【文章內(nèi)容簡介】 肩形 孔的叉頭均是采用法蘭盤相連，連接方式分為兩種：一種采用端面齒加預(yù)緊螺栓相連接，一種采用端面鍵加預(yù)緊螺栓相連接來傳遞軋制力矩 。 帶滾動(dòng)軸承的萬向接軸由于在接軸鉸鏈中裝置滾動(dòng)軸承，有較高的密封性，能可靠地用干油潤滑，比滑塊式萬向接軸有較好的潤滑條件，摩擦系數(shù)小，效率高，鉸鏈中接觸間的間隙小，工作平穩(wěn)，使用壽命長，而且能保證在垂直、水平及任何一種方位上正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此， 本次設(shè)計(jì) 中 采用帶有滾動(dòng)軸承的十字軸式萬向接軸 。 軋 輥裝置 立 輥 典型的立輥結(jié)構(gòu)有三種：懸臂式、上傳動(dòng)的雙支點(diǎn)式和下傳動(dòng)的 雙支點(diǎn)式。 考慮 立輥的傳動(dòng)形式，本次設(shè)計(jì)采用上傳動(dòng)雙支點(diǎn)式立輥。 因?yàn)橐獙︿摪暹M(jìn)行寬度方向軋制 ,不同于水平輥對板形、厚度要求那樣精確 , 而且道次壓下量一般在 50mm 左右 ,壓下率較低 ,所以對軋輥的強(qiáng)度與剛度要求也較低。軋輥一般選用鍛鋼輥進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 1780 立輥軋機(jī)由于要進(jìn)行大側(cè)壓量的軋制 ,所以采用槽形軋輥，它可以 保證側(cè)壓時(shí)的穩(wěn)定， 并 借助槽的側(cè)面將大側(cè)壓時(shí)在板坯兩側(cè)所產(chǎn)生的狗骨形凸起擠向板坯中間 ， 以減小在隨后的水平輥軋制中所產(chǎn)生的寬展 ， 提高立輥軋機(jī)的側(cè)壓效率。 立輥軋機(jī)的軋輥都采用簡支梁結(jié)構(gòu) ,軋輥軸承采用雙列圓 錐滾子軸承。軋輥、軸承及軸承座組裝后成套裝 入 滑架中 ,隨滑架移動(dòng)。 軋輥軸承 軋輥軸承是立輥軋機(jī)中非常重要的部件，和一般用途的軸承相比，軋輥軸承工作負(fù)荷大、運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大、工作環(huán)境惡劣。 在 熱帶鋼連軋機(jī) 上 采用的軸承，主要有滾動(dòng)軸承和液體摩擦軸承。滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)小、工作可靠、安裝拆卸方便，廣泛 應(yīng) 用于四輥軋機(jī)的工作輥上，亦有用于二輥粗軋機(jī)上和四輥軋機(jī)支撐輥上。 1780立輥軋機(jī)軋輥軸 承 在工作中既承受徑向載荷又承受軸向載荷 ，根據(jù)受 載荷 特點(diǎn)應(yīng) 采用 雙 列圓錐滾子軸承 ，其潤滑方式 采用自動(dòng)干油潤滑。 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 軋輥平衡裝置 軋機(jī)平衡裝置主要是用來消除在軋制過程中，因工作機(jī)座中有關(guān)零件間的配合間隙所造成的沖擊現(xiàn)象，以保證軋件的軋制精度 ，改善咬入條件，以及防止工作輥與支撐輥之間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象等 。而對于立輥軋機(jī)來說，主傳動(dòng)系統(tǒng)中的平衡裝置則主要是為了抵消萬向接軸和立輥的自重，以減小軋制過程中對軋輥軸承等零件的損害。 軋鋼機(jī)上常采用的平衡裝置，不外乎有：彈簧式、重錘式及液壓式等三種形式。 本次設(shè)計(jì)中采用的是液壓式平衡 裝置，它采用液壓缸的推力來平衡萬向接軸和立輥的重量，其結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、 維修簡單、易于操作，動(dòng)作靈敏并且 可以改變油缸壓力。 側(cè)壓系統(tǒng) 立輥軋機(jī)的 側(cè)壓裝置由側(cè)壓電機(jī) 、 蝸輪減速器、側(cè)壓螺絲 、 側(cè)壓 螺母和平衡缸等 部件 組成。 側(cè)壓裝置每側(cè)都有兩根側(cè)壓螺絲，兩臺側(cè)壓電機(jī)通過蝸輪蝸桿減速機(jī)分別帶動(dòng)兩側(cè)的側(cè)壓螺絲完成輥縫調(diào)整工作 。 為了有效地利用電動(dòng)機(jī)功率，側(cè)壓電機(jī)都采用直流電機(jī)，但具體形式分為立式和臥式兩種 。 立式電機(jī)通過聯(lián)軸器與蝸桿相連，單側(cè)的兩臺減速機(jī)中的蝸桿間也是通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械同步 。 而臥式電機(jī)首先是通過傘齒輪減速機(jī)變向后再與蝸輪蝸桿減速機(jī)相聯(lián) 。 這種結(jié)構(gòu)大大增加了立輥軋機(jī)的長度，也同時(shí)降低了傳動(dòng)效率 。 因此本次設(shè)計(jì)中側(cè)壓電機(jī)采用立式直流電機(jī)。 電動(dòng)側(cè)壓裝置只用于在空載情況下預(yù)調(diào)軋輥開口度，而在軋制時(shí)電機(jī)側(cè)壓裝置是不工作的 。 在這種結(jié)構(gòu)形式中，側(cè)壓缸的缸體固定在牌坊上，側(cè)壓螺絲穿過側(cè)壓缸的活塞和裝在活塞上的側(cè)壓螺母，側(cè)壓螺母上裝有導(dǎo)向翅，使螺母和活塞相對于缸體只能作軸向移動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，而側(cè)壓螺絲與電動(dòng)側(cè)壓裝置的蝸輪之間是靠花鍵連接的 。 因此在活塞不動(dòng)的情況下電動(dòng)側(cè)壓裝置可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)壓螺絲來進(jìn)行軋輥開口度的預(yù)調(diào) 。 而在電動(dòng)側(cè)壓裝置不動(dòng)的情況下，側(cè)壓缸活塞也可以帶動(dòng)側(cè)壓螺絲作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)來改變軋輥的開口度 。 平衡裝 置是通過放置在單側(cè)兩根側(cè)壓螺絲間的平衡液壓缸 , 將軋輥拉靠在側(cè)壓螺絲上 , 以消除側(cè)壓螺絲和側(cè)壓螺母和其它承壓件之間的間隙。 現(xiàn)代的立輥軋機(jī)左右兩個(gè)側(cè)壓裝置之間都沒有機(jī)械連接 , 完全采用電氣同步 , 這省去了同步軸、離合器等一套復(fù)雜笨重的機(jī)械同步機(jī)構(gòu) , 并給軋輥的對中和換輥操作帶 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 來了很大的方便。 主機(jī)架 主機(jī)架主要用來安裝立輥箱 ,側(cè)壓裝置等 ,并直接承受軋制壓力的部件。 在軋制過程中，被軋制的金屬作用到軋輥上的全部軋制力，通過軋輥軸承、軸承座、側(cè)壓螺絲及螺母傳給機(jī)架，因此， 機(jī)架是軋機(jī)最終承受軋制力的零件， 需要有足夠的強(qiáng)度和剛度。 機(jī)架按結(jié)構(gòu)分，可以分為開式與閉式兩種形式。閉式機(jī)架是一個(gè)整體的框架，其強(qiáng)度和剛度都是很大的 ，主要用于軋制力較大的初軋機(jī)、板坯軋機(jī)和板帶軋機(jī)等 ；開式機(jī)架通常是由機(jī) 架 本體和上蓋兩部分組成， 機(jī) 架 本體與上蓋之間 的連接可以采用螺栓連接 、立銷和斜楔連接、橫銷和斜楔連接等連接形式。 和閉式機(jī)架相比，開式機(jī)架的強(qiáng)度與剛度較差 ，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 。 機(jī)架的鑄造方式分為整體和分體式兩種 。對于 外形尺寸較小的立輥機(jī)架可以整體鑄造 ；而 外形尺寸較大、重量大的則由于鑄造能力、起重能力限 制 ,可以分體鑄造，毛坯鑄造出來后 ,再 將其固定在一起整體加工。 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 3. 立輥軋機(jī)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 立輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 軋機(jī)的 原始 數(shù) 據(jù) ： 軋制前軋件 寬 度 16800 ?b mm 軋制速度 rv = m/s 軋制后軋件 寬 度 16301?b mm 軋制溫度 t = 1200186。C 軋件厚度 h = 230 mm 軋件材料 Q235 根據(jù)文獻(xiàn) [1，第 37 頁 ]可得， 由咬入角確定的最大允許壓下量： )co s1(2m a x ???? Rh （ 31） 則： )c os1(2)c os1(2 m a x ?? ?????? hhR （ 32） 式中： ? — 軋輥 咬入角，由文獻(xiàn) [2， 表 31]可得， 對于熱軋帶鋼軋機(jī)， 最大 咬入角?? 15176。～ 20176。,取 ? =17176。 h? — 壓下量， mm；對于立輥軋機(jī)：寬 展量 501630168010 ?????? bbb mm R— 軋輥半徑， mm。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得 )17c os1(2 50 ?????R mm 取軋輥 半 徑 R = 600 mm， 則軋輥直徑 D=1200mm。 由文獻(xiàn) [2，第 81 頁 ]確定下列參數(shù)： 軋輥軸頸 d = ( ～ )D = ( ～ ) 1200 = 600～ 660 mm 取 d = 630 mm 輥頸長度 ~?dl 所以 6 3 0~5 2 76 3 0)~( ???l mm 取 l = 600 mm 輥身長度 L = h + a = 230 + 50 = 280 mm 立輥軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算 平均單位應(yīng)力 mp 的計(jì)算 1) 基本數(shù)據(jù)計(jì)算 由文獻(xiàn) [2， 第 23~24 頁 ]確定 軋件的 下列基本參數(shù)： 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 寬展量 501630168010 ?????? bbb mm （ 33） 變形程度 %%100168050%1000 ?????? b b? （ 34） 平均寬度 16552 163016802 10 ????? bbb mmm （ 35） 接觸弧 水平 投影長度 ????? bRl mm （ 36） 咬入角 5239。)1202101a rc c os ()1a rc c os ( ????????? D b? （ 37） 2） 軋件 接觸弧上單位壓力 mp 的計(jì)算 ① 金屬塑性變形阻力 ? 的確定 由 ???mbl,根據(jù) 文獻(xiàn) [2，第 27 頁 ]可知采用粘著理論計(jì)算平均 變形 速度 公式為： 10 ??? bblvu rm s1? （ 38） 根據(jù) t = 1200186。C， ?mu s 1? 查 文獻(xiàn) [2， 圖 210] Q235 鋼變形阻力曲線，可得 5030?? MPa , ??K 。 所以 變形阻力 ???? ?? ?K MPa （ 39） ② 平均單位應(yīng)力 mp 的計(jì)算 由文獻(xiàn) [2，第 39 頁 ]可得 平均單位應(yīng)力 mp 的一般形式為： ???? nnnkknp m ???????? （ 310） 式中 : ?n — 應(yīng)力狀態(tài) 影響系數(shù) 。 ?n? — 考慮摩擦對應(yīng)力狀態(tài)的 影響系數(shù) 。 ?n? — 考慮 外區(qū) 對應(yīng)力狀態(tài)的 影響系數(shù) 。 ?n? — 考慮張力對應(yīng)力狀態(tài)的 影響系數(shù) 。 k— 材料變形阻力， MPa。 ??k 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 ∵ ??mbl 即外區(qū)對應(yīng)力狀態(tài)的影響最為明顯 由文獻(xiàn) [2， 240]可得： )( ????? ??mbln ? 1?????? ?? nn ∴ ?????????? ??? nnkp m MPa 立輥軋機(jī)軋制力及力矩計(jì)算 1) 軋制力 P的計(jì)算 lhpFpP mm 0???? (311) 式中： mp — 單位平均壓力， MPa； P — 單個(gè) 軋 輥軋制力， KN； F — 接觸面積， mm178。 代入計(jì)算得： 6 ????? ?P KN 2) 軋輥傳動(dòng)力矩 MK的計(jì)算 由文獻(xiàn) [2， 2120]可得 ， MK計(jì)算公式 )( 11 ????? aPMMM fZK （ 312） 式中： KM — 驅(qū)動(dòng) 軋輥力矩， KNm； ZM — 軋輥上的 軋制力矩， KNm； 1fM — 軋輥軸承處摩擦力矩， KNm； a — 軋制力力臂， ?sin2Da? ， mm； ?— 合力作用點(diǎn)的角度；根據(jù)文獻(xiàn) [2,2139]可得，在熱軋時(shí) 力臂系數(shù) ??? ?? 所以 ?????? 2 9 9 ?? 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 1? — 軋輥軸承處摩擦圓半徑， 21 d?? ?, mm； d— 軋輥軸頸 處 直徑， 630?d mm。 ?— 軋輥軸承摩擦系數(shù)，由文獻(xiàn) [2，第 60 頁 ]可知 ， 對于 滾動(dòng)軸承 ?? 。 代入計(jì)算得： in21200 ???a mm ???? mm ? ? 2 2 2 0 6 6 7 3 ????? ?KM KNm 軋機(jī)主電動(dòng)機(jī) 的確定 初選主電機(jī) 軋輥的轉(zhuǎn)速： 3 ?? ???? ?? Dvn rZ r/min （ 313） 軋輥處所需功率 ????? ?? ZKZ nMNKW （ 314） 轉(zhuǎn)換到電機(jī)上的功率 ?Zer NN ?? （ 315） 式中： ?— 電動(dòng)機(jī)至軋輥之間的傳動(dòng)效率； 由文獻(xiàn) [5， 表 ]可查得： 齒式 聯(lián)軸器 ?聯(lián)? ； 萬向接軸 ?萬? ； 滾動(dòng)軸承 ?承? 圓柱斜齒輪 ?齒? ； 故 3232 ?????? 萬承齒聯(lián) ????? 帶入計(jì)算可得： ???erN KW 根據(jù) ??erN KW，取電機(jī)額定功率 3000?erN KW。 查 文獻(xiàn) [7，附表 58]有：電機(jī)型號 ZZJD215/7410， 該電機(jī)額定功率 30002??erN KW（兩臺電機(jī)），額定轉(zhuǎn) 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)