【正文】 .................................................................... 12 原始數(shù)據(jù) ............................................................................................................... 12 軋輥參數(shù)的確定 ................................................................................................... 12 軋制力能計算 ........................................................................................................ 13 機架的設(shè) 計計算 ..................................................................................................... 27 結(jié)論 ........................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 43 致謝 ........................................................................................................... 44 附件 1 ........................................................................................................ 45 摘要 ............................................................................................................................... 45 1 前言 ........................................................................................................................... 45 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 IV 2 閉式機架結(jié)構(gòu)及載荷分布特點 ............................................................................... 46 3 有限元分析 ............................................................................................................... 46 有限元模型的建立及模型載荷的處理 ................................................................ 46 有限元計算結(jié)果與分析 ........................................................................................ 48 變形分析 .............................................................................................................. 48 應(yīng)力分析 .............................................................................................................. 49 機架強度與剛度分析 .......................................................................................... 50 4 結(jié)論 ........................................................................................................................... 51 5 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 51 附件 2 ........................................................................................................ 52 附錄 1 ........................................................................................................ 61 附錄 2 ........................................................................................................ 63 附錄 3 ........................................................................................................ 65 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 1 第 1 章 緒 論 冷軋帶鋼生產(chǎn)概況和發(fā)展方向 冷軋帶鋼生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中的地位 冷軋帶鋼生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。隨著汽車的制造 、食品罐頭、容器包裝、精密儀器 、房屋建設(shè)、機械制造和船舶工業(yè)的迅速發(fā)展以及家用電器和各種日常生活的需求量成倍增長，對冷軋帶鋼的需求量也迅速增加。 當(dāng)前，大力發(fā)展冷軋帶鋼的生產(chǎn)，逐漸提高冷軋帶鋼在軋鋼產(chǎn)品中的比重，迅速提高冷軋帶鋼的質(zhì)量，不斷增加冷軋帶鋼的產(chǎn)品，滿足各個工業(yè)部門的，特別是與人民生活密切相關(guān)的，輕紡織工業(yè)和日用電器，生活用具等。以及外貿(mào)出口對冷軋帶鋼急劇增加的需要，是重型機械制造和鋼鐵生產(chǎn)部門面臨的一項重要而有十分緊迫的任務(wù)。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)歷史及發(fā)展方向 冷軋帶鋼生產(chǎn)始于 1660 年 ， 當(dāng)時是在二輥軋機上進(jìn)行的。 冷軋帶鋼和薄板一般厚度為 ～ 3mm,寬度為 100～ 2020mm；均以熱軋帶鋼或鋼板為原料， 在常溫下經(jīng)冷軋機軋制成材。冷軋帶鋼和薄板具有表面光潔、平整、尺寸精度高和機械性能好等優(yōu)點，產(chǎn)品大多成卷，并且有很大一部分經(jīng)加工成涂層鋼板出廠。只有少量的非凡用途的冷軋合金鋼板采取單片軋制。冷軋帶鋼和薄板的產(chǎn)量在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已占鋼材總產(chǎn)量的 30％ 左右。鋼種除普通碳鋼外，還有硅鋼、不銹鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼等。 近年來，冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，主要是增加鋼卷的重量，加快機組速度，提高產(chǎn)品厚度精度，改 善板形，提高自動化程度及改進(jìn)軋機的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，其典型有 WRS 軋機、 HC 軋機、 VC 軋機、 CVC 軋機、 HVC 軋機、 FFC 軋機，全數(shù)字控制高精度可逆式六輥冷軋機組，或全數(shù)字控制高精度可逆式四輥冷軋機組等。 在帶鋼冷軋機上，廣泛的采用液壓彎輥裝置或抽動工作輥裝置來改善板形，由于冷軋帶鋼的厚度公差要求高，為增加軋機壓下裝置的響 應(yīng)速度，在冷軋機上采用了全液壓裝置及厚度自動控制裝置，對于高速 高產(chǎn)量的帶鋼冷連軋機，實現(xiàn)計算機 控 制。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 冷軋機的類型、特點及工作原理 軋機的類型 軋鋼機構(gòu)造可以軋輥數(shù)目及其 在機座中位置為特征進(jìn)行分類為： 二輥式 軋機 、 三輥式軋機、三輥勞特 式 軋機 、 復(fù)二輥式軋機、四 輥式 軋機等 。 軋鋼機按布置分類可分為單機座式、橫一列式、連續(xù)式等 。連軋機生產(chǎn)效率高，軋制速度快，但產(chǎn)品單一，變動不大時，最能發(fā)揮其優(yōu)越性。 其類型如圖所示 [1]： 圖 11 軋輥類型圖 冷帶軋機各類的特點及工作原理 由于軋輥的輥數(shù)不同，則各類軋機的特點也不同： 二輥 式 軋機： 此軋機結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，由直流電動機驅(qū)動，用于二輥可逆式初軋機，可將鋼錠往復(fù)軋制成各種矩形坯，也可用于軋制軌梁和中厚板。 三 輥 式 軋機： 其在同一機座上軋件可兩向軋制，而軋機無需反轉(zhuǎn)，由一臺交流電動機經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動數(shù)臺三輥式軋機，可實現(xiàn)軋件往復(fù)多道次軋制。它用于開坯和型鋼生產(chǎn)，具有設(shè)備簡單和投資少的特點。 三輥勞特式軋機 ： 此軋機中輥 直徑 較上下 輥為小，浮動在上下輥間 。軋機由交青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 3 流馬達(dá)經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動軋機上下兩輥，中輥靠摩擦力轉(zhuǎn)動，軋件可往復(fù)多道次軋制，用于軋制中厚板或薄板開坯 。 復(fù)二輥式軋機：此軋機作用與三輥式相似，但軋輥調(diào)整、孔型配置較方便，用于橫列式中小型軋機。 四輥式 軋機： 是帶鋼冷軋機中最通用的機組，這種軋機采用 閉口式機架，兩個牌坊有橫梁或其它軋機連接形成一個剛體，通常采用工作輥驅(qū)動， 但是近來趨向于支承輥驅(qū)動。 多輥式軋機：為適應(yīng)冷軋板帶產(chǎn)品尺寸向高精度和大的寬厚比方向發(fā)展需要，出現(xiàn)了六輥、十二輥和二十輥軋機。另外，為提高軋機剛度，簡化軋機結(jié)構(gòu)，又出現(xiàn)了各種類型多輥式軋機。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝 大型軋鋼車間生產(chǎn)鋼軌需要以下工序： 表面清理 →加熱→軋制→鋸切→緩冷→矯直→銑頭鉆孔→淬火→檢查 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝總的來看有以下三點： 加工溫度低，鋼板在軋制過程中，將產(chǎn)生不同程度的加工硬化現(xiàn)象。它使變形抗力增加，塑性降低。這樣就使軋制力增大，易發(fā)生脆裂。因此必須有軟化退火，使軋件恢復(fù)塑性，降低變形抗力，以便對軋件經(jīng)行繼續(xù)軋制。在冷軋生產(chǎn)過程中，每次軟化退火之前完成的冷軋工作稱為一 個“軋程”，在一定的條件下，鋼質(zhì)愈硬，成品愈薄，所需之軋程愈多 （ 軟化處理，又稱在結(jié)晶退火或固溶處理 ） 。 冷軋中采用工藝?yán)鋮s與潤滑 （ 1） 工藝?yán)鋮s： 在高速冷軋機上，金屬塑性變形產(chǎn)生大量的熱量，為保持軋輥所需輥型，軋輥表面需要冷卻 。軋制速度越高，冷卻問題顯得尤為重要。如何合理的強化冷卻過程的冷卻已成為發(fā)展現(xiàn)代冷軋機的重要的研究課題 。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 4 圖 12 冷連軋潤滑液和冷卻液供給系統(tǒng) [1] 實驗表明，帶鋼冷軋時其變形功中約有 84%~88%轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使工作輥表面可升溫?80℃ ～ 120℃ ， 支撐輥表面溫度可達(dá)到 50℃ ～ 70℃ ， 工作輥輥身中部與邊部溫度差通常為 15℃ ～ 20℃ ，最高可達(dá) 30℃ ～ 40℃ 。 支撐輥輥身中部與邊部溫度差通常為5℃ ～ 8℃ ，最高可達(dá) 15℃ ～ 20℃ 。因此冷軋過程中必須對軋輥和帶鋼進(jìn)行冷卻。否則，軋輥表面會由于溫度過高引起淬火層硬度降低，從而影響帶鋼的表面質(zhì)量和軋輥壽命。另外，軋輥溫度升高和溫度的分布不均勻會破壞正常的輥型，直接影響 帶鋼的板形和尺寸精度。同時軋輥 溫度過高還會使冷軋潤滑劑失效，油膜破裂，影響冷軋過程的正常進(jìn)行。 因此我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┪呋蚩刂七@部分熱量，即便變形發(fā)熱率，單位時間發(fā)出的熱量 q。其表達(dá)式為： vhJBq ?????? 式中： 系數(shù) ~?? ； ? —— 小于 1 的修正系數(shù)； J —— 機械功的熱當(dāng)量； B —— 所軋材的寬度； h? —— 該道次的絕對壓下量； ? —— 軋制速度； ? —— 軋制時的平均單位壓力。 取 ?? ； ?? ； 所以 JJq / 0 0 3 ?? ??????? 。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 5 實驗證明，水是一種比較理想的冷卻劑，它具有比熱大、吸收率高、成本低等優(yōu)點。因此通常情況下，冷連軋機組采用水或以水為主要成分的乳化液作為冷卻劑。 只有某些特殊的軋機，由于工藝潤滑與軋 輥軸承共用一種潤滑劑，才采用全部油冷，但為了保證冷卻效果，需給予 足夠大油量。 從實現(xiàn)強大軋制的角度來看，我們所關(guān)心的是如何提高冷卻液的冷卻能力，即提高冷卻效果。有物理學(xué)可知一定質(zhì)量的液體在單位時間內(nèi)所吸收的熱量可表示為： 12()q m t t c??? 式中 ： c —— 冷卻液的比熱； ? —— 比重； m —— 單位時間所需冷卻液的體積； 2t 、 1t —— 冷卻液前后的溫度。 由以上關(guān)系可知，在冷卻液種類和冷卻系統(tǒng)均一定的情況下，為增加 q，只有增加流量 m，但這往往受到原有冷卻