軋機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 1 - 前 言 21 世紀(jì)世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)是鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是鋼材的質(zhì)量高而成本低。 （ 1） 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車、機(jī)械制造、電器和電子行業(yè)對(duì)板材及帶材的質(zhì)量提出了更高的要求。板厚精度是板帶材的兩大質(zhì)量指標(biāo)之一，板厚控制是板帶軋制領(lǐng)域里的兩大關(guān)鍵技術(shù)之一 。（ 2） 我國(guó)近年來(lái)從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)的一些大型的現(xiàn)代化的板帶軋機(jī)，其關(guān)鍵技術(shù)是高精度的液壓板厚控制和板形控制。板厚精度關(guān)系到金屬的節(jié)約、構(gòu)件的重量以及強(qiáng)度等使用性能，為了獲得高精度的產(chǎn)品厚度，液壓輥縫控制系統(tǒng) 必須具有高精度的壓下調(diào)節(jié)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的支持。液壓輥縫自動(dòng)控制是 動(dòng)厚度控制）系統(tǒng)的重要組成部分，其目的是獲得板帶材縱向厚度的均勻性和保證較高的厚度精度，從而生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。目前，液壓輥縫自動(dòng)控制已成為現(xiàn)代化板帶生產(chǎn)中不可缺少的組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣對(duì)軋制產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量具有重大影響。 （ 3） 各行各業(yè)對(duì)板帶材厚度精度的要求越來(lái)越高，對(duì)軋機(jī)液壓輥縫控制系統(tǒng)的控制要求也隨之越來(lái)越高。在實(shí)際軋制過(guò)程中，影響軋后帶材厚度精度的因素很多，分析系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)軋制厚度及系統(tǒng)品質(zhì)的影響，可為系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及對(duì)軋制 過(guò)程的參數(shù)設(shè)定提供基礎(chǔ)。由于冷連軋機(jī)無(wú)法停產(chǎn)做實(shí)驗(yàn)（ 1676軋機(jī)停產(chǎn)一天的損失就會(huì)將近二千萬(wàn)元），因此有必要借助計(jì)算機(jī)手段，對(duì)影響其厚度精度的液壓輥縫控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，以便了解這些因素對(duì)板厚精度影響的規(guī)律，提出消除或減小該影響的方案。在板帶材工業(yè)加工過(guò)程中，生產(chǎn)的速度越來(lái)越快，要求的效率也越來(lái)越高，因而要求液壓輥縫控制系統(tǒng)能在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到給定的目標(biāo)。這也就要求保證兩點(diǎn)：一是控制模型的準(zhǔn)確性和合理性；二是液壓壓下的快速性 。（ 4） 因此，必須對(duì)液壓輥縫控制的控制算法和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以選擇最適 合某套軋機(jī)的控制模型和提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反應(yīng)能力。板帶材幾何尺寸包括縱向厚差，橫向厚差和板形?？v向厚差是指以板寬中點(diǎn)處沿軋制方向的厚度之差；橫向厚 差是指板帶材同一橫斷面上，中點(diǎn)與邊部的厚度之差，板形直觀上講是指 板帶材的翹曲程度，實(shí)質(zhì)是指板帶材內(nèi)部殘余應(yīng)力沿橫向的分布。本文以 鉛帶 軋機(jī)機(jī)架 為主要研究?jī)?nèi)容。 2 第一章 緒論 鋼機(jī)的定義及組成 鋼機(jī)的定義 1 狹義的定義 :軋制鋼材的機(jī)械設(shè)備稱為軋鋼機(jī)，它使軋件在轉(zhuǎn)動(dòng)的軋 輥間產(chǎn)生塑性變形，軋出所需斷面形狀和尺寸的鋼材。 2 廣義的定義 :用于軋 制鋼材生產(chǎn)工藝全部所需的主要和輔助 工序成套機(jī)組稱為軋鋼機(jī)。 軋鋼機(jī)械 設(shè) 備的組成 軋鋼機(jī)械設(shè)備的組成可以分為兩大類：主要設(shè)備和輔助設(shè)備。 1 直接使軋件產(chǎn)生塑性變形的設(shè)備稱為主要設(shè)備，也成為主機(jī)列。它包括：工作機(jī)座（軋輥、軸承、軋輥調(diào)整裝置、導(dǎo)位裝置及機(jī)架等），萬(wàn)向和梅花聯(lián)軸器，齒輪機(jī)座，減速器，主聯(lián)軸節(jié)，主電機(jī)等。 2. 輔助設(shè)備 是指主機(jī)列以外的各種設(shè)備，它用于完成一系列輔助工序。輔助設(shè)備種類繁多，車間機(jī)械化程度越高，輔助設(shè)備所占整個(gè)車間機(jī)械設(shè)備總重比例也越大。 軋機(jī)的分類 由于軋鋼工業(yè) 不斷發(fā)展，鋼材產(chǎn)品種類繁多，軋機(jī)型式也是多種多樣。故軋鋼機(jī)可按用途、構(gòu)造和布局進(jìn)行分類。 一 軋機(jī)按用途分類 軋機(jī)按用途分類有開(kāi)坯機(jī) 、型鋼軋機(jī)、 板鋼軋機(jī)、 冷軋板帶軋機(jī) 、鋼管軋機(jī) 、特種軋機(jī) 。 二 軋機(jī)按構(gòu)造分類 按構(gòu)造分類有二 輥式軋機(jī) 、三輥式軋機(jī)、三輥勞特式軋機(jī)、 復(fù)二輥式軋機(jī)、 四輥式軋機(jī) 、多輥式軋機(jī)、 行星式軋機(jī)、 立輥式軋機(jī)、 二輥萬(wàn)能式軋機(jī)、 斜輥式軋機(jī)、 45式軋機(jī)、特殊軋機(jī)。 三 軋機(jī)按布置分類 軋機(jī)按布置分類有單機(jī)座式 、橫一列式、 二或三列式、 雙機(jī)座串列式、 連續(xù)式 、半連續(xù)式 、串列布棋式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 機(jī)主機(jī)列的組成 軋機(jī)的主要設(shè)備由一個(gè)和多個(gè)主機(jī)列組成。主機(jī)列包括：主電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)座等。 工作機(jī)座主要部件包括：軋輥，機(jī)架，軋輥軸承，軋輥調(diào)整裝置，導(dǎo)板，固定橫梁和地腳板等。雖然軋機(jī)類型很多，但是工作機(jī)座組成部分大體上是一致的。 輔助設(shè)備分類 從軋鋼車間生產(chǎn)鋼材的全部工藝過(guò)程可以看出，除在主機(jī)列上完成塑性變形軋制工序外，還要有很多輔助工序，把這些工序連貫起來(lái)才能使車間生產(chǎn)從 坯料到成品連續(xù)進(jìn)行。其中每個(gè)工序均需要相應(yīng)的設(shè)備來(lái)完成。就軋制工序而言，除主機(jī)列外，還需要升溫、翻轉(zhuǎn)、運(yùn)輸?shù)雀鞣N輔助設(shè)備配合完成。從保證生產(chǎn)連續(xù)性來(lái)看，每個(gè)輔助設(shè)備都關(guān)系到整個(gè)車間生產(chǎn)的進(jìn)行，任何一項(xiàng)設(shè)備發(fā)生故障都會(huì)使全部生產(chǎn)停止；同時(shí)，每項(xiàng)輔助設(shè)備生產(chǎn)能力均直接影響全車間生產(chǎn)率的大小。因此，在軋鋼車間中輔助設(shè)備與主要設(shè)備比較僅是分工不同，二重要性是同等的。 輔助設(shè)備可分為兩類： 1 改變軋件外形的設(shè)備，如：剪切機(jī)、矯直機(jī)、卷取機(jī)等。 2 移送軋件的設(shè)備，如：輥道、 翻鋼機(jī)、推床、升降臺(tái)等。 機(jī)設(shè)備的發(fā)展和未來(lái) 近代一些鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軋鋼設(shè)備的發(fā)展動(dòng)向是大型化、連續(xù)化、高速化、 和 自動(dòng)化。這是對(duì)鋼材要求不斷提高產(chǎn)品產(chǎn)量地和質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低原材料和能源消耗及產(chǎn)品成本的發(fā)展結(jié)果，著也是和軋鋼設(shè)備制造水平有關(guān)的重型機(jī)械制造、電機(jī)制造、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制以及液壓系統(tǒng)等科學(xué)技術(shù)發(fā)展有密切關(guān)系的。 4 第二章 機(jī)架 機(jī)架的型式及主要參數(shù) 架型式 機(jī)架俗稱牌坊，是軋鋼機(jī)工作機(jī)座的骨架，它承受著經(jīng)軸承座傳來(lái)的全部軋制力，因此要求它具備足夠的 強(qiáng)度和剛性。機(jī)架根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同分成兩類 ;閉式機(jī)架和開(kāi)式機(jī)架。 開(kāi)式機(jī)架的上蓋可以從 的剛性不及閉式機(jī)架，但它的換輥方便的優(yōu)點(diǎn)使它廣泛地應(yīng)用在型鋼軋機(jī)上 ，開(kāi)式機(jī)架的上蓋與 選用斜楔連接的形式。 如下圖 1： 圖 1 斜楔連接這種機(jī)架的上蓋是成整體的，將它吊放在兩片 U 形架體的上端，機(jī)架上蓋的中部緊密地插在 U 形架體的兩立柱之間，在其每個(gè)垂直結(jié)合面上用斜度為 1:25 的兩塊楔子打緊。此兩塊楔子與機(jī)架垂直結(jié)合面成 15配置，下楔底面與機(jī)架蓋接觸，上楔上面與立柱接觸。因此楔子打緊后，機(jī)架上蓋與 U 形架體連接得很牢固。由于楔子以較大的接觸面承受壓力，所以變形小，有利于提高機(jī)架的剛性。它本是開(kāi)式機(jī)架，因?yàn)樗膭傂院?，故有半閉式機(jī)架之稱。這種機(jī)架還具有換輥方便的特點(diǎn)，因此近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于型鋼軋機(jī)的趨勢(shì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - 機(jī)架結(jié)構(gòu) 。 雖然機(jī)架的型式種類很多，但它們的結(jié)構(gòu)具有許多共同的特點(diǎn)。一般設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)要考慮以下一些問(wèn)題： 1、 機(jī)架上橫梁中部鏜有與壓下螺母外徑相配合的孔，裝入壓下螺母后，下面用壓板固定。為保證上橫梁有足夠的強(qiáng)度，上橫梁的中部厚度要適當(dāng)加大。 2、 機(jī)架立柱的中心線應(yīng)和裝入其中的軋輥軸承座的中心線相重合，對(duì)于上輥經(jīng)常作上下移動(dòng)的初軋機(jī)和鋼板軋機(jī)，立柱的內(nèi)側(cè)面與上輥軸承座相接觸的一段 應(yīng)鑲上銅滑板，以避免立柱被磨損，銅滑板用埋頭螺釘緊固在立柱上。 3、 機(jī)架立柱的斷面形狀有近似正方形，矩形和工字形三種。 4、 機(jī)架下部有機(jī)架底腳，機(jī)架靠它座在地腳軌上，并用地腳螺釘來(lái)緊固。 5、 在大型初軋機(jī)上，為了縮短軋輥與工作輥道之間的距離，往往在軋輥的兩側(cè)各增加一個(gè)機(jī)架輥的機(jī)架輥的軸承裝在機(jī)架上。 圖 2 6 架的主要參數(shù)： 機(jī)架各部尺寸大多根據(jù)軋輥直徑來(lái)決定，在很多有關(guān)軋鋼設(shè)備的書籍中給出了計(jì)算機(jī)架尺寸的經(jīng)驗(yàn)式。 1 窗口高度 窗口高度 H 與軋輥數(shù)目，輥身直徑，輥勁直徑，軸承和軸承座徑向厚度，以及上輥的 調(diào)整距離等因素有關(guān)。 計(jì)算時(shí)可根據(jù)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和各部件的尺寸具體確定。 可用下式計(jì)算 : H=A+d+2S+h+ （ 式中 A 軋輥中心距，對(duì)四輥 軋機(jī)是指支承 輥中心距，對(duì)于三輥軋機(jī)是指上下輥中心距 ，A=213+ d 輥勁直徑 ， d=118 S 軸承和軸承座的徑向厚度 ， h 上軋輥調(diào)整距離 ， & 考慮上下螺絲頭部伸出機(jī)架外的余量，以及安放測(cè)壓頭的可能性。 &=30 根據(jù) 公式求得窗口高度： H=500. 窗口寬度 對(duì)開(kāi)式機(jī)架的窗口寬度 B 可根據(jù)軸承座的尺寸來(lái)確定。 B=250. 軋機(jī)總高度為 760寬度為 450 460. 立柱斷面尺寸 機(jī)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛性，機(jī)架剛性表示它抵抗變形的能力，實(shí)際上它與機(jī)架立柱斷面尺寸有著密切的關(guān)系。機(jī)架立柱的斷面尺寸可以根據(jù)下面的式子近似確定： 當(dāng)為鑄鋼軋輥時(shí) 對(duì)于開(kāi)坯機(jī) 其他軋機(jī) 1.0 中 d 輥勁直徑。 則： 11139軋機(jī)與軌座連接于螺栓孔間的距離 （ D=中 D 對(duì)于兩輥軋機(jī)， D 為軋輥輥身直徑 為了提高鋼板和帶鋼的厚度精度，減小鋼板和帶鋼的厚度公差范圍，目前有把機(jī)架立柱的斷面尺寸和軋機(jī)剛性增大的趨勢(shì)大多數(shù)親情況下，確定機(jī)架立柱的斷面尺寸都已突破上述式子的限制。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 二輥開(kāi)式機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算 二輥開(kāi)式機(jī)架主要用于精軋機(jī)座和順列式多機(jī)座軋機(jī)上，它的上梁通常用螺釘緊固在立柱上，當(dāng)機(jī)架 上作用油軋 制力時(shí)，連接螺釘僅承受拉力，于是該機(jī)架應(yīng)為靜定鋼架，但下橫梁在軋制力作用下產(chǎn)生彎曲時(shí)，立柱將跟隨著向內(nèi)變形，上橫梁一般均由立柱外側(cè)鎖緊，故他不影響立柱向內(nèi)傾斜，而上輥軸承座則可能妨礙立柱互相靠近，機(jī)架在上輥軸承座處出現(xiàn)靜不定力 T。所以二輥開(kāi)式機(jī)架仍然是一次靜不定結(jié)構(gòu)，靜不定力 T 根據(jù)下面變形條件決定： =0 (式中 機(jī)架立柱和軸承座間的側(cè)向間隙； 作用力 方向產(chǎn)生的位移； 靜不定力 T 在 T 方向產(chǎn)生的位移； 作用 力 軋 輥 機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的軋制力 P=決定 , 若用 點(diǎn)在 T 方向產(chǎn)生位移，則將 & =0 (用材料力學(xué)的方法求變位： &21118 （ & 2312123I（ 式中 1I 2I 下橫梁 、 立柱的斷面慣性矩； 1l下橫梁軸線長(zhǎng)度； C T 力作用點(diǎn)和機(jī)架下橫梁軸線之間的距離。 將求得的變位代人公式，并簡(jiǎn)化得： 21 1 111282l E =2N （ T 里只能為正值或零，不能為負(fù)值。如果上式求得 T 是負(fù)值，則表示立柱 T 力不作 用 點(diǎn)的水平位移小于側(cè)向間隙，即 T 力不存在。有 T 力作用時(shí)的機(jī)架彎矩圖如圖 3： 8 圖 3 機(jī)架各部的彎曲力矩和應(yīng)力值： (1)下橫梁中點(diǎn)彎曲力矩最大，其值為： 111 m a x 4 C= ( 下橫梁上的最大彎曲應(yīng)力： 1 = （ 式中 下橫梁斷面模數(shù)。 (2) 立柱上彎曲力矩與下橫梁連接處為最大，其值為： 2 C= （ 立柱上的最大應(yīng)力： 2 m a x 12222M = (式中 2W、 立柱斷面模數(shù)和斷面面積。 軋機(jī)在工作過(guò)程中，側(cè)向間隙可能變化很大。在計(jì)算立柱力時(shí)，應(yīng)設(shè) 0 ，即取 T 為最大；在計(jì)算下橫梁應(yīng)力時(shí)，應(yīng)設(shè) , 即取最大可能的 值。 上橫梁由螺栓引起反力，因此上橫梁可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。上橫梁的最大彎曲力矩也位于其中點(diǎn)，其值為： 1M 4l = (買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 上橫梁上的最大彎曲應(yīng)力： = (式中 l 上橫梁上兩螺栓之間的中心距； W 上橫梁的斷面模數(shù)。 架的材料及許用應(yīng)力 架的材 料 軋鋼機(jī)機(jī)架通常采用 造，有時(shí)也有用 造的。但一般采用整體鑄造。鑄鐵機(jī)架由于不能承受沖擊載荷強(qiáng)度較低，現(xiàn)在已不再使用。機(jī)架鑄造的機(jī)械性 能應(yīng)該保證到達(dá)： 25 0 0 0 /b k g c m ； 22 8 0 0 /s k g c m ； 15% ； 23 . 5 ( . ) /ka k g m c m 。 鑄造碳鋼由于鋼水的流動(dòng)性差，在鑄型中凝固冷卻時(shí)體收縮和線收縮都較大，故不宜設(shè)計(jì)較復(fù)雜形狀的鑄件。鑄鋼的吸振性低于鑄鐵，但是其彈性模量卻較大強(qiáng)度比鑄鐵高， 故鑄鋼機(jī)架常用于受力較大的機(jī)架。鑄造碳鋼機(jī)架常見(jiàn)材料如下表： 及 一定 的強(qiáng)度、良好的塑性和韌性，有較高的導(dǎo)熱性 、 焊接性和切削加工性。但排除鋼水中的氣體和雜質(zhì)比較困難，所以容易氧化和熱裂。常用于模鍛錘鉆座 、 外殼 、 機(jī)座 、 軋鋼機(jī)機(jī)架 、 鍛錘汽缸體和箱體。 是大型鑄鋼件生產(chǎn)中最常見(jiàn)的碳素鑄鋼，具有較好的鑄造性和焊接性，但易產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力引起熱裂。 廣泛應(yīng)用于軋鋼，鍛壓，礦山設(shè)備等，如軋鋼機(jī)機(jī)架 、 輥道架、連軋機(jī)軌座、坯軋機(jī)立輥機(jī)架 、 萬(wàn)能板坯軋機(jī)機(jī)體，水壓機(jī)橫梁和中間底座，水壓機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái) 、 曲柄壓力機(jī)機(jī)身 、 鍛錘立柱 、 熱模鍛底座及破碎機(jī)機(jī)架等。 于重要機(jī)架 算靜強(qiáng)度時(shí)機(jī)架許用應(yīng)力 的 確定 前面討論軋鋼機(jī)機(jī)架的應(yīng)力計(jì)算時(shí)，都把作用力看成是固定不變的靜載荷，而且應(yīng)力在各斷面上的分布是均勻的，求得的應(yīng)力是名義應(yīng)力，而根據(jù)名義應(yīng)力來(lái)判斷機(jī)架強(qiáng)度的方法稱為機(jī)架靜強(qiáng) 10 度計(jì)算。 而實(shí)際上，軋制時(shí)軋機(jī)受著極頻繁的沖擊和振動(dòng)的作用，此時(shí)機(jī)架中出現(xiàn)的動(dòng)載荷往往高出于靜載荷的倍數(shù)。同時(shí) 由于不正確的軋制方法，可能在軋 輥折斷時(shí)使機(jī)架上的作用力出現(xiàn)最大值，此時(shí)機(jī)架上的實(shí)際應(yīng)力超過(guò)名義應(yīng)力。此外還由于機(jī)架形狀和尺寸的影響，機(jī)架上 由于應(yīng)力集中產(chǎn)生的局部應(yīng)力也大大超過(guò)名義應(yīng)力。工作機(jī)架是軋鋼機(jī)座中最重要的零件之一。為了避免機(jī)架毀壞，在采用名義應(yīng)力校核機(jī)架強(qiáng)度時(shí)，往往選用較大的安全系數(shù) m=小的許用應(yīng)力值，以彌補(bǔ)名義應(yīng)力不符合實(shí)際的缺陷。當(dāng)然也和制造上的原因造成機(jī)架材料性質(zhì)發(fā)生波動(dòng)，而無(wú)法對(duì)它的強(qiáng)度極限作出準(zhǔn)確估計(jì)有關(guān)。所以機(jī)架靜強(qiáng)度的判別式為： （ 式中 名義應(yīng)力； b 機(jī)架材料的強(qiáng)度極限。 計(jì)算凈強(qiáng)度時(shí)，雖然選用了較大的安全系數(shù)，許用應(yīng)力只為 350 450kg/(但機(jī)架也會(huì)因偶然事故而遭破壞，或者在尖銳的應(yīng)力集中作用下仍不免災(zāi)使用一段年限后斷裂。所以精確計(jì)算出機(jī)架內(nèi)部各點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力和合理選擇機(jī)架的許用應(yīng)力值，對(duì)保證軋鋼機(jī)可靠工作和降低機(jī)架種類都具有重大意義。 為了防止機(jī)架過(guò)載破壞，機(jī)架許用應(yīng) 力應(yīng)根據(jù)下述條件確定，當(dāng)軋 輥由于過(guò)載而斷裂時(shí)，機(jī)架不應(yīng)產(chǎn)生塑性變形，即 1m =9000kg/ (式中 s 機(jī)架材料的屈服極限； 1P、 機(jī)架的計(jì)算負(fù)荷和軋輥斷裂時(shí)的最大負(fù)荷。 為 20m a x y bb y d (式中 b、 S 軋輥材料的強(qiáng)度極限和輥頸斷面的塑性斷面系數(shù)； C 壓下螺絲中心線至軋輥輥身邊緣的距離。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11 - 對(duì)圓斷面來(lái)說(shuō) S=所以 3m a 1 6 7 =763 (架彈性變形的計(jì)算 機(jī)架在垂直方向的變形是由橫梁變形1橫梁變形又包括由彎曲力矩所引起的變形 11是機(jī)架垂直方向的變形為： 1 1 2f f f f （ 橫梁變形可以用與其等效的懸臂梁來(lái)計(jì)算。懸臂梁固定端相當(dāng)于橫梁的中點(diǎn)，懸臂端即為橫梁與立柱連接點(diǎn)，其上作用有 122 。懸臂端的撓度就是一個(gè)橫梁的變形，撓度 11 對(duì)于上橫梁和下橫梁具有相同斷面的機(jī)架來(lái)說(shuō)， 1 1 1121012 l （ 彎曲力矩11 112M 2P 1M x （ 因此得 2 1 1 1121()46l P = （ 式中 2M 機(jī)架立柱中的力矩。 1 121012 l （ 式中 G、1F 剪切彈性模數(shù)和橫梁斷面面積； k 斷面形狀系數(shù)，對(duì)于矩形斷面 K= 切力11 12 11 2 1 1Q 因此得： 11112F = （ 立柱伸長(zhǎng)量為： 12222F = （ 式中 2F 立柱斷面面積 ； 2l 立柱的軸線長(zhǎng)度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - 第三章 軋機(jī)機(jī)座及機(jī)座的剛性 軋機(jī)剛性概念 軋鋼機(jī)在軋鋼時(shí)產(chǎn)生的巨大軋制力，通過(guò)軋 輥 、 軸承 、 壓下螺絲 、 最后傳遞至機(jī)架，由機(jī)架來(lái)承受。軋鋼機(jī)上的所有這些零部件都是受力部分，它們?cè)谲堉屏ψ饔孟露家a(chǎn)生彈性變形。因?yàn)檫@個(gè)緣故，軋機(jī)受力時(shí)軋輥之間的實(shí)際間隙要比空載時(shí)大。通常我們將空載時(shí)軋輥間隙陳為原始輥縫而把軋鋼時(shí)軋機(jī)輥縫彈性增大量稱為彈 跳值。 彈跳值是從總的方面來(lái)反映軋鋼機(jī)座受力后軋機(jī)變形的大小，它是與軋制力的大小成正比的，在相同的軋制力作用下，如果軋機(jī)彈跳值愈小說(shuō)明該軋鋼機(jī)座剛性愈好。所以軋鋼機(jī)座的剛性的概念是表示該軋機(jī)抵抗彈性變形的能力。 軋機(jī)彈跳值得存在并不妨礙軋機(jī)軋出一定厚度的軋件，因?yàn)閷?duì)于該軋機(jī)可以采用預(yù)先調(diào)整的原始輥縫的方法，使彈跳后的輥縫值恰好與軋件的厚度相同。但軋制薄鋼板時(shí)，有時(shí)由于壓下裝置的限制，即使采用預(yù)壓緊的辦法，軋機(jī)的彈跳值仍然大于鋼板厚度，這時(shí)就無(wú)法軋出較薄的鋼板來(lái)，也就是說(shuō)軋機(jī)的彈跳值大小將限制軋出鋼板 的最小厚度。 軋機(jī)彈跳值多產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響，它是決定軋出鋼板厚度的波動(dòng)量的主要因素之一，如果鋼板的厚度波動(dòng)差別過(guò)大時(shí)，將使鋼板成為不合格品。造成板厚波動(dòng)的主要原因是在一道軋制過(guò)程中（ 定）。當(dāng)軋制壓力由于某種原因而發(fā)生變化時(shí) 輥縫的彈性增大量也隨著變化。由于軋材出輥縫厚彈性恢復(fù)量很小，所以軋機(jī)輥縫彈性增大量的變化就是軋出鋼板板厚的變化。 為了解軋制力變化對(duì)輥縫 彈性增大量的影響，以縱坐標(biāo)表示軋制力，以橫坐標(biāo)表示軋輥的開(kāi)口度，由實(shí)驗(yàn)的方法作出軋機(jī)的彈性變形曲線，如圖 4： 14 圖 4 曲線與橫坐 標(biāo)軸的交點(diǎn)，即為原始 輥縫 0S，以后隨軋制力增大，軋輥的開(kāi)口度加大。由圖中可以看出，在軋制負(fù)荷較低時(shí)有一非線性線段，但是在高負(fù)荷部分曲線的斜率逐漸增加，而趨向于一固定值。曲線的斜率就是機(jī)座的剛性系數(shù)，所以軋機(jī)的剛性系數(shù)就是當(dāng)軋機(jī)的輥縫值產(chǎn)生單位距離的變化時(shí)所需的軋制力的增量值，即 式中的 f 為彈跳值得改變量。 當(dāng)軋機(jī)彈性變形曲線為一直線時(shí)，剛性系數(shù)可以表示為 式中 f 為彈跳值。 由上式可知，軋機(jī)的彈性變形曲線愈陡，系數(shù)愈大，則軋機(jī)的剛性愈好。 如果軋機(jī)的彈性變形曲線為一直線，則如下圖 5： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 15 - 圖 5 可知軋出鋼板的厚度可以用下式表示： 00 f S k (即 0()p K h S(上式為軋機(jī)的彈性變形曲線方程，它表示軋制力大小與軋出鋼板厚度 h 之間的關(guān)系。 另外由塑性變形方程知，軋制力大小又與軋件變形時(shí)的壓下量 h 值有關(guān)，其公式為： () b R H h( 式中 平均單位壓力； b、 h 鋼板的寬度和厚度； H 坯料厚度； R 軋 輥半徑。 由于平均單位壓力h 的函數(shù)，因而軋制力方程為一非線性方程，其塑性變形曲線如圖6： 16 圖 6 由聯(lián)立解公式（ 1） 、 （ 2），即可以求得鋼板的厚度。如用圖 7 表示則為： 圖 7 圖中軋機(jī)彈性變形曲線與塑性變形曲線的交點(diǎn)就為工作點(diǎn)。上兩式中任何一個(gè)參數(shù)發(fā)生變化都將引起工作點(diǎn)的改變，則板厚就發(fā)生變化。 對(duì)于軋機(jī)剛性對(duì)軋制出鋼板厚度的影響有以下幾種情況： 1)在軋制過(guò)程中由于軋件變形抗力 、 摩擦系數(shù)和張力等外部因素發(fā)生變化。 2)板坯厚度不均勻引起的塑性曲線的改變。 3)軋 輥偏心及油膜軸承油膜厚度的變化，使軋輥輥縫值產(chǎn)生 S 的變化從而引起 鋼板厚度的變化 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 17 - 因此，軋機(jī)剛性對(duì)軋 制出鋼 板的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，因此剛性的概念對(duì)設(shè)計(jì)軋機(jī)非常重要。 響軋機(jī)剛性的因素 軋機(jī)的剛性對(duì)軋制產(chǎn)品的尺寸公差有著直接的影響，而軋機(jī)的剛性又不是一成不變的常數(shù)，它受到外界條件的改變而改變。 制速度的影響 對(duì)于采用液體摩擦軸承的軋機(jī)，由于軸承的油膜厚度在生產(chǎn)過(guò)程中是經(jīng)常發(fā)生變化的，因此它將直接影響到軋機(jī)剛性的改變。造成油膜厚度變化的原因，對(duì)于某一性質(zhì)穩(wěn)定的潤(rùn)滑油，在冷卻充分的條件下，它僅與軋制力和軋制速度的大小有關(guān) 。表示在不 同軋制速度下所測(cè)得的軋機(jī)彈性變形曲線如 下 圖 8圖可見(jiàn)，在某一恒定不變的軋制速度請(qǐng)況下，當(dāng)軋制力大于某一定值時(shí)軋機(jī)的彈性變形曲線基本上接近于直線，因此可近似的認(rèn)為軋制力的變化對(duì)于軋機(jī)剛性不發(fā)生影響。軋機(jī)剛性的改變主要由軋制速度的變化引起的。如此軋制速度為橫坐標(biāo)，軋機(jī)剛性系數(shù)為縱坐標(biāo)則可得下 圖 8圖可以清楚的看出，隨著軋制速度的增高，軋機(jī)的剛性系數(shù)下降。 圖 8 寬的影響 在軋制不同寬度的鋼板時(shí)，單位板寬上軋制力的大小是不一樣的，在變形區(qū)中 工作 輥的壓扁量也是互不相同的 。另外由于板寬的 不同，會(huì)造成工作輥與支持輥間的接觸壓力沿輥身長(zhǎng)度方向有不同的分布情況，從而使工作輥與支持輥的接觸變形量和支持輥的彎曲變形量都發(fā)生變化。由于這些原因，板寬的大小將會(huì)影響到軋機(jī)的剛性。如下圖 9示在不同板寬情況下測(cè)得軋機(jī)剛性系數(shù)隨軋制速度變化的情形。如果在某一軋制速度下，那么對(duì)于不同板寬作出軋機(jī)剛性系數(shù)的變化如圖9圖可見(jiàn)，軋制鋼板的寬度愈窄，軋機(jī)的剛性系數(shù)下降愈多。 18 圖 9 高軋機(jī)剛性的措施 從 軋機(jī)彈性方程00 f S k 可以看出，對(duì)于克服由于軋制力的波動(dòng)而引起板厚變化，軋機(jī)剛性系數(shù)愈大則更加有利。因此在一般情況下均希望盡可能。地增大軋機(jī)的剛性，在板軋機(jī)設(shè)計(jì)中，有增大立柱斷面和各受力零部件尺寸的趨勢(shì)。用增大軋機(jī)零部件尺寸的方法軋機(jī)的剛性是有一定限度的，一方面它遇到像機(jī)架這樣巨大零件在制造 、 加工和運(yùn)輸方面的困難，另一方面由于軋輥 和軋件間接觸變形的不可避免，而且隨著軋輥尺寸的增大，接觸變形也要增加，它約占總變形的15%所以提高軋機(jī)剛性是非常重要的。采取措 施有下面兩方面： 1. 縮短軋機(jī)應(yīng)力回線長(zhǎng)度 在普通軋鋼機(jī)中，軋機(jī)的彈性變形 f 可近似地用 胡 克定律來(lái)表示各受力部件的變形之和，即 333212 3 3 1()2 F F I (式中 2l、2F 機(jī)架立柱的長(zhǎng)度和斷面面積； 3l、3F 上輥軸承至上橫梁的長(zhǎng)度及壓下螺絲的斷面面積； 3l、 3F 下輥軸承座的高度及斷面面積； 1l、1I 上下橫梁的長(zhǎng)度及斷面慣性矩； k 系數(shù)。 由上式可以看出，在一定的軋制力作用下，軋機(jī)的彈 性變形是受力零件的長(zhǎng)度和斷面面積的函數(shù)。靠增加軋機(jī)各零件的斷面面積和慣性矩會(huì)增加設(shè)備的重量，所以減小軋機(jī)的彈性變形增大軋機(jī)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 19 - 剛性是唯一的辦法，就是盡可能地減少軋機(jī)中受力零件的長(zhǎng)度。軋機(jī)中受力零件的長(zhǎng)度之和就是該軋機(jī)應(yīng)力回線的長(zhǎng)度，因此縮短軋機(jī)應(yīng)力回線的長(zhǎng)度，便能提高軋機(jī)的剛性。 2. 對(duì)機(jī)座加預(yù)緊力 如果在軋制前對(duì)軋機(jī)加預(yù)緊力，那么軋機(jī)在軋制時(shí)變形量就可以大大的減小，從而提高軋機(jī)的剛性，凡是軋輥未受力就使機(jī)架和軸承座處于受力狀態(tài)，那樣就是對(duì)軋機(jī)施加了預(yù)緊力。第一種是對(duì)軋機(jī)的支持輥軸承座之間裝設(shè)有推力的 液壓缸。第二種是在軋機(jī)的窗口內(nèi)裝設(shè)有兩個(gè)調(diào)整螺栓，它們通過(guò)兩根預(yù)緊力壓桿壓下支持輥軸承座上，在下橫梁上裝有液壓缸。 20 第四章 機(jī)架的連接結(jié)構(gòu) 機(jī)架與機(jī)架之間以及機(jī)架與地基之間的連接多采用螺栓連接，機(jī)架連接 處 的剛度是機(jī)器總體剛度的重要組成部分，連接結(jié)構(gòu)剛度直接影響機(jī)器的工作性能。影響連接剛度的因素有： 2 參與力傳遞的接觸面大小。傳力接觸面越大，接觸變形就越小，接觸剛度就越高。 3 機(jī)架的剛度大小。在集中載荷的作用下，機(jī)架的自身剛度及局部剛度較高時(shí)，接觸壓強(qiáng)的分布就比較均勻。反之，若機(jī)架剛度不足， 則接觸壓強(qiáng)分布不均，接觸變形也將不均，接觸變形也將不均，使接觸剛度降低。 為保證機(jī)架連接剛度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意： （ 1） 改變連接部位的受力狀態(tài)。由于螺栓中心線與板壁之間存在著偏心距 e， 使凸緣產(chǎn)生向上的彎曲變形，但當(dāng)螺栓越靠近板壁時(shí)，彎曲變形就越小 ， 因此設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量螺栓孔靠近板壁或使螺栓孔中心線與板壁中心線重合。 如圖 10： 圖 10 (2)合理提高接觸表面的平面度公差等級(jí)及改善其表面粗糙度。重要的接觸表 面 必須配磨或者配研，般接觸表面應(yīng)不大于 刮時(shí)每 25精度機(jī)床接觸點(diǎn)為 12 個(gè)以上，一般接觸面部少于 4應(yīng)使接觸點(diǎn)分布均勻。 (3)預(yù)緊力應(yīng)大于作用力，通常應(yīng)使接觸面間的平均預(yù)壓壓強(qiáng)約為 2 (4)螺栓的數(shù)量及排列 。連接螺栓的總截面不變時(shí)，螺栓的數(shù)量及大小對(duì)連接剛度的影響。直徑較小的而數(shù)量較多的螺栓連接比直徑較大而數(shù)量較少的螺栓連接法 向變形小。 但是，螺栓的排列和三角肋對(duì)連接有一定影響，均勻排列的比不均勻排列的螺栓剛度高，對(duì)于買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 21 - 縱向的抗彎剛度和抗扭剛度隨著肋的數(shù)量增加而提高。由于 設(shè)計(jì)的此軋機(jī)用于軋鉛板，所用的軋制力 以 不加肋即可。 機(jī)架連接凸緣的結(jié)構(gòu)型式有 3 種： ； ； 。但是爪座式也壁連接處的局部剛度較差，連接剛度低，鑄造簡(jiǎn)單。翻邊式的局部剛度較爪座式高 用于一般連接。壁龕式 局部剛度高，但是鑄造困難。所以現(xiàn)在選用翻邊式比較合理，局部剛度較高，鑄造較簡(jiǎn)單。 如圖 11： 圖 11 22 總 結(jié) 本文對(duì)軋機(jī)作了簡(jiǎn)單的介紹 ，并且對(duì)鉛帶軋機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)軋機(jī)機(jī)座及機(jī)座剛性作了詳細(xì)的介紹，具體內(nèi)容有 機(jī)架的型式及主要參數(shù) ， 二輥開(kāi)式機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算 ， 機(jī)架的材料及許用應(yīng)力 ， 機(jī)架彈性變形的計(jì)算 ， 軋機(jī)剛性概念 ， 影響軋機(jī)剛性的因素 ， 提高軋機(jī)剛性的措施 等。最后介紹了軋機(jī)機(jī)架和機(jī)座連接結(jié)構(gòu)，有連接的注意事項(xiàng)和連接的方式等。并且在論文不清楚的地方以圖表的形式加以表達(dá) 和闡述 ，這樣使論文更加清楚，讓讀者易懂。 腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。 在這次 畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)， 也體會(huì)到了指導(dǎo)教師對(duì)我關(guān)懷和幫助的重要性 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11