2150粗轧机主传动设计毕业设计.doc

辽宁科技大学本科生毕业设计 第 IV 页2150粗轧机主传动设计摘 要此次毕业设计的设计对象是2150粗轧机主传动系统。轧机是将钢锭及连续铸坯轧制成材的生产环节。用轧制的方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现自动化等优点。因此轧机得到广泛的应用,约有90的钢都是经过轧制成材的。轧机设备的好坏对轧钢厂的效益有很大的影响，而且轧钢产业在整个国民经济中占据着异常重要的地位。这些同时说明了本次设计的必要性和重要性，并且设计本身也是对我们的所学起到检验作用。设计内容包括传动方案的选择，轧制力计算及主电机容量的选择，验算轧辊稳定性，工作辊和支撑辊的设计及强度校核，轧辊轴承的选择，万向连接轴的选择计算，润滑方法的选择，环保性及经济分析。设计结论得出此次设计的轧机主传动系统有较好的调速性能、较宽的调速范围、响应速度快、轧制质量高、传动平稳、润滑条件好、噪音低、使用寿命长等优点，各零部件也满足条件，完全达到了设计要求。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关键词：主传动；粗轧机；可逆轧制；工作辊；支承辊2150 Roughing Mill Main Drive DesignAbstract The graduation project is a 2150 design objects roughing mill main drive system. Mill is rolling ingot and continuous slab lumber production processes. Produced by rolling steel, high productivity, variety, continuity of the production process, easy to realize the advantages of automation. So the mill is widely used, about 90% of the steel is rolled through veteran. The quality of mill equipment has a great impact on the effectiveness of the rolling mill and rolling mill industry occupies an extremely important position in the national economy. These also describes the necessity and importance of this design, and the design itself is also learned to play our role in testing. Design includes selection, rolling force calculation and the main motor capacity transmission scheme selection, checking roll stability, design work roll and backup roll and strength check, roller bearing selection, choose the connection shaft universal calculation, lubrication selection methods, environmental protection and economic analysis. Design The design of the conclusions mill main drive system has better speed performance, wide speed range, fast response, high-rolling quality, smooth transmission, good lubrication conditions, low noise, and long life advantages, but also to meet the conditions of the parts, fully meet the design requirements.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。Keyword:The main drive; Roughing mill; Reversible rolling; Work roll; Supporting rollers残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。目 录1 绪论1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。1.1选题背景及目的1彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.2轧钢机械国内外发展概况1謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.3设计的主要内容和方法3厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2 总体方案设计4茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2.1概述4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2.2方案比较4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.3方案分析5預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。3 轧辊参数的确定6渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。3.1设计参数6铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。3.2轧辊基本尺寸6擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。3.3轧辊材料的选择7贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。4 电机容量选择8坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。4.1轧制力计算8蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。4.1.1变形阻力8買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。4.1.2平均单位压力和轧制力9綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。4.1.3轧辊驱动力矩10驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。4.2初算电机功率及静力矩12猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。4.3电动机校核14锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。5 校核轧辊稳定性和强度16構氽頑黉碩饨荠龈话骛。5.1轧辊稳定性校核16輒峄陽檉簖疖網儂號泶。5.2轧辊的强度校核16尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。5.2.2弯曲应力18识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。5.2.3接触应力19凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。6 轧辊轴承与万向连接轴的选择计算23恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。6.1轴承选择与寿命计算23鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。6.2万向连接轴的选择24硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。6.3十字轴的校核24阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。7 润滑方式、环保性及经济分析26氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。7.1润滑方式的选择26釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。7.2环保性及经济分析27怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。7.2.1环保性27谚辞調担鈧谄动禪泻類。7.2.2经济分析28嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。结 论30熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。致 谢31鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。参考文献32纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。第 41 页辽宁科技大学本科生毕业设计1 绪论1.1选题背景及目的轧钢生产在国家建设发展中所起的作用是十分显著的。用轧制方法得到的钢材，具有生产过程连续性强、生产效率高、品种多、质量好、易于机械化、自动化等优点，因此得到广泛的应用。机器制造、国防、铁路车辆、矿山等部门需要的某些零件毛坯或零件，也开始用轧制方法生产。例如滚动轴承用的滚珠、滚子、内座圈；球磨机用的钢球；机械传动中的齿轮、丝杠；铁路车辆用的车轮和轮毂等。这不仅可以提高这些产品的产量和质量，而且实现了无切削或少切削加工，节约金属消耗。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。随着国民经济的飞速发展，为了满足建筑、造船、汽车、矿山、国防等方面的需求，使得轧钢需求量不断增长，从而促进了热轧带钢机的发展。用轧制方法生产钢材，具有生产效率高、品种多、生产过程连续性强等优点，它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛的应用。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。板带钢材应用范围最广，工业先进国家钢板产量占钢的50%66%。热轧带钢机具有轧制速度高、产量高、自动化程度高等优点，轧制速度50年代为1012m/s，70年代已经达到1830m/s。生产规格也由生产厚度为28mm、宽度小于2000mm的成卷带钢，扩大到生产厚度1.220mm、宽度2500mm的带钢。带钢重量的加大和作业率的提高，使现有的带钢热轧机年产量达350600万吨，最大卷曲也由15吨增加到70吨。轧机是现代钢厂中最常见的一种冶金设备。因此,轧机设备的好坏对轧钢厂的效益有很大的影响。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。我的毕业设计课题是通过所学的理论知识结合毕业实习用一学期的时间来设计一台2150粗轧机轧机的主传动系统。之所以在大学生活即将结束的时候学校为我们安排此次毕业设计,就是为了检验我们的所学是否能够真正的应用到实际当中,使我们更好的认识到作为一名合格的设计人员应该具备哪些基本素质，为以后真正的走向工作岗位积累经验、做好铺垫。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。1.2轧钢机械国内外发展概况我国的轧钢机械经历了一个自主开发、引进、学习借鉴、国产化的往复循环过程。随着我国经济的发展，要求对钢材不断提高产量和质量、提高劳动生产率、降低原材料和能源消耗及产品成本，以及高附加值钢铁的推广，轧钢机械发展趋向大型化、连续化、高速化和自动化的方向发展。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。据说在14世纪欧洲就有轧机，但记载是在1480年意大利人达芬奇设计出轧机草图，1553年法国人轧制出金和银板材，用以制造钱币，此后在西班牙、比利时等相继出现轧机。19世纪中叶第一台可逆式轧机在英国投产，并轧制出船用钢板。1848年英国发明万能轧机，1853年美国开始使用三辊式型材轧机，1859年建造了第一台连轧机。现在的带钢连轧机除了采用自动控制外，还实现了电子计算机控制，从而大大提高了自动化水平，改善了产品质量，带钢厚度公差不超过0.5mm，宽度公差不超过0.51.0mm，并具有良好的板形。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。21 世纪轧钢技术进步将集中于生产工艺流程的连续化、 紧凑化, 过程控制将实现轧材性能的高品质化、 品种规格多样化及控制和管理的计算机化和信息化。轧制 技术作为冶金工程 技术中的重要组成部分, 近年来随着中国和国际钢铁工业技术的进步, 为了适应资源、 能源和环境可 持续发展的要求, 以及汽车、 家电、 建筑等行业对产品质量、 性能和精度需求的不断提高, 在相关理论和工艺技术方面不断取得新的进展。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。连铸坯热送热装轧制技术在热轧带钢生产中已经普遍采用, 日本、 韩国的热轧带钢轧机铸坯热装比达到 60 % 以上, 最多可达 80 % , 热装温度达 600 度以上。目前我国平均热装率为 40 % , 先进生产线能够达到 75 % 以上, 平均热装温度为 500 度 600 度 ,最高可到 900 度。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。直接热装和直接轧制是当代热轧带钢轧制技术的发展方向, 可以进一步提高节能效果, 缩短生产周期, 使连铸机和热轧机更紧密地联系在一起。国外新建的热轧带钢轧机一般优先考虑热装炉和直接热装炉工艺的实现, 预留直接轧制工艺余地。为了提高能源的利用效率, 减少二氧化 碳的排放, 保护环境, 日本的板坯热装炉技术普遍采用蓄热加热技术。我国一些板坯加热炉也开始采用蓄热式加热炉。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。无头轧制和半无头轧制技术是近年来发展的新技术。无头轧制主要应用在热轧带钢和棒线材生产中, 半无头轧 制主要用于薄板 坯连铸连轧生产 线。无头轧制技术可使板带全长的质量均匀稳定, 它由轧机追尾控制技术、 头尾焊接技术、 高精度成品轧制技术和高速通板卷取技术等组成。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。目前, 中国的薄板坯连铸连轧生产线在数量、 产能及轧机 装备水平方面都居世 界前列开发薄规格板材并实现部分以热代冷是薄板坯连铸连轧生产线的 主要目 标之一。在薄 规格轧 制 ( 小于 等于2 mm ) 、 半无头轧制、 冷轧原料用钢、 细晶和微合金化高强钢产品开发、 以及针对薄板坯连铸连轧工艺特征的轧制及冷却过程、 以及产品的组织性能控制等都取得了长足的进步。热带粗轧机组普遍采用了调宽与控宽技术, 例如西马克 - 德 马格 公 司新 开 发的 无 镰 刀弯 轧 制CF R 技术, 通过粗轧机前的强力 侧导机构、 增强的粗轧能力和液压压下以及自动化控制系统有效防止了中间坯强力轧制后镰刀弯的产生。全液压的立辊调宽控宽技术, 包括自动调宽的液压 A W C 和短行程 SS C 控制技术, 显著提高了中间坯和板坯头尾的宽度控制精度, 减少了头尾切损。机架本身, 也由过去的立式除鳞机, 发展为附着式立辊。板坯定宽压力机调宽是极为有效的调宽手段, 已经有 S M S , H I公司开发出来, 我国已经有一些轧机采用了定宽压力机, 一道次最大的侧压量可以达到 3 50 mm 。为了解决热轧板的板厚、 板形和板凸度控制问题, 板形控制技术如 HAGC 、 CVC 、 P C 、 W RS 等得到了很大的发展。西马克 - 德马格公司新建的热连轧机组均采用了液压压下厚度控制 ( HAGC )和连续可变凸度 CVC 技术, 日本三菱、 日立热连轧机组除了采用 HAGC 厚度控制技术外, 还采用 P C 轧机 ( 交叉角 0 度 15度) 技术。在精轧机 组的前部 机架, 采用CVC 或 P C 轧机, 控制坯料的板凸度, 为后部机架的板形和板凸度控制提供需要的断面形状, 在精轧机组的后部机架, 则主要采用 W RS 轧机, 通过轧辊的轴向往返移动, 分散热凸度和磨损, 实现自由程序轧制。为了提高活套系统的控制水平, 提高系统的响应性和控制精度, 近年开始采用液压活套技术。为了抑制热轧带钢精轧机组的轧机振动, 日本三菱在PC轧机开发的基础上, 提出了高压轧制振动抑制技术, 应用于热连轧生产线, 取得了良好的效果。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。国外轧钢机械发展的主要方向：1） 节能降耗，缩短工艺流程，提高生产效率2） 生产高度连续化与过程综合化3） 控制轧制和控制冷却4） 发展高质量及高附加值产品5） 生产过程自动化综合国内外轧机的发展来看，轧钢机械向着大型、连续、高速和计算机控制方向发展。1.3设计的主要内容和方法此次毕业设计的题目是2150粗轧机主传动系统。此次设计内容是根据参观鞍钢股份有限公司中热轧粗轧机所选的课题，我设计的主要内容为2150粗轧机主传动系统。设计开始，我们先到了鞍山钢铁集团公司的热轧厂，在那里参观了1780和1700ASP两条国内先进的生产线，对整个轧钢设备有个初步了解。热轧厂的工程师细心的讲解了轧机的机械设备。明确设计任务，熟悉技术资料，按时、独立完成各阶段的设计内容，其中包括总体方案设计、电机的选择、主要零部件的设计及校核、环保或经济性分析等。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。2 总体方案设计2.1概述轧钢机主传动装置的作用是将电机的运动和力矩传递给轧辊。在很多轧钢机上，主传动装置由减速器、齿轮座和联轴节等部件组成。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。2.2方案比较在可逆式轧钢机上，即使轧辊转速小于200250r/min时，也往往不采用减速机而采用低速电动机，因为这样的传动系统易于可逆运转。所以列出以下两种方案：辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。方案一：如图2.1所示由两台电动机单独驱动两个轧辊。电动机1的运动和力矩是通过主联轴节2和连接轴4而接传给轧辊5，这种型式的主传动装置主要用于大型的可逆式轧钢机。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。图2.1两台电动机单独驱动两个轧辊方案二：如图2.2所示由一台电动机通过齿轮座驱动轧辊。电动机1的运动和力矩是通过主联轴节2、齿轮座3、连接轴4而传给轧辊5，这种型式的主传动装置在可逆式和不可逆式轧钢机上都有应用。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。图2.2一台电动机通过齿轮座驱动轧辊本次设计的2150粗轧机采用第一种由两台电动机单独驱动两个轧辊的方案，无减速器和齿轮座，并通过万向接轴传递运动和扭矩。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。2.3方案分析在可逆式轧刚机上，轧辊经常启动、制动和反转，要求主传动系统要有较小的飞轮力矩。由于电动机飞轮力矩可近似的认为与其额定力矩的平方成正比，因此将轧钢机所需的电动机力矩由两台电动机供给，这样会使电动机飞轮力矩显著减小。而且在电动机功率较大的粗轧机、板坯轧机、钢板轧机上，往往不采用齿轮座，而用单独的电动机分别驱动每个轧辊，所以选择方案一。这种方案提高了传动效率，减轻设备重量。而一般只有在轧钢机结构限制而不能采用轧辊单独驱动的可逆式轧钢机或当轧辊转速较高、采用低速电动机的投资费用，与采用高速电动机带有减速机的投资费用相差不大时，才会选择方案二。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。因为可逆式轧钢机的电动机工作较为繁重，要求调速范围也较宽，并且要有较大的过载能力。而直流电动机具有启动、制动转矩大，易于快速启动及停车，容易调速，调速性能好，且易于控制，过载能力强等优点。所以2150粗轧机的电动机采用直流电机。因为对于轧辊调整量较大的粗轧机、厚板轧机等，连接轴倾角有时达到810，所以2150粗轧机采用允许倾角较大的万向接轴。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。2.4组成部分的类型选择确定方案后，对传动系统中各组成部分进行类型选择分析。轧钢机主传动装置的作用是将电机的运动和力矩传递给轧辊。稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。轧钢机主传动装置各组成部分作用如下（1）电动机 轧钢机主传动的特点是传动系统功率大、过载能力强动态响应快、力矩脉动小。由于轧钢机对传动系统的要求较高,所以长期以来一直采用直流传动技术。但是,直流电动机的结构上存在换向问题,因此有不少众所周知的缺点及难以克服的难题。交流电动机能够克服直流电动机的缺点,其结构简单坚固、维护工作量小、效率高、动态性能好,单机容量可以突破直流电动机的功率、转速极限,具有许多直流电动机无法比拟的优点。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。（2） 连接轴 轧钢机中各部件的运动和力矩都是通过连接轴传递给轧辊的。轧钢机常用的连接轴有万向接轴、梅花接轴、联合接轴和齿式接轴等。确定连接轴类型时，主要根据轧辊调整量和连接轴允许倾角等因素。对于轧辊调整量较大的粗轧机来说，连接轴倾角有时达到810，一般采用万向接轴。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。（3）联轴器 联轴器包括电动机连轴器和主连轴器。目前应用最广泛的连轴器是齿轮连轴器。齿轮联轴器是用来传递扭矩的常用机械零件。分两部分组成，主动轴和从动轴。一般动力机大都借助其与工作机相连。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。3 轧辊参数的确定3.1设计参数轧制材料：Q235 原料规格：230mm2000mm6000mm 成品规格：21mm2000mm65714mm 轧制速度: v=1.2m/s表3.1轧制参数道 轧前厚度 轧后厚度 压下量 变形程度 温度 次 (mm) (mm) h(mm) % T () 123452301801207540180120754021506045351921.733.337.546.6747.5117011701170117011703.2轧辊基本尺寸（1） 辊身长度钢板车间轧钢机的主要性能参数是轧辊辊身长度，因为轧辊辊身长度与其能够轧制的钢板最大宽度有关。在设计中主要是根据所提供的坯料尺寸和实际生产中的辊道宽度来确定辊身长度的，辊身长度决定了所轧板带的最大宽度，其关系为懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。 (3.1)式中 辊身长度；板带材的最大宽度；随带材宽度而异的余量，当200mm时，取=500mm；当200毫米时，取=100200mm。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。本次设计为2150轧机则有 =2000mm a=150mm因此，钢板轧机是以轧辊辊身长度标称的。所以此次设计的轧机辊身长度L=2150mm。（2） 轧辊直径对于四辊轧机，为减小轧制力，应尽量使工作辊直径小些。但工作辊最小直径受辊颈和轴头的扭转强度和轧件咬入条件的限制。由文献1，表3-3可知：呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。 L/D1 =1.53.5常用比值（1.72.8） L/D2=1.01.8常用比值（1.31.5） D2/D1=1.22.0常用比值（1.31.5）比值L/D2标志着辊系的抗弯刚度，其值越小，则刚度越高。一般说辊身长度较大者，选用较大比值。辊径比D2/D1的选择，主要取决于工艺条件。当轧件较厚（咬入角较大）时，由于要求较大工作辊直径，故选较小的D2/D1值；当轧件较薄时，则选用较大的D2/D1值。因此，后板轧机和热带钢轧机粗轧机座比精轧机座的辊径比小些，热轧机比冷轧机的辊径比小些。对于支撑辊传动的四辊轧机，一般选D2/D1=34。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。 D2=21501194D1=1433614根据轧辊强度及允许的咬入角（或压下量与工作辊直径之比h/Dg）来确定。即在保证轧辊强度的前提下，同时满足下列咬入条件： （3.2）式中 轧辊的工作直径；压下量；咬入角。由文献2，1-45 可知，四辊可逆轧机的最大咬入角，=1520；取=20最大压下量时：为安全取D1=1250mm D2取1650（3）辊颈直径和长度辊颈直径d和长度l与轧辊轴承型式与工作载荷有关。使用滚动轴承时，由于轴承外径较大，辊颈尺寸不能过大，一般近似的选d=(0.50.55)D，l/d=0.831.0。麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。得工作辊辊颈直径=625688mm,支承辊辊颈直径=825908mm。取=670mm、=900mm。工作辊辊颈长度=564680mm,支承辊辊颈长度=747900mm。取=670mm、=900mm。納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。3.3轧辊材料的选择 常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。2150粗轧机轧辊受力较大且有冲击负荷，应有足够的强度，所以选用有较高强度的合金锻钢。在带钢热轧机的工作辊选择轧辊材料时要求辊面硬度要很高,而支承辊在工作中主要受弯曲应力，且直径也较大，所以在设计中着重考虑轧辊的强度和轧辊的淬透性。所以，在实际的设计中多选用Cr合金钢。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。由文献5，3-64可知：工作辊选择的材料为：50CrNiMo支承辊选择的材料为：60CrMnMo4 电机容量选择4.1轧制力计算4.1.1变形阻力所轧轧件为Q235,由文献1，表2-1可知，Q235变形阻力公式系数各项参数如下表：表4.1Q235=3.665=-2.878=-0.122=0.186=1.402=0.379=151.2由文献1，2-34可知，= （3.7）式中 基准变形阻力；变形温度影响系数，=；变形速度影响系数，=；变形程度影响系数。=1.402。= （3.8）式中 真实平均变形程度；相对变形程度。= （3.9）式中 变形程度；相对变形程度 m1=2321.7%=14.5% rm1=ln11-0.145=0.157m2=2333.3%=22.2% rm2=ln11-0.222=0.251m3=2337.5%=25% rm3=ln11-0.25=0.288m4=2346.67%=31.1% rm4=ln11-0.311=0.373m5=2347.75%=31.7% rm5=ln11-0.317=0.381将所得数据列入表3.3中表4.212345 (%)21.733.337.546.6747.75m(%)14.522.22531.131.7rm0.1570.2510.2880.3730.381粘着理论： u=rllnh0h1 (lhm2) (3.11)铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。式中 r轧辊的圆周线速度； 1轧件出口速度； 轧制前、后轧件高度（厚度）； 接触弧水平投影长度， 未知下面求各段轧制时的和 表4.312345（mm）176.78193.65167.71147.90108.97(mm)20515097.557.530.5下面求一下文献1，2-140知咬入角 （3.12）cos-1=16.26 tan1=0.29cos-1 tan2=0.323=cos-11-452625=15.42 tan3=0.284=cos-11-352625=13.59 tan4=0.245=cos-11-192625=10.00 tan5=0.18根据式子3.7计算可得第一道次： T=采用粘着理论（外区影响是主要的）第二道次： 则 第三道次：则有第四道次： 则采用滑动理论 根据1，2-8，1，2-9得 （ 3.14） 第五道次： 则采用滑动理论 表4.4道次1234558.9770.0175.0680.7085.27 4.1.2平均单位压力和轧制力轧件对轧辊的总压力为轧制平均单位压力与轧件和轧辊接触面积的积= （3.15）接触面积的一般形式为 （3.16）式中 、轧制前、后轧件的宽度； 接触弧长度的水平投影。由上面得出计算查1，图2-20可得由1，2-57b得出不 （3.17）攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。第一道次：（外区影响是主要的）第二道次：由图1,2-23得=1.056第三道次：由图得=1.172第四道次：由图查得=1.402第五道次：由图查得=1.676表4.51234571.9585.02101.17130.11164.2525.3332.9933.9938.5135.81最大轧制力为38.51，为第四道轧制时产生的。依据此道次进行力矩计算选择电机，4.1.3轧辊驱动力矩由工作辊带动支承辊的力矩与工作辊轴承中摩擦力矩三部分之和，即由1，2-124得 （3.18）轧制力矩由1，2-125得 （3.19） 式中 P-轧制力 -轧制力力臂，其大小与轧制力的作用点及前后张力大小有关轧制时前后张力则 （3.20）而由1，2-139知 （3.21）第一道次： 则第二道次： 则第三道次： 则第四道次： 则第五道次： 则表4.6道次12345轧制力矩（KNm）2238.923193.432850.062849.741950.57最大轧制力矩出现在第二道次，因为工作辊带动支承辊的力矩和摩擦力矩相对较小，所以最大驱动力矩同样在第二道次，首先根据计算第二道次的驱动力矩，来选择电机。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。由于工作辊偏移距e的数值相对于工作辊与支撑辊直径来说很小，在计算传动力矩时，为了简化，可认为e=0，即工作辊不偏移，此时计算结果误差不超过1%。滚动摩擦力臂的距离m=0.10.3mm，取m=0.2mm。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。由文献1, 2-126可知工作辊带动支承辊的力矩:=Rc （4.6）式中:R-支反力,R=轧辊连心线与反力R的夹角=反力R对工作辊的力臂c=支承辊轴承处摩擦圆半径=轧辊轴承摩擦系数因为采用滚动轴承，取0.004=1.8mm=0.14=32.99MNc=1.73mm代入公式（4.6）中得=32.991.73=57.07由文献1, 2-128可知工作辊轴承中摩擦力矩： =F （4.7）式中F-工作辊轴承处的反力,F=Rsin =1.34mmF=32.99sin0.14=0.08MN代入公式（4.7）中得=0.081.34=0.11代入公式（4.4）中得最大驱动力矩=3193.43+57.07+0.11=3250.61。第一道次=1.8mm=0.14=25.33MNc=1.73mm=25.331.73=43.82 =1.34mmF=25.33sin0.14=0.06MN=0.061.34=0.08=2238.92+43.82+0.08=2282.82第三道次=1.8mm=0.14=33.99MNc=1.73mm=33.991.73=58.80 =1.34mmF=33.99sin0.14=0.08MN=0.081.34=0.11=2850.06+58.8+0.11 =2908.97第四道次=1.8mm=0.14=38.51MNc=1.73mm=38.511.73=66.62 =1.34mmF=38.51sin0.14=0.09MN=0.091.34=0.12=2849.74+66.62+0.12=2916.48第五道次=1.8mm=0.14=35.81MNc=1.73mm=35.811.73=61.95 =1.34mmF=35.81sin0.14=0.09MN=0.091.34=0.12=1950.57+61.95+0.12=2012.64 表4.7道次12345（KNm）2282.823250.612908.972916.482012.644.2初算电机功率及静力矩传动效率=0.90所需电机功率为： （4.8）式中-轧辊转速 = =18.33r/min代入公式（4.8）中得N=6932KW由文献2,160可知根据N选择电机IDQ5852-8DA0D-Z8000，功率8000KW，转速1565r/min。视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。因为轧制电动机速度恒定，所以动力矩等于0，只计算静力矩。由文献1, 2-149可知 （4.9）式中-推算到电动机轴上的总静力矩。 -各传动零件推算到主电动机轴上的附加摩擦力矩，因采用电机直接带动轧辊，所以i=1。由文献1, 2-156可知=361.18 -空转力矩，一般取=0.05。 -电机额定力矩=9550=9550=4168.03=0.054168.03=208.40代入公式（4.9）中得第一道次=253.65第三道次=323.22第四道次=324.05第五道次=223.63图4.1电机静负荷图4.3电动机校核电机过载校核：电动机过载系数 K= 因为是可逆运转电机，所以K=2.53.0，得KK即所选电机符合条件。电机发热校核：依据体积不变定律23065714=180，得=83968mm23065714=120，得=125952mm23065714=75， 得=201523mm23065714=40， 得=377856mm23065714=21， 得=719725mm第一道次轧制时间 = =70s同理得第二道次=105s、=168s、=315s、=600s取轧制间隔时间=30s，画电机静负荷图，如图4.1所示。由文献1, 2-163可知电动机等值力矩 =2874.55=4168.03即电机符合条件5 校核轧辊稳定性和强度5.1轧辊稳定性校核 由于四辊轧机工作辊与轴承间以及工作辊轴承座与支承辊轴承座的框架间存在着间隙，在轧制过程中，如无固定的侧向力约束，工作辊将处于不稳定状态。工作辊的这种自由状态会造成轧件厚度不均，轧辊轴承遭受冲击，工作辊和支承辊之间正常摩擦关系被破坏以及轧辊磨损加剧等不良后果。因此，保持工作辊对于支承辊的稳定位置，对于提高轧制精度和改善轧辊部件的工作条件十分重要。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。 保持工作辊稳定的方法是使工作辊中心相对支承辊中心连线有一个偏移距e。偏移距的大小应使工作辊轴承反力F在轧制过程中恒大于零且力的作用方向不变。可逆轧制时，工作辊向入口端或向出口端偏移，其效果相同。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。由文献1, 2-148可知 (5.1) 式中、分别为入口端和出口端的前后张力，因为是无张力轧制，所以=0。代入公式（5.1）中得=3.52mm只有当选择的偏移距而大于时，才能保证工作辊的稳定性。所以取e=5mm时满足e，即工作辊可以稳定工作。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。5.2轧辊的强度校核四辊轧机强度计算特点：轧制时的弯曲力矩绝大部分由支承辊承担，对支承辊计算弯曲应力。工作辊可只考虑扭转力矩，即仅计算传动端的扭转应力。此外还需计算支承辊和工作辊之间的接触应力。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。5.2.1扭转应力5.1工作辊扭矩图由文献3, 182可知传动端为扁头时，最大扭转应力为 （5.2）式中h、尺寸如图5.2所示= = 式中 轧辊辊头直径； 轧辊辊颈。= 取=660mm= (0.90.95)900， 取=850mm式中 工作辊辊头直径； 支承辊辊头直径。=500mm，取=500mm=700mm，取=700mm式中 工作辊辊头平台；支承辊辊头平台。图5.2端头尺寸代入公式（5.2）得=30.75MPa由文献4, 3-5可知工作辊材料为50CrNiMo，其=755MPa，在计算轧辊强度时未考虑疲劳因素，故轧辊的安全系数一般取n=5。因为其为塑性材料，可取=0.6，所以=151MPa、=90.6MPa。得，符合扭转强度要求。镞锊过润启婭澗骆讕瀘。5.2.2弯曲应力支承辊材料为60CrMnMo，由文献4, 3-5可知其=930MPa、=186MPa由文献1, 3-4可知在轴颈的1-1断面和2-2断面上的弯曲应力即 （5.3） （5.4）式中、为1-1和2-2断面的直径、为1-1和2-2断面至支反力P/2处的距离，均如图5.3所示。图5.3支承辊辊危险断面及弯矩图代入公式（5.3）、（5.4）中得MPaMPa支承辊辊身中部3-3断面处弯矩是最大的。若认为轴承反力距离拉登于两个一下螺丝的中心距，而且把工作棍对支承辊的压力简化为均布载荷，则辊身中部3-3的弯曲应力为榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。 （5.5）代入公式（5.5）中得MPa所以符合弯曲强度要求。5.2.3接触应力由文献1, 3-11可知加在接触表面单位长度上的负荷 q= = =17.91MN/m由文献5, 2-2可知轧辊材料的弹性模数E=206GPa=0.00845m 最大正应力：由文献1, 3-13可知在辊间接触区中，除了须校核最大正应力外，对于轧辊体内的最大切应力也应进行校核。为保证轧辊不产生疲劳破坏，值应小于许用值邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。 =0.304 =0.3041350.14 =410.44MPa由文献1, 3-8可知粗轧机轧辊材料HS3540，查得许用应力=1600MPa、许用应力=490MPa，所以、，符合接触强度要求。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。6轧辊轴承与万向连接轴的选择计算6.1轴承选择与寿命计算轧辊轴承的主要类型是滚动轴承与滑动轴承。轧辊上使用的滚动轴承主要是双列球面滚子轴承，四列圆锥滚子轴承及多列圆柱滚子轴承。滚动轴承的刚性大，摩擦系数较小，但抗冲击性能差、外形尺寸加大。它们多用在各种半袋轧机和钢坯连轧机上。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。滚动轴承的特点决定了它在轧机上的使用方式。由于轧辊轴承要在径向尺寸受到限制的条件下承受很大的轧制力，所以在轧机上使用的滚动轴承多采用多列滚子轴承。这种轴承有较小的径向尺寸和良好的抗冲击性能。其中的四列圆锥滚子轴承被广泛采用在四辊轧机的工作辊，因为这种轴承即可承受径向力，有可承受轴向力，所以不需采用推力轴承。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。由文献6, 386可知选用轴承型号3811/670，查得额定动负荷C=39900KN，e=0.32臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。 P=(X+Y) (6.1)式中P为当量动负荷X、Y分别为径向系数和轴向系数，根据/之比值，由轴承样本查得、分别为轴承径向载荷和轴向载荷=19.26MN，一般板带轧机=0.02，即/=0.02e=0.32，所以查得X=1、Y=0为负荷系数，根据实际工作情况热板材轧机=1.51.8，取=1.5为温度系数，轧辊轴承一般只能在100温度以下工作，所以=1代入公式（6.1）中得P=（119.26+0）1.51=28.89MN由文献7, 13-5可知当量动负荷与轴承寿命之间的关系可用下式表示： （6.2）式中为以小时计的轴承额定寿命为寿命系数，对于滚子轴承=代入公式（6.2）中得=符合寿命要求6.2万向连接轴的选择轧机常用的连接轴有万向接轴、梅花接轴、联合接轴和齿式接轴。带滚动轴承的十字轴式万向接轴近十几年越来越多地应用与轧钢机主传动中，例如带钢轧机、钢管轧机、钢球轧机等，并有逐步取代滑块式万向接轴的趋势，因为他具备如下优点： 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。1）