小型軋鋼機(jī)的設(shè)計

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1、摘 要 摘 要 摘要：設(shè)計的軋鋼機(jī)為3003型鋼軋鋼機(jī)，軋輥的直徑為300 mm。軋鋼機(jī)主要用來軋制小型線材，采用三輥式工作機(jī)座。軋鋼機(jī)的主要設(shè)備由原動機(jī)，傳動裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本部分組成。采用的配置方式為電動機(jī)→減速器→齒輪機(jī)座→軋機(jī)。 原動機(jī)采用造價較底的高速交流主電機(jī)。減速器選取二級標(biāo)準(zhǔn)減速器?？紤]到軋制負(fù)荷很不均勻，為了均衡電機(jī)負(fù)荷，減少電機(jī)的容量，在減速機(jī)和電動機(jī)之間加有飛輪。齒輪機(jī)座用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設(shè)計采用三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密閉的箱體內(nèi)而主聯(lián)軸器采用梅花接軸聯(lián)軸器。 關(guān)鍵詞：軋鋼機(jī)；軋輥；工作機(jī)座

2、 Abstract The Designation Of There Rolling Wire Rod Mill Rolling mill designed for 300 x 3 payments rolling mill, roller diameter of 300 mm. Rolling mill for rolling mainly to small wire rod, a three roller-working machine Block. Rolling mill equipment is a major component of the m

3、ainframe out. Rolling mill is the former mainframe is motivated transmission devices and the three basic components of the implementing agencies. Allocation method used for electric motors -- slowdown plane -- plus seat -- rolling mill. The roller to the irreversible and rotational speed, the origi

4、nal motivation for the introduction of a more rapid exchange of the costs of Electrical. Taking into account the rolling load is uneven, to balance electrical loads and reduce the electrical capacity slowdown in the increase between a flywheel and electric motors. Flywheel design and installation of

5、 electric motors in decelerator between its role in the adoption roller and roller idling, a mobile storage device in a balanced transmission loads; gear seat : its purpose is to transmit torque to the work revolve, the equivalent diameter cylindrical design used three words plus people lined up in

6、the vertical plane, packed in sealed .Shaft coupling : in the Block reducer and gear is used between security company axle vehicles. Keywords: Rolling mill; gear seat; flywheel. II 目錄 目 錄 摘 要 I Abstract I 1 緒論 1 1.1研究背景與意義 1 1.2本課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 1 1.2.1 國外相應(yīng)機(jī)器的研究狀況 2 1.2.2國內(nèi)相應(yīng)機(jī)器的研

7、究狀 2 1.3線材軋鋼機(jī)的用途及工作原理 2 1.3.1線材軋鋼機(jī)的用途 3 1.3.2線材軋鋼機(jī)的工作原理 3 2 軋制力和軋制力矩的計算 5 2.1軋制平均單位壓力的確定 5 2.2軋制總壓力的確定 7 2.3軋制力矩的確定 8 2.4電機(jī)的選擇 8 3飛輪的設(shè)計 9 3.1飛輪力矩的確定 9 3.2飛輪強度的校核 11 4 減速器的選擇 12 4.1 傳動比的計算 12 4.2標(biāo)準(zhǔn)二級圓柱齒輪減速器的選擇 12 5 齒輪機(jī)座的設(shè)計 13 5.1 齒輪機(jī)座的類型和結(jié)構(gòu) 13 5.2

8、齒輪的設(shè)計 14 5.2.1齒輪節(jié)圓的直徑 14 5.2.2模數(shù)、齒數(shù)、齒寬、齒傾角 14 5.2.3計算力矩的確定 15 5.3 齒輪的材料和加工制造 15 5.4 齒輪軸和滑動軸承 15 5.5 齒輪機(jī)座的總述 16 6 軋鋼機(jī)工作機(jī)座的設(shè)計 17 6.1工作機(jī)座的選擇 17 6.2 軋輥與軋輥軸承的選擇 18 6.2.1軋輥的類型.結(jié)構(gòu)與參數(shù) 18 6.2.2軋輥軸承

9、 20 6.3 軋輥調(diào)整裝置的設(shè)計 20 6.4 機(jī)架的設(shè)計 23 6.5 機(jī)架強度的校核 24 7 孔型的設(shè)計 26 8 經(jīng)濟(jì)分析 29 8.1 市場現(xiàn)狀 29 8.2 初步可行性研究 29 9 專題設(shè)計 30 9.1 確定毛坯的鑄造形式 30 9.2 基準(zhǔn)的選擇及工藝路線的擬定 30 9.3 工藝方案的確定 31 9.4 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 29 結(jié)論 38 參考資料 39 致謝 40 IV 10 1 緒論 1.1研究背景與意義 軋鋼就是用軋機(jī)對鋼坯進(jìn)行壓力加工，獲得

10、需要的形狀規(guī)格和性能的過程。軋機(jī)主要由幾組軋輥構(gòu)成，軋輥是一對轉(zhuǎn)動方向相反的輥子，兩個輥子之間形成一定形狀的縫或孔，鋼坯通過軋輥就成為一定形狀的鋼材。在再結(jié)晶溫度以上的軋制稱為熱軋；在再結(jié)晶溫度以下的軋制稱為冷軋。我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。 我國大鋼廠從70年代已用先進(jìn)的連軋軋機(jī)，連軋機(jī)采用了一整套先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控均由計算機(jī)控制實施，軋件在機(jī)架軋機(jī)上同時軋制，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。我國粗鋼產(chǎn)量位居世界第一。國內(nèi)十大鋼鐵企業(yè)年產(chǎn)粗鋼均在1000萬噸以上。近來鋼鐵重組進(jìn)入快

11、車道，比如寶鋼控股的廣東鋼鐵集團(tuán)，山東濟(jì)鋼、萊鋼為主組建的山東鋼鐵集團(tuán)，還有河北鋼鐵集團(tuán)等。然而我國鋼材質(zhì)量遇到瓶頸，軋鋼行業(yè)必須走高端路線，造船業(yè)和汽車制造業(yè)、建筑業(yè)的興旺，給軋鋼行業(yè)帶來機(jī)遇，但是礦石的漲價給我國軋鋼行業(yè)帶來新的困境。 國內(nèi)軋鋼行業(yè)要真正做大做強，必須不斷對鋼坯質(zhì)量、加熱、輥型控制、卷取能力、酸洗等系列環(huán)節(jié)加強。另外，做重型機(jī)械的一重、二重、上重、太重等必須奮起，探索高精軋鋼設(shè)備。國內(nèi)寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼設(shè)計院，東大、北科大等院校軋鋼研究機(jī)構(gòu)亦要多加強與鋼鐵集團(tuán)的聯(lián)合開發(fā)。 隨著我國軋制加工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國軋制加工設(shè)備也經(jīng)歷了一個自主開發(fā)－引進(jìn)－學(xué)習(xí)借鑒－國產(chǎn)化的往

12、復(fù)循環(huán)過程。經(jīng)過近20年的探索和創(chuàng)新，截至目前，我國自行設(shè)計和制造的軋機(jī)在低速、窄規(guī)格方面已經(jīng)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，高速軋制設(shè)備、寬幅軋機(jī)、單機(jī)架雙卷取鋁帶熱軋機(jī)、熱連軋機(jī)方面的開發(fā)研制也呈現(xiàn)良好的態(tài)勢。伴隨著市場需求的不斷增長和變化，近年來，我國軋制加工設(shè)備市場出現(xiàn)了多樣化的要求，正在逐步向高精化、寬幅化、高速化以及高技術(shù)和連續(xù)軋制的方向。隨著我國軋制工業(yè)近年來的加速發(fā)展，軋制機(jī)的需求已越來越多，軋制領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊。改革開放三十年來軋制工業(yè)在我國工業(yè)建設(shè)方面做出了突出的貢獻(xiàn)，這同時也加速了軋制機(jī)的快速發(fā)展。冷連軋技術(shù)是國際鋼鐵行業(yè)公認(rèn)的技術(shù)密集、難度極大的生產(chǎn)工藝，是中國鋼鐵企業(yè)在引進(jìn)全

13、套生產(chǎn)線時花費最多的環(huán)節(jié)。 1.2本課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 1.2.1國外相應(yīng)機(jī)器的研究狀況 據(jù)說在14世紀(jì)歐洲就有軋機(jī)，但有記載的是1480年意大利人達(dá)芬奇 (Leonardo da Vinci) 設(shè)計出軋機(jī)的草圖。1553年法國人布律列爾 (Brulier) 軋制出金和銀板材，用以制造錢幣。此后在西班牙﹑比利時和英國相繼出現(xiàn)軋機(jī)。1728年英國設(shè)計出生產(chǎn)圓棒材用的軋機(jī)。英國于1766年又設(shè)計出了串行式小型軋機(jī)，19世紀(jì)中葉，第一臺可逆式板材軋機(jī)在英國投產(chǎn)，并軋出了船用鐵板。1848年德國發(fā)明了萬能式軋機(jī)，1853年美國開始使用三輥式的型材軋機(jī)，并采用蒸汽機(jī)傳動的升降臺從而實現(xiàn)了機(jī)

14、械化生產(chǎn)。接著美國出現(xiàn)了勞特式軋機(jī)。并于1859年建造了第一臺連軋機(jī)。萬能式型材軋機(jī)是在1872年出現(xiàn)的，20世紀(jì)初制成半連續(xù)式帶鋼軋機(jī)，它由兩架三輥粗軋機(jī)和五架四輥精軋機(jī)組成形。 軋機(jī)發(fā)展到21世紀(jì)的今天，已采用了一整套先進(jìn)的自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控均由計算機(jī)控制其主要特點： (1)網(wǎng)絡(luò)化快速通訊； (2)系統(tǒng)響應(yīng)速度快； (3)傳動設(shè)備動態(tài)、靜態(tài)精度高； (4)軋件跟蹤、定位準(zhǔn)確； (5)軟件編制可靠性高等。 1.2.2國內(nèi)相應(yīng)機(jī)器的研究狀況 目前，我國自主設(shè)計和研制的加工設(shè)備，從整體上看與國際先進(jìn)水平相比還有很大的差距，但某些技術(shù)正在追趕世界先進(jìn)水平。洛

15、陽有色金屬加工設(shè)計研究院正在開發(fā)的2400mm式鋁帶熱軋機(jī)、2500mm六輥冷軋機(jī)、2000mm鋁箔軋機(jī)、高速鋁箔軋機(jī)以及銅帶精軋機(jī)等一批具有世界先進(jìn)水平的軋機(jī)正在設(shè)計和制造之中。 這批軋機(jī)的設(shè)計特點和當(dāng)今世界軋機(jī)的發(fā)展趨勢相一致，已經(jīng)成為我國銅鋁加工設(shè)備研制的一個亮點，現(xiàn)化工業(yè)的發(fā)展對材料的精度要求日益提高，產(chǎn)品的高精度就需要設(shè)備朝高精度方向發(fā)展；出于對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的考慮，以及軋制技術(shù)的日漸成熟，軋機(jī)的幅面迅速擴(kuò)大，比如用于包裝袋的鋁箔的寬度需求已達(dá)到1800mm以上，對寬幅鋁箔的需求量正呈高速增長態(tài)勢。生產(chǎn)的機(jī)器都已達(dá)到甚至超過國外一些國家的相應(yīng)產(chǎn)品 1.3三輥線材軋鋼機(jī)的用途及

16、工作原理 1.3.1 三輥線材軋鋼機(jī)的用途 軋鋼機(jī)形式有兩種：冷軋與熱軋，熱軋主要用于開坯，兼生產(chǎn)一部形鋼，這種軋機(jī)的型號有630-650型軋機(jī)，500-550型軋機(jī)、650中型軋機(jī)與2300中板軋機(jī)等，冷軋主要用于終級軋制，軋帶鋼的產(chǎn)品很多，具有代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品金屬鍍層薄板（包括鍍錫板、鍍鋅板等）、深沖板（以汽車鋼板最多）、電工硅鋼板、不銹鋼和涂層鋼板?，F(xiàn)也促使冷軋機(jī)的裝備技術(shù)和控制技術(shù)向更高的方向發(fā)展。型號有1400mmNKW、1250mmHC單輥可逆式軋機(jī)，1150mm二十輥冷軋機(jī)。 設(shè)計的軋鋼機(jī)為3003軋鋼機(jī)，軋輥的直徑為300mm，軋鋼機(jī)主要用來為軋制小型線材。25—5

17、0毫米的圓鋼，20—40毫米的方鋼，螺紋鋼等。 其結(jié)構(gòu)的特點為： （1）采用三輥式工作機(jī)座，主電機(jī)不可逆轉(zhuǎn)，中上輥與中下輥交替過鋼，實現(xiàn)多道次的軋制。 （2）由于軋輥的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速不可逆轉(zhuǎn)，可采用造價較底的高速交流主電機(jī)在傳動裝置中裝有減速機(jī)和齒輪機(jī)座。考慮到第一機(jī)座軋件較短，軋制次數(shù)較多，負(fù)荷很不均勻，為了均衡電機(jī)負(fù)荷，減少電機(jī)的容量，在減速機(jī)和電動機(jī)之間加有飛輪。 （3）多數(shù)300型鋼軋機(jī)要求既開坯又軋件，具有一機(jī)多能的特性，因此，軋機(jī)急需要較強的能力，又需要較強的剛度，而且由于經(jīng)常需要更換品種，在軋機(jī)結(jié)構(gòu)上需考慮換輥方便。 （4）為了便于換輥，三個機(jī)座的軋輥都采用梅花接軸連接。

18、 1.3.2三輥線材軋鋼機(jī)的工作原理 軋鋼機(jī)的主要設(shè)備是由一個或數(shù)個主機(jī)列組成的。軋鋼機(jī)的主機(jī)列是由原動機(jī)，傳動裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本部分組成的。 （1）原動機(jī)：采用異步電動機(jī)，軋鋼機(jī)的電動機(jī)的形式的選擇與軋鋼機(jī)的工作制度有著緊密的聯(lián)系。設(shè)計的軋鋼機(jī)是軋制速度不需要調(diào)節(jié)的不可逆式軋鋼機(jī)，采用異步電動機(jī)。異步電動機(jī)主要用在有劇烈尖峰負(fù)荷的軋機(jī)上，為了減少電動機(jī)的容量，有時裝有飛輪，異步電動機(jī)投資費用較底，在小形軋鋼機(jī)上很適合。 （2）傳動裝置：聯(lián)軸器：聯(lián)軸器包括電機(jī)聯(lián)軸器和主聯(lián)軸器，電機(jī)聯(lián)軸器用來連接電動機(jī)與減速器的主動齒輪軸；而主聯(lián)軸器則用來連接減速器與機(jī)輪機(jī)座的傳動軸，既自減速器將轉(zhuǎn)矩

19、傳至齒輪機(jī)座的主動齒輪。 減速器：在軋鋼機(jī)中減速器的作用將電動機(jī)較高的轉(zhuǎn)速變成軋機(jī)所需的轉(zhuǎn)速，因而可以在主傳動中選用價格較底的高速電動機(jī)。確定是否采用減速器的一個重要條件，就是比較減速器及其摩擦損耗的費用是否低于低速電機(jī)的與高速電機(jī)的之間的差價，一般情況下，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于200—250轉(zhuǎn)/分才采用減速器。 飛輪：設(shè)計的是一個飛輪裝置在減速器的小齒輪軸上。它的作用是在通過軋輥與軋輥空轉(zhuǎn)時，作動蓄能器以均衡傳動負(fù)荷；既軋輥空轉(zhuǎn)時，飛輪加速，積蓄能量；而軋件通過時，飛輪減速。放出能量，幫助軋制。 齒輪機(jī)座：其用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設(shè)計采用三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密

20、閉的箱體內(nèi)。 （3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：工作機(jī)座為軋鋼機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它由軋輥及其軸承軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)和上軋輥的平衡機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)軋件進(jìn)入軋輥用的導(dǎo)向裝置構(gòu)成。 （4）三輥線材軋鋼機(jī)的工作制度：一般中小形軋鋼機(jī)的工作制度可以分為：不可逆式的，可逆式的與帶張力軋制等幾種方式 設(shè)計采用不可逆軋機(jī)的工作制度，在這種工作制度下，每個軋輥的方向不變軋輥的轉(zhuǎn)速為不可變的。 三輥軋鋼機(jī) 二輥軋鋼機(jī) 圖1 軋機(jī)的工作制度 本次設(shè)計的三輥線材軋鋼機(jī)的總體

21、布局結(jié)構(gòu)如下：主電機(jī)，傳動機(jī)械，工作機(jī)座。 設(shè)計中的傳動裝置由齒輪機(jī)座，減速器，聯(lián)軸器，接軸組成，在電機(jī)與減速器之間用飛輪連接，在齒輪機(jī)座與減速器之間是用飛輪連接。在齒輪機(jī)座與減速器用安全聯(lián)軸器。工作機(jī)座為兩個三輥工作機(jī)座和一個二輥工作機(jī)座，總體結(jié)構(gòu)如圖： 圖 2 軋鋼機(jī)總裝圖 1主電機(jī) 2聯(lián)軸器3減速器4安全聯(lián)軸器5齒輪機(jī)座6梅花萬向接軸聯(lián) 軸器 7工作機(jī)座8梅花接軸 2軋制壓力和軋制力矩的計算 在驗算軋機(jī)的強度、挖掘軋機(jī)的潛力和設(shè)計新的軋機(jī)時，軋機(jī)的尺寸、傳動的功率和允許的壓下規(guī)程均取決于軋制壓力的大

22、小與方向。在設(shè)計新的軋機(jī)時，為了零件的強度和選擇電動機(jī)的功率，就必須知道軋機(jī)在一定軋制條件下的軋制壓力、軋制力矩和軋制功率。 2.1軋制平均單位壓力的確定 在軋制的過程中，軋件在軋輥間承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變性，由于軋件塑性變形時的體積不變。因此變形區(qū)的軋件在垂之方向上產(chǎn)生壓扁，在軋件方向上產(chǎn)生延伸，大量的實驗資料證實，開坯，型鋼，線材軋機(jī)的軋制壓力，采用愛克隆德公式計算與實測結(jié)果比較接近。 愛克隆德公式的適用范圍：軋制溫度高于800度，軋制材質(zhì)為炭鋼，軋制速度不大于20米/秒。 在愛克隆德的公式中，軋制的單位不僅是軋件機(jī)械性能的函數(shù)，而且是變形速度、摩擦系數(shù)、接觸弧長和軋件平均

23、高度之比的函數(shù)，軋制平均單位壓力由三部分組成：　　 =++ (kg/) （1）Ｋ值:Ｋ為軋件在軋制溫度t度下的單向靜壓縮時的單位變形阻力，計算公式為: 　 K=(14-0.01t (kg/) 式中—軋制溫度； —軋件的化學(xué)成分，計算公式為： =1.4+C+0.3Cr+Mn 其中:C為百分含量； Mn為百分含量； Cr為百分含量。 軋制的材料設(shè)為45鋼，則C取0.45 W=1.4+0.3=1.7帶入K式中為 =（14-0.011000）1.85=7.4（ kg/) （2）值：值為變形速度引起的變形阻力，其計算公式為：

24、 　　　　=U(kg/) 式中 ——軋件在軋制溫度為度時的粘度系數(shù)，其計算公式為： =0.01 （14-0.01）(kg s/) 為軋鋼機(jī)的軋制速度的修正系數(shù)； U——變形速度，計算公式為： U=（mm/s） 其中:R為軋輥的半徑； V為軋輥的圓周速度（軋制速度）（mm/s）； 為道次壓下量，計算公式為 　　=h1-h2(毫米) h1,h2為軋制前后的軋件的高度(毫米)； 此小型線材軋鋼機(jī)軋制的修正系數(shù)為1 所以=0.01（14-0.011000）1=0.04 （kgs/) 以上取值，有賴于軋輥的轉(zhuǎn)速，其值為4

25、0—49轉(zhuǎn)/分。 初選V,由現(xiàn)場以同類軋機(jī)取得，V=700（mm/s） =25mm(最大的壓下量) h1=60 mm(初使的高度) h2＝35 mm (軋制后的高度) 帶入U＝2700=6（mm/s） 所以 ＝0.046=0.24（kg/) （3） =（+）M（kg/） 為軋輥間的摩擦系數(shù)，計算公式為： =（1.05-0.005）a a為軋輥之間的修正系 軋輥的修正系數(shù)鋼軋輥a=1，硬面鑄鐵軋輥a=0.8取a=0.8 所以 U＝（1.05-0.00051000）0.8=0.44 則=(1.60.44-1.225)/(60+35)=0.14 =

26、(7.4+0.24)0.14=0.986（ kg/) (4)則平均單位壓力 =7.4+0.24+0.986=8.63（ kg/) 2.2軋制總壓力的確定 軋制總壓力的計算公式可用下式計算 N=PF P—軋件與軋輥接觸弧上的平均單位壓力 F—軋件與軋輥間的接觸面積在軋制總壓力垂直面上的的投影（簡稱為接觸面積） 各種不同的情況下計算接觸面積的方法不同，有以下幾種情況1輥徑相同的情況2軋制異型斷面軋件時的情況3冷軋時的情況4中（厚）板角軋時的情況。 我采用的是輥徑相同時的情況，計算公式為： 　 =() 式中 —

27、軋輥的半徑（毫米）； —壓下量（毫米）； ,軋制前、后軋件的寬度。 ==2660（） 所以 ==8.632660=22956(kg) 即 N=230KN 2.3軋制力矩的確定 傳動軋輥時，電動機(jī)軸上的力矩由下種四種力矩組成： = 式中 —軋制力矩； —附加摩擦力矩； —空轉(zhuǎn)力矩； —動力矩； —軋輥與主電機(jī)間的傳動比。 其中、、與比較，比較大。所以可以將上式簡化 M=K 式中K為安全系數(shù)，取 K=1.5； 初選軋機(jī)總傳動比: i=10。 所以軋制力矩為: M==252.9（Nm） 粗算所

28、需電動機(jī)的功率： P===260（KW） 2.4電動機(jī)的選擇 根據(jù)電動機(jī)的功率及工作狀態(tài)選取電動機(jī)設(shè)計中，電機(jī)的功率要參考現(xiàn)場軋機(jī)的功率，故選電機(jī)為TRB7—6，異步電動機(jī)。 此電機(jī)的一些數(shù)據(jù)從《機(jī)械設(shè)計手冊5》查的為：額定功率為280KW，額定電壓為380伏，滿載時的轉(zhuǎn)速980/分，效率為93％。最大的轉(zhuǎn)矩為2.2 Nm。 3 飛輪的設(shè)計 采用飛輪的目的是降低軋制時電機(jī)的尖峰負(fù)荷、增加空載時的電動機(jī)負(fù)荷，從而在整個的工作過程中，使電機(jī)的負(fù)荷均勻，以便按允許過載能力選擇較小的電動機(jī)。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷的變化而變化，飛輪儲存或放出能量，達(dá)到均衡電動機(jī)負(fù)荷的目的。 飛輪安裝在電

29、動機(jī)的軸線上，并安裝在電動機(jī)與減速機(jī)之間。 3.1飛輪力矩的確定 電動機(jī)尖峰負(fù)荷降低的多少與主傳動系統(tǒng)總飛輪力矩有關(guān)，而飛輪力矩占總飛輪力矩相當(dāng)大的比重，故飛輪力矩是飛輪的一個重要參數(shù)。 飛輪本身的飛輪力矩為為傳動總的飛輪力矩的一個組成部分，所以在計算之前，必須先計算。 主傳動系統(tǒng)的總的飛輪力矩 =（噸） 在尖峰負(fù)荷的時刻，主傳動的系統(tǒng)需要釋放的能量可按下式計算： 　　　　　 　 = 式中 —在尖峰負(fù)荷下電動機(jī)的最大的功率，其值可按作用在電動機(jī)軸上的最大的轉(zhuǎn)矩確定: = —尖峰負(fù)荷的時間； —電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率，一般取=0.12—0.17，取為0.15； 從

30、電動機(jī)的參數(shù)中查的為2.2； 為電動機(jī)的額定的轉(zhuǎn)數(shù)為980轉(zhuǎn)/分。 則 ==2257.6（KW） 由工廠現(xiàn)實測得為1秒； 所以　　　　　=2257.61=2257.6 KW 則　　　　　　==6.17（噸） 則　 飛輪的轉(zhuǎn)矩=--（噸） 式中　　　　　 ——電動機(jī)轉(zhuǎn)子的飛輪力矩（噸）； —軋機(jī)傳動裝置的轉(zhuǎn)動部分折算到電機(jī)軸上的飛輪力矩（噸）； 可以近似的認(rèn)為與相當(dāng)。 因飛輪的圓周速度越高，則飛輪由于離心力所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就越大。確定飛輪直徑D，考慮圓周的速度小于允許的最大圓周的速度，即 D≤ 式中 飛輪n—飛輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)； —飛輪最大的圓周速

31、度，整體鑄造的圓盤式飛輪（鑄鋼），=70 —90 D≤=1.36米 則取D =0.96米—1米 D=1米 飛輪采用一個，飛輪的直徑可取的大一些，通過這兩個取這個方案。 飛輪的結(jié)構(gòu)和主要的參數(shù) 根據(jù)飛輪的直徑和圓周的速度的不同，選擇飛輪的結(jié)構(gòu)為整體鑄造圓盤式飛輪，飛輪的材料為ZG35。 主要的參數(shù)由書《線材軋鋼機(jī)設(shè)計與計算》中表格有如下的關(guān)系： 表1飛輪結(jié)構(gòu) D D=100 mm ≥ (0.8—0.84)D C （0.3—0.34） (0.1—0.15）D 0.5（+） d 根據(jù)軸計算 （0.1—0.15）（- ） （1

32、.6—1.8）d 因為D=1000mm 所以=810—840 飛輪整體鑄造后時效處理，進(jìn)行機(jī)械加工。飛輪裝置外圍加安全罩。 3.2飛輪的強度的校核 飛輪的強度應(yīng)滿足要求，才能保證飛輪安全工作。 飛輪的直徑滿足下公式即可滿足要求。 D≤ 飛輪的直徑就是按此關(guān)系式求的，為了驗證一下，下面校核一下強度。 飛輪轉(zhuǎn)動時，其輪緣的內(nèi)表面所產(chǎn)生的應(yīng)力可按下式計算： （N/cm） 式中V—飛輪的圓周速度（m/s）； r—飛輪輪緣的內(nèi)半徑（m）；R—飛輪的外半徑（m）； 　　　　　　

33、 V=70(m/s) =3718.96（N/cm） 所以強度足夠 4減速器的選擇 4.1傳動比的計算 軋件出軋輥的初速度，直接影響軋鋼的效率，若軋件的出軋輥的初速度快，可提高效率，同時軋制工人不容易軋制。因而軋件的初速度以小于2米/秒為益 初選軋件的出輥速度為0.7米/秒，計算軋輥轉(zhuǎn)速 n: 取n=50r/min =980/50=19.6 在減速器等軋鋼機(jī)存在著傳動裝置的效率問題。電動機(jī)的效率為93.7％， 可知減速器、齒輪機(jī)座的效率為94％ 則i=93.7％94％94％=16 這樣將為：

34、 ==750/16=47r/min 為一般情況電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。 軋制速度為： =3.1430047=0.74 m/s 此軋制速度現(xiàn)場三輥線材軋鋼機(jī)軋制速度相似，因而符合生產(chǎn)實際。二選擇減速器 由于確定=16，符合選二級減速器傳動比的條件。選二級減器。 4.2 標(biāo)準(zhǔn)二級圓柱齒輪減速器的選擇 查《機(jī)械設(shè)計手冊》表8—427，查的i=16對應(yīng)的代號為8在根據(jù)承載能力查表8—429，選取中心距a=1000毫米，工作類型：連續(xù)型，在查表8—424，的減速器的型號：ZL100型，最后確定減速器

35、的型號：ZL100—8—，其外型及安裝尺寸如下。 型號：　 ZL100 中心踞： A=1000 =400 =600 中心高： =650 輪廓齒寸: H=1306 、L=1910、B=810 、=810 、=145 、=1550 、=22 =26、=50 地腳螺釘: d=M36、 n=8 、=610 、=7、=595、=510、=320 圖3減速器結(jié)構(gòu)示意圖 ５ 齒輪機(jī)座的設(shè)計 5.1齒輪機(jī)座的類型和結(jié)構(gòu) 5.1.1 齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu) 齒輪機(jī)座箱體一般用鑄造的形式，由于齒輪機(jī)座的體積比較大，鑄造的工藝要求較高，一般的廠家無能力生產(chǎn)。因此，

36、箱體采用分鑄拼焊結(jié)構(gòu)。焊條為T42。 具體的工藝要求如下： 鑄件退活后，對焊縫加工，焊縫要電磁探傷。 將焊好的箱體整體退火，然后機(jī)加工達(dá)到裝配要求。 分鑄拼焊結(jié)構(gòu)箱體生產(chǎn)較整體鑄造的結(jié)構(gòu)要簡單，易于制造；同時也有缺點：生產(chǎn)的周期長，需工時長，適合少量的加工。 5.1.2齒輪機(jī)座的類型 在軋機(jī)的傳動的裝置中，齒輪機(jī)座用于傳遞扭距到工作機(jī)座的每一個軋輥；其特點是低速、重載、沖擊的次數(shù)頻繁。中小型的軋鋼機(jī)的齒輪機(jī)座一般有二重式、三重式和復(fù)合式 等三種類形。其中二重式齒輪機(jī)座多用于小型的二輥初軋機(jī)，三重式齒輪機(jī)座應(yīng)用于橫列式中三輥線材軋鋼機(jī)；復(fù)合式齒輪機(jī)座的形式較多，其特點是齒輪的機(jī)座和減

37、速器和在一個共同的箱體內(nèi)。 采用三重式齒輪機(jī)座，齒輪機(jī)座的基本參數(shù) 5.2齒輪的設(shè)計 5.2.1.齒輪節(jié)圓的直徑 軋輥中心距因軋輥重車和重磨后發(fā)生變化，節(jié)圓直徑 　　 　　D=()/2 　 =(302+298)/2 　　 =300mm 5.2.2 模數(shù)、齒數(shù)、齒寬、齒頃角 齒數(shù) 取14—31，齒寬系數(shù)1.7—2.4，齒頃角為，模數(shù)為8—45。 齒輪參數(shù)的確定是根據(jù)同類型的軋機(jī)的參數(shù)確定的。 中心距： A=d=300mm 端面模數(shù) ： =12mm 齒輪的工作寬度：

38、 b=720mm 齒傾角：　　　 ＝ 齒數(shù)：　　　 ＝25 5.2.3計算力矩的確定 （） 式中—扭矩分配系數(shù)，取0.5； —電動機(jī)最大的力； ＝； 為電動機(jī)的最大的功率；為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，為減速器的總的傳動比，為減速器與連軸節(jié)的總的傳動效率。 ＝4457（） ＝0.54457＝2228.5（） 5.3齒輪的材料和加工制造 齒輪的材料采用，齒輪的加工精度為8級，采用滾齒法加工，退刀槽的寬度為120mm 5.4齒輪軸和滑動軸承 （1）軸承尺寸的確定，采用的是滑動軸承 ＝195—225mm ?。?00mm L =(1.1—1.5) =220—30

39、0 取L=220mm 式中：　　　　 d—齒輪的節(jié)圓的直徑； 　　　 L—滑動軸承的工作寬度； 　　 —軸徑直徑。 （2）軸端的強度計算 軸端直徑：＝（0.8—0.95）=(160—190) ?。?60 軸端的強度計算 式中：—作用于軸端的扭轉(zhuǎn)力矩。 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力［］ ［］＝（0.65—0.75）［］ ［］＝ 式中　　　 —軸頸材料的抗拉強度； 　　　　　　　 ＝980M 　　　　　 =100() ［］＝ ——安全系數(shù)，≥5； （3）滑動軸承 材料為滑動軸承采用鑄鋼軸承座，孔內(nèi)以巴氏

40、合金襯。 滑動軸承的材料：軸承：鑄錫基軸承合金 ，牌號，硬度 27。 5.5齒輪機(jī)座的總述 齒輪機(jī)座由機(jī)架、機(jī)蓋、齒輪軸、主連接螺栓、鍵板和軸承座等主要零部件組成。 （1）箱體的側(cè)壁的厚度 =（0.058—0.07）=17.4—21 取20 （2）齒頂距機(jī)蓋的下壁和箱體上壁的最小的距離： ≥（0.4—0.5）A=120—150取120mm （3）機(jī)架與機(jī)蓋主連接螺栓的直徑： 取56mm 機(jī)架由左右兩個框架構(gòu)成，其間配置軸承座?；鶅r上有觀查齒輪嚙合的窺視空孔，以及潤滑齒輪和軸承用的進(jìn)油孔和回油孔。機(jī)蓋上部設(shè)有透氣罩，以利于散熱通風(fēng)和防止由于箱體內(nèi)部因氣壓升高所造成的漏油

41、。 采用滑動軸承，因其易于制造，徑向尺寸小，有利于提高軸承座的強度，還由于徑向的尺寸限制。不過也有缺點：摩擦系數(shù)較大，軸承合金易于磨損，對齒輪的嚙合條件有不良的影響。齒輪機(jī)座如圖所示 圖3齒輪機(jī)座 6軋鋼機(jī)工作機(jī)座的設(shè)計 6.1工作機(jī)座的選擇 工作機(jī)座是軋鋼機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。他是由軋輥及其軸承、軋輥調(diào)整裝置，機(jī)架及輥座等部件的組成。 （1）普通的開式機(jī)座：具有開式機(jī)架的工作機(jī)座，其軋機(jī)上蓋是可拆的，因此便于更換軋輥。 （2）閉口式工作機(jī)座：是一種的剛架其強度與剛度都較高 （3）預(yù)應(yīng)力工作機(jī)座：一般閉式的機(jī)架在不

42、工作時，機(jī)架是不受力的。而預(yù)應(yīng)力軋機(jī)是用一種特殊的裝置通過拉桿對機(jī)架施加外力使機(jī)架在不工作時，預(yù)先就處于應(yīng)力的狀態(tài)。 預(yù)應(yīng)力軋機(jī)開始于五十年代，此軋機(jī)屬于短應(yīng)力軋機(jī)的一種，即這種軋機(jī)的應(yīng)力作用線較短，是因為在預(yù)應(yīng)力軋機(jī)上，減少變形的環(huán)節(jié)和結(jié)合面的數(shù)量。如預(yù)應(yīng)力的軋機(jī)的橫梁和立柱長度比同輥徑的軋機(jī)普通軋機(jī)小，以軋機(jī)軸承座代替牌坊，減少壓上和壓下的機(jī)構(gòu)，有的根本不用，而以其他的機(jī)構(gòu)替代；至于作為預(yù)應(yīng)力軋機(jī)的一部分的拉桿，因用材料較少，可以用彈性模量較大的優(yōu)質(zhì)鋼材制作。由于機(jī)架的結(jié)構(gòu)得到了簡化，可用厚板坯切割的到毛坯。因而這種軋鋼機(jī)的剛性比同輥徑的軋鋼機(jī)要大，于是在軋制時可提高軋件的精度，尤其能使

43、同一根軋件的頭尾斷面的尺寸偏差小，沿整個長度上保持均勻，對小型及線材軋機(jī)尤為重要。 預(yù)應(yīng)力軋機(jī)有多種類型，如偏心套筒式、空心拉桿式等。本次設(shè)計采用的是半機(jī)架式，所謂的半機(jī)架式即把整體的牌坊改為分開的結(jié)構(gòu)，然后用螺栓拉桿把上下半機(jī)架連接成一個整體。 這種軋機(jī)的圖例是三輥、二輥軋鋼機(jī)的機(jī)座。它是由上下半機(jī)架組成，此軋機(jī)保留了普通開式或閉式軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點，其區(qū)別是預(yù)應(yīng)力的機(jī)座對上下半機(jī)架施加了預(yù)應(yīng)力。 （4）懸掛式機(jī)架：懸掛式的機(jī)座 有三輥式和二輥式的。三輥式的由壓下裝置，平衡裝置，上輥組裝、中輥組裝和下輥組裝等部分組成。在中輥軸承座的上下面各有一對螺絲拉桿，上下軸承座分別套裝在螺絲拉桿上,并

44、通過壓上和壓下裝置使上下輥軸承座體沿拉桿的移動實現(xiàn)軋輥的徑向的調(diào)整，拉桿的端部用螺母擰緊，構(gòu)成一個裝配式封閉的機(jī)架，懸掛在單邊的機(jī)架上。上中下軸承座經(jīng)過熱處理的鑄鋼件，根據(jù)鑄件的可能性，中輥軸承座和螺栓拉桿可以鑄成整體，也可分開加工，然后將拉桿焊到軸承座上。 機(jī)座的上軸用蝶形的彈簧平衡，手動壓上和壓下。二輥機(jī)座的結(jié)構(gòu)和三輥的相似，僅將上下輥軸承座改為一面伸出兩根圓柱。 懸掛式機(jī)架的優(yōu)點是體積小，重量輕，剛性大，整機(jī)架換輥，其缺點是設(shè)備加工質(zhì)量要求高，機(jī)架都有一套備換的，資金需求量大，不易于小廠投資生產(chǎn)。 各種型式機(jī)座比較：預(yù)應(yīng)力機(jī)座優(yōu)點明顯。安裝、維修、換輥，有開式的優(yōu)點。工作時，有閉口

45、式機(jī)架的優(yōu)點，剛度、強度高，結(jié)構(gòu)簡單，無開口式機(jī)架的調(diào)隙裝置。其顯著的優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量的到了保證，這是選擇預(yù)應(yīng)力機(jī)做的原因。 6.2軋輥與軋輥軸承的設(shè)計 軋輥與軋輥軸承座是整個工座機(jī)做的核心部分. 軋輥是軋鋼機(jī)中直接軋制軋件的主要部件。在軋制的過程中，軋輥直接與軋件接觸，強迫軋件發(fā)生塑性變化，與此同時，軋輥承受著巨大的軋制壓力作用，并由于軋輥本身的旋轉(zhuǎn)使其應(yīng)力隨時間作周期性的變化。在熱軋條件下，軋輥既接觸高溫的軋件而受劇熱，同時又被水冷卻而受急冷，冷熱交加。 6.2.1軋輥的類型、結(jié)構(gòu)與參數(shù) （1）軋輥的類型 型鋼軋機(jī)的軋輥的輥身上有軋槽，根據(jù)型鋼軋制工藝要求安排孔型，孔型見孔型設(shè)計

46、，軋輥應(yīng)有足夠的強度、剛度和良好的耐磨性能。軋輥工作表面的硬度是軋輥的主要的質(zhì)量指標(biāo)之一。 （2）軋輥的結(jié)構(gòu) 軋輥由輥身、輥徑和輥頭三部分組成。輥徑安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機(jī)架。輥頭和連接軸相連傳遞軋制扭矩。 輥身：輥身是軋輥直接與軋件接觸的部分 輥徑：輥徑是軋輥的支撐部分，軋輥是依靠輥身的兩側(cè)軸徑支撐在軸承上。 輥身與輥徑交界處是應(yīng)力集中的部位，是軋輥強度的薄弱環(huán)節(jié)。在輥徑與輥身必須 有適當(dāng)?shù)倪^度的圓角。 軸頭：軋輥兩端的軸頭為軋輥與接軸相連接的部分。軸頭采用梅花軸頭的形式

47、 圖6—1軋輥的結(jié)構(gòu) 軸頭的形式：梅花軸頭，萬向軸頭，帶鍵槽的和圓柱形軸頭。 （3）軋輥的參數(shù) 軋輥的基本尺寸參數(shù)有：軋輥的公稱直徑D，輥身的長度L，輥徑直徑d和輥徑長度l 以及輥頭尺寸等。其中輥身長度和輥身直徑是表征輥身尺寸的基本參數(shù)。 輥身直徑：輥身直徑為軋鋼機(jī)的一個重要的參數(shù) D為輥身直徑即為公稱直徑。D=300 mm為已知 輥身的長度L：　　　L=（2.2—2.7）D 取　L=2.5D=750mm 輥徑 d:軸徑尺寸是指軸徑直徑d和輥身的長度L，它與所用軸承形式及工作載荷有關(guān)， 　　　　　　d/ D=0.55 　 d=165mm　　　 取d=17

48、0mm l/d=0.92—1.2 l=0.96d=163.2mm取 l=164mm 軸承處的輥徑向輥身過度處，為了減少應(yīng)力集中，需要做成圓角。圓角的 r=(0.05—0.12)D 　　　　 r=0.065300=19.5 　　取r=20mm 軋輥頭：梅花軸頭的外徑 =（0.9——0.95）d=0.925d=157.25mm 取=160mm 查表　　 （4）軋輥的材料 對軋鋼機(jī)軋輥的質(zhì)量的要求是很高的 ，因為它決定軋鋼機(jī)工作的好壞、生產(chǎn)率的高低和產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。軋輥的工作條件是很繁重的，軋鋼時要不斷被金屬磨損，承受很大的動態(tài)

49、壓力，與金屬之間有很大的滑動速度，有時還要經(jīng)受變化幅度很大的高溫影響。 基于上述的原因，軋輥采用高強度的鑄鋼軋輥和鍛鋼軋輥以及高強度的鑄鐵軋輥。 制造軋輥用的材料需要這樣的性能，即軋輥能長時間的使用而不斷裂，其表面磨損也很小，即既是高強度又是耐磨的，軋輥的磨損程度取決于他的硬度大小。 初軋機(jī)和中軋機(jī)的六個軋輥均采用球墨鑄鐵軋輥，型號為—2，≥900 280—360。 小型及線材軋機(jī)即小型的圓鋼，螺紋鋼及線材軋輥材料為高鉻鑄鐵 6.2.2軋輥軸承 （1）軋輥軸承的工作特點 軋輥軸承用來支撐轉(zhuǎn)動的軋輥，保持軋輥在機(jī)架中正確的位置，軋輥軸的摩擦系數(shù)小，足夠的強度和剛度，壽命長，以

50、便于換輥。 軋輥的工作特點是能承變很高的，比普通標(biāo)準(zhǔn)軸承所允許要大幾倍的單 負(fù)荷。 （2）選擇軸承 軋輥軸承的主要類型兩種：開式（主要包括帶金屬軸襯的滑動軸承、帶層壓膠布軸襯的滑動軸承）閉式（主要包括油膜軸承和滾動軸承） 選擇開式的滑動軸承（具有可拆軸承襯的）摩擦系數(shù)底=0.005，壽命長，耐熱性與剛性較差，這是膠木軸承的特性。 非金屬軸承襯的開式軸承。 工作軋輥選擇的軸承就是這種軸承，采用膠木瓦，軸承襯瓦的形狀有好幾種如圖，其中半圓柱的比較省料，但切向要求牢固的固定，長方形固定性好，然而用料較前著多，由三快組成的軸承襯比較省料。 目前應(yīng)用較多的是整壓 的半圓柱形襯瓦，其優(yōu)點是

51、省料，制造方便，安裝以后不需另行鏜孔，而且也簡化了軸承的結(jié)構(gòu)并且摩擦的系數(shù)底，膠木瓦的軸瓦摩擦系數(shù)=0.005左右。由于摩擦系數(shù)低軸瓦具有良好的耐磨性，因此壽命較高，并可減少能耗；膠木軸瓦比較薄，故可采用較大的軸徑尺寸，有利于提高軸徑的強度；這種軸襯質(zhì)地較軟，既耐沖擊，又能吸收進(jìn)入軸承的氧化鐵及等硬質(zhì)顆粒，因而有利于保護(hù)軸徑表面。 這類軸瓦的缺點是強度底，耐熱和導(dǎo)熱的性能很差，因此需要大量的 循環(huán)水進(jìn)行強制的冷卻和潤滑。膠木軸瓦用水潤滑。 　　　　　　　　　　　　圖6—2 6.3軋輥調(diào)整裝置的設(shè)計 軋輥調(diào)整裝置的作用主要調(diào)整軋輥在機(jī)架中的相對位置，以保證要求的壓下量精確的軋件尺

52、寸和正常的軋制條件。 調(diào)整裝置主要有軋輥軸向的調(diào)整裝置和頸向的調(diào)整裝置兩種。 軋輥的軸向的調(diào)整裝置主要用來對正軋槽，以保證正確的孔型，用手動來完成，裝置如圖。 　　　　　　　　　　　　　 圖6—2 軋輥的徑向調(diào)整其作用是需要進(jìn)行下述操作時，徑向調(diào)整兩工作輥之間的相對位置： （1）調(diào)整兩工作軋輥的軸線之間的距離，以保持正確的輥縫開度，給定壓下量. （2）調(diào)整軋輥之間的平行度 （3）當(dāng)更換新軋輥時，調(diào)整軋制線的高度 （4）更換軋輥或處理事故（如軋卡）時需要的其他的操作。 軋輥的徑向調(diào)整分為：上輥調(diào)整裝置；下輥調(diào)整裝置；中輥調(diào)整裝置

53、。 本設(shè)計中的軸向調(diào)整裝置采用壓下裝置和斜鐵調(diào)整裝置。 中輥調(diào)整裝置如圖，主要用來在軸承磨損時進(jìn)行微調(diào)。 　　　　　　　　　 圖6—3 下輥徑向的調(diào)整裝置分為手動和電動調(diào)整裝置，設(shè)計采用采用手動斜切調(diào)整裝置，本裝置較為復(fù)雜，設(shè)計的結(jié)構(gòu)與圖相似，其可作為改進(jìn)結(jié)。斜切的角度不可大于。 　　　　　　　　　　　　　　　圖　6—4 6.4機(jī)架的設(shè)計 （1）機(jī)架的主要形式的選擇 工作機(jī)架的形式有閉口式和開口式兩種，選用開口式的（預(yù)應(yīng)力）機(jī)架， 其換輥方便，結(jié)構(gòu)較為簡單。 （2）材料的選擇 機(jī)架俗稱牌坊，是軋鋼機(jī)工作機(jī)架的骨架，它承受著經(jīng)軸承座傳來的全部軋制力，

54、因此要求它具有足夠的強度和剛度。 軋鋼機(jī)機(jī)架采用分?jǐn)噼T造，用電渣焊焊成一體。也就是說選擇材料為鋼板，后焊接成機(jī)架。 （3）機(jī)架的主要的尺寸 窗口的尺寸，窗口是按軸承座及軸承設(shè)計的，窗口尺寸的尺寸是由機(jī)架的形式和軋鋼機(jī)的尺寸來確定，開口式機(jī)架窗口的寬度根據(jù)軋輥軸徑和軸瓦鐵的尺寸來確定。設(shè)計選寬度為300mm.。 窗口高度的設(shè)計，考慮上下輥調(diào)隙裝置的尺寸，加上三個軋輥的直徑即可以，定于1050 mm.。 （4）立柱和橫梁的斷面的尺寸 機(jī)架應(yīng)具有足夠的強度和剛度，機(jī)架的剛性表示它變形的抗力，它與機(jī)架立柱斷面的尺寸有著密切的聯(lián)系。 機(jī)架立柱的斷面尺寸由下式近似確定： F=（0.8—1.

55、0） 取F=0.9=0.9=260.1 考慮強度和剛性的關(guān)系，取截面的尺寸：1920 三軋輥機(jī)架的結(jié)構(gòu)，由兩部分組成：上機(jī)架、下機(jī)架。下機(jī)架的底座為導(dǎo)輥式的以利于滑動，此機(jī)架軸的位置調(diào)整方便。 在上，下機(jī)架接觸面要加工平整，以保證接觸后機(jī)架的整體質(zhì)量。上、下機(jī)架接觸面處各有兩個定位孔，是安裝定位銷的，保證機(jī)架的安裝對正。上下機(jī)架對正后，將拉桿分別安于圖式的位置，然后在拉桿的下端插入鍵板，將拉桿上端大的螺母擰上，利用杠桿的原理，用千斤頂在拉桿上施以1.2倍的軋制力。這時拉桿伸長螺母又可旋轉(zhuǎn)下降一級，當(dāng)螺母旋轉(zhuǎn)不動時，將千斤頂移到另一個拉桿處，將另一拉桿安好。 由于拉桿的巨大的壓力作用，

56、上下機(jī)架結(jié)合面緊密的接觸，而形成閉式的軋機(jī)。 6.５機(jī)架強度的校核 校核中的公式選用《機(jī)械軋鋼設(shè)備》一書中 彎矩計算圖 合成彎矩 圖6—5彎矩圖 根據(jù)軋輥的尺寸，得軋輥的重量G=453kg 軋制力 =（0.2—0.4）G 取=0.3G=0.3453=136（kg） 上橫梁通常用螺釘緊固在立柱上，當(dāng)機(jī)架上有軋制力時，連接螺栓緊承受拉力，故機(jī)架應(yīng)為靜定剛性，但下橫梁在軋制力作用下產(chǎn)生彎曲時，立柱將跟素隨著向內(nèi)變形，上橫梁一般均由立柱外側(cè)鎖緊，故它不影響立柱內(nèi)傾斜，

57、而上軋輥軸承座則可能阻礙立柱互相靠近，機(jī)架在上軋輥軸承座出現(xiàn)靜不定力T，因而還是靜不定，由下面的條件確定：++=0 式中 —機(jī)架主柱和軸承座的側(cè)向的間隙 —作用力在T方向上產(chǎn)生的變形 —靜不定力在T方向上產(chǎn)生的變形 若用表示單位力作用在T點，在T方向上產(chǎn)生的位移，則將=T帶入上式得 + T+=0 和，用材料力學(xué)求得 = = 式中 ，—下橫梁，立柱斷面的慣性距； ==633 ==1266.7 將求的變位帶入以上的公式： T=（

58、E=200G） 確定 =0.1cm 則 T==13.3-1.32=11.98kg 根據(jù)各部分的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力值： （1）下橫梁中點彎曲應(yīng)力最大，其值為： =13665/4-11.9882=1227.64 下橫梁上最大的彎曲應(yīng)力： = （2）立柱上的彎曲力矩與下橫梁連接處為最大，其值為： =TC=13.382=1090.8 上式中T為當(dāng)=0時 T=13.3kg =32482.7 =308585.65

59、 =248 為立柱斷面慣量、模數(shù)和面積。立柱上的最大的應(yīng)力為 　　=+=0.278/ 上橫梁上由螺栓引起反力，按簡支梁計算。上橫梁的最大彎曲力矩也位 點為 ===2210kg ===1.74 機(jī)架鋼板機(jī)械性能應(yīng)達(dá)到 n—為安全系數(shù)取1 則 、、＜＜ 即機(jī)械性能滿足要求機(jī)架強度合格 7孔型的設(shè)計 將鋼錠或鋼坯在軋輥在軋輥孔型中經(jīng)若干次軋制變形，以獲得所須的短面的形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品，為此而進(jìn)行的設(shè)計和計算稱之為孔型設(shè)計。 孔型設(shè)計的內(nèi)容是斷面孔型設(shè)計，根據(jù)原

60、料和成品的斷面形狀和形狀和尺寸及對產(chǎn)品性能的要求確定變形方式，確定變形方式、道次和各道次變形量以及在變形的過程中所采用的孔型形狀和尺寸。 選擇孔型系統(tǒng)是孔型設(shè)計的重要的內(nèi)容。本設(shè)計采用傳統(tǒng)和經(jīng)驗的孔型系統(tǒng)。保證了孔型系統(tǒng)選擇的正確性。參考《孔型設(shè)計》由于篇幅所限，只將必要的數(shù)值和最終的結(jié)果列出 孔型結(jié)構(gòu)的確定 （1）六角型孔的計算，數(shù)據(jù)列于下表 表 7-1六角型孔的尺寸 H 32mm S 6mm B 70mm C 64mm D 38mm 5mm （2）方型孔 表 7-2方形孔的尺寸 B 46mm

61、H 45mm F 1/2bh A 32mm T 5mm C 41mm G h-0.83r=40 R (0.15—0.2)=5mm V (0.2—0.5)=9mm （3）　菱形孔　　 表 7-3菱形孔的尺寸 H 30mm H1 26mm B 36mm B1 30mm T 5mm ８經(jīng)濟(jì)分析 8.1市場現(xiàn)狀 我國線材軋機(jī)近十幾年內(nèi)有較大的發(fā)展，其中粗軋機(jī)座有采用橫列式布置與順列式布置，中軋，精軋機(jī)除少數(shù)采用連軋布置外，較多采用二重半連續(xù)橫列式布置，機(jī)座間加扭轉(zhuǎn)導(dǎo)管，機(jī)組間用圍盤連接，實現(xiàn)半連續(xù)軋

62、制這種機(jī)組布置在國內(nèi)使用表明，具有較高的產(chǎn)量，六十年代以來，國外線材軋機(jī)發(fā)展很快，其主要的趨勢是向著連續(xù)、高速、大盤卷，高質(zhì)量及高機(jī)械化與自動化的方向發(fā)展。 8.2初步可行性研究 （1）投資機(jī)會是否有希望 根據(jù)網(wǎng)上資料對鋼材市場的調(diào)查，國家進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對小型鋼材的需求量很大，并且以及在網(wǎng)絡(luò)上對同類產(chǎn)品的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，該產(chǎn)品的市場需求量較大經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢很明顯、投資機(jī)會很大。 （2）是否需要作詳細(xì)可行性分析 由于本人能力及接觸范圍的有限，未能對該方案在投資的具體數(shù)額上有詳細(xì)的知悉，尚存在諸多問題有待詳細(xì)可行性分析中解決。以下只進(jìn)行簡單的分析。 該軋鋼機(jī)的設(shè)計可實現(xiàn)操作安全方便

63、以及制造成本低等優(yōu)點。通過對軋鋼機(jī)的理論分析來看。該機(jī)具有一機(jī)多能的特點，在一套軋機(jī)既開坯又軋材，既生產(chǎn)簡單的斷面的方、圓，扁鋼，既軋制普通的碳鋼，又軋合金鋼，在規(guī)格上有些不合理的現(xiàn)象，為此針對這種情況，要因地制宜，逐步向?qū)I(yè)化的方向發(fā)展。可以采用一些措施。如將開坯和軋材分開生產(chǎn)，有時可能應(yīng)進(jìn)一步將品種規(guī)格作合理安排和適當(dāng)?shù)姆止?，把工藝操作要求基本相似的品種集中到一個車間生產(chǎn)，盡量減少同一軋機(jī)上生產(chǎn)的品種規(guī)格，使生產(chǎn)專業(yè)化或?qū)⑵胀ㄤ撆c合金鋼分開生產(chǎn)，要盡量避免在普通碳鋼車間生產(chǎn)合金鋼。具體情況可自己確定。 當(dāng)向?qū)I(yè)化生產(chǎn)時根據(jù)現(xiàn)場的產(chǎn)量可達(dá)40萬噸，當(dāng)進(jìn)行多品種生產(chǎn)時，由于需要進(jìn)行換輥，降底

64、了生產(chǎn)效率，產(chǎn)量有所下降。 ９專題設(shè)計 專題設(shè)計為軋輥的工藝規(guī)程設(shè)計 9.1確定毛坯的鑄造形式 由軋輥的工作的條件知，軋輥是耐磨、耐熱，有較高的硬度。工藝規(guī)程設(shè)計的軋輥的材料為高鉻鑄鐵。 軋輥工作表面為半冷面，故毛坯在金屬模內(nèi)鑄成，內(nèi)壁涂一層肌沙，以使其冷卻均勻。 9.2基準(zhǔn)的選擇及工藝路線的擬定 軋輥的精基準(zhǔn)為軋輥的兩端中心孔。粗基準(zhǔn)選為軋輥外圓。 精基準(zhǔn)的選擇有兩種情況。一是用三爪卡盤夾住軋輥一端，另一端用中心孔定位。二是兩端均用頂尖定位，用雞心卡盤撥頭。兩種中，用兩頂尖定位精度高，其同軸度易保證，因而選此種方法。 工藝路線的擬定要滿足零件的各種技術(shù)要求，故合理制定工藝路

65、線。 （1）工藝路線一 工序 Ⅰ 熱處理 工序 Ⅱ 按其長度畫線 工序 Ⅲ 車端面，鉆中心孔 工序 Ⅳ 調(diào)頭按線車端面，鉆中心孔 工序 Ⅴ 粗車輥身、輥徑、滾頭外徑 工序 Ⅵ 粗車輥身端面、輥徑端面 工序 Ⅶ 倒角 工序 Ⅷ 精車各外圓表面，輥身端面 工序 Ⅸ 粗車孔型 工序 Ⅹ 精車孔型 工序 Ⅺ 粗銑梅花瓣 工序 Ⅻ 精銑梅花瓣 工序 ⅩⅢ 軋輥淬火 工序 ⅩⅣ 終檢 （2）工藝路線二 工序 Ⅰ 熱處理 工序 Ⅱ 按其長度畫線 工序

66、 Ⅲ 車端面，鉆中心孔調(diào)頭按線車端面，鉆中心孔 工序 Ⅳ 粗車外圓表面，端面（輥身、徑）精車外圓表面，輥身、徑的端面 工序 Ⅴ 粗車孔型、精車孔型 工序 Ⅵ 粗銑梅花瓣、精銑梅花瓣 工序 Ⅷ 終檢 9.3工藝方案的確定 兩種方案中，一方案粗、精分開，加工質(zhì)量不相互影響，可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，精加工安排于后，可防止或減少表面損傷，方案二沒這個優(yōu)點，故選方案一。 9.4機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定。 （1）查《機(jī)械加工工藝》手冊得 工序名稱 公稱余量 公差等級 最小極限尺寸 尺寸極限偏差 精車 1.7 IT8 299.982 粗車 12.3 IT11 毛坯 （2）的輥徑表面 工序名稱 公稱余量 公差等級 最小極限尺寸 尺寸極限偏差 精車 1.2 IT7 169.98 粗車 11.2 IT10 毛坯 （3） 梅花接頭外圓表面