kz0615.01.01.00軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計【含5張cad圖紙優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計】

1、<p><b>　　開題報告目錄</b></p><p>　　1 課題的來源及選題的依據(jù)</p><p><b>　　1.1基本情況介紹</b></p><p>　　1.2本課題在國內(nèi)外的研究趨勢</p><p>　　1.3 本課題的目與意義</p><p>　　1

2、.4開展研究工作的設(shè)想</p><p>　　2.課題研究擬采用哪些方法和手段</p><p>　　3.完成課題的實驗條件</p><p><b>　　4.課題進(jìn)度安排</b></p><p>　　5.設(shè)計總體方案思路</p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b></

3、p><p>　　1 課題的來源及選題的依據(jù)</p><p><b>　　1.1基本情況介紹</b></p><p>　　軋鋼(steel rolling）是在運轉(zhuǎn)的軋輥之間對鋼坯形狀的壓力加工過程。軋鋼過程的目的一方面是為了生產(chǎn)中所需要得到的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材，棒材及各種型鋼等；另一方面是為了改善鋼坯的內(nèi)部材料性能，例如：我們常見的汽車板

4、、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板，火車輪等都是通過軋鋼工藝加工出來的。</p><p>　　軋鋼的分類有多種方式，例如：軋鋼方法按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋；按軋制時軋件與軋輥的相對運動關(guān)系不同可分為縱軋，橫軋和斜軋；按軋制產(chǎn)品的成型特點還可分為一般軋制和特殊軋制。周期軋制，旋壓軋制，彎曲成型等都屬于特殊軋制方法。</p><p>　　軋鋼的工藝流程主要包

5、括:原料選定、鋼坯在加熱窯內(nèi)預(yù)加熱、除磷粗軋、預(yù)精軋、精軋、吐絲機(jī)（線材）、切定尺（棒材）、質(zhì)量檢測、成品打包、成品入庫等工序。</p><p>　　目前，軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計要求不但要將鋼材軋制成功，而且要考慮到在整套軋鋼生產(chǎn)過程的中，每件工序的安排是否合理。從而可以使整個軋鋼生產(chǎn)更加高效、安全、適應(yīng)性強(qiáng)。所以，軋鋼生產(chǎn)線的工藝流程應(yīng)該充分考慮合理性、適用性。例如： 加熱窯進(jìn)坯輸送線與連鑄出坯線貫通, 在主軋線后緊

6、湊地布置棒材線、大盤卷線、線材生產(chǎn)線。合理的工藝流程為整個軋鋼生產(chǎn)線的高效生產(chǎn)、高品質(zhì)產(chǎn)品和低成本運行提供了有力保證 [6]。</p><p>　　在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)線中，一般都會采用自動控制技術(shù)來實現(xiàn)整套產(chǎn)品的加工工序。自動控制能滿足軋制速度的不斷提高和生產(chǎn)過程的連續(xù)化，多品種范圍的尺寸變更以及對軋件尺寸的各種精度要求。自動控制系統(tǒng)是由計算機(jī)系統(tǒng)、電氣驅(qū)動系統(tǒng)和可靠性高的檢測元件組成。計算機(jī)控制的過程有:自動出

7、鋼過程控制、粗、中軋機(jī)的微張力軋制控制、精軋機(jī)的活套無張力軋制控制、活套的自動調(diào)節(jié)、自動切頭飛剪和自動事故剪、盤卷推出機(jī)的自動操作等。</p><p>　　采用自動控制之后將會有諸多有利因素，比如:采用了計算機(jī)控制之后,通過計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)組織,統(tǒng)籌安排,可以使已有的軋鋼生產(chǎn)線內(nèi)設(shè)備安裝的各個階段有機(jī)的聯(lián)系起來,使加工各工序有效的流暢運行，而且也可以使設(shè)備安裝工期壓縮到最少。此外，通過運用合理的控制管理程序和使用先

8、進(jìn)的數(shù)字控制施工技術(shù)及應(yīng)用計算機(jī)模擬仿真,就可以確保設(shè)備的安裝質(zhì)量和安全生產(chǎn)。所以，通過對軋鋼生產(chǎn)線采用先進(jìn)的自動控制技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)備安裝質(zhì)量最高、安裝工期最短的效果。</p><p>　　1.2本課題在國內(nèi)外的研究趨勢</p><p>　　自改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的平穩(wěn)迅速發(fā)展,我國國內(nèi)的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)以及其他國家相關(guān)支柱產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁崛起,目前對鋼材的需求量越

9、來越大。由于這些強(qiáng)勁的需求也就促使了我國鋼產(chǎn)量的快速提升。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國每年的粗年鋼產(chǎn)量,已經(jīng)由幾年前的1億噸增加至2014年的16.62億噸，占全球的49.5%。但是許多鋼材加工企業(yè)的工藝落后，設(shè)備老化，導(dǎo)致軋制出來的產(chǎn)品廢品率高，精度低。所以，依據(jù)國家的相關(guān)要求,為了提高生產(chǎn)力和降低能耗、發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益、實現(xiàn)綠色工業(yè)，國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)在幾年前就開始進(jìn)行了優(yōu)化、整合和重組,相繼成立了以寶鋼集團(tuán)、首鋼集團(tuán)、武鋼集團(tuán)和鞍本集

10、團(tuán)為代表的國際化的大型鋼鐵集團(tuán)。這些大型的鋼鐵集團(tuán)現(xiàn)在正根據(jù)各自的企業(yè)優(yōu)勢和產(chǎn)品特點,按照市場的需求快速改建和新建各自的鋼材生產(chǎn)線[7]。</p><p>　　軋鋼生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般是指進(jìn)行軋制的設(shè)備，即軋機(jī)。據(jù)記載，1480年意大利人達(dá)·芬奇就曾經(jīng)設(shè)計出過軋機(jī)的草圖。1553年法國人布律列爾曾經(jīng)將金和銀的板材進(jìn)行軋制,用來制造錢幣。此后在西班牙、比利時和英國相繼出現(xiàn)軋機(jī)，英國于1766年生產(chǎn)出了串列

11、式小型軋機(jī)。</p><p>　　在當(dāng)代，現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線發(fā)展的趨勢是趨于連續(xù)化、自動化、專業(yè)化。這樣發(fā)展使得產(chǎn)品的質(zhì)量高,原料消耗低。60年代以來世界上的軋鋼生產(chǎn)線在設(shè)計、研究和建設(shè)方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋生產(chǎn)線、厚板軋生產(chǎn)線、高速線材軋生產(chǎn)線、H型材軋生產(chǎn)線和連軋管生產(chǎn)線等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘 115米的線材軋制生產(chǎn)線、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋鋼生產(chǎn)線和連續(xù)式 H型

12、鋼軋鋼生產(chǎn)線等一系列先進(jìn)的生產(chǎn)線。目前，生產(chǎn)線用的原料的重量增大，而且采用液壓 AGC、板形控制、電子計算機(jī)程序控制等手段并且測試控制手段越來越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制，還有其它適應(yīng)新的產(chǎn)品質(zhì)量要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的各種特殊結(jié)構(gòu)的軋鋼生產(chǎn)線也正在發(fā)展之中。</p><p>　　我國的大型鋼鐵企業(yè)從20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始采用先進(jìn)的連軋生產(chǎn)線。連軋生產(chǎn)線采用了一系列整套的先進(jìn)自動化控制系

13、統(tǒng)，全線軋制生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控過程全部都由計算機(jī)控制實施。通過使用計算機(jī)進(jìn)行控制，可以使鋼坯在幾架軋機(jī)上同時進(jìn)行軋制，大大的提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　1.3 本課題的目的與意義</p><p>　　本課題通過對KZ0615.01.01.00軋鋼生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計，需要確定合理的設(shè)計方案；繪制該生產(chǎn)線的總裝圖及部件圖；對主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計；及校核計算。并根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計

14、手冊來選擇合適的電機(jī)、減速器并撰寫畢業(yè)論文。通過上述程序最終完成本課題的所有內(nèi)容。</p><p>　　利用總共18周的畢業(yè)設(shè)計，來完成軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計，并輝指出其總裝圖及部件圖，而且要對主要零件進(jìn)行校核計算。通過畢業(yè)課題的設(shè)計，是本人應(yīng)用所學(xué)知識完成一個完整機(jī)械設(shè)備的設(shè)計體驗。明確整套設(shè)計流程，可以為畢業(yè)后的實際設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　1.4開展研究工作的設(shè)想</p

15、><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是我在本科四年的生涯中第一次完整的設(shè)計一個整套的機(jī)械設(shè)備，意義非常重大。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，可以讓我初步了解日后實際生產(chǎn)應(yīng)用中所需要進(jìn)行的各項工序，為以后展開相關(guān)的研究打下一定基礎(chǔ)。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，需要進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作有:首先，需要了解設(shè)計的答題要求對課題由一個基本的了解，明確索要設(shè)計的東西；其次，在了解相關(guān)信息后，需要確定合理的設(shè)計方案。合

16、理的設(shè)計方案需要查閱相關(guān)資料，包括各類期刊、雜志、會議、報刊的關(guān)于軋鋼生產(chǎn)線的有關(guān)記錄，各個專家所撰寫的有關(guān)軋鋼生產(chǎn)線的書籍，還有專家學(xué)者們關(guān)于軋鋼生產(chǎn)線的有關(guān)成型設(shè)計等等。而且，這次軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計還需要查閱各個外國專家學(xué)者有關(guān)軋鋼生產(chǎn)線的相關(guān)研究成果，了解外國的相關(guān)發(fā)展結(jié)論。通過查閱大量的國內(nèi)國外的資料，得出最后的總體方案設(shè)計；在論證完成總體方案設(shè)計后，就要開始繪制所設(shè)計的軋鋼生產(chǎn)線的總裝圖及部件圖，并且要對其中主要零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計

17、以及校核計算。在該步驟設(shè)計中，所需要的電機(jī)，減速器及標(biāo)準(zhǔn)件需要通過查閱機(jī)械零件設(shè)計手冊來選擇；完成圖紙的繪制之后，我需要對之前所完成的設(shè)計方案進(jìn)行最后的修改和整理用來完成最后畢業(yè)論文的書寫。撰寫畢業(yè)論文需要所畫出的總裝圖、部件圖、計算結(jié)果等統(tǒng)一的整理匯總起來，并對其中的錯誤進(jìn)行修改，把不合理的步驟進(jìn)行完善和優(yōu)化。通過一系列的論證完成畢業(yè)論文的書寫并最終完成整個軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計然后參加畢業(yè)答辯</p><p>　　

18、2.課題研究擬采用哪些方法和手段</p><p>　?。?）對文獻(xiàn)進(jìn)行深入探索的方法：在畢業(yè)設(shè)計中，通過發(fā)掘國內(nèi)外最新的工程經(jīng)驗和行業(yè)的發(fā)展動態(tài)以及有關(guān)理論。參考已有的理論結(jié)果，支撐和組建本課題的理論框架和相關(guān)的方法。</p><p>　?。?）深入調(diào)查研究的方法：通過總結(jié)整理所有最新資料，得出對軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計的最終結(jié)果。然后，對結(jié)果進(jìn)行深入的論證，找出其中的不足并加以改進(jìn)。最終確定這次軋

19、鋼生產(chǎn)線設(shè)計的最佳結(jié)論。</p><p>　?。?）基礎(chǔ)實驗觀察的方法：通過操作變量的變化，經(jīng)前后測定對比，分析該實驗的因果關(guān)系，并最終得出最佳的方案。是整套軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計的最終結(jié)果更加完善。</p><p>　?。?）進(jìn)行實際操作并進(jìn)行研究的方法：軋鋼生產(chǎn)線是一種在實際的工業(yè)生產(chǎn)中工作的設(shè)備。所以，對軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計就要邊實踐邊總結(jié)邊研究，及時制定、修訂設(shè)計方案，真正的把本科四年所學(xué)的

20、理論應(yīng)用恰當(dāng)。</p><p>　　在上述四種研究方法中，行實際操作并進(jìn)行研究的方法，是這次畢業(yè)設(shè)計的主要研究方法。這是因為在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，加工過程受各種因素、各個方面的綜合干擾。僅僅通過查閱相關(guān)資料是不能夠完整的考慮到各個因素的影響。所以，要親自到實踐中去，理論與實踐相結(jié)合，才能把本次畢業(yè)設(shè)計做好。</p><p>　　3.完成課題的實驗條件</p><p>

21、　　（1）在圖書館網(wǎng)絡(luò)上查閱相關(guān)資料,了解國內(nèi)外最新的前沿資訊。這是本次畢業(yè)設(shè)計的理論基礎(chǔ)。</p><p>　?。?）指導(dǎo)老師對本課題的指導(dǎo)。指導(dǎo)教師從業(yè)已有近30年，對本次的軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計一定有比本人更高的見解。通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)可以少走彎路，更高效的完成畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　?。?）充裕的設(shè)計時間。這次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)以來第一次獨立完成整套機(jī)械設(shè)備的相關(guān)設(shè)計。我在很多方面一定會

22、有各種不足之處，所以我需要18周的時間來完成這次畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　?。?）良好的實驗環(huán)境。在設(shè)計中，相關(guān)的計算及零件選用需要一定的技術(shù)手段來檢驗其是否最優(yōu)，所以，我需要一定的實驗條件來對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。這樣才能最終將畢業(yè)設(shè)計完成至一個令人滿意的結(jié)果。</p><p><b>　　4.課題進(jìn)度安排</b></p><p>　　5.設(shè)

23、計總體方案思路</p><p>　　（1）總裝配圖的設(shè)計</p><p><b>　?。?）上輥盒的設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）機(jī)架的設(shè)計</b></p><p>　　（4）換輥裝置的設(shè)計</p><p>　?。?）接軸夾緊裝置的設(shè)計</p>

24、<p><b>　　（6）電機(jī)的選用</b></p><p><b>　　6.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳講孝. 12萬噸/年軋鋼生產(chǎn)線擴(kuò)能技術(shù)改造[J]. 甘肅冶金, 2005, 27(3). </p><p>　　[2] 曹劍釗, 彭文， 龔殿堯, 張殿華. ６２０ｍｍ熱連軋窄帶鋼生產(chǎn)線

25、快節(jié)奏軋制的全線跟蹤[J]. 中國冶金, 2013, 23(12).</p><p>　　[3] 魏宏武. 安鋼1780mm 熱連軋生產(chǎn)線的工藝及設(shè)備[J], 2011.</p><p>　　[4] 李龍珍. 鞍鋼1780生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)設(shè)計[J]. 鞍鋼技術(shù), 2004, 3.</p><p>　　[5] 李龍珍. 鞍鋼熱軋帶鋼廠自動化系統(tǒng)的總體設(shè)計[J]. 鞍鋼

26、技術(shù), 2000, 11.</p><p>　　[6] 許亞非, 劉劍恒, 王至道, 劉全. 寶鋼特殊鋼分公司長型材軋鋼生產(chǎn)線的新工藝和新技術(shù)[J].寶鋼技術(shù), 2005,5.</p><p>　　[7] 夏友木. 大型熱連軋軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備安裝工藝優(yōu)化研究[D]. 西安，西安建筑科技大學(xué)，2009</p><p>　　[8] 王震宙, 孫強(qiáng). 東北特鋼高線公司軋鋼生

27、產(chǎn)線的新工藝和新技術(shù)[J]. </p><p>　　[9] 楊固川. 寬帶鋼熱連軋機(jī)設(shè)備技術(shù)分析. 重型機(jī)械科技[J], 2011, 3.</p><p>　　[10] 董洪山. 南鋼高速線材軋機(jī)生產(chǎn)線的技術(shù)改造[J]. 2003.</p><p>　　[11] 張偉. 設(shè)備故障診斷技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J]. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇, 2011, 10(13).<

28、;/p><p>　　[12] 楊廣, 金學(xué)俊, 解建平. 現(xiàn)代化的寶鋼2050mm熱軋機(jī)組[J].軋鋼， 2002, 19(2).</p><p>　　[13] 李太福, 馮國良, 鄧仁明. 軋鋼生產(chǎn)線的集散控制. 儀器儀表學(xué)報[J], 2004, 24(4)增刊.</p><p>　　[14] 郝秀峰. 軋鋼生產(chǎn)線的自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案分析[J].中國儀器儀表, 201

29、1.</p><p>　　[15] 喬雷永. 軋鋼自動化的簡易分析與研究[D]. 天津市， 天津冶金軋一鋼鐵集團(tuán)有限公司.</p><p>　　[16] Chen Wei, Fang Kangling , Liu Xinhai. A Design of Vision-based Location Control System for Steel Rolling Mill[R]. Zhang

30、jiajie, Hunan, China. College of Information Science and Engineering, Wuhan University of Science and Technology,Wuhan, 2007.</p><p>　　[17] Won-Ho Lee. Mathematical Model for Cold Rolling and Temper Rolling

31、Process. 1296 KSME International Journal Vol 16 No.10, pp.1296--1302, 2002. Instrumentation & Control Research Group, Technical Research Laboratories, POSCO, Kyungbuk 790-785, Korea.</p><p>　　[18] Zhou W

32、an, Xiaodong Wang. Model Adaptive Learning for Steel Rolling Mill Control. Faculty of Information Engineering and Automation, Kunming University of Science and Technology Kunming, China.</p><p><b>　　摘

33、 要</b></p><p>　　近年來隨著中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，導(dǎo)致了我國工業(yè)對鋼鐵的需求越來越大。但是，由于我國工業(yè)起步較晚，發(fā)展期間也走了許多彎路，這就導(dǎo)致我國的鋼鐵企業(yè)的技術(shù)水平仍然有待提高。所以，國家近期重大的改革目標(biāo)就是逐步淘汰小型的鋼鐵企業(yè)，大力扶持大型鋼鐵企業(yè)用來實現(xiàn)技術(shù)的升級，這就對大型鋼鐵企業(yè)的軋鋼生產(chǎn)線提出了新的要求。在接到設(shè)計任務(wù)后，經(jīng)過認(rèn)真的思考和分析，并且結(jié)合現(xiàn)有的設(shè)備

34、，設(shè)計了這套軋鋼生產(chǎn)線。在設(shè)計初步完成后，對各零件校核合格后，使所設(shè)計的軋鋼生產(chǎn)線完全了達(dá)到所須要求。經(jīng)大量計算過后，發(fā)現(xiàn)新設(shè)計的軋鋼生產(chǎn)線性質(zhì)比原來的軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備有所提高，在穩(wěn)定性上也有很大的提高。其經(jīng)濟(jì)性完全也適合現(xiàn)在市場的需求。</p><p>　　由于設(shè)計的是軋鋼生產(chǎn)線的相關(guān)配套設(shè)備，設(shè)計初根據(jù)任務(wù)書的要求和所需要達(dá)到的使用目的來設(shè)計軋鋼生產(chǎn)線。首先設(shè)計和選用了合適的軋輥，并且選擇了合適的軋輥軸承；然后

35、根據(jù)軋輥的性能將其設(shè)計加入換輥機(jī)構(gòu)的設(shè)計；其次根據(jù)軋制的性能和換輥機(jī)構(gòu)的性能設(shè)計了軋機(jī)的機(jī)架和壓下裝置；再次，設(shè)計完成軋機(jī)后根據(jù)軋機(jī)的各項屬性設(shè)計出輸入的各項裝置和主電機(jī)；最后，經(jīng)過力學(xué)計算后校核主要零件并使之達(dá)到設(shè)計的要求，使整套軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計圓滿結(jié)束。</p><p>　　關(guān)鍵詞：軋鋼生產(chǎn)線；軋鋼機(jī)；軋輥；軸承</p><p><b>　　Abstract</b>

36、;</p><p>　　In recent years, with the rapid development of Chinese economic, the demand for iron and steel in industry in China is more and more expanding. Because of the late development of our industry, the

37、 development of the industry has also left many detours, which leads to the technical level of iron and steel enterprises in China still need to be improved. So the recent national major reform goal is phasing out small

38、iron and steel enterprises, vigorously support large-scale iron and steel enterprise</p><p>　　The design is the related equipment of steel rolling production line, initial design according to the requirement

39、s of the task and the need to achieve the purpose to design the rolling line. Firstly, I design and select of the appropriate roll, and select the appropriate roll bearing. Then I design the change roller mechanism and t

40、he input of the device and the main motor. Finally, After the calculation of mechanics, the main parts were checked and the design requirements were met, and the desig</p><p>　　Keywords: Rolling production l

41、ine; rolling mill; roller; the bearings</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b>

42、</p><p>　　1.1 課題的來源及選題的依據(jù)1</p><p>　　1.1.1 基本情況介紹1</p><p>　　1.1.2 本課題在國內(nèi)外研究趨勢2</p><p>　　1.1.3 本課題的目的與意義6</p><p>　　1.1.4 開展研究工作的設(shè)想6</p><

43、;p>　　1.2 課題研究采用哪些方法和手段7</p><p>　　1.3 完成課題的實驗條件7</p><p>　　1.4 設(shè)計總體方案思路8</p><p>　　第2章 設(shè)備的主要參數(shù)及計算9</p><p>　　2.1 軋機(jī)參數(shù)9</p><p>　　2.2 軋制力的計算9</

44、p><p>　　2.3 軋制力矩的計算10</p><p>　　第3章 軋輥的相關(guān)設(shè)計11</p><p>　　3.1 軋輥的工作特點12</p><p>　　3.2 軋輥的尺寸相關(guān)設(shè)計13</p><p>　　3.2.1 輥身13</p><p>　　3.2.2 輥頸14&

45、lt;/p><p>　　3.2.3 輥頭14</p><p>　　3.3 軋輥的材料及輥面硬度14</p><p>　　3.3.1 常見的軋輥材料14</p><p>　　3.3.2 軋輥材料的選擇15</p><p>　　3.4 軋輥的強(qiáng)度驗算18</p><p>　　3.4.

46、1 軋輥強(qiáng)度的計算方法19</p><p>　　3.4.2 軋輥的安全系數(shù)20</p><p>　　3.4.3 軋輥斷裂形式23</p><p>　　3.4.4 軋輥撓度的計算23</p><p>　　第4章 軋輥軸承的設(shè)計25</p><p>　　4.1 軸承的概況25</p>

47、<p>　　4.2 軋輥軸承的選擇25</p><p>　　第5章 壓下裝置的選擇27</p><p>　　5.1 壓下裝置簡介27</p><p>　　5.2 壓下裝置的分類27</p><p>　　5.3 壓下裝置的選擇與設(shè)計28</p><p>　　5.3.1 電動壓下裝置的形式

48、28</p><p>　　5.3.2 壓下裝置參數(shù)29</p><p>　　5.3.3 壓下裝置齒輪軸承的選擇30</p><p>　　5.3.4 軸承校核30</p><p>　　第6章 結(jié)論31</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><

49、p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題的來源及選題的依據(jù)</p><p>　　1.1.1 基本情況介紹</p><p>　　軋鋼(steel rolling）是在運轉(zhuǎn)的軋輥之間對鋼坯形狀的壓力加工過程。軋鋼

50、過程的目的一方面是為了生產(chǎn)中所需要得到的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材，棒材及各種型鋼等；另一方面是為了改善鋼坯的內(nèi)部材料性能，例如：我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板，火車輪等都是通過軋鋼工藝加工出來的。</p><p>　　軋鋼的分類有多種方式，例如：軋鋼方法按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋；按軋制時軋件與軋輥的相對運動關(guān)系不同可分為縱軋，橫軋和斜軋；按軋制產(chǎn)品的成型

51、特點還可分為一般軋制和特殊軋制。周期軋制，旋壓軋制，彎曲成型等都屬于特殊軋制方法。</p><p>　　軋鋼的工藝流程主要包括:原料選定、鋼坯在加熱窯內(nèi)預(yù)加熱、除磷粗軋、預(yù)精軋、精軋、吐絲機(jī)（線材）、切定尺（棒材）、質(zhì)量檢測、成品打包、成品入庫等工序。</p><p>　　目前，軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計要求不但要將鋼材軋制成功，而且要考慮到在整套軋鋼生產(chǎn)過程的中，每件工序的安排是否合理。從而可以使

52、整個軋鋼生產(chǎn)更加高效、安全、適應(yīng)性強(qiáng)。所以，軋鋼生產(chǎn)線的工藝流程應(yīng)該充分考慮合理性、適用性。例如： 加熱窯進(jìn)坯輸送線與連鑄出坯線貫通, 在主軋線后緊湊地布置棒材線、大盤卷線、線材生產(chǎn)線。合理的工藝流程為整個軋鋼生產(chǎn)線的高效生產(chǎn)、高品質(zhì)產(chǎn)品和低成本運行提供了有力保證 [6]。</p><p>　　在現(xiàn)代化的軋鋼生產(chǎn)線中，一般都會采用自動控制技術(shù)來實現(xiàn)整套產(chǎn)品的加工工序。自動控制能滿足軋制速度的不斷提高和生產(chǎn)過程的連

53、續(xù)化，多品種范圍的尺寸變更以及對軋件尺寸的各種精度要求。自動控制系統(tǒng)是由計算機(jī)系統(tǒng)、電氣驅(qū)動系統(tǒng)和可靠性高的檢測元件組成。計算機(jī)控制的過程有:自動出鋼過程控制、粗、中軋機(jī)的微張力軋制控制、精軋機(jī)的活套無張力軋制控制、活套的自動調(diào)節(jié)、自動切頭飛剪和自動事故剪、盤卷推出機(jī)的自動操作等。</p><p>　　采用自動控制之后將會有諸多有利因素，比如:采用了計算機(jī)控制之后,通過計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)組織,統(tǒng)籌安排,可以使已有的軋

54、鋼生產(chǎn)線內(nèi)設(shè)備安裝的各個階段有機(jī)的聯(lián)系起來,使加工各工序有效的流暢運行，而且也可以使設(shè)備安裝工期壓縮到最少。此外，通過運用合理的控制管理程序和使用先進(jìn)的數(shù)字控制施工技術(shù)及應(yīng)用計算機(jī)模擬仿真,就可以確保設(shè)備的安裝質(zhì)量和安全生產(chǎn)。所以，通過對軋鋼生產(chǎn)線采用先進(jìn)的自動控制技術(shù)可以實現(xiàn)設(shè)備安裝質(zhì)量最高、安裝工期最短的效果。</p><p>　　1.1.2 本課題在國內(nèi)外研究趨勢</p><p>

55、　　自改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的平穩(wěn)迅速發(fā)展,我國國內(nèi)的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、汽車工業(yè)、船舶工業(yè)以及其他國家相關(guān)支柱產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁崛起,目前對鋼材的需求量越來越大。由于這些強(qiáng)勁的需求也就促使了我國鋼產(chǎn)量的快速提升。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國每年的粗年鋼產(chǎn)量,已經(jīng)由幾年前的1億噸增加至2014年的16.62億噸，占全球的49.5%。但是許多鋼材加工企業(yè)的工藝落后，設(shè)備老化，導(dǎo)致軋制出來的產(chǎn)品廢品率高，精度低。所以，依據(jù)國家的相關(guān)要求,為了提高生產(chǎn)力和

56、降低能耗、發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益、實現(xiàn)綠色工業(yè)，國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)在幾年前就開始進(jìn)行了優(yōu)化、整合和重組,相繼成立了以寶鋼集團(tuán)、首鋼集團(tuán)、武鋼集團(tuán)和鞍本集團(tuán)為代表的國際化的大型鋼鐵集團(tuán)。這些大型的鋼鐵集團(tuán)現(xiàn)在正根據(jù)各自的企業(yè)優(yōu)勢和產(chǎn)品特點,按照市場的需求快速改建和新建各自的鋼材生產(chǎn)線[7]。</p><p>　　軋鋼生產(chǎn)線的主要設(shè)備一般是指進(jìn)行軋制的設(shè)備，即軋機(jī)。據(jù)記載，1480年意大利人達(dá)?芬奇就曾經(jīng)設(shè)計出過軋

57、機(jī)的草圖。1553年法國人布律列爾曾經(jīng)將金和銀的板材進(jìn)行軋制,用來制造錢幣。此后在西班牙、比利時和英國相繼出現(xiàn)軋機(jī)，英國于1766年生產(chǎn)出了串列式小型軋機(jī)。</p><p>　　在當(dāng)代，現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線發(fā)展的趨勢是趨于連續(xù)化、自動化、專業(yè)化。這樣發(fā)展使得產(chǎn)品的質(zhì)量高,原料消耗低。60年代以來世界上的軋鋼生產(chǎn)線在設(shè)計、研究和建設(shè)方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋生產(chǎn)線、厚板軋生產(chǎn)線、高速線材軋生產(chǎn)線、H型材軋生產(chǎn)線和

58、連軋管生產(chǎn)線等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘 115米的線材軋制生產(chǎn)線、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋鋼生產(chǎn)線和連續(xù)式 H型鋼軋鋼生產(chǎn)線等一系列先進(jìn)的生產(chǎn)線。目前，生產(chǎn)線用的原料的重量增大，而且采用液壓 AGC、板形控制、電子計算機(jī)程序控制等手段并且測試控制手段越來越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制，還有其它適應(yīng)新的產(chǎn)品質(zhì)量要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的各種特殊結(jié)構(gòu)的軋鋼生產(chǎn)線也正在發(fā)展之中。</p&

59、gt;<p>　　我國的大型鋼鐵企業(yè)從20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始采用先進(jìn)的連軋生產(chǎn)線。連軋生產(chǎn)線采用了一系列整套的先進(jìn)自動化控制系統(tǒng)，全線軋制生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控過程全部都由計算機(jī)控制實施。通過使用計算機(jī)進(jìn)行控制，可以使鋼坯在幾架軋機(jī)上同時進(jìn)行軋制，大大的提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　圖1-1 軋鋼生產(chǎn)線的一般構(gòu)成</p><p>　　圖1-2 軋鋼生產(chǎn)線的

60、樣式</p><p>　　圖1-3 鞍鋼1700mm軋鋼生產(chǎn)線</p><p>　　圖1-4 鞍鋼1700mm軋鋼生產(chǎn)線的產(chǎn)品</p><p>　　1.1.3 本課題的目的與意義</p><p>　　本課題通過對KZ0615.01.01.00軋鋼生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計，需要確定合理的設(shè)計方案；繪制該生產(chǎn)線的總裝圖及部件圖；對主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計；及

61、校核計算。并根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計手冊來選擇合適的電機(jī)、減速器并撰寫畢業(yè)論文。通過上述程序最終完成本課題的所有內(nèi)容。</p><p>　　利用總共18周的畢業(yè)設(shè)計，來完成軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計，并輝指出其總裝圖及部件圖，而且要對主要零件進(jìn)行校核計算。通過畢業(yè)課題的設(shè)計，是本人應(yīng)用所學(xué)知識完成一個完整機(jī)械設(shè)備的設(shè)計體驗。明確整套設(shè)計流程，可以為畢業(yè)后的實際設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1.

62、4 開展研究工作的設(shè)想</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是我在本科四年的生涯中第一次完整的設(shè)計一個整套的機(jī)械設(shè)備，意義非常重大。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，可以讓我初步了解日后實際生產(chǎn)應(yīng)用中所需要進(jìn)行的各項工序，為以后展開相關(guān)的研究打下一定基礎(chǔ)。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，需要進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作有:首先，需要了解設(shè)計的答題要求對課題由一個基本的了解，明確索要設(shè)計的東西；其次，在了解相

63、關(guān)信息后，需要確定合理的設(shè)計方案。合理的設(shè)計方案需要查閱相關(guān)資料，包括各類期刊、雜志、會議、報刊的關(guān)于軋鋼生產(chǎn)線的有關(guān)記錄，各個專家所撰寫的有關(guān)軋鋼生產(chǎn)線的書籍，還有專家學(xué)者們關(guān)于軋鋼生產(chǎn)線的有關(guān)成型設(shè)計等等。而且，這次軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計還需要查閱各個外國專家學(xué)者有關(guān)軋鋼生產(chǎn)線的相關(guān)研究成果，了解外國的相關(guān)發(fā)展結(jié)論。通過查閱大量的國內(nèi)國外的資料，得出最后的總體方案設(shè)計；在論證完成總體方案設(shè)計后，就要開始繪制所設(shè)計的軋鋼生產(chǎn)線的總裝圖及部件

64、圖，并且要對其中主要零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計以及校核計算。在該步驟設(shè)計中，所需要的電機(jī)，減速器及標(biāo)準(zhǔn)件需要通過查閱機(jī)械零件設(shè)計手冊來選擇；完成圖紙的繪制之后，我需要對之前所完成的設(shè)計方案進(jìn)行最后的修改和整理用來完成最后畢業(yè)論文的書寫。撰寫畢業(yè)論文需要所畫出的總裝圖、部件圖、計算結(jié)果等統(tǒng)一的整理匯總起來，并對其中的錯誤進(jìn)行修改，把不合理的步驟進(jìn)行完善和優(yōu)化。通過一系列的論證完成畢業(yè)論文的書寫并最終完成整個軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計然后參加畢業(yè)答辯</

65、p><p>　　1.2 課題研究采用哪些方法和手段</p><p>　?。?）對文獻(xiàn)進(jìn)行深入探索的方法：在畢業(yè)設(shè)計中，通過發(fā)掘國內(nèi)外最新的工程經(jīng)驗和行業(yè)的發(fā)展動態(tài)以及有關(guān)理論。參考已有的理論結(jié)果，支撐和組建本課題的理論框架和相關(guān)的方法。</p><p>　　（2）深入調(diào)查研究的方法：通過總結(jié)整理所有最新資料，得出對軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計的最終結(jié)果。然后，對結(jié)果進(jìn)行深入的論證

66、，找出其中的不足并加以改進(jìn)。最終確定這次軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計的最佳結(jié)論。</p><p>　　（3）基礎(chǔ)實驗觀察的方法：通過操作變量的變化，經(jīng)前后測定對比，分析該實驗的因果關(guān)系，并最終得出最佳的方案。是整套軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計的最終結(jié)果更加完善。</p><p>　?。?）進(jìn)行實際操作并進(jìn)行研究的方法：軋鋼生產(chǎn)線是一種在實際的工業(yè)生產(chǎn)中工作的設(shè)備。所以，對軋鋼生產(chǎn)線的設(shè)計就要邊實踐邊總結(jié)邊研究，及時

67、制定、修訂設(shè)計方案，真正的把本科四年所學(xué)的理論應(yīng)用恰當(dāng)。</p><p>　　在上述四種研究方法中，行實際操作并進(jìn)行研究的方法，是這次畢業(yè)設(shè)計的主要研究方法。這是因為在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，加工過程受各種因素、各個方面的綜合干擾。僅僅通過查閱相關(guān)資料是不能夠完整的考慮到各個因素的影響。所以，要親自到實踐中去，理論與實踐相結(jié)合，才能把本次畢業(yè)設(shè)計做好。</p><p>　　1.3 完成課題的

68、實驗條件</p><p>　?。?）在圖書館網(wǎng)絡(luò)上查閱相關(guān)資料,了解國內(nèi)外最新的前沿資訊。這是本次畢業(yè)設(shè)計的理論基礎(chǔ)。</p><p>　?。?）指導(dǎo)老師對本課題的指導(dǎo)。指導(dǎo)教師從業(yè)已有近30年，對本次的軋鋼生產(chǎn)線設(shè)計一定有比本人更高的見解。通過指導(dǎo)老師的指導(dǎo)可以少走彎路，更高效的完成畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　?。?）充裕的設(shè)計時間。這次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)以來第一次

69、獨立完成整套機(jī)械設(shè)備的相關(guān)設(shè)計。我在很多方面一定會有各種不足之處，所以我需要18周的時間來完成這次畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　（4）良好的實驗環(huán)境。在設(shè)計中，相關(guān)的計算及零件選用需要一定的技術(shù)手段來檢驗其是否最優(yōu)，所以，我需要一定的實驗條件來對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗。這樣才能最終將畢業(yè)設(shè)計完成至一個令人滿意的結(jié)果。</p><p>　　1.4 設(shè)計總體方案思路</p>&l

70、t;p>　?。?）總裝配圖的設(shè)計；</p><p>　?。?）壓下裝置的設(shè)計；</p><p><b>　?。?）機(jī)架的設(shè)計；</b></p><p>　?。?）換輥裝置的設(shè)計；</p><p><b>　　（5）電機(jī)的選用。</b></p><p>　　第2章 設(shè)備

71、的主要參數(shù)及計算</p><p>　　2.1 軋機(jī)參數(shù)</p><p>　　軋輥直徑：1200mm；</p><p>　　輥身長度：2050mm；</p><p>　　軋制速度：0～1.11/2.12m/s；</p><p>　　主電機(jī)功率：2x2850kw；</p><p>　　主電機(jī)轉(zhuǎn)速

72、：0—20/30r/min；</p><p>　　最大軋制壓力：30000kN；</p><p>　　最大軋制力矩：6250kN·m。</p><p>　　2.2 軋制力的計算</p><p>　　本論文的設(shè)計采用熱軋鋼板軋機(jī)平均壓力計算公式：熱軋鋼板軋機(jī)的軋制壓力，可以采用愛克隆的軋制壓力公式計算。同時，熱軋帶鋼渣機(jī)的軋制壓力

73、也可采用R.B.西姆斯公式計算。在實際計算時，由于西姆斯公式的計算過程較為復(fù)雜，因此一般用她的簡化公式。</p><p>　　由于變形區(qū)的長度（即接觸弧水平投影的長度l與軋件厚度h的比值）是左右單位壓力的大小和分布的主要因素。 為乘坐變形區(qū)形狀系數(shù)，其大小反映了接觸面（如摩擦力）對軋制件變形區(qū)的影響情況。</p><p>　　對于熱帶鋼連軋機(jī)，考慮到前后張力對軋制壓力的影響，請平均壓力為

74、：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：、——為軋機(jī)單位前后張力</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　其中：、—機(jī)前后張力（kg）；&l

75、t;/p><p><b>　　b—寬度（mm）；</b></p><p>　　h—前后軋件的平均厚度；</p><p><b>　　l—變形區(qū)長度；</b></p><p><b>　　—變形阻力。</b></p><p>　　軋制時，軋件與軋輥接觸弧上軋制

76、單位壓力的總和。軋制總壓力P用下式計算：</p><p>　　P=pF （2-4）</p><p>　　經(jīng)過計算后并參考設(shè)備許用應(yīng)力及實際情況取軋制的壓力為18000kN</p><p>　　2.3 軋制力矩的計算</p><p>　　軋制時，乍見在軋制壓力的作用之下產(chǎn)生塑性變形，

77、與此同時，軋件也給軋輥同樣大小但方向相反的作用力，當(dāng)軋件上作用前后不相等的作用力的時候則軋制力與垂直方向成一個角度。由此，可以求出所需的兩軋輥上的軋制力矩。</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　經(jīng)過計算并結(jié)合實際情況及許用應(yīng)力后取軋制力矩M為3500kN</p><p>　　第3章 軋輥的相關(guān)設(shè)計</p&

78、gt;<p>　　在軋鋼工業(yè)的生產(chǎn)中，軋輥的作用不容置疑。它直接與扎件接觸并且與金屬作用使之產(chǎn)生塑性變形。并且，它也是消耗品，他在軋鋼生產(chǎn)中對產(chǎn)量的提高、產(chǎn)品質(zhì)量的提升、降低各項物品的消耗等指標(biāo)有很大的影響。軋輥的分類有多種情況，按構(gòu)造分類可分為兩種：應(yīng)用于軋制板帶材料的光面軋輥和應(yīng)用于軋制型鋼線材和鋼坯的有槽軋輥；按照用途分類可分為工作輥和支承輥。生產(chǎn)中的的軋輥選用要根據(jù)實際的軋制情況進(jìn)行分析。</p>&

79、lt;p><b>　　圖3-1 軋輥</b></p><p><b>　　圖3-2 軋輥輥頭</b></p><p>　　3.1 軋輥的工作特點</p><p>　　軋輥在工作時需要承受很大的軋制壓力和軋制力矩，而且有時候會有動載荷?；谝陨蠗l件，所以要求軋輥能在高溫或溫度變化很大的條件下工作。并且，由于軋件溫度

80、很高而且需要在冷卻水作用下工作，所以軋輥在旋轉(zhuǎn)的時候會受到冷熱雙方面的作用，工農(nóng)工作條件極為繁重。</p><p>　　經(jīng)過相關(guān)查閱資料，本設(shè)計選擇平面軋輥。</p><p>　　圖3-3 軋輥的結(jié)構(gòu)</p><p>　　a—梅花型輥頭；b—扁頭型輥頭；c—帶雙鍵型輥頭；1—輥身；2—輥頸；3—輥頭</p><p>　　3.2 軋輥的尺寸

81、相關(guān)設(shè)計</p><p><b>　　3.2.1 輥身</b></p><p>　　軋輥的輥身與軋件直接接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形，它是軋輥的工作部分?，F(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)對軋輥有很多要求，例如：需要有很高的強(qiáng)度，足夠的剛度，較高的表面硬度和耐磨性，有良好的組織穩(wěn)定性，以抵抗軋件的高溫影響等等。所以，輥身直徑D是軋鋼機(jī)的一個重要的參數(shù)，這個參數(shù)在選擇上有多種選法。</p

82、><p>　　軋輥的直徑分為兩種，即公稱直徑D和工作直徑Dg。軋輥的公稱直徑D是指軋鋼機(jī)的節(jié)圓直徑或齒輪座的中心距。對軋輥分別由兩個電機(jī)驅(qū)動的初軋機(jī)來說，公稱直徑D是按最末道次的軋輥中心矩來計算；對于型鋼軋機(jī)來說以齒輪座的中心距作為軋輥公稱直徑；對于初軋機(jī)則把輥環(huán)外徑稱為公稱直徑。型鋼軋機(jī)以軋輥的公稱直徑來作為軋機(jī)標(biāo)稱的組成部分，因為型鋼品種規(guī)格與軋輥輥身直徑的大小成正比，輥身直徑的數(shù)值即可反映該軋機(jī)所生產(chǎn)的品種規(guī)格

83、。但是，由于生產(chǎn)不同品種規(guī)格所對應(yīng)的軋輥輥身直徑不同，因此通常習(xí)慣采用和軋輥輥身直徑有一定對應(yīng)關(guān)系而數(shù)值保持恒定不變的人字齒輪機(jī)座的中心距作為型鋼軋機(jī)的名義直徑。</p><p>　　軋輥的工作直徑Dg是指軋輥與軋件接觸進(jìn)行變形而直接工作的直徑，在有槽軋輥上是指槽底處直徑。</p><p>　　所以，選擇軋輥的直徑為1200mm。</p><p>　　軋輥直徑選擇之

84、后需要滿足一定的工作條件：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　在軋制過程中，因為軋輥表面的磨損，經(jīng)過一段時間后軋輥的磨損將影響產(chǎn)品的質(zhì)量，此時需要對軋輥進(jìn)行重車或重磨。每次重車0.5mm～5mm,重磨量0.01～0.5mm，當(dāng)軋輥直徑減小到一定程度時，就不能再使用了，但可以采用堆焊辦法修復(fù)以延長軋輥壽命。</p><

85、;p>　　一般情況下軋輥允許重車率用新輥直徑百分比數(shù)表示：板軋機(jī)3～6%</p><p>　　輥身長度的確定：對于一般的鋼板軋機(jī)來講輥身長度L都由鋼板的最大寬度b決定：</p><p>　　L=b+a （3-2）</p><p>　　式中：a—根據(jù)不同鋼板寬度選取的余量；</p><p&

86、gt;　　b—鋼板最大的寬度。</p><p>　　綜合各項參數(shù)考量之后，選擇輥身長度為2050mm。</p><p><b>　　3.2.2 輥頸</b></p><p>　　在軋鋼生產(chǎn)中，輥頸直徑d 和輥頸長度 l 與其軸承的型式和工作載荷有關(guān)，輥頸的直徑受軸承徑向尺寸的限制，而且輥頸與輥身的交界面，往往是最薄弱的環(huán)節(jié)。對于本次設(shè)計的中厚

87、板軋機(jī)而言一般可選輥頸直徑為0.5倍輥身直徑。</p><p>　　所以，最終選取的輥身直徑為600mm。</p><p><b>　　3.2.3 輥頭</b></p><p>　　輥頭的作用是傳遞軋輥扭矩，其參數(shù)根據(jù)各個形式而不同。</p><p>　　其中輥頭形狀最常見的是梅花形，它主要使用于轉(zhuǎn)速不高、壓下調(diào)整量小

88、的軋鋼機(jī)當(dāng)中。</p><p>　　本文根據(jù)各項情況考量后選擇梅花輥頭。</p><p>　　3.3 軋輥的材料及輥面硬度</p><p>　　軋鋼生產(chǎn)已經(jīng)經(jīng)過多年，經(jīng)驗積累也越來越豐富。各種軋鋼機(jī)軋輥的選材，根據(jù)具體情況，還可以根據(jù)自己設(shè)計的常見形式的造成損傷的原因選擇合適的材料。</p><p>　　生產(chǎn)板帶材料時，由于產(chǎn)品精度的不斷

89、提高，軋制的工藝條件越來越嚴(yán)格。軋輥的質(zhì)量好壞對板材的質(zhì)量，生產(chǎn)率，作業(yè)率影響非常大。如果有一個破碎輥，輥面或滾筒表面不耐磨，熱裂紋等問題，就會使軋輥成本升高并繼續(xù)影響生產(chǎn)。在軋鋼生產(chǎn)中，尤其是在薄板生產(chǎn)，相當(dāng)大比例的費用是軋輥產(chǎn)生的。為此，各國都進(jìn)行了軋輥材質(zhì)，加工和熱處理工藝的研究。</p><p>　　3.3.1 常見的軋輥材料</p><p>　　常見的軋輥材料主要有：鑄鐵軋輥，

90、合金鍛鋼軋輥，合金鑄鋼軋輥和半鋼軋輥。</p><p><b>　?。?）鑄鐵軋輥</b></p><p>　　鑄鐵可分為普通鑄鐵，合金鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄鐵軋輥不同硬度是由不同硬度的鑄型得到。其主要種類有半冷硬，冷硬鑄鐵軋輥，和無限冷硬軋輥。</p><p><b>　　（2）合金鍛鋼軋輥</b></p>&

91、lt;p>　　按我國Q/ZB62-73標(biāo)準(zhǔn)，熱軋和冷軋機(jī)軋輥材料有：</p><p>　　熱軋軋輥：55Mn2、55Cr、60 Cr MnMo、 60 Si Memos</p><p>　　冷軋軋輥：9 Cr、9 CrV、9 Cr2W、9 Cr2Mo、60 Cr2MoV、80CrNi3W、8CrMoV</p><p><b>　?。?）合金鑄鋼<

92、;/b></p><p>　　沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并與電渣重熔技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，合金鑄鋼的質(zhì)量</p><p><b>　　逐漸提高。</b></p><p><b>　　（4）半鋼</b></p><p>　　含碳量1.4%~1.8%，雜質(zhì)含量低，具有共析鋼，成分也添加Ni，Cr，Mo加強(qiáng)基礎(chǔ)

93、組織，它既有鋼的強(qiáng)度和耐熱鑄鐵耐磨性綜合性能的優(yōu)點。</p><p>　　3.3.2 軋輥材料的選擇</p><p>　?。?）初軋和型鋼軋機(jī)的軋輥</p><p>　　這類軋輥經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷且受力較大。因此，應(yīng)該要有的強(qiáng)度。但是，輥面的硬度卻又不能過高（HS〈35~40）。所以，主要的材料有40Cr、 50CrNi、 60 CrMoV、 60SiMnMo等。軋

94、制合金鋼適合用含有Cr、Ni、Mo等合金元素的軋輥。軋制普通碳鋼的粗軋機(jī)的機(jī)座上常用含Mn和高碳鑄鋼軋輥。球墨鑄鐵軋輥的低價格，抗磨損，而且具有高的強(qiáng)度的特點，適用于在橫列式的型鋼軋機(jī)的第二架粗軋機(jī)的機(jī)座上使用。</p><p>　　（2）熱連軋帶鋼軋機(jī)的工作輥與支撐輥</p><p>　　在熱軋帶鋼四輥軋機(jī)中，除了一些粗軋機(jī)的工作輥由于強(qiáng)度和咬入條件有限采用鑄鋼材料外，其它各類軋機(jī)工作輥

95、的工作特點是主軸承的扭矩和壓力，彎曲應(yīng)力較小，轉(zhuǎn)速高，用以確保工件表面質(zhì)量的軋輥表面的要求。因此，工作輥的材料選擇依據(jù)是輥面硬度，故多采用鑄鐵軋輥。</p><p>　　一些工業(yè)企業(yè)使用冷硬鑄鐵（C=3.0～3.5%；Si=0.5～1.87%；Mn=0.4～0.7%；Mo≈0.3%；P≤0.4%；S≤0.11%，輥面硬度58~68）來制作軋輥；還有些工業(yè)企業(yè)在粗軋生產(chǎn)線中采用半鋼軋輥，以減緩表面糙化過程，然后再布

96、置精軋生產(chǎn)線。然后，在精軋生產(chǎn)線中采用含Ni、Cr較高的高硬度鑄鐵復(fù)合澆鑄以使表面形成無線冷硬層，這樣來提高輥面的硬度（HS=75~83）并且也提高了精度。另一些工業(yè)企業(yè)在精軋部分使用硬度層很厚、耐磨、使用壽命長的高鉻鑄鐵復(fù)合澆鑄軋輥來提高精軋的軋制精度。</p><p>　　熱連軋帶鋼四輥軋機(jī)的支承輥所受應(yīng)力主要為彎曲應(yīng)力而且其直徑較大?？紤]到這些特點這些輥的材料一般采用9Cr2Mo、9CrV鍛鋼（輥面硬度HS

97、=45～50）來制造。這些材料中Cr占據(jù)重要作用。考慮到大直徑系列軋輥的淬透性，所以選擇Cr合金鋼。在國產(chǎn)的1700mm熱連軋生產(chǎn)線的鑲套支承輥之中，輥套采取8CrMoV或8Mn2MoV鍛鋼制造，輥心采取37SiMn2MoV鍛鋼制造。為了保證輥套的高強(qiáng)度，國產(chǎn)的輥套常使用C=0.4～0.8%、Ni=2.5～3%、Cr=0.6～2.0%、Mo=0.6%的合金鑄鋼鑄造而成。此外，也有的工業(yè)企業(yè)的棍套是有鑄鋼或鑄鐵制成的。</p>

98、<p>　?。?）冷軋帶鋼四輥軋機(jī)的工作輥和支撐輥</p><p>　　冷軋生產(chǎn)機(jī)組四輥軋機(jī)的工作輥、支撐輥所受的壓力打，軋制速度高，且有高質(zhì)量的軋輥表面要求。所以，其對輥身強(qiáng)度及輥面硬度都有很高的要求。</p><p>　　在中國，9Cr2W、9CrV鍛鋼等這些材料常用來鑄造冷軋工作輥。而國外的軋輥近年來使用復(fù)合鑄鋼材料制成，這種材料的輥心強(qiáng)度、韌性好并且輥面的硬度高、耐磨

99、。所以，我國的材料仍需改進(jìn)以跟進(jìn)先進(jìn)制造的腳步。</p><p>　　（4）疊軋薄板軋機(jī)軋輥</p><p>　　疊軋薄板軋機(jī)軋輥工作在400~450℃之間，軋輥的表面比較光滑，軋制的壓力較大。所以，該軋輥的硬度要求較高，多用冷硬球墨鑄鐵澆鑄成軋輥。</p><p>　　參考上述各個資料并匯總，本文的軋鋼生產(chǎn)線中的軋機(jī)為二輥熱軋機(jī)，由于沒有支承輥導(dǎo)致軋輥需要有足夠的

100、強(qiáng)度和硬度。綜上，本次設(shè)計采用半鋼作為軋機(jī)軋輥的材料。</p><p>　　圖3-4 輪式離心鑄造機(jī)</p><p>　　1—電機(jī)；2—主動軸；3—拖輪；4—鑄型；5—軸承；6—澆口小車</p><p>　　3.4 軋輥的強(qiáng)度驗算</p><p>　　軋輥的性質(zhì)決定整個軋機(jī)的負(fù)荷能力。它屬于消耗性零件，直接承受軋制壓力和轉(zhuǎn)動軋輥的傳動力矩

101、。他的安全性在軋機(jī)的整體中是最小的。</p><p>　　軋輥需要有足夠的抗彎曲，扭轉(zhuǎn)，接觸應(yīng)力的能力來保證產(chǎn)品的高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、消耗低。在實際生產(chǎn)中影響軋輥復(fù)合的因素有許多。所以，本文采用靜強(qiáng)度進(jìn)行計算，并且將其他影響因素歸入軋輥安全系數(shù)中。</p><p>　　在計算中，對軋輥計算彎曲應(yīng)力，對傳動端輥頭計算扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，對輥頸計算彎曲應(yīng)力和扭矩強(qiáng)度。下圖為軋輥受力的簡圖：</p>

102、<p>　　圖3-5 軋輥的受力簡圖</p><p>　　3.4.1 軋輥強(qiáng)度的計算方法</p><p>　?。?）輥身的強(qiáng)度計算</p><p>　　對于鋼板軋機(jī)而言。在平輥軋制條件下，設(shè)軋制壓力沿軋制寬度均勻分布，支反力左右相等各位P/2，并作用在壓下螺絲中心線位置上。鋼板軋輥輥身危險斷面位于輥身中間。</p><p>　　

103、則此斷面的彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　MD=P（a/4-b/8） (3-3)</p><p>　　式中：P——作用在軋輥上的軋制力（kg）；</p><p>　　a—壓下螺絲間的中心距離（cm）；</p><p>　　b—鋼板厚度（cm）。</p><p>　?。?

104、）輥頸的強(qiáng)度計算</p><p>　　輥頸斷面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和彎曲應(yīng)力分別為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（3-5）</b></p><p>　　式中：d—輥頸直徑；</p><p>　　、：輥頸危險斷面處的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩。

105、</p><p>　　鋼板軋鋼機(jī)的輥頸彎矩為：</p><p>　　=P/2×c= P1 （3-6）</p><p>　　式中：c—輥身邊緣至壓下螺絲中心線的距離，可近似取c=0.5。</p><p><b>　?。?）輥頭</b></p>&l

106、t;p>　　軋輥的的傳動端輥頭只受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，輥頭是屬于非圓截面扭轉(zhuǎn)問題，使用彈性力學(xué)有薄膜理論方法求解。</p><p>　　本次設(shè)計選用的是最大的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力產(chǎn)生在槽底上的梅花形輥頭，對于一般的梅花型輥頭來說，它的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中：—花輥頭外徑；</p>

107、;<p>　　—梅花輥頭槽底直徑。</p><p>　　3.4.2 軋輥的安全系數(shù) </p><p>　　設(shè)計部件時，采用靜強(qiáng)度計算時由于忽略了其他情況所以需要引入材料強(qiáng)度極限來對軋輥進(jìn)行安全系數(shù)校核。安全系數(shù)n：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　在實際生產(chǎn)中，精確計算

108、軋輥實際負(fù)荷是困難的。原因是軋鋼生產(chǎn)工藝對軋輥負(fù)荷影響因素較多，波動較大，還有沖擊動負(fù)載、疲勞、溫度等因素影響。所以，采用靜浮載計算軋輥強(qiáng)度是經(jīng)過簡化的一般方法。這種計算方法已經(jīng)經(jīng)過了生產(chǎn)實踐的證實，大家一般公認(rèn)的安全系數(shù)為n=5是足夠的。</p><p>　　表3-1 各種軋輥材料許用應(yīng)力值</p><p>　　圖3-6 型鋼軋輥的受力圖</p><p>　　圖3

109、-7 四輥軋機(jī)受力分析圖</p><p>　　a—工作輥驅(qū)動；b—支承輥驅(qū)動</p><p>　　3.4.3 軋輥斷裂形式</p><p>　　保證工廠正常生產(chǎn)的重要部件為軋輥。所以，除了正常磨損期進(jìn)行更換外，消滅斷輥事故也是非常重要的。</p><p>　　軋輥的斷裂原因有兩類：第一類為軋輥材質(zhì)或制造質(zhì)量等內(nèi)在原因造成;第二類是由工藝條件

110、和使用情況等外在原因?qū)е?。由于制造缺陷或軋輥材質(zhì)造成的斷裂，一般在斷口處可檢查出，如沙眼、夾雜、裂紋、沙眼等。</p><p>　　在實際生產(chǎn)中，曾經(jīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動的傳動軸或軋輥突然斷裂的事故。經(jīng)過專業(yè)的研究后發(fā)現(xiàn)，這種事故的原因是傳動系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動現(xiàn)象有關(guān)。它可使應(yīng)力負(fù)荷增加數(shù)倍，并且扭轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的應(yīng)力也會引起零件的疲勞破壞。由于目前高速度、大功率、多電樞電機(jī)傳動為發(fā)展趨勢，這將會導(dǎo)致這一現(xiàn)象日益嚴(yán)重。解決這種現(xiàn)象

111、需要提高部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。</p><p>　　圖3-8 軋輥斷裂形式圖</p><p>　　3.4.4 軋輥撓度的計算</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)中，需要計算軋輥輥身中間的總撓度與邊緣和輥身中間饒度差值來確定軋機(jī)的剛度。以此來確保軋出的鋼板厚度均勻。</p><p>　　由于軋輥支點與軋輥直徑距離比值較大，所以計算軋輥的撓度量需要考慮到

112、切應(yīng)力的影響。故，軋輥中間得總撓度為：</p><p>　　f=f1+f2 （3-9）</p><p>　　式中：f1—彎曲應(yīng)力引起的撓度量</p><p>　　f2—剪切應(yīng)力引起的撓度量</p><p><b>　　由卡氏定理：</b>&