毕业设计(论文)-小型轧钢机设计.docx
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1、摘要轧钢机在我国钢铁生产中具有非常贞要作用的一种机械,它是钢材成型的战班工序,在钢铁企业中普遍存在。因为钢厂出来的原钢大部分都需要经过轧钢成型,然后根据需要进行下一步的工艺。所以轧钢机在整个国民经济中都扮演着重要的角色。本次毕业设计主要是针对小型轧钢机进行整体结构设计,在结构上选择了立式二较轧机,在动力方面采用了直潦电机。同时对轧钢机的关键零部件,如压下装置等进行了详细的设计。在轧钢机的结构设计中,首先要求做到工作平稔,性能稔定,设计合理。在整体设计中通过对传动装置,、驱动方式等进行了全面综合的分析和选取。在零部件设计中对主要受力粒、作用长度等进行了分析计算,以确保能够粒定工作。关他词:立式轧
2、钢机;照体结构:零部件设计AbstractRo1.1.ingmi1.1.hasavcrj,importantro1.einChinasironandstee1.productionofamachine.Itisthebasisofthestee1.fo11ningprocess,iswidespreadintheironandstee1.enterprises.Asthemostorigina1.stee1.mi1.1.sneedtopassro1.1.ingforming,andthenaccordingtotheneedforfurtherprocess.Sothero1.1.ingmi1
3、.1.inthewho1.enationa1.economyp1.ayanimportantro1.e.Thisgraduationdesignismain1.yforsma1.1.ro1.1.ingmi1.1.fortheovera1.1.structura1.design,onthestructureofchosevertica1.twohighhorizonta1.mi1.1.,demotorisadoptedinpower.Thekeypartsofro1.1.ingmi1.1.,suchasSCrCWdownhascarriedonthedetai1.eddesign.Inthest
4、ructuredesignofro1.1.ingmi1.1.,thefirstrequirementtodoworksmooth1.y,stab1.eperformance,reasonab1.edesign.Intheovera1.1.designofdrivesystem,transmissiondevice,suchasbycomprehensiveana1.ysisandse1.ection.Inpartsdesign,functionofmainbearingro1.1.er1.engthandsoonhascarriedon(heana1.ysisandca1.cu1.ation,
5、inordertoensureastab1.ejob.Keywords:Vertica1.ro1.1.ingmi1.1.;Theovera1.1.structure;Partsdesign摘耍IAbstractI1.目录I1.1.第一堂绪论I1.1 选题背景及目的11.2 轧钢机的重要地位与作用21.3 国内外发展状况21.4 轧钢机的分类3第二堂方案及设计介绍42.1 轧钢机的设计简介42.1.1 传动装置42.1.2 机架横移装置42.1.3 压下装置及平衡机构52.2 总体设计方案5第三章基本参数计算73.1 设计的原始参数73.2 概述73.3 咬人角度的校核83.4 基本参数计算83
6、.4.1 理想工作过程8342轧制过程其参数变化93.5 电机功率的计算及选择103.5.1 传递的效率103.5.2 .电动机选择I1.3.6 轧我强度及刚度校核123.6.1 轻身弯曲强度123.6.2 计算辐颈弯曲和扭转143.7 轴承的选取143.8 压下装置的结构形式163.9 上柜平衡装置173.10 轧程的轴向调整及固定17第四章涧滑及维护194.1 涧滑194.2 保养工作20结论21致谢22参考文献23第一章绪论1.1 选题背景及目的我国进入改革.开放后,人们生活水平不断提富,生活质量得到明显改善。同时工业水平也得到了迅猛的发展。目前随着我国大型工业的不断迅速发展,精密技术的
7、不断突破,对一些体积大、脂量重的金属材料的加工精度要求也越来越高.这就促成轧钢机机的应用也越来越广泛了,并且随着新的科技的发展,对其制造精度、加工范围、加工效率等都提出不新的要求。目前轧钢机已经广泛的应用到锅炉加工自造、船舶制造、航天化工等行业中。在我国,机械制造业左右着国家的国民经济命脉,在整个工业发展中具有非凡重要的地位,机械加工制造产业作为我国工业发展的基础以及生产的重要组成部分,它的主要任务就是为经济发展中的各个行业提供先进、完整、安全的机械装备。它的水平是国家的综合实力以及科技发展的个重要标志。卷板机作为一个常用的机械设备,在工业基础加工中占有r比较主导的地位,因为凡是钢材加工成圆柱
8、形,几乎都需要用到卷板机加工,并且在汽车、建筑、军工等不同领域都有应用。根据各个不同的应用要求,它能够转制出各种符合要求的成品或半成品,实际应用在相当实用。正是基于轧钢机的重要性和应用的广泛性,在即将大学毕业之际,选择了小型轧钢机的整体结构设计作为毕业设计。它不但能够检查所学到的知识能否进行顺利的应用,检验自己能否成为一个合格的技术设计人员所必须具有的速度。通过实习可以发展,轧钢机是钢产企业工作中最常用的机械设备,它的侦量合格与否,直接影响若整个轧钢公司的生产效率和生产成本。在本次设计中,主要是设计一台小型轧钢机,通过相关的理论知识和经验公式进行推导计算。已达到整体结构和关键零部件设计的目的。
9、同时通过对轧钢机的设计计算,培养对知识的应用能力,促进理论和实际连接桥梁,逐步形成知识转化的思想。通过毕业设计,系统的筑悟整个机械设计的过程,达到学以致用的目的。1.2 轧钢机的篁要地位与作用轧钢机的主要作用就是在生产的过程中,将钢炉中生产出的钢锭或者铸坯等轧制成材的一个生产工艺“在轧制的生产工艺中,生产效率非常高,并且能够持续的工作.产品种类繁多,整个系统比较容易达成自动化控制等优点。相比于钢材生产中常用的锻造、拉拔等生产工艺,它能够生产出旗量更好,品质更优以及更多品种的产品.所以在生产中国应用广泛,目前有大约百分之九十的钢材都是通过轧制工艺生产的。轧钢工艺在我国的工业生产中占有十分重要的地
10、位。特别是在重工业如钢铁行业的声场中,除了少部分根据需要进行铸造工艺生产之外,大约还有百分之九十的钢通过轧钢工艺加工成个钟钢材。所以在现代钢铁生产中,由于其应用的广泛性和重要性,其发展速度较快,技术也相对成熟.,对我国的工业水平影晌也较大。1.3 国内外发展状况国外的轧钢机械发展较早。I,九世纪中期在英国出现了第一台正式的轧钢机并投产生产船用钢板。之后工业较为发达的欧美等国家开始使用三轮型材轧钢机,并利用当时较为先进的蒸汽动力实现了升降工作台的机械化控制,达到了一个先进的水平。之后随着工业水平和亚工业的迅速提升,对钢材的需求不断增加,先后出现了大、中型轧钢机,到上个世纪随着电气化的发展,通过电
11、动源所产生的更大功率和产品范围更广的轧钢机得到了发展。直到上世纪六十年代左右,随若汽车、电子等工业的发展,轧钢机开始逐渐向薄板、轻空化特征发展,产品范围更加广泛.我国发展起步较晚。在前期的产品中以苏联的设备为主要机型。在上个世纪六十年代,随着我国重工业的堀起,以及对各种板材需求的种类不断增加,对产品要求不断提高,开始大规模的研发轧钢机,并取得J快速突破“现在随着我国逐渐提倡节约型和环保型工业,对轧钢机也提出了更富的要求,以满足生产中需要。随着工业的多样性和综合型发展,轧钢机也逐渐向智能化、自动化和综合性的方向发展。1.4 轧钢机的分类轧钢机的分类方法和种类有很多,在实际的生产应用中般都是根据压
12、根的数量进行分类,可分为两辑轧钢机、三辐轧钢机、四推轧钢机等。两粒轧钢机的结构比较简堆,可利用电机进行驱动,在生产中主要用作初轧,能够将各种钢锭轧制成矩形钢胚,这种形式的轧钢机有时候也能够用于轧制中厚板。三粒轧钢机在工作中能够实现两向轧制,并J1.不需要调动方向,直接由台电机经过传动系统驱动即可.能够实现多次的轧制.整体结构简单,工作稳定性高。是耳前应用最广泛的轧钢机.四粒轧钢机由个上粒和下熊,两个侧辐组成,这种结构形式的轧钢机工作能够进行调整。且工作稳定性高。但体枳比较大,适合全型工业生产使用.第二章方案及设计介绍2.1 轧钢机的设计简介本次所设计的小型轧钢机的基本简图如下图2-1所示,通过
13、示意简图可以发现,轧钢机的主要结构由传动装置,机架、压下结构以及压轻平衡装理等组成,下面将对其主要的组成形式进行结构分析。2.1.1 传动装置轧钢机的主传动装理主要由动力源、联轴器、减速机、连接轴等组成,其中动力源采用了传动的电动机,它能够提供持续稳定的动力,在实际的工业生产中应用最为广泛。减速机则需要根据工作中受力等情况进行分析,但普遍采用的是两轴或者:轴渐开线式斜齿轮减速机,联轴器则一般选用弹性联轴器,它能够防止过我,调整连接轴的对中性,在实际的应用中也非常广泛。连接轴则采用了花键的结构,这样能够确保定位准确的情况下,使得整体机架根据工作的需要进行横移,已达到调整的目的.而调整机构的动力则
14、采用J液压系统”因其具有工作力矩大、运行平桎等特点。2.1.2 机架横移装机架横移式为r满足工作的需要,在实际的生产中,所要求生产的规格等都各有不同,所以就要求机架通过横移进行调整。机架的横移机构I;要是由横移液压缸、导轨及轨座等组成。横移工作主要是根据需要轧制和要求的成品等条件下进行的,当要求发生改变的时候,通过轧混上的三组孔型谢整满足要求,它的谢整就是通过机架的横移实现的。机架在横移的时候,整个工作时首先用锁钩将机架锁住,然后液压缸开始工作,通过液压钢的作用,使得机架和连接轴等在矶座上滑动,通过花键之间的配合和伸缩运动,实现孔型的调整和不同规格的轧制“压下装置的基本结构是由电动机、蜗轮蜗杆
15、、压下螺栓以及螺母等组成,在实际的操作中,是由两套压下装置同时动作实现其她本功能的,并通过液压缸实现两个压下装置的离合功能。在本次小型压程机的结构设计中,其主要参数是根据功能的要求进行设定的,其中液压马达的工作速度达到811wmin-8011wmin,负力压F主传动的蜗轮期杆减速机的传动比是81。图1“轧钢机结构简图2.2 总体设计方案在本次设计中,首先根据设定的基本参数确定工作中各个过程的床下量,然后据此确定压轻的基本参数以及工作中所需要的最大轧制力,然后根据力矩计算选择电机的形式。之后根据电机计算传动系统的传动比,以及减速机构的各轴各部位的转速、力矩和功率等。根据所承受的力对轧辘进行强度校
16、核,并选择各个部位的轴承。轧轮的轴承选用了四列圆柱滚子轴承,轴向调整结构采用涡轮蜗杆机构。轧钢机传动装置主要是把电动机的功率和力矩传递给轧轻,它的主要结构是由减速机、联轴器等组成。在轧钢机的压卜结构中,动力采用的是液压驱动,通过液压作用力实现平衡.第三章基本参数计算3.1 设计的原始叁数本次设计的基本参数是根据对轧钢机市场的调研,以及对相关资料文献的查阅,然后设定的。其基本尺寸是轧程的直径是500到56Omn1.压辑较身的长度是800mm,在工作中所能产牛的最大的轧制力是I500N。其中轧呢轴向的调整距离是4mm。机架允许移动的行程为35Omn1。在压下装置中,总的减速比达到81,减速机的中心
17、距设定为550mm。3.2 概述轧钢机是指通过轧制力把钢铁从原料通过轧钢工艺加工成成品或者半成品的机械装备。它包括轧钢机械和一系列通过辅助设施所组成的一个机组,笼统的说股都会把钢扎件产生塑性变形的机械诚挚为轧钢机。它主要有动力结构、传动系统、机座、轧轻等组成。下图3-1是轧钢机械工作中,钢件的变形过程。IKb1.=241.OOH=164.00图3-1轧制步骤及方纲基本尺寸卜表表示轧钢机在不同的轧制条件和对不同的材料情况相爱,所允许的要入角度:表3-1各种轧制状态下的咬入角度轧制条件amu轧制条件amu冷轧有润滑304自动轧管机热轧钢管I2o14冷轧无润滑5080热轧里钢22o24热轧钢板152
18、2轧我表面刻痕和堆焊27o34结合上面章节中对轧制过程中钢材的变形可以进行计算,其中压入量表示为:costt=1.-D上述公式中的D表示圆短的直径尺寸,Ah表示压入量,格局上面章节的计ttH侑AA=%T=87.6三0算,其值代入参数可以计算入a=28.4。通过计算可以发现,基本能够满足刚开始时的咬入角。3.4 基本参数计算3.4.1 理想工作过程在轧钢机工作的过程中,被轧物料通过轧钢机的工作里所受到的力的作用,从而产生了塑性变形。在研究的过程中,一般都是在理想状态卜.进行,以避开较多的综合受力.理想的轧制过程一般是指在工作中是两个直径、转速都相同的轧轮运动,并且都同时进行驱动,而被轧制的金属在
19、只承受轧轻所施加的载荷的情况下只做匀速运动,并I1.被轧制金属的机械性侦是均匀的。符合以上条件的都可称为理想运动状态.本次设计也是通过理想状态的研窕,进行计算和设计小型轧钢机。3.4.2 轧制过程其弁效变化金属制品在轧制的过程中,由于受到力的作用,其机械性能和尺寸必然出现一定的变化。在出现变化的区域称之为变性区,如下图3-2所示的变形区的几何凤、h1.轧制前和轧制后钢件的厚度,单位是mm:Am轧制前、后轧件的平均高度,其单位是mm,计算公式是4=f.表示轧制过程中的绝对压卜.量,单位是mm,计算公式是f=Ih-hi;品、&错误!未指定书签.钢件轧制前和制止后的宽度,单位是mm:Ab轧制的绝对宽
20、展量,单位是mm,计算公式为M=ft1-;2h-钢件轧制前和轧制后的长度,单.位是mm:咬入角(变形区所对应的轧辑中心角),计算公式CoSa=I-半:I_接触弧水平投影长度,mm,可近似认为/=、斥正;临界角(中性角);D.R轧辘直径、半径,mm。3.5 电机功率的计算及选择3.5.1 传递的效率整个轧钢机的动力都是由电动机提供的,在动力的传递过程中,需要经过敏速器、轴承等,传动系统筒图见下图3-3所示。所以会有一定的功率消耗。图3-3电动机简图根据传动过程中的工作条件和工况,通过查询仪机械设计手册分别取传动过程中个部分的传动效率,如R取万向接轴传动效率R=O.96:齿轮座的传动效率小=0.9
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