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九辊矫直机设计(含源文件),矫直机,设计,源文件
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毕业设计（论文）任务书 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械 053 姓名 李振江 下发日期 2009目 钢板矫直机 专题 九辊矫直机 主 要 内 容 及 要 求 1. 矫直机基本参数确定，作用在轧件上的弯曲力，电动机功率选择 2. 工作辊强度校核及轴承校核。 3. 支撑辊及其压下机构设计。 4. 矫直机总图设计。 5. 工作辊装配图设计。 6. 支承辊装配图设计。 7. 压下系统装配图设计。 主要技术参数 1. 材料 板厚 H=4B=2100. 矫直温度： 400 3. 矫直速度： V=s 进 度 及 完 成 日 期 2009 去济钢参观实习，编写实习报告、查阅相关参考资料； 比较各种结构，选择最优设计方案； 对整机及部件进行设计计算； 图； 编写设计说明书； 毕业答辩审查准备。 教学院长签字 日 期 教研 室 主任签字 日 期 指导 教师 签字 日 期 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 I 摘要 矫直机是对金属棒材、管材、线材等进行矫直的设备。 轧制出的钢材常出现 弧形弯曲、纵向和横向弯曲、瓢曲等 缺陷 ,为此轧后钢材必须经过矫正 。本设计方案以太重集团生产的几种矫直机为参照，结合本案设计要求，设计了九辊矫直机。本方案以弹塑性弯曲变形 理论 为设计依据。 主要 包括以下内容： 矫直机类型 ， 矫直 原理，矫直机结构的确定， 矫直机基本 力能 参数计算、力能参数计算、电动机功率计算、工作辊和 支撑 辊的 结构设计与 校核、压下机构的设计计算及校核。 关键词 ：矫直机； 工作辊 ； 支承辊 ； 压下机构 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 is a so in So it be I of is on of It of of of of s of of 岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 录 摘要 . I . 录 . 、前言 . 1 题研究的意义及现状 . 1 文主要研究内容 . 3 二、方案确定 . 4 直机类型 . 4 直原理 . 6 直机结构 . 8 三、设计计算 .直机基本参数的确定 . 17 式矫直机的力能参数确定 . 19 结论 .考文献 .谢 .件 1 .件 2 .岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 1 一、前言 题研究的意义 及现状 在板带材的轧制生产中，由于轧件温度不均，变形不 均及轧后冷却不均、运输和其他因素的影响，致使轧制出来的产品常出现波浪弯和瓢曲等缺陷。为此轧后钢材必须经过矫正，以达到国家规定的质量标准，满足用户的使用要求。为此我们参照以往的矫直机设计资料，结合当前最新的矫直机设计技术设计了该型矫直机。本设计方案以实用化、坚固耐用为根本设计思想，兼顾经济性。 矫直技术属于金属加工学科的一个分支，已经广泛应用于日用金属加工业，仪器仪表制造业，汽车、船舶和飞机制造业，石油化工业，冶金工业，建筑材料业，机械装备制造业，以及精密加工制造业。矫直技术在广度和深度方面的巨大发展迫切要求矫直理论能进一步解决一些疑难问题，推动开发新技术和研制新设备。尤其在党的十六大之后，要求用信息化带动工业化，矫直技术也要跟上时代。首先要在矫直机设计、制造、矫直过程分析、矫直参数设定及矫直质量预测等方面搞好软件开发；其次要进行数字化矫直设备的研制，使矫直技术走上现代化的道路，不断丰富金属矫直学的内容。 矫直技术多用于金属条材加工的后部工序，在很大程度上决定着产成品的质量水平。矫直技术同其他金属加工技术一样在 20 世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。例如矫 直辊负转矩的破坏作用在 20 世纪下半叶才得以解决，但其破坏作用的机理直到 20 世纪 80 年代末才被阐明。另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如辊数、辊距、辊径、压弯量及矫直速度等；其次是许多技术现象如螺旋弯废品、矫直缩尺、矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述；再次是理论的概括性不够，一套公式不仅不能包括各种断面型材，甚至不能包括同类断面而尺寸和材质不同的工件，如弯距和矫直曲率等都缺少通用表达式。 矫直技术 历史悠久，但其产生时间并未有确切的时间记载。 但从文物发掘中看到我国春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工矫直和平整技术已经达到很青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 2 高的水平。在我国古代人的生活与生产中使用的 物品与工具，小自针锥、大到铁杵，都要求用矫直技术来完成成品的制造。手工矫直与平整工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、砧台等。对大型工件的手工矫直常借助高温加热进行。古代人在矫直及整形的实践中认识到物质的反弹特性，确立了“矫往必须过正”的哲理，用之于矫直技术颇有一语道破天机之功 。现代矫直机的快速发展是从 18 世纪末的欧洲产业革命开始 的。到 19 世纪 30 年代，冶铁技术发展起来，钢产量迅速成倍的增长。到 19 世纪末期时，钢产量增加了 50 多倍。 钢材产量占钢产量的比重也明显增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入 20 世纪，以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。 到 1914 年英国发明了 212 型五辊式矫直机，解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直速度。 20 世纪 20 年代，日本已能制造多 辊矫直机。 20 世纪 30 年代中期，发明了 222 型六辊式矫直机，显著提高了管材矫直质量。 20 世纪 60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国萨 顿公司研制成功 313 七辊式矫直机。 20 世纪 30 到 40 年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速发展，而且相继进入到中国的钢铁工业及金属制品业。新中国成立前，在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工厂里可以见到德、英、日等国家制造的矫直机。20 世纪 50 年代，苏联的矫直机大量的进入到中国，同时，世界上随着电子技术及计算机技术的发展，工业进步速度加快，矫直机的品种、规格、结构及控制系统都得到不断的发展与完善。 20 世纪 70 年代，我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果 ， 同时也引进许多 先进的矫直设 备。如英国的布朗克斯矫直机；德国的凯瑟琳、德马克连 续拉 弯 矫直机及高精度压力矫直机；日本的薄板矫直机等。 与此同时， 我国科技界一直在努力提高自己的科研设计和创新能力。从 20 世纪 50 年代起 提出的 双曲线辊形设计的精确计算法及文献提出的矫直曲率方程式 到 80 年代提出的 等曲率反 弯辊形计算法 。 此外，以西安重型机械研究所为代表的科研单位和以 太原重型机械厂为代表的设计制造部门完成了大量的矫直机设计研制工作。 进入 90 年代之后，我国 在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步，一些新研制的矫直机获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市、省 级部 级科技成果进步奖；有的获得了国家发明奖。如已经研制成功的 双向反弯辊形 2 辊矫直机、复合转毂式矫直机，平行辊异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等 。 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 3 文主要研究内容 本矫直机的主要技术参数为：矫直材料 板厚度 H=4 16大板宽B=2100直温度 400 600；矫直速度 s；矫直辊辊距 280径250身长 23505 个上辊， 4 个下辊；支承辊辊径 280身长 9003 个上辊、 4 个下辊；最大开度 140下装置采用一台 1455r/交流电机驱动；主电机一台、 200980r/流。 根据设计要求，在本方案中，设计计算了矫直机的基本力能参数，如辊距，辊径等；工作辊的结构与装配方案，并对其进行了校核；支承辊的机构与装配方案，并对其进行校核；压下系统的结构设计。 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 4 二、方案确定 直机类型 力矫直机 轧件在活动压头和两个固定支点间，利用一次反弯的方法进行矫直。这种矫直机用来矫直大型钢梁、钢轨和大直径（大于 200 300 毫米）钢管或用作辊式矫直机的补充矫直。压力 矫直机的主要缺点是 生产率低且操作较繁重。压力矫直机有立式（ 图 2和卧式 （ 图 2两种。 伸矫直机 拉伸矫直机也称张力矫直机，主要用于矫直厚度小于 米的薄钢板和有色金属板材。 通常，辊式板带材矫直机只能有效的矫直轧件的横向或纵向弯曲（即二元形状缺陷）。至于板带材的中间瓢曲和边缘浪形（三元形状缺陷）则是由于板材沿长度的方向各纤维变形量不等造成的。为了矫正这种缺陷，需要使轧件产生适当的塑性延伸。在普通辊式矫直机上虽然能使这种缺陷有所改善，但矫直效果不理想。这时需要采用拉伸矫直方法。拉 伸矫直的主要特点是对轧件施加超过材料屈服极限的张力，使之产生弹塑性变形，从而将轧件矫直。 图 2矫直单张板材的钳式拉伸矫直机。这种设备生产率低且夹钳夹住的部分要切除，造成的金属损耗太大。 图 2张力平整组。他能对成卷带材进行粗矫，也能改善轧件的机械性能。 图 2连续拉伸机组。它由两个张力辊组成 。拉伸所需的张力由张力辊对带材的摩擦力产生。这种矫直机主要用于有色金属。 图 2带有张力的辊式矫直机组。这种结构用于连续矫直高强度薄带材。但因辊式矫直机的工作辊很难单独调整，同时，在张力作用下，工作 辊容易窜动，因而影响了矫直质量。目前，这种结构的矫直机已被拉伸弯曲矫直机取代 。 弯矫直机 为了提高轧件矫直质量，近年来拉伸弯曲矫直机组 (图 2到较大发展。拉伸青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 5 弯曲的基本原理是当带材在小直径辊子上弯曲时，同时施加张力，使带材产生弹塑性延伸，从而较平。这种矫直机组一般用在连续作业线上，可以矫直各种金属带材（包括高强度极薄钢板）。拉伸弯曲机组也可在酸洗机组上进行机械破鳞，以提高酸洗速度。 图 2矫直机的基本类型 材、棒材矫直机 管、棒材矫直的原理也是利用多次反复弯曲 轧件 ， 是轧件矫直 。 图 2斜辊式矫直机。这种矫直机的工作辊具有类似双曲线的空间曲线的形状。两排工作辊轴线相互交叉。管棒材在矫直时边旋转边前进，从而获得对轴线对称青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 6 的形状 。图 2“ 313”型辊式矫直机。这种矫直机的设备重量轻，易于调整和维修，用于矫直管棒材时，效果很好。 图 2偏心轴式矫直机用来矫直薄壁管。 式矫直机 在辊式矫直机上轧件多次反复弯曲而得到矫直。辊式矫直机生产率高而且容易实现机械化，在型钢车间和板带材车间获得广泛应用。 辊式矫直机的类型很多，在 图 2图 c h 列 出了几种主要的类型。 图 2上排每个工作辊可单独调整的辊式矫直机。这种调整方式较灵活，但由于结构配置上的原因，它主要用于辊数较少、辊距较大的型钢矫直机。 图 2整排上工作辊平行调整的矫直机。通常，出入口的两个上工作辊（也称导向辊）做成可以单独调整的，以便于轧件的导入和改善矫直质量。这种矫直机广泛用来矫直 4 12上的中厚板。图 2整排上工作辊可以倾斜调整的矫直机。这种调整方式使轧件的弯曲变形逐渐减小，符合轧件矫直时的变形特点。它广泛用于矫直 4 毫米以下的薄板。 图 2上排工作辊可以局部倾 斜调整（也称翼倾调整）的矫直机。这种调整方式可增加轧件大变形弯曲的次数，用来矫直薄板。 直原理 若轧件具有单值曲率01r 的圆弧，则用三个辊子使其反弯至曲率为 1 ，且连续通过，即可完全矫直。但实际情况中，轧件的原始曲率沿长度方向往往是变化的，不仅是多值的，而且弯曲方向也不同，所以仅用三个辊子的矫直方法是不行的，必须采用辊数大于 4 的多辊矫直机。本设计方案采用的是上下辊平行排列的矫直方案，即上排辊相对下排辊 平行排列，集体升降，矫直时所有上排辊子的压下量相同，除首尾辊外，其余各辊子处轧件弯曲至相同的曲率 1f当 11 时，矫直原始曲率为01r 0 的轧件，若第 2 辊使01r 变为11r ， 第 3 辊青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 7 使01r 变为11r ， 由于弹性变形不足和残余应力的影响，后面的辊子作用不大 ，轧件的残余曲率会接近于11r 0。 为了提高矫直精度，较彻底的消除残余曲率，必须11 。 图 2上下辊平行排列矫直原理图 如 上 图所示，轧件的原始曲率为11r 0。通过第 2 辊子后，11r 变为11r ，残余曲率为01r 11r ，通过第 3 辊子后，01r 变为11r 和11r 变为21r ，残余曲率为11r 21r ；通过第 4 辊子 后，11r 变为21r ，残余曲率为21r 31r ；依次类推，残余曲率范围逐渐缩小，经若干辊子后，残余曲率趋于定值。若矫直机的出口辊的压下可单独调整，则可完全消除该定值的残余曲率，即轧件得到完全矫直。实际上辊数是有限的，只能达到限定的矫直精度，若是轧件反复通过矫直机，则起到增加辊数的作用，即可提高矫直精度。 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 8 直机 结构 作辊的布置方案 按工作辊的调整方法和排列方式不同，工作辊的结构有以下几种基本形式： 1） 每个上辊可单独调整高度的 。 如图 2每个上辊都具有单独的轴承座和压下调整机构，保证任意调整高度。此外通常还可以移动机架的上部分相对下部分进行集体调整。能够得到较高的矫直精度。但结构复杂，所以在实际中一般辊数较少。 2） 上排辊子集体平行调整高度 。 如图 2上排辊子固定在一个平行升降的横梁上，只能集体上下平行调整，所以辊子的压下量相同，结构比较简单。但这种调整方式只能用较小的（甚至是最小的）有 效弯曲变形，才能得到较高的矫直精度，否则将出现较大的残余曲率。为解决上述缺点，通常出入口上辊为单独调整的。这种结构方案广泛应用于中厚板的矫直。 3） 上排辊子集体倾斜调整 。 如图 2上排辊子安装在一个可倾斜调整的横梁上，由入口至出口轧件弯曲逐渐减小，可以实现大变形，小变形俩种矫直方案，能得到较高的矫直速度，调整也很方便，所以应用广泛。 图 2板材辊式矫直机上辊调整方案 图 2混合排列的辊式矫直机 口倾 斜； 端倾斜 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 9 4） 平行和倾斜混合排列的矫直机 。 如图 2一种是入口段为平行排列，出口段为倾斜排列，增加了入口段轧件的大变形过程，可提高矫直质量。另一种是中间为平行排列，俩端为倾斜排列，它不仅能提高矫直质量，而且可改善咬入条件和作用于可逆矫直。 撑辊的布置方案 1） 垂直布置 。支承辊仅承受工作辊垂直方向的弯曲。这种布置形式仅用于辊径与辊身长度比值较大的矫直机。 图 2板材矫直机支承辊的布置形式 2)交错布置 。支 承辊承受工作辊垂直方向的弯曲，矫直过程中工作辊比较稳定。与垂直布置得想反，多用于工作辊辊径与辊身长度比值较小的矫直机。 3） 垂直和交错混合布置 。下排支承辊采用垂直布置形式，可漏掉辊间的氧化铁皮和其他物质，从而减轻辊面磨损，可提高辊子寿命。这种布置形式多用于矫直带氧化铁皮的热轧钢板。 图 2双层矫直辊的矫直机示意图 1234青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 10 4） 双层支承辊 。随着板材厚度的减小，矫直机工作辊辊径和辊距相应减小 ，则支承辊直径可能受到限制，为加强支撑作用和扭转能力，增设大直径的外层支承辊和改为内层支承辊（中间支承辊）传动。目前这种矫直机用于铝及铝合金薄带的拉弯矫直机组中。 对于板材，尤其是薄板，不仅在纵向上具有弯曲变形，而且在横向上也具有弯曲变形，如瓢曲和浪形，严重影响板形质量，因此，根据不同的矫直工艺要求，支承辊又分一段、二段、三段的和多段的若干种。 右图 2示为三段式支承辊矫直方案，其各段支承辊可单独调整压下，沿工作辊长度方向可使带材产生不同的变形，能够消除俩边或中间或一边的板形缺陷。上下各段可对称布置 或交错布置。 图 2边浪形（上） ，中间瓢曲（中），单边浪形（下） 作机座的结构形式 1 台架式 这种矫直机机座由上台架、下台架和立柱三个主要部分组成。立柱同时也是压下螺丝。压下螺丝（或螺母）转动，可以调整上、下台架的相互位置，从而也调整了矫直辊的压下量。 中厚板矫直机大 多是台架式的，它的上台架可以整体平行压下和整体倾斜压下。整体平行压下，其压下机构是集体驱动的，如图 2示；整体倾斜压下是由两套驱动装置完成的，如图 2 图 2集体驱动压下装置 蜗杆减速 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 11 图 2整体倾斜调整台架式矫直机压下装置布置示意图 a 圆柱齿轮 b 两级蜗杆减速 图 2 1100 2300钢板矫直机总 图 1 2、 9 3、 7 4、 8 6 10 11 1213141516171819图 2100种矫直机的结构特点如下： 1）矫直机上排辊是整体平行调整的（出、入口工作辊可以单独调整），因此，上台架 4 只是由一台双输出轴 电动机分别通过两级蜗轮减速机同时转动四个立柱上压下螺母。压下装置中 的四个立柱同时是压下螺丝，它们由螺母 10 固定在下台架 8 上。在调整压下时，立柱不动，而是压下螺母 12 和平衡螺母 14 随上台架一起移动。压下螺母同时也是压下减速机的蜗轮。为了消除压下螺母和螺丝之间的间隙，装设了同步弹簧平衡装置。在托盘 15 上的平衡弹簧 16 通过拉杆平衡整个上台架及上面机件的重量青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 12 （过平衡）。压下螺母 12 与平衡螺母 14 由内齿套 13 联接。托盘 15 通过平面轴承支托在平衡螺母上。这种装置可使平衡弹簧随着台架升降。在调整压下量时，弹簧 16 不产生附加变形 。 2 牌坊式 牌坊式矫直机的 机架牌坊可以是开式的也可以是 闭式的。 图 2横切机组中的一台 11 辊矫直机结构图。它采用了闭式牌坊。矫直机上排工作辊既能整体平行调整，又能整体倾斜调整。 牌坊式工作机座的特点是强度和刚性较好，辊子的调整和拆卸方便。故新设计的薄带矫直机常采用这种形式。它的缺点是结构较复杂，外形尺寸也较大。 图 2 1100 1700 钢板矫直机总图 1、 423567、 10 8、 9 1112131415； 161718192021222324252627传动系统 机列布置是指电动机、传动装置和工作机座的总体安排。他取决于车间内与之联系的设备布置情况、安置该矫直机的面积亦即传动装置的布置形式等。 图 2几种典型的机列布置示意图。 图 2机列布置中最简单的一种，扭矩由电动机经 联合减速机传到工作辊。青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 13 由于减速机与齿轮座放在一个箱体内，机列布置较紧凑，占地面 积小。但是，联合减速机结构较复杂。 图 2电动机经减速机传到齿轮座，齿轮座再通过几根输出轴传动工作辊的布置形式。这种布置方式中的减速机与齿轮座的结构均较简单，但机列长度较长。当电动机功率超过 60 80 千瓦时，通常采用双电机驱动（表 c）。这样不仅可以使减速机负荷均匀，而且 可缩短机列长度。一般情况，这种布置方式的机列总宽均不超过工作机座的宽度，故适于在连续机组中布置。 图 2具有图 b、 c 的优点外，还有机列总长度较短的优点，只是这种布置形式需要使用较为复杂的伞齿轮减速机。 图 2几种典型的机列布置示意图 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 14 图 2 图 2似，但是采用了球面蜗轮减速机。一般只在齿轮座必需采用两根相距较远的输入轴时，才使用这种布置形式。 图 2 图 2示的机列其宽度很大，只是在机列长度受限制时，才采用。 2 主传动系统 主传动系统包括减速机、齿轮座和万向联轴节等。 （ 1） 减速机 。在矫直机主传动系统中，减速机除有减速作用外，还有均衡分配传动扭矩的作用，因此也称减速分配器。它有三种主要形式：圆柱齿轮型、圆柱 这种形式 中，每种又可分为单支（指单根输出轴）、双支、三支和四支等几种结构（图 2 在辊数大于 7 的矫直机上，不易使用单支减速分配器。这是因为传递的总扭矩大，齿轮座的齿轮尺寸也大，使齿轮座输出轴的间距很难与矫直机辊间距相适应。因此，在辊式钢板矫直机上，大多使用多支的减速分配器，这样也可使齿轮座的载荷均匀。 由于矫直机的第三辊（或第二辊）受的矫直扭矩最大，因此，对该辊要尽可能由减速机的一根输出轴经齿轮座直接传动，以减轻齿轮座的负荷。优势，为适应矫直机在连续机组中的安装，将矫直机设计成可以双向进料的结构。这时，矫直机 另一端的第三辊（或第二辊）也由减速机的一根输出轴传动。在这种情况下，减速机中心距总和应等于齿轮座两边第三轴或第二轴之间的距离（图 2这一值受齿轮座最大中心距的限制。 齿轮座最大中心距是按照矫直辊最大中心距和万向接轴的长度以及接轴倾角不超过 6的条件确定的。在综合考虑上述因素后，选定减速机中心距，然后对减速机、齿轮座的齿轮和轴进行强度校验。如计算结果不能满足，则考虑增加减速机支数。在某些情况下，也可将直接传动第三辊改为传动邻近的辊，以改变齿轮座的负荷分配情况。 圆柱齿轮减速机的制造和安装较为简单，因此在 矫直机主传动系统中获得广泛应用。在制造能力许可下，也可使用联合减速机。将减速机和齿轮座连成一个整体，可减少传动件，且结构紧凑，能减小机列总长度。 （ 2） 齿轮座 一般情况，为防止钢板在工作辊间打滑，辊式钢板矫直机所有的工作辊都是驱动青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 15 的。齿轮座的作用是将减速机传来的扭矩分配给各个矫直辊。 齿轮座输入轴数目与减速机的支数相同。每根输入轴带动一组齿轮。在输入轴数量较多时，各组齿轮之间互不联结，以避免功率传递路线闭合，恶化 齿轮 啮合条件（图 2d、 e） 。 按照齿轮的啮合列数，可分为单列齿轮座（图 2b、 d、）和多列齿轮座（图2e）。单列齿轮座的制造、安装简单，各齿轮轴和轴承可以通用且齿轮轴的刚性高。一般在工作辊距小于 50 毫米时，一采用这种形式。与单列齿轮座比较，多列齿轮座的总中心距小，因为每对齿轮的齿宽是根据传递的扭矩确定的，同时，齿轮避免了重复啮合，因而可适当减小中心距。多列齿轮座的齿轮轴刚性较低。为保证齿轮轴的刚度，通常只在辊距大于 50毫米时才采用这种结构。 由于在矫直机的功率中，轴承摩擦损耗占得比重较大，所以齿轮座、减速机和矫直机本体一般均采用滚动轴承。 （ 3） 万向联轴节 由于齿轮 座的总中心距大于矫直机的总中心距，因此齿轮座输出轴与矫直辊采用万向联轴节联接。 矫直机上常用的万向联轴节除了一般的滑块式叉头扁头型外，在辊径小于 120 毫米时，也采用球型万向联轴节。球型万向联轴节有多种型式。图 2钢球上带有十字槽的结构。齿轮座传动端的叉头 6 通过方槽孔，套在齿轮座输出轴上，叉头 6 的另一端通过带槽的球 2（见图 2叉头 5 相连接。同样工作辊端的叉头 1 也通过球2 与叉头 3 相连。拆卸接轴时，需将花键轴上的柱销取下，脱开接轴将轴折转 90，即可将叉头从钢球上取下。 在小辊距矫直机上也可采用简 易型钢球万向接轴（图 2这种联轴节中采用标准钢球（ 64），它只起定心作用，矫直扭矩是靠两插头的侧面直接接触来传递的。这种联轴节结构简单，易于制造。拆卸时，松开钢丝 6，去掉夹木 7，叉头 3 即可沿轴向取下。 在有的矫直机上还采用滚动轴承铰链式万向联轴节，其允许倾斜角度可达 18，但结构尺寸较大。 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 16 图 2槽球形万向联轴节 123456图 2易球形万向联轴节 1； 23 4567青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 17 三、设计计算 直机基本参数的确定 距 t 的确定 辊距 t 的确定对保证矫直机的矫直质量有重要影响。在矫直轧件时，其基本条件是轧件应产生弹塑性弯曲变形，例如，对钢板矫直机， 根据 1前面几个辊子的反弯曲率必须满足下列条件 ： Eh 211 式（ 3 显然，若板材的 E 已确定，则 s 越大或 h 越小，反弯曲率半径也应越小。与此对应，矫直辊径 确定辊距的原则是既要保证轧件矫直质量，又要满足辊子的强度条件。最小允许辊距受辊子强度条件限制；最大允许辊距取决于轧件矫正质量。 根据 1得 最小允许辊距为 ： a xm i n式（ 3 图 3大允许辊距 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 18 如图 3据 1得 最大允许辊距为 ： 9103 0 0102 0 a x式（ 3 根据经验值辊距取 t=280径 D 的确定 由下表可知道 工作辊直径 D=()t=238 252 取 D=250 3 1 辊径与辊距的比值 矫直机类型 / 矫直机类型 / 薄板矫直机 板矫直机 板矫直机 钢矫直机 辊数 n 的确定 增加辊数即是 增加轧件的反弯次数，辊数增加有利于提高矫直质量，但也会增加轧件的加工硬化和矫直功率，为此，选择辊数的是在保证矫直质量的前提下，使辊数尽量少。辊式矫直机常用的辊数如下表： 表 3 2 辊式矫直机常用辊数 矫直机类型 辊式钢板矫直机 辊式型钢矫直机 轧件种类 钢板厚度 小型型钢 大型型钢 6 辊数 n 1911 辊身 L 的确定 辊身长度 根据 1得： L=a 式（ 3 当 ， a=100 300 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 19 所以 L=2100+250=2350式矫直机的力能参数确 定 用在轧件上的弯曲应力 对于中厚板矫直机，通常是第一辊和第 n 辊为单独调整，其余为集体调整，因此，除第二辊和第 外，中间各辊的弯曲力矩可认为是相同的，而第一辊和第 弯曲力矩之和为： 1122 ( 4 )i M n M M 式（ 3 图 3用在矫直辊上的压力和弯曲力矩 考虑到原始曲率较大，第二辊的弯曲力矩2令 ： M =1=1a 与1别为中间各辊弯曲力矩与弯曲力矩与值。 二者数值的大小决定于中间各辊所调整的弯曲程度。一般取值为 a=在本方案中，采用的第一辊和地九辊单独调整，整体平行布置方案 ，因此n=9时，弯曲力矩之和为 80 . 8 8 ( 9 4 ) 8224 . 4 0 . 8 42 5 1 5 9 6 . 8M i M M Ms s 其中： 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 20 2 2 92 1 0 0 1 6 1 0 63 0 0 1 0 4 0 3 2 044 式（ 3 算矫直钢板时轧辊上的作用力 依据【 2】356P， 作用在上、下两排辊子上的矫直力之和： P= 98218 式（ 3 = 18 14 n a = 8 1 0 . 8 8 9 4 0 . 8 4 4 0 3 2 00 . 2 8 =N 因1M=0，2M=M=4M=5M=6M=7M=M=M=0 所以，作用在各辊子上的力分别为： 2()2()2()2()2(式（ 3 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 21 上述计算表明， 第三根辊子上受力最大， 所以应对其 进行强度校核。 机功率的确定 如果 分别考虑各辊子下轧件的塑性变形功，则 根据 【 2】 矫正扭矩为： 2 式（ 3 0300(496262性变形曲率折算系数。对于单向波浪形的轧件，26，根据塑性变形曲率折算系数计算图选取 处2，则根据图 3 得 a=6 300板宽度 m 板厚度 m 直辊直径 m 料的弹性模量 10206 图 3塑性变形折算系数 根据 【 1】 得 电动机功率计算公式为： 青岛理工大学本科毕业设计（论文 ）说明书 22 N = 12)2( 3 则 0 8 ( 正扭矩， M P 用在辊子上的压力总和 ， KN 子与轧件的滚动摩擦系数，对于钢板 f =果考虑可能出现的较大的滑动摩擦，则对于钢板， f =于型钢， f = 子轴承的摩擦系数，滚动轴承 =针轴承 =动轴承 = 子直径， m 子轴 承处直径（滚动轴承取中径 ） m m/s 动效率， =支承辊时取较小值） 所以，查阅 【 5】 ， 选用 2台 基本参数如下： 额定功率为 200 千瓦 转动惯量为 m,额定转矩为 1910n m 重量为 1600 额定转速为 980r/总长度为 1650宽度 730度 101
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