冷軋機換輥臺車設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本文敘述了鞍鋼 2150 冷軋板帶鋼生產(chǎn)線精軋機換輥小車的設計情況 ,輥系小車的驅動方式原為鏈條拖動和液壓缸驅動的棘輪機構共同作用 ,步驟煩瑣 ,換輥時間長 ,改為動力小車直接驅動后 ,縮短了換輥時間 ,提高生產(chǎn)效率。 本文概述了換輥小車的國內外發(fā)展情況及其發(fā)展方向。主要進行 用電機提供動力，使減速器輸出軸上的鏈輪在固定鏈條上滾動，從而使小車在軌道上運動。利用液壓缸使拉出鉤繞銷軸轉動，進行掛鉤或推鉤，從而使工作輥拉出或推進。最終實現(xiàn)換輥工作。在設計過程中進行了換輥小車的傳動方案、工作原理 、潤滑及環(huán)保與經(jīng)濟性分析，重點進行換輥小車的結構設計、工作參數(shù)的選擇、電動機的選擇及計算，設計中主要零部件的計算及校核。 在參閱相關資料并借鑒前人經(jīng)驗的基礎上，通過對換輥小車的設計及分析，各項技術均滿足要求，本設計具有一定的實際應用價值。 關鍵詞 ： 換輥；輥系小車；鏈條；棘輪機構；動力小車 n of 150 by a a it a of on it 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of of I C It to so on of on So It to or or so or in be In of a on of of of On of of a in of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 輥小車的概述 . 1 輥小車的用途 . 1 輥小車的類型 . 1 輥小車的動力結構 . 2 內外對換輥小車的研究 . 3 題的背景及意義 . 5 文主要研究工作 . 6 第 2 章 總體方案設計與選擇 . 7 . 7 . 7 . 8 . 8 . 8 . 8 . 9 第 3 章 傳動系統(tǒng)的設計計算 . 10 . 10 . 10 . 11 . 11 . 11 . 12 . 13 . 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 . 13 . 13 . 14 第 4 章 主要零部件的選擇、設計和校核 . 15 輪蝸桿的設計與校核 . 15 . 15 . 15 . 15 . 17 一 ) . 19 度等級、材料及齒數(shù) . 19 . 19 . 22 幾何尺寸計算 . 23 二 ) . 24 度等級、材料及齒數(shù) . 24 . 24 . 27 幾何尺寸計算 . 28 的設計及其校核 . 29 擇 軸的材料并確定其機械性能 . 29 上的功率 4P ,轉速 4n 和轉矩 4T 見 (. 29 作用在齒輪上的力 . 29 步確定軸的最小直徑 . 30 的結構設計 . 30 軸上的載荷 . 31 彎扭合成應力校核軸的強度 . 33 確校核軸的疲勞強度 . 34 動軸承的選擇及其壽命計算 . 38 動軸承的選擇 . 38 動軸承的壽命計算 . 38 動軸承裝置的設計 . 40 . 40 . 40 . 41 . 41 聯(lián)接的選擇及強度校核 . 42 聯(lián)接的功能及結構型式 . 42 的選擇和鍵聯(lián)接的強度計算 . 42 . 43 . 43 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 . 43 . 44 . 44 . 44 . 46 . 46 . 46 . 47 . 48 第 5 章 潤滑方法的選擇 . 49 . 49 . 49 . 49 . 49 . 49 . 50 . 50 結 論 . 51 參考文獻 . 52 致 謝 . 54 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒論 軋輥磨損后 ,幾何尺寸和輥型都將發(fā)生變化。為了保證軋材質量，必須及時更換軋輥。軋制速度的提高，加速了軋輥的磨損，使軋 輥的更換次數(shù)愈來愈頻繁。一般帶鋼冷連軋機粗軋機工作輥每隔 3撐輥每隔 15軋機的工作輥大約 3時需更換一次，支撐輥 7更換一次；帶鋼冷連軋機的工作輥至少每班要更換一次，支撐輥大約 7更換一次?？s短換輥時間有利于保證產(chǎn)品質量、減少停機時間、提高軋機作業(yè)率、增加產(chǎn)量和降低成本，因此，近年來換輥裝置有了很大發(fā)展。 輥小車的概述 輥小車的用途 在軋鋼生產(chǎn)中，為了確保軋材的質量要求，當軋輥被磨損、破壞及產(chǎn)品規(guī)格品種更換時，都應及時地通過換輥小 車把軋輥更換掉，以滿足軋材的質量與品種規(guī)格要求。 根據(jù)不同的工作條件， 換輥小車 可以分為多種類型。 輥小車的類型 板帶軋機所采用的工作輥換輥裝置種類繁多 ,其中換輥小車可分為推拉式電動換輥小車和液壓式換輥小車等等。 推拉式電動換輥小車 :冷連軋精軋機采用的換輥小車由一臺直流電動機、經(jīng)離合器、減速器及鏈輪，與固定在兩軌道中間鋪板上的固定鏈條相嚙合，從而驅動小車在軌道上前后移動。小車上裝有氣動鎖鉤，用來鉤掛工作輥軸承座。并設有導向輪，起側面導向作用。 液壓式換輥小車 :v 工作輥組的掛鉤和脫鉤裝置包括換輥液壓 缸活塞桿前端的掛鉤和換輥車上的脫鉤裝置兩部分。掛鉤前，活塞桿帶著掛鉤處于中間位置。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 橫移小車帶著新工作輥組橫移到換輥位置，推拉機構活塞桿推著掛鉤前進，隨動輪與曲臂頂面接觸而使掛鉤頭部抬起。然后，脫鉤裝置的電液推進器退回，曲臂下降，掛鉤頭部下落，構住軸承座上的凸塊。脫鉤的過程與上述掛鉤過程相反。 輥小車的動力結構 下面以 推拉式換輥小車 為例，對 換輥小車 的結構進行簡單的分析。 換輥小車的結構如圖 要由 電機減速器 、 驅動鏈輪 、 固定鏈條 、 車輪軌道 及 接頭 等幾部分組成。 電機減速器 ：它是 換輥小車 的 驅動 減速裝置 ，它 由電機和減速器兩部分組成 。電機給換輥小車提供動力 ,使換輥小車能夠在鏈條軌道上運動 。 減速器控制換輥小車的運行速度 ,使換輥小車按照換輥的要求運動。 驅動鏈輪 ： 該鏈輪安裝在減速器的輸出軸上 ， 通過驅動裝置使驅動鏈輪轉動，使其在固定鏈條上滾動，從而使換輥小車在軌道上往復運動。 固定鏈條 ： 此鏈條固定在兩車輪軌道中間的鋪板上 ,驅動鏈輪在其上面滾動 ,使換輥小車按照規(guī)定的方向運動 。 圖 輥小車結構簡圖 車輪軌道 ： 換輥小車上的四個小車輪在此軌道上運動 ,該軌道承載著小車和支撐輥的全部重量 。 接頭 ： 又稱氣 動鎖鉤。在液壓裝置的驅動下可以饒著固定軸上下?lián)Q位，來推（拉）工作輥軸承座，進行換輥。 推拉式換輥小車 的結構簡單，安裝和維護比較方便。正確的選擇 固定鏈輪及固定鏈條 ，能適當延長 鏈輪配合的 壽命。因此， 推拉式換輥小車 得到了比較廣泛的應用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 內外對換輥小車的研究 目前，隨著科學技術的迅猛發(fā)展以及考慮到對能源的節(jié)省利用、對生產(chǎn)成本的降低等因素的影響，國內外大部分的 鋼鐵 公司也正不斷的對 換輥小車 的技術性能和結構參數(shù)進行改進。使其結構更加合理，安裝更加方便，費用更加低廉。 近幾年來，各國政府對 鋼鐵企業(yè) 給予了高度的重 視和基金的資助。目前，國內對 換輥小車 所進行的研究僅限于對傳統(tǒng)的行進機構的改造，而只有少數(shù)的企業(yè)對 換輥小車 的驅動裝置進行根本的改造。 萊鋼大型型鋼生產(chǎn)線粗軋機及其換輥裝置由德國公司設計，經(jīng)國內轉化于 2005 年 9 月投入生產(chǎn)，換輥采用整體換輥方式。換輥系統(tǒng)的輥系小車驅動裝置由兩部分組成，一是鏈式移送裝置，二是液壓缸驅動的步進裝置。 換輥過程是這樣的：新輥系在軋輥跨裝配完成后，通過鏈式移送裝置運送到軋線跨的橫移平臺上。停車換輥時，首先由液壓缸驅動的步進裝置將舊輥系從軋機牌坊中拉出至橫移平臺，這樣橫移平臺上就有了一新一 舊兩套輥系，然后橫移平臺橫移，新舊輥系換位， 使新輥系位于軋機牌坊的軸向窗口。然后液壓缸再動作， 將新輥系一步一步送入軋機。液壓缸活塞桿全程伸縮一次，步進裝置前進一個步長，輥系進出軋機一次分別要 8步完成，手動操作約需 45 分鐘。嚴重滯后于精軋機的換輥（約 20 分鐘），這樣整條生產(chǎn)線的軋機換輥時間就不能實現(xiàn)同步，有“短板”存在。實踐證明該設計思想落后，步驟繁瑣，該問題成為制約生產(chǎn)的一個瓶頸。分別見圖 1 和圖 2所示。 圖 系小車驅動裝置示意圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 圖 進裝置驅動系統(tǒng)結構示意圖 因此需設計一種動力裝置來代替現(xiàn)在的鏈式移送裝置，使其能夠越過橫移平臺，盡量靠近軋機，減少步進小車的動作步數(shù)，從而從根本上節(jié)省換輥時間。最終確定采用動力小車形式來直接推動（拉動）系小車由軋輥準備間到橫移平臺及軋機牌坊，取消鏈式輸送裝置。動力小車上的電機經(jīng)減速機傳動，帶動小車輪軸轉動，輪軸上的鏈輪與固定在地面上的鏈條相嚙合，從而產(chǎn)生一個推力或拉力，推動或拉動輥系小車運動。橫移平臺上的兩個輥系小車?？课恢靡卜謩e安裝上分段鏈條，與前面安裝在地面底板上的鏈條相連接，這樣，動力小車能夠直接到達 橫移平臺上，從而將輥系小車繼續(xù)向前推進一段距離，減少步進小車的動作距離，縮短換輥時間。 然而，國外對 換輥小車 的改造重點是減少人力，提高效率。將原有的動力驅動改制成液壓驅動 ,并且不斷的對液壓系統(tǒng)進行改進。 1997年年初，芬蘭的奧托昆普廠對其三套 20 輥軋機中的第一臺 20 輥軋機進行改造 ,包括更新全部液壓設備和機械設備的主要部分。軋機壓下、凸度調整和第一中間輥軸向移動全部軋機執(zhí)行機構都裝備了直接作用的液壓缸，使用伺服閥在軋制過程中進行快速而精確的控制。在傳動側和操作側，所有的軋輥和支撐輥現(xiàn)在都通過液壓缸定位。第一中 間輥軸向移動。第一中間輥軸向移動系統(tǒng)位于軋機的傳動側，見圖 一中間輥的調整桿和連軸器 (軸承箱 )之間的連接是自動的。液壓定位裝置允許換輥小車的自動化系統(tǒng)通過小窗口直接裝輥或抽輥。不再需要人工操作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 圖 第一中間輥軸向移動系統(tǒng) 新的換輥小車用于自動更換工作輥和第一中間輥。它能裝載 2套 4根 1套的第一中間輥和 2套 6 根 1套的工作輥。軋機的操作人員的工作只限于將自動控制系統(tǒng)啟動，而不需 要其他的人為操作。液壓動力系統(tǒng)和帶有所有控制模塊的電氣控制箱都安裝在小車上，電纜繞在 線盤上，因而它成為一個獨立的系統(tǒng) 。 題的背景及意義 在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展中 鋼鐵 企業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。它的發(fā)展直接關系到冶金企業(yè)的發(fā)展。因此，近幾年來， 鋼鐵 企業(yè)的發(fā)展一直是我國較關注的事情之一。自 20 世紀 初 ，特別是 20 世紀 50 年代之后 冶金 工業(yè)的飛速發(fā)展，對人類社會產(chǎn)生了深遠的影響?，F(xiàn)今， 冶金 行業(yè)日益加劇的全球化競爭和兼并，促使了市場對 冶金 機械的性能要求越來越高。因此，從 鋼鐵 生產(chǎn)流程的總體高度上考慮如何提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)時間、提高 鋼鐵 產(chǎn)量和質量成為人們關注的焦點。 換輥小車 是用來將 工作輥 推進 或 拉出機架 的一種 冶金 機械輔助設備，它的突出優(yōu)點是：可大幅度的降低勞動強度；提高人為作業(yè)的工作環(huán)境；節(jié)省能源消耗；節(jié)約人力；降低勞動成本等。 換輥小車 將給 冶金工 業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益?；?換輥小車 的上述優(yōu)點，目前各大 鋼鐵 企業(yè)及科研單位院校對 換輥小車這一輔助設備也進行了深入的研究和開發(fā)。 雖然 現(xiàn)在 我國 冶金業(yè) 的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟， 冶金 機械也較以前有了較大的提高。但是與先進水平相比，我國的技術改造能力和創(chuàng)新能力都存在著較大的差距。目前 ， 重點應該是把從國外進口的 冶金 設備進行國產(chǎn)化，并對其性能壽命和可靠買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 度等方面在技 術創(chuàng)新的基礎上進一步的提高。并在新的形勢下為提高我國 冶金 機械的發(fā)展做出新的貢獻。 文主要研究工作 本畢業(yè)設計課題研究的目的是基于鞍鋼 三鋼軋廠 2150 精軋機換輥小車 設計研究的基礎上，通過對結構和性能的分析進行設計并進一步的對其進行改進，從而提高工作效率。本畢業(yè)設計主要設計研究的內容包括如下，其設計內容結構圖如 圖 拉式換輥小車 傳動方案的擬訂并進行優(yōu)化選擇。通過對各種方案的比較選擇一個最佳的傳動方案進行設計。 對其進行校核，確定所選擇的電動機能滿 足特定的工況。 拉式換輥小車 的零、部件進行設計計算。并對其中的重要零、部件進行校核計算。確保 換輥小車 在工作中安全、可靠。 拉式換輥小車 進行環(huán)保性和經(jīng)濟性的分析。確保所設計的設備對環(huán) 境產(chǎn)生較少的污染危害，以較少的投入得到較大的 。 圖 計內容結構圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 總體方案設計與選擇 輥小車的驅動方案設計與選擇 換輥小車 的驅動裝置一般由電動機、傳動部分及 固定 輪等幾部分組成。傳動部分 可以 采用皮帶傳動或是減速器傳動。采用皮帶傳動裝置便于制造，并且成本十分的低廉，但是如果機構 的傳動比過大時，則容易造成其外形尺寸較大，結構不夠緊湊，占地面積較大。因此較少被采用。使用減速器可以采用蝸輪蝸桿傳動或是齒輪傳動的減速器。齒輪傳動的減速器具有體積小，占地面積小，重量輕，壽命長，速比大，傳動效率高 及 布置緊湊等特點。蝸輪蝸桿傳動 的減速器嚙合齒對較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低 。由于 本設計為了 布置緊湊 ，把電機放在減速器上端，需要改變傳遞方向。所以，采用三 級 齒輪 動方案設計 本設計綜合各種傳動裝置的特點，針對其設計實際出發(fā)，決定采用 三 級 齒輪動 的 方案。第一 級傳動采用 蝸輪蝸桿 傳動，第二 、三 級傳動采用斜 齒輪傳動，這樣即 改變 了傳動 方向 ，又使傳動裝置的結構布置緊湊且能有效地提高傳動效率。 其中對減速器的各部件進行選擇、設計和校核。 方案圖如圖 3. 三 級 齒輪 速器 圖 體方案圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 機的選擇 電動機的結構型式按其安裝位置的不同可分為臥式與立式兩種。臥式電動機的轉軸是水平安放，立式電動機的轉軸則與地面垂直，二者軸承不同，不能混用。換滾小車的電動機經(jīng)常啟動、制動及反轉，但過渡過程的持續(xù) 時間對生產(chǎn)率影響不大。此時除考慮初期投資外，主要根據(jù)過渡過程能量損耗最小的條件來選擇傳動比及電動機的額定轉速。故本設計選用能夠經(jīng)常啟動、制動及反轉的 輪與液壓缸的選擇 輪的選擇 鏈輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成。鏈輪設計主要是確定其結構和尺寸，選擇材料和冷處理方法。固定鏈條與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合，其鏈輪齒形的設計比較靈活。在國標中沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形僅僅規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數(shù)，實際齒槽形狀取決于加工輪齒的刀具和加工方法，并應使其位于 最小和最大齒槽形狀之間。小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距 p。根據(jù)設計需要，本設計選用小直徑整體式鏈輪。 壓缸的選擇 液壓缸是實現(xiàn)直線往復運動的執(zhí)行裝置，按結構特點可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按固定形式的不同可分為缸筒（缸體）固定和活塞桿固定兩種；按作用方式又可分為單作用和雙作用式兩種。在雙作用式液壓缸中，具有兩個密封的容積空腔，工作時，壓力油則交替供入液壓缸的兩腔，使缸實現(xiàn)正反兩個方向的 往復運動。而在單作用式液壓缸中，只有一個密封的容積空間，壓力油只能供入液壓缸的著一個腔，使缸實現(xiàn)單方向運動，反方向運動則依靠外力（彈簧力、自重或外部載荷等）來實現(xiàn)。液壓裝置的工作比較比較平穩(wěn)。液壓傳動以液壓油為工作介質，油液流動過程中有一定的阻尼作用，因而運動平穩(wěn)性好，沖擊小。液壓傳動系統(tǒng)易于實現(xiàn)過載保護。在本設計里，由于拉出鉤負載較小，且直接拖動負載。故選用簡單的單桿式活塞缸即可。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 章小結 本章主要是對換輥小車驅動方案的設計與選擇，包括傳動方案設計和電機的選擇，鏈輪與液壓缸的選擇。對傳動系統(tǒng)的設計 計算，確定傳動裝置的總傳動比。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第 3 章 傳動系統(tǒng)的設計計算 始數(shù)據(jù) 換輥小車重量1m： 12154作輥重量2m： 16700 （數(shù)量 2） 上工作輥軸承座重量（操作側）3m： 3265工作輥軸承座重量（傳動側）4m： 2920工作輥軸承座重量（操作側）5m： 3055工作輥軸承座重量（傳動側）6m： 2920輥小車走行速度 v： 300mm/s 重力加速度 g： 輥小車所需驅動力計算 1 2 3 4 5 6( 2 )N m m m m m m g =(12154+2 16700+326