機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)687鋼板校平機(jī)設(shè)計(jì)論文

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1、 中文摘要 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 ___________________鋼板校平機(jī)設(shè)計(jì)____________________________ 姓 名__ ___ 學(xué) 號 2004440091 院（系） 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及

2、 指導(dǎo)教師_ ___ 職 稱__高 工 _ 評 閱 人___ _ 職 稱___ 鋼板校平機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 院 （系）： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 摘 要 進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)。這很大程度上得益于機(jī)械、冶金等行業(yè)的產(chǎn)品的大量生產(chǎn)和銷售。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場對這類產(chǎn)品的要求不僅在數(shù)量上，更是在質(zhì)量上要求更高了

3、。板材作為其中的一員，質(zhì)量上的要求也大幅度提高。不良板形的外部表現(xiàn)是板材上常見的中心波浪、邊浪、瓢曲、扭曲、鐮刀彎或局部‘鼓包’等。板材在軋制、熱處理、冷卻及運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的這些缺陷，在冶金加工廠中常用矯直機(jī)加以糾正。 本文就對與本課題的產(chǎn)品——鋼板校平機(jī)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了說明與論述。首先，論述了鋼板校平機(jī)研究的現(xiàn)狀、意義和具體內(nèi)容；其次，論述了校平機(jī)的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成及各系統(tǒng)的方案選擇與參數(shù)計(jì)算；最后，對本研究的結(jié)果存在的問題和缺陷進(jìn)行了說明，提出應(yīng)該往哪個(gè)方向繼續(xù)進(jìn)行研究。相信我們不懈的努力最終會使我國的板材產(chǎn)品在國際市場上具備很強(qiáng)的競爭力。 關(guān)鍵字： 鋼板 校平機(jī) 設(shè)計(jì)

4、 IV 英文摘要 ABSTRACT Getting into 21 centuries, development of our country’s economy has advanced by leaps and bounds. This mainly profits from the mass production and distribution of the product of profess

5、ions, such as machine and metallurgy...etc. Along with the development of science and technique, the market request of such product is not only on the amount, but also much more higher on the quality. As a member of those productions, the request of steel plate’s quality also has a significant exalt

6、ation. The exterior performance of a bad plate is usually the familiar center wave, side wave, bend, distort, sickle curve or part hunch ... etc. These blemish producing from the process of hot processing, cool off and conveyance are commonly rectified by the leveling machine in the metallurgy proce

7、ssing plant. This text is concerned with the related contents of the product, that is steel plate leveling machine, of this research. First, it discussed the present condition, significance and detailed contents of such machine’s research; Secondly, this article discussed the run fundament, compos

8、ing system and the choice and parameter calculation of each system; To the end, this text carried on an elucidation of the problem and blemish in the result of this research, then put forward the direction to which we will go on with this research. I believe that through our unremitting effort our s

9、teel plate production will finally have a very strong competition ability in the international market. Key Words: Steel plate; Leveling machine; Design V 目錄 目 錄 中文摘要 英文摘要 1．緒論 1.1 為什么要進(jìn)行鋼板矯直﹣﹣﹣﹣

10、﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣1 1.2 平行輥式矯直機(jī)的發(fā)展趨勢﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣2 1.3 本課題研究的內(nèi)容和意義﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣2 2. 矯直機(jī)工作原理和方案選擇﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣4 2.1 “矯直”的定義﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣4 2.2 反彎矯直的基本原理﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣4 2.3 本矯直機(jī)的工作原理和壓下方案選擇﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣5 2.4 輥系方案選擇﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣6 3 主要系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

11、9 3.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣9 3.2 液壓壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣14 3.3 矯直輥及其軸承的選擇和強(qiáng)度校核﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣20 4. 矯直機(jī)安裝、調(diào)試與潤滑﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣27 4.1 平行輥矯直機(jī)的安裝與調(diào)試﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣27 4.2 平行輥矯直機(jī)的維護(hù)與潤滑﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣29 結(jié)論﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣31 致謝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣32 參考文獻(xiàn)﹣﹣

12、﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣33 VI 緒論 1 緒 論 1.1 為什么要進(jìn)行鋼板矯直 隨著我國板材生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各廠家日益認(rèn)識到板形在生產(chǎn)與市場銷售中的重要性。不良板形的外部表現(xiàn)是板材上常見的中心波浪、邊浪、瓢曲、扭曲、鐮刀彎或局部‘鼓包’等。這些缺陷往往在板材軋制、熱處理、矯直、冷卻過程中形成，往往是由于溫度、輥形、壓下、冷卻水溫、水壓等因素不合

13、適造成的。若將板帶看作由無數(shù)條縱向金屬纖維連結(jié)而成的材料，則不良板形材料中內(nèi)應(yīng)力的出現(xiàn)，正是因相鄰纖維間存在長度差之故。由于鄰近纖維間的相互制約，長纖維受壓應(yīng)力，短纖維受拉應(yīng)力。因此，板帶橫向厚度差與板形有著密切的關(guān)系。橫向厚差大的板帶，一般板形都不好，但因只需幾微米的橫向厚差，即可造成明顯的板形缺陷。因此，有些橫向厚差很小的材料，板形也完全有可能不符合要求。 隨著民用消費(fèi)類產(chǎn)品需求不斷增加，市場對薄板需求也大幅度提升，同時(shí)對板材的質(zhì)量要求也在大幅提升。只有有了好的材料，才能加工出好的產(chǎn)品來。因此這些變形如果得不到及時(shí)有效的矯正，將嚴(yán)重影響著產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的提高，尤其是本身作為工具的

14、高精密儀器和刀具，它們對用材平整度要求更加苛刻。 對于薄板，平行多輥矯直機(jī)應(yīng)用最廣，技術(shù)也最成熟。這種矯直機(jī)克服了普通壓力矯直機(jī)斷續(xù)工作的特點(diǎn)，成倍地提高了矯直效率，使矯直工序得以進(jìn)入連續(xù)生產(chǎn)線，而且可以達(dá)到很高地矯直精度。本課題研究的也就是平行輥矯直機(jī)。 平行多輥薄板矯直機(jī)國內(nèi)外發(fā)展很不平衡，國內(nèi)基本上還停留在傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)及機(jī)械傳動(dòng)方式，位置精度只有0.5mm，而國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)電液自動(dòng)控制，位置精度已經(jīng)達(dá)到0.1mm，且有良好的人機(jī)界面，便于現(xiàn)場工程師操作。 在中國銷售高精度薄板矯直機(jī)的公司主要有三家，瑞士海莫樂公司、臺灣雙郁機(jī)械公司和美國的IOWA精密工業(yè)公司，后兩家公司矯

15、直機(jī)都作為卷板材加工流水線工序設(shè)備，而瑞士海莫樂公司作為專業(yè)矯直機(jī)制造公司，性能最好。它采用液壓系統(tǒng)來控制矯直機(jī)的輥縫，公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、建筑玻璃、精密儀器儀表和工具等領(lǐng)域。這三家的矯直機(jī)都能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)，而且海莫樂公司矯直機(jī)能自動(dòng)感應(yīng)壓應(yīng)力，采用雙閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了智能化，但價(jià)格不扉，一臺20-30萬美金。 國內(nèi)的情況是：北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所機(jī)器人工程中心開發(fā)的一套開卷、矯平剪切、堆垛生產(chǎn)線技術(shù)中，矯平機(jī)能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，但矯直機(jī)的間隙調(diào)整由標(biāo)尺指示，并沒有采用閉環(huán)控制，所以位置控制精度僅有0.5mm。生產(chǎn)制造公司有國營西北機(jī)器廠、富地機(jī)械、山東省淄博市桓臺齊光

16、鍛壓機(jī)床廠、無錫梅里精品機(jī)械和湖北重型機(jī)器集團(tuán)，前后輥縫間距全部采用手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)，位置精度僅依靠蝸輪控制。所以產(chǎn)品的矯直精度不高，不能應(yīng)用在精矯工序。 由湖北重型集團(tuán)有限公司同華中理工大學(xué)威奇數(shù)控公司合作開發(fā)的輥式板材矯直機(jī)系列，經(jīng)過多年的完善和發(fā)展，在理論上和實(shí)踐上形成了較成熟的體系。結(jié)構(gòu)上，采用機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)相結(jié)合的方案，并重點(diǎn)加入了液壓墊這一專利技術(shù)，使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更為緊湊，精度高，噪聲低，控制方便，不僅提供了良好的交互環(huán)境。而且在實(shí)時(shí)性和預(yù)警上也對液壓、機(jī)械和電氣各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了全面管理。整套控制系統(tǒng)由一臺工控機(jī)和PLC組成，矯直精度也達(dá)到了0.1mm。 1.2 平行輥式矯直機(jī)的發(fā)

17、展趨勢 中薄板生產(chǎn)線在線的輥式矯直機(jī)以熱矯直機(jī)數(shù)量為多，總的趨勢是以發(fā)展大矯直力的強(qiáng)力四重式矯直機(jī)為主，該系列設(shè)備總體趨勢如下： 1. 用數(shù)字控制系統(tǒng)精確調(diào)整上矯直輥位置，并借助自動(dòng)測厚儀自動(dòng)控制矯直輥負(fù)荷和在線過程計(jì)算機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)操作。 2. 高剛度矯直機(jī)機(jī)座，可滿足大矯直力條件下的使用，變形小，精度高。 3. 為了提高矯直效果，矯直機(jī)出口處的上（或下輥）可以單獨(dú)調(diào)整，且在矯直過程中也可以進(jìn)行調(diào)整。 4. 上矯直輥可以橫向傾動(dòng)，能分別調(diào)整各段支撐輥，以改變矯直輥的撓曲，消除鋼板的單側(cè)或者雙側(cè)邊浪。 5. 下矯直輥可以沿矯直方向傾斜以調(diào)整矯直輥負(fù)荷。 6. 裝備液壓安全裝

18、置和快速松開裝置以便在設(shè)備過載、卡鋼和停電時(shí)快速松開矯直輥。 7. 上、下矯直輥和支撐輥分別裝在各自的框架上，框架及其輥?zhàn)涌梢詡?cè)向移動(dòng)進(jìn)行快速換輥，實(shí)現(xiàn)輥系的線外整備（即擁有兩套以上的輥系裝備供給一套矯直機(jī)使用）。 8. 矯直機(jī)入口處裝有水或壓力空氣，以清除殘留的氧化鐵皮。 9. 在矯直輥入口處安裝一彎頭壓直機(jī)，消除頭部鋼板的上翹。 10. 為了避免矯直輥輥面的滑傷，輥面應(yīng)具有一定的硬度。對四重式矯直機(jī)必須保證工作輥和支撐輥的輥面硬度有一個(gè)差值。 1.3 本課題研究的內(nèi)容和意義 當(dāng)今世界上先進(jìn)矯直機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，板材矯直機(jī)正向重型化、全液壓、自動(dòng)化過渡。本設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)一個(gè)矯

19、直機(jī)，對現(xiàn)有矯直機(jī)進(jìn)行部分改進(jìn)，獲得一個(gè)新型設(shè)備。其主要功能如下： l 異輥距輥系技術(shù) 這種形式的矯直機(jī)的特點(diǎn)是各輥的輥距不相等，一般是加大入口側(cè)的輥距，以減少入口側(cè)各輥的壓力，特別是可以減少入口端第3個(gè)輥的斷軸事故。同時(shí)出口側(cè)隨著矯直力的減小，輥距也減小，以縮短空矯區(qū)，從而明顯減輕補(bǔ)矯工作。如果采用各輥單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，我們可以將兩側(cè)的輥距都縮短，這樣空矯區(qū)就更小了。 l 彎輥技術(shù) 在寬板和特寬中薄板生產(chǎn)線，具有彎輥能力的矯直機(jī)已成為必選。 這種矯直機(jī)可以產(chǎn)生一定量曲率的矯直工作輥，可消除機(jī)架的彈跳，同時(shí)由于彎輥的存在，可有效地改善板材的橫向板形。 l 液壓壓下 液壓壓下取代機(jī)械壓下成為

20、一種矯直機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢。根據(jù)壓下量設(shè)定值與輥縫檢測裝置實(shí)測壓下量之間的偏差量，使壓下用的液壓缸運(yùn)行，經(jīng)常修正設(shè)定值補(bǔ)償壓下量。另外通過采用自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)模型設(shè)定和液壓ACC 動(dòng)態(tài)輥縫調(diào)整先進(jìn)技術(shù)，來提高中薄板的矯直質(zhì)量。 l 換輥 小車式換輥裝置對于矯直機(jī)及時(shí)的地更換輥?zhàn)犹峁┝朔奖恪? l 中薄板調(diào)節(jié)凸起量 遇到各種波浪彎的鋼板，要求其支撐輥的調(diào)節(jié)裝置比較復(fù)雜。主要是各排支撐輥能成組靈活調(diào)節(jié)凸起量，達(dá)到局部彎輥效果以適應(yīng)中浪或邊浪極矯直的需要。調(diào)節(jié)凸起量的方法多采用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠來推拉楔塊迫使支撐輥組或升或降。 通過對板材平整工業(yè)的分析，可知平行輥矯直機(jī)在板材加工方面應(yīng)用廣泛，但

21、從國內(nèi)現(xiàn)狀可以看出，高精度的液壓多輥薄板矯直機(jī)(位置精度0.15mm以下)國內(nèi)還相當(dāng)缺乏。本設(shè)計(jì)將既實(shí)現(xiàn)液壓壓下、換輥等自動(dòng)化操作，同時(shí)在調(diào)節(jié)凸起量上做了仔細(xì)的設(shè)計(jì)。液壓壓下能夠使運(yùn)行更加平穩(wěn)、反應(yīng)快，更重要的是它能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)。當(dāng)輥縫被板材頂起時(shí)，液壓壓下裝置會相應(yīng)地改變輥縫來適應(yīng)板材厚度的變化；特別是兩輥發(fā)生粘著時(shí)，液壓缸會馬上卸載，對傳動(dòng)等部件實(shí)行及時(shí)保護(hù)。這些在工程上有很重要的意義。精密度的提高使的產(chǎn)品質(zhì)量提高，從而滿足了社會、市場的需求。 33 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)

22、 正文 2 矯直機(jī)工作原理和方案選擇 2.1 “ 矯直”的定義 金屬條材（具體指型材、棒材、管材、線材、板材、帶材等長條狀的金屬型材）在軋制、加熱、運(yùn)輸、鍛造、擠壓、拉拔、冷卻等各種加工過程中因外力作用常常產(chǎn)生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形；內(nèi)部殘余應(yīng)力使金屬條材發(fā)生彎曲或扭曲變形；為了獲得平直的成品金屬條材就必須使其縱向纖維或縱向截面由曲變直，橫向纖維或橫向截面也由曲變直。實(shí)現(xiàn)這一要求的工藝過程就稱為“矯直”。 2.2 反彎矯直的基本原理 在壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)、斜輥式矯直機(jī)和拉伸矯直機(jī)中，軋件都是經(jīng)過反

23、向彎曲后矯直的，而軋件的彎曲狀態(tài)可以用曲率表示，在軋件的彈塑性彎曲變形過程則可以用曲率的變化來說明。 軋件在矯直過程中的曲率變化： 1）原始曲率 軋件在矯直前的曲率稱為原始曲率，以表示。（圖2.1a）。r0是軋件的原始曲率半徑。彎曲的方向用正負(fù)號表示，如+表示彎曲凸度向上的曲率，-則表示彎曲凸度向下的曲率，而軋件的平直段用=0表示。 2）反彎曲率 軋件在外力矩M作用下強(qiáng)制反彎的曲率稱為反彎曲率，以表示。在壓力矯直機(jī)和輥式矯直機(jī)上，反彎曲率是通過矯直機(jī)的壓頭或輥?zhàn)拥膲合聛慝@得的。反彎曲率大小的選擇是決定軋件能否被矯直的關(guān)鍵。 圖2.1 彈塑性彎曲時(shí)的曲率變化 a-彎曲階段

24、；b-彈復(fù)階段 3）總變形曲率 它是軋件彎曲變形的變化量，是原始曲率與反彎曲率的代數(shù)和，以表示，即： =+ 使用上式時(shí)，應(yīng)將曲率的正負(fù)號代入。原始曲率與反彎曲率方向相同時(shí)符號相反；方向相反時(shí)符號相同。 4）彈復(fù)曲率 它是當(dāng)外力矩去除后，軋件在變形內(nèi)力形成的彈復(fù)力矩My作用下彈性恢復(fù)的曲率變化量，以表示。 5）殘余曲率 它是軋件經(jīng)過彈復(fù)后所具有的曲率（圖2.1b），以表示。如軋件被矯直，則=0，如軋件未被矯直，在輥式矯直機(jī)上，前一輥的殘余曲率將是下一輥的原始曲率，即，式中i指輥數(shù)。 殘余曲率是反彎曲率與彈復(fù)曲率的代數(shù)差：=- ，顯然欲使軋件矯直，則必須使殘余曲率=0，由上式得：=

25、，此式是一次反彎矯直時(shí)（壓力矯直機(jī)）選擇反彎曲率的基本原則。 2.3 本矯直機(jī)的工作原理和壓下方案選擇 平行輥矯直機(jī)屬于連續(xù)性反復(fù)彎曲的矯直設(shè)備，這種矯直機(jī)克服了壓力矯直機(jī)斷續(xù)工作的缺點(diǎn)，使矯直效率成倍提高，使矯直工序得以進(jìn)入連續(xù)生產(chǎn)線。 金屬材料在較大的彈塑性彎曲條件下，不管其原始彎曲程度有多大區(qū)別，在彈復(fù)后所殘留的彎曲程度差別會顯著減小，甚至?xí)呌谝恢?。隨著壓彎程度的減小其彈復(fù)后的殘留彎曲必然會一致趨近于零值而達(dá)到矯直目的。因此平行輥矯直機(jī)必須具備兩個(gè)顯著的特征：第一，具有相當(dāng)數(shù)量的交錯(cuò)布置的矯直輥以實(shí)現(xiàn)多次的反復(fù)彎曲；第二，壓彎量可以調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)矯直所需要的壓彎方案。 下面以5

26、輥矯直法用圖形表示如圖2.2：（便于理解矯直原理） 圖2.2 5輥矯直法 平行多輥矯直機(jī)的壓下方案有三種，①最小壓彎遞減方式，即矯直機(jī)每個(gè)輥的壓下量都可單獨(dú)調(diào)整的假想方案。矯直機(jī)上各個(gè)輥?zhàn)臃磸澢实倪x擇原則是：只消除軋件在前一輥產(chǎn)生的最大殘余曲率，使之變直。②最小殘差遞減方式，即使具有不同原始曲率的軋件經(jīng)過較少次數(shù)劇烈的大變形反彎，以迅速消除其原始曲率的不均勻度，然后按矯直單值曲率的辦法加以矯直的方案。③線性遞減方式。其中最常用的是線性遞減方式，薄板矯直多采用這種方案，也是本文討論的方式。這種方式的特點(diǎn)是：從第二輥(第一個(gè)上輥)到最后第二輥(最后一個(gè)上輥)的壓彎量按線

27、性遞減，最后第二棍的壓彎曲率一般為彈性極限曲率，前面第二輥的壓彎曲率則不受嚴(yán)格限制。由于這種壓下方式多用于薄板材矯直，故第二輥壓下曲率都較大。工業(yè)生產(chǎn)中采用這種方案的多輥矯直機(jī)的輥數(shù)一般都較多，有11，13，17， 19，21，23輥等，同時(shí)輥徑要盡量小，這樣使板材得到較大的變形，變形愈大愈有利于消除波浪彎。（本部分見參考文獻(xiàn)[1]） 2.4 輥系方案選擇 平行輥矯直機(jī)發(fā)展歷史較長，輥系結(jié)構(gòu)形式很多，且主要與用途和矯直質(zhì)量有關(guān)。這里介紹幾種典型輥系，如下圖圖2.3所示： 圖2.3 典型輥系 輥系a是上輥組平行升降的輥系，主要用于熱矯直厚板、粗矯板材和在展卷機(jī)后平整帶材等工

28、作；輥系b有所改進(jìn)，兩端輥單獨(dú)調(diào)整，有利于中間各輥加大壓下，也有利于兩端輥的咬入及提高矯直質(zhì)量，主要用于熱矯直板材。輥系c是一種靈活性較大的多用途輥系，上輥可以調(diào)成平行升降、單向傾斜和雙向傾斜等形式。第一個(gè)用途同圖a,第二個(gè)同圖d，第三個(gè)用途為可以進(jìn)行反復(fù)及雙向咬入的矯直。輥系d是按線形遞減壓下的板材矯直輥系。輥系e是型材矯直的常用輥系，各上輥單獨(dú)調(diào)整可以采用各種壓下方案。輥系f是矯直板材的輥系，帶有支撐背輥，它有兩個(gè)作用：一，矯直寬板時(shí)輥?zhàn)犹L，剛度不夠，用支撐輥來保持工作輥的剛度；二，矯直薄板時(shí)要消除波浪需要用支撐輥來改變工作輥的凸度。這種輥系也稱為四重式矯直輥系。輥系g比前一種增加一排中

29、間輥，由于支撐輥多為盤形，長期工作中使工作輥表面被壓出痕跡，這時(shí)若矯直工件的表面要求光亮，而輥面壓痕很可能在工件表面上留下條狀暗影甚至印痕。故用中間輥隔離上述壓痕的傳遞。這種輥系也稱為六重式矯直輥系。 除這些典型輥系外，近代新研制設(shè)計(jì)了不少性能更好的輥系。不過它們都是在已有的輥系基礎(chǔ)上的改進(jìn)。如圖2.4的異輥距輥系，特點(diǎn)就是加大了入口側(cè)的輥距，以減 圖2.4 德國9輥式異輥距矯直輥系 少入口側(cè)各輥的壓力，尤其可以減少第3輥的斷軸事故。同時(shí)還追求等強(qiáng)度設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)。隨著矯直力的逐漸減小，向著出口側(cè)逐步也減小了輥距尺寸。它由于空矯區(qū)（不產(chǎn)生矯直彎矩的區(qū)間）比較短，可以明顯的減輕補(bǔ)

30、矯工作。即用縮短兩端輥間距的辦法使工件頭尾經(jīng)歷正負(fù)兩次短距離的反彎，可以使空矯區(qū)成倍縮短。空矯區(qū)的縮短將會使矯直質(zhì)量提高及補(bǔ)矯工作減輕。同時(shí)各輥矯直力也有了很大的改善。 以上分析比較可以看出，輥系f比較適合矯直薄板材，故選擇這種輥系。另外可以適當(dāng)縮短兩端的輥距，以減小空矯區(qū)。同時(shí)設(shè)計(jì)成異輥距類型，使性能更好。(見參考文獻(xiàn)[1]) 3 主要系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算 3.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 3.1.1 結(jié)構(gòu)參數(shù) 1． 輥數(shù) 選擇輥數(shù)的原則是在保證矯直質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。對于薄板矯直機(jī)，由于b/

31、h比值很大，原始彎曲曲率較大，以及瓢曲和浪形的二維形狀缺陷嚴(yán)重，應(yīng)減小輥距以增加板材的彈塑性彎曲變形，但由于輥距不能選的過小，故要增加輥數(shù)?，F(xiàn)參考文獻(xiàn)[2]，在表11-3中確定輥數(shù)。為此需計(jì)算矯直機(jī)最大負(fù)荷特性： (為鋼板屈服極限，為鋼板最大寬度，為鋼板最大厚度) 設(shè)計(jì)任務(wù)要求，矯直機(jī)典型鋼種為，經(jīng)查詢，知其，現(xiàn)??；另外鋼板規(guī)格為，?。?，取。故，由表11-3得知輥數(shù)取13。又根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)知輥數(shù)取11即可。 2. 輥徑、輥距與輥長 參閱文獻(xiàn)[1]中圖3-12知矯直最佳區(qū)域中，單位厚度輥徑值滿足。因?yàn)椋?，又因?yàn)椋?，故，所以可以取輥徑。支撐輥輥徑應(yīng)取大一些，取為。

32、使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，軸頸尺寸不能過大，近似地選擇。另外，只要條件允許，輥頸直徑和輥身的過渡圓角均應(yīng)選大一些。根據(jù)公式和可以確定工作輥輥頸直徑和輥頸長度 輥距 （其中，壓彎量單獨(dú)調(diào)節(jié)時(shí)取較大值，集體調(diào)節(jié)時(shí)取較小值，為輥?zhàn)幼畲笾睆剑?。所? 再從表11-3（參考文獻(xiàn)[2]）中由知輥距比較合適。下面根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及已有變輥距矯直機(jī)做參考，確定各處輥距如圖3.1所示： 圖3.1 本矯直輥系各輥距大小 輥長 （時(shí)，；時(shí)，） 3. 支撐輥 前面已經(jīng)確定支撐輥直徑為。下面確定支撐輥的布置方式和相關(guān)尺寸： 由于上面所設(shè)置的輥距較小，同時(shí)工作輥輥

33、徑與輥身比值處于中間，既不大也不小，故這里考慮采用垂直布置方案。為了調(diào)整工作輥的撓度，有效地消除板帶的局部瓢曲或單、雙邊浪形。這里采用多段支撐輥矯直方案。其各段支撐輥可以單獨(dú)調(diào)整壓下，沿工作輥長度方向可使帶材產(chǎn)生不同的變形，以消除板帶邊緣或中部的板形缺陷。具體布置形式如圖3.2： 圖3.2 支撐輥布置圖 圖1——消除雙邊浪形 圖2——消除中間瓢曲 圖3——消除單邊浪形 與工作輥一樣，我們可以得到支撐輥輥頸直徑為和輥頸長度 3.1.2 力能參數(shù) 1. 確定壓彎量并計(jì)算矯直力 1）壓彎量 前面已經(jīng)確定壓彎方案選擇線性遞減壓彎方案，現(xiàn)首先確定入口及出口處的壓彎量： 已知矯

34、直機(jī)為類型。工件尺寸為，代表鋼種為，取其。 該方案中規(guī)定變形大致范圍為。包含和，工件通過第二輥后，方向趨同，但是中包含最大和最小的彎曲狀態(tài)，而最小的，要使這個(gè)在反彎之后也獲得一種與其他相差不多的彈復(fù)能力，就必須采用加大的。由于（見參考文獻(xiàn)[2]），故取。假設(shè)鋼板原始的彎曲最大為，則第二輥后的彈復(fù)曲率比為 其殘留曲率比為 這個(gè)，需用彈塑性撓度計(jì)算法。由公式1-165（文獻(xiàn)2）知 其中 所以 出口壓彎撓度 所以入口壓彎量為，出口為 由于輥數(shù)為11，那么上輥組的傾斜度為： 所以 由，，， 得

35、表3.1如下： 表3.1 各輥?zhàn)訅簭澚? 圖3.3為第2到第10輥每個(gè)輥?zhàn)拥膲簭澚?，從這個(gè)圖中明顯地看出壓下方式為線性遞減壓下： 圖3.3 線性遞減壓下 2）矯直力 查圖3-14（文獻(xiàn)[2]）得 根據(jù)公式和得各個(gè)輥?zhàn)犹幍膹澗貫椋? 按連續(xù)梁的三彎矩方程式計(jì)算后（其中前面已經(jīng)給出計(jì)算式子）寫出矯直力為： 2. 軸承壓力 矯直輥所承受的矯直力直接作用于軸承上。機(jī)架結(jié)構(gòu)采用簡支式結(jié)構(gòu)。如圖3.4所示為輥?zhàn)虞S承受力分析圖： 圖3.4 矯直輥軸承受力圖 那么

36、 軸承受力總和為 取，那么各個(gè)輥?zhàn)觾啥说妮S承受力大小可以計(jì)算如下： 所以 2． 矯直輥轉(zhuǎn)矩 矯直輥在矯直力作用下所需克服的阻力包括軸承摩擦阻力、輥面與工件間的滾動(dòng)摩擦阻力及工件的塑性變形阻力。下面分別求這兩個(gè)力 1） 軸承摩擦阻力 前面已經(jīng)確定機(jī)架結(jié)構(gòu)為簡支結(jié)構(gòu)，那么根據(jù)下面公式（參考文獻(xiàn)[2]）即可求得該摩擦阻力： 其中為工件與輥面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，板材為；高溫板材為；為軸承摩擦系數(shù)，尼龍軸承；青銅軸承；滾動(dòng)軸承。為軸頸直徑。 2）工件塑性變形阻力： 其中是第輥處的轉(zhuǎn)矩，是第輥處的矯直變形能 這

37、里 其中可由下式子計(jì)算： 將代替代入得 從而根據(jù)上面給出的公式求得每個(gè)輥?zhàn)犹幍某C直變形能為 進(jìn)而求得工件塑性變形阻力為 3） 總轉(zhuǎn)矩 上面兩個(gè)阻力求出之后，相加即得總轉(zhuǎn)矩 3． 矯直功率 為了使矯直機(jī)適應(yīng)生產(chǎn)線，速度取生產(chǎn)線速度。又因?yàn)橛兄屋?，矯直機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)效率可取為。那么計(jì)算到電機(jī)處的驅(qū)動(dòng)功率為 3.2 液壓壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.2.1 電液伺服系統(tǒng)簡介 電液伺服系統(tǒng)除了具有液壓系統(tǒng)多固有的特點(diǎn)之外，還有自身明顯的特點(diǎn)。這種系統(tǒng)動(dòng)作靈敏，頻帶寬，控制精度高，但是價(jià)格昂貴，抗污染性較差，效率低。該系統(tǒng)中最重要的元件是電

38、液伺服閥。 電液伺服控制系統(tǒng)一般由以下幾個(gè)部分組成：指令元件，控制放大器，電液伺服閥，液壓缸或者液壓馬達(dá)，被控對象和檢測元件。由圖可以看出該系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。如圖3.5所示 圖3.5 電液伺服系統(tǒng)的基本組成 3.2.2 液壓壓下系統(tǒng)的組成 平行多輥矯直機(jī)的發(fā)展歷史較長，輥系結(jié)構(gòu)形式很多。線性遞減壓下的板材矯直機(jī)的輥系結(jié)構(gòu)是：所有上輥都固定在上輥驅(qū)動(dòng)平板上或者上輥連接裝置上，通過控制驅(qū)動(dòng)平板來控制壓下量。其結(jié)構(gòu)如圖3.6所示 圖3.6 線性遞減法輥系結(jié)構(gòu) 從上圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)主要部件就是上下排輥。前后輥縫要可調(diào)，且排輥?zhàn)陨硪D(zhuǎn)動(dòng)。 液壓壓下系統(tǒng)的整體結(jié)

39、構(gòu)由空間分立的三個(gè)部分組成：以PLC為核心的電氣控制柜、以泵和閥為主體的液壓柜、以液壓缸、馬達(dá)和上下排輥為主體的機(jī)械結(jié)構(gòu)。電氣柜有電源、電氣保護(hù)元件、PLC、放大器（6個(gè)伺服閥放大器），面板（配置觸摸屏、開關(guān)、按扭、指示燈）等；液壓柜下部為油箱，上部為泵組和閥組；機(jī)械部分的上部安裝液壓缸（缸體上有壓力傳感器），六個(gè)位移傳感器安裝在上下兩部分之間。 3.2.3 液壓控制系統(tǒng)工作原理 由于本人對液壓系統(tǒng)了解程度不夠，這里只對液壓壓下系統(tǒng)進(jìn)行原理上的介紹，并對部分液壓元件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 該系統(tǒng)是決定板材矯直效果的關(guān)鍵部分，采用閉環(huán)控制。圖形如下面3.7 圖3.7 液壓控制系統(tǒng)原理圖

40、 系統(tǒng)采用三位四通O型電液伺服閥控制液壓缸的一端。伺服閥對液壓缸下腔供油，下腔壓力增大，上矯直輥驅(qū)動(dòng)平板下移，輥縫減小，伺服閥卸荷，液壓缸下腔壓力減小，平板上移，輥縫增大。位移傳感器檢測到平板的位移信號的變化，可以反饋給系統(tǒng)，通過對伺服閥的控制來調(diào)節(jié)輸入到液壓缸下腔的壓力油的流量，最終使輥縫維持在恒定值。液壓缸上腔的壓力由背壓閥提供，可以認(rèn)為是一個(gè)常數(shù)。大流量泵對液壓缸下腔供油，小流量泵對液壓缸上腔供油。 由于支撐輥有三排，故設(shè)置6個(gè)液壓缸來控制，每排有2個(gè)液壓缸來控制其壓下量。而每個(gè)液壓缸分別由一個(gè)獨(dú)立的伺服閥控制。這樣就能夠滿足矯直機(jī)對鋼板中心浪形和邊浪的平整。 工作參數(shù)設(shè)定在觸摸屏

41、上，從而實(shí)現(xiàn)平板壓下量的設(shè)定，進(jìn)行精確矯直。電氣控制部分是以帶觸摸屏的 PLC為核心的自動(dòng)化控制設(shè)備，有良好的人機(jī)界面?？驁D如3.8所示 機(jī)器啟動(dòng)后，首先在觸摸屏上將前后輥縫及輥?zhàn)虞S向上的壓下量設(shè)定。矯直過程中的輥縫和速度等參數(shù)可以在顯示屏上顯示出來，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，指示燈報(bào)警，同時(shí)系統(tǒng)控制壓下油缸卸荷，以松開輥?zhàn)印? 圖3.8 電氣控制原理 位置控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過直線位移傳感器實(shí)時(shí)檢測每個(gè)液壓缸對應(yīng)位置的上下排輥的間距，位置量轉(zhuǎn)化成電流，輸入PLC的A/D模塊，經(jīng)過比較分析，PLC計(jì)算出控制量，經(jīng)D/A模塊輸出控制電壓，經(jīng)放大器放大后轉(zhuǎn)化成電流，輸入到比例控制閥，控制其

42、流量，從而改變壓下量。 PLC、觸摸屏、旋轉(zhuǎn)編碼器、位移傳感器等可以進(jìn)行適當(dāng)選擇。 3.2.4 液壓壓下系統(tǒng)部分參數(shù)計(jì)算 1． 液壓缸 每個(gè)驅(qū)動(dòng)平板由兩個(gè)液壓缸來控制其壓下量，為分析方便，將其分成兩部分，忽略彼此之間的耦合。和液壓缸相連的驅(qū)動(dòng)平板的二分之一部分的受力如下3.9： 3.9 缸體受力情況 平衡方程： 為作用在平板上的外負(fù)載；為平板和與缸體固定的管道總質(zhì)量的一半。 各參數(shù)的確定： 1）系統(tǒng)供油壓力：考慮到液壓元件及伺服閥的額定壓力系列，并考慮到可靠性與維護(hù)，取 2）負(fù)載壓力：為保證伺服閥閥口上有足夠的壓降，以確保其控制能力，取 3）壓下缸行程：根據(jù)板

43、坯厚度、成品厚度及故障狀態(tài)的過鋼要求等，確定 4）液壓缸背壓：取 5）上、下腔面積和 由上面平衡方程得 壓下力 令面積比得 由于（其中2為載荷系數(shù)），并取得 從而得缸體直徑為，參考液壓缸直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選取 令，那么，同樣選取 從而， 2． 伺服閥參數(shù)的確定 1） 負(fù)載流量 由壓下速度，可求出伺服閥的負(fù)載流量 2） 伺服閥的選擇及其參數(shù) 選用莫格（MOOG）D791系列伺服閥，主要參數(shù)如下： 額定流量 （單邊） 額定供油壓力 滯環(huán) 分辨率 3） 伺服閥的工作流量 閥口實(shí)際壓降 式中，液壓站至管路總壓降，伺服

44、閥油油管路壓降，額定負(fù)載壓力。將這些參數(shù)代入上面的式子中，得 于是伺服閥的工作流量： 4） 實(shí)際壓下速度的校驗(yàn) 由，可得實(shí)際壓下速度 可滿足靜態(tài)要求 3． 液壓泵的選擇 可選擇一種壓力補(bǔ)償型變量葉片泵，它可根據(jù)外負(fù)載（泵出口壓力）的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的排量。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：零件少、可靠性高、容積效率和總效率高、耐久度好 4． 液壓缸間的同步控制策略 為了得到滿意的矯直效果，必須控制上下排輥的平行度，也就是控制液壓缸之間的同步度。由于控制出口端或者入口端的三個(gè)液壓缸分別由各自的伺服閥控制，因此，這三個(gè)缸之間的同步誤差必須控制在一定范圍內(nèi)。 經(jīng)過參

45、閱有關(guān)資料，選擇主/輔控制單邊校正方案的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。其方案圖如3.10 圖3.10 串聯(lián)結(jié)構(gòu) 其中1表示主液壓缸，2、3表示輔助液壓缸。因?yàn)殡娨核欧y輸入正電壓時(shí)，液壓缸下移，輥縫變小，所以對于2、3來說，在加法器中對同步誤差反饋部分的疊加應(yīng)該是減號。 這種結(jié)構(gòu)以主缸1為基礎(chǔ)，通過調(diào)整輔缸2、3來使三者之間同步。主缸1以理想位移為輸入信號，輔缸2、3以主缸的實(shí)際位移輸出為輸入信號，也就是輔缸來跟蹤主缸，輔缸與主缸之間的時(shí)間位置偏差反饋給輔缸，調(diào)整后使二者同步。 3.3 矯直輥及其軸承的選擇和強(qiáng)度校核 3.3.1 輥?zhàn)硬牧线x擇 參考文獻(xiàn)[6]，可以知道矯直輥材料的要求一般如

46、下： 1．為了保證矯直輥有足夠的耐磨性、表面硬度和使用壽命，盡量不要用含Mn的材料，因?yàn)?，Mn和Fe所形成的碳化物，質(zhì)點(diǎn)太硬，形成麻點(diǎn)。另外工作輥的硬度都應(yīng)達(dá)到Hs=7O以上。 2．工作輥和支承輥的硬度差不能小，否則，支承軸對工作輥表面產(chǎn)生磨損，從而直接影響鋼板的表面質(zhì)量。從表四可看出硬度差為Hs=10較為合適。 3．工作輥硬化層深度為10mm為最佳。 另外，影響淬硬性和淬透性的主要元素是C、Cr、Mo、Ni。C含量降低使得其淬火時(shí)不易發(fā)生開裂；Cr含量的提高可以增大材料的耐磨性；適量加入Mo，可以提高淬透性和輥?zhàn)拥拇阌矊雍穸?；Ni可以提高淬透性，但是會增大回火脆性。另外，假如適量的V

47、，可以細(xì)化晶粒，形成少量的含V的碳化物，提高耐磨性和回火穩(wěn)定性。（見參考文獻(xiàn)[7]） 綜合分析以上的因素，最終確定選擇工作輥和支撐輥均選擇35CrMoV。要求其經(jīng)過表面淬火后的表面硬度為,支撐輥為。其余部位的調(diào)質(zhì)硬度為。經(jīng)查詢參考文獻(xiàn)[6]，得到35CrMoV的組成情況為：C ，Mn ,Cr ,Mo ,V ；；力學(xué)性能為： 選擇完材料后，應(yīng)對其進(jìn)行熱處理，其大致工藝如下： 1． 預(yù)先熱處理——等溫球化退火：消除鍛造應(yīng)力、細(xì)化晶粒、降低硬度、便于機(jī)械加工等。 2． 調(diào)質(zhì)處理：改善心部組織，保證心部有良好的綜合機(jī)械性能，為最終表面淬火做好組織和性能準(zhǔn)備。 3． 輥身表面感應(yīng)加熱淬火：隨著

48、感應(yīng)器間隙的增大，硬化層深度增加；隨著感應(yīng)器移動(dòng)速度的加快，硬化層的深度減小。故要適當(dāng)調(diào)節(jié)間隙和深度。保證表面硬度。然后進(jìn)行低于回火溫度的除應(yīng)力回火。 3.3.2 輥?zhàn)訌?qiáng)度校核 前面已確定工作輥直徑為，長度為1700，支撐輥直徑為。使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，軸頸尺寸不能過大，近似地選擇。另外。只要條件允許，軸徑直徑和軸身的過度圓角均應(yīng)選大一些。 根據(jù)公式：， （文獻(xiàn)[3]）得 工作輥： ，， 支撐輥： ，， 1）彎曲強(qiáng)度 對支撐輥來說，只需計(jì)算輥身中部和輥徑斷面的彎曲應(yīng)力，其彎曲力矩和應(yīng)力分布如下圖3.11： 3.11 支撐輥彎曲力矩和應(yīng)力分布圖 由于第2

49、輥彎矩最大、第8輥的軋制力最大，故驗(yàn)證該輥對應(yīng)的支撐輥的強(qiáng)度。在輥徑斷面1—1和2—2斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即： 式中： ——軋制壓力； ，——該處的斷面直徑； ——斷面1-1和2-2到支反力處的距離； ——許用彎曲應(yīng)力； 第二輥： 現(xiàn)已知：，， .（經(jīng)插值法算得） 那么： 輥身中部3-3斷面處彎矩最大， 那么 第8輥：其余參數(shù)一樣。 材料的彎曲疲勞極限，取安全系數(shù)S

50、=1.8，那么。很明顯上述彎曲應(yīng)力都小于極限彎曲應(yīng)力，故合適。 對于工作輥，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ， 式中： ——最大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，——扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)。另外還要考慮應(yīng)力集中系數(shù)，故： 第二輥 由于有彎輥裝置，還要考慮彎曲應(yīng)力， 按第四強(qiáng)度理論： 同樣第8輥： ，也適合。 2）接觸強(qiáng)度 參照文獻(xiàn)[5]式子（3—11）得（平均載荷）。 式中： ——均布載荷，——輥?zhàn)影霃?，——彈性摸量? ——接觸區(qū)寬度。 式子（3—13）得 查表3—8得許用接觸應(yīng)力，取安全系數(shù)， 那么 ，經(jīng)驗(yàn)證，接觸強(qiáng)度滿足要求。 3.3.3 軸承的選擇及壽命驗(yàn)證 工作條件：由于矯直機(jī)矯直輥徑向載荷

51、大，軸向載荷很小，同時(shí)，軸有彎曲變形，還有工作的軸速也不是很高，故選用調(diào)心滾子軸承。我國北方軸承研究所研制的一種“密集型軸承”，其額定載荷是現(xiàn)有傳統(tǒng)軸承的兩倍以上，故可選用。（見文獻(xiàn)[4]） 參考文獻(xiàn)[9]中表格13—3初選軸承使用壽命 ，又已知其工作溫度600C左右。 1） 支撐輥 ， 轉(zhuǎn)速 ，運(yùn)轉(zhuǎn)條件正常，可靠度為 90%。 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷： 軸向力很小，可以略去不計(jì)。故 ，為動(dòng)載荷系數(shù)，由表（13—6）查得： 計(jì)算基本額定動(dòng)載荷： 式中 ，，，（查參考文獻(xiàn)[6]中的表13—4） 那么 按軸承樣本或設(shè)計(jì)手冊選擇尺寸為“”的密封型軸承，其基本

52、額定載荷約為同類型軸承（22308TN1/W33）的兩倍。 即 ， ，選擇上述密集型軸承2個(gè)進(jìn)行并列，那么 壽命： 滿足要求。 靜載荷： 徑向當(dāng)量載荷： 由 得（為靜強(qiáng)度系數(shù)，?。? 那么 ，滿足要求。 2） 工作輥 由于工作輥基本不承受矯直力，故可以按軸承的靜強(qiáng)度進(jìn)行選擇。 由 查表或手冊，選取尺寸為“”的密集型軸承，其性能相當(dāng)于同類型22208的兩倍以上。 故 ，滿足要求。 3.3.4 減速機(jī)、齒輪座、電機(jī)和萬向聯(lián)軸節(jié)的選擇計(jì)算 1．減速機(jī) 主傳動(dòng)系統(tǒng)中，減速機(jī)除有減速作用以外，還有均衡分配傳動(dòng)扭矩的作用，因此也稱為假速分配器。它

53、有三種主要形式：圓柱齒輪型、圓柱—圓錐齒輪型和蝸輪型。這三種形式中每種分為單、雙、三、四支等結(jié)構(gòu)。 在輥數(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，齒輪座是齒輪尺寸也大，使齒輪座出軸的間距很難與矯正輥間距相適應(yīng)，因此，在輥式鋼板矯正機(jī)上，大多使用多支的減速分配器。這樣也可以使齒齒輪座的載荷均勻。 由于本矯直機(jī)中第二輥的矯直扭矩最大，因此對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。為適應(yīng)矯正機(jī)在連續(xù)機(jī)組中的安裝，將矯正機(jī)設(shè)計(jì)成可以雙向進(jìn)料的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，矯正機(jī)另一端的第二輥也又減速機(jī)的出軸直接傳動(dòng)。那樣，減速機(jī)中心距和應(yīng)等于齒輪座兩邊第二軸之間

54、的距離，如圖3.12所示： 3.12 減速分配器和齒輪座示意圖 值受齒輪座最大中心距的限制，是按矯直輥?zhàn)畲笾行木嗪腿f向連接軸的長度以及連接軸傾角不超過60 的條件來確定的。前面已經(jīng)算得，第一輥和第十一輥中心距為615mm，故這里。 2．選電機(jī)（參考文獻(xiàn)[10]） 前面求得驅(qū)動(dòng)功率為。綜合考慮機(jī)械負(fù)載特性（恒功率），斷續(xù)周期工作制，無調(diào)速要求，有過載能力。 工作條件：冶金用，所以灰塵和渣子較多，溫度較高等工作條件，選擇負(fù)荷率為 0.8。那么 選YIR系列起重及冶金用三相異步電機(jī)：（重型%=40%） 從表16—1—83中查得，型號： 機(jī)座號：315M，, 3．聯(lián)軸器（參

55、考文獻(xiàn)[10]） 萬向聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距： 式中 ——萬向聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)距（Nm） ——萬向聯(lián)軸器的疲勞轉(zhuǎn)距（Nm） ——萬向聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)距（Nm） ——驅(qū)動(dòng)功率KW ——萬向聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速 r/min ——萬向聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)速修正系數(shù) ——萬向聯(lián)軸器的壽命修正系數(shù) ——萬向聯(lián)軸器的兩折角修正系數(shù) ——載荷修正系數(shù)載荷均勻；工作平穩(wěn)時(shí)；載荷不均勻時(shí)；中等沖擊較大沖擊載荷和頻繁正反轉(zhuǎn)時(shí)特大沖擊載荷和頻繁正反轉(zhuǎn)時(shí)，。 這里（減速器效率為80%），（與工作輥一致）。查圖5—2—4得（取折角為60）；。 那么

56、 從表5—2—15中選?。? SWP180A型1000（1250，1400，1600，1800）。JB/T3241—1991 其相關(guān)參數(shù)如下：回轉(zhuǎn)直徑，，，1250，1400，1600，1800等。伸縮量 4．減速器（參考文獻(xiàn)[10]） ，考慮工作環(huán)境及傳動(dòng)比大小，經(jīng)濟(jì)等方面的因素來選取。 1）減速器的計(jì)算功率 由 。 式中 ——計(jì)算功率KW ——載荷功率 KW ——減速器公稱輸入功率 ——工況系數(shù) ——啟動(dòng)系數(shù) ——可靠度系數(shù) 這里 =72KW，查表15—2—8～15—2—10得=1，=1

57、，=1.56， 那么 按接近公稱轉(zhuǎn)速750r/min，查表15—2—4，初選ZDY160， ,,。 2）校核熱平衡許用功率 查表15—2—11～15—2～13得 （）。 按式15—2—3計(jì)算得 熱平衡許用功率： 查表15—2—7，對于ZDY160型，，盤狀水管冷卻時(shí)，。因此，可選定ZDY160—2.8—Ⅰ型減速器，采用油池潤滑，盤狀水管冷卻調(diào)管油。 4. 矯直機(jī)安裝、調(diào)試與潤滑 4.1 平行輥矯直機(jī)的安裝與調(diào)試 矯直機(jī)的安裝與一般通用設(shè)備的安裝具有一定的差別，主要是矯直機(jī)的精度比較高，所以要求它的

58、安裝精度也比較高，尤其是在矯直機(jī)機(jī)架的水平和中心兩個(gè)方面： 水平方向：主要影響矯直輥的水平度； 中心方向：主要影響鋼板進(jìn)出時(shí)對兩側(cè)導(dǎo)輥的壓力等。 所以，平行輥矯直機(jī)的安裝順序如下： 1.基礎(chǔ) 基礎(chǔ)：把矯直機(jī)牢固地固定在要求的位置上，而且把矯直機(jī)本身的重量和工作時(shí)的作用力傳遞到土壤中去，并吸收振動(dòng)。 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)：根據(jù)矯直機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、動(dòng)力作用的性質(zhì)，選擇基礎(chǔ)類型，在堅(jiān)固和經(jīng)濟(jì)的條件下，確定基礎(chǔ)最合適的尺寸和強(qiáng)度等。 基礎(chǔ)的驗(yàn)收：由安裝部門根據(jù)圖樣和技術(shù)規(guī)范，對基礎(chǔ)工程進(jìn)行全面檢查。 2.設(shè)置安裝基準(zhǔn) 矯直機(jī)在安裝時(shí)，其前后左右的位置根據(jù)縱橫中心線來調(diào)整，上下位置根據(jù)標(biāo)高按基準(zhǔn)點(diǎn)來

59、調(diào)整。這里要求精度比較高，因?yàn)橹苯佑绊懗C直機(jī)的矯直精度，所以這里要求是5‰，保證矯直輥精度。 3.設(shè)置墊板 一次灌漿出來的基礎(chǔ)，其表面的標(biāo)高和水平度很難滿足矯直機(jī)安裝精度的要求，因此常采用墊板來調(diào)整。 墊板的作用：利用墊板的高度來調(diào)整矯直機(jī)的標(biāo)高和水平度；通過墊板把矯直機(jī)的重量和工作載荷均勻地傳遞給基礎(chǔ)；在特殊情況下，也可以通過墊板校正矯直機(jī)機(jī)座的變形。 墊板的材料：普通鋼或鑄鐵。 墊板的面積計(jì)算： 其中式中，A：墊板總面積，; C：安全系數(shù)，取; R：混凝土的抗壓強(qiáng)度，; ：矯直機(jī)自重加在墊板上的負(fù)荷與工作負(fù)荷，

60、; ：地腳螺栓的緊固力，,; ：地腳螺栓材料的許用應(yīng)力，; ：地腳螺栓總有效截面積，。 4.矯直機(jī)的吊裝、找正、找平、找標(biāo)高 設(shè)備從工地沿水平和垂直方向運(yùn)到基礎(chǔ)上就位的整個(gè)過程稱為吊裝。 然后對矯直機(jī)進(jìn)行“三找”，即：找平、找正、找標(biāo)高。為了保證其精度，在這里要用到水準(zhǔn)儀或激光儀來測量，以保證其精度。 5.二次灌漿 由于有墊板，所以在基礎(chǔ)表面和矯直機(jī)機(jī)座底部會形成空洞，這些空洞在矯直機(jī)投產(chǎn)前用混凝土填滿，這一作業(yè)稱為二次灌漿。 由于二次灌漿充滿的空洞不大，所以通常選用的石子塊度要比一次灌漿基礎(chǔ)的要小。 6.試運(yùn)轉(zhuǎn) 試運(yùn)

61、轉(zhuǎn)是機(jī)械設(shè)備安裝中最后的，也是最重要的階段。經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械設(shè)備就可按要求正常地投入生產(chǎn)。在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，無論是設(shè)計(jì)、制造和安裝上存在的問題，都會暴露出來。必須仔細(xì)分析，才能找出根源，提出解決的辦法。 由于機(jī)械設(shè)備種類和型號多，試運(yùn)轉(zhuǎn)涉及的問題面較廣，所以安裝人員在試運(yùn)轉(zhuǎn)之前一定要認(rèn)真熟悉有關(guān)技術(shù)資料，掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能和安全操作規(guī)程，才能搞好試運(yùn)轉(zhuǎn)工作。 1) . 試運(yùn)轉(zhuǎn)前的檢查 ①機(jī)械設(shè)備周圍應(yīng)全部清掃干凈。 ②機(jī)械設(shè)備上不得放有任何工具、材料及其他妨礙機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的東西。 ③機(jī)械設(shè)備各部分的裝配零件必須完整無缺，各種儀表都要經(jīng)過試驗(yàn)，所有螺釘、銷釘之類的緊固件都要擰緊并固定好。

62、④所有減速器、齒輪箱、滑動(dòng)面以及每個(gè)應(yīng)當(dāng)潤滑的潤滑點(diǎn)，都要按照產(chǎn)品說明書上的規(guī)定，保質(zhì)保量地加上潤滑油。 ⑤檢查水冷、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)的管路、閥門等，該開的是否已經(jīng)打開，該關(guān)的是否已經(jīng)關(guān)閉。 ⑥在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)前，應(yīng)先開動(dòng)液壓泵將潤滑油循環(huán)一次，以檢查整個(gè)潤滑系統(tǒng)是否暢通，各潤滑點(diǎn)的潤滑情況是否良好。 ⑦檢查各種安全設(shè)施(如安全罩、欄桿、圍繩等)是否都已安設(shè)妥當(dāng)。 ⑧只有確認(rèn)設(shè)備完好無疑，才允許進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在設(shè)備起動(dòng)前還要做好緊急停車的準(zhǔn)備，確保試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的安全。 2）. 試運(yùn)轉(zhuǎn)的一般步驟： 先無負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)； 后有負(fù)荷負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)； 先低速試運(yùn)轉(zhuǎn)； 后高速試運(yùn)轉(zhuǎn)； 先單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)；

63、 后聯(lián)動(dòng)試運(yùn)轉(zhuǎn)； 4.2 平行輥矯直機(jī)的維護(hù)與潤滑 4.2.1 矯直機(jī)的維護(hù)和修理制度 二輥滾光矯直機(jī)采用現(xiàn)在冶金設(shè)備比較通用的點(diǎn)檢定修制度： 點(diǎn)檢包括：日常檢查、定期檢查和精度檢查。 定修包括：確定修理周期和確定修理方法。 4.2.2 矯直機(jī)的潤滑 矯直機(jī)的潤滑采用通用機(jī)械設(shè)備的潤滑方法進(jìn)行潤滑，只有像矯直輥、減速器、聯(lián)軸器及軸承等幾個(gè)部分需要專門的潤滑，這零件的潤滑在選用潤滑劑也有要求，下面進(jìn)行具體介紹： 1. 滾動(dòng)軸承是使用十分廣泛的一種重要支撐部件，屬于高副接觸。由于滾動(dòng)軸承中的滾動(dòng)體與內(nèi)外滾道間的接觸面積十分狹小，接觸區(qū)內(nèi)壓力很高，因而對油膜的抗壓強(qiáng)度要求很高。

64、在滾動(dòng)軸承的損壞形式中，往往由于潤滑不良而引起軸承發(fā)熱、異常的噪聲、滾道燒傷及保持架損壞。因此，必須十分注意選擇滾動(dòng)軸承的潤滑方式和潤滑劑。 通過比較潤滑油和潤滑脂，如表4.1所示。并且矯直機(jī)軸承的工作條件為：溫度在60℃以上，承受較大的矯直力，有污染。 表4.1 滾動(dòng)軸承潤滑油、脂的選擇 影響選擇的因素 潤滑油 潤滑脂 溫度 當(dāng)油池溫度超過90℃或軸承溫度超過200℃時(shí)，可采用特殊的潤滑油 當(dāng)溫度超過120℃時(shí)，要用特殊潤滑脂，當(dāng)溫度升高200~220℃時(shí)，再潤滑的時(shí)間間隔要縮短 速度因素（值） 值〈 450000~500000 值〈 300000~350000

65、 載荷 各種載荷直到最大 低到中等 軸承形式 各種軸承 不用于不對稱的球面滾子止推軸承 殼體設(shè)計(jì) 需要較復(fù)雜的密封和供油裝置 較簡單 長時(shí)間不維護(hù) 不可以用 可用。根據(jù)操作條件，特別要考慮溫度 集中供給（同時(shí)供給其他零部件） 可用 不可用，不能有效地傳熱，也不能作為液壓介質(zhì) 最低的扭矩?fù)p失 為了獲得最低功率損失，應(yīng)采用有洗泵或油霧裝置的循環(huán)系統(tǒng) 污染條件 可用，但要采用有過濾裝置的循環(huán)系統(tǒng) 可用，正確設(shè)計(jì)，可防止污染物的侵入 故這里選擇潤滑油潤滑。 2．齒輪座、減速器等也是要用潤滑油潤滑。這是因?yàn)檫@個(gè)部件里既有齒輪、軸承又有各種軸等零件。潤滑脂潤

66、滑很明顯對它們不合適。 3.由于矯直機(jī)有很多的潤滑部位，因此這里采用集中潤滑方式。這種方式是用油泵將潤滑油或潤滑脂定時(shí)定量地送到各潤滑部位。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 結(jié)論 結(jié) 論 一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)已近尾聲，回顧這個(gè)學(xué)期，雖然也在設(shè)計(jì)上花了不少時(shí)間，但也有相當(dāng)?shù)囊徊糠謺r(shí)間浪費(fèi)了。現(xiàn)在才感到有點(diǎn)可惜。 這次的課題是對鋼板校平機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是參考以往的設(shè)計(jì)和相關(guān)產(chǎn)品，對自己要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化?？梢哉f，這次的設(shè)計(jì)基本上對原有的產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化。但是結(jié)果令人不滿意。不論是主傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓壓下系統(tǒng)還是相關(guān)結(jié)構(gòu)的校核、驗(yàn)算。 初始階段的資料查閱、文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告等內(nèi)容，設(shè)計(jì)任務(wù)要求我們認(rèn)真查詢資料，將相關(guān)內(nèi)容整理好。最后，我確實(shí)完成了資料的查詢和整理，并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了必要的修改。 中間的設(shè)計(jì)計(jì)算階段，通過參考相關(guān)的資料，我對整個(gè)矯直機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓壓下系統(tǒng)進(jìn)行了仔細(xì)地論證和驗(yàn)算，對輥?zhàn)硬牧线M(jìn)行了選擇、強(qiáng)度