二輥小型輥板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)
二輥小型輥板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì),小型,輥板帶,軋鋼機(jī),設(shè)計(jì)
河北理工大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)
中期檢查報(bào)告
題目：二輥小型板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)________________________________________________
輕工 學(xué)院 二 系
機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)03 級1 班
學(xué)生姓名：任志強(qiáng)
學(xué) 號：__200313160125
指導(dǎo)教師：___黃金鳳
___2007_______年_05___月_18___日
中期檢查報(bào)告
1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作任務(wù)進(jìn)展情況
接到任務(wù)書后，進(jìn)開始了緊張的準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備做好后，就開始查閱資料設(shè)計(jì)起來，到目前已經(jīng)6周了。按照開題報(bào)告時的工作規(guī)劃書，認(rèn)真設(shè)計(jì)，軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)基本成型，已經(jīng)順利完成規(guī)定任務(wù)，并已經(jīng)超越了規(guī)定任務(wù)。到目前為止，還沒有翻譯漢語資料和文摘。并且沒有CAD出圖。估計(jì)全部任務(wù)還需要4周，完成后主動檢查，經(jīng)行可靠性分析，爭取做到最理想，交一份滿意答卷。
2、 未完成任務(wù)原因
在中期已經(jīng)超額完成開始時自己指定的任務(wù)。
3、 工作中遇到的問題
工作中在軋輥與軸承配合上遇到了問題，因?yàn)橘Y料不完整表達(dá)，有由于是地一次接觸軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)，對軋輥和軸承的配合理解不正確，導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果不理想，根查表所得的理論數(shù)據(jù)，多次校核不過關(guān)，并且無法繪畫總裝圖。后在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，查閱了相關(guān)電子資料及詢問有經(jīng)驗(yàn)的長者，終于克服困難，設(shè)計(jì)出理想的圖案。并深刻的理解了軋鋼機(jī)原理。
4、 后期計(jì)劃
下一步打算，經(jīng)行CAD畫圖，整理數(shù)據(jù)編寫說明書，翻譯漢語資料和文摘。最后仔細(xì)審閱，自己給自己把好關(guān)。
學(xué)生簽字： 任志強(qiáng)
2007年 05 月 18日
注：檢查要點(diǎn)：1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作任務(wù)的進(jìn)展情況。2.未按照計(jì)劃完成工作任務(wù)的原因。3.工作中所遇到的問題。4.下一步工作計(jì)劃等。[一頁寫不下時可寫多頁]
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
系意見：
系主任簽字：
年 月 日
院意見：
院長簽字：
年 月 日
河北理工大學(xué)
本科生畢業(yè)論文任務(wù)書
學(xué)院
輕工學(xué)院
學(xué)生姓名
任志強(qiáng)
專業(yè)班級
03機(jī)械1班
論文題目
二輥小型板帶軋鋼機(jī)
主要研
究目標(biāo)
1. 使學(xué)生在掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)展開圖設(shè)計(jì)原理同時，了解CAD技術(shù)的一個方向；
2. 通過實(shí)際調(diào)查實(shí)踐，鍛煉學(xué)生分析解決問題的能力，為就業(yè)做準(zhǔn)備。
主要研
究內(nèi)容
1）熟悉二輥小型板帶軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及調(diào)整原理
2）完成本軋機(jī)方案選擇，力能參數(shù)選擇及計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3）進(jìn)行板形調(diào)整分析及主要零件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算
目標(biāo)：完成二輥小型板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)。
研究方法
1. 通過學(xué)習(xí)有關(guān)二輥小型板帶軋鋼機(jī)方面的書掌握二輥小型板帶軋鋼機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理；
2. 了解并掌握CAD軟件的用法，并做出最后的課題。
論文的
要求
1. 畢業(yè)論文由學(xué)生本人獨(dú)立完成，不得弄虛作假，不得抄襲他人成果；
2. 畢業(yè)論文應(yīng)中心突出，內(nèi)容充實(shí)，論據(jù)充分，論證有力。
圖紙的
要求
用CAD繪制三張A0圖
主要參
考文獻(xiàn)
塑性力學(xué)、軋制原理、機(jī)械設(shè)計(jì)，現(xiàn)代軋制理論
軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)
相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
起止時間
自07 年2 月20日 至 6 月24日
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
系主任
意見
簽字： 年 月 日
院長意見
簽字： 年 月 日
河北理工大學(xué) 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
學(xué)號： 200313160125
河北理工大學(xué)輕工學(xué)院
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
設(shè)計(jì)題目：二輥小型板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)
組態(tài)程序設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 輕工學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級： 03機(jī)械1班
作 者： 任志強(qiáng)
指導(dǎo)教師： 黃金鳳
2007年3月20日
目錄
1 實(shí)習(xí)目的及要求………………………………………………………………………….3
2 實(shí)習(xí)時間及地點(diǎn)…………………………………………………………….………….... 3
3 實(shí)習(xí)內(nèi)容…………………………………………..…………………………………… 3
4、實(shí)習(xí)心得…………………………………….…………………………….………..……3
1. 實(shí)習(xí)目的及要求：
生產(chǎn)實(shí)習(xí)對我們機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動化專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分，并作為一個獨(dú)立的項(xiàng)目列入專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的。其目的在于通過實(shí)習(xí)使我們獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識面；同時專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識，對我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為二棍小型板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)，因此在圖書館、電子資料上查閱了大量相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，例如《現(xiàn)代軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)理論》、《中小型軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)》。同時了解軋鋼機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及最新動態(tài)，掌握軋鋼機(jī)的生產(chǎn)原理。
2. 實(shí)習(xí)時間及地點(diǎn)：
時間
地點(diǎn)
第4－16周
唐山市第二軋鋼廠
3、實(shí)習(xí)內(nèi)容
1.在車間觀察了解軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的工作情況及布置情況。
2.通過對工作人員的詢問了軋鋼機(jī)在工作過程中存在的問題以及對軋鋼機(jī)提出的新要求。
3.查閱相關(guān)資料，分析目前市場軋鋼機(jī)的應(yīng)用及相關(guān)產(chǎn)品情況。
4.通過圖書館和校園網(wǎng)絡(luò)，查閱大型數(shù)據(jù)庫有關(guān)軋鋼機(jī)的學(xué)術(shù)論文、專利等文獻(xiàn)資料，了解國內(nèi)外軋鋼機(jī)情況和發(fā)展，注重軋鋼機(jī)發(fā)展的新動向，以便對課題的研究提供新的啟迪、開闊設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出新的有良好改進(jìn)的軋鋼機(jī)。
4、實(shí)習(xí)心得
在畢業(yè)之際我爭取了這次難能可貴的實(shí)習(xí)機(jī)會，通過實(shí)習(xí)我要學(xué)習(xí)很多的東西，以便為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。在實(shí)習(xí)中，我深刻體會到三點(diǎn)。
一 、學(xué)到了現(xiàn)代企業(yè)的精神。
????當(dāng)我第一次塌進(jìn)生產(chǎn)車間時，心底的自信強(qiáng)溢在臉上,又帶著那樣的迷惑,不安和好奇。見到的是工作人員充滿干勁的臉，也更讓我對實(shí)習(xí)充滿了向往和渴望。
????短短的五天培訓(xùn),像一個小小的切口,通過它,我看到了什么是優(yōu)秀,什么是愛崗敬業(yè),什么是現(xiàn)代企業(yè)的好員工。五天里,從原料講到生產(chǎn)又講到管理 ,那么多優(yōu)秀的主管熟練地講著自己工作中的經(jīng)驗(yàn)。談到公司,談到工作,他(她)們眼睛里閃爍著自信的光芒；談起未來,談起我們,他們言語里盡是關(guān)照。
????從1993年的僅400名員工到今天的5000多人,這樣傳奇的創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷,怎能不讓我這樣即將走出校門、踏進(jìn)社會的的學(xué)生心生敬佩呢！十年啊,短短的十年,從400人到5000多人,再到組織機(jī)構(gòu)健全、社會口碑良好的公司,這一切就像一塊磁石一樣緊緊的吸引了我。
??? 是的,就是這樣, 僅僅五天的培訓(xùn), 就讓我對親的企業(yè)充滿了向往, 唐山第二軋鋼廠, 你是好樣的!
? 二、理論必須聯(lián)系實(shí)際，工作要一絲不茍，生產(chǎn)中要精益求精
????4月12日，星期一，我來到公司開始實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)部門是軋鋼車間。帶著些許敬畏和幾縷驚慌，我踏進(jìn)了生產(chǎn)區(qū)域。第一站，4月12日至4月17日上午，線性加工車間；第二站，4月19日至24日上午，“H”型鋼車間；第三站，4月26日至28日，板帶加工車間。
作為一個即將畢業(yè)的的大學(xué)生，我很清楚的知道，眼高手低是我們的通病。所以，在自己動手能力還很弱的情況下，我更樂意從最基本的東西學(xué)起、做起，比如遞遞東西，為工人師傅打個下手等等。4月12日，實(shí)習(xí)的第一天，我就在了解線性軋鋼設(shè)備的布置上和軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的組成上度過了。但是我的心很不平靜，看著工人師傅們認(rèn)真熟練的操作，我敬佩不已。當(dāng)我向他們請教問題時，他們態(tài)度溫和謹(jǐn)慎，指導(dǎo)詳細(xì)認(rèn)真，是我了解到實(shí)際軋鋼機(jī)生產(chǎn)中和理論知識認(rèn)識的不同。
例如：我原來以為軋鋼機(jī)和生活中見到的其它機(jī)械一樣，經(jīng)久耐用，可是當(dāng)我看到軋鋼機(jī)生產(chǎn)車間里堆滿了軋輥時，我才知道換輥是如此頻繁，聽工作人員說，少則幾天，多則一周就需要換輥，換工非常頻繁，所以在設(shè)計(jì)時一定要注意換輥的方便。
??? 以后的實(shí)習(xí)期間里，緊張而充滿了激動。讓我了解了現(xiàn)代生產(chǎn)的高小和規(guī)范，了解到設(shè)計(jì)生產(chǎn)時考慮問題的思路，了解到要干什么事都的認(rèn)真。
在我實(shí)習(xí)期間，王師傅還給我補(bǔ)過課，給我系統(tǒng)地講解了軋鋼時易出現(xiàn)的問題和解決方法等等。那些個日子，每位師傅對我都能盡心盡力地指導(dǎo)和幫助，都盡可能最大程度地容忍我的很多欠妥之處，一點(diǎn)一滴的溫暖讓我很感激她們。
總之，在上述三車間的實(shí)習(xí)，基本上學(xué)習(xí)了最基本的常識和技能，并且理論結(jié)合實(shí)際，鍛煉了自己的動手能力。
?三、注重團(tuán)結(jié)，考慮問題要全面
????實(shí)習(xí)期間，除了淺層次地學(xué)習(xí)了專業(yè)技能外，我還感受和體會到了很多技能之外的東西。首先是唐山軋鋼廠的那種團(tuán)結(jié)互助生機(jī)蓬勃的工作氛圍。走進(jìn)這樣的一個集體中，你的心會不由自主地年輕起來，你的腳步會不由自主地跟著大家快起來，而你的工作態(tài)度更會變得努力、認(rèn)真，再認(rèn)真一些，再努力一點(diǎn)。讓每個人都有一種家的感覺，也許，這就是一個集體的凝聚力，這就是一個企業(yè)寫在書面之外的“特殊文化”！
????短期的實(shí)習(xí)，讓我學(xué)到了不少東西，自己呢，也有一些不成熟的話想說。還有小問題，我覺得應(yīng)該注意一下。第一，大家要在實(shí)習(xí)中服從上級指示，說話要文明禮貌，注意整體衛(wèi)生，給自己和每一個人一張充滿笑容的臉。第二，有必要在必要的場合、必要的時候，穿工裝，比如召開大型的會議的時候等等。
????當(dāng)然，以上僅僅代表我個人的想法，是“井底之蛙”之見，如有冒犯之處，實(shí)屬無心，請多包涵。
????最后，我希望唐山軋鋼機(jī)廠能知人善任，把他們這些優(yōu)點(diǎn)發(fā)揚(yáng)光大，企業(yè)越辦越好，一步一步扎扎實(shí)實(shí)地往前走。
首先我要感謝，唐山第二軋鋼廠給我這樣的機(jī)會，讓我親身參觀實(shí)習(xí)；同時也為給公司帶來的諸多不便，深感不安。
????其次，我要深深感謝妥善安排并確保我的實(shí)習(xí)順利實(shí)施的管理部；我還要感謝員工師傅們，感謝他們給我的指導(dǎo)，謝謝！我也要對各位幫助支持我的領(lǐng)導(dǎo)說一聲謝謝，感謝他們對我的支持！
?????如果有機(jī)會，我一定為唐山軋鋼廠出自己的一份力，希望盛夏畢業(yè)后再相會！
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河北理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)漢語原文
二、軋輥材料的選擇
1. 初軋和型鋼軋機(jī)的軋輥 這類軋機(jī)的軋輥受力較大且有沖擊負(fù)荷。因此，應(yīng)以具有足夠的強(qiáng)度為主，而輥面硬度則不能要求過高（HS＜35～40）。初軋輥常用高強(qiáng)度鑄鋼或鍛鋼。主要材料有40Cr、50CrNi、60CrMoV、60SiMnMo等。型鋼軋機(jī)粗軋輥多采用鑄鋼，如：ZG79、ZG79Mn、ZG8Cr、ZG15CrNiMo、ZG75Mo等。含Cr、Ni、Mo等合金元素的鑄鋼輥適于軋制合金鋼；含Mn鋼及高碳鋼鑄鋼輥多用于軋普碳鋼的粗軋機(jī)座上。
球墨鑄鐵軋輥價格較低，耐磨且有較高強(qiáng)度。適合在橫列式型鋼軋機(jī)第二架軋機(jī)座上使用。
球墨鑄鐵軋輥價格較低，耐磨且有較高強(qiáng)度。適合在橫列式型鋼軋機(jī)第二架粗軋機(jī)座上使用。
因型鋼軋機(jī)成品機(jī)座的尺寸要求嚴(yán)格，軋輥要有較高表面硬度和耐磨性。一般選用冷硬鑄鐵軋輥，表面硬度≥65。
2. 熱連軋帶鋼軋機(jī)的工作輥與支撐輥 在熱連軋帶鋼四輥軋機(jī)中，除少數(shù)粗軋機(jī)座工作輥受軋輥強(qiáng)度和咬入條件限制，采用鑄鋼材料外，其它各架軋機(jī)工作輥的工作特點(diǎn)是：主要承受扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度較高，輥面要求光滑以保證軋件表面質(zhì)量因此，選擇工作輥材料以輥面硬度為主，多采用鑄鐵軋輥。有些廠用冷硬鑄鐵（化學(xué)成分：C=3.0～3.5%；Si=0.5～1.87%；Mn=0.4～0.7%；Mo≈0.3%；P≤0.4%；S≤0.11%），輥面硬度HS=58～68。有的廠在精軋機(jī)組前幾架采用半鋼軋輥，以減緩表面糙化過程。以后幾架采用含高Ni、Cr的高硬度鑄鐵復(fù)合澆鑄，表面形成無限冷硬層，以提高軋輥表面硬度（硬度可達(dá)HS=75～83）。有的廠在精軋機(jī)組中使用高鉻鑄鐵復(fù)合澆鑄軋輥，這種軋輥高硬度層很厚、耐磨、使用壽命長。
熱連軋帶鋼四輥軋機(jī)支撐輥在工作中主要受彎曲，且直徑較大，因此，多選用9Cr2Mo、9CrV鍛鋼（輥面硬度HS=45～50）。選含Cr合金鋼是考慮大直徑軋輥的淬透性。國產(chǎn)1700熱連軋的鑲套支撐輥，輥心用37SiMn2MoV鍛鋼，輥套用8CrMoV或8Mn2MoV鍛鋼。國產(chǎn)的輥套則常用含C=0.4～0.8%、Ni=2.5～3%、Cr=0.6～2.0%、Mo=0.6%的合金鑄鋼，以保證輥套的高強(qiáng)度，也有鑄鐵或鑄鋼材料做輥套的。
3.冷軋帶鋼四輥軋機(jī)的工作輥和支撐輥 冷扎帶鋼四輥軋機(jī)的工作輥和支撐輥壓力大、扎制速度高、輥面質(zhì)量要求嚴(yán)格。因此，對輥面硬度和輥身強(qiáng)度均有很高要求。
我國常用冷軋工作輥的材料是：9Cr2W、9CrV鍛鋼，國外近年來用復(fù)合鑄鋼軋輥，其輥面硬度高、耐磨，輥心強(qiáng)度、韌性好。
4.疊軋薄板軋機(jī)軋輥 這種軋輥工作特點(diǎn)為：工作溫度400～450。間，軋制壓力較大，輥面要求光滑。因此，對軋輥硬度要求較高，軋輥材料多用冷硬球墨鑄鐵符合澆注軋輥，輥面硬度HS≥65。有的廠加入0.05%B以提高軋輥在高溫下碳化物的穩(wěn)定性。
綜上所述，我們設(shè)計(jì)的熱連軋機(jī)，它是兩輥軋機(jī)，沒有支持輥，所以要有足夠的強(qiáng)度，又因?yàn)樗沁B軋機(jī)構(gòu)，要求有一定精度，所以輥面要有一定的硬度，根據(jù)要求和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)中選用半鋼作為軋鋼機(jī)軋輥的材料。
4.1軸承選擇
軋輥軸承用來支承轉(zhuǎn)動的軋輥，并保持軋輥在機(jī)架中正確的位置，軋輥軸承應(yīng)具有小的摩擦系數(shù)，足夠的強(qiáng)度和剛度，壽命長，并便于換輥。
4.1.1軸承的分類
軸承的式樣大概可分為兩類：一種是滑動軸承，一種是滾動軸承。新式的液體摩擦軸承其基本結(jié)構(gòu)也屬于滑動軸承，但運(yùn)轉(zhuǎn)時能在摩擦面建立起一層油膜使金屬面不相接觸，這樣以液體摩擦代替固體摩擦，使摩擦系數(shù)大大降低，因而減小功率消耗，改善發(fā)熱狀況，減少磨損，延長工作壽命，達(dá)到理想軸承的要求。
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是針對小型軋鋼單位設(shè)計(jì)，考慮到經(jīng)濟(jì)使用和產(chǎn)品利用效率，所以選擇了經(jīng)濟(jì)性好，壽命長，摩擦系數(shù)低的滑動軸承具體為膠木軸承。
話分兩頭，膠木軸承也有它的缺點(diǎn)耐熱性與剛性比較差。但對于本軋機(jī)已經(jīng)能完全勝任了。
軋鋼機(jī)的軸承采用了膠木軸瓦，它優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)低，膠木瓦的摩擦系數(shù)為0.005左右。采用用水潤滑 摩擦系數(shù)=0.03～0.07
膠木軸承用水潤滑，在不同單位壓力下，起摩擦系數(shù)與滑動速度的關(guān)系為單位壓力高則摩擦系數(shù)越低，當(dāng)滑動速度小于每秒2米時，膠木軸瓦就會處在半干摩擦狀況，高速時軸承在近似與液體摩擦的條件下工作，即具有小餓摩擦系數(shù)。
軸承襯的形狀有各種各樣的，其中圓柱形的較省材料，但切向要求固定。
壓下螺絲
壓下螺絲壓下螺絲的結(jié)構(gòu)一般分為頭部、本體和尾部分。頭部和上輥軸承座接觸，承受來自輥頸的壓力和上軋輥平衡裝置的過度平衡力，為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時的磨損并使上軋輥軸承具有自動調(diào)位性能，壓下螺絲的端部一般都做成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推軸承，壓下螺絲止推端的球面有凹形和凸形兩種，老式的多為凸形，這重結(jié)構(gòu)形式在使用 時使凹形球面銅墊承受拉應(yīng)力，改進(jìn)后的壓下螺絲頭部做成凹形，這時凸形球面銅墊處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于提高強(qiáng)度。
在帶鋼軋機(jī)上，為減小傳動時摩擦損耗及減小壓下功率，目前大多數(shù)用滾動止推軸承代替滑動的止推銅墊。
壓下螺絲尾部是傳動端，承受驅(qū)動力矩，一般尾部的形狀有方形、花鍵形和圓柱形三種。當(dāng)壓下速度不快而負(fù)荷很重時，通常做成花鍵形。
當(dāng)軋輥快速移動時，通常將它作成鑲可換青銅滑板或補(bǔ)焊青銅的方尾。
在輕負(fù)荷的調(diào)整機(jī)構(gòu)中，包括手動的在內(nèi)，壓下螺絲尾部做成帶鍵的圓柱形。
所以我設(shè)計(jì)的壓下螺絲尾部選擇了帶鍵的圓柱形。壓下螺絲的基本參數(shù)是螺紋部分的外徑d0和螺距t，可按照我國一機(jī)部部頒標(biāo)準(zhǔn)選取。
壓下螺絲的直徑按作用在輥頸上最大可能的壓力決定，因其長度與直徑的比值很小。故不考慮壓下螺絲的縱向彎曲，壓下螺絲最小斷面的直徑d1由其它條件決定。
河北理工大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)
開題報(bào)告
題目： 二棍小型板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)
輕工學(xué)院 二系
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè)03級1班
學(xué)生姓名： 任志強(qiáng)
學(xué) 號： 200313160125
指導(dǎo)教師： 黃金鳳
開題日期： 2007年4月7日
軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
近年來中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)蓬勃發(fā)展，對鋼鐵的需求越來越大，根據(jù)中國國情誕生了許多中小型軋鋼廠，這就對中小型軋鋼機(jī)提出了新的要求。在接到任務(wù)書后認(rèn)真考慮和分析后，決定申請開題。《板型軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)》
1．本課題的目的及研究意義
首先軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠及連續(xù)鑄坯軋制成材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它與鋼和生鐵的生產(chǎn)一樣，鋼材生產(chǎn)一 國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。
鋼材的生產(chǎn)法有軋制、鍛造、擠壓、拉拔等。用軋制方法生產(chǎn)鋼材，具有生產(chǎn)過程連續(xù)性、生產(chǎn)率高、品種多、，質(zhì)量好、易于機(jī)械化、自動化等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。
隨著軋鋼工藝和設(shè)備的不斷發(fā)展，以及國民經(jīng)濟(jì)各單位對鋼材品種要求的增長，軋制鋼材品種不斷擴(kuò)大。機(jī)械制造，鐵路車輛，國防，礦山等單位對鋼材需求很大，而且它們需求的許多專用機(jī)件或毛坯，絕大部分用軋制生產(chǎn)?？梢娷堉萍夹g(shù)在鋼鐵也生產(chǎn)中的重要性。所以進(jìn)一步研究軋鋼技術(shù)和設(shè)計(jì)軋鋼機(jī)械成為必然，是一個所學(xué)機(jī)械人義不容辭的重任。
2．本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
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)備簡陋，產(chǎn)量不高；有的軋機(jī)是用原始的水輪來驅(qū)動。十九世紀(jì)五十年代后，鋼的產(chǎn)量大增；各先進(jìn)工業(yè)國的鐵路建設(shè)與遠(yuǎn)洋航運(yùn)的發(fā)展，蒸汽機(jī)驅(qū)動的中型，大型軋機(jī)先后出現(xiàn)了。二十世紀(jì)的電氣化使功率更大的初軋機(jī)迅速發(fā)展起來。從二十世紀(jì)到今，鋼鐵業(yè)有著飛速的發(fā)展，其中軋鋼機(jī)也相應(yīng)的發(fā)展迅速。由于汽車，石油，天然氣的輸送，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)勢為特點(diǎn)的，總的來說，軋鋼機(jī)械向著大型，連續(xù)，高速和計(jì)算機(jī)控制的方向發(fā)展。
現(xiàn)在國內(nèi)的某些鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)水平已經(jīng)達(dá)到國際一流標(biāo)準(zhǔn)，但距離發(fā)達(dá)的工業(yè)國家在軋鋼技術(shù)發(fā)面仍有十到二十年的差距。
具體表現(xiàn)于：國產(chǎn)軋鋼機(jī)生產(chǎn)能力偏低，年產(chǎn)量低，軋鋼生產(chǎn)范圍比較小，精度比較低。這些問題直接影響到以后的加工成本，加工精度，加工質(zhì)量上。為了使中國機(jī)械有更好的生產(chǎn)能力，軋鋼機(jī)械必須負(fù)責(zé)起開好頭的中任。
3．本課題的研究內(nèi)容
本設(shè)計(jì)是爭對中國的現(xiàn)代形勢，為中小型企業(yè)設(shè)計(jì)的小型連續(xù)熱軋鋼機(jī)。
3.1軋輥與軋輥軸承的設(shè)計(jì)
包括：軋輥類型，結(jié)構(gòu)，參數(shù)，材料的選擇及軋輥強(qiáng)度和撓度的計(jì)算；軋輥軸承的類型選擇機(jī)器負(fù)荷性質(zhì)的討論
3.2工作機(jī)架的設(shè)計(jì)
包括：機(jī)架的形式和結(jié)構(gòu)尺寸，工作機(jī)座的傾翻力矩及機(jī)座支撐反力的計(jì)算，對于機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算，機(jī)架的許用應(yīng)力及橫梁的斷面形狀的選擇。
3.3工作機(jī)座的剛度考慮
包括；機(jī)座本身剛度，軋制速度和板寬對軋機(jī)剛度的影響。
3.4軋鋼機(jī)整體合理布局考慮
包括：軋輥、軸承、機(jī)架等設(shè)計(jì)合理性的綜合分析。
4．本課題的實(shí)行方案、進(jìn)度及預(yù)期效果課題的研究內(nèi)容
本課題主要通過下廠實(shí)習(xí)親身實(shí)踐體會，實(shí)體結(jié)合理論更深度的了解現(xiàn)在工作中的軋鋼機(jī)，及通過調(diào)查訪問相關(guān)人員了解現(xiàn)實(shí)中存在的問題，爭取在設(shè)計(jì)中考慮解決。
由于知識有限大量知識通過圖書館，電子信息，單位反饋信息做到綜合考慮認(rèn)真設(shè)計(jì)。
1-2周定課題 分析研究課題，掌握相關(guān)詳細(xì)知識
3周擬訂開題報(bào)告，申請開題
4-7設(shè)計(jì)課題 找導(dǎo)師指導(dǎo)分析其中考慮不到和不周詳?shù)脑O(shè)計(jì) 爭取意見 并認(rèn)真改正
8周 改好后再次找導(dǎo)師給予幫助，并親身審核細(xì)節(jié)
9-10周開始CAD畫所有圖紙，并認(rèn)真改正審核
11周 找導(dǎo)師親臨知道和檢查圖紙上的不周到及錯誤的地方認(rèn)真改正，并打印出成圖。整理編寫說明書。
12周，認(rèn)真準(zhǔn)備 整理所有資料 準(zhǔn)備答辯 設(shè)計(jì)完成
5、已查閱參考文獻(xiàn)：
[1] 日本鋼鐵協(xié)會，《軋制理論及其應(yīng)用》西安中型機(jī)械研究所譯，1975年
[2] 劉啟森，《輥式板材矯正機(jī)的矯正原理及參數(shù)計(jì)算》，冶金機(jī)械設(shè)計(jì)，1977年1月
[3] 機(jī)械工程手冊編輯委員會，《機(jī)械工程手冊》第21篇機(jī)械振動，機(jī)械工業(yè)出版社，1978年2月
[4] 楊尚灼，《軋鋼機(jī)械設(shè)備》，西安冶金技術(shù)學(xué)院，1980年6月
[5] 王海文，《軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)》， 機(jī)械工業(yè)出版社， 1983年6月
[6] 鄒家祥，《軋鋼機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論》，冶金工業(yè)出版社，1991年5月
[7] 孟憲源，《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊》上、下冊，機(jī)械工業(yè)出版社，1994年
[8] 王晶， 《機(jī)械原理習(xí)題精解》， 西安交通大學(xué)出版社，2002年
[9] 孟憲源、姜琪，《機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年3月
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
系意見：
系主任簽字：
年 月 日
院意見：
院長簽字：
年 月 日
附表5
河北理工大學(xué)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)程表
（由學(xué)生填寫）
學(xué)院
輕工學(xué)院
姓 名
任志強(qiáng)
合作者
設(shè)計(jì)（論文）題目
二輥小型板帶軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)
時 間
工 作 內(nèi) 容
完 成 情 況
第4、5 周
第?。丁?周
第?。贰?周
第８、９ 周
第 10 周
第11、13周
第 14 周
第 15 周
第 16 周
查閱資料、搜集相關(guān)資料
開始設(shè)計(jì)軋機(jī)零件
總體設(shè)計(jì)
校核主要部件、
計(jì)算各種參數(shù)
ＣＡＤ制圖
整理設(shè)計(jì)說明書
整理、并準(zhǔn)備畢業(yè)答辯
答辯
完成
完成
完成
完成
完成
完成
完成
完成
本人完成部分
說明書
2.5萬字
論文
3萬字
圖紙
共5張， 折合A1號圖共 7 張
譯文
說明書(論文)漢譯英
共 2000 字
英譯漢
共 2458 單詞
其他
指導(dǎo)教師簽字：
目 錄
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目：二輥小型板帶軋鋼機(jī)
學(xué)生姓名：
專業(yè)班級：
學(xué) 院：
指導(dǎo)教師：
目 錄
摘 要 １
Abstract 2
1 緒論 3
1.1 軋鋼機(jī)的定義 3
1.2軋鋼機(jī)械的組成及特點(diǎn) 3
2 設(shè)備的主要參數(shù)及計(jì)算 6
2.1力能參數(shù) 6
2.1.1材料 6
2.1.2 產(chǎn)品 6
2.1.3二輥小型板軋機(jī) 6
2.2軋制力的計(jì)算 6
2.2.1軋制壓下規(guī)程的制定 7
2.2.2軋制力計(jì)算 8
2.2.3軋制總壓力 9
2.3軋制力矩的計(jì)算 15
第3章 軋輥的審計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算 18
3.1 軋輥的設(shè)計(jì) 18
3.1.1 輥身 18
3.1.2輥頸 19
3.1.3輥頭 20
3.2軋輥的材料及輥面硬度 20
3.3軋輥材料的選擇 21
3.4軋輥的強(qiáng)度驗(yàn)算 23
3.5軋輥安全系數(shù) 24
3.6軋輥斷裂形式 25
3.7軋輥撓度的計(jì)算 26
3.8軋輥校核 27
3.8.1軋輥強(qiáng)度校驗(yàn) 27
3.8.2軋輥的接觸應(yīng)力校驗(yàn) 29
4 軋輥軸承的設(shè)計(jì) 31
4.1軸承選擇 31
4.2軸承主要參數(shù) 32
4.3軸承校核 33
4.4軋輥軸承 34
5 軋輥調(diào)整裝備 36
5.1壓下裝置 36
5.2軋輥平衡裝置 38
5.2.1上軋輥平衡裝置的作用及分類 38
5.2.2重錘平衡 38
5.3上軋輥平衡力的確定 39
6 軋鋼機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 43
6.1 機(jī)架的概念 43
6.2機(jī)架主要參數(shù) 44
7 軋鋼機(jī)機(jī)座剛性強(qiáng)度計(jì)算 47
7.1軋鋼機(jī)剛性及彈跳值 47
7.2軋鋼機(jī)剛性的測定 48
7.3影響軋機(jī)剛性的因素 49
7.4提高軋機(jī)剛性的措施 50
7.5機(jī)架材料及許用應(yīng)力 53
7.5.1機(jī)架主要結(jié)構(gòu)尺寸 53
7.5.2機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算 53
7.6機(jī)架強(qiáng)度校核 55
結(jié) 論 58
致 謝 59
參考文獻(xiàn) 60
１
摘 要
摘 要
近年來中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)蓬勃發(fā)展，對鋼鐵的需求越來越大，根據(jù)中國國情誕生了許多中小型軋鋼廠，這就對中小型軋鋼機(jī)提出了新的要求。接到設(shè)計(jì)任務(wù)后，經(jīng)過認(rèn)真思考分析，結(jié)合已有設(shè)備，設(shè)計(jì)了這套二輥式小型板軋機(jī)。設(shè)計(jì)初步完成后，對各零件校核，發(fā)現(xiàn)全部合格，完全達(dá)到所須要求。經(jīng)計(jì)算機(jī)動態(tài)仿真，發(fā)現(xiàn)軋鋼機(jī)性質(zhì)比原來的軋機(jī)設(shè)備有所提高，尤其穩(wěn)定性也也有很大提高。其經(jīng)濟(jì)性完全適合現(xiàn)在市場需求。
由于設(shè)計(jì)的是軋鋼機(jī)組件，設(shè)計(jì)初根據(jù)任務(wù)書要求，和要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的規(guī)格，首先設(shè)計(jì)和選用了合適的軋輥，根據(jù)軋輥選擇合適的軸承。其次通過計(jì)算設(shè)計(jì)了合理的壓下裝置和調(diào)整裝置。然后根據(jù)軋機(jī)性能分析設(shè)計(jì)了軋機(jī)機(jī)架。最后經(jīng)過力能計(jì)算及各零件校核，校核完全合乎設(shè)計(jì)要求，軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束。
最后，謝謝指導(dǎo)老師的耐心知道，沒有您的幫助，我完不成設(shè)計(jì)，您讓我學(xué)到了很多。
關(guān)鍵詞：軋鋼機(jī)；軋輥；平衡裝置；軸承。
Abstract
Abstract
In recent years, China's economic construction boom, the demand for steel growing, According to China's national conditions of the birth of many small and medium-sized rolling mill, which the small and medium-sized rolling mill of the new requirements. After receiving the design task, after serious consideration and analysis, the combination of equipment, we design a set of two small plates roller mill. Upon completion of the preliminary design of the parts are checked and found all qualified, To be fully met requirements. Computer simulations and found rolling mill in nature than the original mill equipment has increased, In particular, their stability is greatly improved. Its economy is now entirely appropriate for the needs of the market.
As the design is a rolling mill components, and designed the mission early on, and to achieve product specifications, First design and selection of a suitable roll, according to choose a suitable roller bearings. Secondly, by calculating a reasonable reduction devices and adjustment device. According mill performance analysis and design of the mill housing. After the final calculations of the various components can check, check it fully conforms to the design requirements, rolling mill design to a successful conclusion.
Finally, I thank the instructors for their patience know, without your help, I entirely incapable of design, you let me learn a lot.
KeyWords：rolling mill； roll； balancing device； the bearings.
30
1 緒 論
1 緒論
首先軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠及連續(xù)鑄坯軋制成材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它與鋼和生鐵的生產(chǎn)一樣，鋼材生產(chǎn)一 國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。鋼材的生產(chǎn)法有軋制、鍛造、擠壓、拉拔等。用軋制方法生產(chǎn)鋼材，具有生產(chǎn)過程連續(xù)性、生產(chǎn)率高、品種多、，質(zhì)量好、易于機(jī)械化、自動化等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛的應(yīng)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)備簡陋，產(chǎn)量不高；有的軋機(jī)是用原始的水輪來驅(qū)動。十九世紀(jì)五十年代后，鋼的產(chǎn)量大增；各先進(jìn)工業(yè)國的鐵路建設(shè)與遠(yuǎn)洋航運(yùn)餓發(fā)展，蒸汽機(jī)驅(qū)動的中型，大型軋機(jī)先后出現(xiàn)了。二十世紀(jì)的電氣化使功率更大的初軋機(jī)迅速發(fā)展起來。從二十世紀(jì)到今，鋼鐵業(yè)有著飛速的發(fā)展，其中軋鋼機(jī)也相應(yīng)的發(fā)展迅速。由于汽車，石油，天然氣的輸送，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)勢為特點(diǎn)的，總的來說，軋鋼機(jī)械向著大型，連續(xù)，高速和計(jì)算機(jī)控制的方向發(fā)展。現(xiàn)在國內(nèi)的某些鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)水平已經(jīng)達(dá)到國際一流標(biāo)準(zhǔn)，但距離發(fā)達(dá)的工業(yè)國家在軋鋼技術(shù)發(fā)面仍有十到二十年的差距。
具體表現(xiàn)于：國產(chǎn)軋鋼機(jī)生產(chǎn)能力偏低，年產(chǎn)量低，軋鋼生產(chǎn)范圍比較小，精度比較低。這些問題直接影響到以后的加工成本，加工精度，加工質(zhì)量上。為了使中國機(jī)械有更好的生產(chǎn)能力，軋鋼機(jī)械必須負(fù)責(zé)起開好頭的中任。
我做的是軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)，做軋鋼機(jī)首先要明白軋鋼機(jī)的定義
1.1 軋鋼機(jī)的定義
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。此外，為完成全部生產(chǎn)工藝過程，還必須有一定系列輔助工序，如：加熱、運(yùn)輸、矯正、翻鋼、剪切、包裝等設(shè)備。
廣義的定義 用于軋制鋼材生產(chǎn)工藝全部所需要的主要和輔助工序成套機(jī)組也稱為軋鋼機(jī)，它包括：軋制、運(yùn)輸、矯正、翻鋼、剪切、矯直等設(shè)備
再次我們需要了解軋鋼機(jī)設(shè)備的組成。
1.2軋鋼機(jī)械的組成及特點(diǎn)
軋鋼機(jī)械的組成可分為兩大類：主要設(shè)備和輔助設(shè)備。
主要設(shè)備 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)坐（軋輥、軸承、軋輥調(diào)整裝置、導(dǎo)為裝置及機(jī)架等），萬向或梅花接軸，齒輪機(jī)坐，減速器，主連軸節(jié)，主電機(jī)等。
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)備所占整個車間機(jī)械設(shè)備設(shè)備總重比例也越大。有時可達(dá)主要設(shè)備重量的3～4倍，如1000初軋機(jī)，其設(shè)備總重4400噸，其中重要設(shè)備重1000噸左右。
因?yàn)槿蝿?wù)書要求，我這次設(shè)計(jì)僅設(shè)計(jì)主要設(shè)備里的工作機(jī)坐也成為軋鋼組件。。軋鋼機(jī)械或軋鋼設(shè)備主要指完成由原料到成品整個軋鋼工藝過程中使用的機(jī)械設(shè)備。一般包括軋鋼機(jī)及一系列輔助設(shè)備組成的若干個機(jī)組。通常把使軋件產(chǎn)生塑性變形的機(jī)器稱為軋鋼機(jī)。軋鋼機(jī)由工作機(jī)座、傳動裝置（接軸、齒輪座、減速機(jī)、聯(lián)軸器）及主電機(jī)組成。這一機(jī)器系統(tǒng)稱主機(jī)列，也稱軋鋼車間主要設(shè)備。主機(jī)列的類型和特征標(biāo)志著整個軋鋼車間的類型及特點(diǎn)。除軋鋼機(jī)以外的各種設(shè)備，統(tǒng)稱軋鋼車間輔助設(shè)備。輔助設(shè)備數(shù)量大、種類多。
隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促使各行各業(yè)都快速的建立和發(fā)展起來，從而對鋼鐵的需求越來越大，根據(jù)中國國情仍然存在著許多中小型軋鋼廠，這種小的鋼鐵廠分布均勻，生產(chǎn)能力不高，都基本屬于地方性單位，大多數(shù)也就服務(wù)于本地的建設(shè)生產(chǎn)。這種情況在一個發(fā)展中的國家里是不可能一下解決的，這是中國國情決定的。所以小型低能力的軋鋼機(jī)仍有很大的市場，所以這就給小型軋鋼機(jī)的設(shè)計(jì)提供了機(jī)會和任務(wù)，但現(xiàn)代對中小型軋鋼機(jī)提出了新的要求。所以設(shè)計(jì)中盡力改進(jìn)原來的軋機(jī)，設(shè)計(jì)一些新的東西。
二輥軋機(jī)具有以下特點(diǎn)：
結(jié)構(gòu)簡單
二輥軋機(jī)簡單的結(jié)構(gòu)，保證了其傳動誤差小，能量損失少，更能有效的發(fā)揮其潛力，控制方便簡單。
實(shí)用性強(qiáng)：
實(shí)際生產(chǎn)表明，二輥軋機(jī)可以在小生產(chǎn)單位的惡劣條件下正常工作生產(chǎn)，可靠度高，維修方便，所以廣泛的被使用在中小型軋鋼單位。
3、.經(jīng)濟(jì)性好
二輥軋機(jī)目前還能活躍在鋼材生產(chǎn)的舞臺上，其經(jīng)濟(jì)性是不容忽視的，它工作能力強(qiáng)，安裝、調(diào)試方便，修理維護(hù)便宜。
根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)理念，我設(shè)計(jì)的是二輥式軋機(jī)此軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠由支流電機(jī)驅(qū)動，用于二輥可逆式初軋機(jī)，可將鋼錠往復(fù)軋制成各種矩形坯。由直流或交流電動機(jī)成組驅(qū)動數(shù)個二輥式機(jī)座組成連軋機(jī)組，可以生產(chǎn)鋼坯和型鋼，它具有高生產(chǎn)率的特點(diǎn)。
二輥軋機(jī)也用于疊軋薄板、冷軋帶鋼及冷軋平整工序等。
我們盡量在原有的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)型，高效型，連續(xù)型，自動化型的現(xiàn)代化軋鋼機(jī)。
2 設(shè)備的主要參數(shù)及計(jì)算
2 設(shè)備的主要參數(shù)及計(jì)算
2.1力能參數(shù)
2.1.1材料
材料：熱軋酸洗低碳鋼帶卷、緊卷，每卷焊縫不多于一個
抗拉強(qiáng)度：≤460MPa
屈服極限：≤350 MPa
厚度：20～30mm
寬度：350 ～400mm
鋼卷直徑：
卷重：max 500kg
2.1.2 產(chǎn)品
厚度：2～5mm
寬度：370～450mm
鋼卷直徑：
2.1.3二輥小型板軋機(jī)
軋制速度：0~138m/min
工作輥直徑：\ mm
輥身長度：500mm
最大軋制力：10000KN
傳動電機(jī)（DC）：160kw
2.2軋制力的計(jì)算
本節(jié)僅以來料厚度10mm,成品厚度2mm的鋼板軋制為例計(jì)算。
2.2.1軋制壓下規(guī)程的制定
根據(jù)二輥熱連軋機(jī)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)座配合實(shí)現(xiàn)迅速軋制的特點(diǎn)，
根據(jù)延伸率參考二輥軋機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)，制定壓下規(guī)程如下：
根據(jù)壓下量公式計(jì)算得每次壓下量可達(dá)13.5mm，我們采用先急后緩的原則，所以：
一道壓下5m，因?yàn)殇搸偨?jīng)過熱處理，第一道經(jīng)行完后還要經(jīng)行下一道的壓制所以對精度要求不是很高，可以大點(diǎn)壓下。
第二道壓下2.5mm
第三道壓下0.5mm,最后在出產(chǎn)品時，盡量壓下要小。以保證產(chǎn)品的精度。
φ=lnλ/ln:按對數(shù)延伸率分配的系數(shù)
λ=/：第i道次的延伸率
λ=：總延伸率
，：來料厚，末道厚
二輥軋鋼機(jī)主機(jī)列性能
表 1軋機(jī)主要參數(shù)
序號
設(shè)備名稱
主要參數(shù)
單位
（代號）
270×3軋機(jī)
1
軋機(jī)
機(jī)架形式
閉口
軋輥名義直徑
mm
270
輥身長度
mm
500
單片牌坊允許軋制壓力
kg
45000
機(jī)架單重
kg
6670
2.2.2軋制力計(jì)算
本次設(shè)計(jì)采用熱軋鋼板軋機(jī)平均單位壓力計(jì)算公式：熱軋鋼板軋機(jī)的軋制壓力，可以采用愛克隆德軋制壓力公式計(jì)算！熱軋帶鋼軋機(jī)的軋制壓力也可采用R。B。西姆斯公式計(jì)算。在實(shí)際計(jì)算時，由于西姆斯公式的計(jì)算過程角為復(fù)雜，因此一般采用它的簡化公式。
因?yàn)橛绊憜挝粔毫Φ拇笮〖胺植嫉闹饕蛩?，是變形區(qū)長度（既接觸弧水平投影的長度）l與軋件厚度h的比值（將稱作變形區(qū)形狀系數(shù)），其大小反映了接觸面（如摩擦力）對軋件變形區(qū)的影響情況。
l=6mm h=10mm
所以=0.6 又因?yàn)?0.1180.61
對于熱帶鋼連軋機(jī)，考慮到前后張力對軋制力的影響，平均壓力：
（kg/ ）……………………（2-1）
式中、------為軋機(jī)單位前后張力（kg/）：
其中、為軋機(jī)前后張力（kg）
b為軋件寬度（mm）
h為軋件厚度(mm)
h取前后軋件的平均厚度。
==7.5mm
（1）l為變形區(qū)長度，
因?yàn)槠骄鶈挝粔毫π∮?0gk/,所以
==25.98mm
（2）變形阻力
確定軋件變形阻力時，必須考慮變形溫度、變形程度和變形速度的影響。
變形程度計(jì)算：
=== （2-2）
式中為壓下量，為軋件被軋前厚度。（mm）
（3）變形速度的計(jì)算：
==0.385 取0.4每秒
…..............................................(2-3)
。
上式中、a、b、和c對每鐘鋼的常數(shù)，我選用的是A3F
表2 鋼對應(yīng)的基本常數(shù)
鋼號
（kg/）
a
b
c
A3F
6.90
0.135
0.164
2.80
40 …………………………（2-4）
將、、h、和帶入得，
=22.35
2.2.3軋制總壓力
軋制時，軋件與軋輥接觸弧上軋制單位壓力的總和。軋制總壓力P用下式計(jì)算：
P=pF …. ……………………………… ………（2-5）
式中 p-------軋件與軋輥接觸弧上的單位平均壓力；
F-----軋件與軋輥間的接觸面積在軋制總壓力垂直平面上的投影
1．接觸面積的計(jì)算：
軋制板材時，又因?yàn)檩亸较嗤?，所以采用公式?
……………………………（2-6）
式中 R------軋輥半徑
------壓下量
、-------軋制前、后軋件的寬度（mm）`
==11042 ………（2-7）
P=pF=22.35×11042=246789kg
軋制力矩
傳動軋輥時，電動機(jī)軸上的力矩M由下列力矩組成：
……………………….（2-8）
式中：
-------軋制力矩
--------附加摩擦力矩
------空轉(zhuǎn)力矩
------動力矩
------軋輥與豬電機(jī)間的傳動速比。
1） 軋制力矩： 軋制力矩是用來使軋件發(fā)生所需要的塑性變形的有用力矩。
（1）根據(jù)軋制壓力計(jì)算：（多用于板材）
=2Pa= 令
式中：
a------咬入角
……………………………..（2-9）
=……………………………..（2-10）
式中-------力臂系數(shù)，計(jì)算時按下述情況決定：
熱軋時， =0.5 帶入上式，
得：
=0.5×25.98=12.99mm
= =2×246789×12.99=3205789kg.mm
（2）附加摩擦力矩
= …………………………..（2-11）
為軋制總壓力在軸承中產(chǎn)生的摩擦力矩，按下式計(jì)算：
=Pd…………………………………….（2-12）
式中------軋輥軸承中的摩擦系數(shù)，查表
用夾布膠木軸瓦時 =0.003～0.006
所以：=Pd=246789×150×0.005=185092 kg.mm
（3）為軋機(jī)傳動機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生的附加摩擦力矩。
設(shè)計(jì)的軋鋼機(jī)工作機(jī)座參數(shù)
表3 軋機(jī)基本參數(shù)
軋輥直徑
250～280 選取270mm
輥身長度
500mm
壓下裝置最大啊調(diào)整量
60mm
軋輥軸向調(diào)整量
±5mm
最大軋制力
50000kg
平衡裝置起重重量
10000kg
第一道次：
由經(jīng)驗(yàn)公式：
=225.4+33.9ε
代入數(shù)據(jù)
=225.4+33.9×=535.5MPa
帶鋼張力按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
T=hbk σ=K
K=0.33-0.14h+0.02
式中：
T------張力（N）
σ------張應(yīng)力（MPa）
K-----張力系數(shù)
h------帶材厚度（mm）
∴=0.33-0.14×2.5+0.02×=0.105
=0.33-0.14×1.5+0.02×=0.165
式中：
------后張力
------前張力
不考慮彈性壓扁
式中：
：不考慮彈性壓扁時接觸弧長度
按M.D.STONE公式
由《塑軋》中，圖10-15得
式中：考慮軋輥彈性壓扁時變形區(qū)長度
當(dāng)不考慮軋輥彈性壓扁時的軋制力
當(dāng)考慮軋輥彈性壓扁時的軋制力
第二道次：
=225.4+33.9ε=225.433.9=624MPa
=0.33-0.14×1.5+0.02×=0.165
=0.33-0.14×0.98+0.02×=0.212
MPa
查《塑軋》圖10-15得
若不考慮彈性壓扁，軋制力
若考慮彈性壓扁，總軋制力
第三道次
=225.4+33.9ε=225.433.9=668MPa
=0.212
=0.33-0.14×0.69+0.02×=0.243
查曲線得
當(dāng)不考慮軋輥彈性壓扁時的軋制力
當(dāng)考慮軋輥彈性壓扁時的軋制力
2.3軋制力矩的計(jì)算
軋制時，軋件在軋輥壓力的作用下產(chǎn)生塑性變形，與此同時，軋件也給軋輥以同等大小，方向相反的作用力，當(dāng)軋件上作用有前后不相等的張力時，則軋制力與垂直方向成一個角度，如前圖所示，偏移角度為
當(dāng)＜時，為負(fù)。
咬入角
力臂系數(shù) 取
上式中：過合力作用點(diǎn)的半徑與軋輥中心連線的夾角。
由圖可以求得作用在兩軋輥上的軋制力矩。
由軋件水平方向平衡 得
由于、角較小，可以近似看成
=1 ， =1 ， ==
式中：R：工作輥公稱半徑
P：軋制力
：絕對壓下量
：力臂系數(shù)
：后，前張力。
下面計(jì)算各個道次得軋制力矩：
第一道次：
第二道次：
第三道次：
3 軋輥的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算
第3章 軋輥的審計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算
3.1 軋輥的設(shè)計(jì)
軋輥是軋鋼機(jī)在工作中直接與軋件接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形的重要部件，也是消耗性零件，它在軋鋼生產(chǎn)中對高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗各項(xiàng)指標(biāo)影響很大。
軋輥的工作特點(diǎn)
工作時要承受很大的軋制壓力和力矩，有時還有動載荷。能在高溫或溫度變化很大的條件下工作。由于軋件溫度很高而且還有冷卻水，軋輥旋轉(zhuǎn)冷熱交加，因此在交變應(yīng)力作用下逐漸產(chǎn)生龜裂和裂紋。在冷軋條件下，由于軋輥經(jīng)常受接觸應(yīng)力作用，冷軋壓力很大，故工作條件極為繁重。
由于本課題要設(shè)計(jì)的是板帶軋機(jī)，所以選擇平面軋輥，但為保證軋件具有良好的板型，軋輥面作成稍有凸或凹的輥型。它完全有設(shè)計(jì)的是冷軋機(jī)還是熱軋機(jī)來決定。
3.1.1 輥身
輥身是軋輥與軋件接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形的部分，輥身直徑D是軋鋼機(jī)的一個重要的參數(shù)，在選擇上很重要，要根據(jù)工作形式定！
軋輥的輥身直徑有公稱直徑和工作直徑之分。工程直徑通常指軋輥人字齒輪中心距并以次表示軋機(jī)大小。工作直徑是指軋輥與軋件接觸進(jìn)行壓下變形而直接工作的直徑。鋼板軋機(jī)的軋輥工作直徑就是軋輥外徑。
本次設(shè)計(jì)的是小型板軋機(jī)，所以軋輥輥身直徑就是D。為了提高工作效率，所以設(shè)計(jì)小型連軋機(jī)。
所以軋輥直徑初步定為270mm。
軋輥直徑可根據(jù)咬入角度a和軋輥強(qiáng)度來確定。工作輥徑應(yīng)滿足條件：
帶鋼軋機(jī)，尤其在軋制變形抗力較大的材料時，其軋輥直徑應(yīng)根據(jù)最小可軋厚度選擇，當(dāng)軋輥直徑很大時，彈性變形增加，致使鋼板的正常軋制成為不可能。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
熱軋鋼板時 咬入角度 15～22 1/30～1/15
在連軋工作中本軋機(jī)處在中間部分，所以選擇 1/30～1/15
=270×1/20=13.5mm
在軋制過程中由于軋輥表面的磨損，經(jīng)過一段時間后，軋輥磨損將影響產(chǎn)品的質(zhì)量，此時需要對軋輥重車或重磨。每次重車0.5mm～5mm,重磨量0.01～0.5mm，當(dāng)軋輥直徑減小到一定程度時，就不能再使用了，但可以采用堆焊辦法修復(fù)以延長軋輥壽命。
通常軋輥允許重車率用新輥直徑百分比數(shù)表示：
薄板軋機(jī) 3～6%
軋輥輥身長度的確定：
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是板帶鋼軋機(jī)，對于鋼板軋機(jī)軋輥輥身長度L按軋制鋼板最大的寬度b決定：
L=b+a………………………………………（3-2）
式中 a------根據(jù)鋼板寬度不同選取的余量，對于帶鋼，當(dāng)b=200～400mm時，a=100mm,對于寬帶鋼a=200～400mm。
設(shè)計(jì)中要軋制的帶材寬度為400mm， 所以
L=400+100=500mm
軋輥輥身長為500mm.
3.1.2輥頸
輥頸是軋輥支持部分，它與軸承裝配在機(jī)座中，將軋制力經(jīng)壓下調(diào)節(jié)裝置傳遞到機(jī)架上。輥頸尺寸為直d和長度l ，它與軸承型式及工作載荷有關(guān)。從強(qiáng)度考慮，將輥頸
取較大d值，對加強(qiáng)軋輥安全防止經(jīng)常出現(xiàn)的斷輥頸
現(xiàn)象是必要的。但結(jié)構(gòu)上它受到軸承尺寸限制。另外
輥頸
與輥身的過渡角v應(yīng)選擇的大些，以防止應(yīng)力集中容易斷輥。
我設(shè)計(jì)是從經(jīng)濟(jì)方面，和生產(chǎn)實(shí)際情況方面（生產(chǎn)批量不是很大，環(huán)境惡劣）所以選擇了滑動軸承來和軋輥配合。
軋輥輥頸尺寸比例關(guān)系為：
表4軋輥尺寸比例
軋機(jī)類別
d/D
l/d
r/D
小型軋機(jī)
0.53～0.55
1.0+（20～30mm）
0.065
D為軋輥工作直徑
因?yàn)镈=270mm， 所以
d =270mm×0.55=148.5mm 取d=150mm
l=d×1.0+30mm=180mm
r=270mm×0.065=17.55mm 取r=18mm
r1=r+10mm=28mm
3.1.3輥頭
輥頭是傳遞軋輥扭矩部分，其參數(shù)根據(jù)接受形式不同而異。
梅花接軸是簡單的結(jié)構(gòu)形式，使用與速度不高、壓下調(diào)整量不大的軋機(jī)。梅花外徑d1與輥直徑d關(guān)系大致如下：
選用二輥連續(xù)軋機(jī)的
二輥型鋼（連續(xù)式）軋機(jī) d1=d-10 mm=150-10=140mm
D3=148mm
r1=r+10mm=28mm l2=90mm l3=100mm
3.2軋輥的材料及輥面硬度
經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐積累，各種軋機(jī)的軋輥均已確定了較適合的材料。在選擇時要根據(jù)自己設(shè)計(jì)的具體情況，還要根據(jù)軋輥常見的破壞形式和破壞原因，按軋輥材料標(biāo)準(zhǔn)選擇合適材料。
在板帶材生產(chǎn)中，由于產(chǎn)品精度不斷提高，對軋制工藝條件也要求日趨嚴(yán)格。軋輥質(zhì)量好壞對板材質(zhì)量、軋機(jī)生產(chǎn)率和作業(yè)率影響很大。如果出現(xiàn)斷輥、輥面脫落或者輥面不耐磨、不耐熱裂等問題，則使軋輥費(fèi)用增加并影響生產(chǎn)繼續(xù)進(jìn)行。在軋鋼生產(chǎn)中，尤其在薄板生產(chǎn)中，軋輥費(fèi)用占較大比例。為此，各國均開展了對軋輥材質(zhì)、加工及熱處理工藝的廣泛研究。
常用軋鋼材料
常用軋鋼材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼、鑄鐵和半鋼等。
1.合金鍛鋼 按我國一機(jī)部部標(biāo)準(zhǔn)（Q/ZB62-73）；列有熱軋和冷軋機(jī)軋輥材料有；
熱軋軋輥 ： 55Mn2、55Cr、 60 Cr MnMo、60 Si Memos等
冷軋軋輥： 9 Cr、9 CrV、9 Cr2W、9 Cr2Mo、60 Cr2MoV、
80CrNi3W、8CrMoV等
2. 合金鑄鋼 合金鑄鋼種類不多，也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，隨著電渣重熔技術(shù)的發(fā)展，合金鑄鋼質(zhì)量正逐漸提高，今后合金鑄鋼軋輥將會廣泛應(yīng)用。
3.鑄鐵 鑄鐵可分為普通鑄鐵.合金鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄造時，采用不同鑄形可以得到不同硬度的鑄鐵軋輥。鑄鐵軋輥有半冷硬，冷硬和無限冷硬軋輥之分。
半冷硬軋輥：軋輥表面沒有明顯的白口層，輥面硬度HS≥50。
冷硬軋輥：表面有明顯白口層，心部為灰口層，中間為麻口層，輥面硬度HS≥60。
無限冷硬軋輥：表面是白口層，但白口層與灰口層之間沒有明顯界限，輥面硬度HS≥65。
輥鐵軋輥的優(yōu)點(diǎn)是硬度高、表面光滑、耐磨、制造過程簡單且價廉。缺點(diǎn)為強(qiáng)度低，只有球墨鑄鐵軋輥強(qiáng)度較好。
4半鋼 半鋼的含碳量介于鑄鐵和鑄鐵之間（C：1。4～1。8%），而雜質(zhì)含量較低的具有過共析組織的鋼，成分中還添加Ni、Cr、Mo以強(qiáng)化基本組織，它兼有鑄鋼的強(qiáng)度和耐熱性及鑄鐵的耐磨性等綜合性能。
3.3軋輥材料的選擇
1. 初軋和型鋼軋機(jī)的軋輥 這類軋機(jī)的軋輥受力較大且有沖擊負(fù)荷。因此，應(yīng)以具有足夠的強(qiáng)度為主，而輥面硬度則不能要求過高（HS＜35～40）。初軋輥常用高強(qiáng)度鑄鋼或鍛鋼。主要材料有40Cr、50CrNi、60CrMoV、60SiMnMo等。型鋼軋機(jī)粗軋輥多采用鑄鋼，如：ZG79、ZG79Mn、ZG8Cr、ZG15CrNiMo、ZG75Mo等。含Cr、Ni、Mo等合金元素的鑄鋼輥適于軋制合金鋼；含Mn鋼及高碳鋼鑄鋼輥多用于軋普碳鋼的粗軋機(jī)座上。
球墨鑄鐵軋輥價格較低，耐磨且有較高強(qiáng)度。適合在橫列式型鋼軋機(jī)第二架軋機(jī)座上使用。
球墨鑄鐵軋輥價格較低，耐磨且有較高強(qiáng)度。適合在橫列式型鋼軋機(jī)第二架粗軋機(jī)座上使用。
因型鋼軋機(jī)成品機(jī)座的尺寸要求嚴(yán)格，軋輥要有較高表面硬度和耐磨性。一般選用冷硬鑄鐵軋輥，表面硬度≥65。
2. 熱連軋帶鋼軋機(jī)的工作輥與支撐輥 在熱連軋帶鋼四輥軋機(jī)中，除少數(shù)粗軋機(jī)座工作輥受軋輥強(qiáng)度和咬入條件限制，采用鑄鋼材料外，其它各架軋機(jī)工作輥的工作特點(diǎn)是：主要承受扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，軋制速度較高，輥面要求光滑以保證軋件表面質(zhì)量因此，選擇工作輥材料以輥面硬度為主，多采用鑄鐵軋輥。有些廠用冷硬鑄鐵（化學(xué)成分：C=3.0～3.5%；Si=0.5～1.87%；Mn=0.4～0.7%；Mo≈0.3%；P≤0.4%；S≤0.11%），輥面硬度HS=58～68。有的廠在精軋機(jī)組前幾架采用半鋼軋輥，以減緩表面糙化過程。以后幾架采用含高Ni、Cr的高硬度鑄鐵復(fù)合澆鑄，表面形成無限冷硬層，以提高軋輥表面硬度（硬度可達(dá)HS=75～83）。有的廠在精軋機(jī)組中使用高鉻鑄鐵復(fù)合澆鑄軋輥，這種軋輥高硬度層很厚、耐磨、使用壽命長。
熱連軋帶鋼四輥軋機(jī)支撐輥在工作中主要受彎曲，且直徑較大，因此，多選用9Cr2Mo、9CrV鍛鋼（輥面硬度HS=45～50）。選含Cr合金鋼是考慮大直徑軋輥的淬透性。國產(chǎn)1700熱連軋的鑲套支撐輥，輥心用37SiMn2MoV鍛鋼，輥套用8CrMoV或8Mn2MoV鍛鋼。國產(chǎn)的輥套則常用含C=0.4～0.8%、Ni=2.5～3%、Cr=0.6～2.0%、Mo=0.6%的合金鑄鋼，以保證輥套的高強(qiáng)度，也有鑄鐵或鑄鋼材料做輥套的。
3.冷軋帶鋼四輥軋機(jī)的工作輥和支撐輥 冷扎帶鋼四輥軋機(jī)的工作輥和支撐輥壓力大、扎制速度高、輥面質(zhì)量要求嚴(yán)格。因此，對輥面硬度和輥身強(qiáng)度均有很高要求。
我國常用冷軋工作輥的材料是：9Cr2W、9CrV鍛鋼，國外近年來用復(fù)合鑄鋼軋輥，其輥面硬度高、耐磨，輥心強(qiáng)度、韌性好。
4.疊軋薄板軋機(jī)軋輥 這種軋輥工作特點(diǎn)為：工作溫度400～450。間，軋制壓力較大，輥面要求光滑。因此，對軋輥硬度要求較高，軋輥材料多用冷硬球墨鑄鐵符合澆注軋輥，輥面硬度HS≥65。有的廠加入0.05%B以提高軋輥在高溫下碳化物的穩(wěn)定性。
綜上所述，我們設(shè)計(jì)的熱連軋機(jī)，它是兩輥軋機(jī)，沒有支持輥，所以要有足夠的強(qiáng)度，又因?yàn)樗沁B軋機(jī)構(gòu)，要求有一定精度，所以輥面要有一定的硬度，根據(jù)要求和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)中選用半鋼作為軋鋼機(jī)軋輥的材料。
3.4軋輥的強(qiáng)度驗(yàn)算
軋輥直接承受軋制壓力和轉(zhuǎn)動軋輥的傳動力矩，它屬于消耗性零件，就軋機(jī)整體而言，軋輥安全系數(shù)最小，因此，軋輥強(qiáng)度往往決定整個軋機(jī)負(fù)荷能力。
為保證產(chǎn)品高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗，對軋輥要求要有足夠的抵抗破壞的能力，包括：彎曲、扭轉(zhuǎn)、接觸應(yīng)力、耐磨損、耐疲勞等各方面綜合性能。影響軋輥負(fù)荷因素很多，為簡化計(jì)算，一般進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算，而將許多因素納入軋輥安全系數(shù)中。
通常對軋輥僅計(jì)算彎曲，對輥頸則計(jì)算彎曲和紐距，對傳動端輥頭僅計(jì)算扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，下圖為軋輥受力簡圖
圖1 軋輥受力簡圖
i. 輥身---計(jì)算彎曲強(qiáng)度 對鋼板軋機(jī)，在平輥軋制條件下設(shè)軋制壓力沿軋制寬度均勻分布，支反力左右相等各位P/2，并作用在壓下螺絲中心線位置上。鋼板軋輥輥身危險斷面位于輥身中間。如上圖
此斷面彎曲力矩等于：
MD=P（a/4-b/8）………………………………………. (2-1)
式中 P----作用在軋輥上的軋制力（kg）
a----壓下螺絲間的中心距離（cm）
b----鋼板厚度（cm）
輥頸---計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn) 輥頸危險斷面上的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為：
…………………………………….（2-4）
………………………………………（2-5）
式中 d-------輥頸直徑；
、-----輥頸危險斷面處的彎矩和扭轉(zhuǎn)力矩。
對于鋼板軋輥輥頸彎矩等于：
=P/2×c= P l…………………………………..（2-6）
式中 c-----壓下螺絲中心線至輥身邊緣距離，可近似取為輥頸長度之半，即 c=。
輥頭 軋輥傳動端輥頭只承受鈕矩，輥頭受力情況是屬于非圓截面扭轉(zhuǎn)問題，這在彈性力學(xué)有薄膜理論方法求解。
我設(shè)計(jì)選用的是梅花形輥頭，梅花形輥頭的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力產(chǎn)生在槽底上，對一般形狀的梅花輥頭，當(dāng)時，其最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：
----梅花輥頭外徑；
------梅花輥頭槽底直徑
3.5軋輥安全系數(shù)
上述軋輥強(qiáng)度計(jì)算均以靜負(fù)載荷計(jì)算。設(shè)計(jì)部件時，常以采用材料強(qiáng)度極限為基準(zhǔn)進(jìn)行安全系數(shù)校核，即安全系數(shù)n等于：
……………………………………….（2-7）
由于軋鋼生產(chǎn)工藝對軋輥負(fù)荷影響因素較多，波動也比較大，同時還有沖擊動負(fù)載、疲勞、溫度等因素影響，故精確計(jì)算軋輥實(shí)際負(fù)荷是困難的。采用靜浮載計(jì)算軋輥強(qiáng)度是經(jīng)過簡化的一般方法。通過這種計(jì)算并經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，對一般軋輥采用安全系數(shù)n=5是足夠的，這已為大家所公認(rèn)并采用。
表6各種軋輥材料許用應(yīng)力值
材料名稱
極限強(qiáng)度 kg/m
許用應(yīng)力〈〉kg/m
合金鍛鋼
70～120
14～24
碳素鍛鋼
60～70
12～14
碳素鑄鐵
50～60
10～12
球墨鑄鐵
50～60
10～12
合金鑄鐵
40～45
8～9
鑄鐵
35～40
7～8
3.6軋輥斷裂形式
軋輥是保證軋鋼車間生產(chǎn)正常進(jìn)行的重要部件，除因正常磨損期進(jìn)行更換外，還應(yīng)消滅斷輥事故。
軋輥斷裂原因有兩類：一類屬于軋輥材質(zhì)或制造質(zhì)量，即軋輥內(nèi)在原因造成。另一類則是工藝條件和使用情況，即外部原因造成。表2-8為幾種典型的軋輥斷裂形式。由于軋輥材質(zhì)和制造缺陷造成的斷裂，一般在斷口處可檢查出，如沙眼、夾雜、裂紋等缺陷。
在生產(chǎn)實(shí)踐中，曾發(fā)現(xiàn)告訴運(yùn)動的軋輥或傳動軸突然斷裂的現(xiàn)象。經(jīng)測定研究，這與軟件高速咬入沖擊是傳動系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動現(xiàn)象有關(guān)，它可使應(yīng)力負(fù)荷增加數(shù)倍。扭轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生應(yīng)力也會引起零件疲勞破壞。這一現(xiàn)象將隨軋機(jī)向高速度、大功率、多電樞電機(jī)傳動發(fā)展而日趨嚴(yán)重，應(yīng)在零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上加以考慮。
二輥軋機(jī)軋輥斷面形式
斷輥形式
圖2 軋輥斷面形式圖
原因分析：鋼板軋輥輥身中間部位斷裂，斷口較平直為軋制壓力過高、軋輥激冷等原因。如斷口有一圈氧化痕跡，則為環(huán)狀裂紋發(fā)展造成。
3.7軋輥撓度的計(jì)算
在鋼板生產(chǎn)中，為確定軋機(jī)剛度，需要計(jì)算出輥身中間的總撓度和輥身中間與邊緣饒度差值，以使確定輥形凸度并在磨床上加工出輥型，從而保證軋出厚度均勻的鋼板。
由于軋輥直徑與軋輥支點(diǎn)距離比值較大，計(jì)算軋輥撓度量應(yīng)該考慮到切應(yīng)力影響。因此，軋輥中間總撓度為：
f=f1+f2
式中f1和f2----由彎曲和剪切引起的撓度量。
按卡氏定理求得：
………………………….（3-8）
……..……………………..（3-9）
式中 U1 系統(tǒng)中僅彎曲力矩作用的變形能，
U2-----系統(tǒng)中由于切力作用的變形能
R------在計(jì)算撓度位置所作用的外力
-- 和-----在任意截面上的彎矩和切力
E和G----彈性摸量和剪切摸量
I和F---斷面慣性矩和斷面面積。
當(dāng)確定軋輥中間總撓度時，R力可假定為軸承反作用力，可用P/2表明。
當(dāng)x=0～時，
= …………………………………….（2-10）
式中 a---兩軸承支撐反作用點(diǎn)間距離。
當(dāng)x=～時
=x- ………………………………… (2-21)
式中q—鋼板單位寬度上的壓力。
輥身中間總撓度
f=
=
3.8軋輥校核
3.8.1軋輥強(qiáng)度校驗(yàn)
兩個輥?zhàn)幼饔昧Ψ植际蔷鶆驎r的情況去校驗(yàn)。
以第一道次為例：
軸承支反力 x=22.58(t)
彎輥力 =24.69（t）
軋制力
傳動力矩
對于軋輥只對截面輥頭和輥頸相交面Ⅰ、輥頸和輥身相交面Ⅱ做校核，輥身的強(qiáng)度無須校核。
Ⅰ-Ⅰ斷面
軋輥輥頸處合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論校核。
對于合金鍛造軋輥
安全系數(shù)n=5
所以Ⅰ-Ⅰ斷面安全
對于Ⅱ-Ⅱ截面
采用第四強(qiáng)度理論
所以Ⅱ-Ⅱ截面安全
3.8.2軋輥的接觸應(yīng)力校驗(yàn)
輥系各軋輥硬度參考如下：
軋輥 HS 95
當(dāng) HS=95時，[]=260
上，下軋輥 E相似相等
取E=
則最大接觸應(yīng)力
式中：分別為工作輥、中間輥、支撐輥直徑
分別為作用在中間輥、支撐輥上單位長度上的均布載荷。
軋輥接觸安全。
4 軋輥軸承的設(shè)計(jì)
4 軋輥軸承的設(shè)計(jì)
4.1軸承選擇
軋輥軸承用來支承轉(zhuǎn)動的軋輥，并保持軋輥在機(jī)架中正確的位置，軋輥軸承應(yīng)具有小的摩擦系數(shù)，足夠的強(qiáng)度和剛度，壽命長，并便于換輥。
軸承的式樣大概可分為兩類：一種是滑動軸承，一種是滾動軸承。新式的液體摩擦軸承其基本結(jié)構(gòu)也屬于滑動軸承，但運(yùn)轉(zhuǎn)時能在摩擦面建立起一層油膜使金屬面不相接觸，這樣以液體摩擦代替固體摩擦，使摩擦系數(shù)大大降低，因而減小功率消耗，改善發(fā)熱狀況，減少磨損，延長工作壽命，達(dá)到理想軸承的要求。
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是針對小型軋鋼單位設(shè)計(jì)，考慮到經(jīng)濟(jì)使用和產(chǎn)品利用效率，所以選擇了經(jīng)濟(jì)性好，壽命長，摩擦系數(shù)低的滑動軸承具體為膠木軸承。
話分兩頭，膠木軸承也有它的缺點(diǎn)耐熱性與剛性比較差。但對于本軋機(jī)已經(jīng)能完全勝任了。
軋鋼機(jī)的軸承采用了膠木軸瓦，它優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)低，膠木瓦的摩擦系數(shù)為0.005左右。采用用水潤滑 摩擦系數(shù)=0.03～0.07
膠木軸承用水潤滑，在不同單位壓力下，起摩擦系數(shù)與滑動速度的關(guān)系為單位壓力高則摩擦系數(shù)越低，當(dāng)滑動速度小于每秒2米時，膠木軸瓦就會處在半干摩擦狀況，高速時軸承在近似與液體摩擦的條件下工作，即具有小餓摩擦系數(shù)。
軸承襯的形狀有各種各樣的，其中圓柱形的較省材料，但切向要求固定。如圖
圖3 膠木軸瓦
4.2軸承主要參數(shù)
整塊壓制襯瓦的主要尺寸是它的長度l、包角a和厚度h
L決定與輥頸長度，l和a決定了承載能力。
軸承包角a的選擇正確與否對軸承的正常工作關(guān)系很大，在大載荷下增加包角a會促使發(fā)生包軸現(xiàn)象，當(dāng)包角增加到以上時對減小單位壓力作用不大，但使軸頸表面冷卻條件變壞，襯瓦的包角一般取100～范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)軋機(jī)為板軋機(jī)，鋼板軋機(jī)襯瓦包角選取為。
軸瓦的厚度h對軸承的剛度、導(dǎo)熱性與壽命有很大的影響。H越大剛度月小，導(dǎo)熱也越差而且軸承徑向尺寸也增加，但厚度太小會降低壽命，其值一般根據(jù)輥頸直徑選擇：
表7輥頸和軸瓦的關(guān)系
輥頸直徑(mm)
軸瓦厚度h(mm)
150～230
25
235～340
30
345～440
35
450～680
40
因?yàn)樵O(shè)計(jì)時的d=148.5mm，根據(jù)襯瓦盡量小的觀念，我們選擇為20mm。
即 h=20mm
4.3軸承校核
軋輥軸承強(qiáng)度校驗(yàn)主要是指軸承壽命能否達(dá)到額定的要求。
以第一道次為例：
軸承壽命計(jì)算公式如下
---軸承額定壽命，單位小時
n---軸承的轉(zhuǎn)速（r/min） n=
P---當(dāng)量動負(fù)荷（kg）
c---軸承額定動負(fù)荷
v---軋輥線速度（m/min）
R---軋輥半徑（m）
---軋輥軸承承受的軸向負(fù)荷（kg）
---軋輥軸承承受的徑向負(fù)荷（kg）
x---徑向系數(shù) y---軸向系數(shù)
---壽命系數(shù)，取=
4.4軋輥軸承
該軸承選用膠木襯瓦軸承，該軸承為滑動軸承，基本尺寸、性能參數(shù)如下：
D=140 d=20 T=205
須用應(yīng)力 c=979KN =1580KN
極限轉(zhuǎn)速
則
式中： ---載荷系數(shù) 取=2.0 x=1
X:軸承反力
：最佳彎輥力 一般約為最大軋制力的2%
kg
軋輥換輥較為頻繁，可以適時更換軸承，此軸承滿足要求。
35
5 軋輥調(diào)整裝備
5 軋輥調(diào)整裝備
5.1壓下裝置
軋輥調(diào)整裝置的作用主要是調(diào)整軋輥在機(jī)架中的相對位置，以保證要求的壓下兩、精確的軋件尺寸和正常的軋制。軋輥的調(diào)整裝置主要有軸向調(diào)整裝置和徑向調(diào)整裝置兩種。
軋輥的徑向調(diào)整裝置的作用是：
（1）調(diào)整兩軋輥之間軸線的距離，以保證正確的輥縫開度，給定壓下量；
（2）調(diào)整兩軋輥的平行度
（3）調(diào)整軋制線的高度（在連軋機(jī)上要調(diào)整各機(jī)座間軋輥的相互位置，以保證軋制線高度一致）
壓下裝置的類型：
上棍調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它的用途最廣，安裝在所有的二輥、三輥、四輥和多輥軋機(jī)上。就驅(qū)動方式而言，壓下扎又分為手動壓下裝置，電動壓下裝置和液壓壓下裝置三類。
又于設(shè)計(jì)的是小型連軋機(jī)，一臺軋機(jī)只軋制一道工序，而且壓下量不大，調(diào)整不頻繁，又因?yàn)槭菫樾⌒蛦挝辉O(shè)計(jì)，所以選擇了比較經(jīng)濟(jì)的受動壓下裝置。
手動壓下裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。其缺點(diǎn)是體力勞動繁重，壓下速度和壓下能力較小。其結(jié)構(gòu)如圖：
圖4 壓下手輪
圖5 俯視結(jié)構(gòu)配合
圖6 手動壓下驅(qū)動裝置刨視圖
5.2軋輥平衡裝置
5.2.1上軋輥平衡裝置的作用及分類
（1）消除間隙，避免沖擊。由于軋輥、軸承以及壓下螺絲等零件自重的影響在軋件進(jìn)入軋機(jī)之前，這些零件之間不可避免地存在著一定的間隙。若不消除這些間隙，則喂鋼時將會產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，使設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p害。為消除上述間隙，須設(shè)上棍平衡裝置，它是壓下裝置的組成部分。
（2）抬起軋輥時起幫助軋輥上升的作用。
上軋輥平衡裝置有彈簧平衡、重錘平衡和液壓平衡三種形式。
本設(shè)計(jì)采用的是重錘平衡裝置
5.2.2重錘平衡
此種平衡方式廣泛應(yīng)用于軋輥移動量很大的初軋機(jī)上，它工作 可靠，維修方便。其缺點(diǎn)是設(shè)備重量大，軋機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)較副扎。本設(shè)計(jì)采用的重錘平衡裝置如圖；
圖7 重錘平衡
5.3上軋輥平衡力的確定
通常，作用于上軋輥組件的平衡力取為被平衡零件的重量的1.2～1.4倍（過平衡系數(shù)K=1.2～1.4）。
壓下螺絲
壓下螺絲壓下螺絲的結(jié)構(gòu)一般分為頭部、本體和尾部分。頭部和上輥軸承座接觸，承受來自輥頸的壓力和上軋輥平衡裝置的過度平衡力，為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時的磨損并使上軋輥軸承具有自動調(diào)位性能，壓下螺絲的端部一般都做成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推軸承，壓下螺絲止推端的球面有凹形和凸形兩種，老式的多為凸形，這重結(jié)構(gòu)形式在使用 時使凹形球面銅墊承受拉應(yīng)力，改進(jìn)后的壓下螺絲頭部做成凹形，這時凸形球面銅墊處于壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于提高強(qiáng)度。
在帶鋼軋機(jī)上，為減小傳動時摩擦損耗及減小壓下功率，目前大多數(shù)用滾動止推軸承代替滑動的止推銅墊。
壓下螺絲尾部是傳動端，承受驅(qū)動力矩，一般尾部的形狀有方形、花鍵形和圓柱形三種。當(dāng)壓下速度不快而負(fù)荷很重時，通常做成花鍵形。
當(dāng)軋輥快速移動時，通常將它作成鑲可換青銅滑板或補(bǔ)焊青銅的方尾。
在輕負(fù)荷的調(diào)整機(jī)構(gòu)中，包括手動的在內(nèi)，壓下螺絲尾部做成帶鍵的圓柱形。
所以我設(shè)計(jì)的壓下螺絲尾部選擇了帶鍵的圓柱形。壓下螺絲的基本參數(shù)是螺紋部分的外徑d0和螺距t，可按照我國一機(jī)部部頒標(biāo)準(zhǔn)選取。
壓下螺絲的直徑按作用在輥頸上最大可能的壓力決定，因其長度與直徑的比值很小。故不考慮壓下螺絲的縱向彎曲，壓下螺絲最小斷面的直徑d1由下列條件決定：
（4-4）
式中 P-------作用在輥頸上的最大壓力。
通常壓下螺絲用，的鍛造碳鋼制造。這種鋼的許用應(yīng)力以計(jì)，取
當(dāng)負(fù)載荷很大時，同樣可采用合金鋼（40Cr或37SiMnMoV）。為提高壓下螺絲的螺紋和樞軸的耐磨性，將它淬火（通常硬度45～60HRC），并進(jìn)行磨光。
由于壓下螺絲和軋輥輥頸的強(qiáng)度實(shí)際上和它們的直徑的平方成正比，因此壓下螺絲的螺紋和輥頸的直徑幾乎近于直線關(guān)系，對于鍛鋼和鑄鐵軋輥，可以采用下列數(shù)值：
式中： -----壓下螺絲外徑；
d--------軋輥輥頸直徑。
壓下螺母
壓下螺母是軋鋼機(jī)上的易損零件。一般采用高強(qiáng)度無錫青銅ZQA19-4或ZHA166-6-3-2鑄成。由于重量較大，因此如何采用合理的結(jié)構(gòu)以節(jié)約有色金屬，是很重要的。
壓下螺母在結(jié)構(gòu)上有整體式和組合式之分。設(shè)計(jì)中采用整體的，因?yàn)槎嗉壍牟荒鼙ＷC接觸面良好。如下圖
圖8 整體式壓下螺母
傳動壓下螺絲所需的力矩
傳動壓下螺絲的靜力矩也就是壓下螺絲的阻力矩，它包括止推軸承的摩擦力矩和螺紋之間的摩擦力矩。
相應(yīng)于壓下螺絲移向軋輥及離開軋輥，傳動兩個壓下螺絲所需的力矩等于；
……………………（5-1）
式中 P----作用在兩個壓下螺絲上的壓力
和------壓下螺絲樞軸的直徑及螺紋中徑；
和-----------螺紋中的摩擦角及螺紋導(dǎo)角；
---------壓下螺絲樞軸的摩擦系數(shù)。
當(dāng)軋機(jī)空轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)動壓下螺絲的力P為：
P=Q-C
式中 Q
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