粗轧机的快速电动压下装置的设计

内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）1摘 要轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。用轧制方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化自动化等优点。因此，它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛的应用。目前，约有 90%的钢都经过轧制成材的。轧钢生产的成品，根据钢材的断面形状，主要分成三大类：钢板、钢管和型钢（包括线材） 。压下装置的作用是调整轧辊水平位置（调整辊缝） ，以保证轧件按给定的压下量轧出所要求的断面尺寸。习惯上把不带刚压下的压下装置称为快速压下装置。这种压下装置多用在可逆式热轧机上，如初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组的可逆式粗轧机等。当轧辊间没有轧件时，由于上轧辊及其轴承座的重力作用，在轴承座于压下螺丝之间、压下螺丝与螺母之间均会产生间隙。这样，当轧件咬入轧辊时，会产生冲击。为了防止出现这种情况，几乎所有的轧机都设置上轧辊平衡装置，使上轴承座紧贴压下螺丝端部并消除螺纹之间的间隙。BD1 开坯机可逆式二辊轧机是德国 SMS 公司制造的生产轨粱钢材的新机器，它能更好更快的实现轨梁钢材的快速轧制。它采用电动液压双压下装置。电动压下实现上辊快速、大行程、频繁的调整和不“带钢”压下。其传动惯性小，工作可靠且传动效率高，并能克服“坐辊”和卡钢事故。液压压下使得其调整精度高，快速响应好，过载保护简单、可靠，有效的防治轧机过负荷，保护轧辊和轴承免遭破坏，能实现需要改变轧机的当量刚度，实现对轧机从“恒辊缝”到“恒压力”的控制，并且机械传动效率高和便于快速换辊，提高轧机工作效率。这能更好的实现轧制所需的要求。关键词：可逆式二辊轧机；轧辊；压下装置内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）2AbstractRolled steel production is rolling into a steel ingot or billet steel production.With production of rolled steel, with high productivity, multispecies, the continuity of the production process, and is easy to realize the advantages of mechanization and automation.Therefore, it is more than forging, extrusion, drawing and other processes to be more widely applied. At present, about 90% of the steel rolling are the mature. Production of finished rolled steel, in accordance with the section shape steel, mainly divided into three categories,steel plate, steel pipe and steel (including wire).Pressure device is the role of horizontal position adjustment roll (roll gap adjustment), to ensure that by rolling the given rolling reduction of the required size of the section. Habits are not with just down the pressure device such as the rapid pressure reduction devices installed on more than reversible hot-rolling machine, rolling mill unabated, slab rolling mill, plate mill reversible rolling units type, such as roughing mill.When the roll was not rolled piece, due to the roller bearing and the gravity, the pressure in the bearing between the screw, screw down the nut will have a gap between. In this way,when the rolled piece of roll bite, it will have an impact. In order to prevent this from happening, almost all are set on the rolling mill roll balance device, so close to bearing down on the screw thread end and to eliminate the gap between.BD l reversible breakdown machine is a two-roll mill manufactured by German companySMS bean steel rail production of new machines, it can achieve better and faster rail rapid rolling of steel beam. It uses electro-hydraulic double-reduction device .Electric roll down the realization 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）3of fast. Big trip, frequent adjustment and no with just press. He inertia drivemsystem less reliable and efficienttransmission. And overcome the sit-roll and the card steel accident. Hydraulic pressure allows the adjustment of high precision, fast response, andoverload protection a simple, reliable and effective to prevent overload mill, and roller bearing to protect against damage, need to change to achieve the ;Constant roll gap to Constant pressurecontrol ,and mechanical transmission to facilitate efficient and rapid exchange roller, to improve the rate of mill work. This makes the realization of better rolling requirements.Key words: Two-H Reversible Rough Rolling Mill Structure;Roller;Pressure devices内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）4摘要.1ABSTRACT.2第一章概述1.1 轧钢生产在国民经济中的主要地位与与作用.61.2 选题背景及目的.71.3 粗轧机的发展.71.4 型钢轧机.81.5 包钢轨梁厂生产工艺.9第二章轧辊调整机构与压下装置2.1 轧辊调整装置的类型.112.2 轧辊手动调整装置.122.2.1 上辊手动调整装置.122.2.2 中辊手动调整机构.132.2.3 下辊手动调整装置.142.2.4 轧辊辊缝的对称调整装置.142.3 轧机压下装置的分类和特点.142.3.1 电动压下装置.162.3.2 手动压下装置.162.3.3 双压下装置.172.3.4 全液压压下装置.17第三章力能参数的计算3.1 平均轧制力的计算.193.2 轧制力的计算.21 第四章电动压下装置设计4.1 方案选择.234.2 压下螺丝的传动力矩和压下电机功率计算.234.3 压下减速机的选择.234.4 联轴器选择.254.5 制动器的选择.254.6 离合器的选择.26第五章液压压下装置内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）55.1 液压压下装置的特点.275.2 压下液压缸在轧机上的配置.28第六章润滑6.1 润滑需要注意的事项.296.2 常用的润滑剂.296.3 润滑的选择.29参考文献 . . 31总结.32致谢.33内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）6第一章 概述1.1 轧钢生产在国民经济中的主要地位与作用轧钢生产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。钢材的生产方法有轧制、锻造、挤压、拉拔等。用轧制方法得到的钢材，具有生产过程连续性、生产效率高、品种多、质量好、易与机械化、自动化等优点，因此得到广泛的应用。目前，约有 90%的钢都是经过轧制成材的。有色金属成材，主要也用轧制的方法。从轧钢生产的成品来看，根据钢材断面形状，可分为下述几种类别：钢板、钢管、型钢以及某些机器零件和工具等。钢板：薄板、宽带钢、后板、装甲板等。管材：无缝管、焊接管等。型材（包括线材）：由圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、钢轨、T 型钢、拖拉机履带、犁头等各种不同形状和规格的产品。图 1-1 某些钢材的断面形状1-圆钢；2-方钢；3-六边钢；4 一扁钢；5-钢板；6 一槽形弹簧钢；7-弓形钢；8-椭圆钢；9-角钢 410-角钢;11-T 形钢；12-槽钢；13-工字钢；14-钢轨；15-鱼尾板 f16-钢轨垫板,17-铜窗；18-Z 字钢；19-汽车轮缘；20-犁头；21-板桩；22-拖拉机爪板；23-拖拉机履带板；24-轮箍；25-钢管；26-车轮内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）7随着轧制工艺和其设备的不断发展，以及国民经济各部门对钢材品种要求的增长：轧制钢材品种范围不断扩大。近些年来，宽翼工字钢、冷弯型钢、轻型薄壁型钢等产品有了发展，还有机器制造、铁路车辆、国防、矿山等部门的许多专用机件或毛坯，己用轧制方法生产。例如机械传动中的齿轮、丝杠；切削工具中的齿轮滚刀、麻花钻头；铁路车辆用的车轮和轮箍；球磨机用的钢球，滚动轴承用的滚子、滚珠、内座圈；以及具有旋转体特征的零件等。这不仅提高了产品的产量和质量，而且实现了少切削或无切削的加工，这就比用切削加工方法有效的节约了金属消耗，并显著地改善了劳动条件。对很多机件，以轧制方法代替机械加工、铸造或锻造，是加工过程的重大变革。我国已有在机械工厂及钢铁联合企业中建立生产某些机器零件的新型轧钢车间，为国民经济生产出优质的专用机件。轧钢生产在国民经济中所起的作用是十分显著的。钢铁工业生产中，除少量的钢用铸造或铸造方法制成零件外，炼钢厂生产的钢锭与连铸坯有 8590%以上要经过轧钢车间轧成各种钢材，供应国民经济各部门。可见在现代钢铁企业中，作为使钢成材的轧钢生产，在整个国民经济中占据着异常重要的地位，对促进我国经济快速发展起十分重要的作用。1.2 选题背景及目的随着国民经济的发展，需要更多数量、更多品种、更高质量的型钢，特别是大型型材。为满足这一需要，型钢轧机的发展不外于两个，一是改造旧轧机；二是更新设备，采用新技术和新工艺在旧型钢轧机上逐渐完善及工艺改进，这是我国改造轧机，以少花钱、多办事、见效快的新方针，是节约经济的客观需要。大学生活即将结束，为了检验我们的所学是否能够真正应用到实际当中，使我们认识到作为一个合格的设计人员应该具备的基本素质，学校为我们安排了这次毕业设计。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。我的任务是通过所学的理论知识设计粗轧机的电动压下装置。内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）81.3 粗轧机的发展在发展连铸的同时，国外仍在新建后扩建粗轧机，以扩大开坯能力。这是由于开坯机具有产品化灵活，便于实现自动化等优点，如日本 1969 年有三台板坯粗轧机和一台方坯粗轧机投入生产。至 1970 年止，世界上有粗轧机达 200 多台。拥有粗轧机最多的国家为美国达 130 台，日本 42 台，绝大部分为二辊可逆式轧机，开坯能力达 3 亿吨以上。七十年代的粗轧机直径增大到 1500 毫米。我国拥有 1000 毫米以上大型粗轧机七套，还有 750850 毫米小型粗轧机八套，主要于合金钢厂，为数不多的 650 毫米轧机是中小钢厂的主要开坯设备。1959 年我国开始自行设计制造开坯机，已制成的开坯机有700、750、825、850/650、l150 等毫米粗轧机。粗轧机将向着万能式板坯轧机，重型化发展，并且向缩短轧机辅助机械工作时间发展。1.4 型钢轧机轨梁和大型材以前我国有 2 套轨梁轧机、3 套大型轧机轨梁和大型材产量基本能满足国内需求。重轨产量占钢材总量的比例与当时工业发达国家相同重轨存在的主要问题是：钢轨单重较小，60、75kg/m 轨尚在研制中：重轨尺寸精度低，不能适应铁路高速重载的需求。大型材占钢材总量的比例明显低于工业发达国家，尤其是我国没有万能轧机，H 型钢生产基本为空白。主要轧机的装备水平仅为 20世纪 50 年代的世界水平。(1)H 型钢轧制工艺的开发。包钢轨梁厂在无万能轧机的情况下，与原东北工学院合作，在原有二辊轨梁轧机上加装立辊框架，在国内首先进行了 H 型钢轧制，满足了国内急需。攀钢轨梁厂与原东北工学院合作，进行了万能孔型轧制重轨和 H 型钢的工艺研究。(2)万能轧机的研制。第一重型机器厂与东北重机学院合作，研制了国内第1 套万能轧机，1991 年在马钢二轧厂投产：沈阳重型机械厂研制了 1 套万能轧机，1994 年在鞍山市轧钢厂投产。(3)引进万能轧机，建设现代化 H 型钢生产线。马钢和莱钢分别于 1997 和内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）92000 年建成了当时世界上较先进的 H 型钢生产线，从而使我国在大型材的品种方面，与工业发达国家无明显差别。由于万能轧机的投产，马钢在我国 H 型钢市场开发方面作出了开拓性贡献。(4)引进万能轧机轧制重轨，建设现代化重轨加工线。为提高重轨的尺寸精度和平直度，满足我国铁路提速和建设高速铁路的需求，国内几家重轨生产厂均投入大量资金，引进了万能轧机和最先进的重轨加工线。鞍钢大型厂万能轧机改造项目于 2002 年 12 月投产，重轨产品用于国内秦沈客运专线建设，为生产 300km/h 重轨打下了良好基础。(5)鞍钢大型厂万能轧机的改造完成：攀钢、包钢的万能轧机改造工程将分别于 2004 年底、2005 年投产。这几套万能轧机生产重轨的共同特征是：使用连铸矩形坯：装备了世界上最先进的高精度万能轧机：采用了型钢轧制 AGC 技术：装备了世界上最先进的平、立复合矫直机、重轨加工线和探伤线。重轨生产标准均按 300km/h 轨标准执行。重轨的定尺长度从 25m 改成可生产 100m。(6) 2004 年我国已经建成并达到国际先进水平的 H 型钢轧机有 3 套，其中串列式布置 l 套，产品最大规格 H800mm，使用连铸异形坯。半连续式布置 2 套，产品最大规格分别为 H400mm 和 H350mm。H 型钢生产的主要问题是小规格产品的生产能力过大。中型轧机和大型轧机生产困难的规格，中型轧机则有一定优势。二是品种开发和产品开发。前述品种钢和专用型钢，由于产量和轧机规格的关系，横列式或布棋式中型轧机比小型连轧机更有竞争力。从以上发展前景看，中型轧机的改造方向不应是连续式轧机：较好的一个发展方向是，在现有两列式轧机基础上，增加 1 台或 2 台万能和二辊可更换式轧机：扩大品种范围，扩大与小型轧机和大型轧机的规格配套能力。(7)重轨。国内重轨的生产能力可以确保需求。目前国内重轨轧机的改造均按世界先进水平，生产标准按 300km/h 轨标准执行，定尺长度按可生产 100m 执行。因重轨不是市场自由竞争的产品。并且轮轨系统高速铁路的运行速度也有一定极限，故这批重轨轧机改造完成后，在可预见的较长时间内不会有明显变化。(8)H 型钢。H 型钢在我国的市场正迅速扩大。先行生产的企业在内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）102002、2003年取得了良好的经济效益。由此引发了 H 型钢轧机的建设热潮。目前在建的有：莱钢的大型轧机：马钢的全连轧中型轧机：韩国浦项在大连投建的 H 型钢项目。生产重轨的 3 家万能轧机还有 100 万 t/a 的 H 型钢生产能力。计划建设的项目还有一大批。在建和计划建设的 H 型钢生产能力明显大于预测需求。任何计划建设 H 型钢轧机的企业都必须慎重考虑其项目的市场竞争力。l.5 包钢轨梁厂生产工艺1)旧线传统钢轨的生产工艺为：转炉浇铸钢锭均热炉加热初轧机开坯冷却上料加热炉二次加热开坯机开坯粗轧精轧打印机缓冷冷却矫直探伤补矫锯头钻孔质量检查发货。2)百米定尺新技术钢轨生产工艺为：电炉或转炉连铸缓冷加热高压水除鳞一次开坯二次开坯万能粗轧万能中轧二次高压水除鳞万能精轧打印机冷却矫直检测中心（表面检查、平直度测量、超声波探伤）补矫锯头钻孔质量检查发货。各自的工艺特点如下：传统钢轨生产工艺不能生产 50m 以上长尺钢轨，先进的钢轨生产工艺能生产 100m 以上长钢轨；传统钢轨生产工艺没有除鳞设备，不能很好保证钢轨表面质量，而先进的钢轨生产工艺二次除鳞可保证钢轨的表面质量；传统钢轨生产工艺加热炉加热的钢坯温度不均，造成一支钢轨断面尺寸的波动；成品断面的对称性不理想，轨高、底宽、腹高等尺寸控制精度不高；钢轨腿端加工不好。先进的钢轨生产工艺用万能轧机生产钢轨，可保证钢轨的尺寸精度；先进的钢轨生产工艺用万能轧机生产钢轨，表面质量好；先进的钢轨生产工艺在冷床可实现钢轨的预弯，减少矫后钢轨的残余应力；传统钢轨生产工艺改造前钢轨矫直存在矫直盲区，端头平直度、端头扭转较难控制，端头扭转要靠轧制工序进行控制。先进的钢轨生产工艺实现了长尺矫直和长尺探伤，可减少矫直盲区和探伤盲区；先进的钢轨生产工艺可以长尺交货，从而可减少铁路部门焊缝数量，增加行车安全感。内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）11第二章 轧辊调整机构与压下装置2.1 轧辊调整装置的类型轧辊调整装置的作用是：1)调整轧辊水平位置（调整辊缝） ，以保证轧件按给定的压下量轧出所要求的断面尺寸。尤其是在初轧机、板坯轧机、万能轧机上，几乎每轧一道都需要调整轧辊辊缝。2)调整轧辊与辊道水平面间的相互位置，在连轧机上，还要调整各机座间轧辊的相互位置，以保证轧线高度一致（调整下辊高度） 。3)调整轧辊轴向位置，以保证有槽轧辊对准孔型。4)在板带轧机上要调整轧辊辊型，其目的是减小板带材的横向厚度差并控制板形。根据各类轧机的工艺要求，调整装置可分为：上辊调整装置：下辊调整装置；中辊调整装置：立辊调整装置；特殊轧机调整装置。上辊调整也称压下装置，它的用途最广，安装在所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上。压下装置有手动的、电动的或液压的。见下表 2.1。表 2.1 上辊调整装置的分类类型 驱动方式 用途快速调整装置（移动速度大于Imm/s）电动主要用于轧辊移动行程较大并需要逐道调整的轧机，如初轧机、中板轧机等。旧式的叠板轧机虽然上辊移动行程不大，但需要逐道调整辊缝，所以亦采取较快的移动速度慢速调整装置（移动速度小于Imm/s）手动主要用于孔型相互位置不变的型钢轧机与线材轧机上，只在调整及换辊时才使用；也用在某些钢坯及带钢小型连轧 机上内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）12电动 用于各种带钢轧机上，也用在板带材平整机上手动压下装置多用在型钢轧机上。有的小带钢轧机也用这种形式的压下装置。电动压下装置的结构形式与压下速度有密切关系。同时压下速度也是电动压下装置的基本参数。各类轧机的压下速度见表 2.2。表 2.2 各种轧机的上辊压下速度轧机类型 压下速度（mmJ一1）轧机类型 压下速度(mms-l)大型初轧机 80250 热带钢可逆式初轧机1550大型扁坯初轧机 50120 热带钢四辊粗轧机 1.082.16中型( 800900)初轧机4080 热连轧精轧机 0.471.33700800三辊开坯机 3060 冷带钢轧机 0.050.1中厚轧板机 525 冷轧多辊带钢轧机 0.0050.01“液压压下”技术，即用伺服阀控制压下液压缸，在轧制过程中迅速调整辊缝（可调整上辊也可调整下辊） ，以消除板厚误差。由于使用“液压压下”技术后可以控制轧机的当量刚度，从而使轧机的自动化进入了一个新的阶段。下辊调整装置用在板带轧机和三辊型钢轧机上，有手动的也有电动的。其作用是使轧辊对准轧制线。中辊调整装置用在三辊轧机上。在中辊固定的轧机上、中辊用斜楔手动微调。在下辊固定的轧机件上（如三辊劳特轧机） ，中辊交替的压向上辊和下辊。其传动方式有电动、液压及升降台联动等多种方式。内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）132.2 轧辊手动调整装置2.2.1 上辊手动调整装置常见的手动压下装置有以下几种：1)斜楔调整方式（见图 2-la） ；2)直接转动压下螺丝的调整方式（见图 2-lb） ；3)圆柱齿轮传动压下螺丝的调整方式（见图 2-lc） ；4)蜗轮蜗杆传动压下螺丝的调整方式（见图 2-ld） 。图 2.1 手动压下装置1 一压下螺丝；2 一压下螺母；3-齿盘；4-调整杆；5-调整帽；6-大齿轮：7-蜗轮；8-手轮；9-斜楔；10-螺母；11-丝杠目前，主要采用的是第三、第四种方式。2.2.2 中辊手动调整机构内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）14三辊型钢轧机的中辊是固定的。中辊调整装置只是按照轴承衬的磨损程度调整轴承的上瓦座，保证辊颈与轴承衬之间的合适间隙。由于这一调整量较小，故常用斜楔机构。典型的结构是用斜楔压紧“H”形瓦座。这种结构换辊方便，使用较广。2.2.3 下辊手动调整装置在中间固定的三辊型钢轧机，下辊调整装置的作用与上辊调整装置的作用相同，都是为了调整辊缝。常见的结构有压上螺丝式和斜楔式。压上螺丝大多采用圆柱齿轮传动，在调整量要求严格的线材轧机上，也采用涡轮蜗杆机构。压上螺丝式调整机构的优点是调整量大，但因处于轧机底部，容易受到水与氧化铁皮的侵蚀，需要较好的密封、防护措施。在初轧机、板坯轧机上，在轧辊重车以后，需重新对准轧制线。下辊的位置调节主要靠改变轴承座下垫片的厚度来实现。在现代化的带钢连轧机组中，为在换辊后迅速调整轧制线，采用液压马达驱动的纵楔式下辊调整机构。2.2.4 轧辊辊缝的对称调整装置轧辊辊缝对称调整是指轧制线固定不变，上、下工作辊中心线相对于轧制线同时分开或同时靠近。2.3 轧机压下装置的分类和特点2.3.1 电动压下装置电动压下装置是轧钢机调整机构中最常见的一种压下装置。按轧辊调整的距离、速度及精度又可将压下装置分为快速压下和慢速压下两种压下装置。1)快速电动压下装置：快速电动压下装置一般常用在上轧辊调节距离大、调节速度快以及调节精度要求不高的轧机上，如初轧机、板坯轧机、中厚板轧机及万能轧机上。在这些类型的轧机上由于上辊的调整距离大、压下十分频繁，要求有较高的压下速度以免影响轧制生产率，所以采用快速电动压下装置是必要的。对快速压下装置的要求是：(1)采用惯性小的传动系统，以便频繁地启动、制动；(2)有较高的传动效率和工作可靠性；(3)必需有克服压下螺丝阻塞事故的措施。常采用的快速电动压下装置有两种类型：内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）15一种是由法兰盘的立式电动机通过圆柱齿轮减速器带动压下螺丝。两个压下螺丝是由两台带法兰盘的立式电动机通过圆柱齿轮减速机构传动的。因此采用这种传动系统启动迅速、传动效率高、造价低，但存在着加大了机座的总高度，增加了厂房高度基本建设投资等缺点。另外为了实现压下螺丝的单独调整，中间介轮可以由液压缸控制，使其与压下螺丝啮合或脱离。其结构简图如图 2-2所示。1-制动器 2 一立式电动机 3-减速机 4-压下螺母 5-压下螺丝 6-离合器图 2.2 立式电机一圆柱齿轮传动的电动压下装置另一种快速电动压下装置由两台卧式电动机通过三个圆柱齿轮和两对蜗轮蜗杆减速机构来带动两个压下螺丝，通过离合可以实现压下螺丝的单独调整。这种快速电动压下装置的特点是：结构紧凑、机座总体高度低、基建投资下降，但传动效率低、造价高。因此多用在一些压下要求速度不高的初轧机上。2)慢速电动压下装置：这种调整装置多用于上辊调节距离在 100200mm 以下，调节速度小于 10. 2mm/s，但调节精度要求高的薄板、带材轧机上。在这种压下机构中，由于传速比 i 要求很大（最大可以达到 i=15002000） ，同时又要求能带钢压下。因此，压下装置的设计是比较复杂的。电动压下装置经常发生的事故及解决措施1)压下螺丝的阻塞事故由于初轧机、板坯轧机和厚板轧机的电动压下装置压下行程大、速度快、动作频繁，而且是不带钢压下，所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、 “坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故。这时上辊不能移动，电机无法启动，内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）16轧机不能正常工作。为了处理堵塞事故，很多轧机都专门设置了压下螺丝的回松机构。2)压下螺丝的自动旋松压下螺丝自动旋松问题主要发生在初轧机和中板轧机上。它表现为，在轧制过程中，已经停止转动的压下螺丝，在突然施加的压力下自动旋松，使辊缝值变动，造成轧件厚度不均，严重影响轧件的质量。自动旋松的原因是，为了实现快速压下，压下螺丝的螺距取得较大，使得压下机构的自锁条件差。另外压下螺丝与螺母的润滑条件越好，特别是采用稀油润滑时，自锁条件就更差了。这是因为螺纹间的摩擦角取决于摩擦条件。目前，防止压下螺丝自动旋松的办法有俩个：一是加大压下螺丝止推轴颈的直径并在球面铜垫上开口，加大压下螺丝止推轴颈 d3 和球面铜垫凹槽直径 d4 均可增大摩擦阻力矩；二是适当增加压下螺丝直径。在螺距不变的条件下，增加螺丝直径不仅能增大摩擦阻力矩，而且还减少了螺纹升角，提高了自锁性能。2.3.2 手动压下装置这种压下装置结构简单、造价低，但工人的劳动条件差、强度大，因此常用在生产效率低的轧机上。2.3.3 双压下装置为了控制板厚偏差在规定的范围内，在现代化的板、带材成品机座的压下装置中，分成了精调与粗调两个部分。其中精调装置是用来首先给定原始辊缝的，而精调装置是用来在轧制过程中随着板、带材坯料厚度、轧制力及成品厚度的变化，随时对辊缝进行微量调节校正的。1)电动双压下装置由于电动双压下装置的反应灵敏度差，所以仅用于精度低的热轧板带成品轧机上。在这种压下装置中精调与粗调系统都是由电动机通过机械的减速机构来传动压下螺丝的，因此传动系统的惯性力很大，从而使调整辊缝的校正讯号传递滞后现象很严重，所以无法满足高精度的板厚公差要求。由于以上原因，目前很少采用这种板厚自动调节系统。其简图如图 2-3 所示。内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）172)电-液双压下调整装置第一种电动双压下调整装置，它的粗调为一般的电动压下机构，通过电动压下系统带动压下螺丝在空载的情况下给定原始辊缝而精调通过液压缸推动齿条带动扇形齿轮，使压下螺母转动，但用于压下螺丝在电动机压下机构的锁紧条件下而不能转动，其结果只能使压下螺丝上下移动实现了辊缝的微调。第二种，电-液双压下机构，粗调为一般的电动压下机构，而精调是用液压缸直接代替了压下螺丝与螺母。通常液压缸放在精调压下螺丝与上轴承座之间或下横梁与下轴承座之间。该装置的特点是精调装置的结构简单而紧凑，消除了机械惯性力，从而大大缩短了调节信号滞后现象，减少了压下螺丝与螺母的磨损，提高了精度机构的效率。它的调节灵敏度比一般电动压下要快 10 倍以上。因此大大提高了板材的轧制精度，广泛的用在现代化的冷、热成品带钢轧机上。电-液双压下装置与电动双压下装置相比有以下特点：结构紧凑，精调部分传动零件减少使传动惯性力下降，因此，调节讯号滞后现象减轻，而灵敏度增加。但仍保留着机械传动零件，所以仍存在着惯性力以及传动间隙对精度灵敏度的影响，使调整精度还不够高。2.3.4 全液压压下装置所谓全液压压下装置就是取消了传统的电动压下机构，其辊缝的调节均由液压缸来完成。全液压压下装置的特点：(1)惯性力小、动作快、灵敏度高，因此可以得到高精度的板带材，其厚度偏差可以控制到小于成品厚度 1%，而且缩短了板带材的超差部分长度，提高了内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）18轧件成品率，节约了金属，提高了产品质量，并降低了成本。(2)结构紧凑，降低了机座的总体高度，减少了厂房投资，同时提高了传动效率。(3)采用液压系统可以使卡钢迅速脱开，有利于处理卡售网事故，避免了轧件对轧辊的刮伤。(4)可以实现轧辊快速提升，便于快速换辊，提高了轧机的有效作业效率,增加了轧机的产量。(5)压下系统复杂，工作条件要求高，有些元件制造困难、成本高、维护保养要求很严格以保证精度。内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）19第三章 轧制力的计算3.1 平均轧制力的计算轧辊参数：最大辊身直径 l100mm最小辊身直径 950mm辊身长 2600mm压下量 h=h 0-h1=70mm轧制前、后件高度 h0=250mm、h1=180mm采用 S.爱克隆德方法计算轧制时的平均单位压力Pm= (l+m)(k+ ） (3-1)式中：m-考虑外摩擦对单位压力的影响系数；k-轧制材料在静压缩是变形阻力； Mpa-轧件粘性系数；kg.s/mm 2一变形速度。(1)外摩擦影响系数m=1.6 -1.2（h 0-h1）（h 0+h1） ( 3-2)(R式中：-摩擦系数；因为轧辊环材料是碳化钨，属于硬面铸铁轧辊，内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）20=0.8(1.05-0.0005t)t-为轧制温度；t=1200则：=O.8(1.05-0.0005t)=0.8(1.05-0.0005x1050)=0.42h0、h 1-轧制前、后轧件的高度；h0=250mm;h1=180mmR-轧辊半径；mmR=dmax/2=1100/2=550mm则：m=l.600.42 -1.2(250-180)(250+180)=0.111)18025(2)变形阻力利用 L埔培(Pomp)热轧方坯的实验数据，得到 k 的计算公式：K= (14-0.Olt) (1.4+C+Mn+0.3Cr)9.8 MPa (3-3)式中：t-轧制温度C-含碳量 0.46%Mn-含锰量 0.65%Cr-含铬量 0.25%所以：K=(14-0.Olt)(1.4+C+Mn+0.3Cr)9.8=(14-0.Olx1200)(1.4+0.46+0.65+0.3x0.25)9.8=22.5859.8=51Mpa(3)轧件的粘性系数=0.01(14-0.Olt)C式中：C-考虑轧制速度对 的影响系数内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）21其数值如下：轧制速度 v m/s 6 6-10 10-15 15-20系数 c 1.O O.8 0.65 0.6假设传递效率为 95%，电机 n1=70r/min，所以轧辊转速 n2=66r/min。则： v=2 n2R =0.228m/s所以：=0.01(14-0.Olt)C(2-5)=0.01(14-0.Ol1050)0.6=0.021(4)变形速度=2)h(R式中：V-轧制速度；mm/s V=0.228m/s=228mm/sh0，h 1-轧制前后轧件的高度；h 0=250mm，h 1=180mmR-轧辊半径； R=550mm所以：=2228 =0.38s-1)18025(70综上可得：平均单位压力为：Pm=（1+m） （k+ ）=（1+0.111） （51+0.0210.38）=56.7N/mm23.2 轧制力的计算轧制力：P=Pm F式中：Pm 一平均单位轧制力；Pm=56.7 N/mm 2F 一轧件与轧辊接触面积；F= (b 0+b1)l/2其中：b0，b 1-轧制前后轧件的宽度；L-接触弧长度的水平投影；内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）22不考虑弹性压扁时，接触弧长度的水平投影则：接触弧长度的水平投影为L=Rsina hR则：接触弧长度的水平投影为L= =196.2 mm705接触面积为：= 196.2 = 44145mm2l2b05所以轧制力为：P=Pm F=56.744145=2.5106N内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）23第四章 电动压下装置设计4.1 方案选择本次设计的粗轧机的电动压下装置包括：电动机、蜗轮蜗杆减速器、制动器、联轴器、离合器、压下螺丝、压下螺母、球面垫块等部件。图 4.1 电动压下装置电动压下装置的方案拟定分析：为实现压下装置的单独调整和同步调整，可以拟定设计方案。方案一：可以使用两台电机，分别控制左右两个压下装置。这既能实现各自的单独调整，也可以实现同步调整。方案二：如图 4.1 的设计，只用一台电机就能满足调整要求。压下过程中，先用压内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）24下电机同时控制左右两个压下，保证右边的压下装置达到指定位置；然后控制制动器，离合器，使左右两个压下装置分离，制动器关闭，在单独调节左端的压下装置，使其满足位置精度要求。本次设计采用第二种方案。减速器的设计是因为电机的额定转速比较高，而压下螺丝的转速比较小；为便于设计和扭矩的要求；还是选用减速机比较好。4.2 压下螺丝的传动力矩和压下电机功率计算1)压下螺丝的转速 n=112.5r/min2)被平衡部件总重量G= 23703*10 N= 237030N3)对压下螺丝进行受力分析，如图 4.2 所示。1-压下螺丝 2 一压下螺母 3-球面垫图 4.2 压下螺丝受力平衡图4)计算作用在一个压下螺丝上的力对不“带钢”压下的粗轧机作用在一个压下螺丝上的力墨=昙(QG)19( 4-1)8)每个压下螺丝的传动电动机功率为N -M-n10009550774566333.51x112.5内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）25100095500.98= 53.79KW本次设计选电机的型号为 ZD141-2B，功率为 75KW，额定转速为 1480r/min。 4.3 压下减速机的选择计算减速机是在原动机与工作机之间起匹配转速和传递转矩的作用。因为压下螺丝的转速比较低，但是电机的额定转速一般高于压下螺丝的转速，所以要用减速机来达到目的。由于电机的额定转速为 1480r/min，但是压下螺丝的转速为 112.5r/min。所以计算减速比为i= 5.12480=13.2由于减速比 i=13.2，故较好的选择蜗轮蜗杆减速器。为方便安装与维修，由机械设计手册查找，选择规格为 CW 型减速器。其选定的减速器给定的参数为i=12.5-20：a=200; B1=420; B2=340; C1=335; C2=285;H1=180; H=620; L1=320; L2=295; L3=170;L4=320; h=45; d1=48k6; l1=82; b1=14; t1=51.54.5 联轴器选择本次设计中选用的齿式联轴器分为制动与离合器用齿式联轴器和压下电机齿式联轴器。联轴器的理论扭矩计算压下电机齿式联轴器扭矩T=9550 =9550 =484.4Nm (4-11)NP148075制动与离合器齿式联轴器扭矩T=9550 =9550 = (4-12)5.2式中 P-传递的功率N-工作的转速由机械设计手册查找压下电机齿式联轴器选用 LZ 型弹性柱销齿式联轴器，型号为 L23。公称转矩内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）26为 630N.m，许用转速为 4500r/min。制动与离合器齿式联轴器选用 LZ 型弹性柱销齿式联轴器，型号为 L26。公称转矩为8000N.m，许用转速 3300 r/min。4.6 制动器的选择制动力矩的计算T=Tt (4-13)式中Tt-换算到制动轴上的负载力矩，Tt=483N.m：-保证重物可靠悬吊的制动安全系数，查表得 =1.5 T=4831.5=724.5N.m计算得知 T750N.m，故可以直接进行查表选用 YW23 系列电力液压块式制动器。制动器的型号为 YW23-315/90，其规格 D=315mm，每一瓦块退距=1.25mm，额定制动力矩 Tf=lOOON.m。符合选用要求。4.7 离合器的选择离合器是主传动部分在同轴线上传递力或运动时，具有接合和分离功能的装置。其离合作用可以靠摩擦、啮合等方式来实现，操作方法可以是机械式、液压式、电磁式、气压式、超越式、离心式等。本次设计中根据需要选择液压式矩形牙牙嵌离合器。离合器的材料为 20Cr，其硬度为 5862HRC，内径D1=150mm，外径 D= 200mm,D2= 160mm，l=85mm，a=25mm.内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文）27第五章 液压压下装置5.1 液压压下装置的特点长期以来，轧机上使用的是电动压下装置。近年来随着工业的发展，由于轧制速度逐渐提高，产品的尺寸精度要求日趋严格。特别是采用厚度自动控制(AGC)系统以后，电动压下装置由于有传动效率低、运动部分的转动惯量大、反应速度慢、调整精度低等缺点，已不能满足工艺要求。为了提高产品的尺寸精度，在高速带钢轧机上开始采用液压压下装置。目前，新线的 BD1 开坯机可逆式二辊轧机的设计中，采用液压与电动双压下装置的压下调整机构，液压压下与电动压下装置的动态特性比较见表 5-1。表 5-1 液压压下与电动压下动态特性比较项目速度v(mm/s)加速度a/(ITlIIl/S2)辊缝改变0. Imm的时间s频率响应宽度范围/Hz位置分辨率/mm电动压下液压压下改善系数0. 10. 52510200.522012040600.520.050.1