畢業(yè)論文-軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)-機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第一章 緒論 . 1 題背景及目的 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 3 應(yīng)力線軋機(jī) . 3 機(jī)壓下裝置的分類和特點(diǎn) . 5 . 5 . 6 . 6 . 8 . 9 . 9 . 9 第二章 方案選擇 . 10 . 11 . 11 . 12 第三章 力能參數(shù)的計(jì)算 . 14 . 14 . 14 算第二道次軋制力 . 15 算第三道次軋制力 . 17 . 18 . 20 機(jī)容量的選擇 . 21 下螺絲與螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 23 下螺絲的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 23 下螺母的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) . 24 . 25 料及齒數(shù) . 25 . 26 . 28 . 29 第四章 主要零件的強(qiáng)度校核 . 30 . 30 . 32 第五章 潤(rùn)滑與維護(hù) . 34 滑 . 34 護(hù) . 36 . 36 . 36 總結(jié) . 39 致謝 . 40 參考文獻(xiàn) . 41 第一章 緒論 題背景及目的 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需要更多數(shù)量、更多品種、更高質(zhì)量的型鋼，特別是大型型材。為滿足這 一需要，型鋼軋機(jī)的發(fā)展不外于兩個(gè)，一是改造舊軋機(jī)；二是更新設(shè)備，采用新技術(shù)和新工藝在舊型鋼軋機(jī)上逐漸完善及工藝改進(jìn)，這是我國(guó)改造挖潛以少花錢多辦事見效快的新方針，是節(jié)約經(jīng)濟(jì)的客觀需要。 大學(xué)生活即將結(jié)束，為了檢驗(yàn)我們的所學(xué)是否能夠真正應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中，使我們認(rèn)識(shí)到作為一個(gè)合格的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備的基本素質(zhì)，學(xué)校為我們安排了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。用半年時(shí)間完成一個(gè)設(shè)計(jì)方案。軋機(jī)是現(xiàn)代鋼廠中最常見的一種冶金設(shè)備。因此 ,軋機(jī)設(shè)備的好壞對(duì)軋鋼廠的效益有很大的影響。我們的任務(wù)是通過(guò)所學(xué)的理論知識(shí)設(shè)計(jì)一臺(tái)兩輥軋機(jī)。因?yàn)閷?shí)際條件有限 ，我們的設(shè)計(jì)只是經(jīng)過(guò)相關(guān)理論與經(jīng)驗(yàn)公式的推導(dǎo)來(lái)設(shè)計(jì)我們所選的冶金設(shè)備 ,經(jīng)過(guò)理論校核檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠及連續(xù)鑄坯軋制成材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。用軋制的方法生產(chǎn)鋼材，具有生產(chǎn)率高、品種多、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。鋼材的生產(chǎn)方法有軋制、鍛造、擠壓、拉拔等。用軋制方法得到的鋼材，具有生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性、生產(chǎn)效率高、品種多、質(zhì)量好、易與機(jī)械化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。目前，約有 90的鋼都是經(jīng)過(guò)軋制成材的。有色金屬成材，主要也用軋制的方法。 軋鋼生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所起的作用是十分顯著的。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，除少量的鋼用鑄造或鑄造方法制成零件外，煉鋼廠生產(chǎn)的鋼錠與連鑄坯有 85 90以上要經(jīng)過(guò)軋鋼車間軋成各種鋼材，供應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門?？梢娫诂F(xiàn)代鋼鐵企業(yè)中，作為使鋼成材的軋鋼生產(chǎn)，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著異常重要的地位，對(duì)促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展起十分重要的作用。 十九世紀(jì)中葉軋鋼機(jī)械只是軋制一些熟鐵條的小型軋機(jī)，設(shè)備簡(jiǎn)陋，產(chǎn)量不高；有的軋機(jī)是用原始的水輪來(lái)驅(qū)動(dòng)。大上個(gè)世紀(jì)五十年代以后，鋼的產(chǎn)量大增；各先進(jìn)工業(yè)國(guó)的鐵路建設(shè)與遠(yuǎn) 洋航運(yùn)的發(fā)展，蒸汽驅(qū)動(dòng)的中型、大型軋機(jī)先后出現(xiàn)了。上個(gè)世紀(jì)的電氣化使功 率更大的粗軋機(jī)迅速發(fā)展起來(lái)。上個(gè)紀(jì) 50 70 年代，由于汽車、石油、天然氣的運(yùn)輸，電器電子工業(yè)與食品罐頭工業(yè)的發(fā)展，鋼材生產(chǎn)是以薄板占優(yōu)勢(shì)為特征的。 總的來(lái)說(shuō)，軋鋼機(jī)械向著大型、連續(xù)、高速和計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展。 軋機(jī)的發(fā)展 在發(fā)展連鑄的同時(shí)，國(guó)外仍在新建后擴(kuò)建粗軋機(jī)，以擴(kuò)大開坯能力。這是由于開坯機(jī)具有產(chǎn)品化靈活，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，如日本 1969 年有三臺(tái)板坯粗軋機(jī)和一臺(tái)方坯粗軋機(jī)投入生產(chǎn)。 至 1970年止，世界上有粗軋機(jī)達(dá) 200多臺(tái)。擁有粗軋機(jī)最多的國(guó)家為美國(guó)達(dá) 130臺(tái)，日本 42臺(tái)，絕大部分為二輥可逆式軋機(jī)，開坯能力達(dá) 3 億噸以上。七十年代的粗軋機(jī)直徑增大到 1500毫米。 我國(guó)擁有 1000毫米以上大型粗軋機(jī)七套，還有 750 850毫米小型粗軋機(jī)八套 ,主要于合金鋼廠 ,為數(shù)不多的 650毫米軋機(jī)是中小鋼廠的主要開坯設(shè)備。 1959年我國(guó)開始自行設(shè)計(jì)制造開坯機(jī)，已制成的開坯機(jī)有 700、 750、 825、 850/650、 1150等毫米粗軋機(jī)。 粗軋機(jī)將向著萬(wàn)能式板坯軋機(jī)，重型化發(fā)展，并且縮短軋機(jī)輔助機(jī)械工作時(shí)間發(fā)展。 鋼熱連軋機(jī)發(fā)展 帶鋼熱軋機(jī)分為連續(xù)式帶鋼熱軋機(jī)、四輥及多輥可逆式軋機(jī)、爐卷軋機(jī)和行星式軋機(jī)等。 帶鋼熱連軋機(jī)分為全連軋、 1/2連軋和 3/4 連軋機(jī)。 帶鋼連續(xù)式熱軋機(jī)主要是生產(chǎn) 16（ 20）毫米的熱鋼板卷的，其生產(chǎn)的品種以普通炭鋼為主。 在世界上美國(guó)首先在 1926年采用了熱連軋板機(jī)，這臺(tái)軋機(jī)安裝在哥倫比亞鋼鐵公司，軋機(jī)規(guī)格為 1030毫米，是 1/2連軋，只是有一個(gè)粗軋機(jī)架，是近代熱連軋機(jī)的雛形。 四十年代以前，帶鋼熱連軋機(jī)，幾乎全部集中在美國(guó)。 1961 1971年，美國(guó)新建了 11臺(tái)輥身長(zhǎng)度為 1473毫米以上的熱連軋機(jī) ，稱為“第二代軋機(jī)”。第二代軋機(jī)具有軋制速度高、產(chǎn)量高、自動(dòng)話程度高的特點(diǎn)。 我國(guó)從 1966 1970年開始發(fā)展熱連軋板機(jī)， 1700毫米 3/4熱連軋板機(jī)以投產(chǎn)，其他規(guī)格的熱連軋板機(jī)還有 1450毫米半連軋、 1450毫米全連軋、 750毫米全連軋等。 這些年來(lái)，薄鋼板的生產(chǎn)比重日趨增加，這是現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。熱軋鋼板是汽車、造船、橋梁、電機(jī)、化工等工業(yè)不可缺少的原料，也是冷軋機(jī)的坯料，隨著焊管、冷彎型鋼的發(fā)展，鋼板的需要量日益增長(zhǎng)。 現(xiàn)代帶鋼熱連軋機(jī)發(fā)展趨勢(shì)是提高產(chǎn)量、擴(kuò)大品種、提高精度、提高自動(dòng)化程度 。采取的主要措施有：提高軋制速度、加大帶卷和坯料重量、建造寬輥身的全連軋、粗軋機(jī)架近距離布置、采用快速換輥裝置、提高產(chǎn)品精度和軋機(jī)剛度、采用板厚自動(dòng)控制系統(tǒng)、精軋機(jī)軋輥輥型控制、采用計(jì)算機(jī)控制。 90 年代以來(lái)，鋼鐵生產(chǎn)短流程迅速開發(fā)和推廣，薄板坯連鑄連軋工藝的出現(xiàn)，正在改變著傳統(tǒng)的熱軋機(jī)市場(chǎng)。自 1987 年 7月第一套薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線在美國(guó)紐柯公司投產(chǎn)以來(lái)，到 1997年已建成的有 33套。連鑄連軋技術(shù)是將鋼的凝固成型與變形成型兩個(gè)工序銜接起來(lái)，將連鑄坯在熱狀態(tài)下繼續(xù)送入精軋機(jī)組，直接軋制成帶卷產(chǎn)品。德國(guó)西馬克 公司的馬克公司的 鋼聯(lián)開發(fā)的 材軋機(jī)的發(fā)展 近些年來(lái)，國(guó)外線材生產(chǎn)是穩(wěn)定的，線材產(chǎn)量的 7 8%。用線材軋機(jī)常生產(chǎn) 5 為了提高線材的質(zhì)量和產(chǎn)量，六十年代發(fā)展了無(wú)機(jī)架軋機(jī)、預(yù)應(yīng)力軋機(jī)、 進(jìn)式加熱爐等新型軋制線材設(shè)備。軋機(jī)的軸承廣泛采用滾動(dòng)軸承或油膜軸承。線材直徑公差可達(dá) 20世紀(jì) 70年代，摩根無(wú)扭高速線材精軋機(jī)組有很大發(fā)展，投產(chǎn)的以達(dá) 160 多套。目前，高速線材軋機(jī)的機(jī)型可概括為 三輥式、 45、 15、 75和平 應(yīng)力線軋機(jī) 提高軋機(jī)的剛性是獲得高精度產(chǎn)品，減少軋制廢品和工藝事故，穩(wěn)定工藝參數(shù)，提高軋機(jī)作業(yè)率和產(chǎn)品成材率，尤其是提高軋制速度的必備條件。提高軋機(jī)剛性也正是實(shí)現(xiàn)軋機(jī)機(jī)械化及電子計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化生產(chǎn)的先決條件，因?yàn)檐堉瞥绦虻姆€(wěn)定及生產(chǎn)過(guò)程的自控，必須有穩(wěn)定的工藝及準(zhǔn)確穩(wěn)定的指令，高速線材軋機(jī)更是如此。 提高軋機(jī)剛性的途徑有： 1）增加軋輥尺寸和機(jī)架斷面尺寸。但這會(huì)使工作機(jī)座結(jié)構(gòu)龐大，增加設(shè)備重量和制造困難，而且，機(jī)座剛度 不僅僅決定于機(jī)架斷面積的增加，也與機(jī)架的結(jié)構(gòu)和幾何尺寸有關(guān)。隨著軋輥直徑和機(jī)架斷面積的增加，機(jī)架高度也相應(yīng)增加，這就影響了機(jī)座剛度的進(jìn)一步提高。 2）改善各承載件的材質(zhì)，結(jié)構(gòu)及加工精度，以提高工作機(jī)座的配合精度。 3）減少承載件的配合面。 4）縮短輥身長(zhǎng)度。 5）縮短應(yīng)力線長(zhǎng)度。 6）施加預(yù)應(yīng)力等。 這里所說(shuō)的應(yīng)力線是軋機(jī)在軋制過(guò)程中，軋制力所引起的內(nèi)力沿各承載零件分布的應(yīng)力回線，與一般力學(xué)中的應(yīng)力概念有所不同。故短應(yīng)力線軋機(jī)是指應(yīng)力回線縮短了的軋機(jī)，是一種高剛度軋機(jī)。 2、 短應(yīng)力線軋機(jī)的發(fā)展概況 意大利波米尼法雅爾 公司（ 制的“紅環(huán)”軋機(jī)也是屬于短應(yīng)力線軋機(jī)。我國(guó)在研制短應(yīng)力線軋機(jī)方面起步較晚，開始于 70年代末期， 80年代初期，但發(fā)展速度較快。1981年北京科技大學(xué)成功地研制出了國(guó)內(nèi)第一架新型短應(yīng)力線軋一“ 短應(yīng)力線軋機(jī)，如圖 1軋機(jī)首先在四川蛾眉型鋼廠、大冶鋼廠、貴陽(yáng)鋼廠投產(chǎn)，因其具有投資少，上馬快，見效快、容易掌握、調(diào)整方便、成材率高等優(yōu)點(diǎn)，很快在全國(guó) 80多個(gè)廠家得到推廣應(yīng)用。軋機(jī)類型也從“ 發(fā)展到到“ “ 、“ 短應(yīng)力線軋機(jī)。 在“ 短應(yīng)力線軋機(jī)投產(chǎn)之后，由河北冶金廳研制的“ 短應(yīng)力線軋機(jī)。四川威遠(yuǎn)鋼廠研制的“ 短應(yīng)力線軋機(jī)和北京冶金設(shè)備研究院研制的“ 短應(yīng)力線軋機(jī)相繼投入生產(chǎn)。特別是“ 機(jī)在設(shè)計(jì)、加工制造和服務(wù)一條龍的經(jīng)營(yíng)指導(dǎo)思想下，發(fā)展速度很快，在全國(guó)已有幾十家企業(yè)投入生產(chǎn)。 1) 最短的應(yīng)力線保證了高剛度。這種軋機(jī)不用預(yù)應(yīng)力，也不靠增大截面尺寸來(lái)提高軋機(jī)剛度而是通過(guò)盡量縮短應(yīng)力線來(lái)提高軋機(jī)剛度。在所有軋機(jī)中這種軋機(jī)的應(yīng)力線是最短的，軋機(jī)的配合面也是最少的，軋機(jī)軸承座具 有較大剛度。 2) 預(yù)調(diào)性能好。在壓下螺母、球面墊與軸承之間裝有密壓頭，與軋制負(fù)荷指示器相連，能經(jīng)常測(cè)得軋制負(fù)荷，因此可模擬生產(chǎn)條件，在換輥前預(yù)調(diào)輥縫。換輥后生產(chǎn)的第一，第二根鋼即可保證為合格品，減少了試軋廢品，提高了成材率，克服了舊軋機(jī)一邊試軋，一邊調(diào)整，造成試軋廢品多的問(wèn)題，這一點(diǎn)對(duì)于高級(jí)合金鋼尤其具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 3) 實(shí)現(xiàn)了對(duì)稱調(diào)整。連接四個(gè)軸承座的四根拉桿上有正反絲扣，實(shí)現(xiàn)了相對(duì)于軋制線的對(duì)稱調(diào)整，保證了軋制線固定不變。從而使得導(dǎo)位裝置的調(diào)整、安裝、維護(hù)都很方便， 減少了操作事故和工藝事故，提高了成材率和作業(yè)率。 4) 整體換輥，減少了換輥時(shí)間，短應(yīng)力線軋機(jī)都備有二套以上的輥組。一套使用，另一套預(yù)裝。換輥時(shí)，將舊輥組取下，換上新輥組，只需幾分鐘時(shí)間，大量的工作都在生產(chǎn)線以外的預(yù)裝間去完成，從而減少了在生產(chǎn)線上的換輥時(shí)間，提高了作業(yè)率。 5) 軸承和軸承座受力情況好，提高軸承壽命。本軋機(jī)由于取消了集中載荷的壓下螺絲，使軸承受力均勻，應(yīng)力降低，包角增大，軸承壽命較現(xiàn)有軋機(jī)（預(yù)應(yīng)力或其他形式）有顯著提高。 綜合上述，軋鋼生產(chǎn)技術(shù)七十年代的發(fā)展特點(diǎn)是，板帶比重大，焊管多于無(wú)縫管；向高速、大型、連續(xù)化、自動(dòng)化方向發(fā)展；提高質(zhì)量，擴(kuò)大品種 以及低成本能耗。改造軋機(jī)，挖掘潛力；大量采用新工藝新技術(shù)。 機(jī)壓下裝置的分類和特點(diǎn) 動(dòng)壓下裝置 電動(dòng)壓下裝置是軋鋼機(jī)調(diào)整機(jī)構(gòu)中最常見的一種壓下裝置。按軋輥調(diào)整的距離、速度及精度又可將壓下裝置分為快速和慢速兩種壓下裝置。 1） 快速電動(dòng)壓下裝置 : 一般常用在上軋輥調(diào)節(jié)距離大、調(diào)節(jié)速度快以及調(diào)節(jié)精度要求不高的軋機(jī)上 ,如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、中厚板軋機(jī)及萬(wàn)能軋機(jī)上。 在這些類型的軋機(jī)上由于上輥的調(diào)整距離大、壓下十分頻繁 ,要求有較高的壓下速度以免影響軋制生產(chǎn)率，所以采 用快速電動(dòng)壓下裝置是必要的。 常采用的快速電動(dòng)壓下裝置有兩種類型： 一種是由法蘭盤的立式電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓柱齒輪減速器帶動(dòng)壓下螺絲。兩個(gè)壓下螺絲是由兩臺(tái)帶法蘭盤的立式電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的。因此采用這種傳動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)迅速、傳動(dòng)效率高、造價(jià)低 ,但存在著加大了機(jī)座的總高度 ,增加了廠房高度基本建設(shè)投資等缺點(diǎn)。另外為了實(shí)現(xiàn)壓下螺絲的單獨(dú)調(diào)整 ,中間介輪可以由液壓缸控制 ,使其與壓下螺絲嚙合或脫離。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1 1所示。 1234561制動(dòng)器 2 3減速機(jī) 4壓下螺母 5壓下螺絲 6離合器 圖 式電機(jī) 圓柱齒輪傳動(dòng)的電動(dòng)壓下裝置 另一種快速電動(dòng)壓下裝置由兩臺(tái)臥式電動(dòng)機(jī)通過(guò)三個(gè)圓柱齒輪和兩對(duì)蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)兩個(gè)壓下螺絲，通過(guò)離合可以實(shí)現(xiàn)壓下螺絲的單獨(dú)調(diào)整。這種快速電動(dòng)壓下裝置的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)座總體高度低、基建投資下降 ,但傳動(dòng)效率低、造價(jià)高。因此多用在一些壓下要求速度不高的初軋機(jī)上。 2） 慢速電動(dòng)壓下裝置 : 這種調(diào)整裝置多用于上輥調(diào)節(jié)距離在 100 200毫米以下，調(diào)節(jié)速度小于 1 s，但調(diào)節(jié)精度要求高的薄 板、帶材軋機(jī)上。在這種壓下機(jī)構(gòu)中，由于傳速比 大可以達(dá)到 i=1500 2000） ,同時(shí)又要求能帶鋼壓下。因此，壓下裝置的設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的。 動(dòng)壓下裝置 這種壓下裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低 ,但工人的勞動(dòng)條件差、強(qiáng)度大 ,因此常用在生產(chǎn)效率低的軋機(jī)上。 壓下裝置 為了控制板厚偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)，在現(xiàn)代化的板、帶材成品機(jī)座的壓下裝置中 ,分成了精調(diào)與粗調(diào)兩個(gè)部分。其中精調(diào)裝置是用來(lái)首先給定原始輥縫的 ,材坯料厚度、軋制力及成品厚度的變化 ,隨時(shí)對(duì)輥縫進(jìn) 行微量調(diào)節(jié)校正的。 1） 電動(dòng)雙壓下裝置 由于電動(dòng)雙壓下裝置的反應(yīng)靈敏度差 ,所以僅用于精度低的熱軋板帶成品軋機(jī)上。在這種壓下裝置中精調(diào)與粗調(diào)系統(tǒng)都是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械的減速機(jī)構(gòu)來(lái)傳動(dòng)壓下螺絲的 ,因此傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性力很大 ,從而使調(diào)整輥縫的校正訊號(hào)傳遞滯后現(xiàn)象很嚴(yán)重 ,所以無(wú)法滿足高精度的板厚公差要求。由于以上原因 ,目前很少采用這種板厚自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其簡(jiǎn)圖如圖 1 2所示。 121精調(diào)電動(dòng)機(jī) 2粗調(diào)電動(dòng)機(jī) 圖 電動(dòng)雙壓下裝置簡(jiǎn)圖 2） 電 整裝置 第一種電動(dòng)雙壓下調(diào)整裝置 ,它的粗調(diào)為一般的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu) ,通過(guò)電動(dòng)壓下系統(tǒng)帶動(dòng)壓下螺絲在空載的情況下給定原始輥縫 使壓下螺母轉(zhuǎn)動(dòng) ,但用于壓下螺絲在電動(dòng)機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的鎖緊條件下而不能轉(zhuǎn)動(dòng) ,其結(jié)果只能使壓下螺絲上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了輥縫的微調(diào)。 第二種 ,電 粗調(diào)為一般的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu) ,而精調(diào)是用液壓缸直接代替了壓下螺絲與螺母。通常液壓缸放在精調(diào)壓下螺絲與上軸承座之間或下橫梁與下軸承座之間。該裝置的特點(diǎn)是精調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊 ,消除了機(jī)械慣性力 ,從而大大縮短了調(diào)節(jié) 信號(hào)滯后現(xiàn)象 ,減少了壓下螺絲與螺母的磨損 ,提高了精度機(jī)構(gòu)的效率。它的調(diào)節(jié)靈敏度比一般電動(dòng)壓下要快 10倍以上。因此大大提高了板材的軋制精度 ,廣泛的用在現(xiàn)代化的冷、熱成品帶鋼軋機(jī)上。 電 構(gòu)緊湊 ,精調(diào)部分傳動(dòng)零件減少使傳動(dòng)慣性力下降，因此，調(diào)節(jié)訊號(hào)滯后現(xiàn)象減輕 ,而靈敏度增加。但仍保留著機(jī)械傳動(dòng)零件，所以仍存在著慣性力以及傳動(dòng)間隙對(duì)精度靈敏度的影響，使調(diào)整精度還不夠高。 液壓壓下裝置 所謂全液壓壓下裝置就是取消了傳統(tǒng)的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu) ,其輥縫的調(diào)節(jié)均由液壓缸來(lái) 完成 。其系統(tǒng)示意圖如圖 1 3所示。 全液壓壓下裝置的特點(diǎn) : (1)慣性力小、動(dòng)作快、靈敏度高 ,因此可以得到高精度的板帶材 ,其厚度偏差可以控制到小于成品厚度 1%,而且縮短了板帶材的超差部分長(zhǎng)度 ,提高了軋件成品率 ,節(jié)約了金屬 ,提高了產(chǎn)品質(zhì)量 ,并降低了成本。 (2)結(jié)構(gòu)緊湊 ,降低了機(jī)座的總體高度 ,減少了廠房投資，同時(shí)提高了傳動(dòng)效率。 (3)采用液壓系統(tǒng)可以使卡鋼迅速脫開 ,有利于處理卡鋼事故 ,避免了軋件對(duì)軋輥的刮傷。 (4)可以實(shí)現(xiàn)軋輥快速提升 ,便于快速換輥 ,提高了軋機(jī)的有效作業(yè)效率 ,增加了軋機(jī)的產(chǎn)量。 (5)壓 下系統(tǒng)復(fù)雜 ,工作條件要求高 ,有些元件制造困難、成本高、維護(hù)保養(yǎng)要求很嚴(yán)格以保證精度。 111013 9 C P P / p / k h h 011 電位器 2 傳給另一機(jī)架的迅號(hào) 3 位移調(diào)節(jié)放大器 4 放大器 5 伺服閥 6 位移傳感器 7 測(cè)厚儀 8 測(cè)壓儀 9 力 位移轉(zhuǎn)換元件 10 選擇開關(guān) 11 壓力傳感器 12 柱塞缸 13 壓力比較器 調(diào)節(jié)系數(shù)裝置 圖 全液壓壓下系統(tǒng)示意圖 動(dòng)壓下裝置經(jīng)常 發(fā)生的事故及解決措施 由于初軋機(jī)、板坯軋機(jī)和厚板軋機(jī)的電動(dòng)壓下裝置壓下行程大、速度快、動(dòng)作頻繁，而且是不帶鋼壓下，所以常常由于操作失誤、壓下量過(guò)大等原因產(chǎn)生卡鋼、“坐輥”或壓下螺絲超限提升而發(fā)生壓下螺絲無(wú)法退回的事故。這時(shí)上輥不能移動(dòng)，電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，軋機(jī)不能正常工作。 為了處理堵塞事故，很多軋機(jī)都專門設(shè)置了壓下螺絲的回松機(jī)構(gòu)。 壓下螺絲的自動(dòng)松問(wèn)題主要發(fā)生在初軋機(jī)上，尤其是采用立式電動(dòng)機(jī)壓下時(shí)，問(wèn)題尤為嚴(yán)重，已停止轉(zhuǎn)動(dòng)的壓下螺絲自動(dòng)旋松，使輥縫值變 動(dòng)，造成軋件厚薄不均，嚴(yán)重影響軋件質(zhì)量。 目前防止壓下螺絲自動(dòng)旋松的主要辦法是加大螺絲的摩擦力矩。這可以兩方面入手，一是加大壓下螺絲止推軸頸的直徑，并且在球面墊上開孔。二是適當(dāng)增加螺絲直徑。 第二章 方案選擇 習(xí)慣上把不“帶鋼”的壓下裝置稱為快速壓下裝置。這種裝置多用在可逆熱軋機(jī)上，如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、中厚板軋機(jī)、連軋機(jī)組的可逆式粗軋機(jī)組等。按照傳動(dòng)的布置形式，快速電動(dòng)壓下裝置有兩種方案：一種是由臺(tái)臥式電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓下螺絲的升降，另一種是由兩臺(tái)立式電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)壓下螺絲的升降。 第 一種方案采用臥式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲垂直交叉布置的形式，這種形式中常見的布局是圓柱齒輪和蝸輪副聯(lián)合傳動(dòng)壓下螺絲。它的特點(diǎn)是能夠采用普通臥式電動(dòng)機(jī)，機(jī)構(gòu)較緊湊。在采用球面蝸輪副或平面蝸輪副后，傳動(dòng)效率顯著提高，因此在壓下速度不太快板坯軋機(jī)上經(jīng)常采用這種布置形式。如圖 1制動(dòng)器 2電動(dòng)機(jī) 圖 第二種方案是采用立式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲平衡布置的形式，壓下裝置的兩臺(tái)立式電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓柱齒輪減速機(jī)來(lái)傳動(dòng)壓下螺絲，這種布置形式可使每 個(gè)壓下螺絲單獨(dú)調(diào)整。因此這種傳動(dòng)系統(tǒng)具有啟動(dòng)迅速、傳動(dòng)效率高、造價(jià)低。因?yàn)?1100 初軋機(jī)的壓下裝置要求具有以上特點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)采用第二種方案。 1 2 23 1 123 31 電動(dòng)機(jī) 2 小惰輪 3 大惰輪 圖 立式電機(jī)傳動(dòng)壓下裝置的配置方案 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 本人 對(duì)壓下系統(tǒng)中的指針傳遞裝置進(jìn)行了改進(jìn)，原結(jié)構(gòu)中一端采用雙列圓柱滾子軸承，另一端采用單列圓柱滾子軸承。其主要缺點(diǎn)是不能承受軸向力。經(jīng)計(jì)算校核采用一對(duì)圓錐滾子軸承完全可以替代原方案，改進(jìn)后的主要優(yōu) 點(diǎn)是：（ 1）可以承受一定的軸向力，從而保證了該裝置工作的可靠性。（ 2）便于安裝、拆卸，減輕了維修工作量，同時(shí)降低了成本。 制過(guò)程基本參數(shù) 單軋制過(guò)程 在一般的軋制過(guò)程中，軋件只是在一對(duì)工作輥中受到壓力而產(chǎn)生塑性變形。為了研究，一般都以簡(jiǎn)單的（即理想的）軋制過(guò)程作為研究的開端。具有下列條件的軋制過(guò)程稱為簡(jiǎn)單軋制過(guò)程： 1）兩個(gè)軋輥都驅(qū)動(dòng)； 2）兩個(gè)軋輥直徑相等； 3）兩個(gè)軋輥轉(zhuǎn)速相同； 4）被軋金屬作等速運(yùn)動(dòng)； 5）被軋金屬上除軋輥施加的力以外，無(wú)任何其它作用力； 6）被軋金屬的機(jī)械性質(zhì)是均勻的。 由前確定的方案可知，此計(jì)算即可按照簡(jiǎn)單軋制計(jì)算。 制過(guò)程變形區(qū)及其參數(shù) 變形區(qū)是指軋件在軋制過(guò)程中直接與軋輥相接觸而發(fā)生變形的那個(gè)區(qū)域，如圖 示。其基本參數(shù)為： 圖 形區(qū)幾何圖形 10 軋制前、后軋件的高度（厚度）， 軋制前后軋件的平均高度， 10 ；h 壓下量（絕對(duì)壓下量）， 0 ； 0b 、 1b 軋制前、后軋件的寬度， b 寬展量（絕對(duì)寬展量）， 1 ； 軋制前、后軋件長(zhǎng)度， 咬入角（變形區(qū)所對(duì)應(yīng)的軋輥中心角）， 1； l 接觸弧水平投影長(zhǎng)度， 近似認(rèn)為 ； 臨界角（中性角）； D、 R 軋輥直徑、半徑， 第三章 力能參數(shù)的計(jì)算 典型鋼件： 20# 化學(xué)成份： C= 算第一道次軋制力 （ 1） 計(jì)算壓下量 03 1 03 8 010 （ 2） 計(jì)算接觸弧水平投影長(zhǎng)度 （ 3） 計(jì)算軋制后軋件的平均高度 452 3103802 10 （ 4） 計(jì)算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù) 00 （ 5） 計(jì)算變形速度 因?yàn)?以采用粘著理論計(jì)算0035 6） 計(jì)算相對(duì)壓下量 %0038070%1000 h h（ 7） 計(jì)算平均變形程度 其中 % m（ 8） 計(jì)算 20#的變形阻力 60查軋鋼機(jī)械表 20#變形阻力公式系數(shù)值 B C 7310501000 273 變形溫度影響系數(shù) t p 2） 變形速度影響系數(shù) 3 5 3） 變形程度影響系數(shù) 3 3 （ 9） 根據(jù)采用采利柯夫計(jì)算接觸弧上的平均壓力 np m （ 10） 計(jì)算軋制力 計(jì)算第二道次軋制力 （ 1） 計(jì)算壓下量 0 （ 2） 計(jì)算接觸弧水平投影長(zhǎng)度 （ 3） 計(jì)算軋制后軋件的平均高度 902 2703102 10 （ 4） 計(jì)算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù) 51 （ 5） 計(jì)算變形 速度 因?yàn)?1 以采用粘著理論計(jì)算 10ln 6） 計(jì)算相對(duì)壓下量 %1000 %10031040 % （ 7） 計(jì)算平均變形程度 1 1 其中 % m（ 8） 計(jì)算 20#的變形阻力 60查 軋鋼機(jī)械 表 20#變形阻力公式系數(shù)值 B C 7310451000 273 變形溫度影響系數(shù) t p 2） 變形速度影響系數(shù) 3 5 3） 變形程度影響系數(shù) 9 M P （ 9） 根據(jù)采用采利柯夫計(jì)算接觸弧上的平均壓力 np m （ 10） 計(jì)算軋制力 12 3 883 867 計(jì)算第三道次軋制力 （ 1） 計(jì)算壓下量 0 （ 2） 計(jì)算接觸弧水平投影長(zhǎng)度 （ 3） 計(jì)算軋制后軋件的平均高度 552 2402702 10 （ 4） 計(jì)算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù) 31 （ 5） 計(jì)算變形速度 因?yàn)?6） 計(jì)算相對(duì)壓下量 %1000 %10027030 % （ 7） 計(jì)算平均變形程度 1 1 其中 % m（ 8） 計(jì)算 20#的變形阻力 60查 軋鋼機(jī)械 表 20#變形阻力公式系數(shù)值 B C 7310401000 273 變形溫度影響系數(shù) t p 2）變形速度影響系數(shù) 3 1 3）變形程度影響系數(shù) 7 7 M P （ 9） 根據(jù)采用采利柯夫計(jì)算接觸弧上的平均壓力 np m （ 10） 計(jì)算軋制力 12 3 903 887 計(jì)算第四道次軋制力 （ 1） 計(jì)算壓下量 8 （ 2） 計(jì)算接觸弧水平投影長(zhǎng)度 （ 3） 計(jì)算軋制后軋件的平均高度 492 3103882 10 （ 4） 計(jì)算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù) 11 （ 5） 計(jì)算變形速度 因?yàn)?9 1 以采用粘著理論計(jì)算 10ln 6） 計(jì)算相對(duì)壓下量 %1000 %10038878 % （ 7） 計(jì)算平均變形程度 1 1 其中 % m（ 8） 計(jì)算 20#的變形阻力 60查 軋鋼機(jī)械 表 20#變形阻力公式系數(shù)值 B C 7310351000 273 形溫度影響系數(shù) t p 2）變形速度影響系數(shù) 3 1 3）變形程度影響系數(shù) 9 M P （ 9） 根據(jù)采用采利柯夫計(jì)算接觸弧上的平均壓力 np m （ 10） 計(jì)算軋制力 m 算第五道次軋制力 （ 1） 計(jì)算壓下量 0 （ 2） 計(jì)算接觸弧水平投影長(zhǎng)度 （ 3） 計(jì)算軋制后軋件的平均高度 802 2503102 10 （ 4） 計(jì)算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù) 85 （ 5） 計(jì)算變形速度 因?yàn)?5 以采用粘著理論計(jì)算 10ln 6） 計(jì)算相對(duì)壓下量 %0031060%1000 h h（ 7） 計(jì)算平均變形程度 其中 % m（ 8） 計(jì)算 20#的變形阻力 60查 軋鋼機(jī)械 表 20#變形阻力公式系數(shù)值 B C 7310301000 273 ） 變形溫度影響系數(shù) t p 2） 變形速度影響系數(shù) 4 0 3） 變形程度影響系數(shù) 9 M P （ 9） 根據(jù)采用采利柯夫計(jì)算接觸弧上的平均壓力 np m （ 10） 計(jì)算軋制力 52 2 502 461 機(jī)容量的選擇 1) 計(jì)算壓下螺絲的轉(zhuǎn)速 4890r 2) 計(jì)算被平衡部件總重量 35700091000 G 3) 對(duì)壓下螺絲進(jìn)行受力分析，如圖 示。 1 壓下螺絲 2 壓下螺母 3 球面墊 下螺絲受力平衡圖 4) 計(jì)算作用在 一個(gè)壓下螺絲上的力 5) 計(jì)算止推軸承阻力矩 331 3111 3490896000 =) 計(jì)算螺紋摩擦阻力矩 )(ta 12 )405036.0(t a 式中 螺紋上的摩擦角 螺紋升角 7) 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲所需的靜力矩 21 = 4 8 9 0 332 9 2 6 9 3 3 95501000 0. 9895 5 010 0 011 2 75 83 6 8) 試選電機(jī)的型號(hào)為 率為 200基速為 500r/速為 1200r/ 9) 計(jì)算所選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩 n 109550 500 109550200 3 3800000N