熱帶鋼連軋機(jī)組的精軋機(jī)座設(shè)計(jì)

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1、燕山大學(xué) 《軋機(jī)設(shè)計(jì)及理論》 項(xiàng)目報(bào)告書 項(xiàng)目名稱：2050熱帶鋼連軋機(jī)組的精軋機(jī)座設(shè)計(jì) 分組姓名 劉寧寧 劉江帥0 劉傳義 指導(dǎo)教師：謝紅飆 完成日期：2013年10月27日 一、軋輥的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 （一）軋輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定工作輥輥身直徑和支承輥輥身直徑。 由軋機(jī)名稱“2050熱帶鋼連軋機(jī)”可知，該軋機(jī)輥身長度為2050mm。書中P80 表3-3可知精軋機(jī)座L/=2.4～2.8，L/=1.3～1.5，/=1.9～2.1。 為732～854mm，取=800mm，為1367～1577mm，取=1570mm，/=1.96,符

2、合條件。 2、確定工作輥輥頸尺寸、和支承輥、輥身直徑。 軸頸直徑和長度與軋輥軸承形式及工作載荷有關(guān)。由于受軋輥軸承徑向尺寸的限制，軸頸直徑比軸身直徑要小得多。因此軸頸與軸身過渡處，往往是軋輥強(qiáng)度最差的地方。只要條件允許，軸頸直徑和軸頸與軸身的過度圓應(yīng)選大些。 設(shè)計(jì)此套連軋機(jī)座時(shí)，工作輥采用滾動(dòng)軸承，支承輥采用油膜軸承。根據(jù)課本P81頁可知采用滾動(dòng)軸承近似的選取=（0.5～0.55）,/=0.83～1.0。=400～440mm，取=430mm，=400mm；支承輥采用油膜軸承，查手冊，近似的選取=（0.67～0.75）,/=0.83～1.0。=1052～1178mm，取=1170mm，=1

3、000mm。 輥頸向輥身過渡處，為了減小應(yīng)力集中，要做成圓角，=（0.05～0.12），=40～96mm，取=80mm，=87.5～210mm，取=120mm。 3、選擇軸頭并確定其尺寸 采用帶平臺(tái)的軸頭，如下圖： 其各部分尺寸有如下關(guān)系： =-10mm=790mm =-10mm=1560mm =3/4=592.5mm =3/4=1177.5mm 3、 選擇軋輥的材料 帶鋼熱軋機(jī)的工作輥選擇軋輥材料時(shí)以輥面硬度要求為主，多采用鑄鐵軋輥或在精軋機(jī)組前幾架采用半鋼軋輥以減緩輥面的糙化過程。而支承輥在工作中主要受彎曲，且直徑較大，要著重考慮強(qiáng)度和軋輥淬透性，因此，多選用含

4、Cr合金鍛鋼。 查表得：工作輥的材料選擇球墨鑄鐵QT400-15，HS=58～68 支承輥的材料選擇合金鍛鈉9Cr，HS=50～65 二）軋輥的強(qiáng)度校核 熱帶鋼連軋機(jī)組的支承輥頸與工作輥頸之比一般在1.5～2.9，所以支承輥的抗彎斷面系數(shù)較工作輥大得多，即支承輥有很大的剛性。因此，軋制時(shí)的彎曲力絕大部分由支承輥承擔(dān)。在計(jì)算支承輥時(shí)，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于熱帶鋼連軋機(jī)組一般是工作輥傳動(dòng)，因此，對支承輥只需計(jì)算滾身中部和軸頸斷面的彎曲應(yīng)力。 支承輥的彎曲力矩和彎曲應(yīng)力分布見下圖。在軸頸的1-1斷面和2-2斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即 滿足強(qiáng)度要求

5、 滿足強(qiáng)度要求 支承輥的彎曲力矩和彎曲應(yīng)力分布見下圖: 其中 P=52000 KN 3-3斷面的彎矩表達(dá)式 輥身中部3-3斷面的彎曲應(yīng)力為： 滿足要求 工作輥與支承輥間的接觸應(yīng)力 熱帶鋼精軋機(jī)支承輥和工作輥之間承載時(shí)有很大的接觸應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行校核。假設(shè)輥間作用力沿軸向均勻分布，由彈性力學(xué)知，輥間接觸問題可簡化成一個(gè)平面應(yīng)變問題。 兩個(gè)圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生局部的彈性壓扁，存在呈半橢圓形分布的壓應(yīng)力，半徑方向產(chǎn)生的法向正應(yīng)力在接觸面中部最大。 最大應(yīng)力： 為保證軋件不產(chǎn)生疲勞破壞,應(yīng)使的值小于許用應(yīng)力: ， 故滿足

6、要求。 注：對于合金鍛鋼許用應(yīng)力Rb=140～150MPa，取Rb=150MPa。 加在接觸表面單位長度的負(fù)荷 q=P/L=50 MN/23000 mm=21700000N/m =900mm =1750mm。 查表 得 泊松比= 0.3 彈性模數(shù)=173 0.3 206 由書中表3-8查得支承輥表面硬度HS=85 的許用應(yīng)力=2400MPa，=730MPa 一、 機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括窗口寬度、窗口高度和機(jī)架立柱的斷面尺寸。 1、窗口寬度的計(jì)算 四輥軋

7、機(jī)機(jī)架窗口寬度一般為支承輥直徑的1.15～1.30倍。為換輥方便換輥側(cè)的機(jī)架窗口應(yīng)比傳動(dòng)側(cè)窗口寬5～10mm 取B1=1.2D2=2100mm 換輥側(cè)機(jī)架寬度為B2= B1+10=2110mm 2、機(jī)架窗口高度H 對于四輥軋機(jī)，可取 =(2.6～3.5)(D1+D2) 取 =3(D1+D2)=7950mm 式中D1、D2——工作輥、支承輥直徑，mm。 3、機(jī)架立柱的斷面尺寸 機(jī)架立柱的斷面尺寸是根據(jù)強(qiáng)度條件確定的。由于作用于軋輥輥頸和機(jī)架立柱上的力相同，而輥頸強(qiáng)度近似地與其直徑平方()成正比，故機(jī)架立柱的斷面積()與軋輥輥頸的直徑平方()有關(guān)。在設(shè)計(jì)

8、時(shí)，可根據(jù)比值(/)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定機(jī)架立柱斷面積，再進(jìn)行機(jī)架強(qiáng)度驗(yàn)算。根據(jù)軋輥材料和軋鋼機(jī)類型，比值(/)可按表3-1選取。 表3-1 機(jī)架立柱斷面積軋輥輥頸直徑平方的比值（） 軋輥材料 軋機(jī)類型 比值（） 備注 鑄鐵 0.6～0.8 碳鋼 開坯機(jī) 0.7～0.9 其他軋機(jī) 0.8～1.0 鉻鋼 四輥軋機(jī) 1.2～1.6 按支承輥輥頸直徑計(jì)算 取=1.6得F=*1.6=*1.6=2227840 機(jī)架立柱的斷面形狀:a、方形斷面b、長方形斷面、工字形斷面d、T字形斷面，選擇方形斷面。 x*y=F 得x=y=1493mm 項(xiàng)目 影響因素 設(shè)計(jì)結(jié)果 窗口高度 軋輥直徑，軸承座高度，軋機(jī)最大開口度和壓下螺絲最小伸出量，安全或測壓元件及液壓缸的高度。閉式機(jī)架中，還要滿足換輥時(shí)所要求的尺寸 H=7950mm 窗口寬度 閉式機(jī)架：軋輥的最大直徑 B1=1.2Db=2100mm B2= B1+10=2110mm 立柱截面積F 機(jī)架的強(qiáng)度和剛度條件 F=*1.6=2227840 x=y=1493mm 4、 機(jī)架校核 以傳動(dòng)側(cè)為例，采用閉式機(jī)架 I1與I2相等 以上各值均小于最大許用值，故符合條件。