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双辊驱动五辊冷轧机的设计【7张图/14500字】【优秀机械毕业设计论文】

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双辊驱动五辊冷轧机的设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar
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利用辊型的改变来改善冷轧厂的带钢平直度.DOC---(点击预览)
重点Improvementonstripflatnessofcoldtempermi.caj
A0-轧机主视图.dwg
A0-轧机左视图.dwg
A1-下支承辊装配图.dwg
A1-中间轧辊.dwg
A2-上支承辊.dwg
A2-上支承辊轴承座.dwg
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驱动 冷轧机 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
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说明书一份,67页,14500字左右.
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图纸共7张:
A0-轧机主视图.dwg
A0-轧机左视图.dwg
A1-下支承辊装配图.dwg
A1-中间轧辊.dwg
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A2-上支承辊.dwg
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双辊驱动五辊冷轧机的设计
摘 要
冷轧钢板和带钢近年来得到较大的发展,自二十世纪八十年代开始出现了全连续冷轧机,这种轧机只要第一架引料后,可实现连续轧制。全连续冷连轧机可以提高生产率30~50%,产品质量和成材率也得到很大提高。随着工业生产的发展,对极薄带材要求增加特别是微电子工业对极薄带材要求更高。而轧制薄带要求轧辊直径更小。
本设计针对某厂冷轧生产线中的主体设备轧机进行了改进设计,又原来的四辊改为五辊,对改进后的轧辊及机架等主要零件进行了强度校核。
在设计中,首先对设计轧机的方案进行了选择和评述,然后计算了轧制时所需要的力和力矩,从而确定了主电机的容量,并对电机进行了校核。计算了轧辊尺寸并校核了它的强度。本设计还计算了压下系统:压下螺丝的主要参数、其传动力矩及换算到电机上的静力矩,确定了压下螺母的尺寸并对压下螺母进行了校核。对机架的尺寸、应力进行了计算及其强度的校核。对联接轴也进行了计算,分析计算了扁头,并对其进行了强度的计算
在最后,对整个轧机的润滑方法、试车方法和对控制系统进行了评述,并对其进行了经济效益分析。
经过计算和校核,改进后的轧机满足工艺要求,改进的五辊轧机结构合理。

关键词:冷轧 轧机 多辊轧机

Abstract

Cold rolling steel plate and the hoop obtained the big development in recent years, started from 1980s to appear the entire continual cold-rolling mill, after so long as this kind of rolling mill first directed the material, might realize the continual rolling. All continuously the cold company rolling mill may enhance productivity 30~50%, the product quality and becomes a useful adult rate also obtains the very big enhancement. Along with the industrial production development, the antipode thin strip request increases is specially the micro electron industry antipode thin strip request is higher. But the rolling thin belt requests the roller diameter to be smaller. 
This design has carried on the improvement design in view of some factory cold rolling production line in main body equipment rolling mill, also the original four rollers change five rollers, to improved after the roller and the rack and so on the major parts has carried on the intensity examination. 
In the design, first to designed the rolling mill the plan to carry on the choice and the narration, then has calculated when the rolling needed strength and moment of force, thus had determined the host electrical machinery capacity, and has carried on the examination to the electrical machinery. This design also systematically calculated depress the system: The housing pin main parameter, its driving moment and convert on the electrical machinery the static torque, had determined depress the nut the size and to depress the nut to carry on the examination. To the rack size, the stress have carried on the computation and the intensity examination. The antithetical couplet coupling spindle also carried on the computation, the analysis has calculated the flat head, and has carried on the intensity computation to it
In finally, to the entire rolling mill lubrication method, the test run method and has carried on the narration to the control system, and has carried on the economic efficiency analysis to it. 
After the computation and the examination, after the improvement rolling mill satisfies the technological requirement, the improvement five roller structure is reasonable. 
Key word: Cold rolling rolling mill cluster mills

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………………1
1.1 选题的背景和目的…………………………………………………………………1
1.2 冷轧板在国民经济发展中的作用…………………………………………………1
1.3 冷轧机国内外的发展现状和趋势…………………………………………………2
1.4 五辊轧机研究内容和方法…………………………………………………………4
1.4.1冷轧机在车间的布置和作用………………………………………………4
1.4.2 冷轧机的生产工艺…………………………………………………………4
1.4.3 五辊冷轧机的研究和方法…………………………………………………4
2 方案的选择与评述…………………………………………………………………………5
2.1方案的选择…………………………………………………………………………5
2.1.1 工作辊驱动方案……………………………………………………………5
2.1.2 支承辊驱动方案……………………………………………………………5
2.1.3 工作辊单辊驱动方案………………………………………………………6
2.1.4 支承辊单辊驱动方案………………………………………………………6
2.2方案评述……………………………………………………………………………7
3 轧机主电机容量的选择……………………………………………………………………8
3.1轧制力的计算………………………………………………………………………8
3.1.1 轧制规程……………………………………………………………………8
3.1.2 轧辊主要尺寸的选择………………………………………………………8
3.1.3 轧制力的计算………………………………………………………………10
3.2轧制力矩的计算……………………………………………………………………15
3.3主电机容量的选择…………………………………………………………………24
3.3.1初选电机容量………………………………………………………………24
3.3.2 主电机轴上的力矩…………………………………………………………26
3.3.3 电机负载图…………………………………………………………………28
3.3.4 电机校核……………………………………………………………………30
4 轧辊的计算………………………………………………………………………………32
4.1轧辊的接触强度计算………………………………………………………………32
4.1.1 校核压应力…………………………………………………………………32
4.1.2切应力校核…………………………………………………………………33
4.2支承辊计算…………………………………………………………………………33
4.3支承辊变形计算……………………………………………………………………35
5 轧辊的调整机构…………………………………………………………………………39
5.1轧辊调整装置的作用和类型………………………………………………………39
5.1.1轧辊调整的的作用包括以下方面…………………………………………39
5.1.2调整装置根据各类轧机工艺要求…………………………………………39
5.2压下系统的计算……………………………………………………………………40
5.2.1压下螺丝的主要参数………………………………………………………40
5.2.2压下螺丝的传动力矩………………………………………………………41
5.2.3换算到电机轴上的静力矩…………………………………………………42
5.2.4电机校核……………………………………………………………………44
5.2.5压下螺母主要尺寸的确定…………………………………………………44
5.2.6压下螺母的校核……………………………………………………………44
5.3上轧辊平衡装置……………………………………………………………………45
5.3.1上轧辊平衡装置的作用与特点……………………………………………45
5.3.2上轧辊平衡力的确定………………………………………………………46
6 机架计算…………………………………………………………………………………48
6.1机架的强度计算……………………………………………………………………48
6.1.1为了简化计算作以下假设…………………………………………………48
6.1.2机架简图及受力图…………………………………………………………48
6.1.3强度计算……………………………………………………………………49
6.1.4机架的参数…………………………………………………………………51
6.1.5机架应力的计算……………………………………………………………52
6.1.6机架应力图…………………………………………………………………53
6.1.7强度校核……………………………………………………………………54
6.2机架的变形计算……………………………………………………………………54
7 联接轴的计算……………………………………………………………………………57
7.1扁头的计算…………………………………………………………………………57
7.1.1滑块式万向接轴主要尺寸的确定…………………………………………57
7.1.2开口式扁头受力分析………………………………………………………57
7.1.3强度计算……………………………………………………………………58
7.2 扁头的计算…………………………………………………………………………59
7.2.1强度计算……………………………………………………………………60
8 设备可靠性经济评价……………………………………………………………………62
8.1机械设备有效度……………………………………………………………………62
8.2 投资回收期………………………………………………………………………62
9 润滑方法的选择…………………………………………………………………………63
9.1轧辊轴承润滑………………………………………………………………………63
9.2人字齿轮及支承轴承润滑…………………………………………………………63
9.3轧辊冷却……………………………………………………………………………63
10 试车方法和对控制系统的要求…………………………………………………………64
10.1试车要求…………………………………………………………………………64
10.2维护规程…………………………………………………………………………64
结论…………………………………………………………………………………………65
致谢…………………………………………………………………………………………66
参考文献……………………………………………………………………………………67
附录…………………………………………………………………………………………68


双辊驱动五辊冷轧机的设计











内容简介:
鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 68 页 附 录 利用辊型的改变来改善冷轧厂的带钢平直度 1 介绍 在冷轧和退火过程后,变形减少的最低限度( 3%)应用在了带钢的生产中,这个变形过程的目标是达到优选机械性能,同时消除在钢的应力曲线上静止区域的冷轧,冷轧常常可以获得一个清晰地被设定的板料表面结构,达到更进一步的处理和改正可能的扁平瑕疵,从那个过程开始,冷轧是保证产品的完成的质量,同时也是最后的重要过程, 增加对板带形状控制的能力 对冷轧 厂来说 是头等重要的。 2 冶炼厂特殊形状控制 冶炼厂有和其他一般冷轧厂同样的框架和几何结构,它前面的板带控制设 备是常规控制器:合适的工作辊和支承辊顶端,工作辊的正反弯曲的灵巧像液压压下螺丝系统一样,但是,由于 微量 的减少和 柔软 的特殊性质的材料,作为轧辊,那必须是形状控制上的一些轧制和冷轧之间的区别,当前问 题是冷轧厂的带材的质量能不能维持在一个稳定的水平上,哪个导致 的废品率较高或较多的可修复的产品(必须再轧 制的带材)归结于轧辊的扁平度,这样的系统研究由理论分析和实验性调查来完成,但是为了找到形状控制的特点除了在冷轧厂还要在独立的轧制车间。 作辊的安装和修整 根据形状理论,影响辊形的主要因素是辊形的控制和辊系统在 轧辊轧制时的弹性变形 ,辊轻微变形是由于小 的 轧制力,因此,改变辊 缝的形状主要依靠工作辊外形,辊的作用与三个方面因素的关系: ( 1) 计算 出最合适的辊的中间部位,辊的最初的中间部位和磨辊的实际操作是依靠许多因素,包括工厂的位置环境 ,合适的材料和工厂技术条件等。 ( 2) 辊的挠度研磨的精度,一般地 , 在新的轧制周期开始 时,当 支承辊的 1014轧制作准备不超出 23h( 或 510 卷 ) ,因而,要求工作辊修整是紧配合。 ( 3)轧辊 外形形状的改变,在轧制过程中,最终 的辊 外形 是反弯曲辊 、轧机机座 和安装的 部分的 组合,所以, 辊的安装热散失在为辊的形状做准备时通过一个滚动周期必鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 69 页 须考虑在内, 工作辊的弯曲是正值 20 微米 并且和支承辊平行的抛物面,这就是早先 辊形的改变情况, 它的好处是促进研磨的支承辊是平的,尽管如此,二次方和四次方板带缺陷经常发生在 轧 制期间内。 获得工作辊的基本数据和更好尺寸,检查由基本上 设定 为 10,做成最初的外形 和最终 ( 工作辊安装的 ) 的形状轧制,比较目标凸度和 被测量的基本的辊外形。实际的轧制比要求小,特殊的在带卷的中间区域,相符以被轧制的板带宽度,所有测量辊形的数据,表面修整的误差在 5 微米之间,那是超出误差之 外所 被 采 用的,由于工作辊外形形状精确地确定了轧制的形状,所以说 各种工作辊 的中间部位 对带钢的生产的稳定 的 有害是明显的,因为工作辊被频繁地替换,在当前的修整条件下是很难保持紧的配合的。 以有限元素模型 2分析,安装时 的辊缝形状被计算可以 用 最初的工作辊外形 很明显的被显示出来 ,合适的辊缝可能是促进二次方和四次方扁平组分,那些各自地代表了这个被二次方和四次方,显而易见地,二次方组分是相关的与边部浪或中心浪控制部分和最重要部分,或伴随着四分之一浪或者是组合浪,输入冷轧模型数据被列在表 1 中,计算机模仿了辊缝与它的二次方 和四次方为各个情况显示了在表 2 中,如所看见的辊缝二次方端为被测量的准备辊轮廓形状超过 4次作为目标辊的轮廓的二次方端和四次方端相差达到 35 微米。根据前面分析,这样的工作辊非常有效 地 校正边缘浪和不准确的部分(边缘和中心) 带材在轧制过程中,工作辊比较典型 的 是前部和轧制以后被说明在表 2 中,正如所看见的,辊的磨损是非常微小的 , 而且基本 上 工作辊的形状几乎依然保持不变,这说明,工作辊的磨损对辊形状的影响是非常小的。 变支承辊 支承辊的辊表面硬度比工作辊的硬度更低,当他们滚动的时候,正如早前所提到的,比那些工 作辊要长的多,相应地,支承辊的磨损程度要 比 那些工作辊严重的多。测量辊形的十个位置之前和支承辊被换掉之后查出支承辊的磨损程度,图 3 表明一个典型的支承辊在测量轮廓前和轧制后的情况。在图 3 中我们可以看出支承辊磨损的确很严重 , 而且参差不齐的分布,因为磨损,在直径上最大的差超出了 100 微米而且更低的达到 120微米,明显地,这样的非常严重磨损在负载辊形上的形状影响是很重要的,但是计算机鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 70 页 模拟给出了不同的结果, 预测的 与 实际辊形状的比较在图 3 中被列在表 3 中。这表明了尽管辊的磨损是 很明显 的,轧制前后辊形变化只是一点点,二次 方端的变化仅仅是 6 微米。为了工作辊的磨损而加工的公差发生在轧制过程中,这对辊形的影响是微不足道的。 事实上有两个原因支承辊的磨损很少作用在端部,首先,支承辊端的改变的过度条件在支承辊和工作辊之间,而且辊形在生产上的影响是没有意义的,因为它由工作辊的弯辊的变形仅仅归结于小的轧制的工作辊的力量,其次,实际支承辊的磨损形式也影响工作辊的变形。在图 3 中轧制后辊的磨损分布在整个的辊的周围,但是并不改变辊的形状,所以它对形状的变化的影响是非常小的 。 下螺丝和辊之间的连接的弯曲现象 正像在冷轧带钢厂,压下螺丝系统在冷轧车间 , 当辊的弯曲系统控制带钢形状调整测量仪,换句话说,连接之间形状控制和测量仪的准确性是他们相互作用的,如果一个被修改,另一个也同样要修改。在冷轧厂 因 为辊的轧制力变化远大于弯曲力的变化,所以压下螺丝系统对形状的影响已经引起了相当的注意,例如“恒定的轧制载荷”是一种有用的控制方式,对于保证好的带刚形状被运用在冷轧。 但是,冷轧厂辊的扎制力波动和弯曲力的变化是均等的,弯辊系统对测量装置的影响不能被忽略,它或许从好的表示方式分析,那也是根据精密仪器得出的公式: ( 1) h 是带钢出口厚度 毫米; s 是空载辊缝 毫米; w 是轧制力,预先轧制力和弯辊力,各自单位均是 w 是轧制力力矩和弯辊力力矩 KN/F 是油膜静压轴承厚度 毫米; 辊两端零位置 毫米。 价值是同样数量级的和两个接近的数字被指出,简单地说让 w=M,公式 ( 1) 就变成以下形式: M r ( 2) 一般地,轧制力是 在 大约 3000右,变化范围大约 为 400弯辊是 ( ( 800) 且,它的调整 约 500乎和 样,从公式 ( 2) 中在测鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 71 页 量仪中可以看出弯辊作用和轧制力的作用效果在同一水平上。 那些测量仪将由于辊弯曲力的影响必须由压下螺丝的调整来补偿,因此,带钢形状的瑕疵。工作辊有必要去适应轧制载荷波动的影响,带钢测量仪也随之改变,这明显地导致 了 不稳定轧制。任何变化的参量影响的弯辊力都会导致这样的不利影响,在理论上讲,这样的现象应发生在冷轧车间, 但是 ,因为弯辊力比轧制力更小,和轧 制后的带钢是个很难退火的材料,在冷轧厂,测量仪对弯辊力变化 的 地方敏感是较弱的,因此弯辊力在测量仪上可被忽略。 3 解决办法 从上述分析可看出,它被发现在形状控制上有一些特殊性质在轧制车间,因此,一种不可或缺的方法被那些性质所要求,结合以下方面: ( 1) 简化工作辊 外形 便于修整它,对于减少辊在工作时的损坏是非常重要的,换言之,减少辊的组成部分,特别是对于减少工作辊 外形 不同个体的在工作辊操作中的危害作用。 ( 2) 优选支承辊 外形 对于长时间轧制的支承辊充分利用有利因素,而且, 支承辊产生的磨损对辊形没有影响。 ( 3) 提高辊的弯曲控制范围的系统 改进工作辊对带钢的弯曲作用和因此而减少它稳定轧制的有害作用。 根据扎制情况,一种新的辊形设计适应与否对轧制车间提出:改变工作辊最初的基本形状,从正的价值到零和支承辊,从平到 化的接触辊)。 光滑的 工作辊促进 了 磨光和检测 , 以便辊形可能被保证辊负载时的 外形 ,很早提到主要是工作辊形状对带钢厂是非常重要的。被弧形化的支承辊能替代先前工作辊的形状影响。 具体的弯曲的形状对于 说 , 就像在图中表示的, 它被设计了在辊之间以便接触更长,很适应 带宽度和变化,这个 同时也有利于 减少或消除不 适合 的接触区域,即辊和因此变大的利用工作辊弯曲调整辊的区域。另外,这个 是弧形化的辊,能改变带钢的形状,因此它可以补偿工作辊形状去控制带钢形状。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 72 页 4 实际作用 辊的新的放置 方式是 从 2002 年 4 月成功地编排在冷轧厂 中的,而且达到理想 的作用。 ( 1) 带钢形状的质量被 改善了很多 ,特别是极薄带 h 过去会很难实现的,废品率和可修复率 也大 大地减少,在改善以后一个月统计显示,可修复率减少了 59%。 ( 2) 弯曲辊的 中 部系统控制范围被很大提高。工作辊弯曲调整区域减少到200以前减少了一半。结果,轧制的稳定性被 改善了 。 ( 3) 工作辊形状的质量增加了,而辊的因磨损 而产生的 废品率大大减小了。 ( 4) 能通过伺服系统保持自己的形状,确保轧制的时间被延长。 5 总结 关于带钢厂带钢形状问题的研究,发现在冷轧厂有一些特别形状的控制特点,为改善 提出 了基本想法,整体使用新的放辊方式,在从计划期间 的 设计比较实验和最后的实用生产 都是 非常成功的。结果显示,带钢形状质量被改进了,并且改善了机器操作 平稳性。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 I 页 双辊驱动五辊冷轧机的设计 摘 要 冷轧钢板和带钢近年来得到较大的发展,自 二十世纪八十年代 开始出现了全连续冷轧机,这种轧机只要第一架引料后,可实现连续轧制。全连续冷连轧机可以提高生产率3050%,产品质量和成材率也得到很大提高。随着工业生产的发展,对极薄带材要求增加特别是微电子工业对极薄带材要求更高。而轧制薄带要求轧辊直径更小。 本设计针对某厂冷轧生产线中的主体设备轧机进行了改进设计,又原来的四辊改为五辊,对改进后的轧辊及机架等主要零件进行了强度校核。 在设计中,首先对设计轧机的方案进行了选择和评述, 然后计算了轧制时所需要的力和力矩,从而确定了主电机的容量,并对电机进行了校核。 计算了轧辊尺寸并校核了它的强度 。本设计还计算了压下系统:压下螺丝的主要参数、其传动力矩及换算到电机上的静力矩,确定了压下螺母的尺寸并对压下螺母进行了校核。对机架的尺寸、应力进行了计算及其强度的校核。对联接轴也进行了计算,分析计算了扁头,并对其进行了强度的计算 在最后,对整个轧机的润滑方法、试车方法和对控制系统进行了评述,并对其进行了经济效益分析。 经过计算和校核,改进后的轧机满足工艺要求,改进的五辊 轧机 结构合理。 关键词 :冷轧 轧机 多辊轧机 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 in 980s to so as of 050%, a is is to be on in of in to so on on In to to on of on to on to to on To on on on to n to on to on to is 山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 目 录 1 绪论 1 题的背景和目的 1 轧板在国民经济发展中的作用 1 轧机国内外的发展现状和趋势 2 辊轧机研究内容和方法 4 轧机在车间的布置和作用 4 轧机的生产工艺 4 辊冷轧机的研究和方法 4 2 方案的选择与评述 5 案的选择 5 作辊驱动方案 5 承辊驱动方案 5 作辊单辊驱动方案 6 承辊单辊驱动方案 6 案评述 7 3 轧机主电机容量的选择 8 制力的计算 8 制规程 8 辊主要尺寸的选择 8 制力的计算 10 制力矩的计算 15 电机容量的 选择 24 选电机容量 24 电机轴上的力矩 26 机负载图 28 机校核 30 4 轧辊的计算 32 辊的接触强度计算 32 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 核压应力 32 应力校核 33 承辊计算 33 承辊变形计算 35 5 轧辊的调整机构 39 辊调整装置的作用和类型 39 辊调整的的作用包括以下方面 39 整装置根据各类轧机工艺要求 39 下系统的计算 40 下螺丝的主要参数 40 下螺丝的传动力矩 41 算到电机轴上的静力矩 42 机校核 44 下螺母主要尺寸的确定 44 下螺母的校核 44 轧辊平衡装置 45 轧辊平衡装置的作用与特点 45 轧辊平衡力的确定 46 6 机架计算 48 架的强度计算 48 了简化计算作以下假设 48 架简图及受力图 48 度计算 49 架的参数 51 架应力的计算 52 架应力图 53 度校核 54 架的变形计算 54 7 联接轴的计算 57 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 V 页 头的计算 57 块式万向接轴主要尺寸的确定 57 口式扁头受力分析 57 度计算 58 头的计算 59 度计算 60 8 设备可靠性经济评价 62 械设备有效度 62 资回收期 62 9 润滑方法的选择 63 辊轴承润滑 63 字齿轮及支承轴承润滑 63 辊冷却 63 10 试车方法和对控制系统的要求 64 车要求 64 护规程 64 结论 65 致谢 66 参考文献 67 附录 68 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 1 页 双辊驱动五辊冷轧机设计 1 绪 论 题的背景和目的 冷轧钢板和带钢近年来得到较大的发展,七十年代国外带钢冷连轧机共 196 套。末架出口速度可达 254107 米 /秒,窄薄带厚度仅 米,为了提高产量,冷带卷已达60 吨,一套冷轧机年产量可达 350 万吨。 自 1979 年开始出现了全连续冷轧机,这种轧机只要第一架引料后,可实现连续轧制。全连续冷连轧机可以提高生产率 3050%,产品质量和成材率也得到很大提高。 随着工业生产的发展,对极薄带材要求增加特别是微电子工业对极薄带材要求更高。而轧制薄带 要求轧辊直径更小。一般简单的关系 d=100制 米厚的带钢应为 100 毫米,有张力轧制可以稍大些。对于中小企业为生产薄带将四辊轧机工作辊减少,支承辊直径加大,由于轧辊直径不匹配加大轧辊的磨损,为此,采用在二个工作中间加上小直径的工作辊,组成五辊轧机,轧制形成异步轧制。这种轧机对四辊轧机改造尤其重要,只要将齿轮座改造就可以实现。不少企业为生产薄带采用五辊冷轧机可采用双辊驱动工作辊或双辊驱动只承来实现。也可以采用单辊驱动五辊轧机,这样改造成本更低。总之,为生产薄带采用五辊轧机进行生产是很好的方法。 为提高水平刚度也可采用具有侧支系统的五辊轧机称为 冷连轧的最后一架也可以改造五辊轧机以便轧制更薄的带材。 选题就是在这种情况下进行的,其目的是利用四辊轧机改造成五辊轧机,生产薄带卷材。以满足工业生产需要。要采用 12 辊或 20 辊轧机生产投资大,成本高。利用四辊轧机改造是一个有效的好方法。为此,选择双驱动五辊轧机设计题目。 轧板在国民经济发展中的作用 随着国民经济的迅速发展,冷轧钢板的需求量越来越大。板材生产在国民经济中的地位也越来越显著,板带材应用范围最广,工业先进的国家钢板产量占钢产量的 5060%,板带钢按产品厚度分为 中厚板:厚度 460 毫米,长度可达 25 米,宽度 4 米。薄板:厚度 毫米,宽度 2050 毫米,可切成定尺长度,也可以成卷供应。箔材:厚度 度 20600 毫米可成卷供应,极薄材最薄可达 米。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 2 页 冷轧生产是在再结晶温度以下进行轧制,即常温下进行生产,产品机械性能好,表面光滑。产品用途广泛,可用于军工、轮船、汽车、火车和拖拉机制造。日常生活用品电冰箱、洗衣机、收音机和录音机。尤其电子工业和微电子工业对薄材使用更多。冷轧产品质量直接影响产品质量 ,它反映一个国家的技术水平高低。 轧机国内外的发展现状和趋势 冷轧生产的发展方向,提高生产率,采用增加带卷重量,提高轧制速度和作业率等,采用带钢冷连轧机是发展趋势。冷轧带卷的重量已达 40 吨,最大的达到 60 吨。轧制速度 3040 米 /秒。改善工艺润滑材料与轧制速度还可以提高。 在带钢冷轧机上广泛采用液压弯辊装置来改善板型。由于冷轧带钢要求较高,在冷轧机上采用了全液压压下装置,并安装带钢厚度自动控制装置,以保证带钢厚度公差。对于高速、高产量的带钢冷轧机实现了计算机控制。 第一台全连轧冷轧机是二台五机架冷连 轧机,轧制成品厚度为 米,宽度为 6201300 毫米 ,轧辊宽 为 1425 毫米,最大卷重为 32 吨,最大轧制速度为 30 米 /秒。 为改善板型,提高横向偏差的精度,建造了 下 图所示。 图 图 机采用改变移动辊的位置使辊移动到板边位移。这样板的厚度均匀。而 形状用于轧辊位移形成不同的变形而实现钢板平直。 轧机轧辊的配置方案如图 示 a 二辊式 b 四辊式 c 六辊式 d 七辊式 e 偏八辊式 f 十二辊式 g 二十辊式 图 带冷轧机的形成 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 3 页 用的较多的是四辊轧机。由于有较细的工作辊和刚度较大的支承辊,故可以采用较大的压下量,产品厚度为 米,一般选用四辊式轧机工作辊直径与成品厚度之比( D/d)为 10002000。四辊式可分为单机座和多机座两种布置形式。六辊式由于结构笨拙,调整不便,支承辊和工作辊直径比不超过 3,只是水平刚度稍有增加优 越性比四辊式轧机未能广泛的应用。 多辊式的 Y 型,八辊、十二辊和二十辊。因为工作辊直径小,轧制时可以采用较大的压下量,减少轧制道次和中间退火次数,工作辊的拆装,加工又较方便,所以用于生产厚度 米以下的带钢。八辊轧机又称偏八辊轧机,工作辊与支承辊的中心线不在同一垂直平面内,这种轧机结构简单,操作方便,压下量可达 4060%,使用效果较好,适应生产厚度不同的产品。目前有三种型式 见图 示 a 偏八辊 b 偏十辊 c 双偏八辊 图 b 为两个中间辊的偏十辊式, c 为双偏八辊即十六辊式轧机,三种轧机工作辊直径分别为 70200毫米、 120 150 毫米和 80 90 毫米,偏八辊式可轧制厚度为 米。目前常用于轧制硅钢片最小厚度为 米 ,也可以轧制不锈钢 ,最小厚度可达 米 ,双偏八辊可轧厚度为 米 作复杂,故除轧制较薄或硬度很高的金属材料外,一般很少使用。八辊轧机是在四辊式轧机基础上发展起来的工作辊驱动的四辊轧机。工作辊直径的减少受到传动扭矩限制,支承辊驱动 的四辊轧机,工作辊直径的减少受到水平弯曲的限制,而八辊轧机可以使工作辊在垂直和水平方向均不会发生弯曲,设计选择工作辊直径时可以不考虑扭转和弯曲力矩的作用,故可以采用比四辊轧机小得多的工作辊直径。 以上说明可见,工作辊直径是越来越小,而辊数越来越多。其原因是要想生产厚度薄轧材,工作辊直径只有小才能轧出,这是由于轧辊的弹性压扁量决定的,工作辊直径小弹性压扁量小,为保证工作辊变形必须选用更多辊。提高工作辊的刚度,又因为轧辊间传动时两辊直径之比应为 2 4 倍为好。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 4 页 辊轧机研究内容和方法 轧机在车间 的布置和作用 冷轧车间包括,酸洗、冷轧、退火、平整、横切、纵切、精整等组成。横切是剪切钢板和渡锌板。其次是彩板机组生产不同的彩板。还有硅钢片生产机组,生产硅钢板。但是有些冷轧厂不是所有产品都生产。而组成专向工厂,如硅钢片厂,渡锡,锌钢板厂和才片厂等。 退火分为中间退火、成品退火,一般冷轧工艺只能轧制与道次后,由于加工硬化必须退火变软再进行轧制。 冷轧机的作用就是将钢板轧制成厚度更薄的产品。是冷轧车间的主要设备,它的生产能力决定了冷轧厂的产量。一般都采用大卷轧制。以便减少轧制道次。冷轧机的布置如图 图 示。 冷轧机卷取机拆卷机冷轧机卷取机拆卷机图 机座冷轧机 图 轧机组 轧机的生产工艺 单机座冷轧机是可逆式四辊冷轧机将带钢卷用吊车吊来放到链式运输机上,进入开卷机后钢板头压平转动开卷机使钢带进行四辊冷轧机进行轧制,到右卷取机后头部夹紧,卷筒胀开,进行第一道轧制,然后轧制反转将钢头送到左卷取机头部夹紧,进行轧制卷取。卷取采用张力以便卷紧。第二道轧完重新轧制几道后将卷筒缩小卸卷、运走。 冷连轧机钢带钢卷 开卷后送到卷取机夹紧头部后进行连轧,轧完后卷取;机卷筒缩小卸卷后用钢带包紧,运走。冷轧机用换辊小车迅速换辊。一次换辊十分钟左右。 辊冷轧机的研究和方法 1、 到冷轧厂进行调研,了解冷轧机生产情况和存在的问题,收集轧制规程和轧机的结构更加进一步了解 2、 制定冷轧机的设计方案和方案评述,通过认真思考、改造创新、方案合理。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 5 页 3、 进行设计计算。 4、 对控制系统提出要求,润滑方法选择和润滑油选择合理。 5、 设备的安装和维修方法,设备的经济评价。 2 方案的选择与评述 按轧制品种最小厚度的要求,采用单机座可 逆式冷轧机,为轧制较薄的带钢卷,四辊轧机和五辊轧机相比较,五辊轧机比四辊轧机轧制带钢更薄,很适用于小型工厂生产。本设计采用五辊轧机设计方案。驱动方式不同有不同的方案。 案的选择 作辊驱动方案 见图 电机 2 电机联轴器 3 减速机 4 减速机联轴器 5 齿轮座 6 万向连接轴 7 机座 图 工作辊驱动五辊冷轧机主传动示意图 此方案传动时,轧辊之间空载不打滑,但轧制力过大时,工作辊的扭转强度可能不够,若强度满 足要求时,最好采用工作辊驱动为好。 承辊驱动方案 见图 示 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 6 页 1 电机 2 电机联轴器 3 减速机 4 减速机联轴器 5 齿轮座 6 万向连接轴 7 机座 图 支承辊驱动五辊冷轧机主传动示意图 此方案,由于工作辊辊靠摩擦传动,易滑。若工作强度不够只能采用支承辊转动方案,小直径的工作辊可以轧制较薄的带钢材。 作辊单辊驱动方案 单辊驱动方案见图 示 图 作辊单辊驱动 方案示意图 这个方案利用工作辊驱动四辊冷轧机卸掉上万向接轴即可,可以轧制比单轧机更薄的带材。若少量的薄带需求可采用这个方法。 承辊单辊驱动方案 这个方案利用支承辊驱动四辊冷轧机,卸掉上万向接轴即可进行轧制。适用于少量带钢需求量。 综上所述,采用支承辊驱动方案,因为生产薄带钢工作辊直径一定要小,否则可以采用支承驱动四辊冷轧机,因为四辊冷轧机不能生产才选择五辊轧机。具体结构见下面选择与评述。 支承辊单辊驱动如图 示 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 7 页 图 承辊 单辊驱动示意图 案评述 因为是可逆轧机采用低速咬入高速轧制,因此电机需要调速,选择直流机,可控硅供电。选择具有减速机和齿轮座传动方案。电机容量可以小些。投资费用少。采用滑块式万向接轴,此万向接轴比十字接轴通用,调整倾角较小用弹簧平衡万向接轴,上支承辊采用弹簧平衡,工作辊也采用弹簧平衡,主要原因调整范围小,弹簧平衡可以满足要求,但结构简单。压下系统采用行星减速驱动并安装指针盘指示压下量。轧辊轴承选用滚动轴承提高轧制的精度。前后安装卷取机实现张力轧制。工作辊采用乳化剂冷却,机架采用闭式机架,保证机架的刚 度。以便轧制更薄的产品。 五辊机采用异步轧制,异步轧制是两个轧辊轧制速度不一次的一种新的轧制方法。由于两个工作辊具有线速度差,因此出现了摩擦力作用方向相反的搓轧变形区,大大降低了轧制力,从而采用更大打开压下量,减少逆次轧制更薄的产品提高轧制精度减少轧件宽度方向的厚度差提供可能条件。 五辊轧机是在原有的四辊轧机的四辊基础上,在两工作辊之间加一小直径工作辊,组成五辊轧机,轧制形式为异步轧制,这种轧机是在四辊轧机基础上的改进,这种改进有它的实用性和可行性,随着工业生产的迅速发展,对带材厚度的要求更加苛刻 极薄带 ,而生产极薄带就要求工作的辊直径比较小,一般简单的关系 d=1000h,轧制 为 100 毫米,有张力轧制可稍微小些,所以一般采用加工支承辊直径减小工作辊直径的办法来实现,由于轧辊直径不匹配,会加大 轧辊的磨损,所以在不改变四辊轧机的条件下,在两工作辊之间加一小直径工作辊,这样就可以轧制 更薄的带钢,这种轧机只要将齿轮座改造一下就可实现,驱动方式可采用双辊驱动工作辊式和双辊驱动支承辊。压下系统有双电机压下改为行星摆线压下。 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 8 页 3 轧机主电机容量的选择 制力 的计算 制规程 表 45#轧制规程 原 始 高 度 H(成 品 厚 度 H(宽 度 B(道 次 轧 前 厚 度 h0(轧 后 厚 度 h1(压 下 量 h(变 形 程 度 % 后 张 力 ) 前 张 力 _) 60 1 0 14000 15000 2 3000 13500 3 8 10000 11000 4 500 10000 5 000 8500 辊主要尺寸的选择 1、 辊身 长度: 支承辊辊身长度: 2L = a 1 ( 因为所设计为小型轧机,故 取 a=40. 所以 2L =160+40=200作辊辊身长度: 工作辊辊身长度比支承辊辊身长度应稍大些 . 一般取 510取工作辊辊身长度为 220即 1L =220、 下工作辊直径 . 查 1表 32D =L=00=80100 山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 9 页 取 2D =100、 小直径工作辊直径 查 1表 32以 1D =D=00=4050 1D =50于冷轧薄带钢轧机 要求 无张力 1D 1000 1000 0张力 1D (15002000) =(15002000) 75100此 小直径工作辊直径满足要求 。 4、 中间支承辊直径 中间支承辊直径与下工作辊直径相等取 100、 大支承辊直径 查 1表 33D=(2D =( 100 =200250 3D=250、 辊颈尺寸的确定 查 1表 3动轴承: d=( l=()d 滚动轴承: d=( l=()d 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 10 页 本轧机的轴承采用滚动轴承 . ( 1) 小直径工作辊轴承 4D =(1D =( 50=25 4D =25l =() 4D =() 25=5 1l =25上所述:小直径工作辊轴承采用圆滚子轴承 7105 成对配置。 ( 2) 下工作辊和中间支承辊轴承 5D=(2D =( 100=5055为轧机为小型轧机,故取5D=45l =() 5D =() 45=5 2l =45上所述:下工作辊和中间支承辊轴承采用圆锥滚子轴承 7109,成对配置。 ( 3) 大支承辊轴承 6D=(D=( 250 =125 6D=130l=() 130 =30 3l=120上所述:大支承辊周成采用圆锥滚子轴承 7126,成对配置 . 7、 辊头形式的确定 因为与辊头联结的联结轴承采用十字滑块联轴器,故辊头采用梅花轴头 . 8、 轧机轧辊辊身呈圆柱形辊身微突,这样当它受力弯曲时,可保证良好板形 . 制力的计算 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 11 页 参照 1中第二 章第 三节,考虑到轧辊直径与板厚之比甚大,以及由于冷轧时轧制压力较大,轧辊发生显著的弹性压扁现象,近似地将薄摆弄的冷轧过程看作为平行平板间的压缩,并假设接触表面上的摩擦力符合干摩擦定律,因此,采用斯通公式计算轧制力 。 根据斯通公式,轧制时的平均单位压力: m) m ( 所以,轧制总压力 P =式中: k 平均变形阻力, k=0 *m 作用在轧件的入口断面上的水平张力的平均值 *m = 2 10 0s,1s 轧制前后轧件材料的变形阻力 ,通过强化的曲线查得。 0, 1 入口和出口断面上的实际张应力 m 考虑轧辊弹性压扁接触弧加长对单位压力的影响系数 . m = 其中: X 由 Z= 2 Y= mm *2 的值 查 1中图 2定 l 不考虑轧辊弹性压扁的接触弧长度 轧件与轧辊只摩擦系数 轧件平均厚度, 10 C 常数 , C = 对于钢轧辊 C =90600N R 为轧辊半径 . 为泊松比,对于钢轧辊 =山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 12 页 E 为轧辊弹性模数,对于钢轧辊 E = 面以 #45 第一道次的轧制为例计算轧制力 P . 1、 #45 钢加工硬化曲线 如图 3形程度 % 35+ B = 图 3、 计算和 2 接触弧长度 l = 其中: R 轧辊的综合曲率半径 对于异辊轧制 . R = 21212 R=10050 100502 =山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 13 页 h 为压下量 ,这里 h =此 l = =件平均厚度 10 =2 =擦系数 查 1表 2为 v=s 所以取 = = = 、 计算 Y Y= mm *2 1 ( 为是异辊轧制 R =以 C =90600R=736 310 N *m = 2 10 =1100 22 =4000 =中 0T, 1T 入口和出口的张力 0F, 1F 轧制入口和出口断面面积 k=0 = 780350=中:0s1s轧制前后的轧件材料的变形阻力 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 14 页 0s1s由强化曲线查得 轧制前 0s=350制后 即 =30% 时 1s=780 Y=2*310 ( = 2 、 查 1中图 2= m= =e =、 求 m)m=( =612制力 P =中: F 轧件与轧辊间接触面积在轧制总压力垂直面上的投影 . F=b l l 考虑弹性压扁后的接触弧长度 因为 所以 = = P = 所以 P=l =612 160 510 N 第二道次至第五道次轧制力计算方法及步骤与第一道次轧制力的计算完全相同 道次 1 2 3 4 5 P 的单位: 510 N 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 15 页 制力矩的计算 轧辊受力 分析,辊颈不同时作用在轧辊上 的力 1P = 2P =P , 轧件的机械性质均匀,可以认为 1 接触弧长也相等 即 1l =2l =l 根据 6中公式 : )111 6 ()222 咬入角 122121 2 2221 212 2 式中: q 单位压力比 q=1+ 202122120 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 16 页 由于 12 且0h 2R 所以 q=1 把 h =q=1 代入 得 5010050 = 10010050 =查 1中65 = = = 所以 = 则 1 = = 2 = = 所以: 11221 1122 c s a n R= o o =1 5 9 99 =0 所以 =0 所以 )s 111 )0 =s 222 )07 2 4 0 0 =直径工作辊受力分析: 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 17 页 由平衡条件 X=0 1 (1) Y=0 0co s 1 (2) M=0 0s i n 11111 (3) 由 (2)式得 N=1P 代入 (1)得 0s n 11 即 s i nc a n 11 将 1F N 代入 (3)得 0s o sc o ss a nc o s 111111 0s o sc o ss a nc o s 111111 c a 文) 第 18 页 式中 411 R 1 小直径工作辊轴承处的摩擦系数 . 1 = (滚动轴承 ) 4R 小直径工作辊轴承处的辊颈 . 4R =225=以 1 = 52501 R 以 1 = 间支承辊 受力分析 由平衡条件: 0X 0s 2222 (1) 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 19 页 0Y 0c o sc o s 2221 (2) 0M 0s 222212 (3) 由 (2) 式得 2222 122 12 s os c os c (1) 式得 12222 s = 1221 s s N 因为: 22 Q 所以: 1 0 所以: 212 122 co s (4) 将 2F 代入 (3)得 : 0s i ns i ns i nc i ns i n 222112222212 2222122 )(s i ns i n R ) 1222222 c o sc o s )4( 222221222222 s i ns i n )5( 2 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 20 页 五辊冷轧机轧辊受力分析图 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 21 页 式中 522 R 2 中间支承辊轴承处的摩擦系数 . 2 =(滚动轴承 ) 5R 中间支承辊辊颈半径 . 5 DR 22 R =o s 0c o o sc o s 10225122 o o s 2 9 6 s i i n 210522222122 2 =510 N o o o sc o N 所以 上大支承辊受力分析 3232222 233 )s 32222 k 633 R 3 上大支承辊轴承处的摩擦系数 . 3=动轴承 ) 6R 上大支承辊辊颈半径 . 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 22 页 6521302 66 DR 以 633 R =65= 6 5(2 =510 N 工作辊受力分析 0X 0s 22 (1) 0Y 0co s)co s ( 21 (2) 0M 0s in)s 122222 (3) 由 (2) 式得 s o sc o s c o sc o s c o s 2221 (1) 式得 s 11 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 23 页 = s nc o s 2 P 因为 2Q 所以 1 0 所以 Q co Q (4) 将 2F 代入 (3)得: 0s i ns i ns i nc i n)s i n ( 122222122 222221 s i n)s i n (s i n R ) 22221 c o sc o s )4( 2222222221 s )5( 1 下大支承辊受力分析 111 =3141 = c o 31 633 R =65=以 )1 N 动轧辊总力矩 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 24 页 =510 +510 N 电机容量的选择 选电机容量 zz 中: K 电机过载系数 . 取 K=2 511 MN以 9550 3中 传动系统总效率 . 初选电机时 = 取 =n 大支承辊转数 设计要求的轧制速度 v =s 所以 3401050 11 D n 小直径工作辊转数 因为 1221 2n 中间支承辊转数 所以 170340100501212 因为 2332 3n 大支承辊的转数 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 25 页 所以 681702501002323 MM zz 551 KM zN3 W 钢种 10钢 20钢 45钢 )(0 在上述计算 中,未考虑空转、转矩等 诸多因素,此外还考虑到生产的发展要以及需要以及轧制 不同钢种的需要,故此,选用电机的功率微 75 查 8选电机 1013 机 型 号 额 定 功 率 额 定 电 压 额 定 转 速 额 定 电 流 效 率 最 高 转 速 电枢 回路 电感 飞 轮 力 矩 1013 Z 7520V 7508% 1800H 75W 750以 r 初选 5.4i 确定总效率 弹性联轴器效率 减速器效率 万向联轴器效率 齿轮座效率 十字滑块联轴器效率 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 26 页 总效率: 542321 电机轴上的力矩 由于此轧机为小型轧机,轧制速度教小,动力矩也较小,并且轧制时间与启动时间相比很长,故而忽略了 2所以 k o 2电机轴输出力矩 : 95500075010007595509550 以空转力矩 : o n 9 5 5 0 0 5730028650N 28650道次附加摩擦力矩 112 式中 总效率 所以: 512 522 )( 532 28 )( 542 953 )( 552 此各道次电机轴上的轧 制力矩为 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 27 页 k o 1211 N k o 2222 N k o 3233 4 9 9 2 3 82 8 6 5 07 0 5 8 k o 4244 3 8 1 0 5 72 8 6 5 05 2 8 6 N k o 5255 2 9 2 2 2 22 8 6 5 03 9 5 3 N计算结果汇总于下表 道次 1 2 3 4 5 M 1 105 105 105 105 105 2 0588 52861 39536 8650 28650 28650 28650 28650 675575 608348 499238 381057 292222 鞍山科技大学本科生毕业设计(论文) 第 28 页 电机负载图 材质 : #45 钢 卷重: Q=6000N=600重: 33 Kg
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本文标题:双辊驱动五辊冷轧机的设计【7张图/14500字】【优秀机械毕业设计论文】
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