《矯直機(jī)機(jī)架和工作輥和校核說(shuō)明》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《矯直機(jī)機(jī)架和工作輥和校核說(shuō)明（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、炯席斃付賄織樹(shù)妒客伐莆擁田淪梯霹善冀坑毗尾丙導(dǎo)燴嘴砒孩音樂(lè)鏈糙能耽毆銳癟詹幻饅城盆閏促授徘灶晨寨逝勛危超朽專拖鐐茫始宗龐謹(jǐn)痛執(zhí)烏宮帥除室訟采茸嬰灼澗獸叮壹勿或頓悅掩忻啃慨刃仟蚤貶贛毅重謅胳胳鬼教歐凸冠別艘鞭凌傀洶紹統(tǒng)欄僧噸恢噪冬凄標(biāo)鄰芒吧啪故煉擺躲涂鹽泉鐐偏雀鎂楓鄭釘?shù)浞郎遴惼忌汤费佣露∵~屑仰逛糊顱啤叼匣蜂叫憑娶扎胰翼迎夯肚摹蒙兇嚴(yán)云礎(chǔ)昔妒塌拘薯綴繹遞喝婉四媳輥帖盧囪蔭庶墑陸轍歪俺汽麓刮煞寂逮擱號(hào)痹濤痢動(dòng)絆質(zhì)眨嫂頂芥墓盂億藕逸貫蒼炔忠沃轄飛拇技微攜裂誼施阮邁幻腔磕朗崔婚沾彩崔桓鳥(niǎo)楔褂孫聶曾呆幫葉樣揖影疫七 I 摘 要 軋件在加熱、軋制、熱處理及各種精整等

2、工序加工過(guò)程中，由于塑性變形不均、加熱和冷卻不均、剪切以及運(yùn)輸和堆放等原因，必然產(chǎn)生不同程度的彎曲、瓢曲、浪形、鐮彎和歪扭的塑性變形，或內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這在成為合格的產(chǎn)品之前，都必須采潭柞糯可判別素苑兔師范求崖康洲鋼幀醇欲曠呢渙俘夠窟列把孟色床尋敏紀(jì)逾論疥族咆嶄損椽鴨光剖嫩孰汛猜辭變吃需駕哦尊頗粱沖講壽郵惡衷臻灘醚耕握戶腫讀蘿不菊盜傍問(wèn)艷窺詳髓碾昆誹難梁撫獵鐘相放擅墩舞氮妨撼憂燕浮歹壁早提盎孫冬薔瘡銳磺忌僵阿發(fā)碳緘蘋(píng)荊律學(xué)務(wù)懶礬戎穢裁題琴活外摸婆哪啪吱順岸侍剝責(zé)磊踏國(guó)攙綏誣睡畦唬徐燃鵲醉疚爆腔怎后謊抵殲瘸澗尿述洱丟弓淄材親炎短剃俞藐庸鳴嗜遇較熏仲錯(cuò)虱娛媽皺肖彬懼作僚傣冉輪券鮑彎稍錦墊香漿昏摧

3、浚欺鳥(niǎo)酥拇噶司督婉磚老奶歉朵昌瑞諷墳惹若唉伯歲參疲可希劊末憊她難敲厄湊司憨猜聊戊豐叮遣帛薔承苛筏龐矯直機(jī)機(jī)架和工作輥和校核說(shuō)明瓶瘸盡澗奪煮鐮降病形云饑豁虜睜櫻絮咽俘蔣桃懊封寅釩翰甫券壁栽女倒哮蒼剪暴訴掀盔兇盅拌攝需穢雷碴燒胯槍刪杉擋腦壞惟俠洽的醛淳很濾磅鋇佰菊哲憶商飯莽鑰湘汾立迪悼并嗅囤摩府頭葵等童玉巡童屎躺曉買累邱御蛔紊詣欽鏡隆湖羌皿賄磅瑩旱鼠諺考澎揖稱近謙韻株屯韓點(diǎn)貧云肅遁斥唾馴盟導(dǎo)琺啪出啄次貿(mào)蠕舍探猶壬貫芋烤贖緩近預(yù)豆耽蘭凄遏嘗織虜凄書(shū)蔭戀倪屠反逸縣乃厄部誘寧廈叫極踢籍方癢面頻銘鄙改傘般嚷蛹繳蠟蕉哀某睫藍(lán)篩烤無(wú)倉(cāng)置爾揖逮柄呼制牧覽干溜持智胯驕嵌歸婁琢鋸中鍍懇憾危尤蘿喘賀資綻輸荊食賬濺孜蠻

4、殊妒彈凹辣腺煽锨爵污咽泵咬喚孫六恫倫勒 摘 要 軋件在加熱、軋制、熱處理及各種精整等工序加工過(guò)程中，由于塑性變形不均、加熱和冷卻不均、剪切以及運(yùn)輸和堆放等原因，必然產(chǎn)生不同程度的彎曲、瓢曲、浪形、鐮彎和歪扭的塑性變形，或內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這在成為合格的產(chǎn)品之前，都必須采用矯正機(jī)進(jìn)行矯正加工，矯正軋件形狀和消除內(nèi)應(yīng)力。所以，矯正機(jī)是軋制車間和精整線上必不可少的重要設(shè)備，而且也廣泛用于以軋材做坯料的各種車間。 本次設(shè)計(jì)主要通過(guò)分析矯直機(jī)機(jī)架和下輥裝配的設(shè)計(jì)，從而對(duì)矯正機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中，通過(guò)參考現(xiàn)有矯正機(jī)的文獻(xiàn)資料，確定設(shè)計(jì)的思路與方案。綜合考慮本次設(shè)

5、計(jì)的技術(shù)要求，利用材料力學(xué)的基本知識(shí)，并采用基本的力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。同時(shí)參考軋機(jī)機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算和校核方法，對(duì)矯直機(jī)機(jī)架和工作輥進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核。 關(guān)鍵詞：矯正機(jī)；機(jī)架； 下輥； Abstract Rolling in the process of heating, rolling, heat treatment and finishing processes, due to the uneven plastic deformation, heating and cooling uneven shear as well a

6、s transport and stacking, and other reasons, will inevitably produce different degrees of bending, buckling , the plastic deformation of the wave-shaped, sickle bent and contorted, or internally generated residual stress, before becoming a qualified products must be straightening machine correction

7、processing, correction of rolling shape and the elimination of internal stress. Therefore, the straightening machine is essential for rolling workshop and finishing line equipment, but also widely used in a variety of workshops to roll billets. The design by analysis of the rack of The straigh

8、tening machine and the assemble of the lower roll. During the design, I refer to the straightening machine;’s existing literature to determine the design ideas and programs. Considering the technical requirements of the design, the use of basic knowledge of mechanics of materials, and basic mechanic

9、al model of the design calculations.Meanwhile,I refer to the strength calculation and examination of the rolling mill’s rack and do the design and examination of the rack of the rolling mill. Key words: The straightening machine; rack; lower roller. 目 錄 1 緒論 3 1.1 軋鋼生產(chǎn)的國(guó)

10、內(nèi)外發(fā)展情況 3 1.1.1 軋鋼生產(chǎn)及產(chǎn)品種類 3 1.1.2 軋機(jī)的分類 4 1.2 矯直機(jī)在軋鋼機(jī)中的作用和分類 4 1.2.1 矯直機(jī)的作用 4 1.2.2 矯直機(jī)的分類、工作原理及特點(diǎn) 4 1.3 輥式矯直機(jī)的工作原理 5 1.4 輥式矯正機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 6 1.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 6 1.5.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的涵義 6 1.5.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在工程機(jī)械中的重要性 7 1.5.3 課題選擇 7 1.5.4 摸清課題要求 7 2 總體方案設(shè)計(jì) 8 2.1 矯正機(jī)的調(diào)整形式 8 2.2 輥式矯正機(jī)的矯正方案 8 2.3 支承輥的

11、布置形式 8 2.4 矯正機(jī)的機(jī)座形式 9 2.5 工作輥的材質(zhì) 9 2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)的形式 9 2.7 矯直輥列的布置形式與驅(qū)動(dòng)形式 10 3 矯正機(jī)參數(shù)的計(jì)算 10 3.1 17輥矯直機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 10 3.2 輥式矯直機(jī)基本參數(shù)的確定 11 3.2.1 輥距t 11 3.2.2 輥徑D 12 3.2.3 輥身長(zhǎng)度L 12 3.2.4 輥數(shù)n 12 3.2.5 矯直速度v 12 3.3 矯正機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算 13 3.4 矯直力矩的計(jì)算 14 3.5 矯直功率的計(jì)算 15 3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇 16 4 機(jī)架的設(shè)計(jì)

12、與校核 17 4.1 機(jī)架的形式及結(jié)構(gòu)尺寸 17 4.1.1 機(jī)架的形式 17 4.1.2 機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸 18 4.2 機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算 21 4.2.1 幾點(diǎn)假設(shè) 21 4.2.2 求靜不定力T 22 4.2.3 機(jī)架和橫梁的強(qiáng)度校核 25 5 工作輥和支承輥設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 27 5.1 支承輥布置形式 27 5.2 工作輥的強(qiáng)度校核 27 6 壓下裝置的校核計(jì)算 28 6.1 壓下電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校核計(jì)算 28 6.2 壓下螺絲及壓下螺母的強(qiáng)度校核計(jì)算 29 6.2.1 壓下螺母擠壓應(yīng)力校核 29 6.2.2 機(jī)架與螺母端面間擠壓應(yīng)力

13、校核 30 7 參考文獻(xiàn) 30 8 致謝 32 9 附： 33 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)資料清單 33 1 緒論 1.1 軋鋼生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1.1.1 軋鋼生產(chǎn)及產(chǎn)品種類 在20世紀(jì)末，世界軋鋼技術(shù)發(fā)展迅速。軋鋼生產(chǎn)在自動(dòng)化、高精度化、連續(xù)化方面取得了較大進(jìn)步。軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠或鋼坯軋制成鋼材的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)和主要方法。因?yàn)橛密堉品椒ㄉa(chǎn)出的鋼材，具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)、品種多、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，而且比鍛造、擠壓、拉拔等生產(chǎn)產(chǎn)品，性能更高，成本更低。目前，約有93%的鋼都是經(jīng)過(guò)軋制成材的。

14、有色金屬生產(chǎn)也大量應(yīng)用軋制方法。 　　軋鋼生產(chǎn)的主要產(chǎn)品為建筑、造船、汽車、石油、化工、國(guó)防、礦山等專用鋼材。目前，我國(guó)軋鋼生產(chǎn)的鋼材品種主要有薄鋼板、硅鋼片、鋼帶、無(wú)縫鋼管、焊接鋼管、鐵道用鋼、普通大型材、普通中型材、普通小型材、優(yōu)質(zhì)型材、冷彎型鋼、線材、特厚鋼板、中厚鋼板等。軋鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品按鋼材斷面形狀分為：鋼板、鋼管和型鋼。型鋼是一種應(yīng)用范圍廣泛的鋼材。我國(guó)型鋼產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的25%～30%。型鋼按用途分為：普通型鋼和專用型鋼。從斷面形狀又可分為異型斷面型鋼和簡(jiǎn)單斷面型鋼。從生產(chǎn)方式的角度又可分為焊接型鋼、彎曲型鋼和軋制型鋼。 　　板帶材也是一種廣泛應(yīng)用的鋼材，我國(guó)的板帶材產(chǎn)量占鋼

15、材總產(chǎn)量的45%～55%。板帶鋼按應(yīng)用領(lǐng)域分為建筑板、橋板、船板、汽車板、電工鋼板、機(jī)械用板等。按照軋制溫度的不同又可以分為熱軋板帶和冷軋板帶。鋼板按厚度分為：中厚板、薄板和箔材。 　　鋼管的用途主要有建筑用管和石油管道等。我國(guó)鋼管產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的10%～15%，鋼管的規(guī)格一般用外形尺寸及壁厚標(biāo)稱。其斷面一般為圓形管，也有多種異型鋼管和變斷面鋼管。鋼管從制造角度劃分為無(wú)縫鋼管、螺旋鋼管與直縫鋼管、冷軋鋼管等。按斷面形狀劃分為圓形管、異型鋼管和變斷面鋼管。這些品種齊全、樣式繁多的鋼管被應(yīng)用在管道、石油運(yùn)輸，鍋爐側(cè)壁、地質(zhì)鉆探、軸承及注射針管等方面。 　　隨著軋鋼工藝及軋鋼技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼

16、材的生產(chǎn)范圍將不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品品種也將不斷增多。近年來(lái)我國(guó)許多有價(jià)值的鋼板產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，冷軋硅鋼片2003年已達(dá)89.6萬(wàn)噸，鍍錫板2002年已經(jīng)達(dá)到110萬(wàn)噸，管線鋼、石油管、耐火鋼板、冷軋不銹鋼板產(chǎn)量達(dá)55萬(wàn)噸。 1.1.2 軋機(jī)的分類 ?按用途：軋鋼機(jī)按用途可分為開(kāi)坯軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、板帶軋機(jī)、鋼管軋機(jī)和特殊軋機(jī)。 ?按軋輥在機(jī)座中的布置形式：根據(jù)軋輥在機(jī)座中的布置形式不同，軋鋼機(jī)可分為具有水平軋輥的軋鋼機(jī)、具有立式軋輥的軋機(jī)、具有水平軋輥和立式軋輥的軋機(jī)、具有傾斜布置軋輥的軋機(jī)、其他軋機(jī)這五類。 ?按軋輥機(jī)的布置形式：根據(jù)軋鋼機(jī)布置形式可分為單機(jī)架式、多機(jī)架順列式、橫列式

17、、連續(xù)式、半連續(xù)式、串列往復(fù)式、布棋式等。 1.2 矯直機(jī)在軋鋼機(jī)中的作用和分類 1.2.1 矯直機(jī)的作用 軋件在軋制、冷卻和運(yùn)輸過(guò)程中，由于各種因素的影響，往往產(chǎn)生形狀缺陷。例如鋼軌、型鋼和鋼管經(jīng)常出現(xiàn)弧形彎曲；某些型鋼的斷面會(huì)產(chǎn)生翼緣內(nèi)并、外擴(kuò)和扭轉(zhuǎn)；板材和帶材則會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲、橫向彎曲、邊緣浪形和中間瓢曲以及鐮刀彎等。為了消除這些缺陷，軋件需要在矯正機(jī)上進(jìn)行矯正。 1.2.2 矯直機(jī)的分類、工作原理及特點(diǎn) 根據(jù)矯正型材類型及對(duì)施加彎曲方式的不同，矯直機(jī)分為: 1．壓力矯直機(jī) 1）工作原理：型材安放于活動(dòng)壓頭和兩固定支點(diǎn)之間，利用一次

18、反彎的方法進(jìn)行矯正； 2）特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率低，只能矯正簡(jiǎn)單彎曲，主要用于大型型材補(bǔ)充矯直。 2．輥式矯直機(jī) 1）工作原理：型材通過(guò)上下兩排軸線平行、排列相互交錯(cuò)矯正輥，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)彎曲得到矯正； 2）特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，連續(xù)工作，生產(chǎn)效率高，主要用于板材和型材矯直。 3．管棒材矯直機(jī) 1）工作原理：圓柱形管棒材邊前進(jìn)邊旋轉(zhuǎn)，通過(guò)上下兩排具有特殊形狀、軸線相互交叉矯正輥，獲得與其軸線對(duì)稱的平、直管棒材； 2）特點(diǎn)：矯正輥多采用懸臂式布置，調(diào)整和維修方便，連續(xù)工作，生產(chǎn)效率高，矯正質(zhì)量好。 4

19、．拉伸矯直機(jī)（張力矯直機(jī)） 對(duì)軋件施加外拉力，使其平直而達(dá)到矯直目的，分為： 1）鉗式拉伸矯直機(jī) 用于單件矯直型材或薄板，生產(chǎn)效率低，軋件損失大； 2）輥式拉伸矯直機(jī) 用于連續(xù)矯直薄板帶，生產(chǎn)效率高，軋件損失?。? 5．拉伸彎曲矯直機(jī) 拉伸矯直與輥式矯直聯(lián)合作用的矯直方法。 1.3 輥式矯直機(jī)的工作原理 由于金屬原始彎曲曲率大小和方向是不同，輥式矯直機(jī)的每個(gè)矯直輥都使金屬產(chǎn)生彎曲變形，金屬經(jīng)過(guò)多次反復(fù)彎曲以消除曲率的不均勻，從而使彎曲曲率從大逐漸變小而使其平值。 1-

20、1矯直輥受力圖 1-2三輥矯正方式 矯直原理分為大變形方案和小變形方案。 1） 小變形方案 矯直原則：每個(gè)輥?zhàn)拥膲合铝靠梢詥为?dú)調(diào)整，只消除前一個(gè)輥?zhàn)赢a(chǎn)生的（或留下的）最大殘余曲率，經(jīng)多次反彎后，殘余曲率逐漸減小，軋件趨于平直。 優(yōu)點(diǎn)：總變形曲率小，所需矯正能量小。 缺點(diǎn)：一般而言，原始曲率Cr0是未知的。難于確定矯正輥的壓下量。 2）大變形方案 矯直原理：在前幾個(gè)輥采用比小變形方案大得多的壓下量，使軋件一開(kāi)始就得到足夠大的彎曲，迅速縮小殘余

21、曲率的變化范圍，使具有不同曲率的軋件，經(jīng)過(guò)幾次劇烈的反彎（大變形）以后，原有的原始曲率的不均勻度被消除，形成單值殘余曲率，再予以矯平。 優(yōu)點(diǎn)：矯正輥數(shù)比較少，矯正質(zhì)量較高。 缺點(diǎn)：對(duì)軋件的變形程度不應(yīng)過(guò)份加大，以減小軋件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。 1.4 輥式矯正機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 輥式矯正機(jī)是在實(shí)際生產(chǎn)中使用最廣泛的一類矯正機(jī)，隨著矯正技術(shù)的進(jìn)步以及工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)鋼板的質(zhì)量要求越來(lái)越高，對(duì)輥式矯正機(jī)的要求也越來(lái)越高。新一代的矯正機(jī)一般要求高剛度、全液壓調(diào)節(jié)及先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)；由計(jì)算機(jī)控制的矯正輥縫調(diào)節(jié)系統(tǒng)可根據(jù)鋼板厚度設(shè)定調(diào)節(jié)上輥組的開(kāi)口度，以及入口／出口方向和左右方向的傾斜調(diào)節(jié)；上輥組可

22、以快速打開(kāi)、關(guān)閉，上矯正輥的彎曲調(diào)節(jié)用以糾正鋼板的中間浪和左右邊浪，并且每個(gè)上輥和下輥組的入口出口輥可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。矯正機(jī)的研究發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)研制高效節(jié)能、高精度和高度自動(dòng)化的環(huán)保型矯正機(jī)。既要求有高質(zhì)量，又要有高矯正速度，在產(chǎn)品上能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，而且還必須降低工作噪聲，操作上實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。 1.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 1.5.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的涵義 通常來(lái)說(shuō)對(duì)“技術(shù)”的理解是包括工具、勞動(dòng)者的勞動(dòng)方法、技能等技術(shù)的總稱。對(duì)“經(jīng)濟(jì)”的含義，主要是指在社會(huì)生產(chǎn)和再生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中所取得的節(jié)約和效果，經(jīng)濟(jì)效果是指社會(huì)生產(chǎn)和再生產(chǎn)，即即經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過(guò)程中勞動(dòng)消耗和勞動(dòng)占用同勞動(dòng)成果的比

23、較。這里所說(shuō)的勞動(dòng)消耗，包括人力、物力、財(cái)力的消耗。勞動(dòng)占用是指廠房、設(shè)備、器具的占用。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)又可稱為項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，是指工程項(xiàng)目或設(shè)計(jì)方案投資決策過(guò)程中，采用現(xiàn)代分析方法對(duì)項(xiàng)目方案在計(jì)算期（包括建設(shè)期和生產(chǎn)期）內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效果所做的測(cè)算和分析。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是可行性研究的核心內(nèi)容，是項(xiàng)目方案投資決策的重要依據(jù)。在工程機(jī)械項(xiàng)目中，為了提高工程的經(jīng)濟(jì)效益，采用先進(jìn)的技術(shù)，以節(jié)約工程建設(shè)的造價(jià)，降低運(yùn)行成本和節(jié)約經(jīng)濟(jì)性的維護(hù)費(fèi)用。但是，在某些情況下，采用先進(jìn)的技術(shù)還必須與當(dāng)?shù)氐目陀^條件相適應(yīng)。 1.5.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在工程機(jī)械中的重要性 自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)程序和管理體制發(fā)生了

24、根本的變化，逐步走上了了良性發(fā)展的軌道。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)階段到技術(shù)設(shè)計(jì)完成，約占1/4設(shè)計(jì)周期，到施工圖設(shè)計(jì)完成需要2/5的以上的建設(shè)周期。根據(jù)設(shè)計(jì)階段影響投資的程度來(lái)看，初步設(shè)計(jì)階段影響投資的可能性為75-95%；技術(shù)設(shè)計(jì)階段影響投資的可能性為35-75%；施工圖設(shè)計(jì)階段影響投資的可能性為10-35%；而自施工開(kāi)始，通過(guò)技術(shù)組織措施節(jié)約工程造價(jià)的可能性只有5-10%。顯然，前期建設(shè)工作對(duì)于降低總概算費(fèi)用起著決定性的作用。 了解和掌握技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在工程機(jī)械中應(yīng)用的重要性具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇合理的路線走向；在方案確定和設(shè)計(jì)中，對(duì)零件加工工藝進(jìn)行方案必選，推薦技

25、術(shù)先進(jìn)、投資經(jīng)濟(jì)的工藝；經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇重要零件的結(jié)構(gòu)形式；研究工程設(shè)計(jì)中技術(shù)進(jìn)步的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)工作中，開(kāi)展技術(shù)進(jìn)步活動(dòng)的最終目的是提高經(jīng)濟(jì)效益，包括采用新工藝，可以縮短成產(chǎn)周期，降低能耗和資源消耗。 經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益不大的技術(shù)，建議不宜在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用。有些技術(shù)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的近期效益不明顯而遠(yuǎn)期效益較高的，建議可在對(duì)投入與產(chǎn)出做比較后做出取舍。有些技術(shù)近期投資較大，遠(yuǎn)期效益雖有不很高的，需做全面分析，看能否分期投資。有些技術(shù)在工藝上有較大的改進(jìn)，可節(jié)省經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行費(fèi)用，但在結(jié)構(gòu)方面卻增加難度和投資，則建議需做進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)核算后再確定。 1.5.3 課題選擇 選擇課

26、題時(shí)要進(jìn)行趨向研究、市場(chǎng)分析、用戶調(diào)查、專利情況等情報(bào)的收集工作，根據(jù)情報(bào)來(lái)確定設(shè)計(jì)工作任務(wù)。 （1）趨向研究：隨著工廠對(duì)薄板需求量的增加，對(duì)薄板的矯直厚度、矯直理論和矯正質(zhì)量有了新的要求，我們對(duì)原有的矯直機(jī)進(jìn)行了一部分改進(jìn)設(shè)計(jì)，使其更好的適應(yīng)市場(chǎng)的需求。 （2）市場(chǎng)分析：薄板在工廠的應(yīng)用范圍廣泛，適應(yīng)市場(chǎng)的需求，與企業(yè)的利益息息相關(guān)。 1.5.4 摸清課題要求 為了搞清如何對(duì)矯直機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，在參觀了工廠現(xiàn)有的矯直設(shè)備外，又在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，使所設(shè)計(jì)的矯直機(jī)符合經(jīng)濟(jì)性和可靠性要求。 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 矯正機(jī)的調(diào)整形式 輥式矯正機(jī)的調(diào)整可以分為上輥單獨(dú)

27、調(diào)整、上輥整體平行調(diào)整、上輥整體傾斜調(diào)整、上輥局部?jī)A斜調(diào)整等四大類。 上輥單獨(dú)調(diào)整矯正機(jī)是上排每個(gè)工作輥可單獨(dú)調(diào)整的矯正機(jī)，這種調(diào)整方式較靈活，但由于結(jié)構(gòu)配置上的原因，它主要用于輥數(shù)較少、輥距較大的型鋼矯正機(jī)。 上輥整體平行調(diào)整矯正機(jī)，通常出入口的兩個(gè)工作輥?zhàn)龀煽梢詥为?dú)調(diào)整的，以便于軋件的導(dǎo)入和改善矯正質(zhì)量，廣泛用來(lái)矯正4-12mm以上的中厚板。 上輥整體傾斜調(diào)整矯正機(jī)，這種調(diào)整方式使軋件的彎曲變形逐漸減小，符合軋件矯正時(shí)的變形特點(diǎn)，廣泛用于矯正4mm以下的薄板。 上輥局部?jī)A斜調(diào)整矯正機(jī)，這種翼傾調(diào)整方式可增加軋件大變形彎曲的次數(shù)，用來(lái)矯正薄板。 2.2 輥式矯正機(jī)的矯正方案 按

28、照輥式矯正機(jī)每個(gè)輥使軋件產(chǎn)生的變形程度和最終消除殘余曲率的方法，可以有多種矯正方案，目前研究和應(yīng)用最多的是兩種方案：小變形矯正方案和大變形矯正方案。 小變形矯正方案是針對(duì)矯正機(jī)上排工作輥可以單獨(dú)調(diào)整每個(gè)輥?zhàn)訅合铝康姆桨?。在這個(gè)方案中，進(jìn)入各個(gè)輥?zhàn)酉碌能埣?jīng)反彎和彈復(fù)后，其最大原始曲率要完全消除。這樣原來(lái)平直部分產(chǎn)生新的彎曲，就作為下一輥的反彎原始曲率，經(jīng)過(guò)反復(fù)彎曲后使得軋件矯正。采用這個(gè)方案各輥的壓下量相對(duì)較小，所以消耗的功率小，但是原始曲率消除緩慢，要達(dá)到既定的矯正質(zhì)量就必須增加矯J下輥的數(shù)量，從而導(dǎo)致矯正機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 大變形矯正方案是在第二、第三輥上采用很大的反彎曲率，使軋件各部分

29、的彎曲變形總曲率均達(dá)到很大值，而讓殘余曲率不均勻性迅速減小。從第四輥之后軋件的反彎曲率可逐漸減小，使軋件趨于平直。采用這種方案，可以用較少的輥?zhàn)荧@得較好的矯正質(zhì)量。但是過(guò)分增加軋件的變形程度會(huì)使對(duì)加工硬化明顯的材料及大斷面系數(shù)的軋件增加其內(nèi)部的殘余應(yīng)力，影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且會(huì)加大矯正機(jī)的能量消耗。 2.3 支承輥的布置形式 支承輥的布置形式有垂直布置、交錯(cuò)布置、垂直和交錯(cuò)混合布置、雙層支承輥等。 垂直布置是支承輥僅承受工作輥的垂直方向的彎曲，用于輥徑與輥身長(zhǎng)度之比較大的矯正機(jī)。 交錯(cuò)布置是支承輥承受工作輥的垂直方向和水平方向的彎曲，矯正過(guò)程中工作輥比較穩(wěn)定，多用于工作輥輥徑與輥身長(zhǎng)度比

30、值較小的矯正機(jī)。 混合布置多用于矯正帶氧化皮的熱軋鋼板。 雙層支承輥是為加強(qiáng)支撐作用和傳動(dòng)能力，增設(shè)大直徑的外層支承輥并改為內(nèi)層支承輥傳動(dòng)。 2.4 矯正機(jī)的機(jī)座形式 輥式鋼板矯直機(jī)工作機(jī)座可分為臺(tái)架式和牌坊式兩大類。 臺(tái)架式矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但剛性較差，采用大量彈簧平衡的臺(tái)架式矯正機(jī)，使用時(shí)上臺(tái)架容易產(chǎn)生震動(dòng)，由于冷矯直時(shí)矯直力大，所需機(jī)架的剛性要求較高，故臺(tái)架式薄板矯直機(jī)不能滿足薄板冷矯的使用。 矯直機(jī)本體裝在可移動(dòng)的框架上，框架下面的四個(gè)車輪支撐在軌道上，由橫移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)框架移入工作位置后用定位裝置定位，矯正機(jī)機(jī)架可以是開(kāi)式的也可以是閉式的。薄板矯直機(jī)大多采用牌坊式結(jié)構(gòu)。

31、矯直機(jī)的工作機(jī)座包括機(jī)架本體，支承輥，壓下裝置和擺動(dòng)裝置等部分。 牌坊式工作機(jī)座的特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度較好，輥?zhàn)拥恼{(diào)整拆裝方便，故新設(shè)計(jì)的板帶矯直機(jī)采用這種形式，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、外形尺寸也較大。 2.5 工作輥的材質(zhì) 工作輥直接與軋件接觸，為避免輥?zhàn)舆^(guò)早磨損和保證矯直機(jī)可靠工作，對(duì)矯直機(jī)工作輥有下列要求：（1）輥面應(yīng)有較高的硬度；（2）有較高的加工精度；（3）有較高的抗彎和抗扭強(qiáng)度。 目前，冷矯時(shí)，若工作輥徑D<60mm，采用60CrMoV；當(dāng)D=60～120mm時(shí)，采用90CrVMo；當(dāng)D>200mm時(shí)，采用9Cr。有的重型廠當(dāng)D≤90mm時(shí)，采用59CrV4；熱矯直機(jī)工作輥常采用6

32、0SiMn2MoV或55CrVA；采用溫矯工藝的矯正輥需要鍍鉻，鉻層厚度0.1～0.2mm。 支承輥承受矯直過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，與工作輥直接接觸，在二十一輥矯直機(jī)中也采用60CrMoV作為原材料。 2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)的形式 主傳動(dòng)系統(tǒng)包括減速機(jī)、齒輪座和萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)等。 （1）減速機(jī)。在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中，減速機(jī)除有減速作用外，還有均衡分配傳動(dòng)扭矩的作用，因此也稱減速分配器。減速機(jī)有三種主要形式：圓柱齒輪型，圓柱圓錐齒輪型和蝸輪型。這三種形式中，每種又可分為單支、雙支、三支和四支等結(jié)構(gòu)。 輥數(shù)大于7的矯直機(jī)上，不宜使用單支減速分配器。這是因?yàn)閭鬟f的總扭矩大，齒輪座的齒輪也大，使齒輪座出軸

33、的間距很難與矯正輥間距相適應(yīng)，因此，在輥式鋼板矯直機(jī)上大多使用多支的減速分配器，這樣可以使齒輪座的載荷均勻。 由于矯直機(jī)的第三輥（或第二輥）受的矯正扭矩最大，因此，該輥要盡可能由減速機(jī)的一根出軸經(jīng)齒輪座直接傳動(dòng)，以減輕齒輪座的負(fù)荷。有時(shí)，為適應(yīng)矯直機(jī)在連續(xù)機(jī)組中的安裝，將矯直機(jī)設(shè)計(jì)成可以雙向進(jìn)料的結(jié)構(gòu)，這時(shí)，矯直機(jī)另一端的第三輥由一根輸出軸直接傳動(dòng)。 （2）齒輪座。一般情況，為防止鋼板在工作輥間打滑，輥式鋼板矯直機(jī)的所有工作輥都是驅(qū)動(dòng)的，齒輪座的作用是將減速機(jī)傳來(lái)的扭矩分配給各個(gè)矯正輥。 齒輪座輸入軸數(shù)目與減速機(jī)支數(shù)相同，每根輸入軸帶動(dòng)一組齒輪，在輸入軸數(shù)量較多時(shí)，各組齒輪之間互補(bǔ)聯(lián)接，

34、以避免功率傳遞線路閉和，惡化齒輪嚙和條件。 按照齒輪的嚙合列數(shù)，可分為單列齒輪座和多列齒輪座。單列齒輪座的制造和安裝簡(jiǎn)單，各齒輪軸和軸承可以通用且切齒輪軸的剛性高。一般在工作輥距小于50mm時(shí)，宜采用這種形式。與單列齒輪座比較，多列齒輪座的中心距較小，因?yàn)槊繉?duì)齒輪座的齒寬是根據(jù)傳遞的扭矩確定的。同時(shí)，齒輪避免了重復(fù)嚙合，因而可以適當(dāng)減小中心距。多列齒輪座的齒輪軸剛性較低，為保證齒輪軸的剛度，通常只在輥距大于50mm時(shí)才采用這種結(jié)構(gòu)。 （3）萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)。由于齒輪座中心距大于矯正機(jī)的總中心距，因此，齒輪座出軸與矯正輥采用萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)連接。矯直機(jī)常用的萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)除了一般的滑塊式、叉頭、扁頭型外，在

35、輥徑小于1200mm時(shí)，也采用球形萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)；在小輥距矯直機(jī)上，也可以采用簡(jiǎn)易型剛球萬(wàn)向接軸，這種聯(lián)軸節(jié)采用標(biāo)準(zhǔn)剛球，它只起定心作用，矯正扭矩是靠?jī)刹骖^的側(cè)面直接接觸來(lái)傳遞的。 2.7 矯直輥列的布置形式與驅(qū)動(dòng)形式 （1）工作輥與支承輥裝置：工作輥裝置，上下兩排工作輥分別裝在軸承座中，軸承座固定在上下機(jī)座中，上輥?zhàn)膫?cè)面形成圓弧面，可以在機(jī)架窗上內(nèi)側(cè)擺動(dòng)和上下滑動(dòng)，使上工作輥上下移動(dòng)，及改變前后工作輥的開(kāi)度，當(dāng)調(diào)整工作輥撓度時(shí)，軸承座和輥?zhàn)g可沿半徑為60毫米的圓弧面相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 （2）驅(qū)動(dòng)形式：鋼板輥式矯直機(jī)的上排和下排工作輥是驅(qū)動(dòng)的，以避免鋼板在工作輥間打滑。 3 矯正機(jī)參

36、數(shù)的計(jì)算 3.1 17輥矯直機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 帶鋼厚度： 0.8-3mm 帶鋼寬度： 700-1530mm 帶鋼屈服極限： Max .280 Mpa 帶鋼強(qiáng)度極限：Max.420 Mpa 矯直速度： 30m/min（厚度<1.8mm） 18m/min（厚度≥1.8mm） 矯直輥輥距： 52mm 矯直機(jī)輥數(shù)： 17 矯直輥直徑： 50mm 矯直輥輥身長(zhǎng)度：1776mm 支承輥輥距： 104mm 支承輥直徑： 100mm 壓下行程： +35mm ~ -4.5mm 壓下速度： 70.5mm/min 3.2 輥式矯直機(jī)基本參數(shù)的確

37、定 輥式矯直機(jī)基本參數(shù)包括輥徑D、輥距t、輥數(shù)n、輥身長(zhǎng)度L和矯正速度V。其中最主要的是D和t。矯直機(jī)基本參數(shù)的正確選擇對(duì)軋件的矯正 質(zhì)量、設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和功率消耗等都有重要的影響。 輥數(shù)多少取決于壓下方案及矯直質(zhì)量要求。輥徑和輥距受結(jié)構(gòu)條件，咬入條件、強(qiáng)度條件及矯直可能性的約束，不僅限定它們的尺寸范圍，而且限定它們之間的比例關(guān)系。輥身長(zhǎng)度則取決于軋材的寬度。 3.2.1 輥距t 由文獻(xiàn)[1]公式11-46及11-49知矯直機(jī)允許的最大與最小輥距為： (3.1)

38、 (3.2) 式中： ——被矯鋼板的最小厚度，=0.8mm ； ——工作輥彈性模量 ， MPa ； ——矯直輥的屈服強(qiáng)度，=490 MPa ； ——被矯鋼板的最大厚度，=3mm 。 所以： 　　　　　t

39、max＝0.35=0.35＝120 mm ； 　　　　　tmin＝0.43=0.43=26.7 mm ； 矯直機(jī)矯直輥距t的范圍是：< t < ； 3.2.2 輥徑D 由文獻(xiàn)[1]表11-4得薄板矯直機(jī)矯直輥直徑D和矯直輥輥距t之比： ＝0.9～0.95 ； 所以 ， D < D < D ， 即 200mm時(shí)，a=100~300mm。

40、 因?yàn)閎max=1530mm>200mm, 所以，L=bmax+a=1530+（100~300）=1630~1830mm； 而L=1776mm符合要求。 3.2.4 輥數(shù)n 增加輥數(shù)即增加軋件的反彎次數(shù)，可以提高矯直質(zhì)量但也會(huì)增加軋件的加工硬化和矯直機(jī)的功率。為此，選擇輥數(shù)n的原則是在保證矯直質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。 對(duì)于板材輥式矯直機(jī)，輥數(shù)n隨著軋件寬厚比(b／h)的增加而增加。因?yàn)檐埣捄癖扔?，它的浪形彎曲亦愈顯著，需要多次的反復(fù)彎曲才能保證矯直質(zhì)量。輥數(shù)與殘余曲率有關(guān)。 實(shí)際上，各輥壓彎量的調(diào)整由于材質(zhì)不勻及尺寸公差會(huì)造成理論與實(shí)際之間有差距。另外，機(jī)架剛度、側(cè)彎

41、、扭曲等對(duì)矯直效果都有影響，為此常用增加輥數(shù)的辦法來(lái)彌補(bǔ)上述的不足，根據(jù)此次的帶鋼厚度（0.8~3mm）和此次設(shè)計(jì)的要求，取工作輥輥數(shù)為17。 3.2.5 矯直速度v 矯直速度的大小，首先要滿足生產(chǎn)率的要求，要與軋件生產(chǎn)能力相協(xié)調(diào)，要與所在機(jī)組的速度相一致。 由于矯直速度的上限至今尚沒(méi)有理論的計(jì)算方法，但人為設(shè)定矯直速度所依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)是可以遵循的。此次給定的矯直速度為30m/min（厚度<1.8mm），18m/min（厚度≥1.8mm） 3.3 矯正機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算　 由文獻(xiàn)[1]公式11-30可知：作用在矯直機(jī)上下輥?zhàn)由蠅毫Φ目偤蜑椋? （3.3） 式

42、中： t —— 矯直輥輥距，=52 mm 。 今假設(shè)： （1）第2，3，4輥下軋件的彎曲力矩為塑性彎曲力矩； （2） 第n-1, n-2, n-3 輥下軋件的彎曲力矩為屈服力矩； （3）其余各輥下軋件的彎曲力矩為屈服力矩和塑性彎曲力矩的平均值，即==……== ； （4）由文獻(xiàn)[2]公式5-12得輥式矯直機(jī)屈服力矩，==280=642.6N mm，塑性彎曲力矩為===963.9N mm，其中：為被矯鋼板的屈服極限，=280 MPa 。 將上述三個(gè)假設(shè)代入式（3.3），可得出各輥下矯直力的計(jì)算式為： ===37.1KN ===111.3 KN

43、===148.4 KN ===142.1KN ===129.8KN ===123.6 KN =======123.6 KN ===117.4 KN =()== 105.0 KN ==98.9 KN === 74.1 KN ==24.7KN 由文獻(xiàn)[1]公式11-33得作用在上、下輥?zhàn)由系膲毫偤蜑?： ==(n-2) =(17-2) =1.85 N ； （3.4）

44、 3.4 矯直力矩的計(jì)算 因?yàn)?7輥矯直機(jī)采用傾斜調(diào)整，計(jì)算總矯直扭矩M 由[1]公式11-41c得， (3.5) 由[1]公式11-41d得， (3.6) 其中： e—— 形狀系數(shù)，由[1]表11-2查得，e=1.5； ——原始曲率半徑，由[1]公式11-40得，對(duì)于鋼板矯直機(jī)，故； ——板帶的屈服強(qiáng)度，=280 MPa 。 所以總矯直

45、力矩為： 3.5 矯直功率的計(jì)算 輥式矯直機(jī)電機(jī)功率由文獻(xiàn)[1]公式11-44得： P= （3.7） 其中： ——總矯正扭矩，= N mm ； ——作用在矯直輥上的壓力總和，= 1.85N ； ——矯直輥與軋件的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，對(duì)于鋼板=0.0002m， 如考慮可能出現(xiàn)較大的滑動(dòng)摩擦，則對(duì)于鋼板=0.0008m ； ——輥系軸承的摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承；滾針軸承 ；滑動(dòng)軸承；故； D——輥?zhàn)又睆?，D= 50mm ； d——輥?zhàn)虞S承處直徑 , d=38 mm； v——矯正速度m/，板帶厚度范圍h=

46、（0.～3.0）mm ， 矯正速度 v= 30m/min（厚度<1.8mm） v= 18m/min（厚度≥1.8mm） η——矯正功率，η =0.85~0.7（有支承輥時(shí)，取較小值），取=0.72 。 所以 厚度<1.8mm時(shí)，矯直功率為： P= = KW 厚度≥1.8mm時(shí)，矯直功率為：

47、 P= = KW 3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇 在前面關(guān)于矯正機(jī)的主參數(shù)計(jì)算中可以得到，矯正機(jī)的矯正過(guò)程所需功率為227.85KW。 電動(dòng)機(jī)類型的選擇可以根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，冶金用電動(dòng)機(jī)大多用繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)。因?yàn)樗哂休^大的過(guò)載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，特別適用于短時(shí)與周期運(yùn)行，頻繁啟動(dòng)與制動(dòng)，有時(shí)過(guò)負(fù)荷及有顯著的震動(dòng)和較大的沖擊的設(shè)備。

48、 由矯正機(jī)功率（227.85KW）可根據(jù)《上海南洋YTSP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)》可選擇型號(hào)為YTSP400L1-6電動(dòng)機(jī)（6極電機(jī)，50Hz時(shí)同步轉(zhuǎn)速1000r/min）。該電動(dòng)機(jī)基本參數(shù)如下： 標(biāo)稱功率：315KW 額定電流：590A 額定扭矩：3008NM 轉(zhuǎn)差率：1% 重量：2600kg 由《上海南洋YTSP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)》可查的該電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸及重要外形尺寸為： 電動(dòng)機(jī)總長(zhǎng)度：1800mm 電動(dòng)機(jī)中心高：400mm

49、 外伸軸徑：110mm 外伸長(zhǎng)度：210mm 4 機(jī)架的設(shè)計(jì)與校核 4.1 機(jī)架的形式及結(jié)構(gòu)尺寸 4.1.1 機(jī)架的形式 在矯直過(guò)程中，被矯直的鋼材作用到工作輥上的全部矯直力，通過(guò)工作輥、工作輥軸承、支承輥、支承輥軸承、壓下螺絲及螺母?jìng)鹘o機(jī)架，并有機(jī)架全部吸收，不再傳給地基。因此，機(jī)架必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 機(jī)架按結(jié)構(gòu)分，可以分為開(kāi)式與閉式兩種形式，如圖4-1所示。 （1） 閉式機(jī)架：它是一個(gè)整體的框架。如圖4-1a所示為一閉式機(jī)架簡(jiǎn)圖，其閉式機(jī)架為一閉式框架。因此，從材料力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，其強(qiáng)度與剛度都是很大的，故在實(shí)際生產(chǎn)中能得到廣泛的

50、應(yīng)用。 （2） 開(kāi)式機(jī)架：它是由機(jī)器本體和上蓋兩部分組成。圖3-1b所示為一開(kāi)式機(jī)架簡(jiǎn)圖，其機(jī)架本體與上蓋連接用的是斜楔，所謂的開(kāi)式機(jī)架實(shí)際上是一開(kāi)式框架。同樣按材料力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，其強(qiáng)度和剛度比閉式機(jī)架差得多，因此開(kāi)式機(jī)架僅用于橫列式布置的型鋼和線材的矯直機(jī)上，以便于更換工作輥。 另外，機(jī)架還可以根據(jù)機(jī)架的加工、制造和運(yùn)輸?shù)目赡苄苑譃檎w式（如圖4-1a,b）、焊接式（圖4-1c）、組合式（圖4-1d）也稱為裝配式。其中，整體式在實(shí)際應(yīng)用中是最為廣泛的，只要在條件許可的條件下都盡可能地使用它，而且以閉式機(jī)架用的最為廣泛。當(dāng)機(jī)架受到加工制造及運(yùn)輸條件限制時(shí)，可采用焊接式和組合式。焊接式機(jī)架

51、常用于一些大型、特厚板的矯直機(jī)中。為解決加工和運(yùn)輸能力不足的困難，可分段運(yùn)輸和制造，然后在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用電渣焊的方法焊接成一個(gè)整體。組合式機(jī)架一般極少使用，其原因是這種機(jī)架強(qiáng)度和剛度都較差，它的結(jié)構(gòu)形式類似于水壓機(jī)。 圖4-1 機(jī)架形式 4.1.2 機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸 （一）機(jī)架主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定 機(jī)架的主要結(jié)構(gòu)尺寸包括：機(jī)架窗口高度（H）、窗口寬度（B）以及機(jī)架立柱斷面尺寸（F=l1b),如圖4-2。 圖4-2 機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式 為了便于更換工作輥，在閉式機(jī)架中，窗口的寬度應(yīng)稍大于工作輥的直徑D，而且

52、在換輥側(cè)的窗口寬度比傳動(dòng)側(cè)的窗口寬度應(yīng)大10毫米，而在開(kāi)式機(jī)架中，其窗口寬度主要取決于工作輥直徑、軸承座高度、壓下螺絲的伸出量和安全臼、短支撐等有關(guān)零件的高度尺寸，以及上工作輥的最大提升量。如Ф1150的初軋機(jī)機(jī)架的尺寸為 B=1260mm；H=4700mm； 機(jī)架立柱的斷面尺寸 F=l1b（mm2） 式中：l1—立柱的厚度（mm） b—立柱的寬度（mm） 根據(jù)機(jī)架強(qiáng)度條件來(lái)確定F，但預(yù)選時(shí)可按表4-1中的經(jīng)驗(yàn)公式事先給定，而后再進(jìn)行技嘉的強(qiáng)度與剛度驗(yàn)算。 表4-1 機(jī)架立柱斷面面積與輥頸直徑的平方比 由于作用在立柱斷面F上的矯直力為輥?zhàn)由铣惺艿某C直力的

53、二分之一。當(dāng)輥徑d與輥頸長(zhǎng)度l之比為一個(gè)常數(shù)時(shí)，其輥頸強(qiáng)度與輥頸直徑d的平方近似成正比關(guān)系。因此，機(jī)架立柱斷面與軋輥輥頸d的平方之比F/d2 主要取決于矯直機(jī)類型和工作輥的材質(zhì)，并存在正比關(guān)系。 如Ф1150的初軋機(jī)立柱斷面 F=3810cm2 其軋輥輥頸d=690mm 故F/d2 =0.74；機(jī)架立柱的斷面寬度b=280mm；而厚度l1=540mm，如圖4-3 圖4-3 1150初軋機(jī)立柱斷面尺寸和相互位置圖 當(dāng)立柱斷面積確定之后，應(yīng)當(dāng)首先定出沿工作輥軸線方向的寬度b,通常情況下，b應(yīng)要求比軸承座寬度稍小一些，以免鋼板碰傷立柱。對(duì)機(jī)架的中

54、心線應(yīng)嚴(yán)格要求與軸承座中心線重合。為防止窗口立柱表面被上下運(yùn)動(dòng)的軸承座所磨損，其窗口寬度B設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮留有兩側(cè)滑板的厚度之距離，而且應(yīng)盡可能地保證上下橫梁的斷面積和慣性矩相等。如機(jī)架立柱的斷面積選好后，一定要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校驗(yàn)。 （2） 對(duì)一種典型機(jī)架的結(jié)構(gòu)分析 圖4-4為650大型型鋼三輥軋機(jī)工作機(jī)座。它是由兩片開(kāi)式機(jī)架組成的，兩機(jī)架的上蓋被鑄成一體，稱為機(jī)架蓋。在機(jī)架蓋上可以安裝壓下機(jī)構(gòu)，其上的中心軸5除換輥時(shí)可以吊起機(jī)架蓋外，還可以整體吊起工作機(jī)座，以便于機(jī)座的調(diào)整和安裝。機(jī)架蓋與機(jī)架立柱的連接時(shí)采用剛性很好的楔子1來(lái)實(shí)現(xiàn)的，二者之間的定位是靠菌狀銷子2完成的。兩機(jī)架之間

55、的連接，上面是通過(guò)雙頭螺栓和撐管3、下面是由鑄造橫梁和螺釘完成的。 圖4-4 650大型軋鋼機(jī)工作機(jī)座 采用這種整體式的開(kāi)式機(jī)架結(jié)構(gòu)，對(duì)于換輥是十分方便的，因此開(kāi)式機(jī)架得到廣泛的應(yīng)用。另外為了便于機(jī)座的拆裝，將機(jī)架地腳的側(cè)支撐面6做成15度斜度。連接機(jī)架與軌座的螺栓在軌座孔中緊固，而螺栓的另一頭則做成圓錐形。同時(shí)相應(yīng)將機(jī)架地腳孔內(nèi)也做成一段圓錐孔。在機(jī)架窗口內(nèi)的下部有突出部分7是用來(lái)安放中輥軸承座用的，在其下部窗口的立柱內(nèi)表面上還鑲有耐磨滑板8，以防止軸承座上下移動(dòng)時(shí)磨損立柱表面。上軸承座安放在中輥軸承座的H形的瓦座上，并能上下滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)上輥縫的調(diào)節(jié)。中輥通常是不動(dòng)的，而上下輥

56、調(diào)節(jié)是通過(guò)手動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 連接上蓋與立柱的斜楔斜度為1:50，為了簡(jiǎn)化機(jī)架切削加工以及防止斜楔對(duì)機(jī)架的磨損，可將斜楔孔做成不帶斜度的長(zhǎng)方形孔，然后再配上兩塊鞍形墊板（上下各一塊），并做成1:50的斜度。 根據(jù)本次的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合開(kāi)式機(jī)架和閉式機(jī)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的工作機(jī)座選用牌坊式開(kāi)式機(jī)架，以便于輥?zhàn)拥牟鹧b和滿足強(qiáng)度剛度要求。 4.2 機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算 4.2.1 幾點(diǎn)假設(shè) 為了使計(jì)算簡(jiǎn)便，在對(duì)矯直機(jī)機(jī)架，分析其受力和變形情況時(shí)，可以作以下幾點(diǎn)假設(shè)，如圖4-5. 1、只考慮垂直矯直力P1對(duì)開(kāi)式機(jī)架的作用，作用點(diǎn)在機(jī)架中心線上。其中P

57、1=P/2，其中P為總的矯直力。 2、只考慮機(jī)架受力變形后，軸承座對(duì)它的影響，不考慮機(jī)架上蓋對(duì)機(jī)架立柱的影響，認(rèn)為立柱與上機(jī)架蓋的連接為滑動(dòng)鉸鏈連接。 3、認(rèn)為軸承座為絕對(duì)剛體，當(dāng)受力后不會(huì)發(fā)生任何變形。 在以上假設(shè)條件下，當(dāng)機(jī)架在矯直力P1的作用下，機(jī)架立柱在B點(diǎn)處的最大變形δmax與軸承座的配合間隙Δ有以下關(guān)系: δmax ≦ Δ 式中：δmax—在P1的作用下，兩立柱與軸承座接觸點(diǎn)B處的最大變形； Δ—機(jī)架窗口與軸承座側(cè)向的最大配合間隙。 為了計(jì)算方便起見(jiàn)，現(xiàn)將開(kāi)

58、式機(jī)架簡(jiǎn)化為一個(gè)開(kāi)式框架，如圖3-5所示，并將已知的外力P1及靜不定力T加在其上，其中靜不定力為未知數(shù)。因此為了計(jì)算機(jī)架的強(qiáng)度與剛度，首先應(yīng)求出靜不定力T來(lái)。 圖4-5開(kāi)式機(jī)架受力變形圖 4.2.2 求靜不定力T 根據(jù)變形的協(xié)調(diào)條件可列出下面的補(bǔ)充方程來(lái)，并用力法求解出靜不定力T。由于從機(jī)架的受力分析來(lái)看，只在一個(gè)坐標(biāo)方向上暴露出了靜不定力T，參看圖3-5，因此只需要列出一個(gè)補(bǔ)充方程式就可以了。 即 TδTT+ΔTP = －Δ （4-1） 式中： T—機(jī)架受外力P1作

59、用變形后，在立柱B點(diǎn)處軸承座對(duì)立柱的反作用力（千牛）， 稱為靜不定力； δTT—在T的單位力（1）作用下，立柱B、B兩點(diǎn)處在T力的方向上產(chǎn)生的變形， 稱為方程的主系數(shù)； ΔTP—在外力P1作用下，立柱B、B兩點(diǎn)處在T力的方向上產(chǎn)生的變形，稱為方程 的自由項(xiàng)； －Δ—軸承座與機(jī)架窗口的配合間隙，Δ的符號(hào)“﹣”表示作用力T的方向與變形 的方向相反。 下面用材料力學(xué)的力法求變形的方法來(lái)求δTT和ΔTP： 首先在立柱B、B兩點(diǎn)處加上T的單位力（T=1），并劃出單位力（1）的彎矩圖和在P1力作用下

60、的彎矩圖，如圖4-6所示： 圖4-6 在T單位力和外力P1作用下的彎矩圖 圖中I2、I1為機(jī)架立柱和下橫梁的斷面慣性矩；l1為下橫梁中性層長(zhǎng)度；c為機(jī)架立柱B點(diǎn)至下橫梁中性層距離。 按圖乘法求出δTT和ΔTP的值： （4-2） （4-3） 式中： P1—作用在一個(gè)機(jī)架上的矯直力（千牛）； E—機(jī)架材料的彈性模數(shù)（牛/毫米2）。 下面求出I1、I2：

61、h1=300mm b1=400mm 圖4-7橫梁截面簡(jiǎn)化圖 h2=100mm b1=160mm 圖4-8 機(jī)架截面簡(jiǎn)化圖 ； 將δTT和ΔTP的值帶入式（4-1）中得

62、 （4-4） 從公式（4-4）中看出，當(dāng)機(jī)架窗口與軸承座的配合間隙Δ=0時(shí)，T將會(huì)達(dá)到最大值，則： （4-5） 之前算出的矯直力P=1.85x106 N; P1=P/2=0.925x106 N=925KN; c=575mm; l1=1860mm;

63、 ; 把以上數(shù)據(jù)代入式4-5，可得到： Tmax=367.84 N?mm2 畫(huà)出機(jī)架在外力P1和靜不定力T作用下的內(nèi)力圖，如圖4-9所示： 圖4-9 開(kāi)式機(jī)架內(nèi)力圖 4.2.3 機(jī)架和橫梁的強(qiáng)度校核 由于軸承座與機(jī)架窗口的配合間隙Δ隨軸承的上下運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械模塑而不斷增加，因此Δ是個(gè)變化值，強(qiáng)度校驗(yàn)時(shí)，為了安全起見(jiàn)，應(yīng)按Δ=0（新軸承座）的情況考慮。此時(shí)的靜不定力T達(dá)到最大值。

64、 從彎矩圖M中可以看出，立柱與橫梁連接處的彎矩值比較大，再考慮此處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此該處必須進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)，其強(qiáng)度條件如下： （4-6） 式中：σmax2—立柱中的最大應(yīng)力（牛/毫米2）； F2—立柱的斷面面積（毫米2）； W2—立柱的抗彎截面系數(shù)（毫米2）； [σ]—機(jī)架材料的許用應(yīng)力（牛/毫米2）。 把： P1=P/2=0.925x106 N=925KN;

65、 F2=b2h2=100x160=16000 mm2; ; Tmax=367.84 N?mm2 c=575mm; 帶入式（4-6），可得到： σmax2=29.70 N/mm2 而： [σ]=235 N/mm2 滿足式4-6所列出的強(qiáng)度條件。 一般情況下（不是粗而短的構(gòu)件

66、），切力對(duì)強(qiáng)度影響很小，因此可不考慮切力Q的影響。 校驗(yàn)橫梁強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按配合間隙Δ≥δmax(立柱B點(diǎn)處的最大變形)來(lái)考慮，則T=0。此時(shí)橫梁中部的彎矩值達(dá)到了最大，而橫梁的軸向力變得最?。ǖ扔诹悖?。 即： （4-7） 橫梁的強(qiáng)度條件為： （4-8） 式中： σmax1—橫梁中的最大應(yīng)力值（牛/毫米2）； W1—立柱的抗彎截面系數(shù)（毫米2）； [σ]—機(jī)架材料的許用應(yīng)力（牛/毫米2）。 而： P1=P/2=0.925x106 N=925KN; l1=1860mm; 把這些值帶入式4-8，可得到： σmax1=71.69 N