2800中板熱矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

《2800中板熱矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2800中板熱矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】（49頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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I ...................................................... 緒論 ........................................................ 1 選題背景及意義 .................................................... 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................... 1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .................................................... 3 2 設(shè)計(jì)方案選擇 ................................................ 4 矯直機(jī)的方案選擇 .................................................. 4 矯直機(jī)的選擇 ................................................. 4 矯直方案的選擇 ............................................... 5 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案選擇 ............................................... 5 方案選擇 ..................................................... 5 電機(jī)的初步選擇 ............................................... 7 減速器的選擇 ................................................. 7 齒輪箱的選擇 ................................................. 8 聯(lián)軸器的選擇 ................................................. 8 3 基本參數(shù)的確定 .............................................. 9 輥距 t 和輥徑 D 的確定 .............................................. 9 輥數(shù) n 的確定 ..................................................... 11 輥身長(zhǎng) L 的確定 ................................................... 12 矯直速度 V 的確定 ................................................. 13 4 力能參數(shù)的確定 ............................................. 14 計(jì)算理論依據(jù) ..................................................... 14 矯直力的計(jì)算 ..................................................... 17 矯直力矩的計(jì)算 ................................................... 18 矯直機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的確定 ............................................. 22 5 主要零部件的校核計(jì)算 ....................................... 24 電機(jī)的選擇及過載校核 ............................................. 24 矯直輥強(qiáng)度校核 ................................................... 24 第三輥的傳動(dòng)力矩 ............................................ 25 第三輥上彎曲力矩和支反力的確定 .............................. 25 矯直輥強(qiáng)度計(jì)算及校核 ........................................ 32 工作輥軸承的校核 ................................................. 34 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 軸承的初選 .................................................. 34 軸承壽命計(jì)算 ................................................ 35 萬向連接軸的計(jì)算 ................................................. 35 萬向接軸主要尺寸 ............................................ 35 叉頭的強(qiáng)度計(jì)算 .............................................. 38 6 相關(guān)潤(rùn)滑的選擇 ............................................. 39 矯直輥的潤(rùn)滑 ..................................................... 39 主傳動(dòng)系統(tǒng)的潤(rùn)滑 ................................................. 39 7 設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性與環(huán)保性分析 ........................... 41 設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析 ......................................... 41 設(shè)備的環(huán)保可行性分析 ............................................. 41 結(jié)束語 ........................................................ 43 致謝 .......................................................... 44 參考文獻(xiàn) ...................................................... 45 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 緒論 選題背景及意義 隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行業(yè)對(duì) 于鋼材的質(zhì)量要求越來越高，然而鋼材軋制、冷卻或者運(yùn)輸?shù)倪^程中，由于各種各樣因素的影響， 可能會(huì)出現(xiàn)不同的形狀缺陷 。例如鋼管、鋼軌和型鋼的弧形彎曲；工字鋼等型鋼的斷面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)、外擴(kuò)和翼緣內(nèi)并；板材和帶材的縱向彎曲、 中間飄曲 、 橫向彎曲 和邊緣浪形以及鐮刀彎等。 為了消除這些缺陷，需要將軋件在矯直機(jī)上進(jìn)行矯直 [1]。 由于 彎曲、浪形、瓢曲等缺陷是 中厚板在生產(chǎn)過程中 的 主要變形，所以采用輥式矯直機(jī)。 為了實(shí)現(xiàn)由鋼鐵大國到鋼鐵強(qiáng)國的過渡，不應(yīng)該一味的追逐產(chǎn)量，應(yīng)該更加看重產(chǎn)品的質(zhì)量，必須提高鋼材的附加值，而 作為 生產(chǎn)線上 舉足輕 重的 輔助設(shè)備， 矯直機(jī) 直接影響著 產(chǎn)品的 質(zhì)量 和 直行率的高低。 矯直機(jī)的設(shè)計(jì)包括主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)兩部分，從大功率的電動(dòng)機(jī)傳出高轉(zhuǎn)速經(jīng)過減速器、齒輪箱，再經(jīng)過聯(lián)軸器傳遞給壓下系統(tǒng)。由于是高轉(zhuǎn)速、大功率及大轉(zhuǎn)矩，在工作中面臨很多問題， 例如在 軋制過程中 ,由于 鋼材進(jìn)入矯直輥時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的載荷沖擊， 所以 對(duì) 于 軸、齒輪、軸承及軸承座的材料和強(qiáng)度要求 非常的 嚴(yán)格 ,因此 矯直機(jī)的設(shè)計(jì)中主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。 本設(shè)計(jì)以南京中厚板 2800 中板熱矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng) 為題， 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 能夠 將 我 大學(xué)四年所學(xué)理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合 ，培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力、獨(dú)立思考能力和解決工程問題能力， 啟發(fā)內(nèi)在潛能，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造力。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我查閱資料、方案設(shè)計(jì)、參數(shù)確定、理論分析、設(shè)計(jì)計(jì)算、分析及解決問題的能力，達(dá)到高級(jí)工程技術(shù)人才的基本訓(xùn)練要求。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)今世界各國對(duì)于矯直技術(shù)的研究正向著精深的方向發(fā)展，我國的工業(yè)建設(shè)也已經(jīng)把質(zhì)量、品種與效益作為主要問題予以重視，然而 與國外的 中厚板矯直技術(shù) 相比，我國的中厚板矯直技術(shù)起步較晚，并且與實(shí)際 生產(chǎn)相比理論研究比較落后，近些年隨著工業(yè)的發(fā)展和自身技術(shù)的進(jìn)步 ,我國自主生產(chǎn)的矯直 機(jī)性能和各項(xiàng)參數(shù)不斷的向前發(fā)展 ， 從而 使得鋼板的寬度、厚度及長(zhǎng)度規(guī)格不斷擴(kuò)大， 并且 正在逐步的追趕上世界先進(jìn)的技術(shù)。世界上較為先進(jìn)的矯直技術(shù)大都來自于德馬克、西馬克以及日本的三菱重工等廠家。國 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 外 先進(jìn) 的矯直機(jī) 大多通過 矯直輥不同方向預(yù)彎以 來 消除鋼板 生產(chǎn)過程中的邊緣波浪或中心瓢曲；通過上矯直輥傾斜來 消除 生產(chǎn)過程中的 單邊波浪； 通過 矯直輥沿矯直方向 的傾動(dòng)來調(diào)節(jié)輥縫；入、出口輥單獨(dú)調(diào)節(jié)輥縫有利于鋼板的傳送 ； 其設(shè)有過載保護(hù)以及快速換輥裝置；通過不同輥徑與輥距的組合方式來 擴(kuò)大 其 矯直 的范圍等。除此之外 國外 的新一代矯直機(jī)還通過采用 自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)模型設(shè)定和液壓 態(tài)輥縫調(diào)整 等 先進(jìn)技術(shù)，來提高中厚板的矯直質(zhì)量 [2]。 矯直技術(shù)正是保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量的主要技術(shù)之一，需要用系統(tǒng)的正確的理論來武裝廣大技術(shù)人員，急需用高精度高效率的矯直設(shè)備來武裝生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。 對(duì)于矯直機(jī)的分類可以按照其機(jī)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行區(qū)分 ,按照機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，現(xiàn)有的矯直機(jī)可以分為 : (1)壓力矯直 機(jī) (2)輥式矯直機(jī) (3)管棒材矯直機(jī) (4)拉伸矯直機(jī) (5)拉伸彎曲矯直機(jī) 按照工作原理不同，可以分為 : (1)反復(fù)彎曲式矯直機(jī) (2)旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī) (3)拉伸矯直機(jī) (4)拉彎矯直機(jī) (5)拉坯矯直設(shè)備 中厚板矯直機(jī)已經(jīng)由二重式發(fā)展到四重式，輥?zhàn)訛閮A斜布置、成組換輥，并且設(shè)有過載保護(hù)，機(jī)架采用預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)，增大剛度。四重式矯直機(jī)，在結(jié)構(gòu)和輥系布置上做了很大的改進(jìn)，改變了原有二重式熱矯直機(jī)矯直質(zhì)量不理想、輥距大、矯直能力低、維修不便等缺點(diǎn)，使矯直厚度范圍擴(kuò)大到 10 倍左右。使矯直機(jī)向自動(dòng)化、全液壓、高負(fù)荷、多功能、強(qiáng)力矯直機(jī)、技術(shù)發(fā)展，即采用第三代矯直機(jī)，進(jìn)一步提高鋼板表面的質(zhì)量。而矯直機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)可以采用普通電機(jī)、減速器、齒輪箱、聯(lián)軸器聯(lián)接到矯直輥上；或者采用低速電機(jī)、齒 輪箱、聯(lián)軸器聯(lián)接到矯直輥上； 還 可以采用普通電機(jī)、減速齒輪分配箱、聯(lián)軸器聯(lián)接到矯直輥上。 本次設(shè)計(jì)采用的是普通電機(jī)、減速器、齒輪箱、聯(lián)軸器的傳動(dòng)方案 ,具體選擇方案的原因會(huì)在后面進(jìn)行論述 。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 2800 中板熱矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)為本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，其 作用是帶動(dòng)矯直機(jī)工作。矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī) 、減速器、齒輪箱以及萬向聯(lián)軸器 。 其中電機(jī)的作用是提供動(dòng)力 ； 減速器的作用 是降低電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和 均衡分配傳動(dòng)扭矩；齒輪箱的作用是將減速器 輸出軸所 傳遞的扭矩 均衡的 分配給 多個(gè) 矯直輥；萬向聯(lián)軸器用來補(bǔ)償齒輪箱輸出 軸與矯直輥之間的綜合位移。 該主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)要進(jìn)行電機(jī)的選擇、減速器的選擇、齒輪箱的選擇、萬向聯(lián)軸器的選擇 。這些內(nèi)容的選擇已有的數(shù)據(jù)如下： 矯直鋼板的厚度： 5～ 30 直鋼板的寬度： 1600～ 2650 直鋼板的長(zhǎng)度： 6000～ 45000 板矯直時(shí)的溫度范圍： 500～ 900℃ 矯直鋼板的屈服強(qiáng)度： 460 N/輥形式：液壓整體快速換輥 上矯直輥數(shù)： n=5 下矯直輥數(shù)： 6 通過以上數(shù)據(jù)及對(duì)矯直機(jī)的矯直力、矯直力矩進(jìn)行計(jì)算， 按照 擬定 的 傳動(dòng)方案 參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行 電機(jī) 選擇 、進(jìn)行傳動(dòng)零 件的設(shè)計(jì)計(jì)算以及相關(guān) 聯(lián)軸器等 傳動(dòng)元件的選擇 ，然后在對(duì) 設(shè)計(jì)時(shí)涉及的 齒輪、軸、聯(lián)軸器及軸承等各零件進(jìn)行校核。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后要求是：總裝配圖 1 張、部件裝配圖 1、零件圖 3。所繪圖紙全部采用計(jì)算機(jī)繪圖，圖面質(zhì)量要求符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定要求，達(dá)到工程使用標(biāo)準(zhǔn)。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 設(shè)計(jì)方案選擇 對(duì)于來料鋼板的各項(xiàng)參數(shù)相同，不同方案的矯直機(jī)生產(chǎn) 的產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)基同，都能滿足用戶要求的情況下，由于矯直機(jī)的配置重量、 投資 花銷 、 主傳動(dòng)功率及 其 生產(chǎn)所用的 成本等相差很大，所以矯直機(jī) 的 配置是否經(jīng)濟(jì) 、是否 適 用 ,矯直輥數(shù)量 、 矯直輥輥徑、矯直輥輥距的合理選定是其主要因素 [3]。 矯直機(jī)的方案選擇 矯直機(jī)的 選擇 目前 我國最常用 的矯直機(jī) 分為 斜輥矯直機(jī)、拉伸 壓力矯直機(jī)、平行輥矯直機(jī)、拉彎矯直機(jī)和旋轉(zhuǎn)反彎式矯直機(jī) 等種類 。 各類矯直機(jī)相應(yīng)的用途和特點(diǎn)如下 : （ 1） 、 壓力矯直機(jī) 的矯直范圍是 :大型鋼梁、鋼軌和大直徑鋼管 ,又 或用在于輥式矯直機(jī)的補(bǔ)充矯直 , 大多都 設(shè)置在型鋼和鋼管 生產(chǎn)的生產(chǎn)線上 。 其 主要缺點(diǎn)是 操作較繁重且 生產(chǎn)率低 。 （ 2） 、 平行輥矯直機(jī) ,很好的 解決 了壓力矯直機(jī) 操作較 繁重且生產(chǎn)率低 的缺 點(diǎn)， 能夠使矯直效率成倍提高，這種矯直機(jī)廣泛應(yīng)用于板材和型材的矯直中。 （ 3） 、 斜式矯直輥是專門用于圓斷面條材的一種矯直機(jī)，它補(bǔ)充了平行輥矯直機(jī)的缺點(diǎn)。 （ 4） 、 拉伸和拉彎矯直機(jī)其中拉伸一般在薄板矯直復(fù)雜型材矯直 。拉伸 的缺點(diǎn)是 矯直裂邊，斷帶及耗能大 ,為了解決 拉伸矯直機(jī) 的缺點(diǎn)產(chǎn)生了 拉彎矯直法 ,進(jìn)一步 的提高 產(chǎn)品的 質(zhì)量，拉彎矯直法已成為帶材生產(chǎn)中最好的矯直方法。 （ 5） 、 旋轉(zhuǎn)反彎式矯直機(jī) 的矯直范圍是 :圓材 、 各方向斷面模數(shù)差值較小 且 斷面尺寸也較小的條材 [3]。 本次設(shè)計(jì)的是中厚板軋制線的軋機(jī)后方的 矯直機(jī)， 屬于熱矯直機(jī)，用來 進(jìn)行 熱矯直鋼板， 按照以往經(jīng)驗(yàn)適合使用 平行輥式矯直機(jī)，該矯直機(jī)屬于連續(xù)性反復(fù)彎曲的矯直設(shè)備，能夠客服壓力矯直機(jī)連續(xù)工作的特點(diǎn)， 能夠較大 的 提高 矯直效率 ， 并且能夠 加入到連續(xù) 工作的 生產(chǎn)線 上 。 由于隨著 矯直機(jī) 輥數(shù) 的增加 ， 軋件的反彎次數(shù) 也相應(yīng)的增加 ， 所以矯直機(jī)輥數(shù)的增加 可以 大大的提高矯直產(chǎn)品的 質(zhì)量，但 是 增加矯直機(jī)輥數(shù)的 同時(shí) 也 會(huì)增加軋件的加工硬化以及 矯直機(jī) 所需要 的功率 [1]，所以 對(duì)于 輥式矯直機(jī) 輥數(shù)的初選參照 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 表 2 表 2輥式矯直機(jī)的輥數(shù) [1] 6 >6輥數(shù) n 19 ～ 29 11 ～ 17 7 ～ 9輥式鋼板矯直機(jī)軋件種類 鋼板厚度/ 矯直機(jī) 初選為 采用 11 輥。 矯直方案的 選擇 [6] 目前軋制 是 板材 生產(chǎn) 的 主要方法。 現(xiàn)階段有多種多樣的板帶材矯正方法及其矯 直 設(shè)備 保證板材質(zhì)量 ,使得 各國 的軋制鋼板生產(chǎn)擁有飛快的發(fā)展速度 。其中，多輥式矯正機(jī)是矯直板材最常用的 矯直設(shè)備 。 其 生產(chǎn)率 相對(duì)而言非常 高，因而被廣泛 應(yīng) 用于各種板材的 矯 直 。 由于 軋件的材質(zhì) 、 規(guī)格和尺寸的不同 所以 需要的彎曲次數(shù)也不會(huì)相同因此矯直機(jī)的輥數(shù)也不會(huì)相同，輥數(shù)一般為 5～ 29,常用的是 7～ 9，用的最多的是 9～ 度達(dá) 50本次 設(shè)計(jì)的矯直機(jī)為中厚板所以選用上排工作輥整體平行調(diào)整的 11輥 矯正機(jī) ，第 2、 3 輥采用大變形 使軋件反復(fù)彎曲消除原始曲率，第 4 輥開始使用小變形逐漸的減小軋件的曲率。這種方法不僅能夠增加矯直的質(zhì)量，同時(shí)也能減少矯直所需要的功率。 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案選擇 本設(shè)計(jì)的方案選擇是通過兩個(gè)方案對(duì)比之后選擇出最佳方案。 方案 選擇 方案一： 通過兩臺(tái)高速電機(jī)帶動(dòng)減速器，然后連接齒輪座，最后傳動(dòng)到工作輥。如圖 2 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 2 a— 下工作輥； b— 單支齒輪座； c— 減速器； d— 電機(jī)； e— 聯(lián)軸器 方案二： 通過兩臺(tái)慢速電機(jī)帶動(dòng)齒輪座，然后傳動(dòng)到工作輥。如圖 2 對(duì)比兩組方案，方案二采用的是低速電機(jī)與齒輪座的組合， 相對(duì)于快速電機(jī) 與減速器和齒輪座的組合，低速電機(jī)節(jié)省空間、噪聲 小 、 不需要 維護(hù)、外形美觀，其低轉(zhuǎn)速、大扭矩可以直接滿足用戶的使用需求，但是低速電機(jī)價(jià)格購買價(jià)格和維修的價(jià)格都非常昂貴，所以考慮到經(jīng)濟(jì)性、維修工藝性等方面本次設(shè)計(jì)的矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)選擇高速電機(jī)。 即本設(shè)計(jì)選擇方案二作為主傳動(dòng)系統(tǒng)。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 2-1 a— 下工作輥； b— 聯(lián)軸器； c— 齒輪座； d— 電機(jī) 電機(jī)的初步選 擇 對(duì)于高速電機(jī)的選擇，期選擇內(nèi)容包括：電動(dòng)機(jī)的類型、電壓、轉(zhuǎn)速以及容量等。其 具體選擇會(huì)在后面的章節(jié)進(jìn)行。 減速器的選擇 減速器 的作用不僅僅是降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還能夠平均的分配扭矩的傳動(dòng)。常用的減速器 有圓柱齒輪型、圓柱 這三種型式中 每種又分為 四種結(jié)構(gòu)，它們是 單支、雙支、三支和四支。 當(dāng)矯直機(jī)的 輥數(shù)大于 7 時(shí) ， 不宜使用單支減速器，大多使用多支的減速器，這樣可以式齒輪座的載荷均勻。對(duì)于本次設(shè)計(jì)初步選擇雙支減速器。從制造安裝方便、經(jīng)濟(jì)的角度考慮選擇圓柱齒輪減速器。 再由軸的受力考慮，由于其承受軸向力和徑向力，所以選擇斜齒圓柱齒輪減速器。綜合以上，本 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 次設(shè)計(jì)選擇的是雙支二級(jí)斜齒圓柱輪減速器。 齒輪箱的選擇 按照齒輪的嚙合列數(shù) 進(jìn)行分類 ，齒輪箱可以分為 兩類： 單列齒輪箱和多列齒輪箱。與多列齒輪箱相比 單列齒輪箱的制造、安裝簡(jiǎn)單，各齒輪軸和軸承可以通用且齒輪軸的剛性高。多列齒輪箱 比單列齒輪箱 的總中心距小， 但是 多列齒輪箱的齒輪軸剛性低。綜合考慮齒輪軸的剛性、安裝、制造等問題本次設(shè)計(jì)選用單支齒輪箱。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器可以按照位移補(bǔ)償能力進(jìn)行分類， 具體分為 剛性聯(lián)軸器和 彈性聯(lián)軸器兩大類，其中剛性聯(lián)軸器又可以 劃分為剛性固定式聯(lián)軸器和剛性可移式聯(lián)軸器。剛性固定式聯(lián)軸器適用于聯(lián)接沒有相對(duì)位移的兩軸；彈性聯(lián)軸器適用于補(bǔ)償兩軸之間的綜合位移，但是不能傳遞過大的扭矩；而剛性可移式聯(lián)軸器 既可以補(bǔ)償兩軸之間的綜合位移，與可以傳遞較大的扭矩。綜上，本次設(shè)計(jì)選擇剛性可移式聯(lián)軸器中的萬向聯(lián)軸器。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 基本參數(shù)的確定 輥距 t、輥徑 D、輥數(shù) n、輥身長(zhǎng)度 為輥式矯直機(jī)的基本參數(shù) 。正確的選擇矯直機(jī)的基本參數(shù)對(duì)于 產(chǎn)品的矯直 質(zhì)量、設(shè)備的 尺寸 結(jié)構(gòu) 以及 功率 的 消耗都有較重要的影響 [1]。 其中， 矯直機(jī)的 輥數(shù)在前面的章節(jié)進(jìn)行過簡(jiǎn)單的論述；輥距和輥徑受咬入條件、強(qiáng)度條件、矯直可能性以及結(jié)構(gòu)條件的約束，既限定了它們之間的比例關(guān)系，也限定了它們的尺寸范圍；輥身長(zhǎng)度取決于軋件的寬度 [4]。 輥距 t 和輥徑 D 的確定 輥徑 D 是輥式矯直機(jī)的重要參數(shù)，其與輥距 t 有一定的比例關(guān)系（如表 3確定輥距 t 后，按照比例關(guān)系可以確定輥徑 D 并圓整為矯直機(jī)參數(shù)系列中的相應(yīng)數(shù)值。 按照矯直一定厚度范圍內(nèi)的鋼板選擇矯直機(jī)的輥距時(shí)，既要保證最小厚度軋件的矯直質(zhì)量，又要保證在矯直最大 截面積軋件時(shí)的矯直強(qiáng)度 [5]。所以，計(jì)算時(shí)應(yīng)該分別按照最大允許輥距 后確定的輥距 t 應(yīng)該滿足 t＜ 且圓整為矯直機(jī)參數(shù)系列中的相應(yīng)數(shù)值 [1]。 表 3直機(jī)類型 β =D/t 矯直機(jī)類型 β =D/0 板矯直機(jī) 0 ～ 鋼矯直機(jī) ～ 1） 最小允許輥距 小允許輥距取決于輥?zhàn)拥膹?qiáng)度條件，輥距減小時(shí)會(huì)增大輥?zhàn)由系膲毫Γ绻捎弥С休?，可以提高工作輥的?qiáng)度，但是接觸應(yīng)力過大，會(huì)造成輥?zhàn)颖砻孢^度的磨損以及剝落，這樣就容易劃傷軋件表面。所 以，按照工作輥的接觸強(qiáng)度和 扭轉(zhuǎn)子強(qiáng)度來計(jì)算最小允許輥距 根據(jù)接觸應(yīng)力公式 [5]： ? ??? ?? a x (3式中 — — 輥?zhàn)?表面最大接觸應(yīng)力； 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 P—— — 軋件對(duì)輥?zhàn)?的最大壓力， 由后面的分析可得 它等于最小輥距時(shí)作用在第三輥上的壓力 S ?m ?? (3E—— — 工作輥彈性模數(shù) ； R—— — 工作輥半徑 ； b—— — 軋件與輥?zhàn)拥慕佑|寬度； ??? —— — 允許接觸應(yīng)力，其值大致等于軋件的屈服強(qiáng)度的兩倍，即 ??? =2 S? (3對(duì)于本次設(shè)計(jì)的 2800 中板熱矯直機(jī)，取4 ， 時(shí)， 帶入下式 (3式中 — 矯直鋼板的最大厚度 最小允許輥距 ： m a xm 3取 E= 206000 Mp 0 m a xm i n ????? ? 圓整后 60 2） 最大允許輥距 大允許輥距 矯直質(zhì)量與第二輥下軋件變形程度有關(guān)。 ， 否則 軋件 不會(huì) 產(chǎn)生必要的彈塑性彎曲變形 ，達(dá)不到矯直效果 。 矯 直的最小厚度軋件經(jīng)矯直輥反轉(zhuǎn)時(shí)，斷面 處的塑性變形的高度不能夠 小于312以，軋件的反彎率?1應(yīng)該是： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 m ? ?? (3假設(shè)反彎曲率半徑 等于矯直輥的半徑，即2，由表 3是得出：m a xm a x t?? ??將 3入，得 m 3代數(shù)得： 60 0 a x ????計(jì)算結(jié)果表明， ，而 t 值應(yīng)該靠近 選取。所以 t 值取為 t=60 3） 輥徑 D 的確定 ??? 取 D=510輥數(shù) n 的確定 隨著輥數(shù)的增加 軋件的反彎次數(shù) 也隨之增加 ,雖然 這樣 可以提高軋件的矯直質(zhì)量 ,但是 同時(shí) 也會(huì)使得軋件的加工硬化和矯直機(jī) 所需要 的功率增加。所以 ,輥數(shù) n 的選取應(yīng)該在保證矯直質(zhì)量的前提下盡量減少輥數(shù)。 對(duì)于小變形壓彎值容易計(jì)算不容易調(diào)節(jié)，計(jì)算很準(zhǔn)確然而調(diào)節(jié)卻比較困難，特別是由于機(jī)架的剛度小、側(cè)彎、扭曲，調(diào)準(zhǔn)后工作時(shí)各輥之間相互影響，使得準(zhǔn)確性下降。結(jié)合 表 2圖 3及 表 3次設(shè)計(jì)的 2800 熱矯直機(jī)的輥數(shù)選擇 11 輥。 表 3板材矯 直機(jī)的經(jīng)驗(yàn)輥數(shù) 板厚 /寬 /數(shù) (個(gè) ) 矯直特性 ≥ 50 ＞ 2500 5～ 9 熱矯 8～ 50 寬板 9～ 11 熱矯 8～ 50 寬板 9～ 13 冷矯 1～ 8 寬板 13～ 17 冷矯 1 寬板 17～ 23 冷矯 板 23～ 29 冷矯 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 圖 3] 殘余曲率與矯直機(jī)輥數(shù)的關(guān)系 輥身長(zhǎng) L 的確定 矯直輥 輥身長(zhǎng)度 L 與軋件的最大寬度有關(guān) [1]， 要比軋件的最大寬度大一定的數(shù)值，這是因?yàn)槌C直輥為光輥，軋件在其表面容易發(fā)生跑偏，所以在輥端應(yīng)該留有余量。一般可以根據(jù) 表 3取，或者利用慣用規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。 表 3矯直輥輥身長(zhǎng)度與鋼板最大寬度的關(guān)系 [7] 鋼板最大寬度 00 540 800 1000 1250 1550 1800 2000 2500 3200 4000 輥身長(zhǎng)度 L/00 700 1000 1200 1450 1700 2000 2300 2800 3500 4200 由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所給的軋件最大寬度為 2650以采用慣用規(guī)定 [6]： ? (3m 時(shí)， a=50～ 200 m 時(shí) , a=200～ 350 本設(shè)計(jì)取 a=200，所以 5 02002 6 5 0m a x ????? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 矯直速度 V 的確定 （ 1）、單獨(dú)設(shè)置的鋼板矯直機(jī)，考慮矯直溫度、軋件種類等因素，根據(jù)矯直機(jī)的生產(chǎn)率確定其矯直速度。 （ 2）、連續(xù)生產(chǎn)線上的矯直機(jī)，根據(jù)與機(jī)組速度相適應(yīng)確定其矯直速度，大多數(shù)情況是可以調(diào)節(jié)的。 本次設(shè)計(jì)的 2800中板熱矯直機(jī)是在 連續(xù)生產(chǎn)線上，在軋制后的第一次矯直，其矯直速度由 表 3取，大小為 0～ ±1 ～ ±2m/s。 表 3鋼板矯直速度 [7] 鋼板厚度 h/矯直 v(m/s) 熱矯直 v(m/s) 4 ～ 30 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 力能 參數(shù)的確定 矯直機(jī)的力能參數(shù)計(jì)算包括 矯直力、矯直力矩和矯直機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算。 作為合理設(shè)計(jì)以及使用的重要依據(jù) ， 矯直機(jī)力能參數(shù) 的計(jì)算， 對(duì)于 進(jìn)一步確定合理的矯直機(jī)結(jié)構(gòu)，提高軋件的矯直質(zhì)量有重要意義。 計(jì)算 理論依據(jù) [1][5][6] 中厚板 在矯直過程中會(huì)產(chǎn)生彈塑性變形，并且 會(huì) 形成一定厚度的塑性層， 其 彎曲變形如圖 4h— 軋件厚度； 彈性層厚度； σt— 材料的屈服極限 圖 4非理想材料彈塑性彎曲變形 [7] σ與 ε之間的線性關(guān)系為 : σ=彎曲變形達(dá)到屈服極限 (εt)之后，縱向纖維的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系不在遵循胡克定律，表現(xiàn)為某種曲線或者近似直線但其彈性性質(zhì)明顯減弱的特征；在塑性區(qū)的應(yīng)力可以寫為： σ=σt+E’(ε 軋件在 矯直過程中 內(nèi) 外 力矩 相等 可以表示為： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ? ?hZ ? ???? 20 2??(4因?yàn)椋? ? ? (4?t，???????? ???(4所以： ???????? ???????? ???? ? ? ?2t 12Z tt t t z d d ? (4寬度為 b 的矩形斷面 ： dF= (4???????? ???????? ???? ? ? ?2t 12Z tt t t z d d ? (4整理得： ? ? ?? 62 ?????? ???? (4式中：? ——— 強(qiáng)化系數(shù) 2t?——— 彈性層厚度系數(shù) 對(duì)于 彈性彎曲極限狀態(tài)： ?? ??6 2 ——— 彈性彎曲極限值 式中：62 ——— 彈性斷面 系數(shù) 對(duì)于 彈塑性彎曲極限狀態(tài)： ?? ??——— 彈塑性彎曲極限值 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 式中：42 ——— 塑性斷面系數(shù) 圖 4矯直力分析 [7] 由軋件在矯直過程中的狀態(tài) ,如圖 4示 ,作用在輥?zhàn)由系膲毫梢愿鶕?jù)各斷面上的彎曲力矩 ,由平衡進(jìn)行計(jì)算 ,具體結(jié)果如下 : 21 P ?? ?322 2?? ?4323 2?? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ? ?5434 2??? ? ?11 2? ??? ? ?1232 2??? ??? ?211 2?? ?? ? t——— 矯直輥輥距 — 各輥的矯直力 — 各輥的矯直力矩 矯直力的計(jì)算 在誤差不大的情況下， 對(duì)于板材矯直機(jī)的彎曲力矩進(jìn)行簡(jiǎn)化 計(jì)算，可以進(jìn)行 做如下考慮： （ 1）、軋件在 2、 3、 4 輥?zhàn)由铣惺茏畲髲澢?，為塑性變形，即? 中 — 塑性彎曲力矩 （ 2）、軋件在 8、 9、 10輥上為彈性變形，即： 中 — 彈性彎曲力矩 （ 3）除了第 1和第 11輥之外，其余的輥?zhàn)由系膹澢氐扔谒苄詮澢嘏c彈性彎曲力矩的平均值，即： 2 ?對(duì)于 鋼板矯直機(jī) ，其作用在軋件上的 彈性彎曲力矩和塑形彎曲力矩分別為： ? ??????? 1 0 9 7 1 0 0 0 04 602 6 5 04 6 04 22?? ? ??????? 7 3 1 4 0 0 0 06 602 6 5 04 6 06 22?? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 式中 b——— 矯直鋼板的橫截面寬度 h——— 矯直鋼板的厚度 S?——— 矯直鋼板的屈服強(qiáng)度 S——— 鋼板的塑性斷面系數(shù) W——— 鋼板的彈性斷面系數(shù) 作用在 各輥?zhàn)由系膲毫椋? 21109 7 100 00560 21 ????? ? ? 6222 ?????? ? ? 82323 ??????? ? ? ? ? ????????? ? ? 82t2 ?????? ? ? w 9.621010 ?????? w 14731 4 000 0560 2011 ????? 作用在矯直機(jī)所有輥?zhàn)由系膲毫偤蜑椋? ? ? ? ? )(8. 7 5 4 6 4 22115 6 0 602 6 5 04 6 03522111021 ??????????????? ??? 矯直力矩的計(jì)算 以下計(jì)算公式中出現(xiàn)的字母含義： — 作用在矯直輥上的矯直力矩 D——— 工作輥輥身直徑 S?——— 矯直鋼板的屈服強(qiáng)度 b——— 矯直鋼板的橫截面寬度 h——— 矯直鋼板的厚度 E——— 鋼材的 彈性模量 鋼板產(chǎn)生塑性變形時(shí)的矯直力矩計(jì)算如下： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ????????? ?? ?? ?? 3102 12 (4系數(shù) 第二個(gè)輥?zhàn)樱? ???????? ?? (4其余輥?zhàn)樱? ???????? ???? ???31121(4在上式中，如果113???，那么 2? (4對(duì)于 11～ 19 輥的矯直機(jī) [5]： ? 本次設(shè)計(jì)的矯直機(jī)為 11 輥 ,所以 5 4 0 0 m ???? 假設(shè)倒數(shù)第二個(gè)輥 僅實(shí)現(xiàn)彈性彎曲，其曲率半徑為： 2 (4即 4 3 44602 602 0 6 0 0 02 ? ??? ?? ???????? ???? 10210 1181011 ???? 所以： 5400 18 118 31011102103??????? ???????????? ???? ???? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3?=5400 18 118 41011102104??????? ???????????? ???? ???? 4? =5400 18 118 51011102105??????? ???????????? ???? ???? 5?=5400 18 118 61011102106??????? ???????????? ???? ???? 6?=5400 18 118 71011102107??????? ???????????? ???? ???? 7?=5400 18 118 81011102108??????? ???????????? ???? ???? 8?=5400 18 118 91011102109??????? ???????????? ???? ???? 9?= 00 1 1 6 0 0 0 4 6033 ????? 通過對(duì)比的值 和11?j?的值，可知除了81? 和91? 其余的j?1 全部大于 ，所以 算如下： 6 0 0 0460460114?????? ????????????? ?? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? 9 ?????? ?? 1602 0 60 0 0 43 446022 1010 ?????? ?? 所以： ??????????????????? ??? ? 7564534232102 ????? ????????? ???????? ???????? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文