2800中板熱矯直機主傳動系統(tǒng)的設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 2800 中板熱矯直機主傳動系統(tǒng)的設計 摘要 軋鋼生產(chǎn)已經(jīng)成為冶金生產(chǎn)行業(yè)中把鋼坯制成鋼材的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié) ,具有產(chǎn)量大、品種齊全，是國內產(chǎn)過程機械化自動化程度高等許多優(yōu)點，是滿足國民生產(chǎn)所需要的重要技術。本次設計的矯直機為十一輥矯直機主傳動系統(tǒng)。第一步，分析了矯直技術在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了矯直機的分類以及不同種類矯直機的用途；第二步，通過兩種方案之間優(yōu)缺點的詳細對比，選擇了主傳動系統(tǒng)的最優(yōu)方案，并進行了電機、減速器、齒輪座、聯(lián)軸器等零部件的選擇；第三步，確定了矯直機的一些基本參數(shù)和力能參數(shù)，例如：其基本參 數(shù)確定了輥徑、輥距、輥數(shù)、輥速以及輥身長度，力能參數(shù)確定了其矯直力和矯直力矩；第四步，進行了輥子、軸承等領不進啊的強度校核，確定所涉及和選擇的領不進啊的安全性能以及其是否滿足使用要求；最后，進行了潤滑方式的選擇、經(jīng)濟可行性分析、環(huán)保分析等內容。 關鍵字： 中厚板；矯直機；主傳動系統(tǒng)； 電機；減速器 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 f 800 in of is of of of of it is an to of 1 in at of a of a of a as of ah it of so 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 目錄 摘要 ........................................................... I ...................................................... 緒論 ........................................................ 1 選題背景及意義 .................................................... 1 國內外發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................... 1 設計的主要內容 .................................................... 3 2 設計方案選擇 ................................................ 4 矯直機的方案選擇 .................................................. 4 矯直機的選擇 ................................................. 4 矯直方案的選擇 ............................................... 5 傳動系統(tǒng)的方案選擇 ............................................... 5 方案選擇 ..................................................... 5 電機的初步選擇 ............................................... 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 L 的確定 ................................................... 12 矯直速度 V 的確定 ................................................. 13 4 力能參數(shù)的確定 ............................................. 14 計算理論依據(jù) ..................................................... 14 矯直力的計算 ..................................................... 17 矯直力矩的計算 ................................................... 18 矯直機驅動功率的確定 ............................................. 22 5 主要零部件的校核計算 ....................................... 24 電機的選擇及過載校核 ............................................. 24 矯直輥強度校核 ................................................... 24 第三輥的傳動力矩 ............................................ 25 第三輥上彎曲力矩和支反力的確定 .............................. 25 矯直輥強度計算及校核 ........................................ 32 工作輥軸承的校核 ................................................. 34 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 軸承的初選 .................................................. 34 軸承壽命計算 ................................................ 35 萬向連接軸的計算 ................................................. 35 萬向接軸主要尺寸 ............................................ 35 叉頭的強度計算 .............................................. 38 6 相關潤滑的選擇 ............................................. 39 矯直輥的潤滑 ..................................................... 39 主傳動系統(tǒng)的潤滑 ................................................. 39 7 設備的技術經(jīng)濟可行性與環(huán)保性分析 ........................... 41 設備的技術經(jīng)濟可行性分析 ......................................... 41 設備的環(huán)?？尚行苑治? ............................................. 41 結束語 ........................................................ 43 致謝 .......................................................... 44 參考文獻 ...................................................... 45 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 1 緒論 選題背景及意義 隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行業(yè)對 于鋼材的質量要求越來越高，然而鋼材軋制、冷卻或者運輸?shù)倪^程中，由于各種各樣因素的影響， 可能會出現(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、外擴和翼緣內并；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上進行矯直 [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。 為了實現(xiàn)由鋼鐵大國到鋼鐵強國的過渡，不應該一味的追逐產(chǎn)量，應該更加看重產(chǎn)品的質量，必須提高鋼材的附加值，而 作為 生產(chǎn)線上 舉足輕 重的 輔助設備， 矯直機 直接影響著 產(chǎn)品的 質量 和 直行率的高低。 矯直機的設計包括主傳動系統(tǒng)的設計以及壓下系統(tǒng)的設計兩部分，從大功率的電動機傳出高轉速經(jīng)過減速器、齒輪箱，再經(jīng)過聯(lián)軸器傳遞給壓下系統(tǒng)。由于是高轉速、大功率及大轉矩，在工作中面臨很多問題， 例如在 軋制過程中 ,由于 鋼材進入矯直輥時會產(chǎn)生強大的載荷沖擊， 所以 對 于 軸、齒輪、軸承及軸承座的材料和強度要求 非常的 嚴格 ,因此 矯直機的設計中主傳動系統(tǒng)的設計非常重要。 本設計以南京中厚板 2800 中板熱矯直機主傳動系統(tǒng) 為題， 本次畢業(yè)設計 能夠 將 我 大學四年所學理論知識與工程實踐相結合 ，培養(yǎng)綜合應用能力、獨立思考能力和解決工程問題能力， 啟發(fā)內在潛能，激發(fā)創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力。通過此次畢業(yè)設計培養(yǎng)我查閱資料、方案設計、參數(shù)確定、理論分析、設計計算、分析及解決問題的能力，達到高級工程技術人才的基本訓練要求。 國內外發(fā)展現(xiàn)狀 當今世界各國對于矯直技術的研究正向著精深的方向發(fā)展，我國的工業(yè)建設也已經(jīng)把質量、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 相比，我國的中厚板矯直技術起步較晚，并且與實際 生產(chǎn)相比理論研究比較落后，近些年隨著工業(yè)的發(fā)展和自身技術的進步 ,我國自主生產(chǎn)的矯直 機性能和各項參數(shù)不斷的向前發(fā)展 ， 從而 使得鋼板的寬度、厚度及長度規(guī)格不斷擴大， 并且 正在逐步的追趕上世界先進的技術。世界上較為先進的矯直技術大都來自于德馬克、西馬克以及日本的三菱重工等廠家。國 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 外 先進 的矯直機 大多通過 矯直輥不同方向預彎以 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 的傾動來調節(jié)輥縫；入、出口輥單獨調節(jié)輥縫有利于鋼板的傳送 ； 其設有過載保護以及快速換輥裝置；通過不同輥徑與輥距的組合方式來 擴大 其 矯直 的范圍等。除此之外 國外 的新一代矯直機還通過采用 自動控制、計算機模型設定和液壓 態(tài)輥縫調整 等 先進技術，來提高中厚板的矯直質量 [2]。 矯直技術正是保證和提高產(chǎn)品質量的主要技術之一，需要用系統(tǒng)的正確的理論來武裝廣大技術人員，急需用高精度高效率的矯直設備來武裝生產(chǎn)現(xiàn)場。 對于矯直機的分類可以按照其機構特點和工作原理進行區(qū)分 ,按照機構特點，現(xiàn)有的矯直機可以分為 : (1)壓力矯直 機 (2)輥式矯直機 (3)管棒材矯直機 (4)拉伸矯直機 (5)拉伸彎曲矯直機 按照工作原理不同，可以分為 : (1)反復彎曲式矯直機 (2)旋轉彎曲式矯直機 (3)拉伸矯直機 (4)拉彎矯直機 (5)拉坯矯直設備 中厚板矯直機已經(jīng)由二重式發(fā)展到四重式，輥子為傾斜布置、成組換輥，并且設有過載保護，機架采用預應力框架結構，增大剛度。四重式矯直機，在結構和輥系布置上做了很大的改進，改變了原有二重式熱矯直機矯直質量不理想、輥距大、矯直能力低、維修不便等缺點，使矯直厚度范圍擴大到 10 倍左右。使矯直機向自動化、全液壓、高負荷、多功能、強力矯直機、技術發(fā)展，即采用第三代矯直機，進一步提高鋼板表面的質量。而矯直機的主傳動系統(tǒng)可以采用普通電機、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、齒 輪箱、聯(lián)軸器聯(lián)接到矯直輥上； 還 可以采用普通電機、減速齒輪分配箱、聯(lián)軸器聯(lián)接到矯直輥上。 本次設計采用的是普通電機、減速器、齒輪箱、聯(lián)軸器的傳動方案 ,具體選擇方案的原因會在后面進行論述 。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 設計的主要內容 2800 中板熱矯直機主傳動系統(tǒng)為本次的畢業(yè)設計題目，其 作用是帶動矯直機工作。矯直機主傳動系統(tǒng)包括電機 、減速器、齒輪箱以及萬向聯(lián)軸器 。 其中電機的作用是提供動力 ； 減速器的作用 是降低電機輸出的轉速和 均衡分配傳動扭矩；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 矯直輥；萬向聯(lián)軸器用來補償齒輪箱輸出 軸與矯直輥之間的綜合位移。 該主傳動系統(tǒng)的設 計要進行電機的選擇、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 直鋼板的長度： 6000～ 45000 板矯直時的溫度范圍： 500～ 900℃ 矯直鋼板的屈服強度： 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)及對矯直機的矯直力、矯直力矩進行計算， 按照 擬定 的 傳動方案 參照機械設計手冊進行 電機 選擇 、進行傳動零 件的設計計算以及相關 聯(lián)軸器等 傳動元件的選擇 ，然后在對 設計時涉及的 齒輪、軸、聯(lián)軸器及軸承等各零件進行校核。 本次畢業(yè)設計的最后要求是：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算機繪圖，圖面質量要求符合機械制圖國家標準 規(guī)定要求，達到工程使用標準。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 2 設計方案選擇 對于來料鋼板的各項參數(shù)相同，不同方案的矯直機生產(chǎn) 的產(chǎn)品主要技術指標基同，都能滿足用戶要求的情況下，由于矯直機的配置重量、 投資 花銷 、 主傳動功率及 其 生產(chǎn)所用的 成本等相差很大，所以矯直機 的 配置是否經(jīng)濟 、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]。 矯直機的方案選擇 矯直機的 選擇 目前 我國最常用 的矯直機 分為 斜輥矯直機、拉伸 壓力矯直機、平行輥矯直機、拉彎矯直機和旋轉反彎式矯直機 等種類 。 各類矯直機相應的用途和特點如下 : （ 1） 、 壓力矯直機 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的補充矯直 , 大多都 設置在型鋼和鋼管 生產(chǎn)的生產(chǎn)線上 。 其 主要缺點是 操作較繁重且 生產(chǎn)率低 。 （ 2） 、 平行輥矯直機 ,很好的 解決 了壓力矯直機 操作較 繁重且生產(chǎn)率低 的缺 點， 能夠使矯直效率成倍提高，這種矯直機廣泛應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，它補充了平行輥矯直機的缺點。 （ 4） 、 拉伸和拉彎矯直機其中拉伸一般在薄板矯直復雜型材矯直 。拉伸 的缺點是 矯直裂邊，斷帶及耗能大 ,為了解決 拉伸矯直機 的缺點產(chǎn)生了 拉彎矯直法 ,進一步 的提高 產(chǎn)品的 質量，拉彎矯直法已成為帶材生產(chǎn)中最好的矯直方法。 （ 5） 、 旋轉反彎式矯直機 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]。 本次設計的是中厚板軋制線的軋機后方的 矯直機， 屬于熱矯直機，用來 進行 熱矯直鋼板， 按照以往經(jīng)驗適合使用 平行輥式矯直機，該矯直機屬于連續(xù)性反復彎曲的矯直設備，能夠客服壓力矯直機連續(xù)工作的特點， 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 輥數(shù) 的增加 ， 軋件的反彎次數(shù) 也相應的增加 ， 所以矯直機輥數(shù)的增加 可以 大大的提高矯直產(chǎn)品的 質量，但 是 增加矯直機輥數(shù)的 同時 也 會增加軋件的加工硬化以及 矯直機 所需要 的功率 [1]，所以 對于 輥式矯直機 輥數(shù)的初選參照 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 表 2 表 2輥式矯直機的輥數(shù) [1] 6 >6輥數(shù) n 19 ～ 29 11 ～ 17 7 ～ 9輥式鋼板矯直機軋件種類 鋼板厚度/ 矯直機 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 設備 保證板材質量 ,使得 各國 的軋制鋼板生產(chǎn)擁有飛快的發(fā)展速度 。其中，多輥式矯正機是矯直板材最常用的 矯直設備 。 其 生產(chǎn)率 相對而言非常 高，因而被廣泛 應 用于各種板材的 矯 直 。 由于 軋件的材質 、 規(guī)格和尺寸的不同 所以 需要的彎曲次數(shù)也不會相同因此矯直機的輥數(shù)也不會相同，輥數(shù)一般為 5～ 29,常用的是 7～ 9，用的最多的是 9～ 度達 50本次 設計的矯直機為中厚板所以選用上排工作輥整體平行調整的 11輥 矯正機 ，第 2、 3 輥采用大變形 使軋件反復彎曲消除原始曲率，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量，同時也能減少矯直所需要的功率。 傳動系統(tǒng)的方案選擇 本設計的方案選擇是通過兩個方案對比之后選擇出最佳方案。 方案 選擇 方案一： 通過兩臺高速電機帶動減速器，然后連接齒輪座，最后傳動到工作輥。如圖 2 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 2 a— 下工作輥； b— 單支齒輪座； c— 減速器； d— 電機； e— 聯(lián)軸器 方案二： 通過兩臺慢速電機帶動齒輪座，然后傳動到工作輥。如圖 2 對比兩組方案，方案二采用的是低速電機與齒輪座的組合， 相對于快速電機 與減速器和齒輪座的組合，低速電機節(jié)省空間、噪聲 小 、 不需要 維護、外形美觀，其低轉速、大扭矩可以直接滿足用戶的使用需求，但是低速電機價格購買價格和維修的價格都非常昂貴，所以考慮到經(jīng)濟性、維修工藝性等方面本次設計的矯直機主傳動系統(tǒng)選擇高速電機。 即本設計選擇方案二作為主傳動系統(tǒng)。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 2-1 a— 下工作輥； b— 聯(lián)軸器； c— 齒輪座； d— 電機 電機的初步選 擇 對于高速電機的選擇，期選擇內容包括：電動機的類型、電壓、轉速以及容量等。其 具體選擇會在后面的章節(jié)進行。 減速器的選擇 減速器 的作用不僅僅是降低電機的轉速，還能夠平均的分配扭矩的傳動。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 四種結構，它們是 單支、雙支、三支和四支。 當矯直機的 輥數(shù)大于 7 時 ， 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。對于本次設計初步選擇雙支減速器。從制造安裝方便、經(jīng)濟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 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 次設計選擇的是雙支二級斜齒圓柱輪減速器。 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、制造等問題本次設計選用單支齒輪箱。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器可以按照位移補償能力進行分類， 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)接沒有相對位移的兩軸；彈性聯(lián)軸器適用于補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，本次設計選擇剛性可移式聯(lián)軸器中的萬向聯(lián)軸器。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 3 基本參數(shù)的確定 輥距 t、輥徑 D、輥數(shù) n、輥身長度 為輥式矯直機的基本參數(shù) 。正確的選擇矯直機的基本參數(shù)對于 產(chǎn)品的矯直 質量、設備的 尺寸 結構 以及 功率 的 消耗都有較重要的影響 [1]。 其中， 矯直機的 輥數(shù)在前面的章節(jié)進行過簡單的論述；輥距和輥徑受咬入條件、強度條件、矯直可能性以及結構條件的約束，既限定了它們之間的比例關系，也限定了它們的尺寸范圍；輥身長度取決于軋件的寬度 [4]。 輥距 t 和輥徑 D 的確定 輥徑 D 是輥式矯直機的重要參數(shù)，其與輥距 t 有一定的比例關系（如表 3確定輥距 t 后，按照比例關系可以確定輥徑 D 并圓整為矯直機參數(shù)系列中的相應數(shù)值。 按照矯直一定厚度范圍內的鋼板選擇矯直機的輥距時，既要保證最小厚度軋件的矯直質量，又要保證在矯直最大 截面積軋件時的矯直強度 [5]。所以，計算時應該分別按照最大允許輥距 后確定的輥距 t 應該滿足 t＜ 且圓整為矯直機參數(shù)系列中的相應數(shù)值 [1]。 表 3直機類型 β =D/t 矯直機類型 β =D/0 板矯直機 0 ～ 鋼矯直機 ～ 1） 最小允許輥距 小允許輥距取決于輥子的強度條件，輥距減小時會增大輥子上的壓力，如果采用支承輥，可以提高工作輥的強度，但是接觸應力過大，會造成輥子表面過度的磨損以及剝落，這樣就容易劃傷軋件表面。所 以，按照工作輥的接觸強度和 扭轉子強度來計算最小允許輥距 根據(jù)接觸應力公式 [5]： ? ??? ?? a x (3式中 — — 輥子 表面最大接觸應力； 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 P—— — 軋件對輥子 的最大壓力， 由后面的分析可得 它等于最小輥距時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—— — 軋件與輥子的接觸寬度； ??? —— — 允許接觸應力，其值大致等于軋件的屈服強度的兩倍，即 ??? =2 S? (3對于本次設計的 2800 中板熱矯直機，取4 ， 時， 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 矯直質量與第二輥下軋件變形程度有關。 ， 否則 軋件 不會 產(chǎn)生必要的彈塑性彎曲變形 ，達不到矯直效果 。 矯 直的最小厚度軋件經(jīng)矯直輥反轉時，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應該是： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 m ? ?? (3假設反彎曲率半徑 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 ????計算結果表明， ，而 t 值應該靠近 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量 ,但是 同時 也會使得軋件的加工硬化和矯直機 所需要 的功率增加。所以 ,輥數(shù) n 的選取應該在保證矯直質量的前提下盡量減少輥數(shù)。 對于小變形壓彎值容易計算不容易調節(jié)，計算很準確然而調節(jié)卻比較困難，特別是由于機架的剛度小、側彎、扭曲，調準后工作時各輥之間相互影響，使得準確性下降。結合 表 2圖 3及 表 3次設計的 2800 熱矯直機的輥數(shù)選擇 11 輥。 表 3板材矯 直機的經(jīng)驗輥數(shù) 板厚 /寬 /數(shù) (個 ) 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 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 圖 3] 殘余曲率與矯直機輥數(shù)的關系 輥身長 L 的確定 矯直輥 輥身長度 L 與軋件的最大寬度有關 [1]， 要比軋件的最大寬度大一定的數(shù)值，這是因為矯直輥為光輥，軋件在其表面容易發(fā)生跑偏，所以在輥端應該留有余量。一般可以根據(jù) 表 3取，或者利用慣用規(guī)定進行計算。 表 3矯直輥輥身長度與鋼板最大寬度的關系 [7] 鋼板最大寬度 00 540 800 1000 1250 1550 1800 2000 2500 3200 4000 輥身長度 L/00 700 1000 1200 1450 1700 2000 2300 2800 3500 4200 由于本次畢業(yè)設計所給的軋件最大寬度為 2650以采用慣用規(guī)定 [6]： ? (3m 時， a=50～ 200 m 時 , a=200～ 350 本設計取 a=200，所以 5 02002 6 5 0m a x ????? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 矯直速度 V 的確定 （ 1）、單獨設置的鋼板矯直機，考慮矯直溫度、軋件種類等因素，根據(jù)矯直機的生產(chǎn)率確定其矯直速度。 （ 2）、連續(xù)生產(chǎn)線上的矯直機，根據(jù)與機組速度相適應確定其矯直速度，大多數(shù)情況是可以調節(jié)的。 本次設計的 2800中板熱矯直機是在 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 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 4 力能 參數(shù)的確定 矯直機的力能參數(shù)計算包括 矯直力、矯直力矩和矯直機驅動功率的計算。 作為合理設計以及使用的重要依據(jù) ， 矯直機力能參數(shù) 的計算， 對于 進一步確定合理的矯直機結構，提高軋件的矯直質量有重要意義。 計算 理論依據(jù) [1][5][6] 中厚板 在矯直過程中會產(chǎn)生彈塑性變形，并且 會 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之間的線性關系為 : σ=彎曲變形達到屈服極限 (εt)之后，縱向纖維的應力與應變關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明顯減弱的特征；在塑性區(qū)的應力可以寫為： σ=σt+E’(ε 軋件在 矯直過程中 內 外 力矩 相等 可以表示為： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 ? ?hZ ? ???? 20 2??(4因為： ? ? (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：? ——— 強化系數(shù) 2t?——— 彈性層厚度系數(shù) 對于 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) 對于 彈塑性彎曲極限狀態(tài)： ?? ??——— 彈塑性彎曲極限值 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 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 ,作用在輥子上的壓力可以根據(jù)各斷面上的彎曲力矩 ,由平衡進行計算 ,具體結果如下 : 21 P ?? ?322 2?? ?4323 2?? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 ? ?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 矯直力的計算 在誤差不大的情況下， 對于板材矯直機的彎曲力矩進行簡化 計算，可以進行 做如下考慮： （ 1）、軋件在 2、 3、 4 輥子上承受最大彎曲力矩，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，其余的輥子上的彎曲力矩等于塑性彎曲力矩與彈性彎曲力矩的平均值，即： 2 ?對于 鋼板矯直機 ，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?? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 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 各輥子上的壓力為： 21109 7 100 00560 21 ????? ? ? 6222 ?????? ? ? 82323 ??????? ? ? ? ? ????????? ? ? 82t2 ?????? ? ? w 9.621010 ?????? w 14731 4 000 0560 2011 ????? 作用在矯直機所有輥子上的壓力總和為： ? ? ? ? )(8. 7 5 4 6 4 22115 6 0 602 6 5 04 6 03522111021 ??????????????? ??? 矯直力矩的計算 以下計算公式中出現(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)生塑性變形時的矯直力矩計算如下： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 ????????? ?? ?? ?? 3102 12 (4系數(shù) 第二個輥子： ???????? ?? (4其余輥子： ???????? ???? ???31121(4在上式中，如果113???，那么 2? (4對于 11～ 19 輥的矯直機 [5]： ? 本次設計的矯直機為 11 輥 ,所以 5 4 0 0 m ???? 假設倒數(shù)第二個輥 僅實現(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??????? ???????????? ???? ???? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 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?????? ????????????? ?? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? ?????? ?????????????? ????? 9 ?????? ?? 1602 0 60 0 0 43 446022 1010 ?????? ?? 所以： ??????????????????? ??? ? 7564534232102 ????? ????????? ???????? ???????? 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文