【正文】 寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 8 頁 棒線材 φ 450 軋機的研究方法和方向 棒線材軋機的研究方法和方向不是唯一的，一沉不變。收集有關的技術性能參數(shù)以及有關的結構特點。 3． 進行必要的設計計算。 5． 對設備的控制方法提出要求 ，并 選擇潤滑的方法和 潤滑劑 。 7． 對設備進行經(jīng)濟分析和評價。對線材化學成分、機械性能、 晶粒組織及晶粒粒度都做檢驗，符合標準方可出廠，這樣就需要合適的線材軋機。從而保證成品車間成材率和生產(chǎn)率的不斷上升。 主電機選擇 直流電動機 ，經(jīng)過 聯(lián)合減速器（包括減速級和分速級） 帶動軋輥轉(zhuǎn)動。 連接軸有有很多種，如梅花接軸、滑塊萬向接軸、十字頭萬向接軸。 電機與 聯(lián)合減速 器之間 采用彈性柱銷聯(lián)軸器 ，因為彈性柱銷聯(lián)軸器是利用彈性元件的彈性變形來補償兩軸相對位置，因此可動元件之間所需要的間隙小 。軋輥軸承應具有小的摩擦系數(shù)，足夠的強度和剛度，并便于換輥。油膜軸承雖然摩擦系數(shù)低、使用壽命長，但油膜軸承的制造精度和成本高，安裝精度要求較嚴，使用維護也復雜，特別是高速重載、頻繁起止制動和可逆運轉(zhuǎn)的情況下，不易形成膜。 軋輥平衡裝置采用液壓平衡裝置 。所以有利于換輥操作。 根據(jù) 文獻 [1， 79]可知 ： )~(/ ?DL () 式中 ： L — 軋輥輥身長度 ， mm； D— 軋輥直徑 ， mm。 所以 ： Dd )~(? ~ ?? ）（ ~? mm 根據(jù) 文獻 [1， 81]可知 ： )30~20(1/ ??dl () 式中 ： l — 軋輥輥頸長度， mm； d — 輥頸直徑， mm。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 孔型的選擇 軋制線材 用的孔型按用途可分為延伸孔型和精軋孔型。精軋孔型的作用是使軋件最終形成所需的成品斷面形狀和尺寸。這里選擇橢圓 — 圓孔型系統(tǒng)。 橢圓 — 圓孔型系統(tǒng)的特點 （ 1） 變形較為均勻，軋制前后軋件的斷面形狀變化緩和，可防止產(chǎn)生局部應力。 （ 3）在某些情況下，可用延伸孔型軋出成品圓鋼，故 可減少軋輥數(shù)量和換輥次數(shù)。 圖 橢圓 圓 孔型系統(tǒng) 軋制參數(shù) 由于在軋制不同尺寸軋件時得軋制參數(shù)不同，現(xiàn)在只以軋制 φ 時得孔型參數(shù)見表 。平均單位壓力公式如下 ： ))(1( ukmp m ???? () 式中 ： m — 考慮外摩擦對單位壓力的影響系數(shù) ； k— 軋制材料在靜壓縮時變形阻力， MPa； ? — 軋制粘性系數(shù) ,kg 艾克隆德根據(jù)其研究，提出了 k 、 ? 、 u 的計算公式。 ? =(－ )=(－ 1000)= () 根據(jù)表 得 ： 0h =88mm， 1h =， R =225mm，所以由 公 式 ()得： m=101010 )()( hh hhhhR ? ???? = )()(22544.. ? ??????? = 利用 L. 甫培（ Pomp）熱軋方坯的試驗數(shù)據(jù)，得到 k (MPa)的計算公式 ： 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 k =(14－ )[+ )()()( CrMnC ??? ?? ] () 式中 ： t — 軋制溫度，℃ ； )(C? — 碳的質(zhì)量分數(shù)， ％ ； )(Mn? — 錳的質(zhì)量分數(shù)， ％ ； )(Cr? — 鉻的質(zhì)量分數(shù)， ％ 。 k =(14－ )[+ )()()( CrMnC ??? ?? ] = (14－ 1000)[+++0] = 軋件粘度系數(shù) ?（ kg 由實際工況得 ： v =～ 3m/s， 所以由文獻 [1， 54]查 得 c =1。s/mm2 艾克隆德用下式計算變形速度 。 10 hhh ??? =88－ = 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 把數(shù)據(jù)代入 ()式得 ： u =102hhRhv??= 225??? =（ 1/s） 所以由公式 ()計算平均單位軋制力： mp =(1+m)(k+? u)=(1+) )( ??? MPa 軋制力的計算 根據(jù)文獻 [1， 56]得 ： FpP m? () 式中 ： P — 軋件對軋輥的總壓力， N ； mp — 軋制平均單位壓力， N ； F — 軋件和軋輥接觸面積， mm2 。 計算接觸面積實質(zhì)上是計算基礎弧長度 。 因為在這 一道次時，是由橢圓軋制成 圓形 ，所以平均壓下量 ： 10 hhh m ??? () ???? = 由公式 ()得 ： mhRl ?? ?? ? mm 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 所以由公式 ()得 ： lbbF 2 10 ?? ??? ? mm2 由公式 ()算出本道次的軋制力 ： FpP m? ?? = KN 軋機主電動機力矩與電動機功率 軋機主電機力矩 主電動機軸上的力矩由四部分組成，即 ： DM = donk on2f1fZ MMMi MM ???? =donk onfZ MMMiM ??? （ ） 式中 ： DM — 主電機力矩； zM — 軋輥上的軋制力矩 ； fM — 附加摩擦力矩，即當軋制時由于作用在軋輥軸承、傳動機構及其它轉(zhuǎn)動件中的摩擦而產(chǎn)生的附加力矩， fM = iM1f + 2fM ； konM — 空轉(zhuǎn)力矩，即軋機空轉(zhuǎn)時，由于各轉(zhuǎn)動件的重量所產(chǎn)生的摩擦力矩及其他阻力矩 ； donM — 動力矩，軋輥運轉(zhuǎn)速度不均勻時，各部分由于有加速 或減速所引起的慣性力所產(chǎn)生的力矩 ； i — 電動機和軋輥之間的傳動比。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 )( 11Z ????? aPMMM fK () ?SinDa 2? () ?? 21 d? () 式中 ： KM — 驅(qū)動一個軋輥 的力矩， Nm； 1fM — 軋輥軸承處摩擦力矩 ， N 對于簡單的軋制，每個道次兩個軋輥總驅(qū)動力矩為： )(2 dS inDPMM KK ?? ????? () 由參考文獻 [1， 65]可知 ? 的計算方法 。 則 ?? =? =176。m 初選電機容量 根據(jù)工況得 ?v m/s。 根據(jù)過載條件選擇電動機功率，由文獻 [1， 73]得： ?9550max? ??K nMN H () 式中 ： N — 電機功率， KW； maxM — 最大 力矩 ， N 電機的參數(shù) 如下 ： 額定功率： 500?erN KW 額定轉(zhuǎn)速： 1202100 /ner ? r/min ?? ererer nNM 9550 ??12021009550 N i MMM fZf 112 )11( ??? ? iM K）（ 11 1 ?? ? () 式中 ： 1? — 主 電動機到軋輥之間的傳動效率， 其中不包括空轉(zhuǎn)力矩 konM 的損失，單級齒輪傳動 1? =~，取 1? =。m 推算到主電機軸上的總的附加摩擦力矩 fM 為 ： fM2f1f MiM ?? () 空轉(zhuǎn)力矩 konM 是由各轉(zhuǎn)動件的重量產(chǎn)生的摩擦力矩 及其他阻力矩，即 ： ? ?0. 03 0. 06kon erMM??=? = N由于軋件長度很長，所以動力矩很小，忽略不計。m () 所以， 過載系數(shù)為 ： erDMMK? = () = ＜ [K ] 2? 則選擇的電動機符合過載要求。m； junN — 電動機按發(fā)熱計算出來的等值功率 ， KW； ern — 電動機額定轉(zhuǎn)速 ， r/min。m 30 ?? erjunjun nMN = ??? 30 .5 KW 由公式 （ ）得 ： ??erN KW junN = KW （ ） 由公式 （ ）得 ： ?DM Nm （ ） 根據(jù)以上所得，符合發(fā)熱校核的條件。線材軋機的軋輥沿輥身長度上布置有許多 孔型和軋槽。軋件在不同軋槽 中軋制時， 外力的作用點是變動的。本次設計的軋輥輥身中間位置只有一個軋槽所以危險面應該為中間斷面 。 由 公式 ()和 ()聯(lián)立得出 ： 2451581 .P ? KN ?P KN 校核軋輥時， 通常 對輥身只校核彎曲應力，對于輥頸要校核彎曲應力 和 扭轉(zhuǎn)應力，對于軸頭只校核扭轉(zhuǎn)應力。m； D— 計算斷面處的軋輥直徑， mm。m （ ） 式中 ： DM — 作用于輥身危險斷面處的彎矩， N 由公式 ()得 ： 332DMDD ?? ? 345032 ? ??= 因為是鑄鐵軋輥，所以根據(jù)文獻 [2， 1850]得： 400~350?b? MPa。 2． 軋輥輥頸強度校核 對于輥頸來說要計算彎曲和扭轉(zhuǎn) ， 根據(jù)文獻 [4， 128]輥頸危險斷面上的彎曲應力 d? 為 ： WMdd ?? 3132dCP??? 32 7 1 0 0 01 5 02 4 5 8???? 2912.? MPa () 式中 ： C — 壓下螺絲中心線至輥身邊緣的距離，可近似取為輥徑長度的一半，即2lC? ， mm； d— 輥徑直徑， mm。m； d— 輥徑直徑， mm。 對于鑄鐵軋輥，則按莫爾理論計算， 根據(jù)文獻 [4，129]得 ： 22 46 2 7 ??????? ? dd =? + 22 ??? = () 則 ][???? ，所以輥頸強度合格。 軋輥軸承的計算 軋輥軸承的選擇 軋輥軸承是軋鋼機工作機座中的重要部件。軋輥軸承的工作特點：工作負荷大，轉(zhuǎn)動速度差別大 ； 工作環(huán)境惡劣。 軸承所承受力的大小，方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。考慮到粗軋機的工作特點 ， 選擇滾子軸承 。 根據(jù)文獻 [5， 20179]得 它的基本參數(shù)如表 。計算軸承的壽命要求符合軸承的實際壽命，必須準確的確定動載荷。 計算軋機用四列圓柱滾子軸承時，取軸向載荷為零，則當量動載荷 P 為 ： rFFfP? （ ） 式中 ： Ff — 載荷系數(shù)，由于軋機在工作中受振動、沖擊和軸承載荷不均勻等諸多 因素的影響，軸承實際載荷要比計算載荷大，根據(jù)工況