20-40mm普碳鋼板材矯直機設(shè)計開題報告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計開題報告課題名稱20-40mm普碳鋼板材矯直機設(shè)計學(xué)號20071971姓名左一專業(yè)機械工程及自動化指導(dǎo)教師楊會林評閱教師開題時間2011年3月15日東北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院1一、立論依據(jù)1本課題的目的和意義矯直是近百年來發(fā)展起來的工藝技術(shù)，是應(yīng)用彈塑性理論將彎曲的，斷面不規(guī)則的型材變直和整形的一種機械加工方法，廣泛應(yīng)用于機械工業(yè)和冶金工業(yè)中。矯直機可以單獨地用于機械加工車間，對機件或構(gòu)件坯料進(jìn)行矯直，如橋梁、船舶、汽車、鍋爐等。工廠的坯料車間等；也可以用于消除機件由于意外的創(chuàng)傷和長期蠕變而產(chǎn)生的塑性變形及變形，進(jìn)行修復(fù)性的矯直，如軸類的矯直，自行車圈的矯平，舊鋼絲繩的復(fù)原等。矯直技術(shù)在冶金工業(yè)中用途非常廣泛，矯直機是冶金工業(yè)生產(chǎn)中常用的輔助設(shè)備。在現(xiàn)代化程度較高的連鑄生產(chǎn)線中連鑄坯的矯直設(shè)備是必不可少的，型鋼、鋼板、鋼管等軋鋼廠的精整車間，矯直機則更是必備的設(shè)備之一。軋件在軋制生產(chǎn)過程中，由于塑性變形、冷卻不均或運輸?shù)纫幌盗性蚴管埣a(chǎn)生不同程度的撓曲、瓢曲、波浪、鐮刀彎和歪扭，或內(nèi)部殘余應(yīng)力，從軋機出來的軋件往往具有不平直性和形狀尺寸精度誤差較大的情形，這主要是受軋鋼生產(chǎn)工藝和冷卻過程綜合影響的結(jié)果。矯直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在20世紀(jì)取得了長足的進(jìn)展，相應(yīng)的矯直理論也取得了很大的進(jìn)步。不過理論滯后于實踐的現(xiàn)象比較明顯，因此，必須對矯直理論、矯直機的設(shè)計不斷研究，發(fā)現(xiàn)新問題，尋找新的突破，使新產(chǎn)品開發(fā)更成熟，設(shè)計更合理、好用。軋件在矯直過程中發(fā)生彈塑性變形，內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)變得復(fù)雜難于進(jìn)行精確的計算分析。因此，設(shè)計過程是在一定的假設(shè)前提下，結(jié)合試驗以及實際經(jīng)驗進(jìn)行。本次進(jìn)行的板材矯直機開發(fā)，用于熱矯，鋼板溫度600-950，板寬1600mm，板厚20-40mm，鋼種為普碳鋼：45、Q235鋼等。通過此次板材平行輥矯直機的開發(fā)設(shè)計，通過對輥式矯直機基本參數(shù)以及輥式矯直機力能參數(shù)的計算，使以后新設(shè)計時對基本參數(shù)的確定，力能參數(shù)的計算能夠更準(zhǔn)確、更合理；使整個設(shè)備更經(jīng)濟使用。2二、文獻(xiàn)綜述1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)在國外，對于中厚板熱矯直機，主要制造商有德國的MANNESNN-MEER公司，英國的BRONX公司，意大利的INNST公司，日本的三菱重工等。它們的產(chǎn)品是由等輥距，等輥徑逐步發(fā)展成為變輥距，變輥徑矯直機。變輥距的矯直機優(yōu)點在于各矯直輥受力均勻，避免了等輥距嬌直機第三輥斷輥事故的發(fā)生，但其調(diào)整機構(gòu)復(fù)雜，不易制造，維護；變輥徑矯直機優(yōu)點在于矯直范圍廣泛厚板用大輥徑，薄板大小輥徑同時矯直，矯直效果明顯，缺點是控制復(fù)雜?，F(xiàn)在國外公司新開發(fā)的矯直機是結(jié)合變輥變輥徑矯直機的優(yōu)點，把其理論運用在新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)中，使其均具有鮮明的特點。在國內(nèi)，崔甫教授在矯直機領(lǐng)域進(jìn)行了深入的理論研究，對矯直機基本參數(shù)，力能參數(shù)的選取進(jìn)行了優(yōu)化。北京科技大學(xué)的鄒家祥教授對矯直工藝進(jìn)行研究，提出大變形矯直工藝與小變形工藝相結(jié)合的新的矯直工藝。在國內(nèi)的制造企業(yè)中，一重、二重在矯直機領(lǐng)域的制造實力相對較強，其矯直機是等輥距矯直機，主要以九輥矯直機為主；太重、中信重機的矯直機產(chǎn)品主要是引進(jìn)國外等輥距矯直機的成熟技術(shù)，開發(fā)出十一輥為主的矯直機，應(yīng)用于國內(nèi)各大鋼廠。向自動化、高速化發(fā)展是目前矯直機發(fā)展的主要趨勢。隨著計算機軟件技術(shù)的發(fā)展，一些有限元分析軟件運用于矯直機的分析和優(yōu)化過程中，一些科研院所運用ANSYS，CATIA等三維分析軟件對矯直機的熱力場及其力場等進(jìn)行有限元分析。20世紀(jì)70年代，新型的控制技術(shù)及其理論開始應(yīng)用于矯直機，使其自動化程度不斷提高，矯直效果更加明顯，產(chǎn)品成才率高。隨著熱軋技術(shù)的不斷發(fā)展，熱軋機的軋制速度越來越高，導(dǎo)致矯直機不斷向高速化發(fā)展，此技術(shù)作為一個新的門類將獲得越來越大的發(fā)展。本次開發(fā)的板材平行輥矯直機，其輥系參數(shù)的確定方法及輥式矯直機力能參數(shù)的計算方法，還屬于定輥距研究，這種輥系有一定的缺陷。但對目前世界最先進(jìn)的變輥距輥系由于資料及試驗條件限制還不具備獨立開發(fā)新產(chǎn)品的能力，只能對其理論進(jìn)行探討研究。32所閱文獻(xiàn)的查閱范圍及手段所查閱的文獻(xiàn)主要是通過學(xué)校的圖書館、圖書館網(wǎng)站和internet網(wǎng)站查詢，主要查閱的范圍是從2000年到現(xiàn)在的所有關(guān)于本課題的論文、期刊、學(xué)報等等。參考文獻(xiàn)1崔甫矯,直原理與矯直機械（第2版）,冶金工業(yè)出版社，20052傅作寶,冷軋薄鋼板生產(chǎn)（第2版）,冶金工業(yè)出版社，20053李曼云，孫本榮鋼的控制軋制和控制冷卻技術(shù)手冊,冶金工業(yè)出版社，19904王廷溥,板帶材生產(chǎn)原理與工藝,冶金工業(yè)出版社，19954三、研究內(nèi)容1課題的構(gòu)想與思路了解中厚板產(chǎn)生不平直度的原因，根據(jù)國內(nèi)外中厚板矯直機發(fā)展情況，切合公司實際需要，進(jìn)行板矯直機設(shè)計。首先通過對國內(nèi)外各種板材矯直機輥系結(jié)構(gòu)研究，確定輥系結(jié)構(gòu)，其次進(jìn)行輥系參數(shù)的確定、力能參數(shù)的計算，最后完成整機機械部分、電器部分、液壓部分、潤滑部分設(shè)計，通過此次研究設(shè)計，使以后進(jìn)行新設(shè)計時更合理、更先進(jìn)。2主要設(shè)計內(nèi)容（1)輥系結(jié)構(gòu)的設(shè)計。（2）整機其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計，包括壓下裝置及上軋輥平衡裝置，傳動裝置，軌道升降裝置，換輥裝置的設(shè)計。（3）其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計，包括電氣部分、液壓部分的設(shè)計。3擬解決的關(guān)鍵技術(shù)（1)對力能參數(shù)的計算及強度計算，合理確定結(jié)構(gòu)，使整機設(shè)計準(zhǔn)確、經(jīng)濟、先進(jìn)。（2)軌道升降裝置的設(shè)計，保證輥系順利拉入拉出。（3）輥系裝置的設(shè)計，保證實現(xiàn)每輥壓彎量的靈活調(diào)節(jié)，提高矯直質(zhì)量、效率。4總體設(shè)計方案（1）一臺完整的中厚板輥式矯直機應(yīng)由機架、上下橫梁、上下矯直輥裝置、上下支承輥裝置、引料輥裝置、壓下機構(gòu)、彎輥裝置、傾斜機構(gòu)、換輥裝置、檢測系統(tǒng)、安全裝置、除鐵皮與冷卻系統(tǒng)、傳動