【正文】 [15]吳喜福，《現(xiàn)代冷軋鋼板生產(chǎn)中的平整設(shè)備》 [J]，一重技術(shù) 2021 年第 0l 期。 [13]傅作寶，《冷軋薄鋼板生產(chǎn)》 [M]，北京：冶金工業(yè)出版社， 2021。 [11]鮑思賀，陳述良，《板帶車間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)》 (下冊 )[M]，北京：冶金工業(yè)出版社，1987。 [8] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，化學(xué)工業(yè)出版社 [9] 王海文，《軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)》 [M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1983。 第 41 頁 [6] 平整機(jī)參考圖紙。 [4] 葛志祺，《板帶車間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)》 [M]，北京：冶金工業(yè)出版社， 1981。 [2] 劉鴻文，《材料力學(xué)Ⅰ》（第三版） [M]，北京：高等教育出版社， 1991。并最終完成了 1400 平整機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)。潤滑方式采用油氣潤滑，主要對軋輥，軸承，萬向接軸進(jìn)行潤滑。采用滑塊式萬向接軸。機(jī)座形式采用單機(jī)架四輥平整機(jī)， 低速直流電機(jī)，沒有減速器。主要零件的強(qiáng)度計(jì)算，包括重要的機(jī)架、軋輥、接軸、軸承等零件的計(jì)算。還有平整機(jī)主要參數(shù)，包括輥徑、輥身長度和輥速等。 第 39 頁 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 1400 平整機(jī)設(shè)計(jì)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要對平整機(jī)的結(jié)構(gòu)做了設(shè)計(jì)，包括主傳動等。 。 4. 設(shè)備的節(jié)能性。根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的要求，購置設(shè)備應(yīng)綜合考慮以下因素： 1. 設(shè)備的可靠性 2. 設(shè)備的維修。在折舊方法確定的條件下，初始購置成本越高， 每年分?jǐn)偟恼叟f越多。變動費(fèi)用 iC 的確定仍然是研究的重點(diǎn)問題。如果以與 0K 從代表設(shè)備原值， v 代表設(shè)備殘值，則設(shè)備折舊額的年均值可以表示為 0Kvn? ，從而企業(yè)維持設(shè)備運(yùn)行的年均年度費(fèi)用 C 為： C? 00 122KvnC ? ???? （ ） 利用求導(dǎo)的方法，平均年度費(fèi)用最小時求出： 02( )Kvn??? () 第 38 頁 若考慮資金時間價值，可以利用復(fù)利現(xiàn)值系數(shù)及年金現(xiàn)值系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，式中的 ? 與 iC如何科學(xué)的確定，是研究設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的重點(diǎn)與難點(diǎn)。 設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的確定與設(shè)備的使用成本有關(guān)，設(shè)備的年使用成本包括固定成本與變動成本兩部分，前者隨著使用時間延續(xù)而變小，后者隨著使用時間延續(xù)因磨損加重而增多，這就存在一個使兩者之和最小的最佳設(shè)備使用時間，即設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命，計(jì)算設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命可以采用低劣值法。 追求技術(shù)進(jìn)步和提高經(jīng)濟(jì)效益是研究設(shè)備更新問題的根本出發(fā)點(diǎn)，而技術(shù)進(jìn)步最終目的是提高經(jīng)濟(jì)效益。 ，指設(shè)備經(jīng)過一段時間的使用后，綜合有效性能和效益低劣，繼續(xù)使用在經(jīng)濟(jì)上不合算，且又無改造價值的時間。設(shè)備的壽命，是指設(shè)備從交付生產(chǎn)開始使用直到不能使用直到報廢所用的時間。 第 37 頁 設(shè)備經(jīng)濟(jì)壽命的確定 設(shè)備老化引發(fā)的直接問題是設(shè)備更新。圖 92 為用幾個浴盆曲線來表達(dá)機(jī)械的全壽命特性。在這一時期 因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部的零件接近 “額定 ”壽命，而出現(xiàn)零件的正常磨損、化學(xué)腐蝕、物理性變化及材料的疲勞等老化過程，因此設(shè)備開始出 第 36 頁 現(xiàn)退化現(xiàn)象，故障率開始重新升高。一般情況下，這一階段不應(yīng)該發(fā)生故障，屬機(jī)械設(shè)備的最佳工作時期。機(jī)械設(shè)備從投入使用到時刻為止，這個階段的特點(diǎn)是開始時故障率很高，但隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時間的增加，故障率很快又減少下來，進(jìn)入故障率恒定階段。該曲線分為三段：早期故障期 A ：偶發(fā)故障期 B ：耗損故障期 C ?？己送旰寐实淖罱K目的是保證裝卸設(shè)備始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)。 設(shè)備完好率是設(shè)備管理一個重要的考核指標(biāo)，它反映工業(yè)企業(yè)機(jī) 械設(shè)備管理、使用、保養(yǎng)、維修工作的情況，對促進(jìn)企業(yè)的設(shè)備管理發(fā)揮重要作用。 1400 平整機(jī)的工作輥軸承、支撐輥軸承和萬向接軸都采用了油氣潤滑，這種潤滑方式可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、有控制的供油，使軸承在較高的軋制速度和負(fù)荷下得到良好的潤滑和冷卻，這樣既能提高軸承的使用壽命，又不會污染帶鋼和平整液。近年來，油氣潤滑在軋機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用。受潤滑設(shè)備的運(yùn)行成本大幅降低減 少了冷卻水的處理費(fèi)用。與傳統(tǒng)的潤滑方式相比，大大減少了潤滑劑的消耗量，大幅度地節(jié)省了開支。能使用高粘度的機(jī)械油甚至半流動潤滑脂有非常完善的對油氣潤滑系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)控的手段。能適合不同的惡劣工況條件，如高溫、重載、高速或極低速、有冷卻水和臟物侵入軸承的場合。潤滑油可以實(shí)現(xiàn)按需分配，油氣分配均勻并可實(shí)現(xiàn)按比例分配。油氣分配器的油氣進(jìn)口處的空氣速度高，這是油氣潤滑效果是否明顯的關(guān)鍵。 圖 軸承油氣潤滑技術(shù)圖 技術(shù)先進(jìn)典型的“氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)”形成的氣液“兩相膜”承載能力大大提高由于潤滑膜厚度的增加，使?jié)櫥ば纬陕侍岣?，具有?yōu)良的潤滑減磨作用。它適應(yīng)了機(jī)械工業(yè)設(shè)備的最新發(fā)展的需要，尤其適用于高溫、重載、高速、極低速以及有冷卻水和臟物侵入潤滑點(diǎn)的工況條件惡劣的場合。 第 33 頁 油氣潤滑 油氣潤滑，在學(xué)術(shù)界被稱為“氣液兩相流體冷卻潤滑技術(shù)”，是一種新型的潤滑技術(shù)，它與傳統(tǒng)的單相流體潤滑技術(shù)相比具有無可比擬的優(yōu)越性。人工間歇加油應(yīng)采用粘度大一些的潤滑油，以免流失太快。循環(huán)系統(tǒng)、油環(huán)、油勺、飛濺潤滑采用的潤滑油應(yīng)具有抗氧化安定 52 一 SI(’ AN CEMEN F性。反之，表面光潔度高使用的潤滑油粘度小、潤滑脂針入度大。一般新零件跑合期應(yīng)比正常使用期的潤滑油粘度低一些。 、防銹性好的潤滑劑，不能選用無抗水能力的鈉基脂。在高溫條件下的潤滑應(yīng)考慮潤滑油的閃點(diǎn)、潤滑脂的滴點(diǎn)，在很低溫度條件下的潤滑應(yīng)考慮潤滑油的凝固點(diǎn)。反之，溫度高則應(yīng)采用粘度較大、針人度小及滴點(diǎn)較高的潤滑脂。在邊界潤滑的重負(fù)荷運(yùn)動副上，宜選用極壓型潤滑油。選用的一般原則是： 、輕載荷、工作平穩(wěn)選用低粘度潤滑油、針入度較大 (稠度低 )的潤滑脂。 第 32 頁 5 潤滑方式的選擇 干油及稀油潤滑 稀油 潤滑和干油潤滑顧名思義，采用稀油的潤滑就叫稀油潤滑，采用干油的潤滑就叫干油潤滑。 410 滑塊式萬向接軸 萬向接軸連接電機(jī)與工作輥，工作時受到電機(jī)的扭轉(zhuǎn)力，故只需對其進(jìn)行扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核。 設(shè)橫梁和立柱之間用圓角半徑過渡： 圖 矩形框架應(yīng)力圖 查閱 文獻(xiàn) [4， P143]立柱彎曲力矩： 第 29 頁 322111132121122)12(8IrIlIlIrlIrIlPM ???????? 式中： 1P —— 作用在一片機(jī)架上的軋制壓力， 21 PP? 1l 、 2l —— 橫梁和立柱的長度 1I 、 2I —— 橫梁、立柱的斷面慣性矩 42331 740178012 mbhI ?????? 42332 56574012 mbhI ?????? 令 0?r ，則長方形機(jī)架立柱的彎曲力矩為： 1221112118 lI lIlPM??? 帶入數(shù)據(jù)： mNM ??? 42 查閱 文獻(xiàn) [4， P143]： 橫梁中部的彎曲力矩： 41121 lPMM ?? 帶入數(shù)據(jù)： mNM ??? 51 查閱 文獻(xiàn) [4， P143]： 橫梁中部的應(yīng)力： 111 WM?? 第 30 頁 立柱內(nèi)表面的應(yīng)力： 22212 2 WMFP ??? 橫梁中部斷面系數(shù) : 1074017806 9221 ????? ?bhW 立柱內(nèi)表面斷面系數(shù)： 105659006 9222 ????? ?bhW 代入數(shù)據(jù)有： ?? ?? 軋鋼機(jī)機(jī)架一般采用含碳量為 %~%的 ZG270~500，其強(qiáng)度極限MPab 600~500?? ，延伸率 %16~%12?s? ， ZG270~500 是大型鑄鋼件生產(chǎn)中最常用的碳素鋼，具有較好的鑄造性和焊接性，但易產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力引起熱裂，廣泛應(yīng)用于軋鋼、鍛件、礦山等設(shè) 備，如軋鋼機(jī)架等，由于機(jī)架是軋機(jī)中最貴重和最重要的零件，必須有較大的強(qiáng)度儲備，一般機(jī)架的安全系數(shù)為： 15~?n 許用應(yīng)力 ??? 一般采用以下數(shù)值： 對于橫梁： ? ? MPa70~501 ?? 對于立柱： ? ? MPa50~402 ?? 即： ? ?11 ??? ? ?22 ?? ? 第 31 頁 機(jī)架滿足強(qiáng)度要求。 機(jī)架設(shè)計(jì)校核 機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸 窗口尺寸包括機(jī)架窗口寬度（ B）和機(jī)架窗口高度（ H），四輥軋機(jī)機(jī)架窗口寬度一般為支承輥直徑的 ~ 倍： mmB 7 9 01~1 4 9 ~ 4 0 0 ??? ）（ 對于四輥軋機(jī)機(jī)架窗口高度： mmDDH bw 6 3 0 0~4 6 8 ~ ??? ））（（ 取： mmB 1780? mmH 4830? 第 26 頁 根據(jù)平整機(jī)參考圖紙可以畫出機(jī)架圖： 圖 機(jī)架圖 窗口尺寸： mmBl 2 3 4 55 6 51 7 8 05 6 51 ????? mmHl 5 9 1 51 0 8 54 8 3 01 0 8 52 ????? 第 27 頁 立柱斷面： 圖 48 立柱斷面圖 查閱 文獻(xiàn) [1， 表 51,]： 機(jī)架立柱斷面面積與軋輥輥頸直徑平方比值 ~ ???????dF 222 0 3 4 ~7 7 5 0 3 4 3~7 7 5 ~ 0 4 mcmF ???? ）（ 取： 21mF? 第 28 頁 橫梁斷面： 圖 橫梁斷面圖 機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算 機(jī)架的強(qiáng)度按垂直軋制力 P計(jì)算，水平力與垂直力相比很小，可以忽略。 軸承的徑向載荷： kNPFr 6952 6 ???? ； 軸承的軸向載荷： kNFF ra 9 ???? 。 ? ? FTP XFr YFa f f??? 式中 X — 徑向系數(shù)，根據(jù) FaFr 之比值，由軸承樣本查得； Y— 軸向系數(shù)，由軸承樣本查得； Fr — 軸承徑向負(fù)荷， N ； Fa — 軸承軸向負(fù)荷， N ；一般帶材軋機(jī)： (0 .02 ~ )Fa Fr? ； 取 ra FF ? Tf — 溫度系數(shù)，軋輥軸承一般只能在 100 C? 溫度以下工作，故而，取 1Tf ? ； Ff — 負(fù)荷系數(shù)，熱軋板材軋機(jī)， .51～?Ff ，本設(shè)計(jì)取 ?Ff 。 圖 四列圓錐滾子軸承圖 查 文獻(xiàn) [1,P100]： 第 24 頁 61060h CL nP???? ???? 式中 hL — 以小時計(jì)的軸承額定壽命， h 。軋輥軸承計(jì)算主要是計(jì)算軸承壽命，計(jì)算軸承壽命要求符合軸承的實(shí)際壽命，必須準(zhǔn)確的確定動負(fù)荷、當(dāng)量動負(fù)荷與軸承壽命之間關(guān)系。所以本設(shè)計(jì)支承輥與工作輥都選用圓錐滾子軸承。 第 22 頁 圖 工作輥與支承輥相接觸情況 所選支承輥與工作輥材料均為合金鍛鋼，查 文獻(xiàn) [1， 表 37]得該材料 HS=60，查閱 文獻(xiàn)[1， P86]得軋輥許用接觸應(yīng)力： ? ? MPa2200?? ? ? MPa670?? 由 文獻(xiàn) [1， P89]查得公式 max ?? 其中 mmNLPq /9931400 6 ???? mmrrE rqrb )250650(200 )( 21 21 ??? ????? 所以 MP abq m a x ????? ? ??? ＜max 由 文獻(xiàn) [1， P89]可知： 最大切應(yīng)力： ）（ max45?? 最大反復(fù)切應(yīng)力： (max)zy? 則 M P m a x( m a x)45 ????? ?? 第 23 頁 M P azy m a x( m a x ) ???? ?? ）（ max45?? (max)zy? ??? 所以工作輥與支承輥接觸面接觸應(yīng)力合格。 對危險截面 2 進(jìn)行校核 M P aWM