【正文】 度和勤懇的工作作風使我受益匪淺、終身難忘，這將激勵我在以后的學習、工作中，時刻保持勤奮刻苦的工作態(tài)度和求實創(chuàng)新的敬業(yè)精神。在課題進行過程中，我還得到了其他老師的關心、指導和幫助，在此表示深深的謝意。同時，感謝在課題完成期間給予我?guī)椭椭С值乃型瑢W和朋友。 時間的倉促和自己的專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。懇請閱讀此篇論文的老師、同學，多予指正。附錄1附錄1燕 山 大 學本科畢業(yè)設計開題報告課題名稱： 4325中厚板矯直 機輥系設計 學院（系）： 機械工程 年級專業(yè)： 11級軋鋼 學生姓名： 指導教師： 孫登月 完成日期： 目錄一、 綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 48 48 48二、研究的基本內容，擬解決的主要問題 51 51 53 53三、研究步驟、方法及措施 54四、研究工作進度 54五、主要參考文獻 55六、 指導教師意見 57七、 系級教學單位審核意見： 57一、 綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義中厚鋼板是冶金產品中的重要產品之一，它的生產水平和產品質量代表了一個國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平[1]。同時，寬厚板也是重要的專類物資，其廣泛應用于大型船舶制造、大口徑油氣直縫焊管以及武器裝甲、巨型鋼結構制造等領域，但是鋼板在軋制、冷卻和運輸過程中，由于各種因素的影響，往往產生形狀缺陷。例如縱向彎曲（波浪形）、橫向彎曲、邊緣浪形和中間瓢曲以及鐮刀彎等等，為了消除這些缺陷，鋼板需要在矯直機上進行矯正。寬厚板熱矯直機布置在加速冷卻裝置(ACC)之后、冷床之前，用于矯直從軋機出來或經過控制冷卻的熱鋼板。矯直鋼板溫度一般在 600℃～750℃，經過加速冷卻后也可能達到 450℃。矯直后鋼板溫度過高時，冷卻中會產生瓢曲變形現(xiàn)象，溫度過低時矯直力得明顯增大[2]。為適應高質量鋼板生產的需求, 矯直機制造廠家如西馬克( SMS) 、奧鋼聯(lián)( VAl) 、日本的三菱重工 ( MHT)及國內的太原重型機械集團有限公司( TZ) 等紛紛推出具有先進技術的矯直機, 其中 SMS設計制造的中厚板冷矯直機 HPL (High PerformanceLeveler)型為目前先進矯直機技術的集中代表[3]。中厚板生產線在線的輥式矯直機以熱矯直機數(shù)量為多，總的趨勢是以發(fā)展大矯直力的強力四重式矯直機為主，該系列設備總體趨勢如下：1. 預應力機架采用預應力框架結構的機架主要由拉桿及螺母、上橫梁、機架立柱和下橫梁組成[4]。由于通過施加預緊力，使機架產生一定壓縮變形，當矯直時預緊力與矯直力部分抵消，因此可以獲得較大的機架剛度。各件均采用了鑄焊結構, 方便加工、運輸和安裝[5]。2. 輥系近10年來, 日本、德國主要的冶金廠商先后推出第三代矯直機, 既開發(fā)有等距矯直機, 同時為了擴大矯直范圍 (薄板用小輥徑小輥距, 厚板用大輥徑大輥距 ), 也開發(fā)有變輥數(shù)、變輥距矯直機, 還開發(fā)有組合式和伸縮式矯直機, 矯直范圍從以往的 4~ 5倍擴大到10倍左右[6]。但為了避免矯直輥輥面的滑傷，輥面應具有一定的硬度。對四重輥式矯直機必須保證工作輥和支承輥的輥面硬度有一個差值[1]。圖11 輥系布置3. 液壓壓下系統(tǒng)傳統(tǒng)矯直機的電機調整系統(tǒng)在設定位置時表現(xiàn)出精度不高、再現(xiàn)性和動態(tài)響應差的缺點, 采用液壓調整系統(tǒng), 各個方面的性能可以顯著地提高[7]。另外通過采用自動控制、計算機模型設定和液壓 ACC 動態(tài)輥縫調整先進技術, 來提高中厚板的矯直質量[ 8,9]。圖13 液壓壓下4. 傳動系統(tǒng)矯直機矯直鋼板時, 由于長度方向發(fā)生塑性變形, 導致鋼板與矯直輥速度差可達到 3% , 因而產生附加扭矩, 以往的整體傳動易導致接軸和齒輪損壞, 同時當矯直輥與鋼板產生速差時, 鋼板打滑現(xiàn)象會損傷表面, 為了避免這些現(xiàn)象的發(fā)生, 矯直輥盡量采用單獨傳動或分組傳動, 可避免成組傳動時,個別矯直輥的扭矩過大, 導致接軸和齒輪損壞。當矯直輥與鋼板產生速差時, 矯直輥在鋼板表面引起打滑現(xiàn)象會損傷鋼板表面, 單獨傳動可減少這些現(xiàn)象的發(fā)生[10]，同時還可用于控制張力。5. 彎輥系統(tǒng) (APC系統(tǒng) )矯直機輥系上框架由兩部分構成, 中部設置有鉸接點, 彎輥液壓缸設置在框架頂部并通過偏心軸和鉸接點對上輥系進行彎輥控制?，F(xiàn)在多采用采用矯直輥預彎技術。因為在對鋼板進行矯直時, 矯直輥在矯直力作用下呈拋物線形狀, 通過彎輥系統(tǒng)補償這種附加變形, 使輥縫在鋼板寬度方向達到希望的平行度。另外, 通過不同的彎輥方式還對邊浪和中浪缺陷進行有效的矯直。圖14 彎輥結構矯直機是中厚板生產中不可缺少的設備，在對鋼板進行矯直的過程中鋼板發(fā)生彈塑性變形，涉及內容與所學知識相近，且難度適宜，可通過此畢業(yè)設計在對矯直機進行更加全面的了解同時，對大學四年所學知識進行系統(tǒng)理解。二、研究的基本內容，擬解決的主要問題圖21 4325矯直機1. 研究對象：4325中厚板矯直機輥系2. 構成：輥系主要由前后導輥、工作輥、支承輥、上下輥架構成。圖22 輥系：在上輥系部分中通過螺釘將支撐輥軸承座與上輥架固定，工作輥通過平衡裝置安裝在上輥架上；在下輥系中支撐輥軸承座依靠支撐輥和工作輥等結構自重安置在下輥架上。圖23 工作輥與支撐輥4. 工作輥冷卻：由于熱矯溫度在650℃～950℃之間，最低時也在450℃左右，因此必須對工作輥進行冷卻。工作輥為空心設計，冷卻水經導管從工作輥空腔底部涌出，在回流的過程中對工作輥進行冷卻，確保工作輥穩(wěn)定工作。圖24 工作輥水冷結 ：在下輥架兩側對稱安裝著四個輪子，當輥架到達機架指定位置時會沉入預制凹槽內，而在需要換輥時由液壓缸將四個輪子頂出凹槽，當矯直機對鋼板進行矯直時四個輪子并不受力。圖25 輥架總圖完成中厚板矯直機總圖設計及壓下系統(tǒng)詳細設計，計算矯直力、矯直力矩、主電機功率，支承輥強度計算、軸承校核。導輥支承輥強度計算、軸承壽命校核。Ⅰ.由于中厚板生產普遍采用控冷、控軋, 熱矯直機矯直溫度逐步降低,對矯直機性能要求進一步提高。Ⅱ.矯直機矯直鋼板的溫度在 650℃～950℃之間 ,溫度較高,采用強制水冷是減少高溫的影響的有效措施,但水冷同時帶來的就是高濕的惡劣環(huán)境。經常出現(xiàn)軸承座進水 ,潤滑失效 ,導致軸承卡死等問題；Ⅲ.工作輥把氧化鐵皮帶起進入支承輥與工作輥中間 ,氧化鐵皮被支承輥壓入工作輥輥身 ,造成工作輥輥面粘附 ,嚴重影響鋼板表面質量；Ⅳ.輥系中的支承輥和工作輥不能全部緊密貼合 ,矯直鋼板過程中 ,導致部分支承輥偏載；Ⅴ.在矯直過程中鋼板產生塑性彎曲變形,鋼板的長度將發(fā)生變化, 導致矯直輥輥子的轉速和鋼板運行速度相差可達3%，造成個別矯直輥的扭矩過大, 導致接軸和齒輪損壞。Ⅵ.傳統(tǒng)矯直機機架為封閉式機架，為滿足不斷提高的性能要求，機架重量不斷增大使其制造、運輸?shù)确矫媸植槐?。三、研究步驟、方法及措施1. 準備工作：通過查閱文獻資料了解國內外中厚板矯直機發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。對矯直機進行更加全面的了解。2. 參數(shù)計算：在第一部的基礎上確定設計思路，根據(jù)產品要求與基本要求進行矯直力和矯直功率計算，從而確定相關結構。3. 建模：繪制與矯直機輥系相關的零件體并進行裝配，之后進行模擬仿真。4. 方案確定：對矯直機進行優(yōu)化，并對不合理的地方進行修訂，最后生成零件圖和裝配圖。四、研究工作進度 第一周： 搜集并閱讀相關文獻和書籍，撰寫開題報告。第二周： 閱讀圖紙了解相關結構并根據(jù)給定條件計算矯直機的力能參數(shù)第三周： 根據(jù)方案進行初步設計，著手繪制零件體第四周： 制作PPT演示文稿，為第一階段考核做準備第五周： 完成主要部件的設計與繪制第六七周： 完成所有零件體建模第八九周： 對已有零件進行裝配第十周： 制作本階段的PPT演示報告準備節(jié)點考核第十一、二周： 繪制圖紙第十三~十六周： 完成強度分析、仿真模擬、設計說明書和翻譯外文資料第十七周： 準備答辯五、主要參考文獻[1].孫本榮,王有銘,陳 瑛 .中厚鋼板生產[M].北京：冶金工業(yè)出版社,:4.[2].陳 瑛 .中厚板矯直技術的發(fā)展[J].寬厚板,2002(6):1[3].王效崗，. ，102（2）：27.[4].栗 ,172(3).[5].薛軍安,劉相華, 胡賢磊, ,02000105.[6].陳健就, 許超. 現(xiàn)代寬厚板矯直機 [J].寶鋼技術,1999,(4): 1014.[7].王建強, 袁建光. 寶鋼寬厚板全液壓冷矯直機的選取 [ J]. 寶鋼技 術,2003,(5):17 21.[8].王建強. 寶鋼寬厚板全液壓冷矯直機的選取[ J] .寶鋼技術,2003( 5) : 17 21.[9].[ J] .寶鋼技術,1999( 4) : 10 14.[10]. 5 m 寬厚板熱矯直機新工藝[ J] .寬厚板, 2005( 3) :38 41.[11], ,. Managementsystems in irrigated rice affect physical and chemical soilamp。Tillage 。103:9297.[12]Xiaofeng Ye,Masashi Shimizu. Augmented longitudinal diffusion in grooved tubes for oscillatory Journal of Heat and Mass 。44:633644.[13]Mattias Widmark,Arne Melander,Fredrik cycle constant amplitude fully reversed strain controlled testing of low carbon and stainless sheet steels for simulation of straightening Journal ofFatigue.2000。22:307317.[14]Jianyu Huanga，Yuntian , David . Development ofrepetitive corrugation and straightening. Materials Science and；371：35～39.[15] Biempica， Coz Diaz, I. Penuelas Sanchez.Nonlinear analysis of residual stresses in a rail manufacturingprocess by FEM. Applied Mathematical ；33:34～53.[16], stresses in new rails[J].Materials Scienceamp。Engineering, (2000)280283.[17] Biempica, Coz Diaz, Nieto,etal. Nonlinear analysis of residual stresses in a rail manufacturing process by FEM[J]. Science Direct, (2009)3453. 指導教師意見指導教師簽字： 年 月 日 系級教學單位審核意見：審查結果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責人簽字：年 月 日79附錄2無縫管兩端附近彎曲形狀的旋轉矯直K. Kawai，Y. Tatsuki，H. Kudo 機械工程與材料科學，橫濱國立大學 795 Tokiwadai Hodogayaku, Yokohama 2408501, Japan摘要一種新的矯直方法提出了對無縫鋼管兩端附近的彎曲形狀使用三輥旋轉成形過程。在實驗中使用三輥螺旋式軋機。在各種工況下預彎鋁無縫管被矯直。發(fā)現(xiàn)減少螺距和名義半徑可以確定一個實現(xiàn)矯直產品的比例，且存在輥的最小長度，以保證產品的所選擇矯直比率。彎曲管樣品的形狀可以在最佳工作條件下被拉直高達90％。研究者還發(fā)現(xiàn)，存在一個較大值距以保證產品的某些矯直比，另外軸向進給速率可以在實踐中任意進行選擇。關鍵詞：矯直 旋轉成型 金屬成型 無縫管旋轉成型是一種通過旋轉壓縮過程對圓形棒，管和片狀金屬配料等型材形成各種形狀的方法。這個過程不但是形成螺栓的螺紋部分和機器螺絲的最流行的方法，而且也增加了它的應用，以生產齒輪，球，環(huán)，圓柱形中空體，圓錐中空體，各種軸和其他軸不對稱的輪廓。圓桿和磁盤旋轉成型被稱為軋制成型，而鈑金和管坯旋轉成型被稱為紡絲。關于它的成型技術，旋轉成型的每個進程都有自己的應用程序和功能。此外，還有很多所有旋轉成型方法共有的優(yōu)點。它們總結如下：a 由于旋轉成型中的局部變形，變形力可減低，然后旋轉成型機的剛度變得小于一架傳統(tǒng)鍛壓機的剛度。b 實現(xiàn)高生產率，連續(xù)生產和自動化。c 材料消耗和生產的總成本可以減少。d 由于滾動接觸造成的工具磨損可以減小，然后工具壽命得到延長。e 產品的表面光潔度和尺寸精度也相對較高。f 在此過程中所形成的纖維結構改善了產品的強度。g 由于軋制接觸，潤滑油可以很容易的進入到成型工具和工件間的接 觸區(qū)。h 旋轉成型