【JX165】钢板校平机设计[KT+RW+FY+PPT]
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【JX165】钢板校平机设计[KT+RW+FY+PPT],jx165,钢板,校平机,设计,kt,rw,fy,ppt
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重庆科技学院 毕业设计（论文）任务书 院 （系） 机械学院 专业 班级 机械设计制造及其自动化 学生姓名 齐程军 学号 2004440091 指导教师 陈祥伟 职称 高级工程师 题目：钢板校平机设计 （ 任务起止日期 2008 年 2 月 23 日至 2008 年 6 月 15 日 ） 教 研 室 主 任 年 月 日 院 长（系主任） 年 月 日 设计（论文）的主要内容： 本设计是为四川某特殊钢企业 1450 轧钢生产线配套设计热轧钢板校平机。主要已知参数如下： 11450*4 1/100 设计要求满足以下主要要求： 度不低于 850 ； 自动出碴 s，辊缝调整速度 s 撑 辊 ，集体倾斜 设计（论文）任务要求： 具体 负责校平机的力能参数计算与结构设计、 矫直辊及辊缝调节系统 设计。具体要求如下： 成文献综述，英文资料翻译，完成开题报告 平机主要理论参数计算与优化 系装配图 5000 字左右的设计说明书 主要参考文献（由指导教师指定）： 机械设计（第七版） 濮良贵、纪名刚 主编 高等教育出版社 机械工程材料 王章忠 主编 机械工业出版社 材料力学 I、 四版） 刘鸿文 主编 高等教育出版社 文版实用教程 丁学钧、刘建臣 主编 国防工业出版社 轧钢机械（第三版） 邹家祥 主编 冶金工业出版社 矫直技术与矫直原理（第二版） 崔甫 主编 冶金工业出版社 机械设计手册（第三版） 机械设计手册编委会 机械工业出版社 机械设计手册（单行本） 成大先 主编 化学工业出版社 机械设计手册（第四版） 成大先 主编 化学工业出版社 摩擦磨损与润滑（ 2004 级教材） 石油工业出版社 机械维护修理与安装 李士军 主编 化学工业出版社 冶金管理杂志（ 08 年第 1 期） 石洪卫 主编 冶金管理杂志社 特殊钢杂志（ 29 卷第 1 期） 汪学瑶 主编 特殊钢杂志社 互换性与测量技术 李柱、徐振高、蒋向前 主编 高等教育出版社 现代设计方法 王凤岐、张连洪、邵宏宇 主编 天津大学出版社 组设计者及分工： 陈国兵：参与总体设计，具体负责输送辊道设计、润滑系统设计 注 ：该任务书由指导教师填写，在毕业设计开始前一周下达给学生，一式二份，专业教研室、每个学生各一份。其中教研室的一份待学生做完毕业设计（论文）后作为附件装入学生毕业设计（论文）资料中。 学生完成毕业设计（论文）工作进度计划表 序号 毕业设计（论文）工作任务 工 作 进 度 安 排 （周） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 资料查阅，学习有关知识，完成文献综述报告 2 完成外文译文、撰写开题报告 3 进行调研，开展设计方案论证 4 进行设计理论参数计算与选择 5 进行结构初步设计与主要参数验证 6 确定设计结构，绘制图纸 7 整理设计资料，撰写说明书 8 整理提交设计图纸、设计说明书 9 准备答辩 10 答辩 说明： 为毕业设计（论文）检查工作进度之依据； 度安排实施请用红色横条线在相应位置标出。 毕 业设计（论文） 阶段工作情况检查表 时间 第一阶段（完成开题报告时） 第二阶段 第三阶段（参加毕业答辩一周前） 内容 组织纪律 完成任务情况 组织纪律 完成任务情况 组织纪律 完成任务情况 检 查 情 况 教师签字 签字 日期 年 月 日 签字 日期 年 月 日 签字 日期 年 月 日 说明： 指导教师根据学生具体执行情况如实填写； 时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。 1. 崔甫，矫直技术与矫直原理（第二版） 冶金工业出版社 2. 李茂基 ,轧钢机械 北京 冶金工业出版社 1998 （ 287289 页） 3轧钢机械（第三版）北京 冶金工业出版社 379380、8090、 386389 页） 4压矫直机控制系统的研究 浙大硕士学位论文 中国知网 10、 2023、 25、 4647 页） 5械设计手册（新版）（第四卷） 北京 机械工业出版社 233） 6三代中厚板热矫直机辊系新特点的探索 重庆钢铁集团设计院冶金设备室，重庆 40008 重庆工业高等专科学校学报 2002年 10月 7机械工程材料北京 机械工业出版社 132137 页） 8超细长比薄板矫直机工作辊的热处理 江苏建筑材料工业学校，常州 213002 江苏建材 2002 年第 1 期 9. 濮良贵、纪名刚 , 机械设计 （第七版） 北京 高等教育出版社 310318 页） 10 机械设 计手册 （单行本） 北京 化学工业出版社 11 李士军， 机械维护修理与安装 北京 化学工业出版社 12 石洪卫， 冶金管理杂志（ 08 年第 1 期）冶金管理杂志社 13 汪学瑶， 特殊钢杂志（ 29 卷第 1 期）特殊钢杂志社 14 王凤岐、张连洪、邵宏宇， 现代设计方法天津大学出版社 15 刘延俊， 液压与气压传动（第 2 版） 北京 机械工业出版社 16 栗林，辊式矫直机的发展趋势及其结构特点 山东大学材料 科学与工程学院 ,济南 250061 现代制造技术与装备 2006 年第 3 期 17 杨固川，中厚板变辊距矫直机的结构与国内外使用概况 中国第二重型机械集团公司设计研究院 ,四川德阳 618013冶金设备 2002 年 12 月第 6 期 18 王效岗，黄庆学，新式中厚板矫直机的技术特点 太原科技大学 ,山西太原 030024 山西冶金 2006 年第 2 期 19 刘鸿文 ,材料力学 I、 四版） 北京 高等教育出版社 2004.1 重庆科技学院 毕业设计（论文）开题报告 设计题目 钢板校平机设计 学生姓名 齐程军 学 号 2004440091 专 业 机械设计制造及其自动化 院 (系 ) 机械学院 指导教师 陈祥伟 2008 年 3 月 20 日 开题报告填写要 求 文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后 2 周内完成，经指导教师签署意见及教研室审查后生效； 从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 工类不得少于 10 篇，其它不少于 12 篇 （不包括辞典、手册）； 4.“本课题的目的及意义，国内外研究现状分析”至少 1000 字，其 余内容至少 1000 字 。 毕业设计 (论文 )开题报告 内外研究现状分析 （ 1） 国内外现状 ： 随着我国板材生产规模的不断扩大，各厂家日益认识到板形在生产与市场销售 中的重要性。不良板形的外部表现 是 板材上常见的中心波浪、边浪、瓢曲、扭曲、镰刀弯或局部鼓包等。这些缺陷往往在板材轧制、热处理、矫直、冷却过程中形成 ，往往是由于温度、辊形、压下、冷却水温、水压等因素不合适造成的。 随着民用消费类产品需求不断增加，市场对薄板需求也大幅度提升，而薄板往往加工成卷板，这样便于材料运输。 购买卷材替代板材作为原材料，在现场对卷料按照要求进行加工不仅能够降低原材料的成本，还能提高利用率。而卷板材生产和运输时易产生弯曲、翘曲、扭曲、波浪形屈曲，这些变形如果得不到 及时 有效的矫正，将严重影响着产品质量和数量的提高，尤其 是 本身作为工具的高精密仪器和刀具，它们对用材平整度要求更加苛刻。 板材 在轧制、热处理、冷却及运输过程中产生的 这些 缺陷，在冶金加工厂中常用矫直机加以纠正。矫直在冷轧、热轧等轧制过程中已成为一道必不可少的工艺。矫直机除能纠正轧件的型位缺陷以外，还有破鳞、抗皱和改善轧件产品机械性能的作用。随 着用户对轧件，特别是对冷轧板、热轧板的品质要求越来越高，因此就如何提高矫直机本身的机械性能、加工精度及延长维修周期、降低生产成本也成为冶金机械研究的内容。 对于薄板，平行多辊矫直机应用最广，技术也最成熟。这种矫直机克服了普通压力矫直机断续工作的特点，成倍地提高了矫直效率，使矫直工序得以进入连续生产线，而且可以达到很高地矫直精度。 平行多辊薄板矫直机国内外发展很不平衡，国内基本上还停留在传统的手动调节及机械传动方式，位置精度只 有 国外已经实现了计算机电液自动控制，位置精度已经达到 有 良好的人机界面，便于现场工程师操作。 在中国销售高精度薄板矫直机的公司主要有三家，瑞士海莫乐公司、台湾双郁机械公司和美国的 密工业公司，后两家公司矫直机都作为卷板材加工流水线工序设备，而瑞士海莫乐公司作为专业矫直机制造公司，性能最好。它采用液压系统来控制矫直机的辊缝，公司产品广泛应用于汽车、建筑玻璃、精密仪器仪表和工具等领域。这三家的矫直机都能实现计算机数字控制 (而且海莫乐公司矫直机能自动感应压应力，采用双闭环控制，实现了智能化，但价格不扉，一台 20美金。 国内的情况是：北京机械工 业自动化研究所机器人工程中心开发的一套开卷、矫平剪切、堆垛生产线技术中，矫平机能实现计算机数字控制，但矫直机的间隙调整由标尺指示，并没有采用闭环控制，所以位置控制精度仅有 产制造公司有国营西北机器厂、富地机械、山东省淄博市桓台齐光锻压机床厂、无锡梅里精品机械和湖北重型机器集团，前后辊缝间距全部采用手动机械调节，位置精度仅依靠蜗轮控制。所以产品的矫直精度不高，不能应用在精矫工序。 由湖北重型集团有限公司同华中理工大学威奇数控公司合作开发的辊式板材矫直机系列，经过多年的完善和发展，在理论上和实践上 形成了较成熟的体系。 结构上，采用机械传动和液压传动相结合的方案，并重点加入了液压垫这一专利技术，使得设备结构更为紧凑，精度高，噪声低，控制方便，不仅提供了良好的交互环境。而且在实时性和预警上也对液压、机械和电气各环节实现了全面管理。整套控制系统由一台工控机和 成，矫直精度也达到了 （ 2） 目的： 当今世界上先进矫直机技术快速发展， 板材 矫直机正向重型化、全液压、自动化过渡 。 在提高矫直机矫直精度的同时， 本设计主要 实现矫直机的以下功能特点： 异 辊距 辊系技术 这种形式的矫直机 的特点是各辊的辊距不相等， 一般是加大入口侧的辊距，以减少入口侧各辊的压力，特别是可以减少入口 端 第 3 个辊的断轴事故 。同时出口侧随着矫直力的减小，辊距也减小，以缩短空矫区，从而明显减轻补矫工作。如果采用各辊单独驱动，我们可以将两侧的辊距都缩短，这样空矫区就更小了。 弯辊技术 在宽板和特宽中 薄 板生产线 ， 具有弯辊能力的矫直机已成为必选 。 这种矫直 机可以产生一定量曲率的矫直工作辊 ， 可消除机架的弹跳 ， 同时由于弯辊的存在 ， 可有效地改善板材的横向板形 。 液压压下 液压压下取代机械压下成为一种矫直机技术发展趋势 。 根据压下量设定值与辊 缝检测装置实测压下 量之间的偏差量 ， 使压下用的液压缸运行 ， 经常修正设定值补偿压下量 。 另外通过采用自动控制 、 计算机模型设定和液压 态辊缝调整先进技术 ，来提高中 薄 板的矫直质量 。 换辊 小车式换辊装置对于矫直机及时的地更换辊子提供了方便。 中薄板调节凸起量 遇到各种波浪弯的钢板，要求其支撑辊的调节装置比较复杂。主要是各排支撑辊能成组灵活调节凸起量，达到局部弯辊效果以适应中浪或边浪极 矫直的需要。调节凸起量的方法多采用电动机转动丝杠来推拉楔块迫使支撑辊组或升或降。 （ 3） 意义： 通过对 板材 平整工业的分析，可知平行辊矫 直机在 板材 加工方面应用广泛， 但从国内现状可以看出，高精度的液压多辊薄板矫直机 (位置精度 下 ) 国内还相当缺乏。 本设计 将 既实现液压压下 、换辊等自动化操作，同时在调节凸起量上做了仔细的设计。液压压下能够使运行更加平稳、反 应 快，更重要的是它能够实现过载保护。当辊缝被板材顶起时，液压压下装置会相应地改变辊缝来适应板材厚度的变化； 特别是两辊发生粘着时，液压缸会马上卸载，对传动等部件实行及时保护。 这些在工程上有很重要的意义。精密度的提高使的产品质量提高，从而满足了社会、市场的需求。 毕业设计 (论文 )开题报告 点内容、实现途径 设计（论文）的主要内容： 本设计是为四川某特殊钢企业 1450 轧钢生产线配套设计热轧钢板校平机。主要已知参数如下： 1 1450*4 1/100 设计要求满足以下主要要求： 度不低于 850 动出碴 s，辊缝调整速度 s 且可以单独调整 设计（论文）任务要求： 具体负责校平机的力能参数计算与结构设计、矫直辊及辊缝调节系统设计。具体要求如下： 成文献综述，英文资料翻译，完成开题报告 平机主要理论参数计算与优化 系装配图 5000 字左右的设计说明书 实现途径： 通过阅读有关文献、资料和市场调查，了解现阶段的钢板矫直技术及矫直机的发展现状。并且学习矫直机的矫直原理、分类、设计主要参数的确定等内容。按照设计步骤，一步步将矫直机进行设计。学习有关的计算机软件 ，为设计带来方便。 在设计的过程中，反复验算来确定最终的参数，同时修改以前所进行的计算或者是描述。尽量使设计完善。 设计中，市场调查是比较重要的，“没有调查就没有发言权”。重点部位、装置的设计要仔细进行。 出解决问题的方法和措施 (1)工具，但是我对这个方面不是很精通。所以就只能自己抽空看看书，同时向老师 请教 有关控制方面的知识。 (2)高支承辊的额定动载荷，同时还必须确保支撑辊整体的刚性和精度，而 不能改变 原有支承辊的外形尺寸 。 确保支撑辊整体的刚性可以通过选择好材料和进行热处理来完成，但是也要考虑其成本；精度的保证就可以从制造、安装等方面来实现。 (3)的润滑方式、密封方式及润滑油会大大增加轴承、辊子等各个部件的寿命。通过参阅机械设备安装与维护、摩擦学这两本文献将润滑方案做好。 (4)要求有自动化控制。 参考其他 有关的 设计的方法进行设计。 (5) 程中基本上 承受全部的矫直力， 因此支承辊的 负荷是很大的，工作条件也是非常恶劣的。 又 在高温、急 冷急热下工作，所以轴承的寿命很很短。传统的轴承通常是采用调心轴承，用它的目的是为了克服辊子变形而得到自位调整 。 为了解决这个问题，我们采用“密集型轴承”，外形如下： 使用这种密集型轴承在结构上进行优化设计，将径向力和轴向力分别由两套轴承承受，而不像双列调心滚柱轴承那样，既承受径向力，又承受轴向力，两负荷的交替变换，很容易损坏。 毕业设计 (论文 )开题报告 工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法 1） 机械设计（第七版） 濮良贵、纪名刚 主编 高等教育出版社 ） 机械工程材料 王章忠 主编 机械工业出版社 ） 材料力学 I、 四版） 刘鸿文 主编 高等教育出版社 ） 文版实用教程 丁学钧、刘建臣 主编 国防工业出版社 ） 轧钢机械（第三版） 邹家祥 主编 冶金工业出版社 ） 矫直技术与矫直原理（第二版） 崔甫 主编 冶 金工业出版社 ） 机械设计手册（第三版） 机械设计手册编委会 机械工业出版社 ） 机械设计手册（单行本） 成大先 主编 化学工业出版社 ） 机械设计手册（第四版） 成大先 主编 化学工业出版社 0） 摩擦磨损与润滑（ 2004 级教材） 石油工业出版社 11） 机械维护修理与安装 李士军 主编 化学工业出版社 2） 冶金管理杂志（ 08 年第 1 期） 石洪卫 主编 冶金管理杂志 社 3） 特殊钢杂志（ 29 卷第 1 期） 汪学瑶 主编 特殊钢杂志社 4） 互换性与测量技术 李柱、徐振高、蒋向前 主编 高等教育出版社 5） 现代设计方法 王凤岐、张连洪、邵宏宇 主编 天津大学出版社 外： 采用 计算机绘图、 进行现场调研（如 石桥铺 机电市场、重钢等 调查 工作方案分析） 1. 资料查阅，学习有关知识，完成文献综述报告 (1 ) 2. 完成外文译文、撰写开题报告 （ 1） 3. 进行调研，开展设计方案论证（ 3） 4. 进行设计理论参数计算与选择（ 5） 5. 进行结构初步设计与主要参数验证（ 6） 6. 确定设计结构，绘制图纸（ 8） 7. 整理设计资料，撰写说明书 (14半周 ) 8. 整理提交设计图纸、设计说明书 (17 下半周 ) 9. 准备答辩 (18 上半周 ) 18 下半周 ) 毕业设计 (论文 )开题报告 指导教师意见： （对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测） 指导教师签名 年 月 日 教研室审查意见： 教研室负责人签名 年 月 日 重庆科技学院本科生毕业设计 中文摘要 I 摘 要 进入 21 世纪，我国经济的发展更是突飞猛进。这很大程度上得益于机械、冶金等行业的产品的大量生产和销售。随着科学技术的发展，市场对这类产品的要求不仅在数量上，更是在质量上要求更高了。板材作为其中的一员，质量上的要求也大幅度提高。不良板形的外部表现是板材上常见的中心波浪、边浪、瓢曲、扭曲、镰刀弯或局部鼓包等。板材在轧制、热处理、冷却及运输过程中产生的这些缺陷，在冶金加工厂中常用矫直机加以纠正。 本文就对与本课题的产品 钢板校平机相关的内容进行了说明与论述。首先，论述了钢板校平机研究的现状、意义和具 体内容；其次，论述了校平机的工作原理、系统构成及各系统的方案选择与参数计算；最后，对本研究的结果存在的问题和缺陷进行了说明，提出应该往哪个方向继续进行研究。相信我们不懈的努力最终会使我国的板材产品在国际市场上具备很强的竞争力。 关键字： 钢板 校平机 设计 重庆科技学院本科生毕业设计 英文摘要 1 of s by of of as of of is on on As a of of s a of a is or . of by in is of is of it of s of To on an of in of to we go on I a in 重庆科技学院本科生毕业设计 英文摘要 重庆科技学院本科生毕业设计 英文摘要 4 目 录 中文摘要 英文摘要 1绪论 为什么要进行钢板矫直 1 平行辊式矫直机的发展趋势 2 本课题研究的内容和意义 2 2. 矫直机工作原理和方案选择 4 “矫直”的定义 4 反弯矫直的基本原理 4 本矫直机的工作原理和压下方案选择 5 辊系方案选择 6 3 主要系统的设计和参数计算 9 主传动系统设计及参数计算 9 液压压下系统设计及计算 14 矫直辊及其轴承的选择和强度校核 20 4. 矫直机安装、调试与润滑 27 平行辊矫直机的安装与调试 27 平行辊矫直机的维护与润滑 29 结论 31 致谢 32 参考文献 33 重庆科技学院学生毕业设计（论文） 文 献 综 述 题目 钢板校平机设计 学生姓名 齐程军 学号 2004440091 院（系） 机械学院 指导教师签字 学生成绩（百分制） 教 务 处 制 文献综述要求 料后综合分析而写出的一种学术论文。其特点“综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理，使材料更加精练明确、更有逻辑层次；“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的描述和评价。 内容必须与课题或专业方向紧密相关 ，理工类不得少于 10篇，其它不少于 12篇。 000 字，按规定格式用钢笔工整书写。其所附注释、参考文献格式要求同正文。 文献综述的评阅 评阅要求： 应根据学校“文献综述要求”，对学生的文献综述内容的相关性、阅读数量以及综述 的文字表述情况等作具体的评价。 指导教师的评语： 指导教师签名 年 月 日 文献综述 摘要 ：随着我国板材生产规模的不断扩大，各厂家日益认识到板形在生产与市场销售中的重要性。不良板形的外部表现是板材上常见的中心波浪、边浪、瓢曲、扭曲、镰刀弯或局部鼓包等。板材在轧制、热处理、冷却及运输过程中产生的这些缺陷，在冶金加工厂中常用矫直机加以纠正。本文主要介绍了矫直机的种类、平行辊矫直机工作原理 、 现阶段所应用的有关技术、 设计步骤及其主要参数的计算公式。 关键 字 ： 薄钢板 矫直方法 校平 原理 板形 控制技术 力能参数 轧钢生产是将钢锭或者钢坯轧制成钢材的生产环节 。 轧钢生产的成品，根据钢材断面形状，主要分为三大类：钢板、钢管和型钢（包括线材）。工业先进国家的中型钢和线材的产量占钢材的 30%35%。钢管用途也很广，一般约占总量的 8%15%。下面主要介绍钢板。目前，板带材应用越来越广泛，工业先进国家钢板产量占钢产量的 50%66%。板带钢按产品厚度分为如下几类： 1)中厚板：厚 460度可达25般成块供应； 2)薄板：厚 宽至 2800剪切成定尺长度，也可成卷供应； 3)箔材：厚 更薄，宽度 20600般成卷供货。本设计是薄钢板设计，厚度在 25间，宽度为 1450其工艺流程如下 ： 这其中矫直工序占有很重要的地位。 这些 产品 在轧制、锻造、挤压、拉拔、运输、冷却及各种加工过程中常因外力作用，温度变化及内力消长而发生弯曲或扭曲变形。为了获得平直的成品条材必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直 ，横向纤维或横向截面也由曲变直。实现这一要 求的工艺过程就是上面所说的矫直工序。 由于钢材 种类不同，弯曲形态不同，各自所要求得矫直方法也不尽相同。工业上人们已经研制成功的矫直方法主要 有 压力矫直法、平行辊矫直法、斜辊矫直法、转毂矫直法、平动矫直法、拉伸矫直法、拉弯矫直法及其他一些特殊的矫直方法。现将其主要特点及用途简述如下： 压力矫直法 是 将条材的弯曲部位放置在两个支点之间用压头对弯曲部位进行反向压弯。压弯量 选定合适时可以一次性完成任务， 如果该条材具有多处的不同程度和不同方位的弯曲时，则需要进行多部位、多方向和多次的一维反弯矫直任务。 斜辊矫直法 是 专门用 于圆断面条材的矫直法，辊子与圆材倾斜相交，辊子转动时圆材既旋转又前 进，辊子对圆材的压弯轨迹呈螺旋线形， 而且螺旋线的导程越小，矫直效果越好。 当圆材细而长，或者成盘条供货时，矫直工作便不能采用斜辊矫直 法。 此时如能钢坯 加热炉 除鳞 粗轧 精轧 剪切 剪切 冷床 冷床 冷矫直 热矫直 使辊子自转之外还能绕圆材进行公转，则可达到同样旋转矫直的 目的，这就是转毂矫直法产生的依据。 对于一些各方向断面模数差值较小，断面尺寸也较小的条材，其原始弯曲形态也是全方位的，如异形管、方管及异形断面盘条等不能采用转毂矫直法。只能采用平动矫直法，也叫振动矫直法。 对于薄壁异形材，在采用反弯矫直时会因承受 侧压力而引起断面形状 的 改变， 造成废品。此时采用拉伸矫直法很容易使各条纵向纤维变直并取得良好的矫直效 果。 它也可以使三维弯曲的板材得到有效的矫直。 在板材改用带卷形式进行连续生产以后 ，首先采用的矫直法是连续拉伸矫直法，这种方法使矫直效率大大提高。但拉伸矫直的缺点也很明显，如裂边、断带 及耗能大等 。此时出现了拉弯矫直法，不仅克服了上述缺点而且进一步提高了质量，拉弯矫直法已成为带材生产中最好的矫直方法。 平行辊矫直法是把间断的压力矫直法变成辊式连续矫直法，从入口到出口交错布置若干个互相平行的矫直辊，按递减压弯规律进 行多次反复压弯以达到矫直目的。不仅显著提高工作效率，而且能获得很高的矫直质量。这种矫直法在板材及型材矫直中得到广泛的应用，不仅能矫直型材的主弯曲，在增加轴向调节调节下也能矫直其侧弯曲；不仅能矫直板材的纵向波浪，在增加弯辊措施后，也能矫直其横向波浪，即矫直其瓢曲。利用两组平行辊将其 辊 系进行直角组合或称平立辊组合，即将一组水平辊与一组垂直辊组合起来形成复合 辊 系可以对二维弯曲严重的线材及小型材进行有效的矫直。 下面介绍平行辊矫直机 工作原理、 现阶段所应用的有关技术、设计步骤。 平行辊矫直机 平行辊矫直机属于连续性反 复弯曲的矫直设备，这种矫直机克服了压力矫直机断续工作的缺点，使矫直效率成倍提高，使矫直工序得以进入连续生产线。 1 工作原理 金属材料在较大的弹塑性弯曲条件下，不管其原始弯曲程度有多大区别 ， 在弹复后所残留的弯曲程度差别会显著减小，甚至会趋于一致。随着压弯程度的减小其弹复后的残留弯曲必然会一致趋近于零值而达到矫直目的。因此平行辊矫直机必须具备两个显著的特征：第一，具有相当数量的交错布置的矫直辊以实现多次的反复弯曲；第二，压弯量可以调整，能实现矫直所需要的压弯方案。 下面以 5辊矫直法用图形表示如下：（便于理解矫直原 理） 平行多辊矫直机的压下方案有三种 ，最小压弯递减方式， 即矫直机每个辊的压下量都可单独调整的假想方案。矫直机上各个辊子反弯曲率的选择原则是：只消除轧件在前一辊产生的最大残余 曲率，使之变直。 最小残差递减方式， 即使具有不同原始曲率的轧件经过较少次数剧烈的大变形反弯，以迅速消除其原始曲率的不均匀度，然后按矫直单值曲率的办法加以矫直的方案。 线性递减方式 。 其中最常用的是线性递减方 式，薄板矫直多采用这种方案， 也是本文讨论的方式。这种方式的特点是 ： 从第二辊 (第一个上辊 )到最后第二辊 (最后一个上辊 )的压弯量 按线性递减，最后第二棍的压弯曲率一般为弹性极限曲率，前面第二辊的压弯曲率则不受严格限制。由于这种压下方式多用于薄板材 矫直，故第二辊压下曲率都较大。工业生产中采用这 种方案的多辊矫直机的辊数一般都较多，有 11， 13， 17， 19， 21， 23 辊 等，同时 辊 径要尽量小，这样使板材得到较大的变形，变形愈大愈有利于消除波浪弯。 2 现阶段 主要技术 目前，我国正处于从钢铁大国到钢铁强国的过渡中，钢铁工业也处于深层次的结构调整之中。面对 国内外 激烈 竞争的板材 市场， 钢 板的发展重点正在从追求产量转移到追求质量上来 ，尤其是板形质量 。 钢 板矫直机作为 钢 板 板形 质量保证的一个重要环节，决定着产品的交货质量。为适应高质量钢板生产的需求，矫直机制造厂家如西马克 (奥钢联 ( 日 本的三菱重工 (国内的太原重型机械集团有限公司(纷纷推出具有先进技术的矫直机，其中 计制造的中厚板冷矫直机为目前先进矫直机技术的集中代表。当今世界上先进矫直机技术快速发展， 钢 板矫直机正向重型化、全液压、自动化过渡。 总的趋势是以发展大矫直力的强力四重式矫直机为主，该系列设备总体趋势 如下： 1） 用数字控制系统精确调整上矫直辊位置，并借助自动测厚仪自动控制矫直辊负荷和在线过程计算机进行全自动操作。 2） 高刚度矫直机机座，可满足大矫直力条件下的使用，变形小，精度高。 3） 为了提高矫直效果，矫直机出口处的上 (或下辊 )可以单独调整，且在矫直过程也可以进行调整。 4） 上矫直辊可以横向倾动，能分别调整各段支承辊，以改变矫直辊的挠曲，消除钢板的单侧或者双侧边浪。 5） 下矫直辊可以沿矫直方向倾斜以调整矫直辊负荷。 6） 装备液压安全装置和快速松开装置以便在设备过载、卡钢和停电时快速松开矫直辊。 7） 上、下矫直辊和支承辊分别装在各自的框架上，框架及其辊子可以侧向移动进行快速换辊，实现辊系的线外整备 (即拥有两套以上的辊系装备供给一套矫直机使用 )。 8） 矫直机人口处装有水或压力空气，以清除残留的氧化铁皮。 9） 在矫直辊人口处安装一弯头压直机，消除 头部钢板的上翘。 10） 为了避免矫直辊辊面的滑伤，辊面应具有一定的硬度。对四重辊式矫直机必须保证工作辊和支承辊的辊面硬度有一个差值。 3 平行辊矫直机的 设计步骤 1） 工艺参数 辊式矫直机的工艺参数包括辊子对工件的压弯量、辊子轴向调整量、弯辊凸起量及矫直速 度等。这些参数的正确设定与合理调节是发挥矫直性能的重要手段。设定和调节工艺参数的技术水平决定着矫直质量的高低和矫直效率的快慢。 2） 力能参数 力能参数包括矫直力、工作转矩及驱动功率。在矫直辊按线性递减压弯方案调定之后，各辊对工件的压弯程度，即压弯曲率比便可确定。在已知原始曲率比的条件下可以计算总曲率比变化并进一步计算矫直弯矩、矫直力、传动转矩及驱动功率。同时还要讨论对矫直力及矫直功率有影响的轴承压力、超前接触及负转矩等问题。 （ 1）矫直力 :各个辊的弯矩 )/2 任意第 i 辊的矫直力2(211 其中p 为辊距 （ 2）工作转矩： 两种摩擦阻力： （简支结构） m )2( 其中 f 为工件与辊面的滚动摩擦系数，板材为 f =温板材为f = 为轴承摩擦系数，尼龙轴承 =铜轴承 =动轴承 =d 为轴颈直径。 工件塑性变形阻力： 1212 其中 是第 i 辊处的转矩， 第 i 辊处的矫直变形能 总矫直转矩为 （ 3）驱动功率： 其中 =传动系统效率，当采用电动机 减速器 万向轴传动时 =有支撑辊或矫直辊中有半 数左右的随动辊时 = 3） 结构参数 （ 1） 辊系与辊数 平行辊矫直机发展历史较长，辊系结构形式很多，且主要与用途和矫直质量有关。这里介绍几种典型辊系 ， 如下图 所示 ： 辊系 要用于热矫直厚板、粗矫板材和在展卷机后平整带材等工作；辊系 端辊单独调整，有利于中间各辊加大压下，也有利于两端辊的咬入及提高矫直质量，主要用于热矫直板材。辊系 c 是一种灵活性较大的多用途辊系，上辊可以调成平行升降、单向倾斜和双向倾斜等形式。第一 个用途同图 a,第二个同图 d，第三个用途为可以进行反复及双向咬入的矫直。辊系 系 上辊单独调整可以采用各种压下方案。辊系 有支撑背辊，它有两个作用：一，矫直宽板时辊子太长，刚度不够，用支撑辊来保持工作辊的刚度；二，矫直薄板时要消除波浪需要用支撑辊来改变工作辊的凸度。这种辊系也称为四重式矫直辊系。辊系 于支撑辊多为盘形，长期工作中使工作辊表面被压出痕迹，这时若矫直工件的表面要求光亮，而辊面压痕很可能在工件表面 上留下条状暗影甚至印痕。故用中间辊隔离上述压痕的传递。这种辊系也称为六重式矫直辊系。 除这些典型辊系外，近代新研制设计了不少性能更好的辊系。不过它们都是在已有的辊系基础上的改进。如下图的异辊距辊系，特点就是加大了入口侧的辊距，以减 少入口侧各辊的压力，尤其可以减少第 3辊的断轴事故。同时还追求等强度设计的理想状态。随着矫直力的逐渐减 小，向着出口侧逐步也减小了辊距尺寸。 它由于空矫区（不产生矫直弯矩的区间）比较短，可以明显的减轻补矫工作。即用缩短两端辊间距的办法使工件头尾经历正负两次短距离的反弯，可以使空矫区 成倍缩短。空矫区的缩短将会使矫直质量提高及补矫工作减轻。同时各辊矫直力也有了很大的改善。 以上分析可以看出，辊系 选择这种辊系。另外可以适当缩短两端的辊距，以减小空矫区 。同时设计成异辊距类型，使性能更好。 在辊系确定后，应进一步考虑辊数应该如何确定。辊数与压下方案及质量要求高低有关。由于前面已经谈到线性递减压下时为了消除瓢曲既采用较多辊数，又要加上支撑辊及弯辊压下装置，其辊数完全凭经验确定。由于辊径较细又是集体压下，辊数多些对设备重量、占地面积及调整机构又无多大影响，无须限制过严，没有必 要精确计算。故可以暂时将辊数确定为 11辊。 （ 2） 辊径、辊距与辊长 辊径：单位厚度的辊径值范围：d 9270176 辊距： 式中 =长： 其中001 0 00200501 0 00m a xm a x时时 （ 3） 夹送辊 在板材矫直辊系的入口侧常需要设置夹送辊，这是为了克服板材头部撬起时顶到直径较细的工作辊上面不能咬入的障碍，故 夹送辊前不仅要有上下对称的喇叭形入口而且辊径也要加大。如果加送辊与工件之间是刚性夹紧，则无法适应辊径偏心及工件公差所造成的夹紧力不均匀现象，故辊子夹紧力要由弹性元件来提供。夹送辊的直径可参考矫直辊来确定（应大于矫直辊径）。 参考文献 ： 1.轧钢机械（第三版） （第十一章） 邹家祥 主编 冶金工业出版社 .矫直技术与矫直原理（第二版） （ 崔甫 主编 冶金工业出版社 .冶金管理杂志（ 08 年第 1 期） 石洪卫 主编 冶金 管理杂志社 .特殊钢杂志（ 29 卷第 1 期） 汪学瑶 主编 特殊钢杂志社 .轧钢 2007 年 6 月第 3 期 日本中厚板生产技术的发展和现状 王国栋，刘相华 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 沈阳 110004 6.现代制造技术与装备 2006 年第 3 期 辊式矫直机的发展趋势及其结构特点 栗林 山东大学材料科学与工程学院，济南 250061 液压矫直机控制系统的研究 叶恒 .冶金设备 2002 年 12 月第 6 期 中厚板变辊距矫直机的结构与国内外使用概况 杨固川 中国第二重型机械集团公司设计研究院 四川德阳 618013 9. 山西冶金 2006 年第 2 期 新式中厚板矫直机的技术特点 王效岗，黄庆学 太原科技大学 山西太原 030024 10.机械工程材料 王章忠 主编 机械工业出版社 刘新伟 荆留纪 张道才 吴辉 毕业设计题目 钢板校平机设计 学 生： 齐程军 指导老师： 陈祥伟 设计内容 一、本次设计的主要内容 本设计是为四川某特殊钢企业 1450轧钢生产线配套设计热轧钢板校平机。主要已知参数如下： 1 1450*4 1/100 设计要求满足以下主要要求： 度不低于 850 ； 动出碴 s，辊缝调整速度 s 体倾斜 设计任务 二、本次设计主要要求 具体负责校平机的力能参数计算与结构设计、矫直辊及辊缝调节系统设计。具体要求如下： 成文献综述，英文资料翻译，完成开题报告 平机主要理论参数计算与优化 系装配图 5000字左右的设计说明书 选题 专业为机械设计制造及其自动化（冶金设备维护方向） 主要课程就是 轧钢机械 、 通用机械 、 液压与气动技术 、 设备维护修理与安装 、 机械设计 、 机械原理 等，因此本课题与所学内容联系紧密。更重要的是学生对这个方面的内容稍微了解。 这也为 以后进入单位做了准备 不良板形的外部表现是板材上常见的中心波浪、边浪、瓢曲、扭曲、镰刀弯或局部鼓包等。这些缺陷往往在板材轧制、热处理、矫直、冷却过程中形成，往往是由于温度、辊形、压下、冷却水温、水压等因素不合适造成的。 若将板带看作由无数条纵向金属纤维连结而成的材料，则不良板形材料中内应力的出现，正是因相邻纤维间存在长度差之故。由于邻近纤维间的相互制约，长纤维受压应力，短纤维受拉应力。因此，板带横向厚度差与板形有着密切的关系。横向厚差大的板带，一般板形都不好，但因只需几微米的横向厚差，即可造成明显的板形缺陷。因此，有些横向厚差很小的材料，板形也完全有可能不符合要求。 随着我国钢板产量的增加，市场对薄板需求也大幅度提升，特别是民用消费品类，易拉罐、电脑、门窗等。同时对板材的质量要求也在大幅提升。只有有了好的材料，才能加工出好的产品来。因此这些变形如果得不到及时有效的矫正，将严重影响着产品质量和数量的提高，尤其是那些高精密仪器和刀具，它们对用材平整度要求更加苛刻。 一、 设计题目及任务介绍（设计内容、自己本次毕业设计完成的工作量） （ 12 张 二、 选题理由及方案论证 （ 12 张 三、 设计方案及主要参数计算（理论计算） （ 34 张 切换用档介绍） 四、 主要结构设计（图纸介绍）（ 切换 图纸用 档） （ 12 张绍） 五、 其他结构设计介绍 （ 23 张 六、 本次设计的优缺点，未完成的内容或有待改进的地方 （ 1张 七、 致谢 （ 1 张 1015 张 y R. . . . of is to of in or of is to on as to to An to of to to 00 to a of of to To in a to of of to is of of of of he of is to of in or of is to on as to to to of to is is in in a to to on 1972) 11 47 07 7 03/8 36 No to of 1986) a on He as as as as a is as to a of s on 0 a of As a be of of s A 507C (1,2007F). in of 207C (1,3307F). by a is to by a is to in of
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