矯直機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　軋件在加熱、軋制、熱處理及各種精整等工序加工過程中，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

2、也廣泛用于以軋材做坯料的各種車間。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要通過分析矯直機(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)行了簡單的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中，通過參考現(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)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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：

3、矯正機(jī)；機(jī)架； 下輥；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Rolling in the process of heating, rolling, heat treatment and finishing processes, due to the uneven plastic deformation, heating and c

4、ooling uneven shear as well as 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 interna

5、lly generated residual stress, before becoming a qualified products must be straightening machine correction processing, correction of rolling s</p><p>　　Key words: The straightening machine; rack; lower

6、roller. </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1 軋鋼生產(chǎn)的國內(nèi)外發(fā)展情況3</p><p>　　1.1.1 軋鋼生產(chǎn)及產(chǎn)品種類3</p><p>　　1.1.2 軋機(jī)的

7、分類4</p><p>　　1.2 矯直機(jī)在軋鋼機(jī)中的作用和分類4</p><p>　　1.2.1 矯直機(jī)的作用4</p><p>　　1.2.2 矯直機(jī)的分類、工作原理及特點(diǎn)4</p><p>　　1.3 輥式矯直機(jī)的工作原理5</p><p>　　1.4 輥式矯正機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)6</p&g

8、t;<p>　　1.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析6</p><p>　　1.5.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的涵義6</p><p>　　1.5.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在工程機(jī)械中的重要性7</p><p>　　1.5.3 課題選擇7</p><p>　　1.5.4 摸清課題要求7</p><p>　　2 總體方案

9、設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.1 矯正機(jī)的調(diào)整形式8</p><p>　　2.2 輥式矯正機(jī)的矯正方案8</p><p>　　2.3 支承輥的布置形式8</p><p>　　2.4 矯正機(jī)的機(jī)座形式9</p><p>　　2.5 工作輥的材質(zhì)9</p><p>　　2.6

10、 傳動(dòng)系統(tǒng)的形式9</p><p>　　2.7 矯直輥列的布置形式與驅(qū)動(dòng)形式10</p><p>　　3 矯正機(jī)參數(shù)的計(jì)算10</p><p>　　3.1 17輥矯直機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)10</p><p>　　3.2 輥式矯直機(jī)基本參數(shù)的確定11</p><p>　　3.2.1 輥距t11</

11、p><p>　　3.2.2 輥徑D12</p><p>　　3.2.3 輥身長度L12</p><p>　　3.2.4 輥數(shù)n12</p><p>　　3.2.5 矯直速度v12</p><p>　　3.3 矯正機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算13</p><p>　　3.4 矯直力矩的計(jì)算

12、14</p><p>　　3.5 矯直功率的計(jì)算15</p><p>　　3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇16</p><p>　　4 機(jī)架的設(shè)計(jì)與校核17</p><p>　　4.1 機(jī)架的形式及結(jié)構(gòu)尺寸17</p><p>　　4.1.1 機(jī)架的形式17</p><p>　　4.1.

13、2 機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸18</p><p>　　4.2 機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算21</p><p>　　4.2.1 幾點(diǎn)假設(shè)21</p><p>　　4.2.2 求靜不定力T22</p><p>　　4.2.3 機(jī)架和橫梁的強(qiáng)度校核25</p><p>　　5 工作輥和支承輥設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核27</p&

14、gt;<p>　　5.1 支承輥布置形式27</p><p>　　5.2 工作輥的強(qiáng)度校核27</p><p>　　6 壓下裝置的校核計(jì)算28</p><p>　　6.1 壓下電動(dòng)機(jī)的過載校核計(jì)算28</p><p>　　6.2 壓下螺絲及壓下螺母的強(qiáng)度校核計(jì)算29</p><p>　

15、　6.2.1 壓下螺母擠壓應(yīng)力校核29</p><p>　　6.2.2 機(jī)架與螺母端面間擠壓應(yīng)力校核30</p><p>　　7 參考文獻(xiàn)30</p><p><b>　　8 致謝32</b></p><p><b>　　9 附：33</b></p><p>

16、;　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)資料清單33</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 軋鋼生產(chǎn)的國內(nèi)外發(fā)展情況</p><p>　　1.1.1 軋鋼生產(chǎn)及產(chǎn)品種類</p><p>　　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

17、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)過軋制成材的。有色金屬生產(chǎn)也大量應(yīng)用軋制方法?！　≤堜撋a(chǎn)的主要產(chǎn)品為建筑、造船、汽車、石油、化工、國防、礦山等專用鋼材。目前，我國軋鋼生產(chǎn)的鋼材品種主要有薄鋼板、硅鋼片、鋼帶、無縫鋼管、焊接鋼管、鐵道用鋼、普通大型材、普通

18、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?！　“鍘Р囊彩且环N廣泛應(yīng)用的鋼材，我國的板帶材產(chǎn)量占鋼材總產(chǎn)量的45%～55%。板帶鋼按應(yīng)用領(lǐng)域分為建筑板、橋

19、板、船板</p><p>　　1.1.2 軋機(jī)的分類</p><p>　　按用途：軋鋼機(jī)按用途可分為開坯軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、板帶軋機(jī)、鋼管軋機(jī)和特殊軋機(jī)。</p><p>　　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。</p

20、><p>　　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、連續(xù)式、半連續(xù)式、串列往復(fù)式、布棋式等。</p><p>　　1.2 矯直機(jī)在軋鋼機(jī)中的作用和分類</p><p>　　1.2.1 矯直機(jī)的作用</p><p>　　軋件在軋制、冷卻和運(yùn)輸過程中，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

21、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。</p><p>　　1.2.2 矯直機(jī)的分類、工作原理及特點(diǎn)</p><p>　　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:</p><p><b>　　1．壓力矯直機(jī)&

22、lt;/b></p><p>　　1）工作原理：型材安放于活動(dòng)壓頭和兩固定支點(diǎn)之間，利用一次反彎的方法進(jìn)行矯正；</p><p>　　2）特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，效率低，只能矯正簡單彎曲，主要用于大型型材補(bǔ)充矯直。</p><p><b>　　2．輥式矯直機(jī)</b></p><p>　　1）工作原理：型材通過上下兩排軸

23、線平行、排列相互交錯(cuò)矯正輥，經(jīng)過多次反復(fù)彎曲得到矯正；</p><p>　　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。</p><p><b>　　3．管棒材矯直機(jī)</b></p><p>　　1）工作原理：圓柱形管棒材邊前進(jìn)邊旋轉(zhuǎn)，通過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；&l

24、t;/p><p>　　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。</p><p>　　4．拉伸矯直機(jī)（張力矯直機(jī)）</p><p>　　對(duì)軋件施加外拉力，使其平直而達(dá)到矯直目的，分為：</p><p><b>　　1）鉗式拉伸矯直機(jī)</b></p><p>　

25、　用于單件矯直型材或薄板，生產(chǎn)效率低，軋件損失大；</p><p><b>　　2）輥式拉伸矯直機(jī)</b></p><p>　　用于連續(xù)矯直薄板帶，生產(chǎn)效率高，軋件損失??；</p><p><b>　　5．拉伸彎曲矯直機(jī)</b></p><p>　　拉伸矯直與輥式矯直聯(lián)合作用的矯直方法。</p

26、><p>　　1.3 輥式矯直機(jī)的工作原理</p><p>　　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。</p><p>　　矯直原理分為大變形方案和小變形方案。</p><p><b>　　小變形方案</b&g

27、t;</p><p>　　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。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：總變形曲率小，所需矯正能量小。</p><p>　　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。</p><p><b>　　

28、2）大變形方案</b></p><p>　　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，使軋件一開始就得到足夠大的彎曲，迅速縮小殘余曲率的變化范圍，使具有不同曲率的軋件，經(jīng)過幾次劇烈的反彎（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。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：矯正輥數(shù)比較少，矯正質(zhì)量較高。</p><p>　　缺

29、點(diǎn)：對(duì)軋件的變形程度不應(yīng)過份加大，以減小軋件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。 </p><p>　　1.4 輥式矯正機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　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)量要求越來越高，對(duì)輥式矯正機(jī)的要求也越來越高。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

30、開口度，以及入口／出口方向和左右方向的傾斜調(diào)節(jié)；上輥組可以快速打開、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。</p><p>　　1.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析</p&

31、gt;<p>　　1.5.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的涵義</p><p>　　通常來說對(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)過程中勞動(dòng)消耗和勞動(dòng)占用同勞動(dòng)成果的比較。這里所說的勞動(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

32、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)。</p><p>　　1.

33、5.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在工程機(jī)械中的重要性</p><p>　　自改革開放以來，我國的基礎(chǔ)建設(shè)程序和管理體制發(fā)生了根本的變化，逐步走上了了良性發(fā)展的軌道。根據(jù)國內(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-

34、35%；而自施工開始，通過技術(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。</p><p>　　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，推薦技術(shù)先進(jìn)、投資經(jīng)濟(jì)的工藝；經(jīng)過技術(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)

35、計(jì)工作中，開展技術(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。</p><p>　　經(jīng)過技術(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

36、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。</p><p>　　1.5.3 課題選擇</p><p>　　選擇課題時(shí)要進(jìn)行趨向研究、市場分析、用戶調(diào)查、專利情況等情報(bào)的收集工作，根據(jù)情報(bào)來確定設(shè)計(jì)工作任務(wù)。</p><p>　?。?）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

37、一部分改進(jìn)設(shè)計(jì)，使其更好的適應(yīng)市場的需求。</p><p>　　（2）市場分析：薄板在工廠的應(yīng)用范圍廣泛，適應(yīng)市場的需求，與企業(yè)的利益息息相關(guān)。</p><p>　　1.5.4 摸清課題要求</p><p>　　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。</p><

38、p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 矯正機(jī)的調(diào)整形式</p><p>　　輥式矯正機(jī)的調(diào)整可以分為上輥單獨(dú)調(diào)整、上輥整體平行調(diào)整、上輥整體傾斜調(diào)整、上輥局部傾斜調(diào)整等四大類。</p><p>　　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

39、于輥數(shù)較少、輥距較大的型鋼矯正機(jī)。</p><p>　　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，廣泛用來矯正4-12mm以上的中厚板。</p><p>　　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。</p><p>　　上輥局部傾斜調(diào)

40、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)，用來矯正薄板。</p><p>　　2.2 輥式矯正機(jī)的矯正方案</p><p>　　按照輥式矯正機(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。</p><p>　　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

41、子壓下量的方案。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。</p><p>　　大變形矯正方案是在第二、第三輥上采用很大的反彎曲率，使軋件各部分的彎

42、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。</p><p>　　2.3 支承輥的布置形式</p><p>　　支承輥的布置形式有垂直布置、交

43、錯(cuò)布置、垂直和交錯(cuò)混合布置、雙層支承輥等。</p><p>　　垂直布置是支承輥僅承受工作輥的垂直方向的彎曲，用于輥徑與輥身長度之比較大的矯正機(jī)。</p><p>　　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，矯正過程中工作輥比較穩(wěn)定，多用于工作輥輥徑與輥身長度比值較小的矯正機(jī)。</p><p>　　混合布置多用于矯正帶氧化皮的熱軋鋼板。</p&g

44、t;<p>　　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)。</p><p>　　2.4 矯正機(jī)的機(jī)座形式</p><p>　　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。</p><p>　　臺(tái)架式矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單。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

45、，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。</p><p>　　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)。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。</p><p>　　牌坊式工作機(jī)座的特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度較

46、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。</p><p>　　2.5 工作輥的材質(zhì)</p><p>　　工作輥直接與軋件接觸，為避免輥?zhàn)舆^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。</p><p>　　目前，冷矯時(shí)，若工作

47、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60SiMn2MoV或55CrVA；采用溫矯工藝的矯正輥需要鍍鉻，鉻層厚度0.1～0.2mm。</p><p>　　支承輥承受矯直過程中的扭轉(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。<

48、;/p><p>　　2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)的形式</p><p>　　主傳動(dòng)系統(tǒng)包括減速機(jī)、齒輪座和萬向聯(lián)軸節(jié)等。</p><p>　?。?）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)。</p>

49、<p>　　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。</p><p>　　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，

50、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)。</p><p>　?。?）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)傳來的扭矩分配給各個(gè)矯正輥。</p><p>　　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，以避免功率傳遞線路閉和，惡化

51、齒輪嚙和條件。</p><p>　　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

52、用這種結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（3）萬向聯(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向聯(lián)軸節(jié)連接。矯直機(jī)常用的萬向聯(lián)軸節(jié)除了一般的滑塊式、叉頭、扁頭型外，在輥徑小于1200mm時(shí)，也采用球形萬向聯(lián)軸節(jié)；在小輥距矯直機(jī)上，也可以采用簡易型剛球萬向接軸，這種聯(lián)軸節(jié)采用標(biāo)準(zhǔn)剛球，它只起定心作用，矯正扭矩是靠兩叉頭的側(cè)面直接接觸來傳遞的。</p><p>　　2

53、.7 矯直輥列的布置形式與驅(qū)動(dòng)形式</p><p>　?。?）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)。</p><p>　　（2）驅(qū)動(dòng)形式：鋼板輥式矯直機(jī)的上排和下排工

54、作輥是驅(qū)動(dòng)的，以避免鋼板在工作輥間打滑。</p><p>　　3 矯正機(jī)參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　3.1 17輥矯直機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　帶鋼厚度： 0.8-3mm</p><p>　　帶鋼寬度： 700-1530mm</p><p>　　帶鋼屈服極限： Max .280 Mpa <

55、;/p><p>　　帶鋼強(qiáng)度極限：Max.420 Mpa</p><p>　　矯直速度： 30m/min（厚度<1.8mm）</p><p>　　18m/min（厚度≥1.8mm）</p><p>　　矯直輥輥距： 52mm</p><p><b>　　矯直機(jī)輥數(shù)： 17</b></p&g

56、t;<p>　　矯直輥直徑： 50mm</p><p>　　矯直輥輥身長度：1776mm</p><p>　　支承輥輥距： 104mm</p><p>　　支承輥直徑： 100mm</p><p>　　壓下行程： +35mm ~ -4.5mm</p><p>　　壓下速度： 70.5mm/min</

57、p><p>　　3.2 輥式矯直機(jī)基本參數(shù)的確定</p><p>　　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</p><p>　　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。</p><p>　　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

58、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。輥身長度則取決于軋材的寬度。</p><p>　　3.2.1 輥距t </p><p>　　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： </p><p>　　(3.1)

59、 </p><p><b>　　(3.2) </b></p><p><b>　　式中：</b></p><

60、p>　　——被矯鋼板的最小厚度，=0.8mm ；</p><p>　　——工作輥彈性模量 ， MPa ；</p><p>　　——矯直輥的屈服強(qiáng)度，=490 MPa ；</p><p>　　——被矯鋼板的最大厚度，=3mm 。</p><p><b>　　所以： </b></p><p>

61、　　tmax＝0.35=0.35×＝120 mm ；</p><p>　　tmin＝0.43=0.43=26.7 mm ；</p><p>　　矯直機(jī)矯直輥距t的范圍是：< t < ；</p><p>　　3.2.2 輥徑D </p><p>　　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：<

62、;/p><p>　?。?.9～0.95 ；</p><p>　　所以 ， D < D < D ， 即 <D< ； </p><p>　　求出　24.03 mm < D < 114mm </p><p>　　而D=50 mm符合要求。</p><p>　　3.2.3 輥身長度L &l

63、t;/p><p>　　通常 L=bmax+a；</p><p>　　當(dāng)bmax<200mm時(shí)，a=50mm；當(dāng)bmax>200mm時(shí)，a=100~300mm。 </p><p>　　因?yàn)閎max=1530mm>200mm,</p><p>　　所以，L=bmax+a=1530+（100~300）=1630~1830mm；

64、</p><p>　　而L=1776mm符合要求。</p><p>　　3.2.4 輥數(shù)n </p><p>　　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。</p><p>　　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

65、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)。</p><p>　　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、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。</p><p>　　3.2.

66、5 矯直速度v </p><p>　　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）</p><p>　　3.3 矯正機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算　</p>

67、<p>　　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）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　t —— 矯直輥輥距，=52 mm 。</p><p><b>　　今假設(shè)：</b></p><p>　?。?

68、）第2，3，4輥下軋件的彎曲力矩為塑性彎曲力矩；</p><p>　?。?） 第n-1, n-2, n-3 輥下軋件的彎曲力矩為屈服力矩；</p><p>　　（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==……== ；</p><p>　?。?）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===

69、963.9N mm，其中：為被矯鋼板的屈服極限，=280 MPa 。</p><p>　　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：</p><p>　　===37.1KN </p><p>　　===111.3 KN </p><p>　　===148.4 KN </p><p>　　===142

70、.1KN </p><p>　　===129.8KN </p><p>　　===123.6 KN</p><p>　　=======123.6 KN </p><p>　　===117.4 KN </p><p>　　=()== 105.0 KN </p><p>　　==98.9 KN &l

71、t;/p><p>　　=== 74.1 KN </p><p><b>　　==24.7KN </b></p><p>　　由文獻(xiàn)[1]公式11-33得作用在上、下輥?zhàn)由系膲毫偤蜑?：</p><p>　　==(n-2) </p><p>　　=(17-2)

72、=1.85 N ； （3.4）</p><p>　　3.4 矯直力矩的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)?7輥矯直機(jī)采用傾斜調(diào)整，計(jì)算總矯直扭矩M</p><p>　　由[1]公式11-41c得，</p><p><b>　　(3.5)</b></p><p>　　由[1]公式11-41d得，

73、</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　e—— 形狀系數(shù)，由[1]表11-2查得，e=1.5；</p><p>　　——原始曲率半徑，由[1]公式11-40得，對(duì)于鋼板矯直機(jī)，故；</p><p>　　

74、——板帶的屈服強(qiáng)度，=280 MPa 。</p><p><b>　　所以總矯直力矩為：</b></p><p>　　3.5 矯直功率的計(jì)算</p><p>　　輥式矯直機(jī)電機(jī)功率由文獻(xiàn)[1]公式11-44得：</p><p>　　P= （3.7） <

75、;/p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　——總矯正扭矩，= N mm ；</p><p>　　——作用在矯直輥上的壓力總和，= 1.85N ；</p><p>　　——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 ；</p>

76、;<p>　　——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；</p><p>　　D——輥?zhàn)又睆?，D= 50mm ；</p><p>　　d——輥?zhàn)虞S承處直徑 , d=38 mm；</p><p>　　v——矯正速度m/，板帶厚度范圍h=（0.～3.0）mm ，</p><p>　　矯正速度 v= 30m/min（

77、厚度<1.8mm） </p><p>　　v= 18m/min（厚度≥1.8mm）</p><p>　　η——矯正功率，η =0.85~0.7（有支承輥時(shí)，取較小值），取=0.72 。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　厚度<1.8mm時(shí)，矯直功率為：</p><

78、;p>　　P= =</p><p><b>　　KW</b></p><p>　　厚度≥1.8mm時(shí)，矯直功率為：</p>&

79、lt;p>　　P= =</p><p><b>　　KW</b></p><p>　　3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇 </p>&l

80、t;p>　　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)的矯正過程所需功率為227.85KW。 </p><p>　　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)過負(fù)荷及有顯著的震動(dòng)和較大的沖擊的設(shè)備。 由矯正機(jī)功率（227.85KW）可根據(jù)《上海南洋YTSP系列變頻

81、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： </p><p>　　標(biāo)稱功率：315KW </p><p>　　額定電流：590A </p><p>　　額定扭矩：3008N·M </p>

82、<p>　　轉(zhuǎn)差率：1% </p><p>　　重量：2600kg </p><p>　　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： </p><p>　　電動(dòng)機(jī)總長度：1800mm </p><p>　　電動(dòng)機(jī)中心高：400mm

83、 </p><p>　　外伸軸徑：110mm </p><p>　　外伸長度：210mm</p><p>　　4 機(jī)架的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　4.1 機(jī)架的形式及結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　4.1.1 機(jī)架的形式</p><p>　　在矯直過程中，被矯直的鋼材作

84、用到工作輥上的全部矯直力，通過工作輥、工作輥軸承、支承輥、支承輥軸承、壓下螺絲及螺母傳給機(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。</p><p>　　機(jī)架按結(jié)構(gòu)分，可以分為開式與閉式兩種形式，如圖4-1所示。</p><p>　　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)來看，其強(qiáng)度與剛度

85、都是很大的，故在實(shí)際生產(chǎn)中能得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　開式機(jī)架：它是由機(jī)器本體和上蓋兩部分組成。圖3-1b所示為一開式機(jī)架簡圖，其機(jī)架本體與上蓋連接用的是斜楔，所謂的開式機(jī)架實(shí)際上是一開式框架。同樣按材料力學(xué)的觀點(diǎn)來看，其強(qiáng)度和剛度比閉式機(jī)架差得多，因此開式機(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。</p><p>　　另外，機(jī)架還可以根據(jù)機(jī)架的加工、制造和

86、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)

87、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)。</p><p>　　4.1.2 機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　?。ㄒ唬C(jī)架主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　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。</p><p>　　為了便于更換工作輥，在閉式機(jī)架中，窗口的寬度應(yīng)稍

88、大于工作輥的直徑D，而且在換輥側(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</p><p>　　B=1260mm；H=4700mm；</p><p><b>　　機(jī)架立柱的斷面尺寸</b></

89、p><p>　　F=l1b（mm2）</p><p>　　式中：l1—立柱的厚度（mm）</p><p>　　b—立柱的寬度（mm）</p><p>　　根據(jù)機(jī)架強(qiáng)度條件來確定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。</p><p>　　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

90、力的二分之一。當(dāng)輥徑d與輥頸長度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。</p><p>　　如Ф1150的初軋機(jī)立柱斷面</p><p><b>　　F=3810cm2</b></p><p>　　其軋輥輥頸d=690

91、mm</p><p>　　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</p><p>　　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

92、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)。</p><p>　　對(duì)一種典型機(jī)架的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　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

93、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)架之間的連接，上面是通過雙頭螺栓和撐管3、下面是由鑄造橫梁和螺釘完成的。</p><p>　　采用這種整體式的開式機(jī)架結(jié)構(gòu)，對(duì)于換輥是十分方便的，因此開式機(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

94、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，而上下輥調(diào)節(jié)是通過手動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　連接上蓋與立柱的斜楔斜度為1:50，為了簡化機(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

95、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。</p><p>　　根據(jù)本次的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合開式機(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)座選用牌坊式開式機(jī)架，以便于輥?zhàn)拥牟鹧b和滿足強(qiáng)度剛度要求。</p><p>　　4.2 機(jī)架的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　4.2.1 幾點(diǎn)假設(shè)</p><p>

96、　　為了使計(jì)算簡便，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.</p><p>　　1、只考慮垂直矯直力P1對(duì)開式機(jī)架的作用，作用點(diǎn)在機(jī)架中心線上。其中P1=P/2，其中P為總的矯直力。</p><p>　　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。</p><p&g

97、t;　　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。</p><p>　　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:</p><p><b>　　δmax ≦ Δ</b></p><p>　　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；<

98、/p><p>　　Δ—機(jī)架窗口與軸承座側(cè)向的最大配合間隙。</p><p>　　為了計(jì)算方便起見，現(xiàn)將開式機(jī)架簡化為一個(gè)開式框架，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。</p><p>　　4.2.2 求靜不定力T</p><p>　　根據(jù)變形的協(xié)調(diào)條件

99、可列出下面的補(bǔ)充方程來，并用力法求解出靜不定力T。由于從機(jī)架的受力分析來看，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。</p><p>　　即 TδTT+ΔTP = －Δ （4-1）</p><p>　　式中： T—機(jī)架受外力P1作用變形

100、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；</p><p>　　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)；</p><p>　　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)；</p><p>　?。ぁS承座

101、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。</p><p>　　下面用材料力學(xué)的力法求變形的方法來求δTT和ΔTP：</p><p>　　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力作用下的彎矩圖，如圖4-6所示：</p><p>　　圖中I2、I1為機(jī)架立柱和下橫梁的斷面慣性矩；

102、l1為下橫梁中性層長度；c為機(jī)架立柱B點(diǎn)至下橫梁中性層距離。</p><p>　　按圖乘法求出δTT和ΔTP的值：</p><p><b>　　（4-2）</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中： P1—作用在一個(gè)機(jī)架上的矯直力（千牛）；</p>

103、<p>　　E—機(jī)架材料的彈性模數(shù)（牛/毫米2）。</p><p>　　下面求出I1、I2：</p><p><b>　　h1=300mm</b></p><p><b>　　b1=400mm</b></p><p>　　圖4-7橫梁截面簡化圖</p><p>

104、<b>　　h2=100mm</b></p><p><b>　　b1=160mm</b></p><p>　　圖4-8 機(jī)架截面簡化圖 </p><p><b>　　；</b></p><p>　　將δTT和ΔTP的值帶入式（4-1）中得</p><

105、p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　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：</p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　　之前算出的矯直力P=1.85x106 N;</p><p>　　P1=P/2=0.9

106、25x106 N=925KN;</p><p><b>　　c=575mm;</b></p><p>　　l1=1860mm;</p><p><b>　　;</b></p><p>　　把以上數(shù)據(jù)代入式4-5，可得到：</p><p>　　Tmax=367.84 N?mm2

107、</p><p>　　畫出機(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：</p><p>　　圖4-9 開式機(jī)架內(nèi)力圖</p><p>　　4.2.3 機(jī)架和橫梁的強(qiáng)度校核</p><p>　　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，應(yīng)按Δ=0（新軸承

108、座）的情況考慮。此時(shí)的靜不定力T達(dá)到最大值。</p><p>　　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：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：σmax2—立柱中的最大應(yīng)力（牛/毫米2）；</p><p&g

109、t;　　F2—立柱的斷面面積（毫米2）；</p><p>　　W2—立柱的抗彎截面系數(shù)（毫米2）；</p><p>　　[σ]—機(jī)架材料的許用應(yīng)力（牛/毫米2）。</p><p><b>　　把：</b></p><p>　　P1=P/2=0.925x106 N=925KN;</p><p>　　

110、F2=b2h2=100x160=16000 mm2;</p><p><b>　　;</b></p><p>　　Tmax=367.84 N?mm2</p><p><b>　　c=575mm;</b></p><p>　　帶入式（4-6），可得到：</p><p>　　σm

111、ax2=29.70 N/mm2</p><p><b>　　而：</b></p><p>　　[σ]=235 N/mm2</p><p>　　滿足式4-6所列出的強(qiáng)度條件。</p><p>　　一般情況下（不是粗而短的構(gòu)件），切力對(duì)強(qiáng)度影響很小，因此可不考慮切力Q的影響。</p><p>　　校驗(yàn)

112、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?lt;/p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　橫梁的強(qiáng)度條件為：</b></p

113、><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中： σmax1—橫梁中的最大應(yīng)力值（牛/毫米2）；</p><p>　　W1—立柱的抗彎截面系數(shù)（毫米2）；</p><p>　　[σ]—機(jī)架材料的許用應(yīng)力（牛/毫米2）。</p><p><b>　　而：</b>

114、</p><p>　　P1=P/2=0.925x106 N=925KN;</p><p>　　l1=1860mm;</p><p>　　把這些值帶入式4-8，可得到：</p><p>　　σmax1=71.69 N/mm2</p><p><b>　　而：</b></p><p

115、>　　[σ]=235 N/mm2；</p><p>　　滿足式4-7所列出的強(qiáng)度條件。</p><p>　　5 工作輥和支承輥設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核</p><p>　　5.1 支承輥布置形式</p><p>　　如圖5-1所示，支承輥主要有三種布置方式，即垂直布置（5-1a）、交錯(cuò)布置(5-1b)、垂直和交錯(cuò)混合布置(5-1c)等。<

116、/p><p>　　圖5-1 支承輥的布置形式</p><p>　　垂直布置是支承輥僅承受工作輥的垂直方向的彎曲，用于輥徑與輥身長度之比較大的矯正機(jī)。</p><p>　　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，矯正過程中工作輥比較穩(wěn)定，多用于工作輥輥徑與輥身長度比值較小的矯正機(jī)。</p><p>　　混合布置多用于矯正帶氧化皮的熱軋

117、鋼板。</p><p>　　根據(jù)此次的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)備、工藝的特點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中我們選用的是如圖5-2b所示的交錯(cuò)布置。</p><p>　　5.2 工作輥的強(qiáng)度校核</p><p>　　工作輥的強(qiáng)度條件是工作輥各處的計(jì)算應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力。工作輥的許用應(yīng)力是其材料的強(qiáng)度限除以安全系數(shù)。通常工作輥的安全系數(shù)選取5。</p><p>　　矯直輥的材

118、料為100Cr6，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知 </p><p>　　由于工作輥有支承輥，故無需考慮工作輥的彎曲力矩，而只需考慮其扭轉(zhuǎn)。由于各輥系中的第三個(gè)輥受力最大，當(dāng)?shù)谌仢M足要求時(shí)起于各輥均可以滿足要求，所以只校核第三輥即可。</p><p><b>　　第三輥扭矩為：</b></p><p>　　其中， D ——工作輥直徑；</p>