线材510粗轧机设计
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线材510粗轧机装配图.dwg
线材510粗轧机设计说明书.doc
蜗杆.dwg
蜗轮.dwg
轧辊.dwg
线材510粗轧机设计摘要
线材广泛应用于各种基础设施建设、建筑工程建设和金属制品行业，在我国的国民经济部门中占有重要地位 。这些年来，我国对线材性能和表面质量的要求越来越高，对线材的检查也越来越严格，只有符合标准的才可以出厂。所以，对线材的苛刻要求也推动了线材轧机的高速发展。线材轧机是小型轧钢机械。和其他轧钢机一样，主机列包括执行机构、传动机构和原动机三个基本组成部分。这次轧机设计收集整理了国内外先进的线材轧机，对设计方案进行了优化选择。第一步，根据压下量和轧制速度计算轧制力和力矩，对电动机进行了选择和校核。第二步，对主要零部件进行了受力分析和强度分析。第三步，对压下装置进行了设计。第四步，对润滑方式进行了选择和对该轧机进行了经济效益分析评价。
关键词：线材轧机；轧制；强度；主传动；压下装置
The design of 510 wire rod mill
Abstract
Wire is widely used in all kinds of infrastructure construction ,construction engineering construction and metal products industry ,occupies an important place in the national economy departments in our country.Over the years ,our country more and more high to the requirement of performance and surface quality of wire rod ,inspection of wire rod is becoming more and more strict ,only conforming to the factory .So ,strict requirements for wire rod is also to promote the development of wire rod rolling mill of high speed . Wire mill is small steel rolling machinery . Like other rolling mill , the host column including actuators , transmission mechanism and prime mover of three basic parts . The mill design collects and analyses the domestic and foreign advanced wire mill , the design scheme is optimized choice . As s fist step ,quantity according to the calculation of rolling force and rolling speed and torque , motor for the selection and checking . Second ,the main components for the stress analysis and strength analysis . The third step , the design of pressure device . The fourth steep , lubrication method for the selection and the evaluation of economic benefit analysis of the rolling mill.
Key words:wire rod rolling;rolling;strength;main transmission ; screw down
目录
1 绪论 1
1.1选材背景及目的 1
1.2国内外线材轧机状况 1
1.2.1国外线材轧机状况 1
1.2 .2我国线材轧机状况 2
1.3 设计的内容和方法 4
1.4线材生产的工艺流程 5
2 总体方案设计选择 6
2.1制定合理的设计方案 6
2.2方案的局部改进 6
2.3方案评述 6
3电机的选择 8
3.1轧制力的计算 8
3.1.1 轧辊主要尺寸的确定 8
3.1.2 选择孔型 8
3.1.3椭圆—圆孔型的优点 9
3.1.4轧制参数 9
3.1.5平均单位压力的计算 9
3.2轧机主电动机力矩与电动机功率 13
3.2.1轧机主电动机力矩 13
3.2.2 轧辊的驱动力矩 13
3.2.3初选电机 14
3.2.4 附加摩擦力矩 15
3.3减速器 16
4 主要零件的计算 17
4.1 轧辊校核 17
4.1.1 辊身弯曲校核 18
4.1.2 辊颈强度校核 18
4.1.3 轴头强度校核 19
4.2 轧辊轴承的校核 19
4.2.1轧辊轴承的选择 19
4.2.2 轴承寿命计算 20
5压下装置的设计 22
5.1电机的选择 22
5.1.1初选电机 22
5.2 压下螺丝结构参数设计 22
5.2.1 压下螺丝外径、内径、导程和螺纹升角的设计 23
5.2.2 压下螺丝的强度校核 23
5.3联轴器的选择与计算 23
5.4齿式联轴器的选择与计算 24
5.5 减速器齿轮的计算 24
5.5.1蜗轮蜗杆的设计 24
6 润滑方式的选择 29
6.1 轧辊轴承的润滑 29
6.2 齿式联轴器的润滑 29
6.3 减速机的润滑 29
7 试车方法和对控制系统的要求 30
7.1 试车要求 30
7.2 对控制系统的要求 30
8 经济分析和评价 32
8.1 工业技术经济指标 32
8.2 技术经济指标的考核 32
8.3 设备的有效度 32
8.4 投资回收期 33
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
1 绪论
1.1选材背景及目的
线材是钢铁工业产品中的重要产品之一，它广泛用于各种建筑工程建设、建基础设施建设和金属制品行业。从线材轧机的发展历史看来，1960年以前，轧制速度达到40m／s后就难以再提高了。但是，人类追求更为高效的生产工艺来提高线材轧制速度和线材成品精度的目标却一直没有停止过。在1960年以后,随着线材轧机技术水平的不断提高，各个国家相继研制出不同类型的新式高速无扭精轧机组，线材卷重由原来的几十公斤增加到两吨半，轧制终极出口速度由以前的20m/s～30m/s提高到了现在的130m/s,成品公差达到±011mm。因为线材的表面光洁,头尾公差值很小,并且采用穿水冷却和散卷控制冷却后，金属相组织更加均匀，所以不必再经过热处理就可拉丝成卷，从而很大程度上降低了成本,受到了大用户的好评和欢迎。目前具有代表性的精轧机有:内传动45度线材轧机、外啮合传动45度精轧机、X型45度集中传动精轧机、Y型三辊式精轧机、平立辊传动精轧机、75度×15度集中传动精轧机这六种型式。这些精轧机和以前的老式轧机相比有如下特点:
1)单线连续轧制,操作方便、安全;
2)轧制速度高,目前可达130m/s;
3)换辊方便;
4)换导卫比较方便;
5)作业率高,成本低;
6)线材公差小,表面光滑;
7)线材内在质量高;
8)自动化控制水平高。
1.2国内外线材轧机状况
1.2.1国外线材轧机状况
目前各国最先进的高速线材轧机是：
1. 摩根无扭高速悬臂式45°轧机。此轧机机组解决了轧机振动的问题，用的办法是取消了接轴式联轴器，采用精密螺旋伞齿轮与螺旋齿轮轧辊轴直接啮合连接，取代了普通精轧机上的万向接轴。目前这种轧机我国也有几个工厂进行引进：张家港沙太钢铁公司高速线材轧机的引进、湘钢引进摩根高速线材轧机、昆钢引进德国SMS公司的高速线材轧机、天津钢厂引进的美国摩根公司高速等。其特点是：
1)工艺布置优化。全线26架轧机呈平——立交替轧制布置，轧件在整个轧制过程中无扭转；
2)高速轧制。精轧机的轧制速度是120m/s，引进了最新一代超重型V型精轧机，轧机的负荷、刚度、功率都优于标准型轧机；
3)产品的高档化。可以生产φ5.5mm-φ20mm共30个规格的线材产品；
4）产品盘重大。采用一锭一坯成品每盘单重2.2吨；
5)产品性能优质化。采用美国摩根公司最新研发的大风量斯太尔摩控制冷却设备，成品线材可以直接拉成高强度钢丝；
6)自动控制系统数字化。提高了轧制过程的可靠性、易操作性和控制精度。
2.日本东京钢公司高松厂棒线材生产连续作业线(产量90t/h)自1998年以来开始用无头轧制工艺生产线材。这条生产线包括圆坯连铸机(产品直径小于200mm,长度16-24m)、除鳞机、铸坯自动焊接机、清理毛刺机、感应加热器及轧钢机等，圆坯连铸前一块尾部与后一块头部经焊接后直接送轧钢机无间隙生产棒、线材。其优点是:
1）减少短尺产品，减少去头尾废钢，提高成材率；
2）因为采用无间隙生产，提高了生产率；
3）盘条卷重不受原料坯重限制；
4）减少了维修成本。
1.2 .2我国线材轧机状况
至2007年底，我国已经有60个高速线材生产厂共77条生产线在生产线材产品。主要线材生产设备靠引进的有32条；引进的二手设备有17条；我国自己设计制造的生产设备有28条。这77条线材生产线中，20世纪80年代建成的有20条；20世纪90年代建成的有36条；21世纪初建成的有21条。按地区划分，华东地区有28条；华北地区有19条；中南地区有13条；东北地区有8条；西南地区有8条；西北地区有3条。按省市划分，河北省的产量最高，2007年产结 论
以上是我对φ510线材粗轧机的设计和计算的主要过程。在这次毕业设计前期，我阅读了很多有关线材轧机方面的书籍，并且在鞍钢线材厂进行了为期一个月的实习。在实习期间，我学到了很多在课本上学不到的知识，同时我也对线材轧制的工艺流程、设备情况有了更深层次的了解。
在这次毕业设计中，我用到了我在大学学到的大部分专业课和专业基础课， 例如：《轧钢机械》、《机械设计》、《机械原理》、《材料力学》、《理论力学》、《轧钢机械》等。并且通过筛选和阅读参考文献和网上相关资料对线材轧机的部件有了深刻的了解，使我把在书本上学到的理论知识在实践中得到了充分的应用。这次设计是在收集整理了国内外先进的线材轧制设备和技术的基础上，对设计方案进行选择与评价。按照给定的相关数据计算轧制力和轧制力矩，并对电机进行了选择与校核，同时又对主要零部件进行了设计和必要的校核。对于传动装置进行了设计，同时也对润滑方式进行了选择。最后，对该轧机的经济效益进行了评价。
总而言之，这次毕业设计使我学到了很多知识，不仅提高了我的专业技能，同时也增加了我的实践经验，而且对我未来的学习、工作都具有很重要的意义。由于本人对专业知识掌握有限和现实工作的经验积累很少，因此在设计中会出现不足之处，希望各位老师能够给予批评和改正。
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