【正文】 此時(shí)，機(jī)架沒(méi)有傾翻力矩，機(jī)架底腳 不受力。 在一般情況下，材料的強(qiáng)度極限與屈服極 限的比值近似為 2，為了安全起見(jiàn)，可將機(jī)架安全系數(shù)取為 ： gj nn )~2(? 當(dāng)軋輥安全系數(shù) gn 取為 5 時(shí)，機(jī)架的安全系數(shù) jn 為 10~。 則 四輥軋機(jī)機(jī)架端面面積 ? ? 2 2 21. 2 ~ 1. 6 ( 1. 2 ~ 1. 6) 26 0 81 12 0 ~ 10 81 60F d m m? ? ? ? 對(duì)于四輥軋機(jī)，可選慣性矩較小的近似正方形斷面。 機(jī)架的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 機(jī)架的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是窗口寬度、 窗口 高度和立柱端面尺寸。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 28 圖 3— 10 閉式機(jī)架 結(jié)構(gòu)及 簡(jiǎn)圖 （ 2） 開(kāi)式機(jī)架 開(kāi)式機(jī)架 由機(jī)架本體和上蓋兩部分組成，如 圖 311，它主要用在橫列式型鋼軋機(jī)上，其主要優(yōu)點(diǎn)是換輥方便。 主電機(jī)的功率 DP 9550nMP DD ?? kwnMP DD 1449550 15009169550 ????? 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本 （減速器電機(jī)與電器） 22151P? 取主電動(dòng)機(jī)型號(hào) Z425012（直流）， 額定功率 KWPN 160? ， 最高轉(zhuǎn)速 2100r/min，重量 880kg。冷軋時(shí)，000=( ~ 5) =( ~ 5) 8 =1 .04 ~ 7?? ?，取 ?? ? 。39。 2 2 2( ) ( )mmm m m ml l C Cpph h h h? ? ? ?? ? ? （ 35） 將 （ 33） 代入 式 （ 3— 5） 經(jīng)整理 變換后，得： 其中 )1( ??? ?klumehuL 39。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 20 圖 35 軋件受力分析 圖 36 軋機(jī)彈性曲線 斯通在研究冷軋薄板的平均單位壓力計(jì)算問(wèn)題時(shí)，考慮到軋輥直徑與板厚之比甚大以及由于冷軋時(shí)軋制壓力較大，軋輥發(fā)生顯著的彈性壓扁現(xiàn)象，近似的將薄板的冷軋過(guò)程看作為平行平板 的壓縮（如 圖 37），并假設(shè)接觸表面上的摩擦力符合干摩擦定律。軋制力是確定軋機(jī)強(qiáng)度的基礎(chǔ)。 本道次加工過(guò)程中，鋼板厚度由 。 本道次加工過(guò)程中，鋼板厚度由 。為計(jì)算方便初步取其為常數(shù)。 軋鋼機(jī)架 類(lèi)型 如 圖 31 所示： 圖 31 機(jī)架 原始數(shù)據(jù) 1.、 軋制帶材 25Cr2MoVA(調(diào)質(zhì)處理 )； 2.、 帶寬 B=200mm,帶厚 0h =,帶長(zhǎng) L=450mm,成品厚度 1h =； 3.、 軋輥直徑 190/500mm； 4.、 軋制速度 v=2m/s； 5.、 張力 0150T T KN?? 。 現(xiàn)在在小型冷軋機(jī)上，廣泛使用液壓平衡裝置，它是由液壓缸產(chǎn)生的推力來(lái)進(jìn)行工作的。軋制精度要求也高。其優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)距離可達(dá)較大的數(shù)值，壓下能力較大，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、反應(yīng)時(shí)間較慢、效 率較低。滾動(dòng)軸承主要是用雙列球面滾子軸承，四列圓錐滾子軸承。 可逆式工作制度 用可逆式冷軋機(jī)軋制時(shí)，軋輥既能逆轉(zhuǎn)又能調(diào)速。一般看來(lái)，當(dāng)軋件較薄時(shí)使用預(yù)壓力較大，直徑稍小的軋輥上，其傳動(dòng)接觸可能實(shí)際上不起作用，甚至反而有害。本次設(shè)計(jì)由于軋制力與軋制力矩不是很大，故不需考慮此問(wèn)題，但同時(shí)采用單輥驅(qū)動(dòng)又會(huì)帶來(lái)一系列新的問(wèn)題。 通過(guò)改變卷取機(jī)，開(kāi)卷機(jī)及軋機(jī)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及各架壓下可以使軋制力，張力在較大的范圍內(nèi)變動(dòng)。所謂“張力軋制”， 就是軋件在軋輥中的輾軋變形是有一定的前張力與后張力作用下實(shí)現(xiàn)的 。 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，帶鋼不易生銹，不易腐蝕 。工藝潤(rùn)滑的作用包括： 1）通過(guò)潤(rùn)滑劑在軋輥和帶鋼表面形成一層油膜，當(dāng)潤(rùn)滑劑滲入軋輥與帶鋼接觸表面的凸凹部時(shí)，可以把帶鋼與軋輥分隔開(kāi)，從而降低接觸表面的摩擦系數(shù)，降低軋制負(fù)荷。有物理學(xué)可知一定質(zhì)量的液體在單位時(shí)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(shí)間所需冷卻液的體積； 2t 、 1t —— 冷卻液前后的溫度。同時(shí)軋輥 溫度過(guò)高還會(huì)使冷軋潤(rùn)滑劑失效，油膜破裂，影響冷軋過(guò)程的正常進(jìn)行。 冷軋中采用工藝?yán)鋮s與潤(rùn)滑 （ 1） 工藝?yán)鋮s： 在高速冷軋機(jī)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 。 四輥式 軋機(jī)： 是帶鋼冷軋機(jī)中最通用的機(jī)組，這種軋機(jī)采用 閉口式機(jī)架，兩個(gè)牌坊有橫梁或其它軋機(jī)連接形成一個(gè)剛體，通常采用工作輥驅(qū)動(dòng)， 但是近來(lái)趨向于支承輥驅(qū)動(dòng)。 軋鋼機(jī)按布置分類(lèi)可分為單機(jī)座式、橫一列式、連續(xù)式等 。 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(jī)軋制成材。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)架 ； 設(shè)計(jì)步驟； 計(jì)算方法 ；有限單元法 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) II Abstract The mill is a small fourhigh cold rolling mill. The project is on the design of the Mill Housing. Mill Housing is one of the most important ponents which is used for installing the whole system of Roll, the device which regulates Mill Roll and supporting all of rolling pressure. Mill Housing has been designed the perpetual and unsubstitutive ponent for its large weight, plex technological process and high safety coefficient. Frame design steps can be divided into the following steps: 1) The frame is determine d primarily shape and size 2) The conventional calculation: the material mechanics, mechanics of elasticity and other solid mechanics theory and calculation formula of cutter, the strength, stiffness and stability checking aspects. 3) Tinted element static and dynamic analysis and model test (or physical test) and the optimized design 4) Manufacturing technology and economy analysis. Strength and Deformation calculation of Closetop mill housing mainly adopt the Calculation Method of , and then use the Finite Element Method to pare Housing’s Stress, Deformation and safety coefficient. We can gain the plete stress filed of Mill Housing through using the Finite Element Method. In the past design of Mill Housing, safety coefficient is bestowed with high number but it couldn’t assure the reliability of Housing. The parts where are easily destroyed are distributed where stress concentrate such as the hole which is installed roll positioning nut, the corners of window of the Mill Housing and so on. The calculation method of cloud only gain the stress of some places, but the Finite Element Method can specially and authentically reflect the level of high stress’s numerical value of the partial. Key words: Mill Housing。因機(jī)架重量大、制造復(fù)雜一般給予很大安全系數(shù)，并作為永久使用的不更換零件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 3 月 14 日 — 3 月 16 日 ： 石橫特鋼參觀實(shí)習(xí)，寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告及查閱相關(guān)資料 ； 3 月 17 日 — 4 月 09 日：比較各種結(jié)構(gòu) ， 選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 4 月 10 日 — 4 月 19 日：對(duì)整機(jī)及部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算； 4 月 20 日 — 5 月 24 日： CAD 制圖； 5 月 25 日 — 6 月 03 日：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)； 6 月 04 日 — 6 月 15 日：畢業(yè) 答辯審查準(zhǔn)備； 6 月 15 日 — 6 月 21 日：審閱與答辯。機(jī)架的破壞多在壓下螺母孔、機(jī)架窗口轉(zhuǎn)角處等應(yīng)力集中大的部位。 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(gè)工業(yè)部門(mén)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。 近年來(lái)，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(jī)組速度，提高產(chǎn)品厚度精度，改 善板形，提高自動(dòng)化程度及改進(jìn)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，其典型有 WRS 軋機(jī)、 HC 軋機(jī)、 VC 軋機(jī)、 CVC 軋機(jī)、 HVC 軋機(jī)、 FFC 軋機(jī)，全數(shù)字控制高精度可逆式六輥冷軋機(jī)組，或全數(shù)字控制高精度可逆式四輥冷軋機(jī)組等。 三輥勞特式軋機(jī) ： 此軋機(jī)中輥 直徑 較上下 輥為小，浮動(dòng)在上下輥間 。這樣就使軋制力增大，易發(fā)生脆裂。因此冷軋過(guò)程中必須對(duì)軋輥和帶鋼進(jìn)行冷卻。因此通常情況下，冷連軋機(jī)組采用水或以水為主要成分的乳化液作為冷卻劑。 綜上所述，為了保證 冷軋的正常生產(chǎn)，對(duì)軋輥和軋件必須應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。 生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)表明，采用天然油脂作為冷軋的工藝潤(rùn)滑劑在潤(rùn)滑效果上優(yōu)于礦物油，這是由于天然油脂與礦物油在分子的結(jié)構(gòu)上與特性上有質(zhì)的差別所致?？梢暂^好的解決油的循環(huán)使用問(wèn)題，在這種情況下水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。 防止軋件跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)軋制的一個(gè)重要問(wèn)題。這樣將會(huì)碰到關(guān)于工作輥力的傳遞問(wèn)題，這就是要增大軋輥的傳 動(dòng)部件。由于輥頸差事實(shí)上不可能消除，使用較大的預(yù)壓力亦是必要。在連續(xù)式冷帶鋼軋機(jī)上，為了保證通過(guò)每個(gè)機(jī)座的金屬秒流量相等，保持軋件張力的恒定，需要在軋制過(guò)程中不斷調(diào)整軋制速度。 軋輥軸承與一般軸承的工作條 件差別很大，其特點(diǎn)： 承受能力很高，這是因?yàn)檩S承受外圍尺寸的限制和在較短的輥頸內(nèi)可用很大的許用應(yīng)力所決定的 ； 運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大 ； 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 10 工作環(huán)境惡劣。其缺點(diǎn)是體力勞動(dòng)繁瑣，壓下速度和壓下能力較小。其工藝特點(diǎn)是： 1） 工作時(shí)要求大行程、快速和頻繁的升降軋輥。 軋 輥平衡裝置 平衡裝置的作用是消除軋制系統(tǒng)間隙， 避免沖擊。 運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，完成冷軋機(jī)單體設(shè)計(jì) 。 由圖 33 得 ： as MP515?? 。 本道次加工過(guò)程中，鋼板厚度由 。 （ 1） 本道次壓下量 mmhhh ????? （ 2） 本道次壓下率 ? =0hh? ? 100%= ? 100%=1 （ 31) （ 3） 金屬材料的屈服極限 s? 由圖 33 得 ， as MP515?? 。但通常把軋件作用于軋輥上并通過(guò)壓下螺絲傳遞給機(jī)架的力稱(chēng)做軋制力，即是軋件加于軋輥的反作用力的垂直分量。 但在熱軋薄板及冷軋薄板時(shí)由于單位壓力較高，因此軋輥產(chǎn)生局部彈性壓縮變形，它將使得接觸弧長(zhǎng)度有較顯著的增加，如下圖 35； 軋機(jī)的輥縫彈跳量與軋制力的關(guān)系曲線稱(chēng)為軋機(jī)彈性曲線 圖 36。 2 200l l x x? ? ? 20 8 (1 ) mmRx p C pE ?? ??? （ 34） 式中， R—— 軋輥半徑； E—— 軋輥彈性模數(shù)，對(duì)于鋼軋輥 E=2100MPa；