【導(dǎo)讀】機(jī)構(gòu)的壓下螺絲、壓下螺母、壓下止推軸承進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)。桿蝸輪減速傳動(dòng)壓下螺絲。動(dòng)端選擇了花鍵的結(jié)構(gòu)形式，承載能力大；傳動(dòng)端花鍵采用了連續(xù)壓力油潤(rùn)滑，壓下螺母為整體螺母，整體螺母加工制造較為簡(jiǎn)單，工作可靠。中油孔的設(shè)計(jì)有利于螺紋的潤(rùn)滑，能有效的提高其使用壽命。頸有效防止了壓下螺絲的自動(dòng)旋松，提高了軋制時(shí)的輥縫精度。能力35%左右，在軋制時(shí)軋輥彎曲時(shí)能實(shí)現(xiàn)壓下螺絲自位調(diào)心。了壓下螺絲阻塞事故的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，提出了操作注意事項(xiàng)。而使用過(guò)的材料。究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。本課題有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題???????

　　

【正文】 () MPa? F= 2m 46 6 . 7 0 0 . 3 2 2 5 2 . 1 5 1 0P K N? ? ? ? 第 25 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 第六章 壓下部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 電動(dòng)壓下是上輥調(diào)整裝置中最常用的，通常包括：電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測(cè)壓儀等部件。在可逆板軋機(jī)的壓下裝置中，有的還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)。 在初軋機(jī)，板柸軋機(jī)、萬(wàn)能軋機(jī)等軋機(jī)上，幾乎每一道軋制都需要調(diào)整輥縫，以保證軋件按給定壓下量軋出所要求的斷面尺寸。在軋制過(guò)程中要輥縫的調(diào)整直接影響板厚誤差，根據(jù)各類(lèi)軋機(jī)的工藝要求，調(diào)整裝置可分為：上輥調(diào)整裝置、下輥調(diào)整裝置、中輥調(diào)整裝置、立輥調(diào)整裝置和特殊軋機(jī)的調(diào)整裝置。 上輥調(diào)整裝置也稱(chēng)壓下裝置，它用途最 廣，安裝在所有軋機(jī)上，壓下機(jī)構(gòu)的選擇要滿(mǎn)足工藝的要求，其中電動(dòng)壓下是最常用的壓下裝置。通常包括電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊、和測(cè)壓儀等部件。在可逆軋機(jī)上還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)，以處理卡鋼事故。 在軋制過(guò)程中，有很多因素會(huì)引起軋件的厚度偏差。這些因素都與軋件和軋機(jī)有關(guān)。軋件方面的因素有：軋件厚度不均勻、軋件沿長(zhǎng)度方向溫度或機(jī)械性能不均勻等。軋機(jī)方面的因素有：軋制速度和張力的變化、軋輥熱膨脹和磨損及軋輥偏心、軋制過(guò)程中機(jī)架的變形等。 軋機(jī)參數(shù)的變動(dòng)將使輥縫發(fā)生周期性的變 化，因而導(dǎo)致軋件厚度發(fā)生變化，為了提高軋件的厚度精度，在現(xiàn)代化軋機(jī)上，往往設(shè)置厚度自動(dòng)控制裝置，使軋機(jī)在軋制過(guò)程中能調(diào)整輥縫，以控制和減小軋件縱向厚度偏差。 壓下控制系統(tǒng)輥縫的控制最后都是由軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行的，選擇合理的壓下機(jī)構(gòu)，及合理的設(shè)計(jì)壓下機(jī)構(gòu)以調(diào)整輥縫。 壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 。 圖 壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 第 26 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 壓下螺絲 壓下螺絲一般由頭部、本體和尾部三個(gè)部分組成。 頭部與上軋輥軸承座接觸，承受來(lái)自軸頸的壓力和上輥平衡裝置的過(guò)平衡力。為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時(shí)的磨損并使上軋輥軸承具有自動(dòng)調(diào)位 能力，壓下螺絲的端部一般都做成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推軸承。 壓下螺絲尾部是傳動(dòng)端，承受來(lái)自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。尾部斷面的形狀主要有方形、花鍵形和圓柱形三種。方形尾部四面鑲有青銅板，它主要用于快速壓下裝置?；ㄦI形尾部的承載能力大，尾部強(qiáng)度削弱得小，多用在低速、重載的帶鋼軋機(jī)上。帶鍵槽圓柱形尾部?jī)H用在輕負(fù)荷的壓下裝置中。 壓下螺絲的基本參數(shù)是螺紋部分的外徑 d 和螺距 t, 可按照國(guó)家專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取。 壓下螺絲外徑的確定 壓下螺絲的直徑由最大軋制力確定。由于壓下螺絲的細(xì)長(zhǎng)比很小，其縱向彎曲 可忽略不計(jì)。 由于壓下螺絲和軋輥頸承受同樣大小的軋制力，故二者之間有一定的比例關(guān)系，即： d=() gd () 式中： d — 壓下螺絲外徑 第 27 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 gd — 輥頸直徑，對(duì)于四輥軋機(jī)則應(yīng)是支撐輥輥頸直徑 支撐輥輥頸的計(jì)算 支撐輥的直徑主要取決于剛度和強(qiáng)度要求。 根據(jù)參考 文獻(xiàn) [1]輥身長(zhǎng)度在 1200～ 5590 范圍內(nèi)的四輥軋機(jī)統(tǒng)計(jì)，厚板軋機(jī)的支撐輥直徑 2D 與工作輥直徑 1D 比值為 ～ 。 輥徑比 21DD 的選擇，主要取決于工藝條件。當(dāng)軋件厚度（咬入角）大時(shí)，由于要求較大的工作輥直徑，故選較小的 21DD 值；當(dāng)軋件較薄時(shí)，則選較大的 21DD 值 。 因此，厚板軋機(jī)和熱帶剛軋機(jī)、初軋機(jī)座比精軋機(jī)座的輥徑比小些，熱軋機(jī)比冷軋機(jī)的輥徑比小些。而對(duì)于支撐輥傳動(dòng)的四輥軋機(jī)，一般選 21DD =3～4。 本設(shè)計(jì)中： 工作輥直徑 1D =1000mm 取 21DD = 則 211. 8 1. 8 10 00 18 00 .0 0D D m m? ? ? ? 輥頸直徑和長(zhǎng)度與軋輥軸承形式及工作輥載荷有關(guān)。由于受軋輥軸承徑向尺寸的的限制，輥頸直徑比輥身直徑要小得多 。因此輥頸與輥身固定處，往往是軋輥強(qiáng)度最差的地方，只要條件允許，輥身直徑和輥頸與輥身的過(guò)渡圓角 r 均應(yīng)選大些。 使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過(guò)大，一般近似的選 ? 2 （ ） 第 28 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 故： 0 .5 5 1 8 0 0 9 9 0gd m m? ? ? 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇軸頸尺寸與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑應(yīng)能匹配，故： 取 mm? 壓下螺絲外徑 d 0 . 5 5 0 . 5 5 1 0 0 0 5 5 0 . 0 0gd d m m? ? ? ? 根據(jù)參考文獻(xiàn) [6]壓下螺絲直徑一般按強(qiáng)度選取，加大直徑雖然會(huì)使傳動(dòng)力矩增加，但可顯著提高軋機(jī)工作機(jī)座的剛度。一般來(lái)說(shuō) , 壓下螺絲和螺母在負(fù)荷下的變形僅次于軋輥和機(jī)架。采用加大機(jī)架橫斷面來(lái)改善機(jī)座剛度遠(yuǎn)不如稍微加粗壓下螺絲直徑更為有效。 故：本設(shè)計(jì)中壓下螺絲外徑取 5 5 0 1 0 5 6 0 .0 0d m m? ? ? 壓下螺絲螺距 （ 1）壓下螺絲的螺距 t，對(duì)于開(kāi)柸機(jī)， t=()；對(duì)于鋼板軋機(jī)這一比值較小，四輥熱連軋帶材機(jī) t=()d 。 （ 2）根據(jù)自鎖條件確定壓下螺絲的螺距 t 則： tantd??? （ ） 其中： ? — 螺紋升角（度） 按照自鎖條件要求 039。230?? 則 (0 .12 )td?? 對(duì)于本設(shè)計(jì)初軋機(jī)： 取 0 .0 9 0 .0 9 5 6 0 5 0 .4 0t d m m? ? ? ? 取整得 t= 壓下螺絲螺母尺寸 壓下螺絲的本體部分帶有螺紋，它與壓下螺母的內(nèi)螺紋配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和載荷。壓下螺絲的螺紋有鋸齒形和梯形兩種。鋸齒形螺紋主要用于快速壓下裝置；梯形螺紋主要用于軋制力大的軋機(jī)。壓下螺紋多數(shù)是單線螺紋。 當(dāng)壓下螺絲外徑 d 和螺距 t 確定后，根據(jù) [2]標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定壓下螺絲的其他參數(shù)。圖 31 為螺紋結(jié)構(gòu)。 滑動(dòng)螺旋的螺紋通常為梯形、鋸齒形、矩形三種，它們的特點(diǎn)、適用場(chǎng) 第 29 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 合、基本尺寸和精度等級(jí)詳見(jiàn)參考文獻(xiàn) [2] 。梯形螺紋應(yīng)用最廣。鋸齒形螺紋主要應(yīng)用于單 向受力。矩形螺紋雖傳動(dòng)效率高，但加工困難，且強(qiáng)度較低，應(yīng)用較少。 對(duì)于傳導(dǎo)螺旋，其失效形式主要是由于磨損而產(chǎn)生過(guò)大的間隙或變形造成傳導(dǎo)螺旋的運(yùn)動(dòng)精度降低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以螺紋的耐磨性計(jì)算和螺桿的剛度來(lái)計(jì)算確定螺旋的主要尺寸參數(shù)。受較大的軸向載荷應(yīng)作強(qiáng)度校核。 表 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng) 螺紋副材料 速度范圍m/s 許用壓強(qiáng)Pp 螺紋副材料 速度范圍 許用壓強(qiáng)Pp 鋼對(duì)青銅 低速 1825 鋼對(duì)鑄鐵 1318 47 11118 .2 710 12 鋼對(duì)鋼 低速 鋼對(duì)耐磨鑄鐵 .2 68 淬火鋼對(duì)青銅 1013 第 30 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 圖 壓下螺紋結(jié)構(gòu) d — 外螺紋大徑 mm? t — 螺距 mm? ca — 牙頂間隙 mm? 1H — 基本牙型高度 1 0. 5 0. 5 50 25H t m m? ? ? ? 3h — 外螺紋牙高 31 25 1 H a m m? ? ? ? ? 4H — 內(nèi)螺紋牙高 41 2 5 1 2 6 .0 0cH H a m m? ? ? ? ? Z — 牙頂高 0 .2 5 0 .2 5 5 0 1 2 .5 0Z t m m? ? ? ? 2d — 外螺紋中徑 2 2 5 6 0 2 1 2 .5 5 3 5 .0 0d d Z m m? ? ? ? ? ? 2D — 內(nèi)螺紋中徑 22 53 5. 00D d mm?? 3d — 外螺紋小徑 332 5 6 0 2 2 6 5 0 8 .0 0d d h m m? ? ? ? ? ? 第 31 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 1D — 內(nèi)螺紋小徑 112 56 0 2 25 51 0. 00D d H m m? ? ? ? ? ? 4D — 內(nèi)螺紋大徑 4 2 560 2 1 d a m m? ? ? ? ? ? 1R — 外螺紋牙頂圓角 1 m a x 1 a m m? ? ? ? 2R — 牙頂圓角 2 m ax 1. 00cR a mm?? b — 牙根部寬度 0 . 6 5 0 . 6 5 5 0 3 2 . 5 0b t m m? ? ? ? 壓下螺母 壓下螺母是軋鋼機(jī)座中重量較大的易損零件。如國(guó)產(chǎn) 1150 初軋機(jī)和4200 厚板軋機(jī)的壓下螺母重量達(dá)到 和 。螺母通常用高強(qiáng)度的青銅或者黃銅鑄成。采用合理的結(jié)構(gòu)，可以大量節(jié)省有色金屬。 螺母與機(jī)架鏜孔的配合常采用 H8/h9 級(jí)的動(dòng) 配合，主要為了便于拆裝。 為將螺母固定在機(jī)架的鏜孔內(nèi)，常用壓板裝置。壓板嵌在螺母和機(jī)架的凹槽內(nèi)，用雙頭螺栓或 T 型螺栓固定，采用 T 型螺栓的有點(diǎn)是機(jī)架加工較為容易且不需加工螺紋孔。壓板槽的位置一般不應(yīng)在機(jī)架橫梁的中間斷面上，因?yàn)槟抢锸艿捷^大的彎矩。 壓下螺母的結(jié)構(gòu)形式 整體螺母耗費(fèi)青銅過(guò)多，其中雙級(jí)的雖比單級(jí)的省銅，但往往不能保證兩個(gè)階梯斷面同時(shí)與機(jī)架接觸，因而很少使用。整體螺母加工制造比較簡(jiǎn)單，工作可靠，多用在中小軋機(jī)上。 為了節(jié)省青銅，今年來(lái)在大型軋機(jī)上廣泛使用組合式螺母。 加箍的螺母，比較經(jīng)濟(jì) ，在初軋機(jī)上的使用情況證明：其工作性能不亞于整體青銅螺母。 箍圈由高強(qiáng)度的的鑄鐵鑄成，以 H7/m6 的過(guò)渡配合在青（黃）銅螺母基體上以后，再加工螺母的外徑和端面。當(dāng)采用雙箍時(shí)，則在套上第二個(gè)箍圈以前，必須先車(chē)削第一箍圈的外徑及相應(yīng)的螺母外徑。采用加箍螺母時(shí)，在制造工藝上必須保證箍圈的端面緊密的壓在螺母臺(tái)階上。高強(qiáng)度鑄鐵（例如KTZ455）的彈性模數(shù)與青銅相近，這就保證在受壓時(shí)，箍圈和螺母本體都均勻變形。高強(qiáng)度鑄鐵還有較好的塑性，裝配時(shí)，箍圈不容易破裂。這一點(diǎn)灰口鑄鐵是無(wú)法保證的。 箍圈不宜采用熱裝配，因?yàn)楣?圈冷卻后與螺母的臺(tái)階端面之間會(huì)產(chǎn)生間 第 32 頁(yè) 共 45 頁(yè) 裝 訂 線 隙。如果工藝上 需要熱裝，則冷卻后再次將箍圈壓緊。 有循環(huán)水冷卻的組合式螺母，在初軋機(jī)上的生產(chǎn)實(shí)踐證明，如有循環(huán)水冷卻，則螺母的壽命可延長(zhǎng) ～ 2 倍。循環(huán)水從下部進(jìn)入，由上部流出，出口應(yīng)位于入口的正對(duì)面，這樣既能保證冷卻水的環(huán)流又符合熱水的自然流向。帶有青銅芯的鑄鋼螺母是在一個(gè)表面有環(huán)形槽及軸向槽的鑄鋼套內(nèi)先澆鑄一層青銅，然后車(chē)制螺紋。螺母外層焊有冷卻水套。這種螺母比較省青銅，但鑄銅層不太牢固。據(jù)試驗(yàn)，銅芯與鋼套之間有時(shí)有 1～ 的間隙，因此，這種形式的螺母很少使 用。兩半拼合成的螺母，是由兩個(gè)青銅半圓環(huán)套用配合螺栓拼合后車(chē)制成螺紋。當(dāng)澆鑄條件受限制時(shí)，可采用這種形式。 帶有青銅襯的鋼