2150四辊可逆式粗轧机压下系统设计
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压下螺丝.dwg
涡轮.dwg
蜗杆轴.dwg
蜗轮蜗杆减速器.dwg
2150四辊可逆式粗轧机压下系统设计说明书.doc
2150四辊可逆式粗轧机压下装置装配图.dwg
2150四辊可逆式粗轧机总装配图.dwg
2150四辊可逆式粗轧机压下系统设计
摘要
近几年，随着轧钢工业技术的不断发展，轧钢设备也在日益更新和发展。尤其是热轧机更是发展日新月异。本设计主要是设计2150四辊可逆式粗轧机压下系统。通过查设计手册等资料和去厂里实习，然后分析各种方案，最后确定了最优方案。主要内容包括：轧制力的计算、压下系统驱动力矩的计算、选择直流电动机、环面蜗杆减速器传动系统的确定以及蜗轮蜗杆轴设计计算和强度校核、压下螺丝和压下螺母的强度校核、轧钢机架的强度校核。设计过程中本着实用性、经济性、可靠性的原则。本文还简介了润滑方式、试车规程等相关内容。
关键词：热带钢轧机；压下系统；强度校核
The Design of 2150 4-High Reversing Roughing Mill Reduction System
Abstract
Rescently,with the continual development of the rolling industry,rolling mill equipment was also updated increasingly. In particular ,hot Rolling Mill is a rapid development.The design introduces 2150 four-high reversing roughing mill reduction system. Through the search of information（Design Manual and so on） and training to the factory, and then analyze the program, and finally to determine the optimal program.Reducer terms include: rolling force calculation,the reduction system driving torque,the choose of DC Motor,linear drive system including the Worm Reducer main right,and the the worm shaft design and strength check,reduction system to pressure screw and screw box and the strength of mill housing check.In the design process,make efforts to meet production requirements,practical,economic and reliability.In this paper also gave a brief account of lubrication,tast protocols and other related content.
Keywords:hot strip rolling mill;reduction system;the strength checking
目录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 选题背景和目的 1
1.2 我国轧钢生产技术近年来的进步与发展 1
1.3 全球轧钢生产的进展情况 1
1.4 全球经济危机下的我国钢铁工业形势 2
1.5 轧钢技术的未来发展趋势 4
1.6 课题的研究方法 4
2 方案设计 5
2.1 压下系统形式的选择 5
2.2 电动机的选择 5
2.3 减速器的选择 5
2.4 压下螺丝 5
2.5 压下螺母 6
3 轧制力计算 7
3.1轧制工艺 7
3.2 轧辊材料的选择 7
3.3 轧辊的尺寸参数确定 7
3.3.1辊身长度L的确定 7
3.3.2轧辊直径D的确定 8
3.3.3轧辊辊颈直径d和辊身长度 的确定 9
3.3.4 轧辊轴头型式与尺寸的选择 10
3.4 轧制力的计算 11
3.4.1变形阻力的计算 11
3.4.2求各段轧制时的 和 12
3.4.3咬入角 和轧辊的圆周线速度 13
3.4.4计算平均轧制力和总轧制力 17
4 压下装置的设计和计算 20
4.1.压下螺丝的设计计算 20
4.1.1螺纹外径d和螺距t的确定 20
4.1.2 压下螺丝最小截面直径d的确定 21
4.1.3压下螺丝强度校核 21
4.1.4压下螺丝的尾部设计 22
4.1.5压下螺丝的端部形状选择 22
4.2压下螺丝传动力矩的计算 22
4.3 压下电机的选择 25
4.3.1压下电机功率的计算 25
4.3.2 电机的选择 25
4.4 压下螺丝静强度校核 25
4.5压下螺母的结构尺寸设计 26
4.5.1 压下螺母的参数确定 26
4.5.2 压下螺母强度校核 27
4.5.3压下螺母的材料选择 28
4.6 蜗轮蜗杆的设计与校核 28
4.6.1环面蜗杆传动 28
4.6.2材料的选择 28
4.6.3基本参数的确定 29
4.6.4环面蜗杆传动校核 31
5 机架的强度计算 37
5.1 机架的结构尺寸 37
5.1.1 窗口尺寸 37
5.1.2 立柱断面积 38
5.2 受力及其力矩 38
6 润滑方式的选择 41
7 试车规程 42
8 经济性分析 43
8.1 材料经济性分析 43
8.2 传动方案经济性分析 43
8.3 环保经济性分析 43
结束语 44
致谢 45
参考文献 46
1 绪论
1.1 选题背景和目的
在大学四年即将接近尾声的时候，毕业设计来到了我们面前。如果说我们之前所学的都是些理论知识的话，那么毕业设计算是最接近实际的了。它算是对我们之前所学的知识进行了一个总结，使我们所学的知识更加系统化。是我们由上学到工作的一个很好的过渡桥梁。本课题是根据所学的知识和现场观测实习对四辊可逆粗轧机进行设计及计算。通过本次设计能够对四辊轧机的基本结构有个更清楚的了解，为以后的继续深造或者工作都有一定的帮助。并且在设计期间能够锻炼自己的解决问题的思路和处理数据的能力，以及一定的查设计手册和制图能力。
1.2 我国轧钢生产技术近年来的进步与发展
总结了近几年我国轧钢生产技术的进步，其主要体现在钢材品种结构调整基本满足了国民经济发展的需要；轧钢装备现代化和国产化工作的重大突破为提高产能、提升品种及质量创造了良好条件；轧钢生产技术经济指标进一步提高．轧钢技术自主创新取得一批重要成果，核心技术的自主创新出现了可喜进展。众多新产品与新技术的研发成功缩小了我国与国际轧钢技术先进水平的差距。对于轧钢技术的发展，着重提出：要把资源、能源与环境问题作为轧钢技术创新和进步的战略任务；应更加关注先进、成熟、重要技术的应用与提高，如提高热装温度和热装比，低温轧制与轧制润滑技术，控轧控冷技术及装备，精细操作技术等。
1.3 全球轧钢生产的进展情况
全球的钢铁生产持续增加，在2004年粗钢的产量突破了l0亿t的大关。在过去的五年中，每年的钢铁产量增长5％ ，而中国和印度的钢铁产量增长最为显著。很明显，轧钢生产能力也是按这种发展趋势增加的(见表1)。在过去的l5年(1990～ 2005)中，随新上设备的增加，轧钢生产能力增加了4％在轧钢生产能力布局方面，长材占40％ ，板材占60％ 左右。观察一下不同类型的轧钢设备的增长也很有意思，在过去的15年(1990～2005年)中，长材、板材和厚板设备的增长是相当相似的。最后我们还发现，在过去的三年中，不同设备的生产水平，设备利用率一般都很高，在75％ 一90％ 间
8.1 材料经济性分析
由于轧钢机是一种大型的冶金设备，载荷大，工作时间长，环境比较恶劣， 因此其主要零件材料的各项力学性能，必须满足要求，在选择材料是必须考虑具体情况。在压下系统方面，由于压下螺丝受载荷较大，而且需要耐磨性，故采用45钢制造， 其钢种比较常用，而且比较经济，压下螺母平均承受巨大的轧制力，因此要选用高速度的无锡青铜ZQAL9-4， 提高其安全性；在传动方面，考虑蜗杆传动传递的功率不大，速度至上中等， 故蜗杆用42CrMo钢。与其他类型钢相比较耐磨性好些，齿面进行淬火、调质等热处理使其硬度增加，更提高耐磨性。蜗轮齿圈用铸锡磷青铜ZcuSn10P1,金属膜铸造，轮芯处用灰铸铁HT200制造，这样可以节约有色金属，其它零件材料的要求，与同类机器一样，未达到满足市场的需要，减少资本的投入。
8.2 传动方案经济性分析
2150四辊可逆式粗轧机压下系统采用双电机带动， 单级圆柱齿轮传动。在两个电动机之间用电磁离合器连接，其目的是单独调节一个压下螺丝。这种装置的特点是采用了圆柱齿轮-蜗轮传动方式，传动效率提高了，成本下降了。这种传动性能较好，基础简单，安装方便，结构尺寸比较小，制造和使用方便，从而降低相关零部件的制造成本。
8.3 环保经济性分析
机械设备的润滑系统必须满足设备要求，使机械运转性好，延长维修期，降低生产成本，同时密封性要好，减少润滑油的泄露，降低对环境的污染。转速较低或经常工作地摩擦面，常用干油润滑。干油润滑不能循环，因此消耗的油脂不能回收，但润滑设备比较简单。稀油润滑可以循环使用， 但需要复杂的设备。一般情况下，凡是用干油润滑已可满足要求的机械设备，可不用稀油润滑。以减少不必要的投资。
结束语
本次毕业设计的题目是2150四辊可逆式粗轧机压下系统。该设计主要包括压下电机的选择、圆柱齿轮减速器的设计、蜗轮蜗杆减速器的设计、压下螺丝的设计和压下螺母的设计。
此次毕业设计主要是利用课本理论知识和去现场实习，然后通过查资料分析和计算对2150四辊可逆粗轧机的压下系统进行设计。主要过程是：通过计算出最大轧制力对压下螺丝和压下螺母进行设计、通过静力矩的计算对压下电机进行选择、通过压下电机的功率对减速装置进行设计。各种零部件的强度和寿命均经过仔细的校核和验算，均能达到设计要求。设计的整个过程均考虑高效节能的特点，本次设计的压下系统采用了直线环面蜗杆传动系统，与以往的圆柱蜗杆传动相比，传动效率大大提高，减少了无用功率的损耗，本次毕业设计的各种参数均能达到设计要求，满足生产设计需要。
在这次设计中学到了很多设计方面的实际知识，对机械设备方面的知识有个更清楚地了解，在设计的过程中锻炼了我的查图能力、分析能力、计算能力等，受益颇多。
致谢
毕业设计是大学最重要的设计之一，是在大学最后阶段对我们所学知识的总结和深化。是我们能够更好的去工作。在整个设计过程中，我收获很多，也发现了许多不足之处。
能够顺利的完成毕业设计，要感谢我的指导老师徐泽宁教授。整个设计过程中，徐老师总是能在最关键的时候给我指点，当我遇到困难的时候，徐老师总是能够很耐心的给我指点和讲解。此外，我还要感谢鞍山钢铁集团给我们实习的机会，使我能够看到实际的机械设备，是我在设计图的时候能够更好的完成。同时，机械学院的计算机中心和制图中心也给了我很大的帮助，在此表示衷心的感谢。
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