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KZ0615.01.01.00轧钢生产线设计【优秀课程毕业设计含5张CAD图纸+带开题报告+外文翻译】-jxsj63

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轧钢生产线 轧钢 生产线 设计
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KZ0615.01.01.00轧钢生产线设计【优秀课程毕业设计含5张CAD图纸+带开题报告+外文翻译】-jxsj63

KZ0615.01.01.00轧钢生产线设计

摘  要

近年来随着中国的经济建设的蓬勃发展,导致了我国工业对钢铁的需求越来越大。但是,由于我国工业起步较晚,发展期间也走了许多弯路,这就导致我国的钢铁企业的技术水平仍然有待提高。所以,国家近期重大的改革目标就是逐步淘汰小型的钢铁企业,大力扶持大型钢铁企业用来实现技术的升级,这就对大型钢铁企业的轧钢生产线提出了新的要求。在接到设计任务后,经过认真的思考和分析,并且结合现有的设备,设计了这套轧钢生产线。在设计初步完成后,对各零件校核合格后,使所设计的轧钢生产线完全了达到所须要求。经大量计算过后,发现新设计的轧钢生产线性质比原来的轧钢生产线设备有所提高,在稳定性上也有很大的提高。其经济性完全也适合现在市场的需求。

由于设计的是轧钢生产线的相关配套设备,设计初根据任务书的要求和所需要达到的使用目的来设计轧钢生产线。首先设计和选用了合适的轧辊,并且选择了合适的轧辊轴承;然后根据轧辊的性能将其设计加入换辊机构的设计;其次根据轧制的性能和换辊机构的性能设计了轧机的机架和压下装置;再次,设计完成轧机后根据轧机的各项属性设计出输入的各项装置和主电机;最后,经过力学计算后校核主要零件并使之达到设计的要求,使整套轧钢生产线的设计圆满结束。

关键词:轧钢生产线;轧钢机;轧辊;轴承

Abstract

In recent years, with the rapid development of Chinese economic, the demand for iron and steel in industry in China is more and more expanding. Because of the late development of our industry, the development of the industry has also left many detours, which leads to the technical level of iron and steel enterprises in China still need to be improved. So the recent national major reform goal is phasing out small iron and steel enterprises, vigorously support large-scale iron and steel enterprises to implement technology upgrade, which in large iron and steel enterprises steel rolling production line proposed new requirements. After receiving the design task, by careful thinking and analysis, and the existing equipment, I design this rolling production line. When I finish the elementary design, and the completion of the parts, the design of the steel rolling production line is fully achieved. After a lot of calculation, I found that the new design of the rolling production line is improved, and the stability of the rolling production line is also greatly improved. Its economy is also suitable for the present market demand completely.

The design is the related equipment of steel rolling production line, initial design according to the requirements of the task and the need to achieve the purpose to design the rolling line. Firstly, I design and select of the appropriate roll, and select the appropriate roll bearing. Then I design the change roller mechanism and the input of the device and the main motor. Finally, After the calculation of mechanics, the main parts were checked and the design requirements were met, and the design of the whole rolling line was concluded successfully. 

Keywords: Rolling production line; rolling mill; roller; the bearings

目    录

摘  要 I

Abstract II

第1章  绪论 1

1.1  课题的来源及选题的依据 1

1.1.1   基本情况介绍 1

1.1.2  本课题在国内外研究趋势 2

1.1.3  本课题的目的与意义 6

1.1.4  开展研究工作的设想 6

1.2  课题研究采用哪些方法和手段 7

1.3  完成课题的实验条件 7

1.4  设计总体方案思路 8

第2章  设备的主要参数及计算 9

2.1  轧机参数 9

2.2  轧制力的计算 9

2.3  轧制力矩的计算 10

第3章  轧辊的相关设计 11

3.1  轧辊的工作特点 12

3.2  轧辊的尺寸相关设计 13

3.2.1  辊身 13

3.2.2  辊颈 14

3.2.3  辊头 14

3.3  轧辊的材料及辊面硬度 14

3.3.1  常见的轧辊材料 14

3.3.2  轧辊材料的选择 15

3.4  轧辊的强度验算 18

3.4.1  轧辊强度的计算方法 19

3.4.2  轧辊的安全系数 20

3.4.3  轧辊断裂形式 23

3.4.4  轧辊挠度的计算 23

第4章  轧辊轴承的设计 25

4.1  轴承的概况 25

4.2  轧辊轴承的选择 25

第5章  压下装置的选择 27

5.1  压下装置简介 27

5.2  压下装置的分类 27

5.3  压下装置的选择与设计 28

5.3.1  电动压下装置的形式 28

5.3.2  压下装置参数 29

5.3.3  压下装置齿轮轴承的选择 30

5.3.4  轴承校核 30

第6章  结论 31

参考文献 32

致谢 34

【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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KZ0615.01.01.00轧钢生产线设计开题报告.doc

压下装置.dwg

压下装置齿轮轴.dwg

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总装配图.dwg

换辊机构.dwg

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轧辊.dwg


内容简介:
1 外文题目: A 文题目:基于视觉的轧钢机位置控制系统的设计 基于视觉 的轧钢 机位置控制系统的设计 陈伟,方康玲,刘新海 中华人民共和国 湖北省 武汉科技大学 信息科学与工程学院 武汉 430081 电子邮箱:要 :本文介绍了在轧钢生产线生产过程中的一种闭环控制系统。该系统基于机器视觉理论,控制加热后钢坯的位置。这种控制系统是通过一个被称为“工业相机 ” 的视觉传感器进行观测,然后将信息反馈给控制系统,用以得到钢坯在加热炉中的准确位置信息或者用来检测移动中的钢坯。本文采用了简单背景减法模型用以检测移动中的钢坯,采用这种办法可以满足目前对于实时检测移动钢坯的需求。 目前的研究发现,不同的灰度值轮廓 在应用于 检测钢坯的边缘时具有一个非常好的效果。在实际的工业生产运用之中,这种视频监控系统已经在当前工业环境下发挥出了良好的控制 效果 。 关键词 :机器视觉,被测对象的位置,背景减法建模,反馈控制。 在目前的各个钢铁企业中 ,钢铁在轧制过程之前要先经过预处理,即在加热窑中先加热到 1000 至 1200摄氏度,然后再扎成相应的平坦块。在加热窑内,钢坯的布局是“一排两坯”,即在加热窑内一排中有两块钢坯。采用这种布局的原因是:由于加热窑的长度是 热窑的宽度是 这样就会导致操作员不能够直接观察钢坯在加热窑内的移动。为了避免钢坯在加热窑内移动的过程之中产生碰撞,当钢坯被送入加热窑中之后,移动钢坯的位置应该受到相应的控制。 2 另外,目前常用的接触式位置传感器不能承受加热窑内的高温,而且在加热窑内也容易被钢坯碰撞而导致损坏。所以,解决上述问题的可行的方法是采用一种非接触式的检测方法 ,即在加热窑的一边设置一台相机(如图 1 所示)用以获得钢坯的相关信息。这种相机拍摄的照片分辨率可达到 610*170,并且相机的拍摄速度为每秒钟 30 帧。当 工厂的操作员需要监视和控制钢坯的位置时 , 他 们就可以使用这种相机来帮助他们 。 但是 ,人类操作员凭借观察工业电视为基础来调整钢坯的位置时,他们是主观的、依赖于经验的,而且是劳动密集型的 ( 5) 。这种情况在实际操作中就会出现一些问题 ,如:精度低(小于 76%),控制时间较长(大于 2分钟),等等。 图 1设置在加热窑上的相机 在钢坯的位置控制过程中有一个问题。那就是在加热窑中,一排中有两块钢坯,所以就必须在钢坯的位置控制过程中控制两个距离。其中一个距离是钢坯 之间的距离,而另一个距离是钢坯和加热窑窑壁之间的距离(如图 2所示)。 图 2钢坯的位置控制 3 当 钢坯在加热窑内移动时,钢坯 之间或者钢坯与加热窑之间的偏差可能会导致两块钢坯之间的碰撞。如果它们其中一个的偏差超过了一定限度,在钢坯的移动过程中就会导致两块钢坯之间的碰撞 或者加热窑窑壁和钢坯之间的碰撞 。有些时候这些碰撞会引发灾难性的事故,例如:事故会导致生产的完全中断并且要求钢坯的 位置调整通过手动来操作。 为了简化控制问题,我们选择了加热窑的中心位置作为位置的中间点。然后,就可以得到预期的偏差。按照下面公式可以计算出: =( 。从而,钢坯的位置可以反馈给 于相机有的视野是有限的,所以可以得到两个反馈信号:一个是视频信号,而另一个是计数器的脉冲信号。 图 3基于视觉的定位控制系统的框架 在检测运动图像序列的方法中,最常用的方法是采用背景减法。该方法是通过求出每一个输入和每一个背景模型之间差的绝对值来实现检测 23。但是,4 由于这种方法对于外部环境的变化非常敏感,例如:光照和外部无关的事件,这就 可能会导致检测出错误的概率降低。为了解决这一问题,采用了灰度差分析工程算法来检测钢坯的位置 8。 像中去除干扰 实际的工业生产现场中,由于有太多的干扰因素,所以会导致拍摄的图像的质量很差。此外,在加热窑内也没有固定的照明用具。所以,光线会随着温度的变化而变化。在通常情况下,图像处理的第一步都是消除或降低这些干扰因素对图像质量的影响。由于在加热窑内恶劣的条件下,很多干扰不能被消除。所以,有许多的干扰仍然偶尔会被捕获在图像上(如图 4所示)。 图 4典型的被相机捕获的图像 为了对图像进行实时处理,需要 采用硬件方法来对图像进行简单的去干扰。实验结果表明,得到满足要求的图像处理结果需要采用工程背景相减算法。 目标之间的区别是检测一个移动目标的一个有效的办法。一系列高相关性的图像表明,如果这些相关性可以被减少,那么就可以使运动的目标更容易从背景中被分割。而差分算法就可以减少视频中每帧之间的相关性。设 i, j)是一个背景图像 , 而 f K(i, j)是当前图像 ( K=1,2,3),然后它们之间的不同图像为 f C(i, j): 目前,一种统计学的方法已经被应用于钢坯边缘的检测。众所 周知,当目标物体在场景中移动时,运动区域灰度值的列和背景图像中灰度值的列是不同的。图 5就显示了柱垂直投影的灰度值的变化,当有运动的目标在图像中出现,或者不在图像中出现时,灰度值将会在 不同的图像灰度值的 列的 投影 : 5 f i, j):两列垂直灰度值的投影。 因为钢坯 A 的最终位置是后边缘,所以图像的左边是一个相对的运动区域(灰度变化缓慢)。然而,钢坯 以图像的右面由于钢坯 B 会是一个相对运动的区域。滑动窗口技术是用来提高获取钢坯边缘特征的实时性和钢坯位置 的精确性的一种技术。滑动窗口是一个高 170 的窗口,而高小于等于 50 的地方是一个调整系数。因为在实际生产情况下有许多干扰,这些干扰就会导致算法计算每一列垂直投影灰度值的变化的误差增加和在滑动窗口中的两列钢坯差异的改变。设 有公式: 变列的数目 同列的变化 t:列的变化值 根据最近邻决定理论,判别函数是: 征的变化 V=a,b:特征向量的边缘在钢坯的边缘出现在图像中时得到的结果 当判别函数取到最小值时钢坯的边缘就会出现在滑 动窗口中。然后钢坯的移动距离: L: 采样时间间隔内钢坯的移动距离 列的改变量的最大值 列改变量的最大值 6 图 5当钢坯移动时,灰度值的变化。 台维护 本 文采用了一种定期升级的方式用来加速图像的处理。背景更新算法采用了一阶递归滤波的方法,这种方法可以将新的输入信息和当前背景图像整合在一起 4。背景更新量: I,j,k) :背景图像 :为一个小正数 I,j):当前图像 由于钢坯的质量为 1800千克,在位置控制中钢坯的惯性是另一个问题。这个问题将导致 当步进电动机停止工作时,钢坯会产生滑动。所以,本文采用一二级控制措施来解决钢坯的滑动问题。首先,钢坯会被快速定位在加热窑内的一些已经确定的位置。然后,钢坯精确的定位在预定位置是通过视觉反馈控制算法实现的。 7 图 6钢坯的位置控制算法流程说明 图 7快速定位的结果 图 8精确定位的结果 本文所介绍的视觉定位控制系统已经在实际的工业生产中应用了两年。这个系统已经在现今的工业生产中取得了良好的控制性能(如图 8所示)。 8 图 9视觉控制系统的接口 表 1视频反馈控制系统的控制效果 该 定位控制系 统能够探测到每一帧的图像内移
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