四輥小型萬(wàn)能軋機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第 1 章 緒論</b></p><p><b>　　1.1軋鋼機(jī)的簡(jiǎn)介</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)金屬軋制過(guò)程、完成金屬塑性變形的設(shè)備。包括主要設(shè)備及附屬設(shè)備，但一般所說(shuō)的軋機(jī)僅指主要設(shè)備。</p><p>　　最早的軋機(jī)出現(xiàn)在14世紀(jì)的歐洲，1480年意大利人達(dá)?芬奇(Leonar

2、do da Vinci)曾設(shè)計(jì)出軋機(jī)的草圖。1553年法國(guó)人布律利埃(Brulier)軋制出金和銀的板材，用以制造錢幣。此后，西班牙、比利時(shí)和英國(guó)相繼出現(xiàn)了軋機(jī)。1766年英國(guó)有了順列式的小型軋機(jī)，至19世紀(jì)中葉，第一臺(tái)可逆式軋機(jī)在英國(guó)投產(chǎn)，并軋出了船用板材。1838年建成了帶活套(見活套軋制)的二列式線材軋機(jī)(見橫列式軋機(jī))。1848年德國(guó)發(fā)明了萬(wàn)能軋機(jī)，1853年美國(guó)開始應(yīng)用三輥式型材軋機(jī)，并用蒸汽機(jī)傳動(dòng)升降臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了升降動(dòng)作的機(jī)械

3、化。接著美國(guó)又出現(xiàn)了三輥式勞特軋機(jī)(見厚板軋機(jī))，1859年建造了第一臺(tái)連續(xù)式軋機(jī)，1862年英國(guó)人貝德森(G．Bedson)取得了平輥立輥交替配置的連續(xù)式線材軋機(jī)(見平立交替精軋機(jī)組)的專利。軋制型材的帶立輥的萬(wàn)能軋機(jī)是1872年問(wèn)世的，20世紀(jì)初期建造了半連續(xù)式帶鋼軋機(jī)。20世紀(jì)60年代以來(lái)各類軋機(jī)在設(shè)計(jì)、研究和制造方面取得了很大進(jìn)展，并朝著連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化和專業(yè)化的方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘130m的各種類型的線

4、材軋機(jī)、全連續(xù)式的冷、熱帶鋼軋機(jī)、寬度為5500</p><p>　　中國(guó)于1871年在福州船政局所屬拉鐵廠首先應(yīng)用軋機(jī)，用以軋制厚度為15mm以下的鋼板，6～120mm的方、圓鋼。1890年湖北漢冶萍公司漢陽(yáng)鐵廠裝有寬為2450mm的用蒸汽機(jī)拖動(dòng)的二輥中板軋機(jī)、橫列式三機(jī)架二輥軌梁軋機(jī)以及350mm/300mm的小型軋機(jī)。隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，中國(guó)已有用來(lái)生產(chǎn)鋼板、鋼管、型鋼和線材的多種類

5、型的現(xiàn)代化軋機(jī)。</p><p>　　軋機(jī)的主要設(shè)備有工作機(jī)座和傳動(dòng)裝置。工作機(jī)座由軋輥、軋輥軸承、機(jī)架、軌座、軋輥調(diào)整裝置、軋輥平衡裝置、導(dǎo)衛(wèi)裝置以及換輥裝置等組成。此外還有無(wú)牌坊軋機(jī)。傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、齒輪機(jī)座和連接軸、接手等組成。齒輪機(jī)座的作用是將傳動(dòng)力矩分送到兩個(gè)或兩個(gè)以上受力的軋輥上。如采用直流電機(jī)軀動(dòng)軋機(jī)，可不設(shè)減速裝置。</p><p>　　軋機(jī)的附屬設(shè)備主要是軋機(jī)前

6、后的升降裝置、移送裝置、翻轉(zhuǎn)裝置以及工作輥道和延伸輥道等。</p><p>　　軋鋼就是用軋鋼機(jī)對(duì)鋼坯進(jìn)行壓力加工，獲得需要的形狀規(guī)格和性能的過(guò)程。軋機(jī)主要是有幾組軋輥構(gòu)成，軋輥是一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的輥?zhàn)?，兩個(gè)輥?zhàn)又g形成一定形狀的縫或孔，鋼坯通過(guò)軋輥就成為一定形狀的鋼材。</p><p>　　在結(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。</p><p&

7、gt;　　我們常見的鋼軌、圓鋼、方鋼、槽鋼、T形鋼、汽車板、橋梁鋼、螺紋鋼、鋼筋以及火車輪都是通過(guò)軋鋼工藝加工出來(lái)的。</p><p>　　我國(guó)大型鋼廠從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(dòng)化控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過(guò)程和操作監(jiān)控均由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施，軋件在幾架軋機(jī)上同時(shí)軋制，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。</p><p>　　1996年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量突破1億噸，成為世界上第一產(chǎn)鋼大

8、國(guó)，2003年突破2億噸，2005年突破3億噸，并連續(xù)10年保持世界第一。2006年我國(guó)鋼產(chǎn)量突破4億噸。我國(guó)鋼鐵業(yè)的迅猛發(fā)展，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前我國(guó)鋼鐵工花藝裝配水平雖然有了長(zhǎng)足的發(fā)展，距居世界先進(jìn)水平差距還很大。其中軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)制造不但走不出國(guó)門，而且還主要是靠進(jìn)口。日本花16億美元引進(jìn)先進(jìn)冶金裝備及技術(shù)，建成年產(chǎn)1.6億噸的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)，然后通過(guò)消化吸收和再創(chuàng)新，又大量向世界各國(guó)輸出技術(shù)，成為世界鋼鐵生產(chǎn)第一

9、強(qiáng)國(guó)。我國(guó)前后花200億美元引進(jìn)冶金設(shè)備和技術(shù)。我國(guó)要從鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)變成鋼鐵生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，必須依靠技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)自主創(chuàng)新。特別是要盡快提高我國(guó)軋鋼機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，這是非常重要的。</p><p>　　現(xiàn)代的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是由煉鐵、煉鋼和軋鋼三個(gè)主要的生產(chǎn)系統(tǒng)組成的，軋鋼生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)。 軋鋼車間擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)鋼材的任務(wù)。例如，鋪設(shè)一條5 oOOkm的雙軌鐵路，需要100萬(wàn)噸重型鋼軌；制造一艘萬(wàn)噸輪船，約需6

10、000t鋼板；鋪設(shè)一條5oookm的石油輸送管道，需要90．萬(wàn)噸無(wú)縫鋼管。因此，鋼鐵軋制在國(guó)家工業(yè)體系中占有舉足輕重的基礎(chǔ)地位。</p><p>　　20世紀(jì)90年代以前，中國(guó)軋鋼生產(chǎn)的平均水平與世界主要產(chǎn)鋼國(guó)比較，還比較落后。軋鋼生產(chǎn)以型鋼為主，生產(chǎn)線大、中、小型并存。不同企業(yè)的技術(shù)裝備水平參差不齊，能耗、成本較高。很多企業(yè)還使用著20世紀(jì)50～60年代較為陳舊的設(shè)備和工藝。這是鋼材質(zhì)量、品種和效益較差的主要原

11、因。</p><p>　　20世紀(jì)90年代后期，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)有了高速的發(fā)展。加入WTO后，為適應(yīng)參與國(guó)際鋼材市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，國(guó)內(nèi)各大企業(yè)采用當(dāng)今世界先進(jìn)技術(shù)和裝備，進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造。廣泛引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，使中國(guó)軋鋼生產(chǎn)的水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，發(fā)展了一批高技術(shù)、高附加值的品種，如汽車、家電用薄鋼板，H型鋼，高檔次石油鉆套管，UOE大口徑天然氣輸送管道鋼管等。95％以上的鋼材品種，從數(shù)量到質(zhì)量均可以滿足國(guó)民

12、經(jīng)濟(jì)各部門的需要。對(duì)于一批高難度的品種也在組織技術(shù)攻關(guān)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，如高檔次汽車用冷軋薄板、不銹鋼冷軋薄板等。建成了以寶鋼、天津大無(wú)縫為代表的現(xiàn)代化企業(yè)和以邯鋼、珠鋼、包鋼薄板坯連鑄連軋為代表的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。9：1重I 2002年產(chǎn)鋼100萬(wàn)噸以上鋼鐵企業(yè)(集團(tuán))已有50家，年產(chǎn)鋼量1．54億噸，已占全國(guó)鋼產(chǎn)量的85Z。其中寶鋼集團(tuán)年產(chǎn)鋼規(guī)模達(dá)2 000萬(wàn)噸；鞍鋼達(dá)1 000萬(wàn)噸；中國(guó)鋼鐵工業(yè)已進(jìn)入技術(shù)創(chuàng)新全面繁榮的新時(shí)期。軋鋼生

13、產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向?yàn)椋和ㄓ霉に嚰夹g(shù)、綜合節(jié)能與環(huán)保技術(shù)、新品種開發(fā)與鋼材性能優(yōu)化技術(shù)、信息技術(shù)和裝備機(jī)電控制一體化技術(shù)。</p><p>　　1.2 軋鋼設(shè)備的發(fā)展動(dòng)向</p><p>　　軋鋼設(shè)備發(fā)展動(dòng)向是大型化、連續(xù)化、高速化和自動(dòng)化。</p><p><b>　?。?）、大型化方面</b></p><p>　　1)

14、、增大綱錠（鋼坯）或帶卷重量。過(guò)去初軋機(jī)鋼錠一般為10～20噸，現(xiàn)在已加大到40～50噸（目前已經(jīng)向全連鑄發(fā)展，從而取消初軋），熱連軋的最大帶卷重量已有15噸增大到45噸，冷軋卷重達(dá)60噸，線材盤重已達(dá)2～4噸。</p><p><b>　　2)、增大軋輥直徑</b></p><p>　　初軋機(jī)軋輥直徑已達(dá)1300～1500mm，帶鋼熱軋工作輥已達(dá)760～850mm，

15、精軋機(jī)組的支承輥直徑已增加到1700mm。</p><p>　　3)、增大主電機(jī)功率</p><p><b>　?。?）、高速化方面</b></p><p>　　寬帶鋼熱連軋速度達(dá)28.6m/s，冷連軋已達(dá)41.5m/s，線材軋機(jī)已達(dá)60～75m/s。</p><p><b>　?。?）、連續(xù)化方面</b

16、></p><p>　　原有冷、熱連軋、線材軋機(jī)外，尚發(fā)展了寬邊工字鋼連軋機(jī)、無(wú)縫鋼管連軋機(jī)、連續(xù)焊管軋機(jī)及圓、方坯連軋機(jī)等。</p><p><b>　　（4）、自動(dòng)化方面</b></p><p>　　目前寬帶鋼軋機(jī)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制水平在各類軋機(jī)中是最高的，從板坯上料到卷取全部采用計(jì)算機(jī)控制。</p><p>　

17、　冷連軋機(jī)上亦采用了鋼板厚度自動(dòng)控制（AGC）。</p><p>　　平整機(jī)上延伸率自動(dòng)控制（AEC）和其它自動(dòng)化措施等。</p><p>　　我國(guó)鋼鐵企業(yè)和重型機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)在有了很大的發(fā)展，如攀鋼發(fā)展也比較快，其中冷軋廠，軌梁廠的萬(wàn)能軋機(jī)的自動(dòng)化水平都比較高。</p><p>　　1.3 軋鋼機(jī)的分類</p><p>　　軋鋼機(jī)通常可以按用

18、途、構(gòu)造和布置分類。</p><p><b>　　1、按用途分類</b></p><p>　　軋鋼機(jī)按用途可分為開坯軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、板帶軋機(jī)、鋼管軋機(jī)和特殊軋機(jī)。如橫軋機(jī)、輪箍軋機(jī)等。</p><p>　　這種分類可以反映軋機(jī)的主要性能參數(shù)及其軋制的產(chǎn)品規(guī)格。</p><p>　　其技術(shù)特性見表1-1P3。</p&

19、gt;<p>　　2、按構(gòu)造分類（按軋輥在機(jī)座中的布置分類）</p><p>　　根據(jù)軋輥在機(jī)座中的布置形式不同，軋鋼機(jī)可分為下列五種形式。</p><p>　?。?）、具有水平軋輥的軋機(jī)；</p><p>　　二輥式，三輥式，三輥勞特式，復(fù)二輥式，四輥式，多輥式（十二輥式，二十輥式，偏八輥式），行星式。</p><p>　?。?/p>

20、2）、具有立式軋輥的軋機(jī)；</p><p>　?。?）、具有水平軋輥和立式軋輥的軋機(jī)（萬(wàn)能軋機(jī)）；</p><p>　　二輥式萬(wàn)能軋機(jī)。H型鋼軋機(jī)（生產(chǎn)大型工字鋼）。</p><p>　　（4）、具有傾斜布置軋輥的軋機(jī)；</p><p>　　用于無(wú)縫鋼管穿孔機(jī)，均整機(jī)。450無(wú)扭轉(zhuǎn)線材軋機(jī)。</p><p>　?。?）

21、、其它特殊軋機(jī)；</p><p>　　鋼球軋機(jī)、輪箍軋機(jī)、車輪軋機(jī)。</p><p>　　3、按軋鋼機(jī)的布置形式分類（按工作機(jī)座布置分類） </p><p>　　軋鋼機(jī)的布置形式是依據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品及軋制工藝要求來(lái)確定的，機(jī)座排列的順序和數(shù)量的多少，構(gòu)成了不同車間布局的特點(diǎn)。根據(jù)軋鋼機(jī)布置形式可分為：?jiǎn)螜C(jī)架式、多機(jī)架順列式、橫列式、連續(xù)式、半連續(xù)式、串列往復(fù)式、布棋式等。

22、1.5 軋鋼機(jī)的組成及結(jié)構(gòu)</p><p>　　軋鋼機(jī)主要包括：主電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)座等部分。主電機(jī)是為軋輥旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力的設(shè)備。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常是有減速機(jī)、齒輪座、連接軸、和聯(lián)軸器等部件組成的。工作機(jī)座是主機(jī)的主要組成部分。包括：（1）機(jī)架，在窗口內(nèi)安裝軸承；（2）軋輥，軋件在其間被軋制（壓縮延伸）；（3）軋輥軸承，用以軋輥的支撐和定位；（4）軋輥調(diào)整裝置及上棍平衡裝置，前者用來(lái)調(diào)整軋輥間的距離，后者用來(lái)校車上軸

23、承座與壓下系統(tǒng)間的間隙；（5）導(dǎo)位裝置，用來(lái)使軋件按照規(guī)定的位置、方向和狀態(tài)準(zhǔn)確地進(jìn)出孔型；（6）軌座（也稱地腳板），機(jī)架安裝在軌座上，軌座固定在基礎(chǔ)上。不同類型的軋機(jī)，工作機(jī)座組成部分大體一致。</p><p>　　1.4 軋鋼機(jī)的標(biāo)稱</p><p>　　軋鋼機(jī)的類別與規(guī)格與軋鋼機(jī)的斷面尺寸有關(guān)，因此軋鋼機(jī)的初軋和型鋼的類是以軋鋼的名義直徑。也就是說(shuō)軋鋼機(jī)的大小是常用與軋件有關(guān)的尺寸參

24、數(shù)來(lái)標(biāo)稱。</p><p>　　初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)的主要性能參數(shù)是軋輥名義直徑，因?yàn)檐堓伒拿x直徑的大小與其能夠軋制的最大斷面有關(guān)，因此，初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)是以軋輥的名義直徑標(biāo)稱的。</p><p>　　小型軋鋼機(jī)的名義直徑為：180——450mm。</p><p>　　1.5 萬(wàn)能軋機(jī)的簡(jiǎn)介</p><p>　　1.5.1萬(wàn)能軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)<

25、/p><p>　　萬(wàn)能軋機(jī)壓下技術(shù)采用了最先進(jìn)的液壓伺服系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)械有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　(1)調(diào)整精度高；</b></p><p>　　(2)終軋產(chǎn)品的尺寸波動(dòng)小；</p><p>　　(3)自動(dòng)輥縫調(diào)零；</p><p>　　(4)換輥后可以自動(dòng)測(cè)量彈跳；</p

26、><p>　　(5)軋輥輥縫的預(yù)設(shè)定；</p><p>　　(6)在軋制過(guò)程中也可以進(jìn)行輥縫的調(diào)整；</p><p><b>　　(7)過(guò)載保護(hù)。</b></p><p>　　1.5.2萬(wàn)能軋制法簡(jiǎn)介</p><p>　　萬(wàn)能法軋制鋼軌與傳統(tǒng)的孔型軋制法有很大的區(qū)別。通過(guò)兩架開坯機(jī)的軋制出初具軌形的軋

27、件，建立起頭、腰和底的比例關(guān)系。同時(shí)軌底要保證充到孔型根部，軌頭不發(fā)生過(guò)充滿。這是萬(wàn)能軋機(jī)軋制鋼軌的基礎(chǔ)。萬(wàn)能軋機(jī)為精軋機(jī)組，它由萬(wàn)能粗軋機(jī)(UR)、兩個(gè)孔型的軋邊機(jī)(E)和萬(wàn)能精軋機(jī)(UF)組成。共有9個(gè)獨(dú)立定位的軋輥參與軋制，通過(guò)三道次軋制，最終軋出成品。除了頭寬和腰厚有關(guān)聯(lián)性外，底寬和軌高都可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，相互之間不受影響，調(diào)整方法也多，比傳統(tǒng)軋制法調(diào)整的靈活性大，更容易調(diào)整。這種軋制方法的主要優(yōu)點(diǎn)是頭部和底部有立輥的直接壓下，

28、同時(shí)對(duì)軌頭和軌底的軋制是由立輥進(jìn)行的，軋制方向與軋輥的旋轉(zhuǎn)方向相同，沒(méi)有了與軌頭和軌底與軋輥的滑動(dòng)，提高了鋼軌的表面質(zhì)量。</p><p>　　1.5.3 萬(wàn)能軋機(jī)的調(diào)整</p><p>　　萬(wàn)能軋機(jī)的調(diào)整主要包括換輥后的調(diào)整和在軋制過(guò)程中受溫度影響而進(jìn)行的調(diào)整。一般情況下，隨溫度的變化較為好調(diào)。換輥時(shí)，特別是換粗軋輥時(shí)，調(diào)整量可能會(huì)很大，主要受校準(zhǔn)及軋輥軸向的影響。</p>

29、<p>　　第 2 章 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)方案的制定</p><p>　　2.1 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)裝置的功用與組成</p><p>　　軋鋼機(jī)主機(jī)列由工作機(jī)座，主傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)組成。主傳動(dòng)裝置的作用是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)座的軋輥，使其以一定的速度和輸出扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的軋制。</p><p>　　主傳動(dòng)裝置的組成與軋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和工作制度有關(guān)。軋鋼機(jī)主

30、傳動(dòng)裝置的基本構(gòu)成包括聯(lián)軸器，減速器，齒輪機(jī)座，連接軸等。</p><p>　　如果軋制速度較高，可以取消減速器，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪箱驅(qū)動(dòng)軋輥，或者采用單電機(jī)傳動(dòng)方式，由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別直接傳動(dòng)兩個(gè)軋輥。這樣的傳動(dòng)方式可以降低傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩和傳動(dòng)消耗，提高軋機(jī)的動(dòng)力性能。</p><p>　　2.2 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)方案的選擇</p><p><b>　　（

31、A ）</b></p><p>　　傳動(dòng)方案A：軋輥由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。這種型式的傳動(dòng)裝置主要用于大型的可逆式軋鋼機(jī)，如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、厚板軋機(jī)等。在這種可逆式軋鋼機(jī)上，軋輥經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，要求傳動(dòng)系統(tǒng)有較小的飛輪力矩。軋輥由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，可使傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩大為減小。</p><p><b>　　（ B ）</b></p><

32、;p>　　傳動(dòng)方案B：軋輥通過(guò)電動(dòng)機(jī)和齒輪座驅(qū)動(dòng)。這種型式的傳動(dòng)裝置在可逆式和不可逆式軋鋼機(jī)上都有應(yīng)用。對(duì)某些可逆式軋鋼機(jī)，如受結(jié)構(gòu)限制能采用軋輥由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，就采用這種型式的傳動(dòng)，如1000mm以下的初軋機(jī)等。在不可逆式的軋鋼機(jī)上，如果軋鋼轉(zhuǎn)速大于70-75r/min,采用低速電動(dòng)機(jī)的投資費(fèi)用與采用高速電動(dòng)機(jī)帶有減速機(jī)的投資費(fèi)用相差不打時(shí)，也采用這種型式的傳動(dòng)裝置，如帶鋼軋機(jī)的粗軋機(jī)座等。</p><p

33、><b>　　（ C )</b></p><p>　　傳動(dòng)方案C：軋輥通過(guò)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)和齒輪座驅(qū)動(dòng)。這種型式的傳動(dòng)裝置一般用于不可逆式軋鋼機(jī)，如二輥鋼坯，型鋼軋機(jī)，四輥板帶軋機(jī)等，也可用于速度較低的四輥可逆式軋鋼機(jī)等。</p><p>　　綜合考慮這三個(gè)方案，C方案較合適萬(wàn)能軋鋼機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　第 3 章 軋制力及

34、其力矩的計(jì)算</p><p>　　3.1 軋制力的計(jì)算 </p><p>　　在計(jì)算中常用的公式有S.Ekelund公式、Sims公式、Stone等公式。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體情況選擇應(yīng)用。</p><p>　　其中S.Ekelund公式實(shí)用范圍是：</p><p>　　1) 熱軋型鋼時(shí)計(jì)算平均單位壓力；</p><p&

35、gt;　　2) 軋制溫度大于950℃，材質(zhì)為Q235；</p><p>　　3) 軋制速度小于5m/s時(shí)。</p><p>　　軋制壓力P等于平均單位壓力與接觸水平投影面積F之乘積。</p><p>　　3.1.1 平均單位壓力的計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)中選用S.Ekelund公式，</p><p>　　S.E

36、kelund公式為：</p><p>　　=（×） （式3.1）</p><p>　　式中： ——外摩擦對(duì)單位壓力影響系數(shù)；</p><p>　　——靜壓力下單位變形力；</p><p><b>　　——粘性系數(shù)； </b></p><p><b>　　—

37、—平均變形速度。</b></p><p>　　其中第一項(xiàng)是考慮外摩擦的影響，決定的經(jīng)驗(yàn)公式為：</p><p><b>　　（式3.2）</b></p><p>　　式中： ——軋輥工作半徑，mm；</p><p><b>　　——壓下量，。</b></p><p

38、>　　第二項(xiàng)中乘積是考慮變形速度對(duì)變形抗力的影響，其中平均變形速度值用下式計(jì)算：</p><p>　　= （式3.3）</p><p>　　式中： ——軋制速度，m/s；</p><p>　　計(jì)算和的經(jīng)驗(yàn)公式為：</p><p>　　=（14－0.01）（1.4＋C＋Mn+0.3

39、Cr）×10Mpa （式3.4）</p><p>　　= 0.01(14－0.01 t)×10MPa.s （式3.5）</p><p>　　式中： t —— 軋制溫度，℃；</p><p>　　—— 以%表示的碳的百分含量，本設(shè)計(jì)中取0.14；</p><p>　　Mn—— 以%表示

40、的Mn的百分含量，本設(shè)計(jì)中取0.30；</p><p>　　Cr——以%表示的Cr的百分含量，本設(shè)計(jì)中取0。</p><p><b>　　f的計(jì)算公式為：</b></p><p>　　=（1.05－0.0005 t） （式3.6）</p><p>　　對(duì)鋼軋輥，=0.9；對(duì)鑄鐵軋輥，=0.8；由于

41、本設(shè)計(jì)軋輥為鋼軋輥， 本設(shè)計(jì)中=0.9。</p><p>　　近年來(lái)，對(duì)S.Ekelund 公式進(jìn)行了修正。按下式計(jì)算粘性系數(shù)：</p><p>　　= 0.01（14－0.01）×10MPa.s （式3.7）</p><p>　　式

42、中決定于軋制速度。的選擇見下表：</p><p>　　表3.1 粘度系數(shù)與軋制速度的對(duì)應(yīng)表</p><p>　　3.1.2 接觸面水平投影面積的計(jì)算</p><p>　　在簡(jiǎn)單軋制情況下，計(jì)算接觸面水平投影面積F公式為：</p><p>　　F== （式3.8）</p><p>　

43、　式中： ——軋件平均寬度；mm；</p><p>　　——接觸弧長(zhǎng)度；mm；</p><p>　　、——軋件軋前軋后寬度；mm；</p><p>　　——軋輥平均工作半徑，mm；</p><p>　　——平均壓下量，mm</p><p>　　3.1.3 左右輥軋制力的計(jì)算</p><p>　

44、　軋輥為鍛鋼軋輥，則=0.9，軋制溫度為800～1000℃，根據(jù)（式3.6）</p><p>　　=（1.05-0.0005 t） </p><p><b>　　則=0.65</b></p><p>　　軋輥半徑取=D/2=350/2=175mm，=0.5mm，，=2.5，設(shè)=0.5由左右輥一輥承擔(dān)，則軋制力計(jì)算式中的=1mm，根據(jù)（式3.2

45、）有:</p><p><b>　　則m=2.45</b></p><p>　　按照Q235碳鋼的相關(guān)參數(shù)，軋制溫度取下限800℃，碳含量<0.22，Mn和 Cr取0。</p><p><b>　　根據(jù)式（3.4）</b></p><p>　　=（14－0.01t）（1.4＋C＋Mn+0.3C

46、r）×10Mpa </p><p>　　=（14－0.01×800）（1.4＋0.22）×10Mpa = 97.2Mpa</p><p>　　根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，溫度在950-1000℃的一般情況下，變形抗力K在60-80MPa之間，現(xiàn)在取溫度為800℃，則變形抗力K可達(dá)100～120MPa，此處取=120 Mpa，根據(jù)（式3.7）軋制速度=3

47、.5m/s ，則取0.1</p><p>　　則 = 0.01(14－0.01 t) ×10MPa.s=0.6 MPa.s</p><p><b>　　根據(jù)式（3.3）</b></p><p><b>　　=0.15</b></p><p>　　上述各參數(shù)帶入（式3.1）的S.Ekelun

48、d公式，得單位壓力：</p><p>　　=（×）=（1+2.45）（120+0.15×0.6）≈414.0</p><p>　　根據(jù)(式3.8），計(jì)算接觸面水平投影面積F。</p><p>　　F===80×13.23=1058.0mm2 </p><p>　　則軋制壓力P=×F=414×1

49、058=430812≈43.0噸</p><p>　　3.1.4 上下輥軋制力的計(jì)算</p><p>　　同左右輥軋制力的計(jì)算方法，=0.65，</p><p>　　= 0.01(14－0.01 t) ×10MPa.s=0.6 MPa·s，k=120 Mpa，此時(shí)R=202.5mm。</p><p><b>　　

50、1.87</b></p><p><b>　　=0.085</b></p><p>　　F===120×10.84=1272.0mm2 </p><p><b>　　=（×）=344</b></p><p>　　則軋制壓力P=×F=437568≈43.8噸&

51、lt;/p><p>　　3.2 軋制力矩的計(jì)算</p><p>　　3.2.1 左右輥的軋制力矩的計(jì)算</p><p>　　軋件的兩個(gè)腿，在左右輥和上下輥之間，在兩個(gè)輥間均有壓下。但以左右輥間為主。驅(qū)動(dòng)單輥的軋制力矩為：</p><p>　　式中： ——軋制力，t；</p><p>　　——力臂系數(shù)，熱軋時(shí)，=

52、 0.42～0.45，此處取=0.45</p><p>　　——軋制變形區(qū)長(zhǎng)度，=13.23mm。</p><p>　　所以43×0.45×13.23=2560.0N.m</p><p>　　3.2.2 上下輥的軋制力矩的計(jì)算</p><p>　　此力矩用以克服軋件變形即變形中發(fā)生于輥面上之軋件摩擦力。驅(qū)動(dòng)單輥的軋制力矩為

53、：</p><p>　　式中： ——軋制力，t；</p><p>　　——力臂系數(shù)，熱軋時(shí)，= 0.42～0.45，考慮兩個(gè)腿部和上下輥輥面的附加摩擦，本設(shè)計(jì)取= 0.45。</p><p>　　——軋制變形區(qū)長(zhǎng)度，=10.6mm。</p><p>　　所以43.8×0.45×10.6=2089.3N.m<

54、;/p><p><b>　　3.3 力矩的分配</b></p><p>　　對(duì)腿部做功的是作用在其上的力矩，分別由兩個(gè)輥承擔(dān)。根據(jù)軋制過(guò)程的實(shí)際情況，將軋制力矩的60%由左右輥分擔(dān)，而另40%由上下輥承擔(dān)，且各承擔(dān)20%。</p><p>　　所以左右輥承受的力矩為：</p><p><b>　　N.m</b

55、></p><p>　　上下輥所承擔(dān)的20%力矩按照速比放大：</p><p><b>　　N.m</b></p><p>　　由于單個(gè)的上下輥同時(shí)承受兩個(gè)腿上半部或下半部的力矩，所以其承受的來(lái)自腿部的力矩為：</p><p><b>　　N.m </b></p><p

56、>　　則上下輥所在軸承受的總力矩為：</p><p>　　2089+1325+15361.294=5401.6N.m</p><p><b>　　第4章 軋輥的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 軋輥的基本類型及結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.1.1 軋輥的基本類型 </p><p>　

57、　按照軋輥的軸頭形式軋輥分為梅花軸頭軋輥、，萬(wàn)向軸頭軋輥，帶鍵槽軸頭軋輥，圓柱形軸頭軋輥和帶平臺(tái)軸頭軋輥。</p><p>　　4.1.2 軋輥的結(jié)構(gòu)</p><p>　　軋輥是用來(lái)對(duì)軋件進(jìn)行軋制加工的工具，它是整個(gè)工作機(jī)座的中心，機(jī)座的其他組件和機(jī)構(gòu)都是為了裝置、支承和調(diào)整軋輥以及引導(dǎo)軋件正確地進(jìn)入軋輥而設(shè)的。</p><p><b>　　輥身 <

58、/b></p><p>　　輥身是軋輥的中間部分，直接與軋件接觸，經(jīng)常處于高溫、高壓、受沖擊等繁重的工作負(fù)荷以及承受高溫下用水冷卻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。型鋼軋機(jī)軋輥的輥身上有軋槽，根據(jù)型鋼的要求安排孔型。</p><p><b>　　2.輥頸</b></p><p>　　輥頸安排在軸承中，承受軋制壓力，并通過(guò)軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機(jī)架。輥

59、頸的形狀有圓柱形和圓錐形兩類，圓柱形輥頸用于滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承，圓錐形輥頸用于液體摩擦軸承。</p><p><b>　　3.輥頭</b></p><p>　　輥頭和聯(lián)軸器相連接，傳遞軋制扭矩。輥頭的形狀有梅花軸頭、扁頭和帶有鍵槽的圓柱形三種。梅花軸頭用于和梅花套筒、梅花接軸相連接；扁頭用于和萬(wàn)向接軸相連接；帶雙鍵槽的圓柱形輥頭，則用鍵與套筒配合組成式輥頭，與萬(wàn)向接軸

60、或齒形接軸連接。</p><p>　　4.2 軋輥材質(zhì)選擇</p><p>　　軋輥是軋機(jī)的主要部件，軋輥材質(zhì)的選擇與軋機(jī)工作特點(diǎn)及損壞形式有密切的關(guān)系，因此，在選擇軋輥材質(zhì)時(shí)，除考慮軋輥的工作要求與特點(diǎn)外，還要考慮軋輥常見的破壞形式和破壞原因。</p><p>　　由于粗軋機(jī)和型鋼軋機(jī)軋輥受到較大沖擊負(fù)荷，因此要有足夠的強(qiáng)度，而輥面硬度可放在第二位。初軋機(jī)常用高強(qiáng)

61、度鑄鋼和鍛鋼；型鋼初軋機(jī)多用鑄鋼。在型鋼軋機(jī)的成品機(jī)架上，成品形狀及公差要求嚴(yán)格，要求軋輥有較高的表面硬度及耐磨性，一般選用鑄鐵軋輥。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中開坯機(jī)軋輥材質(zhì)選用合金鍛鋼。對(duì)于萬(wàn)能軋機(jī)，為了降低輥耗，提高產(chǎn)量，本設(shè)計(jì)采用的是復(fù)合襯套式軋輥。由于萬(wàn)能粗軋機(jī)是可逆式往復(fù)軋制且壓下量大，主要考慮軋輥強(qiáng)度，并具有大的摩擦力以利軋件咬入，故其軋輥的輥芯采用鍛鋼，而輥套采用鑄鋼。精軋機(jī)的輥套則采用硬度高、

62、表面光滑且耐磨的球墨鑄鐵。采用復(fù)合襯套式軋輥，使輥套具有較好的耐熱裂性，有利于增加軋機(jī)的作業(yè)率。</p><p>　　4.3 軋輥的系列尺寸計(jì)算</p><p>　　4.3.1左右軋輥尺寸計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)取 D=350.0mm 輥身長(zhǎng)度L=80.0mm</p><p><b>　　選用滾動(dòng)軸承</b&g

63、t;</p><p>　　輥頸d=(0.6～0.7)D l/d=1.2 </p><p>　　取d=0.64D=0.64×350=224.0mm</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)取d=238.0mm</p><p>　　則l=1.2×238=285.6.0mm</p><p>　　輥

64、頭 -（5～15）mm</p><p>　　取 -10=340.0mm </p><p>　　4.3.2 上下軋輥的尺寸計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)取D=405.0mm； L=119.0mm</p><p>　　同左右軋輥的尺寸計(jì)算方法，選用滾動(dòng)軸承</p><p>　　輥頸d=(0.6～0.7)D l/d=1

65、.2 </p><p>　　本設(shè)計(jì)取d=0.64D=0.64×405=259.2mm 取d=258mm</p><p>　　則l=1.2×259=311.0mm</p><p>　　輥頭 -（5～15）mm</p><p>　　取 -10=395.0mm</p><p><b>　　

66、4.4 軋輥的校核</b></p><p>　　通常對(duì)輥身計(jì)算彎曲，對(duì)輥頸則計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)，對(duì)傳動(dòng)端計(jì)算扭轉(zhuǎn)。</p><p>　　4.4.1 左右軋輥的校核</p><p>　?。?）輥身 軋制力所在的輥身斷面上彎曲力矩為</p><p><b>　　其中：</b></p><p&g

67、t;<b>　　彎曲應(yīng)力</b></p><p>　　式中 —計(jì)算斷面處的軋輥直徑</p><p>　　—壓下螺絲間的中心距</p><p>　　x —所計(jì)算的軋槽與支反力的距離</p><p>　?。?）輥頸 輥頸上的彎矩，由最大支反力決定，即</p><p><b>　　—最大

68、支反力</b></p><p>　　—壓下螺絲中心線至主輥身邊緣的距離</p><p>　　輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為</p><p><b>　　=1.1MPa</b></p><p>　　式中—輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎矩</p><p>　　—作用在軋輥上的扭轉(zhuǎn)力矩<

69、/p><p><b>　　—輥頸直徑</b></p><p>　　輥頸強(qiáng)度要按彎扭合成應(yīng)力計(jì)算。</p><p>　　采用鋼軋輥，合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算，即：</p><p>　　( 3 )輥頭 其最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：</p><p>　　軋輥的安全系數(shù)一般取為n=5，則許用應(yīng)力。軋輥材料的許用應(yīng)力

70、查得：</p><p>　　鑄鋼：強(qiáng)度極限=500～600Mpa；許用應(yīng)力=100～120Mpa</p><p>　　取=500Mpa，則</p><p><b>　　因?yàn)?</b></p><p>　　所以 左右軋輥強(qiáng)度滿足條件。</p><p>　　4.4.2 上下軋輥的校核</p>

71、;<p>　　上下軋輥的校核方法同左右軋輥的校核。</p><p>　?。?）輥身 軋制力所在的輥身斷面上彎曲力矩為</p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　彎曲應(yīng)力</b></p><p>　?。?）輥頸 輥頸上的彎矩，由最大支反力決定，即&l

72、t;/p><p>　　輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為</p><p><b>　　=1.6MPa</b></p><p>　　輥頸強(qiáng)度要按彎扭合成應(yīng)力計(jì)算。</p><p>　　采用鋼軋輥，合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算，即：</p><p>　　( 3 )輥頭 其最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為</p&

73、gt;<p>　　軋輥的安全系數(shù)一般取為n=5，則許用應(yīng)力。軋輥材料的許用應(yīng)力查得：</p><p>　　鑄鋼：強(qiáng)度極限=500～600Mpa；許用應(yīng)力=100～120MPa</p><p>　　取=500Mpa，則</p><p><b>　　因?yàn)?</b></p><p>　　所以 上下軋輥強(qiáng)度滿足條件

74、。</p><p>　　綜上所述:經(jīng)校核左右上下軋輥均滿足強(qiáng)度條件。</p><p>　　4.5萬(wàn)能軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)</p><p>　　4.5.1萬(wàn)能精軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)</p><p>　　萬(wàn)能精軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)主要是確定H型鋼邊部?jī)?nèi)側(cè)間距，即UF孔型水平輥寬度WF。萬(wàn)能精軋機(jī)軋輥示意圖如圖4-1所示：</p><p>　　萬(wàn)能

75、精軋機(jī)水平輥輥寬計(jì)算，基本公式為：</p><p>　　= （式4.1）</p><p>　　圖4-1 萬(wàn)能精軋機(jī)軋輥示意圖</p><p>　　式中： ——萬(wàn)能精軋機(jī)水平輥輥寬，mm；</p><p>　　——H型鋼高度，mm；</p><p>　　——H型鋼翼緣厚度，m

76、m；</p><p>　　——熱膨脹系數(shù)，參考經(jīng)驗(yàn)值，一般為1.00～1.013，本設(shè)計(jì)取1.013。</p><p>　　考慮到軋輥車削和軋件產(chǎn)品的尺寸要求，必須求得精軋機(jī)水平輥輥寬范圍也即其最大值和最小值，公式如下： </p><p>　　max=[H＋－2(t2＋)]β （式4.2）</p><p>　　min=[

77、H＋－2(t2＋)]β （式4.3）</p><p>　　式中： ——高度方向上的公差，mm； =±0.76mm；</p><p>　　——軋件翼緣厚度方向上的公差，mm；=±0.25mm；</p><p>　　將本設(shè)計(jì)代表產(chǎn)品規(guī)格尺寸代入公式，得：</p><p>　　=（125-2×3

78、.25）×1.013=120.0mm</p><p>　　max=[125+0.76-2(3.25-0.25)cos0.25o]×1.013=121.3mm</p><p>　　min==[125-0.76-2(3.25+0.25)cos0.25o]×1.013=118.8mm</p><p>　　綜合以上，本設(shè)計(jì)取=121mm。同時(shí)，

79、過(guò)渡圓角半徑=R=4.57mm，另外，為了提高軋輥重車率，適當(dāng)取側(cè)壁傾角θ=0.25°。</p><p>　　本產(chǎn)品B小于100mm，所以立輥采用小立輥，=80mm。</p><p>　　4.5.2萬(wàn)能粗軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)</p><p>　　萬(wàn)能粗軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)主要是確定水平輥寬度。</p><p>　　其圖形如下（圖4-2）：<

80、/p><p>　　圖4-2 萬(wàn)型能粗軋機(jī)孔型示意圖</p><p>　　為了保證軋制穩(wěn)定，防止出現(xiàn)折疊、腹板偏心等缺陷，通常使＜，計(jì)算公式如下：</p><p>　　=－Δ （式4.4）</p><p>　　式中： Δ4——調(diào)整余量，一般為2mm～5mm，本設(shè)計(jì)取Δ4=2mm</p&

81、gt;<p>　　故 =121-2=119mm</p><p>　　同時(shí)，取=10mm，較大點(diǎn)對(duì)軋制有利。另外，為了提高軋輥重車率，取側(cè)壁傾角θ=5°。</p><p>　　同精軋機(jī)，立輥輥身長(zhǎng)取80mm。</p><p>　　4.5.3軋邊機(jī)輥型設(shè)計(jì)</p><p>　　軋邊機(jī)輥型設(shè)計(jì)主要是確定水平輥寬和軋

82、邊機(jī)槽深。</p><p>　　其圖形如下（圖4-3）：</p><p>　　圖4-3 軋邊機(jī)示意圖</p><p>　?。很埐凵疃?；We：軋邊機(jī)輥寬；</p><p><b>　　1）軋邊機(jī)輥寬設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軋邊機(jī)的作用主要是控制H型鋼的翼緣端部的形狀，也能控制翼緣的

83、寬度，但有一定的限度，對(duì)腹板并沒(méi)有壓下。設(shè)計(jì)時(shí)，一般在軋輥表面開有凹槽，以防止調(diào)整時(shí)軋輥接觸軋件，造成軋機(jī)負(fù)荷過(guò)大。</p><p><b>　　基本計(jì)算式為：</b></p><p>　　=-Δ （式4.5）</p><p>　　式中： Δ——調(diào)整余量，取1-3mm，本設(shè)計(jì)取Δ5=2mm。</

84、p><p>　　=119-2=117mm</p><p><b>　　2）軋邊機(jī)槽深設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)軋邊機(jī)槽深時(shí)，也應(yīng)考慮軋件寬度外形尺寸、公差尺寸、軋輥傾角、熱脹系數(shù)等因素的影響。</p><p><b>　　軋邊機(jī)槽深公式為：</b></p><p>

85、　　=[β(B-t1)cosθ /2]-Δ （式4.6）</p><p>　　式中：——軋邊機(jī)槽深，mm；</p><p>　　B ——軋件寬度，mm；</p><p>　　θ——軋輥側(cè)壁斜度，θ取5°；</p><p>　　Δ——用于防止軋制時(shí)軋件于軋輥輥身接觸的調(diào)整余量，一般取</p><p>　

86、　3～5mm， 本設(shè)計(jì)取Δ=5mm。</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　=[1.013（57.15-2.33）cos5°/2] -5</p><p><b>　　=22.7mm</b></p><p>　　第 5 章 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算及其選擇</p>

87、;<p>　　5.1 電機(jī)功率計(jì)算</p><p>　　由于電機(jī)本身具有一定的超載調(diào)節(jié)功能，所以計(jì)算額定功率暫不計(jì)入超載系數(shù)。</p><p>　　上下輥電機(jī)功率計(jì)算：由功率計(jì)算公式</p><p>　　式中 P——功率，kw；</p><p>　　T——轉(zhuǎn)矩，N.m；</p><p>　　N——轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)

88、/分。</p><p>　　暫不取軋機(jī)的傳動(dòng)效率。</p><p>　　所以 P=5401.6x212/9550=120.0Kw</p><p>　　由于單機(jī)有兩個(gè)輸入軸，則總功率：=2x120=240Kw</p><p>　　5.2 電機(jī)型號(hào)的選擇</p><p>　　綜合以上數(shù)據(jù)，查表得電動(dòng)機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表5-1

89、</p><p><b>　　表5-1</b></p><p>　　第 6 章 軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 水平軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　已知，軸的輸出功率為P=120KW，轉(zhuǎn)速n=212r/min，</p><p>　　來(lái)自垂直軸的徑向力不滿一噸，相對(duì)水平軸所受的徑向力（軋制

90、壓力）和扭矩可忽略不計(jì)。</p><p>　　6.1.1 初定水平軸端直徑</p><p><b>　　根據(jù)式</b></p><p>　　式中 C——軸的材料和受載情況確定的系數(shù)；</p><p>　　P——軸傳遞的功率，kw；</p><p>　　n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min。</p&g

91、t;<p>　　軸材料選取20CrMnTi，上式取C=100。</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　考慮軸端有鍵槽，軸頸應(yīng)增大4%-5%，故取d=φ80.0mm。</p><p>　　滑套與軸之間的配合為間隙配合，暫取H9/h8，滑套外徑與軸承內(nèi)徑的配合為H9/f9。</p><p&g

92、t;　　6.1.2 水平軸的疲勞強(qiáng)度校核</p><p><b>　　危險(xiǎn)截面的確定</b></p><p>　　取截面a-a和b-b為危險(xiǎn)斷面，由于a-a面只受扭矩且數(shù)值相對(duì)較小，所以只校核b-b面，由于b-b截面除了承受扭矩外，還承受兩個(gè)支撐軸承之間的較大的彎矩，所以取此處的截面直徑進(jìn)行校核。</p><p><b>　　危險(xiǎn)截面

93、的安全系數(shù)</b></p><p>　　軸的材料去20CrMnTi，疲勞極限為49公斤/毫米，屈服極限為85公斤/毫米，軸承軸頸同時(shí)承受較大的彎矩和扭矩。</p><p>　　上述彎矩計(jì)算時(shí)，軸承與軋輥中線距離取100mm，根據(jù)圖的數(shù)據(jù)，此值取80mm，則安全系數(shù)為：</p><p>　　6.1.3水平軸靜強(qiáng)度校核</p><p>

94、;　　所以靜強(qiáng)度通過(guò)校核。</p><p>　　6.1.4鍵的強(qiáng)度校核</p><p>　　大齒輪與水平軸的聯(lián)結(jié)，選用A型平鍵（GB 1096-79），雙鍵聯(lián)結(jié)。取軸頸d=φ90mm，查表鍵的尺寸為：bxhxL=25x14x（70～90）。</p><p>　　鍵的平穩(wěn)工作比壓[P]=10-12Kg/mm2 ， 當(dāng)在沖擊工況下取[P]=6-9Kg/mm2</p

95、><p>　　K=0.5h=7mm，l=L-b=（70～90）-25=45～65mm</p><p><b>　　工作面的比壓為：。</b></p><p>　　采用雙鍵，對(duì)稱180度布置，此時(shí)鍵的工作面的比壓為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以

96、，鍵的強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　6.2 垂直軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　6.2.1 垂直軸的輸出功率</p><p>　　根據(jù)軋制力和力矩以及功率的計(jì)算結(jié)果，垂直軸承擔(dān)的功率為：44KW</p><p>　　6.2.2 初定垂直軸端直徑</p><p><b>　　由</b>

97、</p><p>　　考慮軸端有鍵槽，軸頸應(yīng)增大4%-5%，故取d=φ60mm。</p><p>　　滑套與軸之間的配合為間隙配合，暫取H9/h8，滑套外徑與軸承內(nèi)徑的配合為H9/f9。</p><p>　　6.2.3 垂直軸的疲勞強(qiáng)度校核</p><p>　　上述彎矩計(jì)算時(shí)，軸承與軋輥中線距離取80mm，根據(jù)圖的數(shù)據(jù)，此值若取60mm，則安

98、全系數(shù)為：</p><p>　　6.2.4垂直軸靜強(qiáng)度校核</p><p>　　所以靜強(qiáng)度校核通過(guò)。</p><p>　　6.2.5 鍵的強(qiáng)度校核</p><p>　　大齒輪與水平軸的聯(lián)結(jié)，選用A型平鍵（GB 1096-79），雙鍵聯(lián)結(jié)。取軸頸d=φ60mm，查表鍵的尺寸為：bxhxL=18x11x（60～80）。</p>&l

99、t;p>　　鍵的平穩(wěn)工作比壓[P]=10～12Kg/mm2 ， 當(dāng)在沖擊工況下取[P]=6～9Kg/mm2</p><p>　　K=0.5h=5.5mm，l=L-b=（60～80）-18=42～62mm</p><p>　　工作面的比壓為：。采用雙鍵，對(duì)稱180度布置，此時(shí)鍵的工作面的比壓為：</p><p><b>　　。</b><

100、;/p><p>　　所以還需加大軸頸。將軸頸加大至d=φ75mm.</p><p>　　查表鍵的尺寸為：bxhxL=20x12x（60～80）。</p><p>　　鍵的平穩(wěn)工作比壓[P]=10～12Kg/mm2 ， 當(dāng)在沖擊工況下取[P]=6～9Kg/mm2</p><p>　　K=0.5h=6mm，l=L-b=（60～80）-20=40～60

101、mm</p><p><b>　　工作面的比壓為：。</b></p><p>　　采用雙鍵，對(duì)稱180度布置，此時(shí)鍵的工作面的比壓為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以，鍵的強(qiáng)度滿足要求。</p><p><b>　　6.3聯(lián)軸器的選

102、擇</b></p><p>　　聯(lián)軸器是用來(lái)連接兩軸或其他旋轉(zhuǎn)件，是其一同轉(zhuǎn)動(dòng)并傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的通用機(jī)械部件。</p><p>　　用聯(lián)軸器連接的軸，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有停車后經(jīng)過(guò)拆卸才能分離，某些聯(lián)軸器還具有保護(hù)和自我控制的作用。</p><p>　　根據(jù)載荷大小機(jī)特性、工作轉(zhuǎn)速、補(bǔ)償性能、工作環(huán)境等因素，選則型號(hào)為，選則型號(hào)為的鼓形齒聯(lián)軸器（JB

103、/T8854.2-2001）。</p><p>　　其公稱轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，而軋輥軸上的轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，所以選擇的聯(lián)軸器符合條件。</p><p>　　6.4 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　徑向力 Fr=438000 (N)</p><p&

104、gt;　　軸向力 Fa=0 (N)</p><p>　　圓周力 Ft=0 (N)</p><p>　　軸頸直徑 d1=90 (mm)</p><p>　　轉(zhuǎn)速 n=212 (r/min)</p><p>　　要求壽命 Lh'=4500 (h)</p><p>　　作用點(diǎn)距離 L=158 (mm)</p&g

105、t;<p>　　Fr與軸承1距離 L1=79 (mm)</p><p>　　Fr與軸心線距離 La=202 (mm)</p><p><b>　　溫度系數(shù) ft=1</b></p><p>　　潤(rùn)滑方式 Grease=油潤(rùn)滑</p><p><b>　　二、選擇軸承型號(hào)</b><

106、/p><p>　　軸承類型 BType=圓錐滾子軸承</p><p>　　軸承型號(hào) BCode=30318</p><p>　　軸承內(nèi)徑 d=90 (mm)</p><p>　　軸承外徑 D=190 (mm)</p><p>　　基本額定動(dòng)載荷 C=342000 (N)</p><p>　　基本額定

107、靜載荷 Co=440000 (N)</p><p>　　極限轉(zhuǎn)速(油) nlimy=2600 (r/min)</p><p><b>　　三、計(jì)算軸承受力</b></p><p>　　軸承1徑向支反力 Fr1=219000 (N)</p><p>　　軸承1軸向支反力 Fa1=177488.78 (N)</p>

108、;<p>　　軸承2徑向支反力 Fr2=219000 (N)</p><p>　　軸承2軸向支反力 Fa2=177488.78 (N)</p><p><b>　　四、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=262800 (N)</p><p>　　當(dāng)量動(dòng)載荷 P2=262800 (N

109、)</p><p><b>　　五、校核軸承壽命</b></p><p>　　軸承工作溫度 T=<=120 (℃)</p><p>　　軸承壽命 Lh=5463 (h)</p><p>　　驗(yàn)算結(jié)果 Test=合格</p><p>　　第 7 章 錐齒輪的設(shè)計(jì)</p><

110、;p>　　7.1 錐齒輪的簡(jiǎn)介</p><p>　　錐齒輪傳動(dòng)用于傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，有直齒、斜齒和曲線齒之分，直齒最常用，斜齒已逐漸被曲線齒所代替。軸交角可以為任意角度，最常用的是90º。本次設(shè)計(jì)中選用軸交角為90º的直齒錐齒輪。</p><p>　　7.2 錐齒輪的尺寸設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．初選材料和

111、參數(shù)</b></p><p>　　(1)初步選齒輪材料為20經(jīng)滲碳淬火處理，調(diào)質(zhì)處理硬度范圍在（58～63）HRC；</p><p>　　(2) 齒輪齒數(shù)=14，大輪轉(zhuǎn)速n=960r／min，小輪懸臂支撐，大輪兩端支撐，</p><p>　　2．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)主要參數(shù)</p><p>　　(1)確定設(shè)計(jì)公式中各

112、參數(shù)</p><p>　　1)齒數(shù)比 u=1.1</p><p>　　2)取齒寬系數(shù)取 =0.295</p><p>　　3)載荷系數(shù)K 一般可取1.3～1.6，取K=1.5.</p><p>　　4)許用接觸應(yīng)力 =/S </p><p>　　是接觸疲勞壽命系數(shù)，是接觸疲勞強(qiáng)

113、度極限,S是安全系數(shù)</p><p>　　查表得 =0.98 </p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（機(jī)械工業(yè)出版社）圖3.2-16d得=1500N／mm </p><p>　　最小安全系數(shù)取 S=1.1， </p><p>　　可得許用接觸應(yīng)力 =0.98×1500÷1.1=

114、1336.4 N／mm </p><p>　　5)大輪轉(zhuǎn)矩 這里我們用電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算和校核錐齒輪。 </p><p>　　則大輪分度圓直徑 </p><p><b>　　=966mm</b></p><p>

115、;<b>　　=167.3mm</b></p><p>　　根據(jù)安裝使用情況，取大端模數(shù) m=12 則=mz=168mm</p><p><b>　　(2)幾何尺寸計(jì)算</b></p><p>　　1）齒數(shù) </p><p>　　2）齒數(shù)比 </p&g

116、t;<p>　　3）大端模數(shù) </p><p>　　4）分度圓直徑 </p><p>　　5）節(jié)錐角 </p><p><b>　　6）錐距</b></p><p>　　7）齒寬 </p><p><b>　　8）齒距<

117、/b></p><p>　　9） 高度變位系數(shù) （GB齒制）</p><p>　　10）切向變位系數(shù) （GB齒制）</p><p>　　11）齒頂高 </p><p>　　12）齒根高 </p><p>　　13）齒寬中點(diǎn)分度圓直徑</p><p><

118、b>　　其中</b></p><p>　　14）齒寬中點(diǎn)模數(shù) </p><p>　　15）全齒高 </p><p>　　16）大端齒頂圓直徑</p><p>　　17）齒根角 </p><p>　　18）齒頂角 ；等頂隙</p><p&

119、gt;　　19）頂錐角 </p><p>　　20）根錐角 </p><p>　　21）大端分度圓弦齒厚</p><p>　　22）大端分度圓弦齒高</p><p>　　7.3 錐齒輪的校核</p><p>　　7.3.1齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算基本公式</p><p&g

120、t;　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5得</p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-15得</p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2 </p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)表8-9 </p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-6 </p><p>　　故 K=1.5x1.63x1.3=3.2</p><

121、p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　所以通過(guò)校核。</b></p><p>　　7.3.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核</p><p>　　查教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-29，圖8-30 分別得:</p><p><b>　　所以</b></p>

122、<p>　　所以抗彎強(qiáng)度滿足要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]黃慶學(xué)主編.軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[2]張小平，秦建平主編.軋制原理[M].北京:冶金機(jī)械出版社,2006.</p><p>　　[3]濮良貴主編.機(jī)械

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