950热带钢四辊轧机的设计毕业论文.doc
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1、 毕业设计(论文) 题 目 950热带钢四辊轧机的设计 院 (系) 机械与动力工程学院 专业班级 设维专2009-02 学生姓名 学号 指导教师 职称 高级工程师 评阅教师 职称 2012年 6 月 18 日 学生毕业设计(论文)原创性声明 本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完成,不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
2、毕业设计(论文)作者(签字): 年 月 日 摘 要设计的为950带钢轧机设计。轧钢机主要用来轧制板材,采用四辊式工作机座。轧钢机的主要设备是有一个主机列组成的。轧钢机的主机列石油原动机,传动装置和执行机构三个基本部分组成的。采用的配置方式为电动机减速机齿轮机座轧机。本次设计的设计内容主要包括:轧制压力和轧制力矩的计算及电动机的选取,轧辊的设计及校核,主减速器的设计,轴系部件的设计,齿轮机座的设计,其中包括对减速器的润滑和密封等设计过程按照国家标准和机械设计标准来设计的。设计950带钢轧机的目的是设计专用于轧制950mm规格的板带钢材。本次设计重点是轧机设计和各齿轮的设计,以及电动机驱动功率的计
3、算。关键词:液压压下装置设计 辊系设计 主传动的设计ABSTRACTDesign of the950rolling mill design. Rolling machine is mainly used for rolling sheet, uses four rollers type working machine. Rolling mill equipment is a main columns. Rolling machine mainframe oil original motivation, drive and the actuator three basic components.
4、 Allocation method used for electric motors - - - mill herringbone gear reducer.The design content mainly includes: the rolling force and rolling torque calculation and the selection of motor, roller design and verification, the reducer design, the design of herringbone gear shaft components, design
5、, including reducer such as lubrication and sealing design process in accordance with national standards and mechanical design standard design of.Design of the 950rolling mill is designed special for rolling 950mm specifications of the steel plate and band.The design focuses on the rolling mill desi
6、gn and the design of gears, and the motor drive power calculation.Key word:Hydraulic screwdown device design;Roller design ;Design of main driveII目录摘要IABSTRACTII1 绪 论71.1设计选题背景7 1.2轧机国内外发展的研究现状、成果、发展趋势7 1.3压下系统的研究与应用82 辊 系设计计算9 2.1轧辊尺寸计算9 2.1.1轧辊的基本参数9 2.1.2轧辊的材料10 2.2轧制力的计算102.3轧制力矩的计算122.4轧辊强度的校核1
7、22.5轧辊轴承及寿命计算142.6轴承的安装与润滑152.7万向接轴的选择172.8辊系设计计算安装要点与维护要点173 主传动部分设计计算193.1电机的选择19 3.1.1轧机的电动机力矩19 3.1.2电机的型号确定及功率计算20 3.2轴承寿命20 3.2.1工作辊轴承的寿命计算20 3.2.2支承辊的轴承寿命计算21 3.3减速器传动功率计算21 3.4减速箱齿轮设计及传动零件的设计22 3.4.1减速箱的设计计算22 3.4.2轴的设计计算与校核25 3.4.3箱体的设计28 3.4.4减速器的润滑与密封的选择、润滑剂牌号及容量说明29 3.4.5减速器附件及说明294 压下部分
8、设计计算30 4.1确定液压系统的重要参数30 4.1.1初选系统工作压力30 4.2执行元件的选择30 4.2.1液压基本回路的选择30 4.2.2供油方式的选择30 4.2.3液压系统原理图30 4.3液压缸的设计计算32 4.4液压缸主要性能参数确定33 4.5液压缸主要结构参数的计算34 4.5.1缸筒壁厚计算34 4.5.2活塞及活塞杆的设计计算34 4.6强度和稳定性计算35 4.6.1缸筒壁厚的校核35 4.6.2活塞杆的校核35 4.6.3缸筒和缸底焊缝的计算35 4.7液压缸辅助装置设计36 4.7.1缓冲装置36 4.7.2排气装置36 4.7.3密封装置37 4.8液压泵
9、的计算37 4.9液压压下系统性能验算41 4.10系统发热及温升计算42 4.11液压压下系统的安装与维护435 机架的设计446 轧机的润滑47 6.1轧机润滑范围47 6.2轧机润滑采用的润滑油、脂48 6.3轧机常用的润滑系统简介48 6.4轧机常用的润滑装置497 设计心得51参考文献521 绪论1.1设计选题背景轧钢生产时将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。用轧制方法生产钢材,具有生产率高、品种多、上产过程连续性强、易于实现机械化自动化等优点。因此,它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛地应用。目前,约有90%的钢都是经过轧制成材的。有色金属成材,主要也用轧制方法。【1】目前我国处在新
10、老交替的钢铁生产体系中,轧机在轧钢生产中的作用仍无法替代,轧机仍具有着十分重要的作用。1.2轧机国内外发展的研究现状、成果、发展趋势1.2.1轧机的国内外研究现状及成果从16世纪人类开始轧钢发展到今天,经过了漫长的过程。在1530年或1532年,依尼雪在拿伯格(Nnrmberg)发明了第一个用于轧钢或轧铁的轧机,紧接着,1782年,英国的约翰彼尼(John payne)在有俩个刻成不同形状的孔型的轧辊的轧机中加工锻造棒材。1759年,英国的托马斯 伯勒克里(Thomas Blockley)取得了孔型轧制的另外一个专利,在历史上标志着型钢生产正式开始。轧钢机械的分类。轧钢机械可按所轧辊的材料分为
11、轧辊钢材的和轧辊铝、铜等有色金属的两类。各类轧机的工作原理和主要结构基本相同,只是轧辊的温度、压力和速度有所差异。轧机中使用最多的是轧钢机。轧机又可分为半成品轧机和成品轧机。半成品轧机主要是开坯机,包括初轧机、板坯轧机和钢坯轧机。随着连铸机的逐步推广,某些装有连铸机的钢厂已不再使用开坯机开坯。成品轧机有型材轧机、轨梁轧机、线材轧机、厚板轧机、薄板轧机、带材轧机、箔带轧机、无缝管轧机、铜板轧机、铝板轧机和某些特殊轧机。它们的主要区别是轧辊的布置和辊的形状不同,并且在精度、刚度、强度和外形尺寸上也有很大的差别。1.2.2轧机的发展趋势总的来说,轧钢机械向着大型、连续高速和计算机控制方向发展。轧机的
12、发展,在发展连铸的同时,国外仍在新建或扩建初轧机,以扩大开坯能力。这是由于开坯机具有产品变化灵活,便于实现自动化等优点,如日本1969年有三台板坯初轧机和一台方坯初轧机投入生产。至1970年止,世界上有初轧机达200多台。拥有初轧机最多的国家为美国达130台,日本42台,绝大部分为二辊可逆式轧机,开坯能力达3亿吨以上。七十年代的初轧机轧辊直径增大到1500毫米。我国拥有1000毫米以上大型初轧机七套,还有750850毫米小型初轧机八套,主要用于合金钢厂,为数不多的650毫米轧机是中小钢厂的主要开坯设备。1959年我国开始自行设计制造开坯机,以制成的开坯机有700、750、825、850/650
13、、1150等毫米初轧机。1.3压下系统的研究与应用压下装置也称上辊调整装置,主要作用是通过对上辊的调整,办证轧件给定的压下量轧出所要求的断面尺寸,以及有槽轧辊对准孔型,在连轧机上,还要调整各机座间轧辊的相对位置。压下系统的分类及作用:1)快速压下系统:习惯上把不“带钢”压下的压下装置称为快速压下装置,一般其压下速度大于1mm/s。这种装置主要用于可逆式热轧机上,如初轧机、板坯轧机及中厚板轧机。2)电动双压下装置:这是较旧式轧机上的一种电动压下装置,该压下装置具有粗调与精调两个压下系统。个系统分别有各自的电动机和减速器。3)电液双压下装置:常见的有两种。一种是在带有常规电动压下装置上,把压下螺母
14、下端与一扁形齿轮固结在一起构成的。另一种是粗调仍为电动压下,精调则利用设置在压下螺丝与上轴承之间或在下横梁与下轴承座间的液压缸来实现。4)全液压压下装置:该装置主要包括:主液压缸,检测辊缝值的位置传感器及电液伺服阀等。他取消了传统的电动压下机构,辊缝的调节量完全靠设置在上(下)横梁与上(下)轴承座间的液压缸来完成。2 辊系设计计算21轧辊的尺寸计算211轧辊的基本参数 已知:轧制速度2.5m/s ,轧制温度 1000,轧制不锈钢 1轧辊的名义直径D和滚身长度L的确定轧辊的基本尺寸参数是:轧辊的名义直径D,滚身长度L,辊颈直径d以及辊颈直径l。 950轧钢机的轧辊滚身长度L应大于所轧钢板的最大宽
15、度bmax。L=bmax+a取 a=200L=950+200=1150mm对于四滚轧机,为减少轧制力,应尽量使工作辊直径小一些,但工作辊的最小直径受着轴颈和轴头扭转强度和咬入条件的限制。工作辊直径D1和支承辊直径D2参考3表3-2 各种四滚轧机的L/D1 ,L/D2,,及D2/D1 选择宽带钢轧机精轧机座L/D1 =2.5 得 D1=460mmL/D2=1.25 D2=920mmD2/D1=2.0 2轧辊的重车率 在轧制过程中,轧辊滚面因工作磨损,需不止一次地重车或重磨。轧辊工作表面的每次重车量为0.5-5mm。 查3表3-4 各种轧机地重车率 取重车率为8%。3轧辊辊颈尺寸d和l的确定 轴颈
16、直径d和长度l与轧辊轴承形式及工作载荷有关。由于受轧辊轴承径向尺寸的限制,轴颈直径比轴身直径要小得多。因此轴颈与轴身过渡处,往往是轧辊强度最差的地方。只要条件允许,轴颈直径和轴颈与轴身的过度圆应选大些。 查3表3-5 得工作辊 d1=0.5D1=0.5X460=230mm. L1=d1=230mm支承辊 d2=0.5D2=0.5X920=460mm L2=d2=460mm4轧辊传动端的型号与尺寸 选择滑块式万向联轴器 D1=D-10mm=450mm S= 0.25D1=112.5mm a = 0.5D1=225mm b= 0.2D1=90mm c= b=90mm2.1.2轧辊的材料工作辊的材料
17、选择55Cr支承辊的材料选择 55Mn222轧制力的计算2.2.1轧制压力一 轧制压力1 理论计算。根据塑性力学理论分析变形区内应力状态与变形规律,首先确定接触上单位压力分布规律及大小,求出接触弧上的平均单位压力Pm后,按下式计算: P=PmF式中 Pm 平均单位压力; F轧件与轧辊接触面积在水平方向的投影。 F= 式中b0、b1轧制前后轧件的宽度l 轧件与轧辊接触弧的水平投影当两个轧辊直径相同而在不考虑轧辊弹性压扁情况下,接触弧长度的水平投影l为: 由ABC和ABD 而 BD=2R 则 如果忽略二次项,l近似为 F= 2 热轧钢板轧机平均单位压力计算由于厚板、中板轧机轧制时的/=33.91/
18、24=1.4131时,则平均单位压力的计算应采用薄板轧机的公式:1)轧制时金属的变形阻力变形程度由于在轧制时,轧件在变形区内的压下量实际上是变化的,所以变形程度沿接触弧也是变化的。所以用平均变形程度来表示变形区的变形程度。平均变形程度: 由于变形区特征参数/=33.91/24=1.4132,变形区中的轧件和轧辊之间存在相对滑动。 2)应力状态的影响系数对于热轧薄板轧机来说,外摩擦对应力状态的影响系数一般采用西姆斯公式或西姆斯的简化公式来计算。= 3)金属的变形阻力 查库克变形阻力曲线得:平均单位压力: 轧制力 P=PmF=149.0438996.5=5.81MN2.3轧制力矩轧件的咬入角 a
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