【正文】 （ 316） 軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)力矩計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn) [2， 2149]和 [2， 2156]可得： 主電動(dòng)機(jī)軸上的力矩由四部分組成，即 donk o nffZD MKMi MMM ????? 21 （ 317） iMM Kf ???????? ?? 112 ? （ 318） 式中： DM — 主電動(dòng)機(jī)力矩， 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(wàn)向接軸 ?萬(wàn)? ； 滾動(dòng)軸承 ?承? 圓柱斜齒輪 ?齒? ； 故 3232 ?????? 萬(wàn)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。 ?— 軋輥軸承摩擦系數(shù)，由文獻(xiàn) [2，第 60 頁(yè) ]可知 ， 對(duì)于 滾動(dòng)軸承 ?? 。m； 1fM — 軋輥軸承處摩擦力矩， KN 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， KN k— 材料變形阻力， MPa。 ?n? — 考慮 外區(qū) 對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的 影響系數(shù) 。 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(yè) ]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) 。)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(yè) ]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。 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。,取 ? =17176。C 軋件厚度 h = 230 mm 軋件材料 Q235 根據(jù)文獻(xiàn) [1，第 37 頁(yè) ]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(duì)于熱軋帶鋼軋機(jī)， 最大 咬入角?? 15176。對(duì)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(lái)后 ,再 將其固定在一起整體加工。 和閉式機(jī)架相比，開(kāi)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)架按結(jié)構(gòu)分，可以分為開(kāi)式與閉式兩種形式。 主機(jī)架 主機(jī)架主要用來(lái)安裝立輥箱 ,側(cè)壓裝置等 ,并直接承受軋制壓力的部件。 平衡裝 置是通過(guò)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。 因此在活塞不動(dòng)的情況下電動(dòng)側(cè)壓裝置可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)壓螺絲來(lái)進(jìn)行軋輥開(kāi)口度的預(yù)調(diào) 。 電動(dòng)側(cè)壓裝置只用于在空載情況下預(yù)調(diào)軋輥開(kāi)口度，而在軋制時(shí)電機(jī)側(cè)壓裝置是不工作的 。 這種結(jié)構(gòu)大大增加了立輥軋機(jī)的長(zhǎng)度，也同時(shí)降低了傳動(dòng)效率 。 立式電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與蝸桿相連，單側(cè)的兩臺(tái)減速機(jī)中的蝸桿間也是通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械同步 。 側(cè)壓裝置每側(cè)都有兩根側(cè)壓螺絲，兩臺(tái)側(cè)壓電機(jī)通過(guò)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 。 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(lái)平衡萬(wàn)向接軸和立輥的重量，其結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、 維修簡(jiǎn)單、易于操作，動(dòng)作靈敏并且 可以改變油缸壓力。而對(duì)于立輥軋機(jī)來(lái)說(shuō)，主傳動(dòng)系統(tǒng)中的平衡裝置則主要是為了抵消萬(wàn)向接軸和立輥的自重，以減小軋制過(guò)程中對(duì)軋輥軸承等零件的損害。 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(rùn)滑方式 采用自動(dòng)干油潤(rùn)滑。 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。軋輥、軸承及軸承座組裝后成套裝 入 滑架中 ,隨滑架移動(dòng)。 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。 因?yàn)橐獙?duì)鋼板進(jìn)行寬度方向軋制 ,不同于水平輥對(duì)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(duì)軋輥的強(qiáng)度與剛度要求也較低。 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。 帶滾動(dòng)軸承的萬(wàn)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(rùn)滑，比滑塊式萬(wàn)向接軸有較好的潤(rùn)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(zhǎng)，而且能保證在垂直、水平及任何一種方位上正常運(yùn)轉(zhuǎn)。) 、適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。 十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器是一種比較理想的聯(lián)軸器 ,具有傳動(dòng)效率高、傳遞扭矩大、傳動(dòng)平穩(wěn)、潤(rùn)滑條件好、噪音低 (30～ 40dB)、使用壽命長(zhǎng)、允許傾角大 (8176。立輥軋機(jī)中的接軸大都是采用萬(wàn)向接軸 。 1780 立輥軋機(jī) 主減速器采用二級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) ， 其特點(diǎn)是效率及可靠性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便。 對(duì)于給定的設(shè)計(jì)條件，可能存在多種實(shí)現(xiàn)方案 。它主要用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足工作機(jī)械的需要。 根據(jù)工作的要 求，本次設(shè)計(jì)中主傳動(dòng)電機(jī)輸出軸和主傳動(dòng)減速機(jī)輸入軸之間的聯(lián)軸器 選擇 固定式剛性聯(lián)軸器中的凸緣聯(lián)軸器 ，因?yàn)樗?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，傳遞 扭矩大，裝拆較方便，成本低，可以連接不同直徑的兩軸。 根據(jù)聯(lián)軸器 對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持連接的功能），聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類(lèi)。 綜合考慮， 1780 立輥軋機(jī)主傳動(dòng)電機(jī)應(yīng)采用立式直流電機(jī)。 直流電機(jī)啟動(dòng)力矩大，起動(dòng)平穩(wěn)，操作方便，電器特性好，在一定范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速 ,使用可靠。兩臺(tái) 立式電機(jī)左右對(duì)稱(chēng)布置，分別傳動(dòng)左右兩側(cè)的傳動(dòng)齒輪 ，通過(guò)主減速箱帶動(dòng)軋輥工作。 將主電機(jī)擺放在軋機(jī)一側(cè)的水泥平臺(tái)上，通過(guò)齒輪接軸與主傳動(dòng)箱相連，從而帶動(dòng)軋輥工作 。 主傳動(dòng)電機(jī)分為立式和臥式兩種 。 電機(jī)的選擇 電機(jī)的選擇通常根據(jù)電源種類(lèi) (直流或交流 )、工作條件（環(huán)境、溫度。 由于以上優(yōu)點(diǎn)， 現(xiàn)代熱連軋的立 輥軋機(jī)，大都采用 上傳動(dòng)的 結(jié)構(gòu)形式。固定式齒輪箱采用萬(wàn)向接軸傳動(dòng)立輥 ， 滑動(dòng)式齒輪箱采用滑鍵在主傳動(dòng)軸上移動(dòng)。其 主要缺點(diǎn)是：兩個(gè)獨(dú)立的立輥箱采用一根長(zhǎng)方軸傳動(dòng)，當(dāng)立輥箱延長(zhǎng)方軸滑動(dòng)時(shí)，無(wú)法避免氧化鐵皮、水和油污等進(jìn)入圓錐齒輪箱內(nèi)，加劇了齒輪、方軸及軸承處的磨損；由于左右立輥箱存在著同軸度誤差，當(dāng)采用一根長(zhǎng)方軸傳動(dòng)立輥時(shí)，立輥箱不穩(wěn)定，加之采用單絲杠側(cè)壓機(jī)構(gòu)和懸臂單液壓缸平衡，滑道承受較大的傾翻力矩，加劇了滑道的不均勻磨損，使左右立輥箱移動(dòng)困難，經(jīng)常被卡住；主傳動(dòng)裝置放置在立輥的下面，不但要有較深的基礎(chǔ)，而且造成維修困難。 下傳動(dòng)的立輥軋機(jī)， 其傳動(dòng)裝置放在立輥的下面，通過(guò)圓錐齒輪或再經(jīng)圓柱齒輪傳動(dòng)立輥。 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 2 總體方案的確定 主傳動(dòng)系統(tǒng) 主傳動(dòng)裝置 主要 由主電機(jī) ,主減速器和聯(lián)軸器等組成。 圖 立輥軋機(jī)正視圖 也可按下述列表分類(lèi)： 1) 主傳動(dòng)裝置 ： 由主電機(jī)、主減速器 、 接軸 和立輥 等組成； 2) 側(cè)壓裝置 ： 由側(cè)壓電機(jī)、減速器、接軸和 側(cè)壓螺絲、側(cè)壓螺母 等組成； 3) 立輥箱 ： 由箱體、立輥、軸承和軸承座等組成。為了保證軋件寬展后的寬度均勻，需要用立輥進(jìn)行側(cè)邊軋制，有時(shí)還 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 同粗軋機(jī)形成連軋，因此這類(lèi)立輥軋機(jī)往往采用直流電動(dòng)機(jī)。 由于不與粗軋機(jī)形成連軋，因此立輥軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)一般采用同步交流電動(dòng)機(jī)。立輥軋制線與水平輥一致，同一機(jī)座的兩立輥可相對(duì)于軋制線做對(duì)中調(diào)整，由側(cè)壓裝置保證所需的開(kāi)口度。大立輥能起疏松板坯表面爐生氧化鐵皮的作用，實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)大立輥的側(cè)壓下量在 50mm 左右時(shí)，可使距板坯邊緣 300mm處的氧化鐵皮疏松，接著用高壓水沖去，可得到較好的除磷效果。 5. 按布置位置分 ： 有主機(jī)前后之分，近接與非近接之分； 6. 按輥型分 有： 平輥與形輥； 形輥可將板邊軋制出斜坡 ,使以后平輥軋制板邊比較規(guī)整 ,但靈活性受限制 ,80 年代也出現(xiàn)了平輥和形輥共用立輥 ,立輥可上下串動(dòng)互換平輥和形輥 ,但立輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 4. 按機(jī)架結(jié)構(gòu)分 有： 閉口式和開(kāi)口式； 一般重、中型立輥軋機(jī)都采用閉口式 ,可承受軋制力比較大 ,但妨礙四輥式軋機(jī)操作視線。 3. 按傳動(dòng)方式分 有： 上傳動(dòng)和下傳動(dòng)； 一般近接布置采用上傳動(dòng)較多 ,與四輥式主軋機(jī)配置比較緊湊 ,立輥軋機(jī)電機(jī)布置也有較大的空間 ,下傳動(dòng)不占地面 ,但檢修麻煩。若只用板坯為原料時(shí) ,一般采用中型立輥軋機(jī)。 2. 按用途分為 軋邊 (Edging),齊邊 (Tirmming)及破鱗 (ScaleBreeking)3 種； 軋邊主要用于 消除 鋼錠 的 錐度 ,設(shè)在以鋼錠為原料比例較大的中厚板軋機(jī)前面 ,成形階段中首先消除其錐度 ,一般均采用重型立輥軋機(jī)，鋼錠厚在 700mm以下時(shí) ,也可用中型立輥軋機(jī)。 中性軋機(jī)：軋制力約為 2021 ~ 4000KN 用于厚度達(dá) 700mm的鋼錠或 500mm 的鋼坯。 立輥軋機(jī)的類(lèi)型 立輥軋機(jī) 可 按 著 軋制力、用途、傳動(dòng)方式、機(jī)架結(jié)構(gòu)及布置位置 等分成 不同 的 型式。使用 AWC可以有效控制板帶的寬度 ,克服主軋后頭尾收縮變形造成板帶邊部缺陷、水平軋制后的寬展等對(duì)板寬精度 造成的影響。 AWC 技術(shù) AWC（ Automatic Width Control） 指寬度自動(dòng)控制技術(shù) ,在立輥軋機(jī)上的寬度自動(dòng)控制功能主要由立輥實(shí)現(xiàn)。 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 新型立輥軋機(jī)深受用戶(hù)的歡迎。 (3) 換輥方便、快捷 。 改進(jìn)設(shè)計(jì)后制造出的新型立輥軋機(jī)投入熱軋帶鋼生產(chǎn)線使用 ,生產(chǎn)實(shí)踐表明其具有以下特點(diǎn)： (1) 軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)集中、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、造價(jià)低 。對(duì)傳統(tǒng)立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì) ,將主電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)分配箱等 驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)集中設(shè)計(jì)在位于機(jī)架輥系上方的軋機(jī)傳動(dòng)平臺(tái)上 ,使傳動(dòng)系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單、適用。 立輥軋機(jī)的新發(fā)展 新型立輥軋機(jī)從換輥方便、快捷等方面考慮 ,把機(jī)架輥系的更換設(shè)計(jì)為從傳動(dòng)分配箱下方將輥系由機(jī)架側(cè)面移出進(jìn)行換輥。 70 年代后期 ,日本厚板軋機(jī)開(kāi)工率已降到 60%以下 ,軋機(jī)生產(chǎn)能力也降至次要地位 ,而降低成本 ,節(jié)約資源則升至主導(dǎo)地位 ,因此 ,出現(xiàn)了成材率重于軋機(jī)生產(chǎn)能力的局面 ,立輥軋機(jī)功能又被人們 重視起來(lái) ,一些原先預(yù)留好立輥軋機(jī)的厚板軋機(jī)也都紛紛安裝上了立輥軋機(jī) ,使成材率普遍提高了 2個(gè)百分點(diǎn) ,取得了應(yīng)有的效益。 遼寧科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 立輥軋機(jī)的發(fā)展概況 立輥軋機(jī)的發(fā)展過(guò)程 中厚板軋機(jī)上附設(shè)立輥軋機(jī) , 最早于