Φ325鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 Φ 325 鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 在市場行情日益緊張的今天，鋼管行業(yè)供需矛盾進(jìn)一步惡化，無縫鋼管廠庫存創(chuàng)新高，個(gè)別民營鋼廠因連續(xù)虧損出現(xiàn)停產(chǎn)現(xiàn)象。為了在競爭中取得優(yōu)勢，只有靠質(zhì)量取勝。目前，國內(nèi)無縫鋼管的生產(chǎn)主要還是依靠熱軋技術(shù)，而在熱軋的過程中，鋼管會(huì)存在縱向彎曲和圓度誤差 ,這些缺陷是通過矯直工藝來予以消除的。 因此 ,矯直工藝決定了無縫鋼管的幾何形狀 ,同時(shí)也影響其力學(xué)性能。在矯直過程中 ,如果矯直機(jī)調(diào)整合適 ,可以消除無縫鋼管的縱向彎曲和圓度誤差 ,并能適當(dāng)提高其力學(xué)性能。目前，國內(nèi)外的矯直技術(shù)飛快發(fā)展，其中以多輥矯直機(jī)應(yīng)用最為廣泛。本次設(shè)計(jì)的主要目的是進(jìn)一步掌握矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)，并對主其要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算校核。在查閱大量文獻(xiàn)和了解相關(guān)知識(shí)，并且到鞍山鋼鐵集團(tuán)公司無縫鋼管廠 ? 219、 ? 159 和 條國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)習(xí)調(diào)研，掌握現(xiàn)代軋管機(jī)的發(fā)展及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)狀況后，確定了兩臺(tái)電機(jī)通過萬向接軸直接帶動(dòng)工作輥工作的總體傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。通過對矯直機(jī)的主要力能 參數(shù)的計(jì)算，合理選擇電機(jī)，聯(lián)軸器、減速器主要零件以及萬向聯(lián)軸器和連接軸，并進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和校核。同時(shí)，確定潤滑方式，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)的分析。 關(guān)鍵詞： 矯直機(jī)，鋼管，傳動(dòng)裝置，力能參數(shù) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 f Φ325n s of to In to in by to At of on in of to be by In if of At in of is to be a of 219, ?159 QF to of of by of by a By a of of be 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 ........................................................................... 1 ............................................................................................... 1 ..................................................................... 1 ............................................................................. 3 ........................................................................... 3 ................................................................. 4 ......................................................................................... 4 2 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定 ........................................................................................ 5 ....................................................................................... 5 ................................................................................. 5 ................................................................................. 5 ............................................................................................. 5 ............................................................................................. 5 ......................................................................................... 5 ................................................................................................... 6 3 鋼管矯直機(jī)力參數(shù)計(jì)算 ........................................................................................... 8 始數(shù)據(jù) .................................................... 8 ......................................... 8 ........................................ 8 .................................... 9 ........................................ 10 ........................................... 10 直力的計(jì)算 .......................................... 10 .............................................. 14 .......................................... 14 率 .............................. 15 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 ............................ 16 .......................................... 17 4 矯直機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的確定 ............................................ 18 機(jī)的選擇 ................................................. 18 ............................................ 18 ....................................... 18 ......................................... 19 ...................................... 20 料及齒數(shù) ............................... 20 ..................................... 20 ..................................... 23 何尺寸的計(jì)算 ........................................ 27 ...................................... 27 ...................................... 28 5 聯(lián)軸器、軸承及萬向接軸的選擇 .................................... 28 ................................................ 28 ...................................... 30 ....................................... 30 ....................................... 30 ............................................ 32 ....................... 32 6 傳動(dòng)系統(tǒng)主要零件設(shè)計(jì) ............................................ 33 ............................................ 33 ............................................ 34 ......................................... 34 下輥的校核計(jì)算 ...................................... 34 7 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑 .................................................. 39 ................................................... 39 .................................................. 39 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 .......................................... 39 ................................................ 40 ................................................ 40 8 設(shè)備的環(huán)保、可靠性和經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià) ................................ 41 .............................................. 41 ................................................ 42 .............................................. 44 ............................................ 46 結(jié)論 ................................................................................................................................... 48 結(jié)束語 .............................................................................................................................. 48 致謝 ................................................................................................................................... 49 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 50 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁Φ 325 鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒論 業(yè)設(shè)計(jì)的選題背景及目的 短暫的大學(xué)生活即將結(jié)束，我們迎來了每個(gè)本科生都會(huì)經(jīng)歷的畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是對我們能否將理論知識(shí)化為實(shí)踐能力的一次檢測。學(xué)校學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師悉心為我們聯(lián)系鞍山鋼鐵集團(tuán)公司的無縫鋼管廠的相關(guān)負(fù)責(zé)人，才使我們有機(jī)會(huì)看到了自動(dòng)軋管機(jī)、連軋管機(jī)、三輥軋管機(jī)，并在現(xiàn)場工程師的帶領(lǐng)下參觀了 ?219、 ?159 和?177條國內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線，對整個(gè)軋管工藝流程和具體的設(shè)備有了一定的認(rèn)識(shí)。 在現(xiàn)代社會(huì)中，鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量是衡量一個(gè)國家國力的重要指標(biāo)， 隨著工業(yè)水平的不斷提高，要求工業(yè)生產(chǎn)全面自動(dòng)化，矯直技術(shù)也要跟上時(shí)代的潮流。因此力爭在矯直機(jī)設(shè)計(jì)，制造，矯直過程分析、矯直參數(shù)設(shè)定及矯直質(zhì)量預(yù)測等方面搞好軟件開發(fā)；其次要進(jìn)行數(shù)字化矯直設(shè)備的研制和使用，擴(kuò)充矯直技術(shù)的發(fā)展，使矯直技術(shù)的發(fā)展走上現(xiàn)代化的道路。 鋼管作為鋼鐵軋制品在工業(yè)生產(chǎn)和日常建設(shè)中起到舉足輕重的作用。矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)是由機(jī)械、電氣以及控制多個(gè)部分組成，系統(tǒng)龐大，它的設(shè)計(jì)的優(yōu)良直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，即可看出軋管機(jī)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)的重要性。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) 是通過所學(xué)的理論知識(shí)以及相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)鋼 管矯直機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)，并在現(xiàn)有的條件下對設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行校核，以驗(yàn)證其符合設(shè)計(jì)要求。 直技術(shù)的發(fā)展 內(nèi)矯直技術(shù)的發(fā)展情況 20 世紀(jì) 30～ 40 年代國外技術(shù)發(fā)達(dá)國家的型材矯正機(jī)及板材矯正機(jī)得到迅速發(fā)展，而且相繼進(jìn)入到中國的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)，新中國成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見到德、英、日等國家制造的矯正機(jī)。我國科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。從 20 世紀(jì) 50 年代起就有劉天明提出的雙曲線輥形設(shè)計(jì)的精確計(jì)算法及文獻(xiàn)提出的矯正曲率方程式。 60～ 80 年代在輟輥形理論方面有許多學(xué)者進(jìn)行了深人的研究并取得了十分可喜的成果還召開了全國性的輥形理論討論會(huì)；產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計(jì)算法。與此同時(shí)，以西安重型機(jī)械研究 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁所為代表的科研單位和以太原重塑機(jī)器廠為代表的設(shè)計(jì)制造部門完成了大量的矯正機(jī)設(shè)計(jì)研制工作。不僅為我國生產(chǎn)提供了設(shè)備保證，還培養(yǎng)了一大批設(shè)計(jì)研究人員。進(jìn)人 99 年代我國在趕超世界先進(jìn)水平方面又邁出了一大步，一些新研制的矯正機(jī)獲得了國家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省及部級(jí)科技成果進(jìn)步獎(jiǎng) ;有的獲得了國家發(fā)明獎(jiǎng)。近年來我國在反彎輥形七斜輥矯正機(jī)，多斜輥薄壁管 矯正機(jī)、 3 斜輥薄銅管矯正機(jī)、雙向反彎輥形 2 輥矯正機(jī)、復(fù)合轉(zhuǎn)轂式矯正機(jī)，平行輥異輥距矯正機(jī)及矯正液壓自動(dòng)切料機(jī)等研制方面相繼取得成功。在矯正高強(qiáng)度合金鋼方面也已獲得很好的矯正質(zhì)量。其矯后的殘留撓度為 m。此外，從 20 世紀(jì) 60 年代以后拉伸與拉彎矯正設(shè)備得到很大發(fā)展，對帶材生產(chǎn)起到重要作用。 20世紀(jì)以來，矯直技術(shù)得到了很大的發(fā)展。但在快速發(fā)展的矯直理論背后，矯直技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用卻非常滯后。矯直理論總體來說還很粗糙，因?yàn)槌C直機(jī)的許多參數(shù)還需要依靠經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來決定，矯直機(jī)矯直輥負(fù)輥距的破壞作用的機(jī)理直到 20世紀(jì) 80年代才被闡明，落后于實(shí)際 30多年。輥數(shù)、輥距、壓彎量、輥徑、矯直速度等許多數(shù)據(jù)還沒有權(quán)威的理論公式。直到 20世紀(jì) 80年代，矯直理論才逐步走向完善，現(xiàn)已開發(fā)出萬能矯直機(jī)、行星矯直機(jī)、旋轉(zhuǎn)反彎矯直機(jī)、輥距改變的 9+1輥矯直機(jī)，并且矯直機(jī)實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。隨著矯直技術(shù) 的發(fā)展四種矯直技術(shù)逐步發(fā)展成熟，它們是彎曲矯正技術(shù)、拉伸矯正技術(shù)、拉彎矯正技術(shù)和扭轉(zhuǎn)矯正技術(shù)。隨之而來的還有平動(dòng)矯直技術(shù)，行星矯直技術(shù)、全長矯直技術(shù)、變凸度及變輥距矯直技術(shù)等。 隨著我國工業(yè)水平的不斷發(fā)展，矯直技術(shù)也得到了不斷地提高和發(fā)展，在矯直過程的變形機(jī)理方面取得了一定得成就：如拉力對矯直的作用，在斜輥矯直機(jī)上壓緊力對矯直的作用，殘留應(yīng)力對矯直尺寸精度的影響等；在解決高難度矯直技術(shù)方面，如高強(qiáng)度薄板帶的液壓拉彎矯直、高強(qiáng)度易裂紋耐熱合金鋼幫的旋轉(zhuǎn)矯直、薄板的行星矯直及扎拉矯直等；在新產(chǎn)品和新要求方面，如 石油鉆挺管的矯直，邊斷面板材的矯直，變機(jī)械性能和變厚度方鋼的矯直等；在改善矯直工藝及改善矯直設(shè)備方面，如采用壓下方案，采用恒功率工作制度，用振動(dòng)矯直代替旋轉(zhuǎn)矯直等；在改革矯直過程的控制方法方面，由人工控制向計(jì)算機(jī)控制過度，有單機(jī)計(jì)算機(jī)控制箱全線計(jì)算機(jī)控制發(fā)展；在矯直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，正向精密化，大型化發(fā)展，老設(shè)備也將日漸被淘汰和改造。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，鋼管矯直機(jī)的技術(shù)水平將會(huì)不斷提高。結(jié)構(gòu)更 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁加合理、可靠，功能更加完善 外矯直技術(shù)的發(fā)展 無縫鋼管的生 產(chǎn)在世界上已有一百多年的歷史。首先是由德國曼內(nèi)斯曼兄弟于1885 年發(fā)明了斜軋穿孔工藝，從而開創(chuàng)了無縫鋼管生產(chǎn)發(fā)展的歷史。之后，他們繼續(xù)不懈地探索，尋求軋長、減薄穿孔厚壁毛管的方法，終于在 1892 年采用周期軋管工藝由實(shí)心坯軋出世界上第一支無縫鋼管，完成了由實(shí)心管坯軋制無縫管的“曼內(nèi)斯曼軋管工藝”。隨后，多種軋管工藝相繼出現(xiàn) 19 世紀(jì)末時(shí)，這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機(jī)械、軋鋼機(jī)械和矯直機(jī)械。進(jìn)人 20 世紀(jì)，以電力驅(qū)動(dòng)代替蒸汽動(dòng)力為標(biāo)志，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。英國在 1905 年制造的輥式板材矯正機(jī) 大概是我國見到的最早的 1 臺(tái)矯正機(jī)。 20 世紀(jì)初已經(jīng)有矯正圓材的二輥式矯正機(jī)。到 1914 年英國發(fā)明了 212 型五輥式矯正機(jī) (阿布拉姆遜式 解決了鋼管矯正間題，同時(shí)提高了棒材矯正速度。 20 世紀(jì) 20 年代日本已能制造多斜輥矯正機(jī)。 20世紀(jì) 30 年代中期發(fā)明了 222 型六輥式矯正機(jī)，顯著提高了管材矯正質(zhì)量。 20 世紀(jì) 60年代中期，為了解決大直徑管材的矯正問題，美國薩頓（ 司研制成功 313型七輥式矯正機(jī) (矯正機(jī) )。 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，工業(yè)水平的不斷提高，自動(dòng)化程度不斷地更新，這使國內(nèi)外的矯直技術(shù) 得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，矯直機(jī)的自動(dòng)化程度越來越高，逐漸形成一體化，精密化，智能化的矯直機(jī)械。 題的研究方法及研究內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)對象是 Φ325 鋼管矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括矯直功率的計(jì)算，矯直力的計(jì)算，主傳動(dòng)系統(tǒng)中減速器各級(jí)齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，電機(jī)功率的計(jì)算和電機(jī)的選擇，萬向聯(lián)軸器的校核與選擇，聯(lián)軸器的計(jì)算選擇，輥型的設(shè)計(jì)，及矯直輥的校核等。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 動(dòng)總體方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、 計(jì)算 Φ325 鋼管矯直機(jī) 的力能參數(shù)。根據(jù)計(jì)算的參數(shù)選擇合適的電機(jī)并校核。 2、 根據(jù)已有的數(shù)據(jù)選擇合適的聯(lián)軸器、對減速器主要零件的強(qiáng)度計(jì)算和校核及萬向聯(lián)軸的選擇。 3、 根據(jù)以上的機(jī)構(gòu)參數(shù)繪制 1 張總圖、 1 張局部裝配圖、 3 張零件圖。 計(jì)的方法： 首先，進(jìn)入鞍鋼參觀實(shí)習(xí)。在感官上認(rèn)識(shí)這次所要設(shè)計(jì)的物體。我們到了鞍鋼無縫鋼管廠。在那里我們通過參觀和工程師的認(rèn)真講解，對設(shè)計(jì)的軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)有了初步的了解。熟悉了 矯直機(jī) 的工作情況及主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式。 然后，通過查閱材料選擇最佳的傳動(dòng)方式。最后，選擇最佳傳動(dòng)方案，計(jì)算軋制力及軋制力矩，根據(jù)計(jì)算在手冊上選擇電機(jī)、聯(lián)軸器、鍵、矯直輥等部件并校核。完成圖紙繪制及說明書的編輯。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁2 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確定 直機(jī)的分類及特點(diǎn) 隨著技術(shù)的進(jìn)步以及對產(chǎn)品的要求越來越高，矯直不同規(guī)格品種的鋼管需要使用不同的矯直機(jī)。按照矯直機(jī)的規(guī)格和工作原理的不同，矯直機(jī)可分為以下幾類： 復(fù)彎曲式矯直機(jī) 它們是靠壓頭或輥?zhàn)釉谕黄矫鎯?nèi)對上件進(jìn)行反復(fù)壓彎并逐漸減 到壓彎量與彈復(fù)量相等而變直。如壓力矯直機(jī)及輥式矯直機(jī)。 轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī) 旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī)是指工件在塑性彎曲狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)變形方一式從大的等彎矩區(qū)向小的等彎矩萬過渡，在走出塑性區(qū)時(shí)彈復(fù)變直。旋轉(zhuǎn)者可以是工件，可以是矯直工具，也可以是變形方位。 伸矯直機(jī) 拉伸矯直機(jī)是依靠拉伸變形把原來長短不一的縱向纖維拉成等長度并進(jìn)入 拉彎矯直機(jī)是把拉伸與彎曲 塑性變形后經(jīng)卸載及彈復(fù)而變直，如鉗式拉伸矯直機(jī)及連續(xù)拉伸矯直機(jī)。 彎矯直機(jī) 變形合成起來使工件兩個(gè)表層的較大拉伸及全截面的拉伸變形三者不在同一時(shí)間發(fā)生，全斷面各層纖維的彈復(fù)變形也不是同時(shí)發(fā)生的。既防止了板帶的斷裂，又提高了矯直質(zhì)量。 坯矯直設(shè)備 拉坯矯直設(shè)備是在拉動(dòng)連鑄坯下行的同時(shí)使鑄坯的弧形彎曲漸伸變直，其拉力主要用于克服外部阻力，而鑄坯本身在高溫狀態(tài)下所需的矯直拉力是較小的。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 直方案選擇 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)習(xí)了解，可以 選擇本次設(shè)計(jì)的矯直機(jī)采用斜輥矯直機(jī)，斜輥矯直機(jī)具有矯直質(zhì)量高，矯直規(guī)格大的優(yōu)點(diǎn)。 斜輥矯直機(jī)有四種基本形式：二輥式，多輥交叉式，六輥式，和七輥式。上 述矯直機(jī)有各自的優(yōu)點(diǎn)。為了能正確的選擇，必須根據(jù)管材的平直度和表面光直度和矯直熟讀來考慮。 方案一：采用兩個(gè)矯直輥。如下圖 案二 :采用七個(gè)矯直輥。如下圖 案三：采用六個(gè)矯直輥。如下圖 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁圖 案確定 : 方案一：優(yōu)點(diǎn)：使工件得到全場矯直，解決了工件頭尾兩端在一般矯直機(jī)上不能矯直的難題；使矯直質(zhì)量得到很明顯的提高。對園才的外徑有較強(qiáng)的元整作用，很明顯的減少了橢圓度；可以有效的消除矯直后的圓材縮徑現(xiàn)象；缺點(diǎn) :矯直的速度較低；導(dǎo)板的消耗量大；對管材的矯直容易造成縮徑。 方案二：優(yōu)點(diǎn)：在多輥矯直機(jī)上工件一次通過矯直，克服了過去需要多次反復(fù)矯直的缺點(diǎn)；矯直使不需衛(wèi)梁的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是：造成了機(jī)器結(jié)構(gòu)龐大，面積龐大，動(dòng)力消耗增加；矯直時(shí)產(chǎn)生大的單位壓力切兩端不能被矯直。 方案三：優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)槌C直輥是成對的，所以矯直使矯直力平衡的且比七輥的單位壓力小，產(chǎn)生的加工硬傷最小；矯直速度高；矯直精度高；可以矯直表面光潔的管子，不產(chǎn)生損傷。 方案確定：六輥斜輥矯直機(jī) 布置形式： 2直輥使驅(qū)動(dòng)的，六個(gè)輥?zhàn)臃譃樯舷聝膳沤徊嫘敝茫幢?矯直管子原理中心線成一定角度，上面三個(gè)輥?zhàn)樱旅嫒齻€(gè)輥?zhàn)印? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁3 鋼管矯直機(jī)力參數(shù)計(jì)算 始數(shù)據(jù) 矯直鋼管的設(shè)計(jì)參數(shù)： 鋼管外徑： D=（ 120～ 325） 壁厚： δ=(22) δ=22件的屈服極限：s?==(539～ 834) 矯直速度： ν=1m/s 矯直輥 n：上矯直輥 3 個(gè)，下矯直輥 3 個(gè) 式矯直機(jī)的基本參數(shù) 輥式矯直機(jī)的基本參數(shù)包括： 輥徑 輥長 L 輥身圓角 R 輥距 t、 輥數(shù) n、 矯直速度 V 徑和輥長的確定 根據(jù)對九種規(guī)格斜輥矯直機(jī)的統(tǒng)計(jì)得知 d，這說明有一些特大規(guī)格的矯直機(jī)須盡量縮小結(jié)構(gòu)尺寸；而一些特小規(guī)格的矯直機(jī)須適當(dāng)加大結(jié)構(gòu)尺寸。此外對于管材矯直機(jī)，由于矯直力減小而采用 4） d。這也是適應(yīng)特粗和 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁特細(xì)管材而采用的計(jì)算式。 由于本設(shè)計(jì)中 d=325于粗管材故： 4） d =（ 4）× 325（ 390～ 1300） 00 輥?zhàn)娱L度主要應(yīng)考慮輥面與工件之間要有一定的接觸長度和較大的包角以保證矯直和運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。一般情況下包角越大，工作越穩(wěn)定。包角與圓材的直徑有關(guān)，因此輥?zhàn)娱L度也由圓材的直徑有關(guān)。輥身的長度可由下面的關(guān)系式確定： 150 ， ? ? 150 ， ? ?31 因?yàn)椋? 5 03 2 5 ?? 故： ? ?31 = ( 500 ? (600～ 1250) 取： 端圓角和輥距的確定 的確定 輥端圓角 R 是斜輥矯直機(jī)的一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從改善咬入條件和保證管材的表面質(zhì)量方面來說，輥角 R 應(yīng)該大些，但是從減小機(jī)器的結(jié)構(gòu)尺寸來說， R 的選值又不可以太大，故一般?。? ? ? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁? ? 1250 ?? =（ 66） 取 R=75斜輥的輥距為同側(cè) 2 輥間的距離。在此間距內(nèi)要容納輥?zhàn)又Ъ?、輥?zhàn)?、調(diào)角與鎖緊機(jī)構(gòu)等。在減小機(jī)器受力，保證輥?zhàn)D(zhuǎn)角方便來說，輥距要大些；從建校結(jié)構(gòu)尺寸，減小壓下量來說，輥距又不宜過大。但為了擺正輥?zhàn)D(zhuǎn)動(dòng)的條件，一般選?。? ? ?p ? ? ? ?? ? ?201? 為了減小結(jié)構(gòu)尺寸及改善咬入條件， t 值要盡量采用較小的值 選?。?p=1400 直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算 采用六輥全驅(qū)動(dòng)方式，輥系的輥距 p=1200腰直徑00 全長L=660子斜角 o=36? ～ 42o ，矯直速度 ν=1m/s； 直質(zhì)量要求 （ 1） 矯直前鋼管允許的最大強(qiáng)度應(yīng)小于 30mm/m;全長小于 80 （ 2） 矯直后鋼管允許的最大彎度應(yīng)小于 1500端 1m 管內(nèi)為 直力的計(jì)算 此矯直輥系特點(diǎn)在于六個(gè)矯直輥全部為長輥，輥?zhàn)尤砍蓪ε渲?，輥?zhàn)尤繛轵?qū)動(dòng)輥。輥系中三對輥?zhàn)拥母魃陷伨缮嫡{(diào)整，中間部分的下輥也可升降調(diào)整，各輥斜角可調(diào)。當(dāng)輥?zhàn)有苯禽^小并將工件抱緊時(shí)，在中間一對輥?zhàn)酉蛏咸鸷蠊ぜ?nèi)可產(chǎn)生如圖彎矩，此時(shí)的力學(xué)模型類似固端梁的彎矩圖。當(dāng)棍子斜角較大對工件 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁抱得不緊時(shí)，便可能產(chǎn)生所示的彎矩圖。為了達(dá)到矯直目的，這兩種彎曲的等彎矩區(qū)都不應(yīng)小于一個(gè)螺旋導(dǎo)程。輥系的受力模型如下所示： 圖 系受力模型 輥?zhàn)尤L L=660掉圓角部分，輥?zhàn)拥墓ぷ鏖L度約為20了滿足壓扁矯直的需要，最大管材的螺旋導(dǎo)程不應(yīng)超過 620此，其相應(yīng)的斜角為 : ???????? ????????? 363 2 51 2 0 0ar c t c t ?? （ 內(nèi)外徑之比 ： 0325 ??? ? ?3414??? （ 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁? ?4 5 3 98 7 243 ????? ? 式中： 232 52 ???M 25?? ?? 規(guī)定： ?? 由文獻(xiàn) [1，表 1 管材斷面時(shí)典型 ??a? 值對應(yīng)的 M 值 ??a? 1 M 1 實(shí)際意義 故可知： ； 由此可知管材最大矯直彎矩為： ????? （ 圖 算矯直力： '1 '222 ? ? ???（ 31031 012 ???? ）（ 第一組及第三組輥間壓扁力不必過大且有利于咬入，故按一般壓緊力計(jì)算： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁y 11 ????? 第一組及第三組輥的上輥壓力為： y 1 ????? 于是按輥系對稱性可以寫出： ''3131 31 再按文獻(xiàn) [1,式 4得中央二輥的壓扁力： 22 0. 65? ?? （ ??? 由圖 彎矩圖可知， '21F（或 '3F）形成力偶（力偶距作用在 'S 即故 '2F= '1F（或 '3F）。于是上輥受力分別為1F、2輥受力分別為12： '1 1 1 F??； （ '3 1 1 1 F F? ? ? ； （ 22''2 2 1 F? ? ? ?； （ 因此上下輥受力總和為： '1 1 24 4 2 F F? ? ? ?（ ????? 最大矯直力在中下輥，其受力為： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁'2 2 222 F??（ ?? 其軸承受力為 2可由文獻(xiàn) [2,式 4可求出： 2a r c s i n s i n a r c s i n s i ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? （ 620a r c s i n s i n 3 6480 o??? ???? 此式中 ? 為輥面法向壓力角。 因此，單側(cè)軸承受力為： 20z （ 564 7 ? 由此可知各輥軸承壓力總和為： 2112 2 2c o z F F?? ? ? ? ? （ ?????? 直功率的計(jì)算 選用軸承摩擦系數(shù) ：1 ? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁軸頸直徑 ： 1 220m 輥面速度 ： ? ??1= 1 . 7 m / ss i n 3 6o ?輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù) ： 60 ??? 60 ?? ? 于是摩擦功率為： 1112 3 0?? （ 0 3 ???? ? 式中： — 各輥軸承壓力總和 由于管材在中央輥縫內(nèi)呈彎曲狀態(tài)，必有一輥腰和另一輥端接觸。而輥徑端徑 'D 約為 550即可求出中央二輥滾面的法向壓力為 22 2 c o s ?? （ ???? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁設(shè)滑動(dòng)摩擦系數(shù)為：2 ?，則滑動(dòng)功率為： ? ?'2 2 2 60 n?? ??（ ? ????? ? 式中： 'D — 輥端直徑，單位： m 輥腰直徑，單位： m 工件在 6 個(gè)輥面上滾動(dòng)，全部壓力為設(shè)滾動(dòng)摩擦系數(shù) （因?yàn)楣懿?被 壓 扁 時(shí) f 值 偏 大 ） ， 計(jì) 算 輥 子 平 均 直 g ?????? ，管材外徑 ，因此滾動(dòng)功率為： 3 c o f ??? （ ??? ????? 36c 式中 : 平均直徑，單位： mm 各輥軸承壓力總和，單位： KN 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù)，單位 ： r/ 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 工件在矯直過程中的塑性變形及殘余變形所耗功率按平均 ?? 來考慮，由文獻(xiàn) [2， 1知其旋轉(zhuǎn)矯直耗能比 ? ，以此計(jì)算直徑圓材的彈性極限變形為： 228 ? （ ? 3 9)1 6 2 ? ??? ? 式中： E— 彈性模量，取， 5E=0? 2Kg/m R— 管材半徑， 232 5 ??因此矯直變形功率為： 4 c o u u d ??? ? ? ? ? ?（ ??????? 36c 矯直機(jī)的傳動(dòng)功率按 計(jì)算，則矯直機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率為： ? ?1 2 3 41N N N N N?? ? ? ? （ ??? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁4 矯直機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的確定 機(jī)的選擇 六輥驅(qū)動(dòng)的鋼管矯直機(jī)易采用柔性驅(qū)動(dòng)，以適應(yīng)各輥轉(zhuǎn)速的差異。矯直機(jī)總的驅(qū)動(dòng)功率為 了使矯直輥的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，上下兩排矯直輥的矯直參數(shù)一致，采用兩個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)分配箱，通過它將由減速器輸出端得到的總矯直力矩按各矯直輥所需分配到每一根矯直輥上， 根據(jù)文獻(xiàn) [4， 90～ 92]可選擇兩個(gè) 電動(dòng)機(jī)； 其單機(jī)功率為 220 其額定轉(zhuǎn)速： n=(1000～ 2000) r/ 效率 ? 。 總?cè)萘繛?2 220 440?? 完全可以滿足矯直機(jī)的正常工作。并且電機(jī)容量大概有 右的余量，以滿足應(yīng)對磨損等額外能量的消耗。 速器傳動(dòng)比分配 速器的輸出轉(zhuǎn)數(shù) 減速機(jī)的輸出轉(zhuǎn)數(shù)即為矯直機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù) 2， 450： 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁60 ??? （ 式中：g?— 矯直輥輥面速度， 1.7 m ?輥腰直徑， 00?將數(shù)據(jù)代入（ 得： 6 7 .7 r m 動(dòng)比及其分配 12ni n? （ 式中 1n— 減速器的輸入轉(zhuǎn)數(shù)，1 1 3 4 5 r m 2n— 矯直輥的速度，2 6 7 .7 r m 將數(shù)據(jù)代入公式即可求得傳動(dòng)比： 由參考文獻(xiàn) [知傳動(dòng)比的分配原則為： 1 2 3i ii i?（ （ 1 式中： 1i— 減速器的一級(jí)傳動(dòng)比 2i— 減速器的二級(jí)傳動(dòng)比 3i— 減速器的三級(jí)傳動(dòng)比 取傳動(dòng)比：購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁由公式（ （ 知： 傳動(dòng)比分配為：1 ，2 ，3 2i ?速器一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 擇精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 1. 根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的需要，選擇 7 級(jí)精度 2. 根據(jù)文獻(xiàn) [3，表 10擇齒輪軸的材料 40質(zhì)）硬度為 280齒輪材料為 45（調(diào)質(zhì)）硬度為 240者材料的硬度差為 40 3. 選擇齒輪軸齒數(shù)1 31Z ?，大齒輪齒數(shù)2 3 . 6 4 5 3 1 1 1 2 . 9Z ? ? ?，取2 113Z ?4. 初選螺旋角： 12o?? 5. 交涉電機(jī)壽命 15 年，全日制工作 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn) [3， 218～ 219]可知齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： 2131 2 1 []t ? ????? ????（ （ 1） 試選 （ 2） 由文獻(xiàn) [3，圖 10取區(qū)域系數(shù) （ 3） 由文獻(xiàn) [3，圖 10-2