【正文】 摘 要 冷軋帶鋼的開卷絕大多數(shù)采用 筒 式開卷機(jī)，其設(shè)備配置較為簡(jiǎn)單，主要由 筒 及其傳動(dòng)系統(tǒng)，壓緊輥，活動(dòng)支撐和推卷、卸卷等裝置組成。該開卷機(jī)保證卷取的恒定張力，提高了帶鋼的表面質(zhì)量。 該軋機(jī)可供小型冷軋廠使用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。采用恒張力軋制，可以提高帶鋼質(zhì)量。用液壓缸移動(dòng)斜楔進(jìn)行脹縮。另外，四個(gè)扇形塊邊采用搭接技術(shù)，防止 筒 脹開后出現(xiàn)空隙，減少鋼卷局部壓扁，提高鋼卷質(zhì)量。強(qiáng)度足夠，有廣泛的使用價(jià)值，可用于酸洗、熱處理、鍍鋅和鍍鋅機(jī)組中。冷軋帶鋼卷取機(jī)安裝冷軋機(jī)組、平整機(jī)組外，廣泛用于各類縱切和橫切精整機(jī)組、重卷機(jī)組和酸洗機(jī)組的不同部位以滿足不同的工藝要求。 開卷機(jī)的概述 開卷設(shè)備大體可分為：懸臂式開卷機(jī)、雙圓柱頭式開卷機(jī) 和雙錐頭式開卷機(jī)。國(guó)外生產(chǎn)事件證明，雙圓柱頭式開卷機(jī)上料操作方便，工作平穩(wěn)可靠，其結(jié)構(gòu)也比懸臂式開卷機(jī)簡(jiǎn)單。 圖 懸臂式開卷機(jī) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 筒 2 傳動(dòng)裝置 3 減速機(jī) 4 電機(jī) 5 脹縮油缸 6 對(duì)中油缸 開卷機(jī)的結(jié)構(gòu) 單 筒 可脹縮開卷機(jī) 這種結(jié)構(gòu)開卷機(jī)，其結(jié)構(gòu)上與張力卷取機(jī)基本相同 ，但在開卷機(jī) 筒 上無鉗口裝置。卷重為 15 噸，開卷速度為 3 米 /秒。若軸向液壓缸進(jìn)行壓力壓油時(shí)，活塞桿與心軸 4 一起做軸向移動(dòng)使 筒 縮徑。 圖 為單 筒 棱錐式開卷機(jī)。 這種開卷機(jī) 筒 由活動(dòng)支撐軸頸 拉桿 空心軸 扁銷 棱錐軸 6 以及滑鍵 7 等組成。這種開卷機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是圓錐頭與帶卷內(nèi)孔容易產(chǎn)生打滑。一般來說，這種開卷機(jī)用來開卷張力不大的帶厚為 28 毫米的熱軋帶鋼。 借此夾持帶卷內(nèi)徑，并對(duì)中機(jī)組中心線。 軸向液壓缸雙圓柱頭開卷機(jī)，用于五機(jī)架冷連軋機(jī)組。開卷速度為 米 /秒 。推動(dòng)弓形塊脹開， 筒 脹徑。制造和使用等方面來看，軸向液壓缸脹縮雙圓柱頭開卷機(jī)較好。 近年來， 冷軋帶鋼 生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個(gè)方面： 增加鋼卷質(zhì) (重 )量。目前，冷軋帶卷的質(zhì)量已達(dá) 40t，個(gè)別的達(dá)到 60t，以帶鋼單位寬度計(jì)算的卷重達(dá)到 3036kg／ mm。但 是，軋制速度的進(jìn)一步提高會(huì)受到工藝潤(rùn)滑材料與方式的限制。 (4)改進(jìn)生產(chǎn)工藝。 平行四連桿式 筒 是用四塊結(jié)構(gòu)尺寸基本相同的弧形板組成，每塊弧形板和軸上的支撐套筒用四條短連桿相聯(lián)形成平行四連桿機(jī)構(gòu)，依靠短連桿傾角變化產(chǎn)生筒徑的脹縮（圖 ） 圖 平心四連桿式 筒 四棱錐式 筒 的筒體由 四塊扇形板組成，扇形板的內(nèi)側(cè)有階梯形斜面與中心四棱錐的階梯斜面相配合，利用四棱錐的少量軸向滑動(dòng)形成外徑的脹縮（圖 3）。在機(jī)組頭部一般可取δ = 公斤/ 2毫 米 。小張力可能使帶材跑偏。通過磁粉制動(dòng)器形成張卷開力 ，可以通過調(diào)整激磁電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)張力大小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但所能解形成的最大張力受磁粉制動(dòng)器最大力矩限制，因此適用于小開卷張力機(jī)組。但光電液 系統(tǒng)應(yīng)用比較成熟。如圖 4 所示，壓緊力 P可按下式?jīng)Q定： PRsin? =M彈 、 塑 ； P= MRsin?彈 、 塑 (N) 式中： R— 帶卷半徑（ m）； ?開卷角（。據(jù)此可寫出平衡方程， 從而可決定 筒 徑向壓緊力 N。 開卷機(jī)傳動(dòng)功率計(jì)算 此開卷機(jī)采用無壓錕設(shè)計(jì)，由于帶鋼在 筒 與引料錕之間要下垂，張力 T 對(duì)下垂度 x值所產(chǎn)生的力矩 ，應(yīng)與帶鋼的彈塑性彎曲力矩相平衡，即如圖 所示。 圖 圖無壓錕的開卷機(jī)受力圖 附：開卷機(jī)主要機(jī)構(gòu)三維（ pro/e）設(shè)計(jì)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第三章 開卷機(jī)主軸設(shè)計(jì)與計(jì)算 開卷機(jī)技術(shù)參數(shù) 開卷機(jī)是成卷扎制和帶材精整機(jī)組中的重要設(shè)備。 圖 主軸簡(jiǎn)圖 1 安裝齒輪 2 主軸 3 軸承 4 張緊裝置 外缸筒 是用來防止塑性層不遭破裂。 作用在內(nèi)壁的當(dāng)量應(yīng)力既可能是壓應(yīng)力也能使壓應(yīng)力，主要取決于壓力是從缸的內(nèi)面作用還是從外面作用。因此取軸徑為８０ｍｍ根據(jù)軸的受力，選取圓錐滾子軸承。計(jì)算時(shí)，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，軸上零件傳來的力，通常作為集中力，其作用點(diǎn)取為零件輪廓寬度的中點(diǎn)。 軸承受的彎矩 Ｍ＝2020ｘ９ .８ｘ０ .４０２－７８７９ .２Ｎｍ 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 Ｔ＝９５５００００Ｐ／ｎ＝ ２ .２ ｘ９５５００００／１２５ ＝１６８ .０８Ｎｍ 齒輪圓周力 tF＝２Ｔ／ cd ＝２ｘ１６８．０８／０．２４ ? １４００Ｎ 齒輪徑向力 rF＝ tF ｔａｎ ? ＝１４００ｘ０ .３６４ ? ５１０Ｎ 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 （１）在水平平面內(nèi)的支反力（圖 （ｂ）） 由AM?＝０得 BZR ｘ５１０－ rF ｘ２８９＝０ 因此 BZR ＝２８８Ｎ； AZR － BZR ＝５１０－２８８＝２２２Ｎ 齒輪的作用力在水平平面的彎矩（圖 （ｃ）） DZM ＝ AZR ｘ２８８＝２２２ｘ０ .２８８ ? ６４Ｎｍ （２）在垂直平面內(nèi)的支反力（圖 （ｄ）） AYR ＝（５１２－２８８）／５１２ｘ tF ＝６１６Ｎ BYR ＝２８８／５１２ｘ tF ＝０．５６ｘ１４００＝７８４Ｎ 齒輪的作用力在 水平 平面的彎矩（圖 （ｅ）） DYM ＝ AYR ｘ２８８＝６１６ｘ０ .２８８ ? １７７Ｎｍ （３）由于負(fù)載 0F 的作用，在支點(diǎn)Ａ和Ｂ處的支反力（圖 （ｆ）） 由 BM ＝０得 AOR ｘ５１２－ 0F ｘ４０２＝０ AOR ＝１５３８９Ｎ； BOR ＝ AOR ＋ 0F ＝１５８３９＋１９６００＝３４９８９Ｎ 由于負(fù)載 0F 的作用而產(chǎn)生的彎矩圖如圖 （ｇ）所示： BOM?＝ 0F ｘ０ .４０２＝７８７９ .２Ｎｍ 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 軸所受載荷 ３ .４軸的強(qiáng)度校核 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu) 尺寸及彎矩圖，截面Ｂ處的彎矩較大，且有軸承配合 引起的應(yīng)力集中，因此，Ｂ處是危險(xiǎn)截面。電流為 324A。通過數(shù)字量輸入模板 DI 把各傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)好、停止、輕故障、重故障、就緒信號(hào)送入 PLC,PLC 則根據(jù)整個(gè) 軋機(jī)的工藝連鎖條件和操作指令，再通過數(shù)字量輸出模板 DQ 向傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)、停止命令。為了進(jìn)行卷徑計(jì) 算，分別在左卷、左側(cè)量錕、右卷、右側(cè)量錕上裝有脈沖發(fā)生器，這些脈沖分別送入西門子高速計(jì)數(shù)器模板FM450，高速計(jì)數(shù)器根據(jù) Step7 軟件中設(shè)置的工作方式對(duì)開卷機(jī)和測(cè)量錕轉(zhuǎn)過的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由其脈沖值計(jì)算當(dāng)時(shí)卷徑。建立靜張力前開卷機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)；建立靜張力時(shí)開卷機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，傳動(dòng) SPDM的晶閘管始終工作于整流狀態(tài)。 (ⅳ )開卷電機(jī)再發(fā)生電制動(dòng)狀態(tài)。則張力 zF 的機(jī)電參數(shù)表達(dá)式： zF = 1 TKI? /D （ 1） 式中： 1K 為常數(shù)； ? 為開卷機(jī)磁通量； TI 為開卷電動(dòng)電樞電流； D 為帶卷瞬時(shí)卷徑。 瞬 時(shí)筒徑 D 的計(jì)算 為實(shí)現(xiàn)恒張力 精度控制和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，必須精確測(cè)量并記憶卷材瞬時(shí)卷徑 D 值。下圖便是它的簡(jiǎn)單的液壓原理圖：