需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 250 線材軋機的設計 摘 要 設計的軋鋼機為 250 3 型鋼軋鋼機，軋輥的直徑為 250 鋼機主要用來為軋制小型線材，采用三輥式工作機座。軋鋼機的主要設備是由一個主機列組成的。軋鋼機的主機列是由原動機，傳動裝置和執(zhí)行機構(gòu)三個基本部分組成的。采用的配置方式為電動機 減速機 齒輪機座 軋機。由于軋輥的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速不可逆轉(zhuǎn)，原動機采用造價較底的高速交流主電機?？紤]到軋制負荷很不均勻，為了均衡電機負荷，減少電機的容量，在減速機和電動機之間加有飛輪。齒輪機座：其用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設計采用三個直徑相等 的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密閉的箱體內(nèi)。聯(lián)軸器：在減速器與齒輪機座之間采用的是安全連軸器。而主聯(lián)軸器采用的的梅花接軸聯(lián)軸器。 關鍵詞： 軋鋼機，齒輪機座，飛輪 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 250 of 50 x 3 50to a is a of is is of - - - to of a of is to in a of in in a in a is to to up in in in is 要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 目錄 1 緒論 . 1 . 2 . 2 . 3 . 3 2 軋制壓力和軋制力矩的計算 . 6 . 6 . 8 . 9 . 10 3 飛輪的設計 . 10 . 10 . 13 4 減速器的選擇 . 14 的計算 . 14 壞形式 . 16 . 16 . 16 . 16 減速器的潤滑及防護措施 . 17 輪的材料和熱處理 . 18 . 18 齒輪機座的設計 . 18 . 18 . 19 . 19 數(shù)、齒數(shù)、齒寬、齒頃角 . 19 確定 . 19 . 20 . 21 . 21 . 21 . 22 6 軋鋼機工作機座的設計 . 22 . 22 . 24 . 24 . 24 . 25 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 . 25 . 27 . 29 . 30 7 孔型的設計 . 32 8 機架的優(yōu)化設計 . 34 . 34 機機架結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設計的數(shù)學模型 . 35 計變量 . 35 標函數(shù) . 38 . 38 機架重量最輕為目標函數(shù) . 39 架變形 . 39 束條件 . 40 能約束 . 40 . 40 . 41 . 41 機架變形最小為目標的優(yōu)化計算 . 42 化設計應用舉例 . 43 化設計在實際中的應用 . 44 論 . 46 結(jié)論 . 47 致謝 . 48 參考資料 . 49 附錄 1 . 50 附錄 2 . 58 第 1 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 2 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 1 緒論 鋼機的定義 軋鋼機也稱為軋鋼機械，一般把將被加工的材料在旋轉(zhuǎn)的軋輥間受壓力產(chǎn)生的塑性變形即軋制加工機器稱為軋鋼機，這是簡單定義。大多數(shù)情況下，軋制生產(chǎn)過程要經(jīng)過幾個軋制過成，還要完成一系列的的輔助工序，如將原材料由倉庫運出加熱， 軋件送往軋輥，軋制、翻轉(zhuǎn)、剪切、打印，軋件收集、卷取成卷等。 一個軋件的全過程由多種機械按工藝順序而成機組來完成，這種機組或機器體系叫軋鋼機械或稱軋鋼機。第一種情況軋鋼機由一個或幾個工作機座（執(zhí)行機構(gòu)）傳動機構(gòu)（齒輪傳動、連軸器）和使軋輥轉(zhuǎn)動的電動機組，后一情況軋鋼機是由若干臺工做機組成，這些機組數(shù)目與加工軋材工藝過成生產(chǎn)率相適應，因此，軋鋼機按順序排列并且用輥道或其他運輸裝置連成一條工藝流水線機器組成機組。 軋鋼機是機械中使金屬在旋轉(zhuǎn)的軋輥中產(chǎn)生變形的那部分設備。主要使設備排列成一定形式的工作線稱為軋鋼機 的主機列。用以完成其他工序的機械設備稱為輔助機械。 鋼機的標稱 軋鋼機的類別與規(guī)格與軋鋼機的斷面尺寸有關，因此軋鋼機的初軋和型鋼的類是以軋鋼的名義直徑。也就是說軋鋼機的大小是常用與軋件有關的尺寸參數(shù)來 第 3 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 標稱。 初軋機和型鋼軋機的主要性能參數(shù)是軋輥名義直徑，因為軋輥的名義直徑的大小與其能夠軋制的最大斷面有關，因此，初軋機和型鋼軋機是以軋輥的名義直徑標稱的。 小型軋鋼機的名義直徑為： 180 450鋼機的用途 軋鋼機形式有兩種：冷軋與熱軋，熱軋主要用于開坯，兼生產(chǎn)一部形鋼，這這種軋機的型號 有 630 650 型軋機， 500 550 型軋機、 650 中型軋機與 2300中板軋機等，冷軋主要用于終級軋制，軋帶鋼的產(chǎn)品很多，具有代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品金屬鍍層薄板（包括鍍錫板 、 鍍鋅板等） 、 深沖板（以汽車鋼板最多） 、電工硅鋼板 、 不銹鋼和涂層鋼板。現(xiàn)也促使冷軋機的裝備技術(shù)和控制技術(shù)向更高的方向發(fā)展 。型號有 14001250輥可逆式軋機 . 1150十輥冷軋機 ,。 設計的軋鋼機為 250 3 軋鋼機，軋輥的直徑為 250 軋鋼機主要用來為軋制小型線材。 25 50 毫米的圓鋼， 20 40 毫米的方鋼；螺紋鋼等。 其結(jié)構(gòu)的特點為： 1、采用三輥式工作機座，主電機不可逆轉(zhuǎn)，中上輥與中下輥交替過鋼，實現(xiàn)多道次的軋制。 2、由于軋輥的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速不可逆轉(zhuǎn)，可采用造價較底的高速交流主電機在傳動裝置中裝有減速機和齒輪機座。考慮到第一機座軋件較短，軋制次數(shù)較多，負荷很不均勻，為了均衡電機負荷，減少電機的容量，在減速機和電動機之間加有飛輪。 3、多數(shù) 250 型鋼軋機要求既開坯又軋件，具有一機多能的特性，因此，軋機急需要較強的能力，又需要較強的剛度，而且由于經(jīng)常需要更換品種，在軋機結(jié)構(gòu)上需考慮換輥方便。 4、為 了便于換輥，三個機座的軋輥都采用梅花接軸連接。 型軋鋼機的主機列 軋鋼機的主要設備是由一個或數(shù)個主機列組成的。軋鋼機的主機列是由原動機，傳動裝置和執(zhí)行機構(gòu)三個基本部分組成的。 第 4 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 1、工作機座：工作機座為軋鋼機的執(zhí)行機構(gòu)，它由軋輥及其軸承軋輥的調(diào)整機構(gòu)和上軋輥的平衡機構(gòu)，引導軋件的軋件進入軋輥用的導裝置，工座機座的機架及支撐機座并把機座固定在地基上用的軌零、部件的和機構(gòu)組成。 2、傳動裝置：聯(lián)軸器：聯(lián)軸器包括電機聯(lián)軸器和主聯(lián)軸器，電機聯(lián)軸器用來連接電動機與減速器的主動齒輪軸；而主聯(lián)軸器則用來連接減速器與 機輪機座的傳動軸，既自減速器將轉(zhuǎn)矩傳至齒輪機座的主動齒輪。 減速器：在軋鋼機中減速器的作用將電動機較高的轉(zhuǎn)速變成軋機所需的轉(zhuǎn)速，因而可以在主傳動中選用價格較底的高速電動機。確定是否采用減速器的一個重要條件，就是比較減速器及其摩擦損耗的費用是否低于低速電機的與高速電機的之間的差價，一般情況下，當電機的轉(zhuǎn)速小于 200 250 轉(zhuǎn) /分才采用減速器。小型軋鋼機轉(zhuǎn)速小于 200 轉(zhuǎn) /分，因而采用減速器。 采用減速器時，根據(jù)傳動比的大小選用一級（傳動比 i 小于等于 8）二級（傳動比等于 8 40）或三級（傳動比 i 大于 40）減速器 。與這些減速器相對應的軋輥速度分別為 200 250 轉(zhuǎn) /分， 40 50 轉(zhuǎn) /分，以及 10 15 轉(zhuǎn) /分。 連接軸：軋鋼機齒輪機座，減速器或電動機的運動和力矩，都是通過連接軸傳遞給軋輥的。設計采用橫列式布置軋機，一個工作機座的軋輥是通過連接軸傳動的。軋鋼機采用的連接軸有萬向接軸、梅花接軸、聯(lián)合接軸和齒輪接軸等。 設計的軋鋼機采用梅花接軸它常用在橫列式軋機上。 飛輪：設計的是一個飛輪裝置在減速器的小齒輪軸上。它的作用是在通過軋輥與軋輥空轉(zhuǎn)時，作動蓄能器以均衡傳動負荷；既軋輥空轉(zhuǎn)時，飛輪加速，積蓄能量；而軋件通過 時，飛輪減速。放出能量，幫助軋制。 齒輪機座：其用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設計采用三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密閉的箱體內(nèi) 3、電動機的選擇：軋鋼機的電動機的形式的選擇與軋鋼機的工作制度有著緊密的聯(lián)系。設計的軋鋼機是軋制速度不需要調(diào)節(jié)的不可逆式軋鋼機，采用異步電動機。 異步電動機主要用在有劇烈尖峰負荷的軋機上，為了減少電動機的容量，有時裝有飛輪，異步電動機投資費用較底，在小形軋鋼機上很適合。 4、小型軋鋼機的工作制度：一般中小形軋鋼機的工作制度可以分為：不可 第 5 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 逆式的，可逆式的與帶張力軋制等 幾種方式 設計采用不可逆軋機的工作制度，在這種工作制度下，每個軋輥的方向不變扎輥的轉(zhuǎn)速為不可變的。 三輥軋鋼機 二輥軋鋼機 圖 軋機的工作制度 小型軋鋼機的總體布局 軋鋼機的主要設備由一列主機列，此軋機的總體布局基本上與主機列一致，結(jié)構(gòu)如下： 主機列三個基本部分組成，主電機，傳動機械，工作機座。 設計中的傳動裝置由齒輪 機座，減速器，聯(lián)軸器，接軸組成，在電機與減速器之間用飛輪連接，在齒輪機座與減速器之間是用飛輪連接。在齒輪機座與減速器用安全聯(lián)軸器。因以上中除安全聯(lián)軸外，均在主機列中給以介紹，現(xiàn)對安全聯(lián)軸器作以介紹。 安全聯(lián)軸器：一般帶有飛輪的軋機，都有安全聯(lián)軸器。當軋機上的轉(zhuǎn)矩超過額定的轉(zhuǎn)矩時，聯(lián)軸器能夠分開，保護軋機的零部件，使之免受損壞。 工作機座為兩個三輥工作機座和一個二輥工作機座，總體結(jié)構(gòu)如圖： 第 6 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 1 主電機 2 聯(lián)軸器 3 減速器 4 安全聯(lián)軸器 5 齒輪機座 6 梅花萬向接軸聯(lián)軸器 7 工作機座 8梅花接軸 圖 軋鋼機總裝 圖 2 軋制壓力和軋制力矩的計算 在驗算軋機的強度、挖掘軋機的潛力和設計新的軋機時，軋機的尺寸、傳動的功率和允許的壓下規(guī)程均取決于軋制壓力的大小與方向。在設計新的軋機時，為了零件的強度和選擇電動機的功率，就必須知道軋機在一定軋制條件下的軋制壓力、軋制力矩和軋制功率 制平均單位壓力的確定 在軋制的過程中，軋件在軋輥見承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變性，由于軋件塑性變形時的體積不變。因此變形區(qū)的軋件在垂之方向上產(chǎn)生壓扁，在軋件方向上產(chǎn)生延伸，大量的實驗資料證實，開坯，型鋼，線材軋機的軋制壓 力，采用 S。愛克隆德公式計算與實測結(jié)果比較接近。 愛克隆德公式的適用范圍：軋制溫度高于 800 度，軋制材質(zhì)為炭鋼，軋制速度不大于 20 米 /秒。 第 7 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 在愛克隆德的公式中，軋制的單位不僅是軋件機械性能的函數(shù)，而且是變形速度、摩擦系數(shù)、接觸弧長和軋件平均高度之比的函數(shù)，軋制平均單位壓力由三部分組成： P =K +uP+vP(2 (（ 1） 值 :為軋件在軋制溫度 t 度下的單向靜壓縮時的單位變形阻力，計算公式為 : K =(W (2 (式中 t 軋制溫度； W 軋件的化學成分，計算公式為： W =+n (其中 分含量； 百分含量； 百分含量。 軋制的材料設為 ，則 C 取 =入 K 式中為 K =（ 000） 2 （ 2） 變形速度引起的變形阻力，其計算公式為： U(2 (式中 軋件在軋制溫度為 t 度時的粘度系數(shù)，其計算公式為： = (s/ 2 (為軋鋼機的軋制速度的修正系數(shù)； U 變形速度，計算公式為： U= 1 . 6 1 . 212u R h （ /s） (其中 V 為軋輥的圓周速度（軋制速度）（ mm/s） ； h 為道次壓下量，計算公式為 第 8 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 h =毫米 ) h1,軋制前后的軋件的高度 (毫米 )； 查表 2 1的軋制的修正系數(shù)為 1 所以 =000） 1= kgs/ 2 以上取值，有賴于軋輥的轉(zhuǎn)速，其值為 40 49轉(zhuǎn) /分。 初選 V, 由現(xiàn)場以 h 同類軋機取得， V=700（ mm/s） h =25大的壓下量 ) 0 使的高度 ) 35 軋制后的高度 ) 帶入 U 2700 125/25 /（ 60+35） =6（ mm/s） 所以 =2 （ 3） K +M（ 2 (式中 M 表示外摩擦對軋制平均單位壓力的影響系數(shù)，其計算公式為 : M = 1 . 6 1 . 212u R h (u 為軋輥間的摩擦系數(shù)，計算公式為： u =（ a a 為軋輥之間的修正系 軋輥的修正系數(shù)鋼軋輥 a=1, 硬面鑄鐵軋輥 a= a=以 U（ 000） M =(50 25 5)/(60+35)=0.1 2 (4) 則平均單位壓力： P = 2 制總壓力的確定 軋制總壓 力的計算公式可用下式計算 第 9 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 N= (P 軋件與軋輥接觸弧上的平均單位壓力 F 軋件與軋輥間的接觸面積在軋制總壓力垂直面上的的投影（簡稱為接觸面積） 各種不同的情況下計算接觸面積的方法不同，有以下幾種情況 1輥徑相同的情況 2軋制異型斷面軋件時的情況 3冷軋時的情況 4中（厚）板角軋時的情況。 我采用的是輥徑相同時的情況，計算公式為： F = 122( 2 (式中 R 軋輥的半徑（毫米）； h 壓下量（毫米）； 1b,2軋件的寬度。 F =25260 25125 =3429（ 2 所以 N =P F =429=27537(M = 1 . 6 1 . 212u R h (u 為軋輥間的摩擦系數(shù)，計算公式為： u =（ a (a 為軋輥之間的修正系 軋輥的修正系數(shù)鋼軋輥 a=1, 硬面鑄鐵軋輥 a= a=以 U（ 000） M =(50 25 5)/(60+35)=0.1 2 制力矩的確定 傳動軋輥時 ，電動機軸上的力矩由下種四種力矩組成： M = h M (式中 軋制力矩； 附加摩擦力矩； 第 10 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 空轉(zhuǎn)力矩； 動力矩； i 軋輥與主電機間的傳動比。 其中mM、hM、以可以將上式簡化 M=K 式中 K= 初選軋機總傳動比 : i=10。 所以軋制力矩為 : M= 粗算所需電動機的功率： P=9550 809550=26（ 動機的選擇 從上面的計算結(jié)果看，電動機的功率只在 30右，為了使軋機具有較高的能量儲存，使其在復雜的工作環(huán)境中工作，所選的電機功率要比此大的多。 上面 所求的功率只是在某一道次的功率，在其他的情況下，軋機需軋制各種線材、型材，因此，需要改型，需要的功率要大一些。 設計中，電機的功率要參考現(xiàn)場軋機的功率，故選電機 6，異步電動機。 此電機的一些數(shù)據(jù)從機械設計手冊 5查的為：額定功率為 280定電壓為 380 伏，滿載時的轉(zhuǎn)速 980/分，效率為 93 。最大的轉(zhuǎn)矩為 3 飛輪的設計 采用飛輪的目的是降低軋制時電機的尖峰負荷、增加空載時的電動機的負荷，從而在整個的工作過程中，使電機的負荷均勻，以便按允許過載能力選擇較小的電動機。異步電動機的轉(zhuǎn) 速隨負荷的變化而變化，飛輪儲存或放出能量，達到均衡電動機負荷的目的。 飛輪安裝在電動機的軸線上，并安裝在電動機與減速機之間。 輪力矩的確定 電動機尖峰負荷降低的多少與主傳動系統(tǒng)總飛輪力矩有關，而飛輪力矩占總飛輪力矩相當大的比重，故飛輪力矩是飛輪的一個重要參數(shù)。 飛輪本身的飛輪力矩為 20以在計算 2須先計算 20 主傳動系統(tǒng)的總的飛輪力矩 20 第 11 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 2020729(2 )En s s （ T2m ） (在尖峰負荷的時刻，主傳動的系統(tǒng)需要釋放的能量 E 可按下式計算： E =式中 在尖峰負荷下電動機的最大的功率，其值可按作用在電動機軸上的最大的轉(zhuǎn)矩 t 尖峰負荷的時間； s 電動機的轉(zhuǎn)差率， s 一般取 s = s 為 080轉(zhuǎn) /分。 則 t 由工廠現(xiàn)實測得為 1秒； 所以 E =Ws 則 207 2 9 2 2 5 7 . 69 8 0 ( 2 0 . 1 5 ) 0 . 1 5 =T2m ） 則 飛輪的轉(zhuǎn)矩為 220T2m ） 式中 2 電動機轉(zhuǎn)子的飛輪力矩 （ T2m ）； 2 軋機傳動裝置的轉(zhuǎn)動部分折算到電機軸上的飛輪力矩 （ T2m ） ； 2以近似的認為與 20當。 因飛輪的圓周速度越高，則飛輪由于離心 力所產(chǎn)生的內(nèi)應力就越大。確定飛輪直徑 D，考慮圓周的速度小于允許的最大圓周的速度 D 中 飛輪 n 飛輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)； 第 12 頁 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 飛輪最大的圓周速度，整體鑄造的圓盤式飛輪（鑄鋼），0 90 / （ D60 70980 =取 D = 1 米 D=1 米 飛輪采用一個，飛輪的直徑可取的大一些，通過這兩個取這個方案。 飛輪的結(jié)構(gòu)和主要的參數(shù)。 根據(jù)飛輪的直徑和圓周的速度的不同，選擇飛輪的結(jié)構(gòu)為整體鑄造圓盤式飛輪，飛輪的材料為 主要的參數(shù)由書中小型軋鋼機設計與計算中表格有如下的關系：代號飛輪結(jié)構(gòu)各部關系 表 輪結(jié)構(gòu)關系表 D D=100 C （ D D+1d） d 根據(jù)軸計算 0d（ 1d） 1d（ d 注