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350中轧线材轧机设计【优秀机械设备全套课程毕业设计含6张CAD图纸】

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上下齿轴( A2 ).dwg

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关键词：: 线材轧机机械设计机械设备毕业设计中轧线材轧机设计

资源描述：

350中轧线材轧机设计

350中轧线材轧机设计【优秀机械设备而全套课程毕业设计含6张CAD图纸】

【带外文翻译】【54页@正文9300字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

上下齿轴( A2 ).dwg

丝杆( A3 ).dwg

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机架( A0 ).dwg

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轧辊( A3 ).dwg

部件图( A0 ).dwg

350中轧线材轧机设计

摘要

线材的用途很广，在国民经济中有着大量的应用。中轧线材轧机是将粗轧钢坯进一步轧制，为精轧线材轧机轧制各种规格的成品线材提供原料。

中轧线材轧机在线材生产中起着非常重要的作用，为精轧线材轧机的进一步轧制创造条件。

本设计按照给定的压下规程和轧制速度计算轧制力和轧制力矩，选择主电机容量。对主要零件进行了强度计算，并对该轧机的经济效益进行了评价。该轧机采用三辊轧制。轴承采用胶木瓦材料。结构采用闭式机架。传动轴采用了梅花连接轴，便于换辊，拆卸方便。

在设计中将压上机构改成调整楔块和调整丝杆，解决了压上装置的封闭问题；取消了H形架，由2根撑杆和一个中辊上瓦座代替，消除了H形架变形断裂事故，保证了轧制生产的稳定性。

该轧机适合被中小型线材厂采用，它可以满足品种繁多的产品需要，而且比线材连轧机组投资少，见效快，更灵活。

关键词：线材，中轧轧机，闭试机架

The Design of 350 Middle Rolling Wire Stock Mill

Abstract

The use of wire stock is very wide in country economy. Middle rolling wire stock mill is make rough rolling billet steel more roll,providing with raw material for fine rolling to gain various standard finish product wire stock.

Middle rolling wire stock roll play a great role in production of wire stock,and create a favorable condition for futher roll of fine rolling wire stock mill.

This paper computes draught pressure and roll torque and chooses main electric engine volume in term of the given presse rules and roll velocity. it also computes the strength of main parts and evaluates the economy benefit of roll. The roll adopts three roller to roll. Mechanical bearing adopts bakelite watt material. Structure adopts closing mode framework. Drive shaft adopts wobbler spindle to make replace more convenience .

In the course of design, put the press up device modify to adjust wedge block and adjust lead screw, solving the problem of closing of press up device; use two roots bar stay and one middle roll watt bed instead of H mode frame, avoiding the accident distortion and fracture of H mode frame resulted in, ensuring the safty of roll product.

This mill adapt to middle or miniature wire stock factory, it may meet various products ’need,and invest fewer, act rapidly, agility than wire stock tandem mill.

Key words:wire stock, middle rolling mill, closing mode framework

1 绪论1

1.1 选择的背景和目的1

1.2 线材轧机在我国内部的发展趋势2

1.2.1 线材车间轧机布置的改进2

1.2.2 采用无扭精轧机组，发展现代化车间2

1.2.3采用恒方微张力轧制3

1.2.4对传动系统的改进方向3

1.2.5控制冷却和性能控制3

1.3 中轧线材轧机的研究方法和内容4

1.3.1 线材生产车间的平面布置和中轧机的作用4

1.3.2 线材车间生产工艺5

1.3.3 中轧线材轧机的研究内容和方法5

2 方案的选择与评价6

2.1 方案的选择6

2.2 方案评述6

3 主电机容量的选择8

3.1 轧制力的计算8

3.1.1 轧辊主要尺寸的确定8

3.1.2 轧制规程9

3.1.3 轧制力的计算11

3.2 电机轴上力矩的计算21

3.3 电机容量的选择25

4 主要零件的强度计算29

4.1轧辊的强度计算29

4.2 轧辊轴承的验算33

5 减速器齿轮的设计计算36

5.1 减速器的速比分配36

5.2 减速器齿轮的计算36

6 润滑方法的选择44

6.1 轧辊轴承的润滑44

6.2 人字齿轮座及其支撑轴承的润滑44

7 试车方法和对控制系统的要求45

7.1 试车要求45

7.2 对控制系统的要求45

8 设备可靠性与经济评价46

8.1 机械设备的有效度46

8.2 投资回收期46

结论48

致谢49

参考文献50

附录51

1 绪论

1.1 选择的背景和目的

线材的用途很广，在国民经济各部分中都有着大量的应用。除了建筑等还可以作为其它加大工车间的原料，如拔丝车间、钢绳车间、钢丝网车间和螺丝车间等都有应用。线材生产的特点是轧制断面小、长度长的螺纹钢，最小断面为∮0.5毫米线材。线材轧制是将120×120毫米断面轧成33×33毫米的断面是粗轧阶段，从33×33毫米断面轧成17×17毫米断面一般称为中轧，继续将断面变小到∮10毫米以下称为精轧。轧制过程中轧件散热快、温变快、特别是头尾变黑，使得轧制困难。因此，控制轧制过程中的温度是最重要的。

随着盘重的增加，轧件的长度加大，表面散热加大，由于轧制时间长，造成轧制沿长产生不同温度，造成轧件尺寸波动大，影响轧件的机械性能。沿长度波动很大。这样就给调整工作带来更大困难。更容易出现耳子。在轧制过程盘重大的轧件轧制道次多,温降也大,温度变化是线材轧机非常重要的因素。一般为提高生产率、提高产品质量，都采用钢坯一次轧制，一次加热成材。在断面小道次多的情况下只有采用高速轧制才可以解决温降的大问题。

线材轧机轧制道次多，轧机的布置就多。为保证温度，只有采用高的线速度轧制才能解决温度降的问题。由于高速轧制的发展，轧机在轧制过程中易产生冲击，给线材生产又带来安全问题，所以要孔型和前后导卫配置合理采用耐磨材料防止快速磨损。线材生产由横列式向连续式发展。而且采用自动化、高速化。由于轧制速度快，轧后冷却需要配合发展不同工艺的冷却方法，使线材质量有了很大的提高。随着原料、加热、轧制和精整工序新技术的采用，使线材产品满足国民经济快速发展的线材需求量。

为了提高生产率，采用钢坯一火成材，即加热一次轧制成线材产品。线材轧机合为粗轧、中轧和精轧三个机组。为保证线材的性能和表面质量以及内部晶粒组织，要求轧机进行改造更新，采用新技术改变轧制工艺。近年来采用的高速轧制，出现了无扭轧制的新型轧机。

这次设计选择中轧线材轧机设计。中轧轧机可采用二重式或复二重式布置。轧机采用三辊轧机。在我国不少中小型线材厂采用，它可以满足品种繁多产品的需要，而且投资少见效快。又比较灵活，仍在采用的一种轧机。350中轧线材轧机孔型采用椭圆—方孔型，轧辊采用冷硬铸铁，采用“拉而不紧”的围盘、最大轧制速度为3.5米/秒。通过三辊轧机设计，提高单体机械设备的设计能力。同时也了解该轧机在线材轧机组的地位和作用，培养设计的综合能力。

参考文献

[1]邹家祥. 轧钢机械[M]. 北京:冶金工业出版社,2005.

[2]吕广庶,张远明. 工程材料及成形技术基础[M]. 北京:高等教育出版社,2001.

[3]张金兰,夏长发. 中小型电机选型手册[M]. 北京:机械工业出版社,1989.

[4]刘宝珩. 轧钢机械设计[M]. 北京:冶金工业出版社,1984.

[5]成大先. 机械设计手册[M]. 北京:化学工业出版社,2002.

[6]龚溎义. 机械设计课程设计指导书[M]. 北京:高等教育出版社,2004.

[7]濮良鬼,纪名刚. 机械设计[M]. 北京:高等教育出版社,2004.

[8]孙家骥. 矿冶机械维修工程学[M]. 北京:冶金工业出版社,1994.

[9]陈锡璞. 工程经济[M]. 北京:机械工业出版社,1994.

[10]JIANG. Zhi-qiang,FENG Xi-lan. International Journal of Plant Engineering and Management[J]. China：Chinese Publishing House，2004.

部件图( A0 ).gif

机架( A0 ).gif

上下齿轴( A2 ).gif

丝杆( A3 ).gif

轧辊( A3 ).gif

内容简介：: 鞍山科技大学本科生毕业设计第 1 页附录 A Integrating Tension Leveling Systems into Continuous Processing Lines The demand for higher quality has required all participants in the manufactureing sequence to improve their product. Flat rolled metal finishers have looked to shape improvement., via tension leveling ,as a means to achieve this goal. The issues of equipment location and integration , leveler and bridle configurations, drive system options and drive controls are considerations that must be addressed. The incorporation of tension leveling into a continuous processing line requires a decision as to its primary purpose. The priority of the criteria, ie, improved shape, improved processing or both , determines its location in the line. If final shape is the only criterion, the leveling equipment should be located in either the process or delivery section is undesirable. However, this location does have the advantages of minimal chance of material damage before recoiling and it is unnecessary to increase accumulator and exit bridle roll diameters. Both locations have the advantage of processing clean material but there is the disadvantage of possible pick up (in the case of coating lines) on the bridle and leveler rolls. In the case of process lines with planting or coating units, it is necessary to insure that the finish will not be affected by the elongation produced by the leveling process. For improved processing, the tension leveler is located in either the entry section or the beginning of the process section before or after cleaning. The entry section location has the advantage of allowing a leveler roll change during a coil change but there is the disadvantage of tension transient from stopping and jogging. The process section after the cleaning unit location has the advantage eliminating dirt contamination on the bridle and leveler rolls. In addition, it may reduce the number of bridle rolls and eliminate the need for a collection system for the oil squeezed from nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 2 页 the strip by the leveler rolls. Almost all of the systems installed in tinning, pickling and electrogalvanizing lines have been located in the beginning of the process section. Hot dip galvanizing lines have units after coating with an equal number in the process or delivery section. In annealing lines, the units have been located in the delivery section, while paint lines have them in the entry section. Configuration Once the location is determined, the system can be configured. The configuration include: Leveler configuration(manufacturer). Leveler work roll diameter(manufacturer). Leveler module configuration(manufacturer). Bridle roll size(manufacturer or user). Bridle roll covering(manufacturer or user). Driver configuration(manufacturer or user). Driver integration(manufacturer). The leveler configuration and module design vary with the type of material and location of the leveler in the process line. Essentially, the leveler consists of four or more work roll modules and a curvature correction (crossbow) module .The size and number of work rolls is a function of material thickness range, yield strengths, line speed, elongation and tension constraints. Work roll diameter is determined by the highest yield strength at the minimum thickness (maximum diameter) and the maximum thickness (minimum diameter) for type of materials to be processed. Leveler modules Work roll diameters are small; therefore, support structures are required to provide rigidity. For ease of maintenance, work rolls and their backup systems are configured into removable modules. The modules are configured to provide the work roll rigidity nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 3 页 without restricting the angle of wrap. The most common module configurations are: 1. Work roll supported by two large diameter full-faced backup rolls. 2. Work roll supported by small diameter segmented backup rolls. 3.Work roll supported by two medium diameter full-faced backup rolls supported by three rows of segmented backup rolls. 4. Work roll supported by two medium to relatively large diameter full-faced backup rolls, each supported by two narrow-faced rolls. Modules employing segmented or narrow-faced backup rolls do not use automatic lubrication system because of the possibility of contaminating the strip. this type of module requires planned maintemance base on footage processed due to the lied amount of pre-lubrication. Measures taken to extend module life are a function of the type of line and location of the leveler in the line the levelers work rolls may be chrome plated to prevent pickup and/or rusting. The backup rolls may be grooved to remove contaminants and coated to extend life and/or prevent rust. Result via tension leveling is an important facility in the producing line of steels hot-rolling. The via tension leveling should provide qualified billets gratifying the request of the rolling process. A great deal of research work has been done to reduce the energy consumption of the via tension leveling. Some useful achievements were presented in the literature, including the optimal setting method and combustion control for the reheating furnace. However, up to now the reheating process and the rolling process have been controlled separately, which can not bring along the optimizing of the total energy consumption of the hot-rolling process, the facility usage and the production quality, although the optimizing of the energy consumption of the reheating furnace were considered by several control methods. In order to reduce the total energy consumption of the reheating process and the rolling process, and to decrease nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 4 页 producing accidents at the same time, this paper presents a new object-oriented integrated optimal control strategy of the hot-rolling process based on the modeling of reheating process with rolling process cooperatively, which provides a better solution to the above-mentioned problem. The billet temperature is an important parameter that connects the reheating process and the rolling process, and this paper establishes a mathematical model of the variety of the billet temperature using mechanism analysis and discrete state space method. The mathematical model establishes the stable foundation for the integrated optimal control of the reheating process and reheating process. The issues of reheating furnace temperature optimal setting and combustion control method design are important to achieve the integrated optimal control of the reheating process and the rolling process. This paper analyzes deeply the question of how to determine and optimize the objective function in the tension leveling setting, and improves the existing method to make the via tension leveling setting accord with the aim of producing process better. Also, this paper presents a new combustion control method by means of the optimizing of air-fuel ratio, which is realized by combining the feedforward of fuel analysis with feedback of surviving oxygen analysis. In order to solve the question of furnace temperature optimizing on line, this paper presents an integrated optimal control strategy of the hot-rolling process based on the abstraction of fuzzy rule and neural network. This strategy can feed the production information of the rolling process back to the reheating process in time, and can give the presetting value of the furnace temperature corresponding dynamic compensation. In order to apply the integrated optimal control method for the hot-rolling process, this paper establishes a via tension leveling -feedback-oriented and rolling-load-feedback-oriented integrated optimal control model respectively and simulation results are given to demonstrate the effectiveness of the scheme. nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 5 页附录 B 集成张力水平系统在连续轧制线的应用关于较高的质量的要求已在制造的序列中要求所有参与者改进他们的产品。套间卷金属成品机已看到形状上的改进 .通过张力水平测量系统 ,作为一种手段，来达到这个目的。设备位置，综合，水平和装置的配置，驱动系统选择和驱动系统的控制等问题是必须被提出考虑的。把张力水平系统结合进一条连续的轧制线要求对于其主要的目的做一个决定。标准的优先包括改进形状，改进处理或者两个兼顾，以及在工艺线上确定其位置。如果最后的形状是唯一的标准，张力水平设备位于过程段或者发送段都是不合乎需要的。然而，这位置确实在倒退之前有材料破坏的最小限度的机会的优点和增加累积和出口活套张紧辊的直径是不必要的。两种位置都有处理清洁材料的优点但是在和水平卷上有可能不利于拾起 (例如在涂漆线 )的情况。在带有电镀或者涂漆单元的轧制线的情况下，保证结束将不会被张力水平系统过程生产的延长所影响是必要。对于工艺改进方面，张力水平系统即不位于进入段或者过程段的清扫前后。进入段位置有在一个线圈变化期间允许一个水平卷变化的优点但是在停止和颠簸时移动有张力瞬时微动的不利现象。在清扫的单元位置之后的过程段有除去活套和水平卷的尘土污染的优势。此外，它可能减少活套张紧辊的数目并且免去了一个收集系统去收集从水平张力系统的辊子中榨出的油液的必要。几乎所有的被安装了镀锡，酸洗和电镀锌操作线的系统都已经被安排在轧制线的开始阶段。在涂漆段后与轧制段和运输段有相等数目的热沾镀锌工作线。在退火工作线上，热沾镀锌工作线被设计安排在运输段，然而涂漆工作线上，它被放在入口。配置情况：一旦位置被确定，系统能被构成。配置包括：水平配置 (制造厂 ) 水平工作辊直径 (制造厂 ) 水平模块配置 (制造厂 ) nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 6 页张紧辊尺寸（制造厂、客户）张紧辊的支撑（制造厂、客户）驱动配置（制造厂、客户）驱动装置的集成 (制造厂 ) 水平配置和模块设计随着材料的类型和过程线中的水平的位置变化而变化。实质上，水平配置包括四或者更多工作辊模块和一种曲率纠正 ( crossbow )模块。工作辊的大小和数量是材料厚度范围，屈服强度，线速度，延长和张力约束的一种功能。工作辊直径由在材料的类型的最小的厚度 (最大限度直径 )和最大限度厚度 (最小限度直径 )的最高的产量能力确定。水平配置的模块：工作辊直径是小的；因此，支持结构被要求提供足够的刚度。对于维护的容易，工作辊和他们的备份系统由被可拆卸的模块构成的。模块被构成提供工作辊刚度而没有限制包裹的角度。最普通的模块配置是： 1. 工作辊被两条大直径支撑辊充分支撑。 2. 被小直径分割支持辊的工作辊。 3. 被两条中等的直径支持被三列的分割的备份若干辊支持的充足接触的备份辊的工作辊。 4. 工作辊被两个媒介支持到比较大的直径充足接触，而大直径辊子又被两列狭窄的接触的辊支持。由于污染的可能性使用分割或者狭窄的接触的备份辊的模块不使用自动润滑系统。这种被计划好的模块的维护基于胶片长度要求因为躺的量的前润滑而处理。被采取来扩展模块生活的措施是线的类型和水平的工作可能是被镀防止拾起的铬的线中的水平的位置的一种功能卷和 /或者生锈。备份辊可能被作槽移去污染物并且被涂上一层以延长寿命或者防止生锈。目前的张力水平系统特征模块很容易接近换辊或者清洁轧辊的模块。当水平张力在操作中和模块当线操作时，他可能被提取在一些实例中。这在要求最小限度的停工时间的连续的线上是特别地重要的，以及一旦一个nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 7 页月计划中断。此外，模块被做出是可互换的；同时，这样被要求是自我联合。他当被要求在严紧的公差，特别是在 00.5毫米之内是水平时，是十分重要的工作棍和与之相互平行。对于最佳水准测量，一个张力水平系统被提供格网调整许可把张力系统的比率改变成为为了一次特定的延长把压力折弯。调整可能被枢轴或者被单独的顶端或者底模块运动做水平顶端或者底框架。当前的最新进展单独的顶端或者底模块运动当前的最新进展水平系统包括节省通过一种产品代码并且回想起自动地并且定位到新的价值的能力设置。活套张紧辊活套张紧辊直径和接触物通常被机器建设者确定但是当可适用时现有的辊设计可能被使用。活套张紧辊直径是减少他的费用的保持的商业区辊和啮合系统组成部分。在式样翻新中，活套张紧辊大小可能在系统的最后位置中是确定的因素。在防止或者保持到被在辊周围折弯引起的实际最小的线圈装置基础上最小的直径确定。因此，它是重要的，机器制造者为了整个的产品范围被获悉最小的产量力量和厚度。活套张紧辊覆盖物被选择提供摩擦的最大限度系数最大限度地减少活套张紧辊的数目。在大多数实例中，覆盖物是聚安脂；然而，强化钢辊当材料是油的时，将加以使用。支撑辊是一种新的考虑。张力水平测量要求比在典型的轧制线上所找到的那些是相当高的张力；同时，因此辊受到更多的活套张紧辊滑动。这样，它是十分重要的，当水平在过程之后被定位时，辊的覆盖物与剥去涂上一层相容。为了适当地确定活套张紧辊的数目，制造厂必须先于和在张力水平系统之后被获悉现有的或者容许的张力。数据必须是整个的产品排列并且与宽度，厚度和产量力量有关。 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 8 页结论张力水平测量系统是轧钢生产线上的重要环节，担负着为轧制工序提供质量合格的钢坯的任务。以节能降耗为目标的控制策略和方法的研究一直是冶金自动化领域研究的热点，已取得了大量的研究成果，这其中包括加热炉的优化设定方法和燃烧控制方法等等。然而，以往在控制系统设计时都是人为地把钢坯生产和轧制生产看成是两个相互独立的过程进行的，而没有将这两个相互联系的过程进行综合控制。因此，为了节能降耗而采取的各种控制方法不能保证整个轧钢生产线总体能耗、生产设备利用和产品质量指标的最优化。为此，本文从综合解决轧钢生产线总体能耗过大、降低轧钢过程生产事故的问题分析入手，提出了将张力水平系统和轧制工序相互协调，对钢坯加热过程进行综合优化控制的新的控制策略和方法，为从根本上解决轧钢生产能耗过大、提高轧机的安全性提供了全新的解决方案。钢坯的温度是联系钢坯加热过程和轧制过程的重要过程参数，本文利用机理分析和离散状态空间相结合的方法建立了线材生产过程中钢坯温度变化的数学模型，为钢坯加热过程基于轧制信息反馈的综合优化控制奠定了模型基础。加热炉炉温的优化设定和燃烧控制优化方法是实现钢坯加热生产综合优化控制的重要内容，本文对张力水平系统设定问题中目标函数的确定及其优化策略进行了深入分析，对现有方法进行了改进，使轧机温设定更符合生产目标的要求；提出了一种基于空燃比优化的燃烧控制新方法 ,系统解决了钢坯炉内加热过程的优化问题。为解决张力水平测量系统在线优化问题，本文提出了基于模糊控制规则提取和神经网络技术相结合的钢坯轧制过程综合优化控制策略，通过将轧制过程的生产信息及时反馈到加热生产工序，实现了对张力水平测量系统预设定值波动的动态优化补偿。为实现张力水平系统基于轧制生产信息的综合优化控制，本文分别建立了基于温度反馈和轧制负荷变量反馈的钢坯生产的综合优化控制模型，仿真结果表明了方法的有效性。 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文）第 I 页 350 中轧线材轧机设计摘要线材的用途很广，在国民经济中有着大量的应用。中轧线材轧机是将粗轧钢坯进一步轧制，为精轧线材轧机轧制各种规格的成品线材提供原料。中轧线材轧机在线材生产中起着非常重要的作用，为精轧线材轧机的进一步轧制创造条件。本设计按照给定的压下规程和轧制速度计算轧制力和轧制力矩，选择主电机容量。对主要零件进行了强度计算，并对该轧机的经济效益进行了评价。该轧机采用三辊轧制。轴承采用胶木瓦材料。结构采用闭式机架。传动轴采用了梅花连接轴，便于换辊，拆卸方便。在设计中将压上机构改成调整楔块和调整丝杆，解决了压上装置的封闭问题；取消了 H 形架，由 2 根撑杆和一个中辊上瓦座代替，消除了 H 形架变形断裂事故，保证了轧制生产的稳定性。该轧机适合被中小型线材厂采用，它可以满足品种繁多的产品需要，而且比线材连轧机组投资少，见效快，更灵活。关键词：线材，中轧轧机，闭试机架 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文）第 II 页 The Design of 350 Middle Rolling Wire Stock Mill Abstract The use of wire stock is very wide in country economy. Middle rolling wire stock mill is make rough rolling billet steel more roll,providing with raw material for fine rolling to gain various standard finish product wire stock. Middle rolling wire stock roll play a great role in production of wire stock,and create a favorable condition for futher roll of fine rolling wire stock mill. This paper computes draught pressure and roll torque and chooses main electric engine volume in term of the given presse rules and roll velocity. it also computes the strength of main parts and evaluates the economy benefit of roll. The roll adopts three roller to roll. Mechanical bearing adopts bakelite watt material. Structure adopts closing mode framework. Drive shaft adopts wobbler spindle to make replace more convenience . In the course of design, put the press up device modify to adjust wedge block and adjust lead screw, solving the problem of closing of press up device; use two roots bar stay and one middle roll watt bed instead of H mode frame, avoiding the accident distortion and fracture of H mode frame resulted in, ensuring the safty of roll product. This mill adapt to middle or miniature wire stock factory, it may meet various products need,and invest fewer, act rapidly, agility than wire stock tandem mill. Key words:wire stock, middle rolling mill, closing mode framework nts 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文）第 III 页目录 1 绪论 . 1 1.1 选择的背景和目的 . 1 1.2 线材轧机在我国内部的发展趋势 . 2 1.2.1 线材车间轧机布置的改进 . 2 1.2.2 采用无扭精轧机组，发展现代化车间 . 2 1.2.3 采用恒方微张力轧制 . 3 1.2.4 对传动系统的改进方向 . 3 1.2.5 控制冷却和性能控制 . 3 1.3 中轧线材轧机的研究方法和内容 . 4 1.3.1 线材生产车间的平面布置和中轧机的作用 . 4 1.3.2 线材车间生产工艺 . 5 1.3.3 中轧线材轧机的研究内容和方法 . 5 2 方案的选择与评价 . 6 2.1 方案的选择 . 6 2.2 方案评述 . 6 3 主电机容量的选择 . 8 3.1 轧制力的计算 . 8 3.1.1 轧辊主要尺寸的确定 . 8 3.1.2 轧制规程 . 9 3.1.3 轧制力的计算 .11 3.2 电机轴上力矩的计算 . 21 3.3 电机容量的选择 . 25 4 主要零件的强度计算 . 29 4.1 轧辊的强度计算 . 29 4.2 轧辊轴承的验算 . 33 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文）第 IV页 5 减速器齿轮的设计计算 . 36 5.1 减速器的速比分配 . 36 5.2 减速器齿轮的计算 . 36 6 润滑方法的选择 . 44 6.1 轧辊轴承的润滑 . 44 6.2 人字齿轮座及其支撑轴承的润滑 . 44 7 试车方法和对控制系统的要求 . 45 7.1 试车要求 . 45 7.2 对控制系统的要求 . 45 8 设备可靠性与经济评价 . 46 8.1 机械设备的有效度 . 46 8.2 投资回收期 . 46 结论 . 48 致谢 . 49 参考文献 . 50 附录 . 51 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 1 页 350 中轧线材轧机设计 1 绪论 1.1 选择的背景和目的线材的用途很广，在国民经济各部分中都有着大量的应用。除了建筑等还可以作为其它加大工车间的原料，如拔丝车间、钢绳车间、钢丝网车间和螺丝车间等都有应用。线材生产的特点是轧制断面小、长度长的螺纹钢，最小断面为 0.5 毫米线材。线材轧制是将 120120 毫米断面轧成 3333 毫米的断面是粗轧阶段，从 3333 毫米断面轧成1717 毫米断面一般称为中轧，继续将断面变小到 10 毫米以下称为精轧。轧制过程中轧件散热快、温变快、特别是头尾变黑，使得轧制困难。因此，控制轧制过程中的温度是最重要的。随着盘重的增加，轧件的长度加大，表面散热加大，由于轧制时间长，造成轧制沿长产生不同温度，造成轧件尺寸波动大，影响轧件的机械性能。沿长度波动很大。这样就给调整工作带来更大困难。更容易出现耳子。在轧制过程盘重大的轧件轧制道次多 ,温降也大 ,温度变化是线材轧机非常重要的因素。一般为提高生产率、提高产品质量，都采用钢坯一次轧制，一次加热成材。在断面小道次多的情况下只有采用高速轧制才可以解决温降的大问题。线材轧机轧制道次多，轧机的布置就多。为保证温度，只有采用高的线速度轧制才能解决温度降的问题。由于高速轧制的发展，轧机在轧制过程中易产生冲击，给线材生产又带来安全问题，所以要孔型和前后导卫配置合理采用耐磨材料防止快速磨损。线材生产由横列式向连续式发展。而且采用自动化、高速化。由于轧制速度快，轧后冷却需要配合发展不同工艺的冷却方法，使线材质量有了很大的提高。随着原料、加热、轧制和精整工序新技术的采用，使线材产品满足国民经济快速发展的线材需求量。为了提高生产率，采用钢坯一火成材，即加热一次轧制成线材产品。线材轧机合为粗轧、中轧和精轧三个机组。为保证线材的性能和表面质量以及内部晶粒组织，要求轧机进行改造更新，采用新技术改变轧制工艺。近年来采用的高速轧制，出现了无扭轧制的新型轧机。这次设计选择中轧线材轧机设计。中轧轧机可采用二重式或复二重式布置。轧机采用三辊轧机。在我国不少中小型线材厂采用，它可以满足品种繁多产品的需要，而且投nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 2 页资少见效快。又比较灵活，仍在采用的一种轧机。 350 中轧线材轧机孔型采用椭圆方孔型，轧辊采用冷硬铸铁，采用“拉而不紧”的围盘、最大轧制速度为 3.5 米 /秒。通过三辊轧机设计，提高单体机械设备的设计能力。同时也了解该轧机在线材轧机组的地位和作用，培养设计的综合能力。 1.2 线材轧机在我国内部的发展趋势 1.2.1 线材车间轧机布置的改进将横列式、复二重式布置向高速连轧线材生产发展。粗轧机采用箱立箱、六角方发展，中轧采用菱方发展，精轧采用椭圆方发展。这样便于轧机咬入，延伸系数相应提高。防止臂头减少轧制事故。中轧与精轧采用多线轧制。连轧机采用单线轧制，精轧机前设有活套，以补充中轧和精轧机的不同程度的延伸差。用活套补偿这些特别是高速线材轧制轧机布置的重要特征。 1.2.2 采用无扭精轧机组，发展现代化车间实行高速无扭线材轧制，是保证线材生产高生产率、低消耗发展趋势。轧机采用单线布置，轧后冷却自动化。最早出现的是丫型轧机，以后逐步发展框架式 45无扭转精轧机，到当代最先进的 45悬臂式高速无扭精轧机。它们的特点是： 1、丫型轧机丫型轧机是采用每个机架装有三个轧辊组成相似于字母“丫”形，称为丫型轧机。丫型轧机类似于生产钢管的现代化三辊减径机，每个机架有三个互成 120布置的圆盘状的轧辊 ,由若干台机架紧凑地连续地布置在一起组成连轧机组。采用上传动或下传动。丫型轧机为三角弧边组成三角圆组成三角圆孔型系统。这类轧机前后道次变形均匀，张力可控制在 2 的范围内，采用恒微张力轧制。该轧机的优点：由于相邻机架轧辊方位互相错开、变形均匀，因轧件六向压缩，所以轧件不会臂头，不用切头适于低塑性轧制；由于机架轧辊中心线互相错开一个角度，因此，轧件不扭转，轧制速度可以提高到 5060 米 /秒；采用整体传动，结构紧凑，易于实现自动化。但是轧辊成形是在专用特殊磨床上加工，孔型磨损后不能在轧制线上换辊，氧化铁皮不易去除，轧辊磨损快。发展前途向无头轧制，连铸连轧发展。 2、框架式 45无扭高速精轧机组机架为闭口框架，采用双支撑滚动轴承：传动轴于地面成 45，各轧辊互成 45，nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 3 页通常有 8 个机架组成，传动轧制速度达 50 米 /秒。成组吊装，用液压缸移动轧辊来更换孔型。其优点：轧制线固定不变、采用椭圆椭圆孔型系统实现无扭轧制、轧件免受扭转、轧废大大减少。由于传动系统中减少了接轴与联轴器，降低了传动件的振动，提高产品尺寸精度，轧辊弹跳稳定，生产率高。其缺点是：制造困难、寿命短、基建投资大、占地面积大。 3、悬臂式 45高速无扭精轧机悬臂型 45高速无扭精轧机是小辊径轧机，传动轴与地平面成 45角，最高轧制速度为 70 102 米 /秒。该机组由 t 架组成，单线轧制，采用椭圆圆孔型系统。采用耐磨的碳化钨轧辊，轧辊采用快速液压工具进行，节省换辊时间，占地面积小。由于采用小直径工作辊延伸率高。其优点归纳如下： (1) 轧制速度快，生产率高； (2) 成品精度高，延伸率高，线材表面质量好； (3) 事故停工少，槽孔寿命长，操作效率高，快速换辊，节省换辊换槽孔时间，设备磨损少。这样的轧机应用广泛，是现代轧机的样版。 1.2.3 采用恒微张力轧制在高速无扭转线材轧机之间采用恒微张力轧制 ,即使微拉和微推相结合 ,消除推钢严重影响线材断面尺寸变化。减小负载，降低传动件的损坏，减少设备事故。减少轧钢过程中的过度拉钢是生产技术人员努力方向，是线材轧制水平重要标志之一。 1.2.4 对传动系统的改进方向 1、提高轧辊的耐磨性采用耐磨性好的轧辊材料。采用热喷涂，提高轧辊表面的耐磨性，通常采用碳化钨材料，热喷涂轧辊表面碳化钨层。由于孔型变化小，产品有较高的粗变和较好的表面质量，轧槽寿命长。 2、提高机架刚变采用大断面的轧钢机机架，也可采用应力线轧机。使轧机变形小，刚度大，提高轧制精度。 1.2.5 控制冷却和性能控制控制冷却是工艺的需要及性能的保证，可以减少表面氧化铁皮。这是线材轧机重大nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 4 页技术学术之一，它可以减少氧化铁皮，改善金相组织及性能，防止马氏体及贝氏体出现，保证了线材的机械性能。高速无扭线材轧机，采用单根、高速、无扭和恒微张力轧制。它需要头越小越好，发展前途向无头轧制或连铸连轧发展，采用大压下量轧机和线材轧机组合。采取先进的散卷冷工艺，轧制中采用自动张力控制装置，连续轧制自动测径。并采用直接数字控制计算机。 1.3 中轧线材轧机的研究方法和内容 1.3.1 线材生产车间的平面布置和中轧机的作用线材厂平面布置如图 1.1 所示 1.500 开坯线材轧机 2.400 粗轧线材轧机组 3.切头事故剪 4.350 中轧线材轧机组 5.300 精轧线材轧机 6.250 精轧线材轧机图 1.1 线材长平面布置图 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 5 页 350 中轧线材轧机的作用是将粗轧机组 3333 毫米的坯料通过中轧进一步轧制，为精轧机进一步轧制成品提供坯料。 1.3.2 线材车间生产工艺产品规格：生产普碳钢、焊条钢及优质碳素钢，最小为 6.5 毫米线材，最多轧制 10 毫米的线材，也有部分为以后加工的坯料。工艺流程：原料步进式加热炉加热粗轧切头中轧精轧穿水冷却卷取空冷检验打包入库。粗轧机采用 500 三辊轧机，粗连轧采用 400 二辊轧机，中轧采用 350 三辊轧机。精轧采用 280 和 250 二辊二重式轧机。 1.3.3 中轧线材轧机的研究内容和方法 1、下厂实习了解中轧生产工艺、轧制规程、轧机生产中存在问题、收集有技术性能系数和结构特点，为制定合理方案收集资料。 2、通过认真研究选择中轧机设计方案，提出改进措施，对设计方案进行评述。 3、对主要零件进行强度计算。 4、画出方案总图，部分部件图和零件图。 5、对自动控制提出要求选择润滑方法和润滑油和润滑脂。 6、提出设备的安装方案和维修规程。 7、对设计进行分析与评价。 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 6 页 2 方案的选择与评价 2.1 方案的选择方案选择三辊中轧线材轧机。它可以满足生产品种和规格的要求。提供的原料允许发挥成品车间的生产能力，保证坯料的内部组织和表面质量。从而保证成品车间成材率和生产率不断上升。轧机前后采用正、逆围盘保证安全生产。主传动如图 2.1 所示 .主电机 .电机联轴器 .减速机 .齿形万向连接轴 .齿轮座 .梅花连接轴 .三辊轧机 .二辊轧机图 . 350 中轧线材轧机组传动示意图 2.2 方案评述 1、主电机选择异步电机，通过棒销联轴器传动减速机。棒销联轴器比其他联轴器容易调整安装误差，工作可靠，安装方便。齿轮万向连接轴，精度高，调整 1 3满足调整要求。采用梅花连接轴便于换辊，拆卸方便。最后一架采用二辊以便为精轧提供原料。轧辊轴承采用胶本瓦轴承，造价低，压下采用手动压下，平衡采用弹簧平衡。因为轧机小，满足要求。采取改进措施：将压上机构改成调整楔块和调整丝杆。解决压上装置的密封问题。如图 2.2 所示 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 7 页 .轴承座 .楔块 .机架 .调整丝杆图 . 压上系统的改进 2、取消 H 形架，由 2 根撑杆和一个中辊上瓦座代替。消除 H 形架变形断裂事故，保证轧制生产的稳定性。如图 2.3 所示 ( a ) ( b ) a.改造前 b.改造后图 . 形架的改进将形架合成两部分保证原形架的作用。 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 8 页 3 主电机容量的选择 3.1 轧制力的计算 3.1.1 轧辊主要尺寸的确定轧辊的主要尺寸是：轧辊的名义直径 D ，辊身长度 L ，辊颈直径 d ，辊颈长度 l ，辊头直径1d，辊头长度1l。下面根据已给定的参数 350D mm 确定其它主要尺寸。由参考文献 1， 79表 3-2 可知： 5.25.1 DL(3.1) 即 )5.25.1( DL =350（ 1.5 2.5） =525 875mm 根据轧件宽度的需要和考虑机组体积的情况下，选择前六道次轧辊的辊身长度为750mm，最后一道次轧辊的辊身长度为 550mm。即 750987654321 LLLLLLLLL mm 5501110 LL mm 由参考文献 1， 81表 3-5 可知： 55.053.0 Dd(3.2) 即 )55.053.0( Dd =350（ 0.53 0.55） =185.5 192.5mm 选 190d mm。 )3020(1 dlmm (3.3) 即 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 9 页 )3020( dl )3020(190 215210 mm 选 214l mm。由参考文献 1， 81可知： )1510(1 ddmm (3.4) )1510(190 180175 mm 选 1801 d mm。 11 )8.07.0( dl (3.5) 180)8.07.0( 144136 mm 选 1401 l mm。 3.1.2 轧制规程 1、压下统计表表 3.1 350 中轧机组压下统计表 (mm) 道次轧前高度 0h轧后高度 1h 轧前宽度 0b轧后高度 1b 平均压下量 mh1 70 48.68 32 46.68 20.53 2 33 19.50 33 52 19.35 3 52 32.53 19.5 32.5 16.49 4 23 13.50 23 37 13.55 5 37 24.05 13.5 24.5 11.21 6 17 11.50 17 24 8.95 7 24 18.39 11.5 18.39 5.65 2、孔型图 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 10 页图 3.1 轧机孔型图 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 11 页 3.1.3 轧制力的计算由参考文献 1， 53可知，采用艾可隆德方法可计算线材轧机的平均单位轧制力：即 )(1( ukmPm (3.6) 式中 : m 考虑外摩擦对单位压力的影响系数； k 轧制材料在静压缩时变形阻力 ,MPa；轧件粘性系数 ,kgs/mm2 ； u 变形速度 ,s 1 。其中： 101010 )(2.1)(6.1hhhhhhRm (3.7) 式中：摩擦系数。对于硬面铸铁可按下式计算，其中 t 为轧制温度； )0005.005.1(8.0 t (3.8) )9 0 00 0 0 5.005.1(8.0 48.0 0h、 1h 轧制前后轧件的高度， mm； R 轧辊半径， mm。利用 L.甫培（ Pomp）热轧方坯的实验数据，得到 k （ MPa）的计算公式： 8.9)(3.0)()(4.1)01.04.1( CrMnCttk (3.9) 式中： t 轧制温度，； )(C 碳的质量分数，； )(Mn 锰的质量分数，； nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 12 页 )(Cr 铬的质量分数，。由参考文献 2， 127表 6.4 查得，轧件 235Q 中： 2.0)( C ； 5.0)( Mn ； 0)( Cr 。即 8.9)(3.0)()(4.1)01.04.1( CrMnCtk (3.10) 8.903.05.02.04.1)90001.04.1( 9.102 MPa 轧件粘度系数（ kgs/mm2 ）按下式计算： ct )01.014(01.0 (3.11) 式中： c 考虑轧制速度对的影响系数。因为轧制速度小于 6m/s，故取 0.1c 。即 ct )01.014(01.0 0.1)90001.014(01.0 05.0 kgs/mm2 艾克隆德用下式计算变形速度： 102hhRhvu (3.12) 式中： v 轧制速度， mm/s； 0h、 1h 轧制前后轧件的高度， mm； R 轧辊半径， mm。第一道次： nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 13 页 1101110111011)(2.1)(6.1hhhhhhRm 68.4670)68.4670(2.1)68.4670(17548.06.1 181.0 1101112hhRhvu 68.46701 7 568.46701 0 0 032 77.18 s1 则 )(1( 111 ukmP m )77.1805.09.102)(181.01( 63.122 MPa 第二道次： 1202120212022)(2.1)(6.1hhhhhhRm 5.1933)5.1933(2.1)5.1933(17548.06.1 402.0 1202222hhRhvu 5.19331 7 55.19331 0 0 032 74.31 s1 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 14 页则 )(1( 222 ukmP m )4.3105.09.10 2)(40 2.01( 49.146 MPa 第三道次： 1303130313033)(2.1)(6.1hhhhhhRm 53.3252)53.3252(2.1)53.3252(17548.06.1 254.0 1303332hhRhvu 53.325217553.3252100032 68.23 s1 则 )(1( 333 ukmP m )68.2305.09.102)(254.01( 52.130 MPa 第四道次： 1404140414044)(2.1)(6.1hhhhhhRm 5.1323)5.1323(2.1)5.1323(17548.06.1 546.0 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 15 页 1404442hhRhvu 5.13231 7 55.13231 0 0 032 30.38 s1 )(1( 444 ukmP m )30.3805.09.1 0 2)(5 4 6.01( 00.161 MPa 第五道次： 1505150515055)(2.1)(6.1hhhhhhRm 05.2437)05.2437(2.1)05.2437(17548.06.1 344.0 1505552hhRhvu 05.24371 7 505.24371 0 0 032 74.26 s1 则 )(1( 555 ukmP m )74.2605.09.102)(344.01( 09.140 MPa 第六道次： nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 16 页 1606160616066)(2.1)(6.1hhhhhhRm 5.1117)5.1117(2.1)5.1117(17548.06.1 604.0 1606662hhRhvu 5.11171 7 55.11171 0 0 032 32.37 s1 则 )(1( 666 ukmP m )32.3705.09.1 0 2)(6 0 4.01( 04.168 MPa 第七道次： 1707170717077)(2.1)(6.1hhhhhhRm 39.1824)39.1824(2.1)39.1824(17548.06.1 405.0 1707772hhRhvu 39.182417539.1824100032 34.25 s1 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 17 页则 )(1( 777 ukmP m )34.2505.09.102)(405.01( 35.146 MPa 由参考文献 1， 56可知轧制力的计算公式： lbbPP m 2 10 (3.13) 式中： 0b、 1b 轧制前后轧件的宽度； l 接触弧长度的水平投影。由参考文献 1， 56可知接触弧长度的水平投影的计算公式： mhRl (3.14) 式中： R 轧辊半径； mh 平均压下量。由参考文献 1， 57可知线材轧机平均压下量的计算公式：对于椭圆轧方形： 10 58.068.0 hhh m (3.15) 对于方形轧椭圆： 10 7.0 hhh m (3.16) 第一道次： 11011 58.068.0 hhh m 68.4658.07068.0 53.20 mm 则 11 mhRl nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 18 页 53.20175 94.59 mm 则 1110111 2 lbbPPm 94.592 68.463263.1 22 289166 N 第二道次： 12022 7.0 hhh m 5.197.033 35.19 mm 则 22 mhRl 35.19175 19.58 mm 则 2120222 2 lbbPPm 19.582 523349.14 6 362281 N 第三道次 : 13033 58.068.0 hhh m 53.3258.05268.0 49.16 mm 则 33 mhRl nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 19 页 49.16175 72.53 mm 则 3130333 2 lbbPPm 72.532 5.325.1952.130 182300 N 第四道次 : 14044 7.0 hhh m 5.137.023 55.13 mm 则 44 mhRl 55.13175 70.48 mm 则 4140444 2 lbbPPm 70.482 3723161 235221 N 第五道次 : 15055 58.068.0 hhh m 05.2458.03768.0 21.11 mm 则 55 mhRl nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 20 页 21.11175 29.44 mm 则 5150555 2 lbbPPm 29.442 05.245.1309.1 40 116491 N 第六道次 : 16066 7.0 hhh m 5.117.017 95.8 mm 则 66 mhRl 95.8175 58.39 mm 则 6160666 2 lbbPPm 58.392 241704.16 8 136346 N 第七道次 : 17077 58.068.0 hhh m 39.1858.02468.0 65.5 mm 则 77 mhRl nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 21 页 65.5175 44.31 mm 则 7170777 2 lbbPPm 44.312 39.185.1135.1 46 68766 N 3.2 电机轴上力矩的计算由参考文献 1， 60可知轧制力矩的计算方法： )( 11 aPMMM fZK (3.17) SinDa 2 (3.18) 21 d (3.19) 式中： P 轧制力； a 轧制力臂，即合力作用线与两个轧辊中心连线的垂直距离； 1 轧辊轴承处摩擦圆半径； D 轧辊直径； d 轧辊轴颈直径；合力作用点角度；轧辊轴承摩擦系数，对于胶木瓦轴承取 02.0 。对于简单的轧制，每个道次两个轧辊总驱动力矩为： )(2 dS inDPMM KK (3.20) 由参考文献 1， 65可知的计算方法：热轧时： 5.0 (3.21) nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 22 页式中：咬入角，其计算公式为： )1arc c o s ( Dh m (3.22) 第一道次： )1a r c c o s ( 11 Dh m )3 5 053.201arc c o s ( 723.19 则 11 5.0 723.195.0 8615.9 则 )( 111 dS inDPM K 310)19002.08 6 1 5.9350(2 8 9 1 6 6 S in 18433 Nm 第二道次： )1a r c c o s ( 22 Dh m )35035.191arc c o s ( 141.19 则 22 5.0 141.195.0 5705.9 则 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 23 页 )( 222 dS inDPM K 310)1 9 002.05 7 0 5.93 5 0(3 6 2 2 8 1 S in 22459 Nm 第三道次： )1a r c c o s ( 33 Dh m )35049.161arc c o s ( 658.17 则 33 5.0 658.175.0 8290.8 则 )( 333 dS inDPM K 310)19002.08 2 9 0.8350(1 8 2 3 0 0 S in 10486 Nm 第四道次： )1a r c c o s ( 44 Dh m )35055.131arc c o s ( 995.15 则 44 5.0 995.155.0 9975.7 则 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 24 页 )( 444 dS inDPM K 310)1 9 002.09 9 7 5.73 5 0(2 3 5 2 2 1 S in 12348 Nm 第五道次： )1a r c c o s ( 55 Dh m )35 021.111arc c os ( 540.14 则 55 5.0 540.145.0 2700.7 则 )( 555 dS inDPM K 310)19002.02 7 0 0.7350(1 1 6 4 9 1 S in 5602 Nm 第六道次： )1a r c c o s ( 66 Dh m )3 5 059.81arc c os( 985.12 则 66 5.0 985.125.0 4925.6 则 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 25 页 )( 666 dS inDPM K 310)1 9 002.04 9 2 5.63 5 0(1 3 6 3 4 6 S in 5914 Nm 第七道次： )1a r c c o s ( 77 Dh m )35065.51arc c os( 309.10 则 77 5.0 309.105.0 1545.5 则 )( 777 dS inDPM K 310)19002.01 5 4 5.5350(6 8 7 6 6 S in 2424 Nm 电机轴上的力矩为： 7654321 KKKKKKKK MMMMMMMM2424591456021 2 3 4 81 0 4 8 62 2 4 5 91 8 4 3 3 77666 Nm 3.3 电机容量的选择由参考文献 1,73可知，根据过载条件选择电动机功率 DN KnMND 9550 m a x(3.23) 式中 : maxM最大静负荷力矩 ,Nm； nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 26 页传动系统总效率，初选时选 85.0 ； K 电机过载系数，取 2K ； n 轧辊转数， r/min。其中： Dvn 60(3.24) 35014.3 1000360 8.163 r/min 则 KnMND 9550 m a x285.09550 8.16377666 6.783 KW 由参考文献 3可查得应该选用的电动机为： 800YR 1250/6 ， 800erN KW， 930ern r/min。由参考文献 1， 68可知，主电动机轴上的力矩的计算方法： donK onffZD MMMiMMM 21(3.25) 式中： ZM 轧辊上的轧制力矩； 1fM轧辊轴承上的摩擦力矩； 2fM传动机构及其它转动件中的摩擦力矩； KonM空转力矩； donM动力矩，由于轧件很长，故可忽略不计； i 电动机和轧辊之间的传动比。其中： nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 27 页 1121 dM f (3.26) 式中 : 轧辊轴承摩擦系数 ,对胶木瓦轴承 ,取 02.0 。 d 轧辊轴颈直径； 11轧辊数量。即 1121 dM f 1102.02 101903 3109.20 Nm nni er(3.27) 8.16393068.5 iMMM fZf 112 )11( (3.28) 式中： 1 电动机到轧辊之间的传动效率，取 97.01 。即 iMMM fZf 112 )11( 68.5 109.207 7 6 6 6)197.0 1(3 89.422 Nm erKon MM 04.0(3.29) 其中： erM主电动机额定力矩。 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 28 页即 ererer nNM 9550(3.30) 930800955005.8215 Nm 则 erKon MM 04.005.821504.0 6.328 Nm 则 donK onffZD MMMiMMM 2106.3 2 889.4 2 268.5 109.207 7 6 6 63 09.14425 Nm 过载系数为： erDMMK (3.31) 05.8215 09.1442576.1 K 2 选择的电动机符合过载要求。 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 29 页 4 主要零件的强度计算 4.1 轧辊的强度计算由参考文献 4,18可知轧辊强度的计算方法 : 以载荷最大的第一架轧机的中辊进行计算。通常对辊身仅计算弯曲 ,对辊颈则计算弯曲和扭转 ,对传动端辊头仅计算扭转强度，如图 4.1 所示。 1、辊身带孔型轧辊的危险断面在轧槽上 ,则 )( xaaxPM D (4.1) 式中： DM 辊身危险断面弯矩； P 作用在轧辊上的轧制力； a 压下螺丝中心矩； x 危险断面到压下螺丝间的距离，取 2861 x mm， 6782 x mm。则 678286)()( 2221111 xaaxPxaaxPM D678286)678964(964678281.362)286964(964286166.289 79.27425 Nm 678286)()( 1112222 xaaxPxaaxPM D678286)286964(964286166.289)678964(964678281.362 68.48336 Nm 12 DD MM 作用在轧辊辊身危险断面的弯矩为 2DM 。则 nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 30 页 321.0 DMDD (4.2) 式中： D 计算断面的直径。则 321.0 DM DD 33501.0100068.48336 27.11 MPa 是铸铁轧辊 350b 40 MPa 则 nb (4.3) 54003508070 MPa D 合格。 2、辊颈由图 4.1 可看出断面载荷最大 ,所以只需计算此断面的强度。辊颈危险断面上的弯曲应力d和扭转应力分别为： 31.0 dMdd (4.4) 32.0 dMK (4.5) 式中： d 轧辊直径； nts 鞍山科技大学本科生毕业设计第 31 页 dM辊颈危险断面处的弯曲力矩； KM辊颈危险断面处的扭转力矩。其中： 28610711 Dd MM28610779.27425 70.10260 Nm 2 76543211 KKKKKKKK MMMMMMMM2 242459145602123 4 8104 8 6224 5 9184 3 3 38833 Nm 2 7654322 KKKKKKK MMMMMMM2 242459145602123481048622459 5.29616 Nm 2 765433 KKKKKK MMMMMM2 2 4 245 9 145 6 021 2 34 81 0 48 6 18387 Nm 则 311 1.0 dM dd 31 9 01.01 0 0 070.10260 96

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