二十一辊矫直机毕业设计实施方案说明书

I 78 二十一辊板带矫直机地设计与校核 摘要 轧钢生产已经成为冶金生产行业中把钢坯轧制成钢材地重要生产环节 具有产量大 品种齐全 生产过程机械化自动化程度高等许多优点 是满 足国民生产需要地重要技术 并且随着科学地发展 轧钢生产行业与传统 机械业进一步紧密地结合在一起 利用轧钢生产技术 提高轧制产品地质 量 减少轧制生产时间 提高成材率 降低生产成本和材料地利用率已经 成为轧钢机械设计地主要目标 而矫直技术是提高板带钢产品表面质量和 平坦度地重要环节 b5E2R 本文是依据板带矫直机地生产过程和工作原理 经过现场实习 首先 从二十一辊板带矫直机地总体方案评述开始 依次进行了主电机地选择计 算 主传动系统地设计 工作辊与支承辊设计 矫直机压下与压上装置地 设计与校核 并对矫直机地某些零件和基本结构进行了设计 并且研究了 矫直机地发展方向 p1Ean 关键词 轧钢生产 表面质量 矫直机 平坦度 II 78 Design and Calibration of 21 Roller Board belt Straightening Machine DXDiT Abstract The product of steelrolling has become an importanct tache of rolling billet to be steels in the metallurgy produce industry The stongpoint of this industry is have great output of the production is thevarietyproduction and the produce process is very mechanization and automatization The steelrolling is a importanct technonlogy to fulfill the country need Also with the development of steelrolling industry the industry integrate very well with the tration mechanism industry How to make use of the steelrolling manufacture technology enhance the rolling quality of the production decrease the product of rolling time enhance the rate of product useful rolled steel The straighting techology is a important tache to enhance the surface quality and flatness of the production RTCrp This article design basis on the boardstrip straighting machine produce process and the working principle in the steel metallurgy With practice in scene The design is begin with the designing of the main transmissionand the machine roller in the straighting machine This article first begine with the scheme review of the collectively Then go along with choice of the mainelectromotor the design of work roller and the support roller press down III 78 equipment and press up equipment Following designed the local assessory and the over all structure Besides researched the development direction of the straighting machine 5PCzV Keywords Product of steelrolling Straighting machine Surface jLBHr quality Mechanization 目录目录 1 绪论绪论 1XHAQX 1 1 轧钢生产地国内外发展情况 1 1 1 1 一轧钢生产及产品种类 1 1 1 2 轧钢机械地分类及标称 1 1 2 矫直机在轧钢生产中地作用及发展情况 2LDAYt 1 3 现场二十一辊板带矫直机地工作原理 2Zzz6Z 1 4 鞍山钢铁集团冷轧薄板厂 3 IV 78 1 4 1 鞍钢冷轧薄板厂介绍 4 1 4 2 典型设备 4 1 4 3 主要产品 5 1 4 4 厂区平面布置图 5 2 总体方案评述总体方案评述 6 2 1 轿直机地调整形式 6 2 2 机座形式 6 2 3 支承辊地布置形式 6 2 4 辊地材质 6 2 5 传动系统地形式 7 2 6 轴承选择 8 2 7 压下机构地形式 8 2 8 矫直辊列地布置形式与驱动形式 8 3 矫正机力能参数地计算矫正机力能参数地计算 10 3 1 二十一辊矫直机地技术性能及矫直工艺参数 10dvzfv 3 2 辊式矫正机基本参数地确定 10rqyn1 3 3 矫直力地计算 11Emxvx 3 4 矫直功率地计算和电机功率地选择 13SixE2 4 主要零部件校核计算主要零部件校核计算 156EWMY 4 1 矫直辊地校核计算 15kavU4 4 1 1 矫直机矫直扭矩地计算 15y6v3A 4 1 2 第三辊上弯曲力矩和支反力地确定 17M2ub6 4 压下压上装置地计算及校核压下压上装置地计算及校核 260YUJC V 78 4 1 压下电机功率地选择 26eUts8 4 1 1 压下螺丝地传动力矩和压下电机功率地计算 26sQsAE 4 2 压下装置地校核计算 27GMsIa 4 2 1 压下电动机地过载校核计算 27TIrRG 4 2 2 压下螺丝及压下螺母地强度校核设计 277EqZc 4 3 压上机构设计与校核 29lzq7I 4 3 1 低速级蜗轮蜗杆地设计计算 29zvpge 5 斜齿圆柱齿轮减速装置设计及校核斜齿圆柱齿轮减速装置设计及校核 32NRPOJ 5 1 减速机齿轮设计与校核 331nowf 5 1 1 齿轮材料 精度和齿数地选择 33fjnFL 5 1 2 减速机齿轮设计计算 33tfnNh 5 1 3 齿轮接触强度校核 36HbmVN 5 2 减速机轴地设计与校核 37V7l4j 5 2 1 求输出轴上地功率P2转速n2和T2转矩 3783lcP 5 2 2 求作用在齿轮上地力 37mZkkl 5 2 3 初步确定轴地最小直径 38AVktR 5 2 4 轴地结构设计 38ORjBn 5 2 5 按弯扭合成应力校核轴地强度 412MiJT 5 2 6 精确校核轴地疲劳强度 41gIiSp 5 2 7 圆锥辊子轴承校核 44uEh0U 6 润滑方式地选择 46IAG9Q 结论与评价 48 致谢 48 参考文献 49 VI 78 附录 A A 英文资料及译文 50 个人收集整理 仅供参考 1 78 1 绪论 1 1 轧钢生产地国内外发展情况 1 1 1 轧钢生产及产品种类 在 20 世纪末 世界轧钢技术发展迅速 轧钢生产在自动化 高精度化 连续化方面取得了较大进步 轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材地重要生 产环节和主要方法 因为用轧制方法生产出地钢材 具有生产率高 生产过 程连续性强 品种多 易于实现机械化 自动化等优点 而且比锻造 挤 压 拉拔等生产产品 性能更高 成本更低 目前 约有 93 地钢都是经过 轧制成材地 有色金属生产也大量应用轧制方法 WwghW 轧钢生产地主要产品为建筑 造船 汽车 石油 化工 国防 矿山 等专用钢材 目前 我国轧钢生产地钢材品种主要有薄钢板 硅钢片 钢带 无缝钢管 焊接钢管 铁道用钢 普通大型材 普通中型材 普通小型材 优质型材 冷弯型钢 线材 特厚钢板 中厚钢板等 轧钢生产地产品按钢 材断面形状分为 钢板 钢管和型钢 型钢是一种应用范围广泛地钢材 我 国型钢产量占钢材总产量地 25 30 型钢按用途分为 普通型钢和专用 型钢 从断面形状又可分为异型断面型钢和简单断面型钢 从生产方式地角 度又可分为焊接型钢 弯曲型钢和轧制型钢 asfps 板带材也是一种广泛应用地钢材 我国地板带材产量占钢材总产量地 45 55 板带钢按应用领域分为建筑板 桥板 船板 汽车板 电工钢 板 机械用板等 按照轧制温度地不同又可以分为热轧板带和冷轧板带 钢 板按厚度分为 中厚板 薄板和箔材 ooeyY 钢管地用途主要有建筑用管和石油管道等 我国钢管产量占钢材总产量 地 10 15 钢管地规格一般用外形尺寸及壁厚标称 其断面一般为圆形 管 也有多种异型钢管和变断面钢管 钢管从制造角度划分为无缝钢管 螺 旋钢管与直缝钢管 冷轧钢管等 按断面形状划分为圆形管 异型钢管和变 个人收集整理 仅供参考 2 78 断面钢管 这些品种齐全 样式繁多地钢管被应用在管道 石油运输 锅炉 侧壁 地质钻探 轴承及注射针管等方面 BkeGu 随着轧钢工艺及轧钢技术地不断发展 钢材地生产范围将不断扩大 产品品种也将不断增多 近年来我国许多有价值地钢板产量大幅度增长 冷 轧硅钢片 2003 年已达 89 6 万吨 镀锡板 2002 年已经达到 110 万吨 管线 钢 石油管 耐火钢板 冷轧不锈钢板产量达 55 万吨 PgdO0 1 1 2 轧钢机械地分类 轧钢机械地定义是轧制钢材地机械设备 轧件在轧辊中产生塑性变形 轧制出所需形状地钢材 轧钢机械主要由轧钢机和辅助设备组成 轧钢机由 工作机座 传动装置 换辊装置及主电机组成 主机列称为轧钢车间主要设 备 轧钢机以外地设备统称辅助设备 由于钢材产品种类很多 轧钢机可按 用途 构造和布置三种方法进行分类 辅助设备种类很多 数量大 包括剪 切机 热锯机 矫直机 卷取机 冷床 辊道及换辊装置 3cdXw 1 2 矫直机在轧钢生产中地作用及发展情况 a 侧弯 b 中浪 c 边浪 d 长度方向瓢曲 e 宽度方向瓢曲 图 1 1 金属带材产品地缺陷 矫直是金属材料加工地后部工序 这道工序可以大幅度地提高产品地 质量水平 大大改善产品在轧制 冷却和运输过程中产生地各种形状缺陷 如 钢轨地弧形弯 板带材地横纵向弯曲 边部浪 镰刀弯等缺陷 矫直机 已经成为轧制车间不可缺少地设备 而且广泛应用于以板坯为原料地各种 工厂车间 如汽车制造厂 船舶制造厂等 h8c52 矫直机按照结构可以分为压力矫直机 辊式矫直机 管棒材矫直机 个人收集整理 仅供参考 3 78 拉伸矫直机和拉伸弯曲矫直机 20 世纪以来 矫直技术得到了很大地发展 但在快速发展地矫直理论 背后 矫直技术在实际生产中地应用却非常滞后 矫直理论总体来说还很粗 糙 因为矫直机地许多参数还需要依靠经验公式和经验数据来决定 矫直 机矫直辊负辊距地破坏作用地机理直到 20 世纪 80 年代才被阐明 落后于 实际 30 多年 辊数 辊距 压弯量 辊径 矫直速度等许多数据还没有权 威地理论公式 直到 20 世纪 80 年代 矫直理论才逐步走向完善 现已开发 出万能矫直机 行星矫直机 旋转反弯矫直机 辊距改变地 9 1 辊矫直机 并且矫直机实现了利用计算机程序实现自动控制 随着矫直技术地发展四种 矫直技术逐步发展成熟 它们是弯曲矫正技术 拉伸矫正技术 拉弯矫正 技术和扭转矫正技术 随之而来地还有平动矫直技术 行星矫直技术 全长 矫直技术 变凸度及变辊距矫直技术等 v4bdy 1 3 现场二十一辊板带矫直机地工作原理 图 1 2 板带矫直机工作原理 现场矫直机地工作原理是塑性拉弯矫直理论 带材在轧制及平整工序 中产生内部不均匀应力 当其应力值达到一程度时 会造成板形地瓢曲或 浪形 拉弯矫直机利用了内应力地存在改善板形 需矫平地带材在张力辊 组施加地张力地作用下 连续经过上下交替布置地多组小直径地弯曲辊剧 烈弯曲 如图 1 1 带材各条纵向纤维长度地不均匀性在拉伸和弯曲地合作 用下 沿长度方向上产生了不同程度地塑性延伸 拉伸弯曲矫直技术使各 个人收集整理 仅供参考 4 78 条纵向纤维地长度趋向于一致 从而减小了内应力地不均匀分布 J0bm4 消除了由于纵向纤维长度差造成地板形缺陷 1 41 4 技术经济性分析技术经济性分析 1 技术经济评价地涵义 通常来说对 技术 地理解是包括工具 劳动者地劳动方法 技能等 技术地总称 对 经济 地含义 主要是指在社会生产和再生产地整个过 程中所取得地节约和效果 经济效果是指社会生产和再生产 即即经济活 动过程中劳动消耗和劳动占用同劳动成果地比较 这里所说地劳动消耗 包 括人力 物力 财力地消耗 劳动占用是指厂房 设备 器具地占用 技术 经济评价又可称为项目经济评价 是指工程项目或设计方案投资决策过程 中 采用现代分析方法对项目方案在计算期 包括建设期和生产期 内地 经济效果所做地测算和分析 技术经济评价是可行性研究地核心内容 是项 目方案投资决策地重要依据 在工程机械项目中 为了提高工程地经济效益 采用先进地技术 以节约工程建设地造价 降低运行成本和节约经济性地 维护费用 但是 在某些情况下 采用先进地技术还必须与当地地客观条件 相适应 XVauA 2 2 经济评价在工程机械中地重要性 自改革开放以来 我国地基础建设程序和管理体制发生了根本地变化 逐步走上了了良性发展地轨道 根据国内外地经验 从设计阶段到技术设计 完成 约占 1 4 设计周期 到施工图设计完成需要 2 5 地以上地建设周期 根据设计阶段影响投资地程度来看 初步设计阶段影响投资地可能性为 75 95 技术设计阶段影响投资地可能性为 35 75 施工图设计阶段影 响投资地可能性为 10 35 而自施工开始 通过技术组织措施节约工程 造价地可能性只有 5 10 显然 前期建设工作对于降低总概算费用起着决 定性地作用 bR9C6 个人收集整理 仅供参考 5 78 了解和掌握技术经济评价在工程机械中应用地重要性具体体现在以下几个 方面 进行技术经济比较 选择合理地路线走向 在方案确定和设计中 对零件加工工艺进行方案必选 推荐技术先进 投资经济地工艺 经过技 术经济比较 选择重要零件地结构形式 研究工程设计中技术进步地经济 效益 在设计工作中 开展技术进步活动地最终目地是提高经济效益 包括 采用新工艺 可以缩短成产周期 降低能耗和资源消耗 pN9LB 经过技术经济分析 对经济效益不大地技术 建议不宜在工程设计中 应用 有些技术对建设项目地近期效益不明显而远期效益较高地 建议可在 对投入与产出做比较后做出取舍 有些技术近期投资较大 远期效益虽有不 很高地 需做全面分析 看能否分期投资 有些技术在工艺上有较大地改进 可节省经济性地运行费用 但在结构方面却增加难度和投资 则建议需做 进一步地经济核算后再确定 DJ8T7 3 课题选择 选择课题时要进行趋向研究 市场分析 用户调查 专利情况等情报 地收集工作 根据情报来确定设计工作任务 1 趋向研究 随着工厂对薄板需求量地增加 对薄板地矫直厚度 矫直理论和矫正质量有了新地要求 我们对原有地矫直机进行了一部分改 进设计 使其更好地适应市场地需求 QF81D 2 市场分析 薄板在工厂地应用范围广泛 适应市场地需求 与企 业地利益息息相关 4 摸清课题要求 为了搞清如何对矫直机进行改进 在参观了工厂现有地矫直设备外 又在网上查阅相关资料 使所设计地矫直机符合经济性和可靠性要求 4B7a9 2 总体方案评述 个人收集整理 仅供参考 6 78 2 1 轿直机地调整形式 辊式钢板矫直机地调整可以分为上排工作辊整体倾斜调整地矫直机和上排 每个工作辊可以单独调整地矫直机两大类 ix6iF 上排工作辊整体倾斜调整地矫直机 轧件在入口端地第 2 第 3 辊上地 反弯曲率最大 产生大变形 迅速消除轧件地原始曲率地不均匀度 以后 各辊地压下量按直线关系递减 在第 n 1 辊处 轧件地反弯曲率最小 只产生弹性弯曲变形 这种工作辊地调整方式符和矫正过程地变形特点 采 用这种调整方式地是钢板矫直机 矫正薄板时一般是 7 13 辊 且带有工 作辊挠度调整装置 以矫正板材上地瓢曲 单双浪等二 三维形状缺陷 wt6qb 上排每个工作辊可以单独调整地矫直机 这种调整方式比较灵活 但由 于结构配置地原因 它主要用于辊数较少 辊距较大地型钢矫直机 Kp5zH 2 2 机座形式 辊式钢板矫直机工作机座可分为台架式和牌坊式两大类 台架式矫直机地结构简单 但刚性较差 采用大量弹簧平衡地台架式矫 正机 使用时上台架容易产生震动 由于冷矫直时矫直力大 所需机架地 刚性要求较高 故台架式薄板矫直机不能满足薄板冷矫地使用 Yl4Hd 矫直机本体装在可移动地框架上 框架下面地四个车轮支撑在轨道上 由横移驱动机构推动框架移入工作位置后用定位装置定位 矫正机机架可 以是开式地也可以是闭式地 薄板矫直机大多采用牌坊式结构 矫直机地工 作机座包括机架本体 支承辊 压下装置和摆动装置等部分 ch4PJ 牌坊式工作机座地特点是强度和刚度较好 辊子地调整拆装方便 故 新设计地板带矫直机采用这种形式 缺点是结构较复杂 外形尺寸也较大 qd3Yf 2 3 支承辊地布置形式 个人收集整理 仅供参考 7 78 支承辊采用交错布置 支承辊承受工作辊地垂直方向和水平方向上地 弯曲 矫直过程中工作辊载荷比较稳定 与垂直布置地支承辊相反 交错 布置地支承辊多用于工作辊辊径与辊身长度比值较小地矫正机 E836L 2 4 辊地材质 工作辊直接与轧件接触 为避免辊子过早磨损和保证矫直机可靠工作 对矫直机工作辊有下列要求 1 辊面应有较高地硬度 2 有较高地 加工精度 3 有较高地抗弯和抗扭强度 S42eh 目前 冷矫时 若工作辊径 D200mm 时 采用 9Cr 有地重型 厂当 D 90mm 时 采用 59CrV4 热矫直机工作辊常采用 60SiMn2MoV 或 55Cr 采用温矫工艺地矫正辊需要镀铬 铬层厚度 0 1 0 2mm 501nN 支承辊承受矫直过程中地扭转应力 与工作辊直接接触 在二十一辊 矫直机中也采用 60CrMoV 作为原材料 2 5 传动系统地形式 主传动系统包括减速机 齿轮座和万向联轴节等 1 减速机 在矫直机主传动系统中 减速机除有减速作用外 还有均 衡分配传动扭矩地作用 因此也称减速分配器 减速机有三种主要形式 圆 柱齿轮型 圆柱圆锥齿轮型和蜗轮型 这三种形式中 每种又可分为单支 双支 三支和四支等结构 jW1vi 辊数大于 7 地矫直机上 不宜使用单支减速分配器 这是因为传递地总 扭矩大 齿轮座地齿轮也大 使齿轮座出轴地间距很难与矫正辊间距相适 应 因此 在辊式钢板矫直机上大多使用多支地减速分配器 这样可以使 齿轮座地载荷均匀 xS0DO 由于矫直机地第三辊 或第二辊 受地矫正扭矩最大 因此 该辊要 尽可能由减速机地一根出轴经齿轮座直接传动 以减轻齿轮座地负荷 有时 个人收集整理 仅供参考 8 78 为适应矫直机在连续机组中地安装 将矫直机设计成可以双向进料地结构 这时 矫直机另一端地第三辊由一根输出轴直接传动 LOZMk 2 齿轮座 一般情况 为防止钢板在工作辊间打滑 辊式钢板矫直机 地所有工作辊都是驱动地 齿轮座地作用是将减速机传来地扭矩分配给各 个矫正辊 ZKZUQ 齿轮座输入轴数目与减速机支数相同 每根输入轴带动一组齿轮 在 输入轴数量较多时 各组齿轮之间互补联接 以避免功率传递线路闭和 恶化齿轮啮和条件 dGY2m 按照齿轮地啮合列数 可分为单列齿轮座和多列齿轮座 单列齿轮座地 制造和安装简单 各齿轮轴和轴承可以通用且切齿轮轴地刚性高 一般在工 作辊距小于 50mm 时 宜采用这种形式 与单列齿轮座比较 多列齿轮座地 中心距较小 因为每对齿轮座地齿宽是根据传递地扭矩确定地 同时 齿轮 避免了重复啮合 因而可以适当减小中心距 多列齿轮座地齿轮轴刚性较低 为保证齿轮轴地刚度 通常只在辊距大于 50mm 时才采用这种结构 rCYbS 3 万向联轴节 由于齿轮座中心距大于矫正机地总中心距 因此 齿 轮座出轴与矫正辊采用万向联轴节连接 矫直机常用地万向联轴节除了一般 地滑块式 叉头 扁头型外 在辊径小于 1200mm 时 也采用球形万向联 轴节 在小辊距矫直机上 也可以采用简易型刚球万向接轴 这种联轴节 采用标准刚球 它只起定心作用 矫正扭矩是靠两叉头地侧面直接接触来 传递地 FyXjo 2 6 轴承选择 在矫直机地功率损耗中 由于轴承摩擦占地损耗大 所以减速机齿轮 座和矫直机本体一般均采用滚动轴承 因为二十一辊矫直机地矫直辊辊径 小 故需支承轴承地外形尺寸不能太大 所以采用辊针轴承可以减少轴承 地外形尺寸 所以工作辊和支承辊用滚针轴承和止推轴承 TuWrU 个人收集整理 仅供参考 9 78 2 7 压下机构地形式 1 两片机架用螺母互相连接 通过螺栓将机架固定在机座上 机架 盖与机架用螺栓连接在一起 2 压下装置通过电机传动 带动两个蜗杆 使四个蜗轮分别带动四 个压下螺丝旋转 因螺母固定在滑块中 当压下螺丝旋转时滑块升降 摆 动体及工作辊通过弹簧地作用 也随着升降 如图 2 3 7qWAq 3 上工作辊两端倾斜时 通过单独调整工作辊地一端 使其处于水 平位置 为此两螺杆之间装有离合器 脱开离合器 既可单独调整 llVIW 图 2 3 高度调节示意图 2 8 矫直辊列地布置形式与驱动形式 1 工作辊与支承辊装置 工作辊装置 上下两排工作辊分别装在轴 承座中 轴承座固定在上下机座中 上辊座地侧面形成圆弧面 可以在机 架窗上内侧摆动和上下滑动 使上工作辊上下移动 及改变前后工作辊地 开度 当调整工作辊挠度时 轴承座和辊座之间可沿半径为 60 毫米地圆 弧面相对转动 yhUQs 2 驱动形式 钢板辊式矫直机地上排和下排工作辊是驱动地 以避 免钢板在工作辊间打滑 个人收集整理 仅供参考 10 78 3 矫直机力能参数地计算 3 1 二十一辊矫直机地技术性能及矫直工艺参数 1 矫直机主电机参数 功率 P 160KW 转速 n 1480 r min 个人收集整理 仅供参考 11 78 2 电动机 矫直机压下电动机功率 P 1 5KW 转速 n 153 590 r min 横向倾斜调节电动机功率 P 4 5KW 转速 n 930 2840r min 3 主减速机传动比 2 6 4 工作辊数目 21 个 5 工作辊辊距 52 mm 6 工作辊直径 96 150 mm 7 工作辊辊长 1750mm 8 工作辊圆周速度 0 1 1 8m s 9 上工作辊升降速度 0 2mm s 10 支承辊辊径 51mm 11 支承辊数目 161 个 12 板坯宽度厚度 1530 mm 0 5 2 0 mm 3 2 辊式矫正机基本参数地确定 由文献 1 23 5 8 得矫直机允许地最大与最小辊距为 0 35 3 1 max T s Eh min 0 43 3 2 min T max h s E 式中 被矫钢板地最小厚度 0 5mm min h min h 工作辊弹性模量 MPa E 5 101 2 E 矫直辊地屈服强度 490 MPa s s 个人收集整理 仅供参考 12 78 被矫钢板地最大厚度 2 mm max h max h 所以 0 35 0 35 96mm max T s Eh min 490 107 25 0 5 0 43 0 43 17 8 mm min T max h s E 490 101 2 2 5 矫直机矫直辊距 T 地范围是 T min T max T 由文献 1 表 11 4 得薄板矫直机矫直辊直径 D 和矫直辊辊距 T 之比 0 9 0 95 T D 所以 D D D 即 D minmax min t max t 求出 16 02 mm D Cu Sn 1 P 45HRC 由文献 4 表 11 7 查得蜗轮地基本许用应力 268MPa H ViLRa 个人收集整理 仅供参考 37 78 应力循环次数 N 60 60 2 16 h Ljn212000 2025 1500 1 6 10 寿命系数 1 21 则 HN k 8 6 7 1016 2 10 1 21 324 MPa 5 9 H HN k H 268 6 计算中心距 a 107 3 mm 3 2 324 9 2160 71306721 1 取中心距 a 125 mm 因为 20 故由文献 4 表 11 2 得模数 m 5 i mm 蜗杆分度圆直径 50 mm 这时 0 5 由文献 4 图 11 18 1 d a d1 100 50 查得接触系数 2 6 因为 因此以上结果可用 9eK0G Z Z Z 4 蜗杆蜗轮主要参数及几何尺寸 1 蜗杆轴向齿距 3 14 15 7mm a pm 5 直径系数 10 q 齿顶圆直径 mq 5 2 60 mm 1a dmha 210 51 齿跟圆直径 mq 5 2 38 mm 1f d2 a hcm 10 151 分度圆导程角 11 18 36 蜗杆轴向齿厚 7 85mm a Sm 2 1 514 3 2 1 蜗轮齿数 Z 41 变位系数 5 22 X0 验算传动比 20 5 这时传动比误差为 2 5 是 1 2 Z Z i 2 41 20 205 20 允许地 蜗轮分度圆直径 mZ 5 205mm 2 d 2 41 个人收集整理 仅供参考 38 78 蜗轮喉圆直径 205 2 215mm 2a d 22a hd 5 蜗轮齿根圆直径 202 193mm 2f d 1 d2 2f h 552 1 蜗轮咽喉母圆半径 12 17 5 mm 2g r a 2 2 1 a d 5215 2 1 5 校核齿根弯曲疲劳强度 5 10 F mdd kT 21 2 53 1 YYFa2 F 其中 齿形系数 根据 5 当量齿数 2Fa Y 2 x0 2V Z 2V Z 3 2 cos Z 31 11cos 41 3 43 48 由文献 5 图 11 19 中 可查得齿形系数 2 87 2Fa Y 螺旋角系数 0 9192 Y Y 1 140 1 140 31 11 基本许用弯曲应力 由文献 5 表 11 8 查得由 ZCuSn10P F 制造地蜗轮基本许用弯曲应力 56 MPa naK8c F 寿命系数 0 918 FN K FN K 9 6 10 n 9 6 6 1016 2 10 许用弯曲应力 56 51 408 MPa F F F FN K 918 0 则 25 76MPa F mdd kT 21 2 53 1 YYFa2 520550 71306721 1 53 1 9192 0 87 2 350HBS 地硬齿面 其失效为轮齿地折断准则为 按齿根弯 曲强度设计 按齿面接触强度校核 2 按齿根弯曲疲劳强度设计 6 1 n m 3 2 1 2 1 cos2 F SaFa ad YY Z YkT 其中 螺旋角 试选 12 螺旋角影响系数 由文献 4 图 5 25 得 0 9 Y Y 小齿轮地弯曲疲劳强度极限 由文献 4 图 5 11 得 lim1F 个人收集整理 仅供参考 41 78 960 MPa lim1F 大齿轮地弯曲疲劳强度极限 由文献 4 图 5 11 得 lim2F 670MPa lim2F 小齿轮地接触疲劳强度极限 由文献 4 5 10 得 lim1H 1470MPa 大齿轮地接触疲劳强度极限 由文献 4 图 lim1H lim2H 5 10 得 1180MPa gUHFg lim2H 最小安全系数 1 1 35 H S F S H S F S 小轮应力循环次数 1 N 60 60 1 776 1 NnjLh20011480 7 10 大轮应力循环次数 6 8 1 N 2 N u N1 6 2 1760000 6 10 弯曲疲劳寿命系数 由文献 4 图 5 13 得 1FN k 2FN k 1 1FN k 2FN k 接触疲劳寿命系数 由文献 4 图 5 12 得 1HN k 2HN k 1 08 1 2 1HN k 2HN k 小轮许用弯曲应力 637 MPa 1F 1F F F S lim1 35 1 860 大轮许用弯曲应力 496 MPa 2F 2F F F S lim2 35 1 670 接触疲劳许用应力 1 08 1588 1H 1H1HN k lim1H 1470 个人收集整理 仅供参考 42 78 MPa 接触疲劳许用应力 1 2 1180 1424 2H 2H2HN k lim2H MPa 1506 MPa 1 23 H 2 21HH 2 14241588 17 52MPa 2H H 齿宽系数 由文献 4 表 5 8 得 1 1 d d 小齿轮地当量齿数 21 37 1v Z 1v Z 3 1 cos Z 3 9781 0 20 大齿轮地当量齿数 55 56 2v Z 2v Z 3 2 cos Z 3 9781 0 52 斜齿轮齿形系数 由文献 4 表 5 6 得 2 80 2 31 Fa Y 1Fa Y 2Fa Y 斜齿轮应力校正系数 由文献 4 表 5 6 得 Sa Y 1 564 1 70 1Sa Y 2Sa Y 齿轮端面重合系数 0 9781 188 a cos 12cos a 3 21 11 ZZ cos 188 2 1 622 3 52 1 20 1 12cos 试选载荷系数 1 4 t k 由电机功率 160KW 转速 n 1480r min 得电机输出轴转矩 p 个人收集整理 仅供参考 43 78 9 55 9 55 1032432 Nmm 6 2 1 T 1 6 10 n p 6 10 1480 160 0 00687 0 00792 1 11 F saFaY Y 637 564 1 80 2 2 22 F saFa YY 469 70 1 31 2 0 318 0 3181 4873 d 1 Z tg 12201 1tg 则 nt m 3 2 1 2 1 cos2 F SaFa ad YY Z YkT 300792 0 622 1 4001 1 9567 09 010324324 12 5 2557mm 圆柱斜齿轮模数修正 1 6 3 F k v k F k k 1 6 4 H k v k H k k 其中 动载荷系数 由文献 4 图 5 7 得 1 01 v k v k 使用系数 由文献 4 表 5 1 得 1 A k A k 接触强度分配系数 由文献 4 表 5 12 得 1 312 H k H k 弯曲强度分配系数 由文献 4 表 5 12 得 1 23 F k F k 齿面载荷分布不均匀系数 由文献 4 表 5 2 得 1 104 k k 所以 1 1 1 588 F k F k v k F k k104 1 23 117 1 1 1 1 695 H k v k H k k104 1 312 1 17 1 个人收集整理 仅供参考 44 78 由于 1 588 与相差很大 所以原设计要修正 k t k 5 48mm 圆整并取标准 6mm n m nt m 3 4 1 588 1 n m 3 几何尺寸计算 1 计算中心距 a 220 83 mm 6 5 cos2 21 ZZmn 9773 0 2 5220 6 中心距圆整 取 a 221 mm 2 求实际齿轮地螺旋角 12 6 6 a ZZmn 2 arccos 21 2212 5220 6 arccos 39 12 由于与预选地相差不大 所以 不需要修正 H Z k Y a 小齿轮分度圆直径 122 780 mm 1 d cos 1 Zmn 9773 0 206 大齿轮分度圆直径 319 220mm 2 d cos 2 Zmn 9773 0 526 齿轮齿宽 1 1 135 06 mm 1 db d 78 122 圆整取 135 mm 则 小齿轮齿宽 mm 大齿轮齿宽 b140 1 B mm 135 2 B 6 1 3 齿轮接触强度校核 按照接触疲劳强度校核公式进行校核得 6 7 H u u bd kF a t 1 1 HE ZZ H 个人收集整理 仅供参考 45 78 由文献 4 表 5 5 得 189 8 E ZMpa 由文献 4 图 5 22 得 2 45 H Z 齿轮法向力 2 2 16817 6 N t F 1 1 d T 78 122 1032432 所以 H u u bd kF a t 1 1 HE ZZ 6 278 122622 1 135 16 2 6 168174 1 45 2 8 189 512 MPa0 07 7 mm Lhdh 轴环处直径 102 mm 轴环宽 1 4取 10 mm CvDtm dbh L 4 轴承端盖总宽 25 mm 装拆便于对轴承添润滑脂 端盖处与半联轴 器右端面间距离 35 mm 故取 60 mm QrDCR L L 5 876 30 5 8 16 4 58 5mm LaST 0 65 20 16 91mm L SaCL L 10 经上述结构设计 轴地结构如图 6 1 所示 图 6 1 轴地结构简图 由图 6 1 计算得轴各支点反力如表 6 2 个人收集整理 仅供参考 49 78 个人收集整理 仅供参考 50 78 个人收集整理 仅供参考 51 78 图 6 2 小齿轮轴受力分析图 表表 6 2 轴受力参数表轴受力参数表 载荷水平面 H垂直面 V 支反力 F 1NH F 10902 N 5451N 2NH F 5952 N 70 75 N 1NV F 2NV F 弯矩 1035690 Nmm H M 565440 N mm 1V M 13442 N mm 2V M 总弯矩 1037232 157 Nmm 1 M 22 5654401035690 1035777 233 Nmm 2 M 22 5 134421035690 扭矩 2551142 36 N mm Z T 6 2 5 按弯扭合成应力校核轴地强度 进行校核时 只校核轴上承受最大弯矩和扭矩地截面强度根据文献 5 式 15 5 及上表中地数值 并取应力折算系数 0 6 轴地计算应力 4nCKn 6 17 ca W TM 2 2 2 1 3 22 901 0 36 25511426 0 157 1037232 21 384 MPa 前已选定轴材料为 45 钢 调质处理 由文献 5 表 15 1 查得 1 个人收集整理 仅供参考 52 78 60 MPa 因此S 1 5 22 SS SS 22 29 1165 29 1165 所以 截面 左侧强度校核合格 3 截面 右侧 抗弯截面系数按文献 5 表 15 4 中地公式计算W 0 1 0 1 72900 mmW 3 d 3 90 3 0 2 0 2mm W 3 d145800903 3 弯矩及弯曲应力为 M 270938 NmmM148800 95 7095 MPa b W M 04 2 72900 148800 扭矩及扭转切应力 2 T 2551142 36 2 T MPa T T W T2 498 17 145800 36 2551142 过盈配合处地 0 8 2 78 48 3 k k 16 3 轴按磨削加工 由文献 5 附图 3 4 表面质量系数为 0 92 故得综合系数 3 48 3 57 k k 1 1 1 92 0 1 2 78 2 87 k1 1 k 1 92 0 1 个人收集整理 仅供参考 55 78 所以 截面右侧地安全系数为 ma k S 1 76 37 01 004 2 57 3 275 6 06 S ma k 1 2 498 17 05 0 2 488 17 87 2 155 所以 S 5 9 S 1 5 22 SS SS 22 06 6 76 37 06 676 37 故该轴 截面右侧地强度也是足够地 6 2 7 圆锥辊子轴承寿命计算 圆锥辊子轴承支反力和计算 1r F 2r F N 1r F 2 1 2 1NVNH FF 10420 2 59510902 22 8931 N 2r F 2 2 2 2NVNH FF 22 75 705451 569 nmin r 轴承型号 30218 轴承参数 168KN 152KN r C ro C42 0 e 4 1 y 图 6 3 轴承受力分析图 个人收集整理 仅供参考 56 78 1 5 p f Ct100 N 6 18 1d F y Fr 2 1 7 4435 4 12 12420 N 6 19 2d F y Fr 2 2 6 3189 4 12 8931 1 轴承为紧轴承 2 轴承为松轴承 a F 2d F 1d F 3538 6 3189 6 6782 2 N 21daa FFF 3189 6 N 22da FF 54 0 12420 2 6782 1 1 r a F F e 1 4 4 0 x y 1 5 19562 76 N 111arp yFxFfP 2 67284 1124204 0 6 20 所以 1 轴承地使用寿命为 1H L 60 10 1 6 P Cf n rt 3 10 3 10 6 76 19562 1680001 56960 10 37957h 6 21 35 0 8931 6 3189 2 2 r a F F e 1 0 x y 1 5 5954 N 6 22 2 p 2rp Ff 8931 所以二轴承地使用寿命为 个人收集整理 仅供参考 57 78 2h 6 23 2H L 60 10 2 6 P Cf n rt 3 10 3 10 6 5954 1680001 56960 10 6 10 7 润滑方式地选择 二十一辊板带矫直机润滑方式有两种 稀油润滑和干油润滑 1 稀油润滑 1 主减速机为稀油集中循环润滑 2 压下减速机构为稀油注入润滑 2 干油润滑 1 干油自动集中润滑共 240 点 矫正机本体共 168 个 2 人工手动润滑 112 点 矫正机本体 28 点 万向接轴 84 点 每 个 4 点 稀油润滑集中润滑系统通常由两部分组成 稀油站和润滑管路 包括 给油管 回油管及机器配管 为保证齿轮对有可靠地润滑 主减速机为循环 喷注润滑 vfB1p 管路分为供齿轮对啮合润滑和供轴承润滑两个部分 都是从一个总进 油管分出来 其中包括油管 接头 截止阀 油流指示器 弯头及管路固 定装置等元件 供齿轮对润滑还有喷嘴 各种管路地规格需根据啮合处或轴 承处所需油量确定 在此不设计 齿轮对啮合处润滑是从齿轮对入口方向向 齿轮喷油 对较宽地齿轮 通常利用几个喷嘴地集中油管均匀喷注在齿轮 个人收集整理 仅供参考 58 78 表面上 保证齿轮啮合处形成油膜 并将齿轮传动时地热量带走 在主减 速机机体内 润滑油面应保持在最大齿面根圆上 5 15mm 减速机漏油主要 集中在箱盖和箱体间地接触面 轴端 箱体与油箱地接缝处 在这些地方 采用相应地措施防漏 JbA9V 压下机构润滑方式为稀油润滑 由于压下机构经常动作 调整周期长 故每次压下调整时 均需先开动润滑机构 使压下螺母与螺丝得到充分润 滑 X7Ahr 甘油集中润滑有手动和自动两种 自动甘油集中润滑方式主要采用流出式 甘油黏度较大 特别冬季防寒不良时 甘油压力损失较大 应该注意输油 管地保温措施 甘油油管不需经常拆卸 用法兰联接 加工制造简单 b3zqX 板带板形控制板带板形控制 板形控制是冷轧板带加工地核心控制技术之一 近年来随着科学技术 地不断进步 先进地板形控制技术不断涌现 并日臻完善 板形控制技术 地发展 促进了冷轧板带工业地装备进步和产业升级 生产效率和效益大 幅提升 pZyyt 板形地概念 Concept of Shape 个人收集整理 仅供参考 59 78 1 板形地基本概念 板形直观来说是指板带材地翘曲度 其实质是板带材内部残余应力地分布 只 要板带材内部存在残余应力 即为板形不良 如残余应力不足以引起板带 翘曲 称为 潜在 地板形不良 如残余应力引起板带失稳 产生翘曲 则称为 表观 地板形不良 DVyGZ 2 板形地表示方法 板形地表示方法有相对长度差表示法 波形表示法 张力差表示法和厚度 相对变化量表示法等多种方式 其中前两种方法在生产控制过程中较为常 用 RQxPv 3 常见地板形缺陷及分析 常见地板形缺陷有边部波浪 中间波浪 单边波浪 二肋波浪和复合波浪 等多种形式 主要是由于轧制过程中带材各部分延伸不均 产生了内部地 应力所引起地 5MxX1 为了得到高质量地轧制带材 必须随时调整轧辊地辊缝去适合来料地板凸 度 并补偿各种因素对辊缝地影响 对于不同宽度 厚度 合金地带材只 有一种最佳地凸度 轧辊才能产生理想地目标板形 因此 板形控制地实 质就是对承载辊缝地控制 与厚度控制只需控制辊缝中点处地开口精度不 同 板形控制必须对轧件宽度跨距内地全辊缝形状进行控制 jIw5x 个人收集整理 仅供参考 60 78 影响板形地主要因素 Leading factor on Shape control 众所周知 影响板形地主要因素有以下几个方面 1 轧制力地变化 2 来料板凸度地变化 3 原始轧辊地凸度 4 板宽度 5 张力 6 轧辊接触状态 7 轧辊热凸度地变化 板形控制先进技术 Advanced Technologies of Shape Control 改善和提高板形控制水平 需要从两个方面入手 一是从设备配置方面 如采用先进地板形控制手段 增加轧机刚度等 二是从工艺配置方面 包 括轧辊原始凸度地给定 变形量与道次分配等 xEve2 常规地板形控制手段主要有弯辊控制技术 倾辊控制技术和分段冷却控制 技术等 近年来 一些特殊地控制技术 如抽辊技术 HC 轧机和 UC 系列轧 机 涨辊技术 VC 轧机和 IC 轧机 轧制力分布控制技术 DSR 动态板形 辊 和轧辊边部热喷淋技术等先进地板形控制技术 得到日益广泛地应用 在此 分别就其中几种典型技术作以简单介绍 KAvmy 1 抽辊技术 HC 轧机轧辊横移板形控制系统 个人收集整理 仅供参考 61 78 HC 轧机是 20 世纪 70 年代日本日立公司和新日铁钢铁公司联合研制地新式 6 辊轧机 HC High Crown 即高性能轧辊凸度 该轧机是在普通 4 辊轧机地 基础上 在支撑辊和工作辊之间安装一对可轴向移动地中间辊 中间辊地 轴向移动方向相反 Ywuu4 通过对普通 4 辊轧机轧辊挠曲地分析 工作辊与支撑辊之间超出轧件宽度 区域地有害接触区 导致了轧辊地过度挠曲 这种挠曲不仅取决于轧制力 地大小 而且取决于轧件宽度 另一方面 在工作辊上施加弯辊力时