【正文】 螺旋副的間隙和其他安裝間隙， (4)、提高了機(jī)架的剛度，消除了咬入時的沖擊。 (5)、下輥采用液壓缸鎖緊，工作可靠。 (6)、下輥升降電氣傳動安裝在機(jī)座側(cè)面，以便于檢修和調(diào)整。 (7)、轉(zhuǎn)角調(diào)整采用電機(jī)螺旋升降器機(jī)構(gòu) (8)、矯直輥軸承座與轉(zhuǎn)盤做成一體式 (9)、換輥工具采用杠桿平衡砣結(jié)構(gòu)形式。 (10)、潤滑（稀油和干油）按鈕安裝在主操作臺上，以方便操作。 2 矯直機(jī)總體方案的確定 2． 1 矯直方案及傳動方案的確定 2． 1． 1 矯直方案 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 方案一： 采用 2221 型 7 輥式矯直機(jī)，此矯直機(jī)是使用數(shù)量 最多的矯直機(jī)之一。這種矯直機(jī)既可矯直管材也可以矯直棒材，具有穩(wěn)定性高，矯直表面質(zhì)量好，操作方便等優(yōu)點。 方案二： 采用 212 型 5 輥式矯正機(jī)，這種矯直機(jī)的優(yōu)點是適用范圍寬，表面質(zhì)量好，可以一機(jī)多用。缺點為上輥穩(wěn)定性低，傳動系統(tǒng)復(fù)雜，制造成本高。 方案三： 采用 12121 型 7 輥式矯正機(jī)，這種矯直機(jī)主要用于矯直高強(qiáng)度管材及厚壁管材， 可以保持工作的良好的表面質(zhì)量，并且可以提高矯直速度。所以它有較廣的適用范圍，可以用于管材張力減徑生產(chǎn)線、焊管生產(chǎn)線等。但制造成本高。 綜上分析，采用方案一。 2． 1． 2 傳動方案 斜輥矯直機(jī)的傳動方式有齒輪和萬向接軸傳動兩種。 方案一：齒輪傳動如圖 所示 1長輥 2拉桿 3右立板 4集油盤 5端板 6傳動輪 8短輥 9左立板 10壓下手輪 圖 臥式矯直機(jī)齒輪傳動 此圖為齒輪傳動的臥式斜輥矯直機(jī)，它是由兩個分配軸及圓錐齒輪直接傳動矯直輥的。這種傳動比較緊湊，調(diào)節(jié)輥子斜角的范圍可以很大，但輥子軸頭齒輪受輥徑限制不能太大，其強(qiáng)度也受限制。此外，齒輪系統(tǒng)包含在輥座轉(zhuǎn)盤之內(nèi)，潤滑及密封也不太 方鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 便。 方案二：萬向接軸傳動（如圖 所示） 圖 立式斜輥矯直機(jī)結(jié)構(gòu)圖 萬向接軸的一端與輥子軸頭相聯(lián)，電動機(jī)與減速分配齒輪箱的出軸相聯(lián)，電動機(jī)與減速分配齒輪箱用聯(lián)軸器聯(lián)接。這種傳動方式使?jié)櫥?、維修及換輥等工作得到改善。此圖為立式機(jī)架的斜輥矯直機(jī)。這種矯直機(jī)采用萬向接軸傳動比較普遍，其優(yōu)越性更大。電動機(jī)及減速分配齒輪箱可單獨裝在地基上，與機(jī)器本體分離較遠(yuǎn)，使結(jié)構(gòu)明顯簡化。具有調(diào)節(jié)方便，工作線高度不變，機(jī)器本體與傳動系統(tǒng)的震動互不干擾等優(yōu)點。由于其上下輥都可傳動 ，因此，咬入條件及表面質(zhì)量有改善。這種矯直機(jī)傳動方式的不足之處是占地面積和機(jī)架高度大。 2． 2 上橫梁的壓下裝置 2． 2． 1 上橫梁工作原理描述 為適應(yīng)不同規(guī)格鋼管能在矯直機(jī)中順利的實現(xiàn)矯直，上橫梁裝配必須實現(xiàn)以下功能： 應(yīng)不同規(guī)格的待矯直鋼管，上、下工作輥系中的輥距要求可調(diào)，同時必須能夠承受上工作輥系傳遞給上橫梁的反力； 矯直機(jī)要能穩(wěn)定、精確矯直，必須在工作過程中上工作輥系不能上、下竄動；保鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 證矯直輥輥面與鋼管能夠良好的接觸，矯直輥必須圓周方向能夠調(diào)整； 矯直機(jī)要達(dá)到高精度，上、下工作輥必須鎖緊，在 工作過程中不能轉(zhuǎn)動； 2． 2． 2 壓下調(diào)整方案的確定 為了滿足上述工作原理要求，下面分別對上述四點要求分別闡述： 矯直機(jī)要適應(yīng)不同規(guī)格的待矯直鋼管，上、下工作輥系中的輥距要求可調(diào)。這一要求，我們采取三種方案加以分析和比較。 上工作輥系上下調(diào)整有很多種方案可以實現(xiàn)： 方案一：通過液壓缸推、拉動上橫梁來實現(xiàn)上工作輥系移動。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，控制簡單。 缺點：液體具有可壓縮性和液壓傳動準(zhǔn)確性隨油溫變化較為明顯等原因，所以上工作輥系調(diào)整好后很難保證準(zhǔn)確位置不變，這樣矯直機(jī)的工作精度很難保證。 方案二 ：采用減速電機(jī)帶動齒輪齒條： 優(yōu)點：可以通過機(jī)械制動實現(xiàn)上橫梁準(zhǔn)確定位并鎖緊，工作較為可靠。 缺點：傳動機(jī)構(gòu)相當(dāng)笨拙、復(fù)雜，制造成本高，可靠性一般。 方案三：采用減速電機(jī)帶動螺旋副來實現(xiàn)上橫梁升降：如圖 所示 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 1擺線針輪電機(jī)直聯(lián)型電機(jī)減速速器 2過度座 3聯(lián)軸器 4上橫梁 5絲杠 6活動梁 7座板 8立柱 9拉桿 10平衡缸 圖 采用減速電機(jī)帶動螺旋副傳動簡圖 優(yōu)點：調(diào)整精確度較高；結(jié)構(gòu)簡單，易于加工；控制維護(hù)簡單 缺點 ：螺旋傳動效率低； 綜上所述，方案三雖然傳動效率低，但此方案用于調(diào)整，在調(diào)整結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)定矯直階段后，固定不動。所以采用此方案。 要實現(xiàn)穩(wěn)定、精確矯直、在工作過程中上工作輥系不能上、下竄動，也就是上工作輥系必須緊密的與上橫梁在一起，不能有任何動態(tài)或靜態(tài)間隔，有三種方案： 方案一：采用彈簧來實現(xiàn)穩(wěn)定、平衡： 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 缺點：上工作輥系在調(diào)整過程中彈簧的壓縮在不斷的變化，根據(jù)虎克定律，ESF ??? 可知彈簧產(chǎn)生的是一個變力，所以很不穩(wěn)定。 方案二：采用螺桿與大螺 母相配合來實現(xiàn)： 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 缺點：在調(diào)整過程中如果工人沒有放松螺桿，那么很容易損壞傳動部件，造成事故， 而且每次調(diào)整后工人要爬到上橫梁上鎖緊螺桿，所以很不方便。 方案三：采用液壓缸來實現(xiàn)調(diào)平衡： 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整系統(tǒng)壓力可以得到不同的平衡鎖緊力。 缺點：需要一液壓站，成本相對較高。 綜上三種方案，方案三最佳。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 3 矯直機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 3． 1φ 219 矯直機(jī)的主要參數(shù) 矯直力為： 3000KN 鋼管直徑：φ 133～φ 219 鋼管壁厚： 4～ 20mm 角度調(diào)整范圍： 27176?！?37176。 鋼管材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)碳素鋼，低合金鋼 最大屈服強(qiáng)度： ? 500MPa 矯直精度： ／ m 下壓力不小于 10t，下壓速度為 ～ 。 3． 2 矯直輥輥形尺寸的確定 3． 2． 1 輥徑的確定 初選輥徑 gD ：由文獻(xiàn) [2] 264 頁 （ 420）式得： 150max ?d mm 時： ? ? m dD g ?? （ ） 式中： gD — 矯直輥輥腰直徑，單位為 mm； maxd — 管材最大直徑，單位為 mm； 取系數(shù)為 ，則輥徑 gD 為： ???? dD g mm 3． 2． 2 輥子長度的確定 初選輥子長度 gL ：由文獻(xiàn) [2] 264 頁 （ 421）式得： 150max ?d mm 時： ? ? gg DL ?? （ ） 取系數(shù)為 ，則輥子長度 gL 為： 5 7 ???? gg DL mm 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 3． 2． 3 輥距的確定 初選輥距 p ： ? ? gLp ?? () 取系數(shù)為 2，則輥距 p 為： ???? gLp mm 根據(jù)現(xiàn)場的實際情況和以往的經(jīng)驗，及參照同類型設(shè)備和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，最后確定輥形的工藝參數(shù)為： 380?gD mm 560?gL mm 1000?p mm 3． 3 矯直力的計算 在上橫粱壓下傳動過程中，中間輥所受的矯直力最大，所以在下面的絲杠設(shè)計及輥軸的校核過程中都用此力來計算。 查文獻(xiàn) [1]288 頁，式 478 ? ?tgggg MLtLpLtpLF??????????????????? ????? 222 () 式中： t — 為工件的螺旋導(dǎo)程； tM — 彈性極限彎矩， sst WM ?? ， WSWs ? ； sW — 塑性斷面系數(shù)； W — 抗彎斷面模數(shù)； 4444 ????????? ?????????? ?? D dDW mm3 查文獻(xiàn) [5]第 378 頁，表 82 取 ?S 2 6 5 6