。为此，近日国家发改委组织召开了钢铁行业生产经营形势座谈会，分析钢铁工业面临的严峻形势，认真研究应对危机，提出确保行业平稳健康发展的相 关措施。 (1)钢材价格急剧下跌 10月 31日，国内钢材价格指数跌到 108 59点，比最高点时下降 53 67点。尤其是国庆节后的一周内钢材价格快速下跌了 1500元吨，多数普碳品种钢材已从最高价累计回落了 2500元吨以上，降价幅度超过 40。目前，螺纹钢价格在 3400，基本上止跌企稳，略有回升；中厚板在 4600元吨，热轧卷在 3500元吨，冷轧板在 4800元，吨，无缝管在 5700元吨，仍处于下跌态势。与此同时，国际市场钢材价格也相应大幅回落。 (2)市场需求陡然萎缩 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 3 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 三季度以来，经济 增速下滑，钢铁下游行业景气回落，下游用户开工率严重不足或处于停产状态。规模以上工业增加值增幅从 6月份的 16回落到 9月份 4 ，为 2002年 4月份以来最低。发电量、原油加工量仅增长 3 4和 3 7。汽车增长速度明显下降，其中 8月份已出现同比负增长；集装箱行业 9月份接单锐减，全行业亏损； 9月份全球新船订单同比减少 66；国内家电行业产品积压严重，开工明显不足。 (3)企业面临亏损局面 9月份 72 2亿元， 同比下降 72 9 ，环比下降66 6 ，其中 23家亏损。目前 ，国内钢材市场多数品种价格已经回落到成本线以下。我国今年进口矿预计在 4亿吨以上，其中长协矿占 60以上。由于目前国内进口铁矿石现货价已低于长协价 400，国内焦炭价格低于焦煤的价格，相当一批有竞争力的大型企业，如宝钢股份、鞍钢股份、首钢、马钢等 9月份当月出现亏损，吨钢产品亏损约 1000元左右，整个钢铁行业盈利水平急剧下滑。据协会统计， 10月份钢铁企业亏损面达到 80。 (4)钢铁产量同比回落 1、材分别同比回落 16 8 、 17 0和 12 4，这是近 10多年来从未出现的情况。 10月份钢材出口 462万吨，环比回落 205万吨，四季度出口订单大幅减少。市场需求的急剧萎缩，导致国内钢铁企业近期纷纷减产。平均减产幅度在 30左右，部分中小企业处于停产状态。近期国内钢材价格大起大落的直接原因是外部环境恶化，市场需求陡减，固然与市场需求引起供求关系的变化有关，也暴露出我国钢铁行业产业结构方面的问题：一是与国际原料市场关联度高，且无安全保障体系。随着我国钢铁产量的增加，铁矿石进口比例逐年提高，对外依存度长期保持在 50以上， 2008年进口铁矿石预计将超过 4亿吨，而有矿产权益的进口量只有 4000万吨 ，不足 10。因此，国际铁矿石的涨跌，直接影响到我国钢材价格的起落。二是产能过剩，市场定位雷同。我国钢铁产能已出现了供大于求的局面，部分钢材品种严重过剩，钢铁投资也出现了装备和市场定位雷同的情况，如普通热轧板卷、 需关系失衡。当前市场发生变化，价格率先暴跌，甚至一度跌破 3000元，吨，低于普通线材的价格水平。三是市场培育不成熟，风险防范能力脆弱。我国钢铁市场发展滞后，中间商环节过多，钢铁企业直供用户比例不高。随着市场价格波动，贸易商等市场流通环节的恐慌心理蔓延，加上，钢铁企业保值 销售机制 (钢厂承诺中间商不定价格销售，以销量提成 )， 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 4 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 使中间商不按价值定价，而是竞相降价，非理性因素的推波助澜，放大了需求萎缩，造成了价格短期内急剧下跌。 钢技术的未来发展趋势 在 2制技术取得了令人注目的进展。在新世纪的发展走向如何 ?当前的钢铁工业的关键问题是如何获得好的 动用资本回报率 )。这对钢铁工业来说是更严峻的挑战，对所有品种的轧制来说，不仅轧钢工艺投资巨大，而且，从长期来说，钢铁产品的销售价格是下降趋势。在未来的几年中，各种类型的热轧机和冷轧机，特别是板材用的轧机将投入使 用。设备选择将取决于生产水 平、产品组合、生产的钢种以及用户的要求。这里指出几点关键因素： 选择适当的生产能力的生产设备，优化各 设备生产能力的投资成本。在任何情况下，确保生产设备的高生产率。 设备的产各种钢种，即使在较低的产量时，投入的成本也要低。 设备的可靠性好，工艺效率高，减少计划和非计划停机时间，降低能耗，优化产品质量和收得率。对设备条件进行分析并预测钢产品的性能 (如机械性能、表面质量等 )。 交货时间。在 21世纪，交货时间是一大挑战。 对从板坯到冷轧成品的生产来说，从订货到交货的平均交货周期是 4 6周，是实 际生产时间的 10 短交货周期要通过提高设备的可靠性，改进产品质量，降低计划中的限制和进行供应链的管理来实现。对用户关系管理 (降低库存 (所需的流动资本 )来说，也是关键的一点。 题的研究方法 我的设计课题是 2150四辊可逆式粗轧机压下系统。设计该课题主要是 应用理论联系实际的方法。通过先复习课本理论知识，然后去现场实习，在查找不同的地方，再去工厂实习的方法进行研究。 通过设计的整个过程可以把大学所学的主要专业基础课的知识用到实际应用中去，用理论联系实际的方法使我们学的更好。而且，在设 计的过程中，我们还锻炼了自己的独立思考能力和分析问题解决问题的能力，还有处理数据的能力也得到了加强。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 5 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2 方案设计 下系统形式的选择 压下系统按传动形式主要可以分为手动压下装置、电动压下装置和液压压下装置等。手动压下装置主要多用在型钢轧机上，有的小带钢轧机也使用这种压下形式。电动压下装置适合大的压下量，而且压下速度快。液压压下装置具有惯性小、响应快、精度高、安全可靠、体积小等优点，但是其对液压系统油的清洁度要求高，对维护人员的技术水平要求高。 因为电动压下与液压压下相比较还有结构简单、便于维 护的优点，而液压压下要求很高，压下油缸也要定期清理，否则淤积物影响响应速度和调整精度。所以综合考虑，2150四辊可逆式粗轧机压下装置采用电动压下装置。 电动压下装置是最常用的上辊调整装置，通常包括：电动机、电磁离合器、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部件。 动机的选择 电动机分直流和交流两大类。直流电机具有良好的启动特性和调速特性，易平滑调速过载能力较强，热动和制动转矩较大。 但是直流电机换向困难，还会产生火花，寿命短，要经常维护。因此 ,在调速性能要求 较高的大型设备 ,比如轧钢机上都采用直流电动机拖动。所以，选择直流电动机。 速器的选择 四辊板带轧机的电动压下大多采用圆柱齿轮 据一般情况， 2150 四辊可逆式粗轧机压下装置采用圆柱齿轮 杆 传动形式。 下螺丝 压下螺丝螺纹形状有锯齿形和梯形两种。前者主要用于快速压下装置；后者主要用于轧制压力大的轧机（如冷轧带钢轧机等）。综合考虑， 2150粗轧机组选择锯齿形螺纹。 压下螺丝断面的形状主要有方形、花键形和圆柱形三种。方形尾部四面镶有青铜滑板， 它主要用于快速压下装置。花键形尾部的承载能力大，尾部强度削弱得少，多用在 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 6 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 低速、重载的带钢轧机。带键槽圆柱形尾部仅用在轻负荷的压下装置中。所以，选择花键形尾部即可满足要求。 下螺母 压下螺母是轧钢机中重量较大的易损零件。形式 选择双镶套螺母。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 7 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 3 轧制力计算 制工艺 表 制工艺 道次 轧前厚度 轧后厚度 压下量 压下量 = 温度 （ N） （ H） （ h） （ h） （ h/H） % （ T） 1 230 180 50 1100 2 180 120 60 1100 3 120 70 50 1100 4 70 40 30 1100 5 40 21 19 1100 轧制材料： 料规格： 23020006000品规格： 21200065714位重量： 辊材料的选择 常用的轧辊材料有合金锻件、合金铸铁和铸铁等。 带钢热轧机的工作辊选择轧辊材料时以辊面硬度要求为主，多采用铸铁轧辊。而支承辊在工作中主要受弯曲，且直径较大，要着 重考虑强度和轧辊淬透性，因此，多选用含 以，工作辊选择的材料为： 50承辊选择的材料为： 60辊的尺寸参数确定 身长度 L 的确定 根据要求可知：辊身长度 L=a 式中的 00 1200a 100000 2500 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 8 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 时， a=150 200钢板更宽时， a=200 400课题设计的是 2150四辊可逆式粗轧机，所以有，000mm,a=150辊直径 D 的确定 由文献 1表 3知 , L/1D= L/2D= 2D/1D=中： 1D工作辊直径 2D支承辊直径 比值 L/2值愈小，则刚度愈高。一般说来，辊身长度较大者，选用较大的比值。辊径比2D/1要 取决于工艺条件。当轧件较厚（咬入角较大）时，由于要求较大的工作辊 直径，故选较小的2D/1轧件较薄时，则选较大的2D/1此，厚板轧机和热带钢轧机粗轧机座比精轧机座的辊径比小些，热轧机比冷轧机的辊径比小些。对于支承辊传动的四辊轧机，一般选2D/1D=3 4. 由 L=2150所以， 1D=614 1433D=119 2150照轧辊的咬入条件，轧辊的工作直径11D1 式中： 1D轧辊的工作直径 h压下量 最大咬入角。 的取值范围一般为 =15 20 ，现在取 =20 时 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 9 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1D260202据以上的计算和范围选取：1D=12502D=1650辊辊颈直径 d 和 辊身长度 l 的确定 辊颈直径 d 和 长度 l 与轧辊轴承型式及工作载荷有关。由于受轧辊轴承径向尺寸的限制，辊颈直径与辊身直径要小的多。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，辊颈直径和辊身的过渡圆角 由文献 1表 3知 , 1d=(d工作辊辊颈 直径 1D 工作辊直径 所以， 1d=（ 1250=875取 1d=750d=( 2d支承辊辊颈 直径 2d=( 1650=1155取 2d=1050由 文献 1表 3知 , l /d=以， 1d=750，取 1l=750d=1050，取2l=1050中： 1l工作辊辊颈长 。 2l支撑辊辊颈长。 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 10 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 辊轴头型式与尺寸的选择 轴头的基本型式有梅花 轴头、万向轴头、圆柱形轴头、带平台的轴头。为了装卸轧辊轴承的方便，轴头用可装卸的动配合扁头。所以，轴头 带平台更为合适，其机构尺寸如 图 图 平台的辊头 a =d =(d 式中： d 工作辊辊头直径 d轧辊辊颈 直径 a 辊头平台 1d=（ 750=675 1d=7002d=（ 1050=945 2d=950中： 1d工作辊辊头直径 2d支承辊辊头直径 1a=750=1a=570a=1050=2a=790 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 11 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 式中：1a工作辊辊头平台 2a支承辊辊头平台。 制力的计算 形阻力的计算 目前，变形阻力数据主要 是通过实验取得的。但是， 除去用曲线图查找变形阻力以外，还可将实验结果整理成相应的数学表达式，这更便于应用于计算机控制的轧机。北京科技大学在凸轮压缩形变试验机上进行了 100 多个钢种的变形阻力试验 . 所轧的轧件是 整理成图表及相应公式 : =0 0基准变形阻力 变形温度影响系数 tK=+ 变形速度影响系数 0C 变形程度影响系数 （ E 1） 由文献 1,表 2知 : A=B=C=D=E=N=0=mr=1 m式中：平均变形程度 m 相对 变形程度 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 12 页 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 m=23 式中： 变形程度 m 相对变形程度 1m=23 11 m=23 21 m=23 31 m=23 41 m=23 51 以上数据写入表 3表 道次变形程度 道次 1 2 3 4 5 （ %）