1700冷轧机组卷取机设计【6张CAD图纸和说明书】

摘要
卷取机是轧钢成卷生产不可少的设备。保证卷取机顺利工作对提高轧机生产率有很重要意义。冷轧机组中，卷取机用于卷取带钢成钢卷。采用恒张力轧制，可以提高带钢质量。
    这次设计是1700冷轧机组卷取机设计，其用于二机架冷轧机组中。首先，选择卷取机的设计方案，并对设计方案进行评述。由于冷带钢卷取张力大，采用四棱锥卷筒结构。用液压缸移动斜楔进行胀缩。将四棱锥体单独加工装在卷筒轴上，这样改进，加工方便。当锥体磨损后可以单独更换。这样，可以降低设备维修费用。另外，四个扇形块边采用搭接技术，防止卷筒胀开后出现空隙，减少钢卷局部压扁，提高钢卷质量。去掉钳口，采用助卷器卡紧带钢头部，方便卸卷。
    这次设计，进行主电机容量的计算和选择。对斜楔进行受力分析。计算带钢卷取过程中对卷筒的压力并计算卷取轴弯曲强度，对传动齿轮进行设计计算。对支承轴承进行选择和校核。采用合理的润滑方案、润滑方法和控制技术，使卷取机技术先进，经济合理。强度足够，有广泛的使用价值，可用于酸洗、热处理、镀锌和镀锌机组中。

关键词： 卷取机，斜楔胀缩，助卷

1700 cold rolling unit coiler design
Abstract
The coiler is rolls steel the volume production not to be possible the few equipment. Guaranteed the coiler smooth work to enhances the rolling mill productivity to have the very vital significance. In the cold rolling unit, the coiler uses in the volume taking hoop Cheng Gangjuan. Uses the permanent tensity rolling, may improve the hoop quality.
    The lap machine design of 1700 cold calendar units to used for two expansions of cold calendar units. First of all, choice the design project of lap machine, and carry on a comment towards it. In that the cold strips of lap tensile force is big, adopt four rib awls roll structures. Using the hydraulic cylinder to move the oblique wedge to expansion and contracting. It is convenience that processing four rib awls alone and setting on the roll. When the awls wear away, we can replace it alone. So it will reduce the maintenance costs of equipments. In addition, four fan-shaped piece side adoptions taking the lap laying lap work technique for avoiding appearing interstice after rolling expansion, reducing the steel roll parts to staving and enhancing quality of strips. To throw away the pliers , taking auxiliary roll machine to take the strips tightly for unloads strips conveniently.
   The design of task is that calculation and choice of the main electrical engineering capacity. To analyze force of the oblique wedge. The calculation that the roll stress of taking strips and flection intensity of the roll shaft, and transmission gears. Choice and checking bearings. Taking reasonable project and method of lubricating ,and control technique, in order to the lap machine has advanced technique, reasonable economy ,the intensity is enough and extensive using value. It can be used for sour wash, hot processing, galvanization and galvanization units.

Keyword: lap machine, the oblique wedge expansion and contracting, auxiliary roll

目录

1 绪论 1
1.1选题的背景和目的 1
1.2带钢卷取机国内外发展 1
1.3冷带钢卷取机研究内容和方法 2
1.3.1冷轧机组平面布置图，卷取机的作用 2
1.3.2冷带钢卷取机的类型和特点 3
1.3.3带钢卷取机研究内容和方法 3
2 方案的选择与分析 5
3 卷筒的设计计算 6
3.1卷筒当量半径的确定 6
3.2卷筒径向压力的计算 6
3.3卷筒的强度条件 8
3.4卷取张力的计算 8
3.5卷筒胀缩机构受力分析 8
3.5.1卷取工作时收缩时的受力分析 9
3.5.2卸卷时卷筒缩径的受力分析 11
3.6轴向胀缩液压缸行程计算 11
3.7胀缩缸直径的计算 13
4 卷筒传动设计 14
4.1电机的额定转速与传动比 14
4.2激磁调整范围与最大卷径比 14
4.3卷筒电机功率计算 15
5 减速器的设计计算 17
5.1传动装置的运动和动力参数 17
5.2齿轮的设计计算 17
5.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 17
5.2.2按齿面接触强度设计 17
5.3心轴的校核 23
5.3.1作出心轴的计算简图 23
5.4轴的计算简图 28
5.4.1作出轴的计算简图 28
6 轴承计算 32
6.1轴承的寿命计算 32
7 润滑方法的选择 34
7.1减速机润滑方法及润滑油的选择 34
7.2卷取机的润滑 34
8 试车方法和对控制的要求 35
8.1试车要求 35
8.2对控制系统的要求 35
9 设备可靠性与经济评价 36
9.1机械设备的有效度 36
9.2投资回收期 36
结论 38
致谢 39
参考文献 40
附录 41
外文翻译 41
原文

1700冷轧机组卷取机设计
1 绪论
1.1选题的背景和目的
    卷取机的设计，除了按一般机械设计程序进行机构和强度设计外，尚有几个与工艺和操作有关特殊问题。如机构选择、主要参数确定、卷筒压力计算和张力、调速、卷取质量等。
    卷取机的结构形式的选择，热带钢卷取机装在热带钢轧机的后面地下式卷取机，一般三辊式成形辊布置多支点棱锥型卷筒。冷轧带钢卷取机安装冷轧机组、平整机组外，广泛用于各类纵切和横切精整机组、重卷机组和酸洗机组的不同部位以满足不同的工艺要求。
    在可逆式冷轧机上轧制时，带钢张力由卷取机产生，因而这种卷取机要承受很大的张力，宽带钢的张力可达400~500千牛，特别多辊轧机轧制合金薄带材时，带钢对卷取机的径向压力极大，长期以来多采用带钳口的实心卷筒。再设置重卷机组倒卷，多采用八棱锥无缝隙卷筒，以防止卷筒损坏坯带材表面。冷带钢卷取机是冷轧生产的重要设备。通过卷取机将带钢卷成钢卷，以便贮存和运输。
    卷取机的设计，为解决针对工艺和操作有关特殊问题背景下进行的。其目的是确定合理的主要参数。通过综合分析选择正确的机构，按工艺要求确定张力的大小，计算调速范围，保证恒张力卷取。按实测张力讯号调整电机转速，解决卷取带卷平整，防止产生左右偏斜的跑偏问题。提高卷取质量。这次设计，根据卷取机生产中存在的问题，制定合理的改造方案，选择合适电机以满足调速范围的要求。通过设计过程，掌握单体机械设备设计方法，提高绘图技术和设计能力，为以后工作打下良好的基础。
1.2带钢卷取机国内外发展
    热带钢卷取机最早是八辊成型导板引入，生产中事故较多，改成四个成型辊和导板。由于压力不均，钢卷质量不好，易形成塔形。现在，多数采用三辊式卷取机，用计算机进行控制。卷取机的引料辊由框架结构改进摆动机构以便快速提升上辊，满足卷取张力的要求。
    冷带钢卷取机是地上卷取机，卷筒机构由形块改成扇形块，由于扇形块机构对称、强度高，在冷轧机上广泛应用。近年来，冷轧机发展采用高速、大卷重、自动化。要求卷取机进行改革。采用八棱锥扇形块卷筒，对薄带钢采用牙条扇形块无缝隙卷筒，以防止钢卷不圆。
    为满足卷取工艺要求，保证卷取质量，卷取机能够夹紧板头和卸卷，一定采用钢板头夹紧机构，卷筒胀缩机构。近年来采用液压伺服系统自动调整卷取机的位置，保证板边整齐。
    近年来，由于卷筒机构的改进，卷筒一般有两段胀缩和三段胀缩机构，胀缩量较大。最近，使用四棱锥可控制刚度的卷筒。这种卷取机在卷取过程中，随着径向压力的增加有微量的自动缩径。从而，在不影响带钢张力的前提下，大大减少了带钢对卷筒的径向压力。以保证卷筒的刚度。卷取机卸卷侧都设有活动支撑，以提高它的刚度同时，保证卸卷要求。
1.3冷带钢卷取机研究内容和方法
1.3.1冷轧机组平面布置图，卷取机的作用
1700冷轧机组平面布置如图1.1所示

1 预拆卷机    2 伸直机    3 拆卷机    4 导向辊（二个）    5 机前压板   
6 1700四辊轧机（二架）    7 张力辊    8 卷取机
图1.1 1700冷轧机组平面布置示意图
1700冷轧机是不可逆轧机，采用二辊机架连轧，也称二重式冷轧机。轧制工艺过程是，将吊车吊运的钢卷用拆卷机拆开，由伸直机将带钢头部平直。拆卷机转动使带钢经过机前压板进入四辊轧机运行到卷取机，带钢头部被卷取机钳口夹紧。卷筒直径胀大，卷取几卷后，压板压紧，进行轧制。轧制一道次后，卸卷返回卸卷机再重复前面的工艺轧制，重复一次轧制四道次。由于都是正向轧制道次压下量大，起到五道次的作用。机前压板产生后张力，而二机架中间用张力辊产生张力，并用液压缸调节它的大小。这样轧制工艺生产率高、成材率好，相当二机架连轧。
    卷取机的作用保证卷取带钢，并产生恒张力轧制。
1.3.2冷带钢卷取机的类型和特点
    由于成卷冷轧带材生产方式的发展，卷取机成为轧制和各精整线中不可缺少的重要设备，根据不同的用途采用不同的结构形式。在不同的卷取速度、带卷重量和卷取张力的条件下，卷筒承受较大的张力，这就决定了卷筒结构的多样性和复杂性。从卷筒的发展过程来看，先后有无心卷筒和凸轮式、斜楔式、棱锥式和径向柱塞式等胀缩卷筒。卷取机采用固定式卷取外，也出现浮动式卷取机，卷取机横向移动，补偿带材跑偏。可采用光电或气动式发射和接受装置实现随机控制。
1 实心卷筒卷取机
    实心卷筒强度和刚度最大，卷取时产生的弯曲和塌陷变形少，保证均匀的张力。多半用于冷轧带材的多辊轧机上。但实心卷筒不能胀缩，故不能卸卷，卷取后需要重卷。
2 凸轮式卷筒卷取机
    这种卷取机用凸轮实现胀缩卷筒，强度和刚度低，对称性差，动平衡不好，加工较困难，凸轮磨损严重，容易卡住而不能胀缩，大型卷取机很少用这种卷筒，多用于小型冷轧机组。
3 弓形块卷筒卷取机
    弓形块卷筒卷取机，带有独立的钳口，斜楔式胀缩卷筒，这种卷筒虽然机构比较复杂，加工较困难。但实践证明使用性能良好，工作可靠，卷筒轴强度、刚度较高，平衡性较好，广泛用于轧机、酸洗机组和精整机组中。
4 棱锥式卷筒卷取机
    棱锥式卷筒结构简单，斜楔机构工作可靠，强度和刚度较大，可在高速下以大张力卷取带卷。胀缩液压缸与卷筒旋转部分分开，改善液压缸的工作条件，容易密封。转动部分飞轮较小，利于快速启制动。特别四棱锥得到广泛应用。
1.3.3带钢卷取机研究内容和方法
为搞好卷取机的设计，应研究下列内容，按下列方法进行：
1 下厂收集资料，实习有关设备，了解生产中存在的问题，查阅与设计有关的资料。
2 制定设计方案，对生产中存在的问题进行改进，制定合理的设计方案，并对方案进行评述。
3 对电机容量进行选择，制定传动方案。
4 对主要零部件进行设计计算，保证强度和刚度要求。
5 绘制总图、部分部件图和零件图。
6 说明试车要求、润滑方法和油脂，为达到设计功能采用合理控制方案。
7 经济分析与评价。

2 方案的选择与分析
    冷轧机组采用的卷取机一般用四棱锥式卷取机，有卷筒轴和四个扇形块组成。卷筒的胀缩靠扇形块与其下面的棱锥轴上的斜楔轴向相对运动来实现。由于结构对称，强度和刚度好，适用大张力卷取。因此选择扇形块式斜楔四棱锥卷取机。卷取机传动简图见图2.1。