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1700 冷轧 机组 卷取 设计

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第49 页1700冷轧机组卷取机设计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 designAbstractThe 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11.1选题的背景和目的11.2带钢卷取机国内外发展11.3冷带钢卷取机研究内容和方法21.3.1冷轧机组平面布置图，卷取机的作用21.3.2冷带钢卷取机的类型和特点31.3.3带钢卷取机研究内容和方法32 方案的选择与分析53 卷筒的设计计算63.1卷筒当量半径的确定63.2卷筒径向压力的计算63.3卷筒的强度条件83.4卷取张力的计算83.5卷筒胀缩机构受力分析83.5.1卷取工作时收缩时的受力分析93.5.2卸卷时卷筒缩径的受力分析113.6轴向胀缩液压缸行程计算113.7胀缩缸直径的计算134 卷筒传动设计144.1电机的额定转速与传动比144.2激磁调整范围与最大卷径比144.3卷筒电机功率计算155 减速器的设计计算175.1传动装置的运动和动力参数175.2齿轮的设计计算175.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数175.2.2按齿面接触强度设计175.3心轴的校核235.3.1作出心轴的计算简图235.4轴的计算简图285.4.1作出轴的计算简图286 轴承计算326.1轴承的寿命计算327 润滑方法的选择347.1减速机润滑方法及润滑油的选择347.2卷取机的润滑348 试车方法和对控制的要求358.1试车要求358.2对控制系统的要求359 设备可靠性与经济评价369.1机械设备的有效度369.2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400500千牛，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。1 卷筒 2 推动杆 3 空心传动轴 4 减速机 5 制动器联轴器 6 电机 7 双向胀缩液压缸 8 随动液压缸 9 活动支承 图2.1 卷取机传动简图卷筒有电机经减速机带动空心棱锥轴来传递，卷筒的胀缩靠液压缸带动推动杆实现胀缩。 现代冷轧机向高速、大卷重、自动化方向发展。为保证钢卷质量，对卷取机做了改进，为了减少卷取机的传动惯量以改善卷取机启动、制动、调速性能。对传动齿轮设计时减少惯量。其次为解决卷取轴的加工困难，改进卷取轴圆形用键装上较短的带斜楔的四棱锥轴这样改进不仅加工长卷取轴方便，而且更换提高维修度，由于冷轧机带钢出口速度很高已达40米/秒。为提高轧机的生产率，缩短辅助操作时间，方案中卷筒均不采用钳口。而用助卷机帮助带钢绕在卷筒上，这样卸卷方便快速。3 卷筒的设计计算3.1卷筒当量半径的确定 对于冷轧带材卷取机，卷筒直径的选择一般以卷取过程中内层带材不产生塑性变形为设计原则。对热轧带材卷取机，则要求带材的头几圈产生一定程度的塑性变形，以便得到整齐密实的带卷。四棱锥扁形块式卷筒，可从弹性变形等条件到出卷筒当量半径公式 1，467 （3.1）式中：-卷筒半径mm - 1.467 为棱锥轴横断面大边长 L-为段棱锥轴长 -棱锥角 3.2卷筒径向压力的计算 径向压力计算不仅是卷筒零件强度和胀缩缸推力计算的先决条件，而且与卷取质量直接相关。一般认为卷筒径向压力与卷取张力和带卷直径、带卷和卷筒的径向刚度（包括带卷的层间变形效应和卷筒的胀缩性能）、带卷层间介质及表面状态、层间滑动与摩擦及带宽等因素有关。由于这些问题在理论分析和实验研究方面都具有较大的难度，多年来国内虽有许多学者做了大量研究工作，至今仍不能精确计算卷筒径向压力。卷筒压力的计算公式较多，一般都把卷筒化为薄壁圆筒，考虑圆筒受力后的弹性压缩变形与应力的，但没有考虑卷筒的自动缩径和卷层之间的摩擦的影响。其中英格利斯公式较易于计算，其计算结果与不自动缩径情况较为接近。 英格利斯公式推导的出发点是，认为在张力卷取时，带材是连续依次地绕在卷筒上并把带卷和卷筒看成厚圆筒的整体。 1，466 （3.2） 1，466 （3.3） 2,420 （3.4）-作用在带材上的张应力R-带卷外半径-卷筒外半径-卷筒当量半径-带材的弹性模数-卷筒的弹性模数-带材波松系数-卷筒波松系数若， 式中： f=0.15 时，C=0.81 3.3卷筒的强度条件选择45#钢 （3.5） （3.6） 3.4卷取张力的计算 （3.7）3.5卷筒胀缩机构受力分析 图3.1 卷筒收缩时受力分析3.5.1卷取工作时收缩时的受力分析 （3.8） （3.9）若 图3.2 卷筒收缩时受力参考图带宽为b （3.10） （3.11） （3.12） 式中：-卷筒收缩时受力（卷筒工作时卷筒缩径）3.5.2卸卷时卷筒缩径的受力分析 图3.3 卸卷时卷筒缩径的受力分析简图取扇形块为自由体 （3.13） （3.14） 1,469 （3.15） 式中： -胀缩液压缸反向推力（卸卷缩径）3.6轴向胀缩液压缸行程计算 图3.4 轴向胀缩液压缸行程计算简图卷筒胀缩时直径 （3.16） 卷筒缩径时直径 （3.17） （3.18）X-径向位移 卷筒胀缩量 （3.19）3.7胀缩缸直径的计算 1，470 （3.20）Q-胀缩缸张紧力 -液压缸供油压力-胀缩缸效率 液压缸的反向推力 （3.20）-活塞杆直径 （3.21）-最大允许摩擦系数4 卷筒传动设计4.1电机的额定转速与传动比卷筒电机的额定转速必须与卷取计算转速相适应 2，423 （4.1）式中-最大卷取线速度，； -最大带卷半径，。需要减速机时，其速比为 2，423 （4.2） 通过电机的调速，速比定为3.5。4.2激磁调整范围与最大卷径比为实现在卷取过程中张力不发生波动，卷筒的电机的弱磁调速范围应满足下列要求由于 故 2，423 （4.3）式中 -卷筒电机弱磁调整的最高转速。 -卷筒直径，。4.3卷筒电机功率计算 卷取带材所需的转动功率应由带材的张力、塑性弯曲变形、卷取的速度和加速度及摩擦阻力等因素确定。由于塑性弯曲和摩擦的影响远小于张力，故初选电机时，额定功率可按下式近似计算 2，424 （4.4）式中 -塑性弯曲及摩擦影响系数，取； -卷取张力，； -卷取速度，； -传动效率，取。式中 称为计算功率，表示在各种工艺制度下，速度和张力乘积的最大值。 用两台电机驱动卷筒工作，选ZD120/45TH直流电动机。 初选电机并确定传动比之后，应对电机过载能力进行校核，应满足下列条件 2，424 （4.5）式中 -所选电机的过载系数； -电机额定力矩 ， 2，424 （4.6） -电机轴上的最大力矩，可按下式计算： 2，424 (4.7)式中 -张力对电机轴的阻力矩 2，424 (4.8)其中 -带卷外径，； -带材厚度，； -电机至卷筒的减速比； -带材弯曲对电机轴的阻力矩，忽略弹复作用时 2，424 (4.9)-卷筒轴承摩擦形成的电机轴阻力矩 2，425 (4.10)-表示卷筒支承的编号；-第轴承处的轴承摩擦系数；-第轴承处的轴承当量摩擦直径，单位为；-第轴承处的轴承支反力，单位为；5 减速器的设计计算5.1传动装置的运动和动力参数 传动装置采用一级减速器，一对斜齿轮传动。运动参数为：电机功率，转数，齿轮比。5.2齿轮的设计计算5.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按所设计的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）选用7级精度（GB10095-88）。（3）材料选择:选择小齿轮材料为40（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数。（5）选取螺旋角。初选螺旋角=14。5.2.2按齿面接触强度设计即： (5.1)（1）确定公式内的各计算数值试选Kt = 1.6。 由图选取区域系数。由图查得，则。由表选取齿宽系数。由表查得材料的弹性影响系数。计算小齿轮传递的转矩 = 9.55=23887500 计算应力循环次数 (5.2) 查取弯曲疲劳寿命系数 由图查得，；计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1得： (5.3)许用接触应力 (5.4)（2） 计算计算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得： 计算圆周速度 (5.5)计算齿宽b及模数 (5.6) (5.7) (5.8)计算纵向重合度 (5.9)计算载荷系数K已知使用系数=1。根据v = 5.895m/s，7级精度，查得动载系数；由表查得的计算公式:故 查得，。故载荷系数： (5.10)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径， 即： (5.11)计算模数 (5.12)（3） 按齿根弯曲强度设计即： (5.13)A 确定计算参数计算载荷系数 根据纵向重合度，由图查得螺旋角影响系数。计算当量齿数 (5.14) 查取齿形系数由表查得，；。查取应力校正系数由表查得，；。查取弯曲疲劳强度极限由图查得，小齿轮MPa；大齿轮MPa。由图10-18查得:弯曲疲劳极限寿命系数: 计算弯曲疲劳许用应力,取安全系数,由式(10-12)得:计算大、小齿轮的并加以比较 (5.15) 大齿轮的数值大。B 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由： (5.16)取,则。（4）几何尺寸的计算 计算中心距 (5.17)将中心距圆整为946mm。按圆整后的中心距修正螺旋角 (5.18)5849因值改变不多，故参数、等不必修正。计算大、小齿轮分度圆直径 (5.17) 计算齿轮宽度 (5.20)圆整后取，。5.3心轴的校核5.3.1作出心轴的计算简图作计算简图时，求出轴上受力零件的载荷，并将其分解为水平分力和垂直分力，如图。求各个支承处的水平力和垂直反力（1）力能参数的计算轴传递的功率：每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内） (5.21)轴的转数：轴的转矩：求作用在齿轮上的力 (5.22) N (5.23) N (5.24) N垂直面支反力：水平面支反力：弯矩计算绘制齿轮轴的受力简图，如图所示合成总弯矩M： (5.25)图4.1 轴的载荷分布图（M，T的单位为Nm）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B）的强度。根据下式计算轴的应力 (5.26) (5.27)-轴所受的扭矩，单位为；d-轴的直径，单位为；-空心轴内径与外径的比值； (5.28)弯曲应力 (5.29)-轴的弯曲应力，单位为；-轴所受的弯矩，单位为；扭转切应力 (5.30)-轴的扭转切应力，单位为；-轴所受的扭矩，单位为；计算应力，若扭转切应力亦为对称循环变应力时，该轴的材料为45钢调质处理，查机械设计表15-1得，因此，故安全。式中 -轴的计算应力，单位为； -对称循环变应力时轴的许用弯曲应力；5.4轴的计算简图5.4.1作出轴的计算简图作计算简图时，求出轴上受力零件的载荷，并将其分解为水平分力和垂直分力，如图。求各个支承处的水平力和垂直反力（1）力能参数的计算轴传递的功率：每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）轴的转数：轴的转矩：求作用在齿轮上的力 N N N垂直面支反力：水平面支反力：绘制齿轮轴的受力简图，如图所示弯矩计算： 合成总弯矩M： 图4.2 轴的载荷分布图（M，T的单位为Nm）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B）的强度。根据下式计算轴的应力 该轴的材料为45钢调质处理，查机械设计表15-1得，因此，故安全。6 轴承计算6.1轴承的寿命计算 轴承参数： 水平力： 垂直力： 卷筒轴转数： 轴承受到的径向载荷 (6.1) 轴承的计算轴向力对于35000型轴承，按机械设计表，轴承派生力，其中，为机械设计手册表表查得， (6.2) 轴承当量动载荷因为 (6.3)由机械设计书表进行查表得径向载荷系数和轴向载荷系数为因轴承运转中有中等冲击载荷，按表，取。则 (6.4) 轴承寿命 (6.5) 所选轴承用4500小时后换轴承。7 润滑方法的选择7.1减速机润滑方法及润滑油的选择 由于两齿轮半径差过大，因此采用喷油润滑,如按高速级选用齿轮润滑油,齿轮圆周速度m/s,按手册推荐选用时,运动粘度为5ncst的润滑油;如按低速级选用齿轮润滑油,齿轮圆周速度,按手册推荐选用50ncst的润滑油,但考虑到减速机负载很大,而且为起动工作制.故选用高粘度润滑油,选用24号汽缸油。轴承的润滑采用飞溅润滑,即把传动零件飞溅到箱盖上的油汇集到箱体剖分面上的油沟中,然后流进轴承中进行润滑。7.2卷取机的润滑预处理：装配前，所有摩擦表面应涂以PL润滑脂；装配时，所有摩擦表面应用软布擦拭干净光亮；在摩擦表面以润滑脂时，应有质检技术人员在场。CMI负责委托代理的“OPTIMOL”润滑剂。润滑周期：使用OPTIMOL润滑OLISTAL2型启动，每天试验期加20台泵的冲击力，启动到峰值。活动支承每天润滑一次；卷筒根部每3天润滑一次；卷筒内部耐磨板和卷筒与液压缸接手处每30天润滑一次；颈部一定要保持润滑。8 试车方法和对控制的要求8.1试车要求(1)试车前应详细检查，不得有卷取二次胀径不到位、旋转接头漏油、自动卸卷现象。(2)试车前按图纸进行润滑，不得有漏油现象(3)试车时应从低速开始试车，试车速度分别以8.5m/s、18.5 m/s、28.5 m/s、38.5 m/s、48.5 m/s五种速度(指卷筒速度)进行试车，然后加载试车。试车时，要对卷取机在起动、加速、制动和行车各阶段中的速度进行测定，不得有异常现象，试车正常后可交付使用。(4)试车次数不得少于10次。(5)试车前要把安装、检查工具和影响试车的构件拿开，试车后要清扫现场。8.2对控制系统的要求 (1)主传动系统安装保护措施由电流控制。 (2)系统制动由电机反接制动和制动器制动共同作用。9 设备可靠性与经济评价9.1机械设备的有效度对于可维修设备，由于发生故障之后，可以修理恢复到正常工作状态。因此，从开始工作到发生故障即可靠度；从发生故障后进行维修恢复到正常工作阶段即维修度；二者结合起来，就是机械设备的有效度(有效利用率)。 8，9 (7.1) MTBF平均故障间隔期 (h) MTTR平均维修时间 设备工作时间10000h,可能发生4次故障，每次处理故障时间平均8h，检修时间200h。 9.2投资回收期表7.1有关资料表（万元）时间（年 ）12345678910投资200年净收益100100100100100100100100100累计净收益-200-100 0100200300400500600700投资回收期： =年行业投资回收期，重型机械，满足要求。结论在毕业设计即将结束的时候，我深深的感到自己所学知识的不足。通过这次的毕业设计设计，我对大学二年所学知识有了一个全面的检查。我这次设计的题目是1700冷轧机组卷取机设计，通过对于卷取机的设计、计算、受力分析等工作，使我对自己所学知识有了更深的了解和掌握。设计中难免遇到很多自己不明白的问题，通过老师的指导和个人的一些努力弄懂了一些问题，对于高深的问题还有代于工作中进一步去解决。本次毕业设计中，由于没有实际经验，在设计、计算、绘图等方面有很多不足之处，希望各位老师多加指导，我一定认真改正，使自己取得更大的进步。通过设计及应用，四棱锥式卷取机比实心式卷筒卷取机要好，其优点如下：1 四棱锥式卷取机比实心式卷筒卷取机的受力要好，棱锥轴直径大，强度高，可承受较大的张力；2 采用双电机方便启制动，减少启动时间，以便满足剪切要求；3 选用制动器以便快速停机，以便下卷取；4 减速机的目的减速，以便电机容量减少，同时大齿轮相当于飞轮作用，以便减少卷筒力矩；5 采用斜齿齿轮使转鼓同步转动。致谢 在半年中的时间里，在王德春老师全面而具体的指导下，虚心求教圆满完成了毕业设计任务。王老师渊博的学识，敏锐的思维，为人亲善的性格，严谨的作风及其高尚的人格魅力，使我受益匪浅，并令我终身难忘。 感谢王德春老师在毕业设计和说明书的编写过程中给我的帮助，感谢王老师对我的教导和关怀，我会以王老师为榜样更加努力地学习和工作，同时也要感谢与我一组同学对我的帮助，是他们的帮助才能使我顺利的完成毕业设计。参考文献： 1 黄华清主编.轧钢机械M.北京：冶金工业出版社，19862 邹家祥主编.轧钢机械M. 北京：冶金工业出版社，20043 濮良贵，纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001 4热带钢连轧机编写小组.热带钢连轧机M.北京：机械工业出版社，1976.10 5孙桓，陈作模主编.机械原理M.北京：高等教育出版社，2001 6刘泽九主编.滚动轴承应用手册M. 北京：机械工业出版社，1996 7巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波.机械设计课程设计M.沈阳：东北大学出版社，2000，12 8陈锡璞.工程经济M. 北京：机械工业出版社，1994 9方昆凡.公差与配合技术手册M.北京：北京出版社.1998 10徐灏.机械设计手册M.北京:机械工业出版社,1991.911机械设计手册联合编写组. 机械设计手册M.北京：化学工业出版社，1982.10 12Wang Ying rui,Yuan Jian guang,Lin Hong min. Shape control simulation on 4-high CVC millJJ.Iron & Steel Res.,Int., April 19,2004附录中文翻译四辊轧机上的板形控制模拟形状和轮廓是板材的重要指标,对于板带轧机斑形控制是主要的技术.对于板形控制的研究对于板形控制和轧制技术的发展有主要意义.在CVC轧机上,冷轧的板形控制可以被模仿在Ref1中.因为关于缺陷区域的形成金属侧边的影响没有被考虑.在CVC冷轧机上三维塑性板形控制没有被准确分析.4辊热连轧的板形控制正在研究中.Ref2和Ref3关于缺陷区域的形成,金属侧边流的影响也没有被考虑.沿着厚度方向,缺陷和压力的分布被认为是均匀的,它们不能被用于热轧薄板或厚板轧制.FEM适于模仿热板连轧的过程Ref4.因为轧辊被认为是坚硬的,在板带三维塑性缺陷和轧辊的弹性缺陷区之间的联系能够被准确的认识.在某种意义上讲,轧制过程的模拟是可以被执行的.在这种研究中,有限元法被用于准确的分析板材的三维缺陷区,影响系数法被用于分析轧辊的弹性缺陷的热缺陷.此外,在四辊CVC轧机中,这两种方法的结合构建了板形控制的数学模型.在四辊CVC板带轧机上,板形控制可以被模拟. Ref5.由于没有考虑沿厚度方向,缺陷和压力的变化.1. 理论模型1.1三维板材塑性缺陷-有限元法有限元法的基本假设:(1)轧制过程关于XOY平面是稳定的且对称的,因此,因下面的分析和假设只考虑对称的XOY平面的上半部分.(2)板材在辊缝中是硬塑性的和有弹性的.在图1.1中所展示的轧制缺陷区,根据在图1.2中的方法,被分成了曲面线型元素沿着板展方向.在图1.1中是工作辊的半径,L是缺陷区的长度; 是板材入口厚度和出口厚度;是板材入口宽度;是宽展量.在其他位置的纵坐标.在进口(X=0)板材元素被表示Y(i=0,1,2,n).在其他位置.纵坐标在其他位置是不知道的.为了数字分析和假设的方便,在坐标系x,y,z被贴在坐标系为的平面中,入图3所示,在缺陷区中,侧面的换置功能和金属高度换置功能被假定是:(1) 从Ref10.和Ref11.有:,是在缺陷区(X=1)的出口处的侧面和高度置换功能.在坐标系中,长条元素宽度是:和沿着侧面方向被示为第三少量的功能,假定沿着高度方向是二次曲线,如图1.3所示.而且被在第0行,第1行和第2行未向替代方法解决.出口分别是侧面和高度的换置和节派的衍生物.和使和第一衍生物和第二衍生物满足,且是连续的.根据和(i=0,1,2n; j=0,1,2n).取决于重现方法.因此有个未知参数, 和（i=0,1,2.n;j=0,1,2）在Ref10.- Ref13.中，根据连续、体积和理论的原理。前张力和后张力能被得到：分别是交叉横截面入口横截面；分别是面积和平面的长度坐标系；分别是平均前后张力，E是板材的柔性度；V是板材系数是长度压力系数。且能根据多项式作用被表达出来，当入口板材很好，。 以塑性方程中，屈服条件和连续体积原理，在缺陷区域中的三维压力可被解决。从不同的平衡方程中，在缺陷区的进口和出口处的压力边界条件和在边界面的压力边界条件是：在和方向中，是普通的应力和剪应力，是交界面处的普通应力；是在三个方向交界面的普通应力的余弦。在缺陷区中，用有限元法单位轧制力能够被计算。 1.2轧辊的弹性缺陷区-影响系数法。 在轧辊的长度范围中，辊身用和的中央纵线的单位宽度区域分为节。下载的图表和划分轧辊的部分在图4和图5中所被显方出来。是上工作辊调节距离。时是凹形辊缝，是凸形辊缝，是单位宽度轧制力。是工作辊和支承辊之间的接触压力。是工作辊和支承辊的弯曲应力；分别是左右两侧的支反力。整个坐标系的原点正好在左边压力点之下，即轴线超过了左边支持点。 工作辊和支承辊轴线错位表示为：在工作辊与支承辊间的弹