毕业设计（论文）-2800中板热矫直机压下系统的设计

1、2800中板热矫直机压下系统的设计摘 要轧钢生产已经成为冶金生产行业中把钢坯轧制成钢材的重要生产环节，具有产量大、品种齐全、生产过程机械化自动化程度高等诸多优点，是满足国民生产需要的重要技术。随着科学技术的发展，轧钢生产行业与传统机械行业进一步紧密的结合在一起。利用轧钢生产技术，提高轧制产品的质量、减少轧制生产时间、提高成材率、降低生产成本和材料的利用率已经成为轧钢机械设计的主要目标，而矫直技术是提高板带钢产品表面质量和平坦度的重要环节。本文介绍了矫直技术的发展、中厚板产生不平度的原因、矫直机的种类、辊式矫直机的种类、辊式矫直机的基本参数、力能参数的确定等。依据矫直机的总体方案的论述，依次进行

2、压下电机的选择与计算、压下螺丝压下螺母的设计计算及校核、蜗轮蜗杆的设计计算及校核、轴承的设计及校核，并且确定了压下装置的润滑方式。全套图 纸加扣 3346389411或3012250582关键词：矫直机;压下系统；矫直力2800 medium plate hot straightening machine the design of the system under pressureAbstractThe product of steeling has become an import tache of rolling billet to be steels in the metallurgy

3、 produce industry. The strongpoint of this industry is have great output of the production is the variety production, and the produce process is very mechanization. The steeling is an important technology to fulfill the country need. Also with the development ofsteeling industry. How to make use of

4、the steeling manufacture technology. enhance the rolling quality of the production, decrease the product of rolling time. enhance the rate of product useful rolled steel. The straightening technology is an important tache to enhance the surface quality and flatness of the production. Thick plate wer

5、e introduced in this paper the reasons for not straightening. eleven middle roller straightening machine types, 11 middle roller straightening machine is the detemination of basic parameter, force can 11 roll plate straightening technology development. Based on strip straightening machine. productio

6、nprocess and working principle. through field practice.first of all, from the overall scheme ofthe eleven middle roller straightening machine are reviewed. in tum motor choice under thepressure screw. nut under the pressure of design and check. the design of the womm gear andworm and check bearing d

7、esign and life. and the development direction of straighteningmachine is studiedKeywords: flatness ;pressure system; correction force目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 热矫直机的发展状态与研究现状11.2.1 国外热矫直机的发展与研究11.2.2 国内热矫直机的发展与研究21.3 辊式矫直机的类型、用途、特点31.4 课题设计的主要内容42 设计方案的选择与论述52.1 设计方案的比较与确定52.2 设计方案内各设备

8、的论述73 矫直机结构参数和力能参数的确定83.1 辊式矫直机结构参数的确定83.1.1 辊距t和辊径D的确定83.1.2 辊数n的确定103.1.3 辊身长L的确定113.1.4 矫直速度V的确定123.2 作用在螺丝上的最大矫直力的确定124 压下电机的选择与校核144.1 压下螺丝的设计144.2 电机的选择154.3 电机过载校核175 主要零部件的设计及校核195.1 压下螺母的强度设计及校核195.1.1 螺母的高度的设计及校核195.1.2 压下螺母的外径的设计及校核205.2 蜗轮蜗杆的设计及校核205.2.1 蜗轮蜗杆的设计计算205.2.2 蜗杆的校核245.3 蜗杆轴的强

9、度校核及圆锥滚子轴承寿命计算255.3.1 蜗杆轴的强度校核255.3.2 圆锥滚子轴承的寿命计算296 润滑方式的选择327 设备的经济可行性分析337.1 设备的可靠性分析347.2 投资回收期34结 语37致 谢38参考文献39 第 40 页 1 绪论1.1 课题研究的目的和意义 与大多的金属加工技术毫无区别，矫直技术在20世纪可以说已经取得了非常不小的进步，而与之相对应的矫直技术理论也赢得了长足的发展。但对于矫直技术的发展来说，矫直领域的理论总体来说落后于实践的现象相对显著，因此，要在矫直领域发现新的问题、寻找新的突破对矫直理论和矫直机的设计进行深层次的研究与思考，开发出更成熟的技术，

10、更合理更好用的设计。因为轧件在矫直的过程中会产生弹塑性变形，很难精准的分析和计算内部的应力应变状态。所以，进行设计的经过必须是以一定的假设为前提的，并同时将试验和实际的经验加以结合。 本次毕业设计所开展的课题为2800中板热矫直机压下系统的设计，该热矫直机热矫的温度为500900，板的宽度为16002650mm，板厚为560mm。该设备所矫直的钢种有很多，除碳素结构钢、低合金高强度钢、管线钢、优质碳素结构钢集中基本钢种外，其中还包括锅炉板、船板、容器板、桥梁板等。 经过对本次2800中板热矫直机压下系统的设计过程、对压下系统参数计算和力能参数的计算，为今后的更新设计时的基本参数的确定、力能参数

11、的分析计算提供更加精准和合理的保证；使整个设备更经济、耐用，使我国具有国际先进性更强的技术设计；同时为的是做好技术上的服务、技术上的支持和技术保障工作来保证我国的生产产品更好且更多地打入国际市场。1.2 热矫直机的发展状态与研究现状1.2.1 国外热矫直机的发展与研究向比较国内的矫直技术来说，发展较早当是国外的矫直技术。自1905年那年英国的第一台辊式板材矫直机开始直到20世纪初出现的二辊式矫直机（用来矫直圆材），国外在矫直技术领域的发展已然不容小觑。发展到20世纪40年代，国外很多的发达国家在矫直技术方面的发展势头更是较之过猛，同时在整个世界内都得到了传播与推广，并产生了许多崭新的矫直方法，

12、转鼓式矫直法、拉伸矫直法、拉弯矫直法等新的矫直法均陆续出现。到了20世纪70年代和20世纪80年代之间，国外的不少发达国家在矫直领域的矫直技术力量已进展的相当雄厚，持续前进、进展和扩充的矫直技能也均在国外的许多发达国家得到了进一步的成长。随着矫直技术在各个国家科学工作者的精心研究下持续的发展与前进，矫直这一定义也由原来的弯曲矫直拓展为现在的解决弯曲、控制断面形状和尺寸精度的矫直。矫直理论进一步完善，矫直机的矫直精度也不断提高。现如今德国的凯瑟琳（Kieserling）、德马克（Demag）、日本的薄板矫直机以及英国的布朗克斯（BRONX）已成为了矫直机领域的出色代表。在国外来讲，德国的MANN

13、ESNN-MEER公司和SMSD公司，英国的BRONX公司，美国的SANDWIG公司，意大利的INNST公司、FEMI公司、DANILIE公司，日本的三菱重工（MHI）等已成为现如今的中厚板热矫直机的主要制造商。他们所生产的设备已由是由等辊距、等辊径的矫直机不断演变成了变辊距、变辊径的矫直机。这样的矫直机中由于其矫直辊受到了均匀的矫直力，这样避免了发生等辊距矫直机第三辊断辊事故的可能性，然而这样的矫直机在制造和维护方面增大了难度；而相对于等辊距、等辊经矫直机来说，变辊径矫直机的优点很多，如矫直范围大，厚板可用大辊径，而薄板矫直时可大小辊径同一时间进行矫直作业，因此矫直效果显著也正是变辊距矫直机

14、的较之等辊距矫直机的优点所在，而缺点是却是控制复杂。当下不少的外国公司新进研发的将变辊距、变辊径技术相结合在一起的矫直机已经将其理论运用在了新产品的开发生产中，使新一代的矫直机优点突出、特点明显。辊式矫直机是国外发展较为成熟的一种矫直机1，计算机控制技术已普遍应用其中，轧机轧制过程也与之相连结。矫直辊可单独作业，压下装置也可独自调整，操作灵活且简单方便。矫直辊的材质在现如今的设备研发中主要普遍采用高合金的高强度钢，这种材质在耐磨性及耐冲击性方面能够达到很高的水平。1.2.2 国内热矫直机的发展与研究虽然比起国外的矫直技术来说，我国在这方面的研究起步相对较晚，但在很早之前矫直理论就已在我国产生，

15、“矫枉必须过正”这一道理对当下矫直技术的进展有了一定的指导性意义。建国以后，由于经济建设的需要，国外矫直机大量引入中国，特别是苏联的矫直机，这对我国矫直理论以及矫直技术的研究有很大的帮助，促进了我国矫直技术方面的发展。自20世纪70年代，我国开始进行改革开放，越来越多的外国矫直机和高端的研究成果被我国引进，矫直理论方面的钻研也达到了相当高的热潮，到了20世纪50年代就有人提出了双曲线辊形设计计算法和矫直曲率方程式。到20世纪60年代至20世纪80年代间，一些学者对辊形曲线设计开始作大量的理论和实验研究，并取得了一定的研究成果2。较之于国外的矫直技术来说，我国的技术发展的很快，早在20世纪80年

16、代，崔甫教授在矫直领域就已进行了深层次的矫直理论钻研，对矫直机基本参数、力能参数的选取都进行了优化。此外，邹家祥教授也曾对矫直工艺开展了深入的研究，提出了大变形矫直方案和小变形矫直方案相结合的一种崭新的矫直工艺。20世纪90年代后，随着我国科学技术的不断发展，我国矫直技术和矫直设备的发展都向世界先进水平迈进了一大步，也取得了很多新成果，如反弯辊形七斜辊矫直机等。就国内的较之领域内的制造企业，一重、二重可以说是在该领域的制造实力是相对较强的，等辊距矫直机是他们所生产的主要矫直机，重点生产的是九辊矫直机；而对于太重、中信重机的矫直机产品来说，他们主要是把外国的等辊距矫直机的成熟技术引进到国内，将十

17、一辊为主的矫直机设备由理论开发为实际，现国内的许多大型钢厂都应用此类矫直机。在当下的矫直发展领域，开发研制高效节能、高精度和高度自动化的环保型矫直设备是现代热矫直机必然的发展趋势，该趋势以保证有高质量，高矫直速度，低工作噪声和完全自动化的高端矫直技术。1.3 辊式矫直机的类型、用途、特点板材常用的辊式矫直机的类型很多，如上辊单独调整辊式矫直机、上辊整体平行调整辊式矫直机、上辊整体倾斜调整辊式矫直机、上辊局部倾斜调整辊式矫直机等3。上辊可独自调整的上辊单独调整辊式矫直机，各个工作辊有着简单灵活的调整方式，但因为其结构配置上的种种缘由，只能主要用于辊数较少、辊距较大的型钢矫直机中。上辊整体平行调整

18、辊式矫直机的上工作辊可整排的进行平行调整。通常，很多这类矫直机做成可以单独调整的出、入口的两个上工作辊，为的是更好的进行轧机的导入并提高矫直的质量。这种矫直机的应用主要在124mm以上的中厚板矫直中。 以上工作辊可进行整排倾斜调整的上辊整体倾斜调整辊式矫直机为主的这种类型的矫直机应用也十分广泛，它们的调整方式能够将轧件的弯曲变形不断的减小，逐渐符合矫直过程中的变形特点。该矫直机广泛应用在矫直4mm以下的薄板中。上辊局部倾斜调整辊式矫直机是上排工作辊可进行局部倾斜调整（也称翼倾调整）的矫直机。该调整方式会使轧件大变形弯曲的次数增多，常用来矫直薄板4。1.4 课题设计的主要内容本课题研究2800中

19、板热矫直机压下系统的设计，包括压下系统设计方案的比较与选择、压下装置力能参数的计算、电机的选择和零部件参数计算、压下系统安装、调试、经济和环保分析，具体内容如下：首先是压下方案的比较与选择。通过对国内外各种热矫直机压下系统方案的比较，确定该2800中板热矫直机的压下方案，并对方案内各设备进行论述。其次是力能参数计算、电机选择。根据确定的辊系参数，进行力能参数的计算以及电机的选择与校核。再次是主要零部件的强度计算。根据各确定的参数和结构分析，进行主要零部件的强度计算。最后要进行的是矫直设备和压下装置的润滑方式选择与整个设备的经济可行性分析。2 设计方案的选择与论述2.1 设计方案的比较与确定本次

20、设计的2800中板热矫直机辊系为11根工作辊，其中上辊系5根工作辊，下辊系6根工作辊，通常我们所说的导辊是指下辊系的第1根工作辊和最后1根工作辊，它们可独自进行调整。而对于压下装置来说，我们通常称之为上辊调整装置，它在整个辊缝调整装置中可以说是用途最广的一种。压下装置的分类形式多种多样，其中最普遍的当属就驱动方式分类压下装置，可将其分为手动压下、电动压下和液压压下5。 手动压下装置大多数用于型钢。这种压下装置的辊缝的手动调整方法很简单，通常采用移动楔块，然后通过转动压下螺母或转动压下螺丝等多种方法来实现最终的辊缝调整。就其优点来说是结构简单、价格低廉，而这种发放应用范围小的主要原因在于其实现过

21、程中需要繁重的体力劳动，最重要的是其压下能力和压下速度也不够强大。相对于手动压下装置来说，电动压下装置凭借其可以移动距离较大的数值、速度和加速度且压下能力较大的优势在市场中占有足够位置，它能够用在所有的矫直机上。该缺点。比起手动压下装置和电动压下装置，液压压下装置则具有很高的调整精度、较高的响应速度、反应时间很短的优势，因此它主要被各种冷、热板带所应用。但由于应用这种装置所需的费用很高，且其控制的行程也十分有限，所以该装置的应用受到了极大的限制。由于此设计为十一辊热矫直机，考虑到成本、效率和实际情况，故采用电动压下。由于本设计中的热矫直机是较大型的冶金设备，图2.1中的双电机电动压下方案能提供

22、较大的转矩，故本此的课题设计采用图2.1所示的双电机蜗轮蜗杆压下传动方式。 1二级减速器 2电机 3蜗轮 4蜗杆图2.1 蜗轮蜗杆双电机压下方案1离合器 2蜗杆 3蜗轮 4减速器 5联轴器 6电机图2.2 蜗轮蜗杆单电机压下方案2.2 设计方案内各设备的论述 本次设计中电动压下装置位于横梁上部，其组成是两台交流变频压下电机、蜗杆减速机和四个压下丝杠。电机：交流变频压下电机两台。 3 矫直机结构参数和力能参数的确定3.1 辊式矫直机结构参数的确定辊式矫直机的基本参数包括：辊距t、辊径D、辊数n、辊身长度l和矫直速度V。正确的选择矫直机的基本参数对于矫直的质量、设备的结构尺寸和功率消耗都有较重要的

23、影响1。其中，辊数的多少取决于压下方案及矫直质量要求，在前面的章节进行过简单的论述；要想确定辊距和辊径要通过的约束条件很多，其中包括强度条件、受咬入条件、结构条件以及矫直可能性的约束，这些约束条件在某种程度上既在它们之间的比例关系上进行了一定数值的限定，也在他们的尺寸范围上进行了一定的约束；辊身长度取决于轧件的宽度4。3.1.1 辊距t和辊径D的确定辊径D是辊式矫直机的十分重要的参数，如表3.1所示，它收到辊距t的t约束，与其具有一定的比例关系。按照矫直一定厚度范围内的钢板选择矫直机的辊距时，既要保证最小厚度轧件的矫直质量，又要保证在矫直最大截面积轧件时的矫直强度5。所以，计算时应该分别按照最

24、大允许辊距tmax和最小允许辊距tmin进行计算，最后确定的辊距t应该满足tminttmax尽量取小值，并且圆整为矫直机参数系列中的相应数值1。表3.1 矫直机参数表 矫直机类型 =D/t 矫直机类型 =D/t 薄板矫直机 中板矫直机 0.90.95 厚板矫直机 0.70.85 0.850.9 型钢矫直机 0.750.9（1）最小允许辊距tmin 根据接触应力公式5： (3.1)式中 -辊子表面最大接触应力； P-轧件对辊子的最大压力，它等于最小辊距时作用在第三辊上的压力P3,由后面的分析可得： (3.2) E-工作辊弹性模数； R-工作辊半径； b-轧件与辊子的接触宽度； -允许接触应力，其

25、值大致等于轧件的屈服强度的两倍，即=2 (3.3)对于本次设计的2800中板热矫直机，取，时，带入下式 (3.4) 式中 -矫直钢板的最大厚度最小允许辊距tmin为： (3-5)取E= 206000 Mp圆整后tmin=560mm（2）最大允许辊距tmax最大允许辊距tmax取决于厚度最小的轧件的矫直质量，而矫直质量与第二辊下轧件变形程度有关。平直的最小厚度轧件经矫直辊反转时，断面上塑性变形的高度不应该小于，即。所以，轧件的反弯率应该是： (3.6)假设反弯曲率半径等于矫直辊的半径，即，由表3-1可得Dmax=0.9tmin,于是得出：将3-6代入，得 (3.7)代数得：所以t值取为t=tmi

26、n=560mm（3）辊径D的确定 取D=510mm3.1.2 辊数n的确定图3.1 残余曲率与辊数的关系 对于板材辊式矫直机，辊数n随着轧件宽厚（b/h）的增加而增加20。因为轧件宽厚比较大，它的浪形弯曲亦愈显著，需要多次的反复弯曲才能保证矫直质量。辊数与残余曲率关系如图3.1所示2。3.1.3 辊身长L的确定辊身长度L与轧件最大宽度有关，通常 （3.8）表3-3 矫直辊辊身长度与钢板最大宽度的关系15钢板最大宽度bmax/mm40054080010001250155018002000250032004000辊身长度L/mm50070010001200145017002000230028003

27、5004200 由于矫直辊为光辊，板带材矫直时容易跑偏，为此辊端的余量必须加大，根据惯用的规定，可取为1此次取a=200mm时，则3.1.4 矫直速度V的确定 机组速度主要根据生产率确定，同时还应考虑到被矫直产品的种类、温度等因素。一般来说，矫直0.54mm的板材取矫直速度60.5m/s；矫直430mm的板材矫直速度，冷矫取为0.10.3m/s，热矫取为0.43m/s。根据同类型产品的速度范围，此次热矫速度按m/s考虑计算。3.2 作用在螺丝上的最大矫直力的确定由文献1，1133和1，1134得： （3.9） (3.10) （3.11） （3.12）式中： b-矫直件的宽度，16002650m

28、m，取2000mm h-矫直件的厚度，560mm，取50mm -矫直件的屈服极限，由已知取460因本次设计采用两个电机，共带动四个压下螺丝，综上： （3.13） （3.14）其中： -单个压下螺丝上的作用力4 压下电机的选择与校核4.1 压下螺丝的设计图4.1 压下螺丝简图1.压下螺丝最小断面直径由下式确定，由文献1,式45可知： （4.1）式中： -作用在单个螺丝上的最大矫直力，取 -压下螺丝的许用应力 （4.2） -压下螺丝的强度极限由文献2，式28查表选取压下螺丝材料为，由文献2，式29得 n-安全系数，取所以： （4.3） （4.4）根据实际，取由文献3，表2.1.126查得，取螺距，

29、满足自锁条；，螺纹中经为305.0mm，螺纹内经为285.289mm，螺母的螺纹孔内经因此，螺纹升角 （4.5）查表3，表7.25查得，摩擦系数，梯形螺纹牙形角。所以，当量摩擦角 （4.6）4.2 电机的选择1. 压下螺丝的传动力矩和压下电机功率计算：由文献5，式45可知： （4.7）式中： -螺纹中经，取 -当量摩擦角，即，为螺纹接触面的摩擦系数一般取0.1，故 -螺纹升角， -作用在一个压下螺丝上的力，过平衡力 （4.8） 其中 所以，取-压下螺丝止推轴承直径，取-止推轴承的阻力矩。按式1，47计算 （4.9） -螺纹摩擦阻力矩 （4.10）所以，压下螺丝的传动电动机功率为：由文献5，式4

30、9可知： （4.11）式中： -传动压下螺丝的静力矩； -压下螺丝的转矩； (4.12) -传动系统在单个压下螺丝的机械效率。所以，传动电机的功率为： N=2=1.7kw由文献4，40.128断续工作制，选取绕线转子电机YZR-160M，电机功率为7.5kW，转数为。传动比的分配： 取 则1-压下螺丝 2-压下螺母 3-球面垫图4.2 压下螺丝受力平衡图4.3 电机过载校核压下电机参数YZR160MZ，转速，额定功率7.5kw； （4.13）其中： -压下电机最大负载转矩； K-余量系数，直流电机取0.90.95，交流电机取0.9； -电压波动系数，取0.85； -电动机额定转矩，； -允许转

31、矩过载倍数，由文献3，表40.16得同步电动机取。所以： ，则所以电机过载校核 合格。5 主要零部件的设计及校核5.1 压下螺母的强度设计及校核5.1.1 螺母的高度的设计及校核1. 压下螺母高度的设计由文献1，130可知 （5.1）式中： -压下螺丝螺纹中经所以：根据实际取640mm压下螺母高度H应按螺纹的挤压强度来确定，螺纹受力面的挤压应力P为：由文献5，25进行校核 （5.2）其中： -单个压下螺丝轴颈上的力，； -压下螺丝的外径，； -压下螺丝的内经，； -压下螺母的螺纹圈数，； -压下螺母与螺丝的内经之差； -螺纹间许用应力。由文献1,130可知：则所以，挤压强度校核合格。5.1.2

32、 压下螺母的外径的设计及校核1. 压下螺母的外径设计由文献1，130可知： （5.3）所以，2. 机架与螺母断面挤压应力校核由文献5，27进行校核 （5.4）式中： -许用挤压应力，由文献1,130可知：； -机架上镗孔直径，； -螺母断面，。则： 所以，机架与螺母间挤压应力校核合格。5.2 蜗轮蜗杆的设计及校核5.2.1 蜗轮蜗杆的设计计算根据GB/T100851988推荐用渐开线蜗杆。根据文献3，蜗杆采用45钢，效率高耐磨性好；蜗轮采用铸锡磷青铜ZCuSn10P1。1.按齿面接触疲劳强度设计闭式蜗杆传动的设计准则，按齿面接触疲劳强度设计，再进行齿根校核：由文献6，式1112可知： （5.5

33、）确定作用在蜗轮上的转矩，按 （5.6） （5.7）则；确定载荷系数k （5.8）其中： -使用系数，由文献1，115得； -载荷分布不均匀系数，因工作系数载荷平稳，取； -动载系数，由于转速较低，所以取。所以，；定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，根据文献3，定接触系数；先假设蜗杆分度圆直径与传动中心距的比值，由文献1，1118查得；确定许用接触应力因为蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造蜗杆齿面硬度，由文献6查表得，蜗轮的基本许用应力；寿命；应力循环次数；寿命系数则：计算中心距mm根据实际，取中心距由文献3得：，蜗杆分度圆直径，这时，查得接触系数所以，以上结果

34、可用2. 蜗轮蜗杆主要参数及几何尺寸根据文献6，113可知： 蜗杆轴向齿距： 直径系数： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 分度圆导程角： 蜗杆轴向齿厚： 蜗轮齿数：，变位系数 验算传动比：,这是传动比误差为是允许的 蜗轮分度圆直径： 蜗轮喉圆直径： 蜗轮齿根圆直径： 蜗轮喉圆母圆直径：3. 校核齿根弯曲疲劳强度根据文献6，1113可知 （5.9）式中： -齿形系数，根据文献3，得； 由文献6，1119查得，齿形系数 -螺旋角影响系数，； -基本许用弯曲应力，由文献6，118查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮基本许用弯曲应力； -寿命系数，； -许用弯曲应力，。则： 所以，蜗轮强度校核合格。5.2.

35、2 蜗杆的校核1. 蜗杆强度的校核蜗轮蜗杆传动的受力分析，如图5.1所示。 图5.1 蜗轮蜗杆受力图根据文献6，1114进行校核： （5.10）式中： -蜗杆收到的圆周力N，根据文献1，117可得 （5.11） -蜗杆直径，取 -蜗杆径向力N -蜗杆材料的弹性模量，根据文献7， 174取； -蜗杆危险断面惯性矩，； -蜗杆两端支撑间的跨距，根据实际取； -许用最大挠度，。所以： 所以蜗杆刚度校核合格。5.3 蜗杆轴的强度校核及圆锥滚子轴承寿命计算5.3.1 蜗杆轴的强度校核根据文献7，213，由轴三的直径为80mm选用滚动轴承30216，；，。该轴的受力分析如图5.2： 其中： -轴的计算应力

36、，； -轴所受的弯矩； -轴所受的扭矩； -轴的抗弯截面系数。轴材料为45钢，调质处理。由文献6，151查得，此蜗杆轴合理安全。对其危险截面C进行精确疲劳强度校核：首先，判断危险截面如下： 如图5.2可知截面A、B只受到扭矩的作用，所以A、B截面无需校核。而从应 力集中力对轴的疲劳强度的影响来精确校核疲劳轴的疲劳强度，从受载来看，截面C引起的应力集中最为严重，因此校核该截面。1. 确定抗弯系数：2.确定抗扭系数：3.截面B的右侧的弯矩M为图5.2 蜗杆轴的受力分析图4. 截面B上的扭矩为5. 截面上的弯曲应力为 6. 截面上的扭转应力为7. 轴的材料为45钢，调质处理由文献6，表151查得：，

37、8. 因，由，文献6，附表31查得：，；由文献6，附图31查得：轴性系数为，9. 确定有效应力集中系数10. 确定尺寸系数由文献6，附图32查得：由文献6，附图33查得：11. 表面系数的确定 该轴为磨削加工，由文献6,附图34查得：12. 综合系数的确定该轴未经过表面强化处理，由文献6，式312和6，式312a得综合系数为：13. 特性系数的确定由文献6，25和6，26查得碳钢的特性系数： 取0.1 取0.0514. 安全系数的确定由文献6，式157得：式中： 所以，由文献6，式157得：式中： 所以，由文献6，式158得： 所以它是安全的。5.3.2 圆锥滚子轴承的寿命计算圆锥滚子轴承支反

38、力和计算： 轴承受力分析图如下：图5.2 轴承受力分析图，取1.5。因为所以，左轴承被压紧，右轴承被放松。因为所以， 因此，左轴承的使用寿命为： 所以，轴承使用寿命满足要求。6 润滑方式的选择通常来说，我们将板带矫直机的润滑方式分为稀油润滑方式和干油润滑方式。稀油润滑集中润滑系统通常有两部分组成：稀油站和稀油管路，包括给油管、回油管及机器配管。为保证齿轮有可靠的润滑，主减速机为循环喷注润滑。 压下机构的润滑方式为稀油润滑。原因是压下机构的动作十分频繁，而且其调整的周期也不短，因此在每每进行辊缝的调整时，都必需先启动润滑机构，以此来确保压下螺母和压下螺丝赢得充分的润滑。7 设备的经济可行性分析

39、经济可行性分析研究技术活动的经济效果，要求以最低的成本获得最大产出与回报的途径与方法的手段。我们开发某种产品或建设某一项目时，必须对经济可行性进行分析评价。评价就是期望在某项技术方案措施还没有在社会实践前，估算出它的经济效果事先评价不同的技术方案、措施和路线的经济价值，帮助决策者优先选择经济效果好又有最大社会效益的方案，技术经济分析涉及到经济可比条件、技术方案经济效果和相应的计算方法等，然后进行评价。经济可行性分析的基本原则如下：在进行产品制造过程中所创造出来的价值一定要大于在进行之前投进的生产制造中的劳动价值，要不然该项生产将无法进行下去，即使是最基础的再生产活动也无法维持下去，在经济是否可

40、行效果可以用下面两个关系式表示：或式中： -经济效果； -使用价值； -劳动损耗。衡量此经济技术效果的基本式为：或对不同的经济技术方案进行经济效果的评价就是从众多的方案中精选出的最优方案，一般来说经济效果可比条件有四个：满足需要的可比、时间的可比、劳动耗费的可比、价格的可比。经济技术可行性分析常用的方法有：投资效果系数法：投资效果技术法反映新工程占用费用的资金，与投入生产后每年获得的对比关系，而投资效果系数的倒数即是回收期，投资效果系数越大说明投资效果越好，投资回收期越短，投资效果越好。 投资期回收期法：对于同一项目的不同方案进行比较时，有时可能出现甲方案占用建设投资额大，而预计生产后产品总成

41、本额大的情况。这时，评价两方案经济效果时，一般需要计算甲方案的适合投资回收期。 计算费用法：如果标准回收期已定，可用计算费用法来比较同一方案的经济效果，特别是一个项目有两个以上方案时，用该方法更方便。净现值法：净现值法是把项目整个寿命周期内逐年发生的收入与支出的差额，用一个预定的利息率分别折算为项目开始时的现值。如果计算结果为正值，则说明收入大于支出，经济效果好。 成本效益分析法：这种方法在外国来说已是司空见惯，它的宗旨是在已平衡点为基本，将各种方案展开分析评估。7.1 设备的可靠性分析-可靠度函数 （7.1）式中：-失效率，常数。取所以， 机械设备的可靠性是另一个使用寿命的可用指标，即平均寿

42、命，其可作为工作时间随机变量的期望值。 （7.2） 式中： -平均寿命。所以，。7.2 投资回收期本次设计采用投净现值法。本设计总投资金额为，年利率为，前五年的设备维修和年度经营费用为元，以后用于设备的磨损每年递增900000元。根据长期使用它的总费用值确定最佳使用年限。 （7.3）式中： -总投资额，； -年平均净收益，；所以，-基准回收期，。由于，故经济可行。算起。关于各年投资与收益见表7.1： 表7.1 投资与净收益表 单位：万元 时期（年） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 建设期 300 200 - - - - - - - 年净收益 - - 50 75 125 150 175 125 100 累积净收益 -300 -500 -450 -37