大口径管端坡口整形机设计【4张CAD图纸+任务书+毕业论文】

大口径管端坡口整形机设计44页 20000字数+论文说明书+任务书+4张CAD图纸【详情如下】主传动与进给传动图.dwg任务书.doc切削盘.dwg坡口机外形图.dwg大口径管端坡口整形机设计论文.doc自动定位装置.dwg大口径管端坡口整形机设计目 录中文摘要I英文摘要II1 绪 论11.1设计课题背景11.2设计依据11.3整形机设备的发展概况11.4分类及工作原理31.4.1 压力整形机机31.4.2辊式整形机机31.4.3 斜辊式整形机机31.4.4拉伸整形机机31.4.5拉伸弯曲整形机机42 钢材整形机理论12.1“ 整形机”的定义12.2反弯整形机的基本原理13整形机机的工作原理43.1整形机机的简介43.2整形机机的工作原理43.3设计整形机机所涉及到的主要参数103.4国内外现在生产这种整形机机的厂家114整形机机力能参数计算124.1整形机力的计算124.1.1求导程t124.1.2求弹性极限弯矩Mmax134.1.3求倾角：134.1.4轴承承受力的总和144.2 整形机机功率计算144.2.1轴承的消耗功率144.2.2滑动摩擦的消耗功率144.2.3滚动摩擦的消耗功率144.2.4塑性弯曲变形的消耗功率154.2.5消耗总功率154.3电机驱动功率124.4关于机架、机座及轴承盖的设计155整形机机辊系设计185.1整形机辊的组成185.2.整形机辊材料185.3整形机辊尺寸计算195.4整形机速度计算205.5整形机辊强度计算215.6轴承的寿命校核236整形机机传动装置的选择及液压过载保护256.1整形机机传动装置的选择256.1.1整形机机主传动装置的组成256.1.2整形机机主传动装置类型256.1.3万向连接轴256.1.4联接轴的总体的配置及其平衡装置266.1.5主减速机276.2整形机机的液压过载保护装置287整形机机的安装与维护307.1整形机机的安装307.1.1基础307.1.2设置安装基准307.1.3设置垫板307.1.4整形机机的吊装、找正、找平、找标高317.1.5二次灌浆317.1.6试运转317.2整形机机的维护317.2.1整形机机的维护和修理制度317.2.2整形机机的润滑328总结349致谢3510参考文献36摘  要随着科技的进步，人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高，以前人们采用平行辊整形机机整形机管、棒等圆形断面条材，圆材在整形机过程中容易产生自转现象，并且只能整形机圆材垂直于辊轴的纵向剖面上的弯曲。在这种情况下斜整形机机的问世解决了以前平行辊整形机机所解决不了的棒材、管材的整形机问题，在这种情况下，我们对整形机机进行设计。本文重点对钢材整形机工艺及工作原理，斜辊整形机机的工作原理、特点、结构等进行了介绍，同时对棒材整形机机力能参数的计算进行了分析，提出了本次设计棒材整形机机的基本思路。整形机机的机架、机座、传动等部分设计不属于本次设计的重点，所以在这里只是作了简单的介绍，但是由于时间比较仓促，本文对整形机机的液压压下装置、整形机机的安装与维护没有做出详尽的介绍，限于本人的水平，文中有误漏之出，还请批评指正。关键词：棒材  整形机工艺   棒材整形机机   整形机力能参数ABSTRACTWith the advancement of technology, people's growing demand for the bar, its accuracy is also getting higher and higher, before people parallel roller leveler straightening tubes, rods and other circular cross-section of the build, round-wood in hand Direct the process of rotation is easy to produce, and only straightening roundwood roll axis perpendicular to the longitudinal section on the bend. In this case the ramp roll straightening machine resolved before the advent of parallel roll straightening machine can not be resolved by the bar, pipe straightening of the problem, in this case, we design roll on the roller-straightening machine.The steel straightening process and working principle, ramps roll straightening machine works, characteristics, such as the structure was introduced, while two of the roll bar straightening machine can be calculated parameters of an analysis of the proposed The design of the roll bar leveler of the basic ideas. Straightening machine rack, engine, transmission and other parts of the design are not the focus of this design, so here is a brief introduction, but because of the time hasty comparison, the paper leveler of the hydraulic pressure devices, Straightening machine installation and maintenance have not made detailed introduction, I am limited to the level of error in the text of a leak, also invited criticism correction.Key words: bars；Straightening process；the two roll bar straightening machine；straightening of the power parameters1 绪 论1.1设计课题背景长期以来，整形机机因弯曲由人工检测，压弯量人为设定不够准确，全过程都靠手工操作，效率低，整形机精度全凭操作者经验来决定等缺点，一直作为一种补充整形机设备来使用。所以整形机必须检测工件的原始弯曲，测量弯曲量、确定最佳整形机点、设定压弯量。由于缺少可靠的检测手段和认识上的一些人为因素，以前这些工作只能靠人工来完成。因此以前的整形机机有以下缺点：弯曲人工检测、压弯量人工设定不够准确，效率低，整形机精度全凭操作者经验来决定，降低了生产效率。而且现在人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高，在情况下斜整形机机的问世解决了以前平行辊整形机机所解决不了的棒材、管材的整形机精度问题，在这种情况下，我们对整形机机进行设计。1.2设计依据主要参数：    管端坡口整形机是管道施工现场对坡口进行处理的一种专用管道施工装备，它能代替人工，实现快速高效的坡口加工，由自动定心装置、切削盘(包括刀架、刀具调整结构及滚轮)以及主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构、液压系统(本设计不包含)等部分组成。管端坡口整形机满足的主要功能参数是：管径范围920-1016mm；壁厚范围10-26.2mm；钝边尺寸H=1-1.5mm；坡口型式：U、V、X、I、复合坡口；单口加工时间5min之内。主传动与进给装置主要实现切削盘的轴向进给运动(包括工进和快进)，主要设计内容包括主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构设计。1.3整形机设备的发展概况    整形机技术产生的确切时间尚未找到准确的文字记载。但从文物发掘中看到我国在春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工整形机和平整技术已经达到很高的水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品和工具，小自针锥、大到铁杵都要求用整形机技术来完成成品的制造。手工整形机与平整工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、钻台等。对大型工件手工整形机常借助高温加热进行。古代人在整形机及整形的实践中认识到物质的反弹特性，确立了“矫枉必须过正”的哲理，用之于整形机技术颇有一语道破之功，用之于改造社会也有指导意义。由于中国社会的特殊条件，好多技术停留在手工状态，18世纪末叶到19世8总结相对于毕业设计以前曾做过的课程设计，是一种较大型的设计。对于初次搞此种设计，由于是自己独立完成一个题目。因而毫无经验可言，在这其中走过不少的弯路，浪费了很多的宝贵时间。为了使毕业设计不涂有虚名，为了使我们能从中学到知识，陈祥伟老师对我们要求较为严格一点。一开始陈祥伟老师就嘱咐我们要抓紧时间，为了达到老师的要求，为了让自己的满意，在近四个月的时间中，开始就找题目相关资料，写任务书，做开题报告，弄文献综述，完成外文翻译，后来又是调查，又是画CAD图纸，直到完成毕业论文，每天不分白天黑夜的工作着。曾经为之烦恼过，也曾经想国放弃，因为寻不到方向，看不到尽头，害怕不能按时完成任务。因为在搞此课题之前，我可以说对它了解甚少，为了完成此课题设计，就必须翻阅不同的书籍，寻找所需的知识，到现在它的整套装置已牢牢的刻在我的脑海里。    个人认为本次设计中也有也多不足的地方，由于时间仓促以及个人能力所限，在对整形机机的传动部分、机架、机座等部分没有做详尽的计算，在对过载保护这点也没有阐述清楚，还望老师们能理解。虽然如此，但写着总结，想到近四个月的辛劳终于可以停歇一下了，感觉很轻松，许是因为开心吧！虽然搞的设计并不是最好的，但我已尽了力，所以从我个人而言已无所求了。在此设计中，虽然累了点，苦了点，但是让我从中学到了很多四年中没有学到的东西，我想我们马上就要出身社会了，这对我们即将踏出校门的大四学生来说，提前锻炼了自己，对以后也有很大的帮助。9致谢四年的大学生活即将结束，仔细想来，毕业课题的顺利完成是与许多人对我的关心和帮助分不开的，在此对所有关心和帮助过我的人表示感谢。我设计的课题是关于一台高精度棒材整形机机。在设计过程中我学到了很多知识，增长了我的见识。在此，感谢陈老师百忙之中，在将近四个月的时间里对我的细心辅导。设计是一个不断摸索前进的过程，通过这次毕业设计，我学到了很多知识，意识到理论与实际存在的差别，怎样将两者有机结合起来，就是我们学习的真正目的，但是要完全做到这一点需要长时间的学习与积累。我会在以后的学习和工作中不断的培养自己这方面的能力本课题是在高级工程师陈祥伟的精心指导和亲切的关怀下完成的。老师渊博的知识、精益求精的治学态度、忘我工作的敬业精神都值得我不断的学习。对此，谨向老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢！10参考文献1 王海文.轧钢机械设计M北京：机械工业出版社，19832 崔甫.整形机原理与整形机机械M北京：冶金工业出版社，20023 刘志亮.辊式板材整形机机力能参数实验分析J鞍钢技术，1993.44 周开勤.等1机械设计师实用手册M天津：天津科学技术出版社，20035 李茂基.轧钢机械M北京：冶金工业出版社，19986 濮良贵机械设计：高等教育出版社，2001.6（第七版）7 刘鸿文材料力学 ： 高等教育出版社，2004.1（第四版）8 刘建臣 AutoCAD2004中文版 ：国防工业出版社，2004.19 邹家祥轧钢机械：冶金工业出版社，2000.2（第三版）10 王章忠机械工程材料：机械工业出版社，2006.1（第一版）11 李坤机械维护与安装：化学工业出版社，2004.212 刘延俊液压与气压传动 ：机械工业出版社，2007.2（第二版）13 王春行液压控制系统：机械工业出版社，2007.8（第一版）14 罗振才冶金机械设计方法：冶金工业出版社，1993.415 唐金松简明机械设计手册：上海科技出版社，1992.616 摩檫摩损与润滑 ：石油工业出版社17 石洪卫冶金管理杂志 ：冶金管理杂志出版社，2008.118 汪学瑶特殊钢杂志：特殊钢杂志出版社，2008. 219 徐灏.新编设计师手册（上、下册）：机械工业出版社，1995.420 李新和.机械设备维修工程学：机械工业出版社，2001.1 浙江工业大学之江学院 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 学号 专业班级 机自 707 题 目 大口径管端坡口整形机设计及仿真（主传动与进给装置） 指导教师 职 称 课题类型 设计 论文 课题来源 教师科研课题 教师生产实际课题 学生自立课题 毕业设计（论文）起止时间 2010 年 11 月 1 日至 2011 年 6 月 15 日 一、毕业设计（论文）的主要内容及要求 1、开题报告和文献阅读 （ 1）文献阅读：查阅 文献应不少于 15 篇，其中外文文献不少于 2 篇 ， 近 5 年内的文献 数 一般不少于文献总数的 1/3，并应有近 2 年内的文献。 （ 2）文献综述： 3000 字以上， 包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等 。 （ 3）开题报告： 2000 字以上， 包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等 。 （ 4）外文翻译： 3000 字以上（翻译成中文后的汉字字数）。 2、课题要解决的主要问题和具体要求 管端坡口整形机是管道施工现场对坡口进行处理的一种专用管道施工装备，它能代替人工，实现快速高效的坡口加工，由自动定心装置、切削盘 (包括刀架、刀具调整结构及滚轮 )以及主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构、液压系统 (本设计不包含 )等部分组成。 管端坡口整形机满足的主要功能参数是：管径范围 920边尺寸 H=口型式： U、 V、 X、 I、复合坡口；单口加工时间 5 该课题主要完成自动定心装置和切削盘的设计： 主传动与进给装置主要实现切削盘的轴向进给运动 (包括工进和快进 )，主要设计内容包括主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构设计。 主要完成设计分析说明、产品设计、三维建模及仿真，图纸量 2 3、论文 ： 10000 字 以上 （部分特殊专业根据实际情况，经教务办确认，可适当调整有关字数方面的要求），包括绪论、正文、结论、参考文献等。 二、主要参考文献 机械设计、工艺、计算机辅助设计、计算机仿真等书籍。 张锋 ,闫政 ,曾惠林 电焊机， 林艳梅 . 便携式管材坡口机，钢管， 张海龙，黄忠银 油化工建设， 杨章民 原理及特点湖南农机：学术版， 指导教师签名： 年 月 日 专业教研室意见： 同意下达任务书 不同意下达任务书 教研室主任签 章 ： 年 月 日 注： 任务书由指导教师填写 ，专业教研室主任审核，要求在毕业设计（论文）工作开始前下达。 大口径管端坡口整形机设计 目 录 中文摘要 . I 英文摘要 . 绪 论 . 1 . 1 . 1 备的发展概况 . 1 及工作原理 . 3 力 整形机 机 . 3 形机 机 . 3 辊式 整形机 机 . 3 形机 机 . 4 形机 机 . 4 2 钢材 整形机 理论 . 1 整形机 ”的定义 . 1 形机 的基本原理 . 1 3整形机 机的工作原理 . 4 的 简介 . 4 的工作原理 . 4 形机 机所涉及到的主要参数 . 10 形机 机的厂家 . 11 4整形机 机力能参数计算 . 12 的计算 . 12 t . 12 . 13 . 13 . 14 形机 机功率计算 . 14 . 14 . 14 功率 . 14 . 15 . 15 . 12 座及轴承盖的设计 . 16 5整形机 机辊系设计 . 18 的组成 . 18 材料 . 18 尺寸计算 . 19 度计算 . 20 强度计算 . 21 . 23 6整形机 机传动装置的选择及液压过载保护 . 25 传动装置的选择 . 25 主传动装置的组成 . 25 主传动装置类型 . 25 . 25 . 26 . 27 的液压过载保护装置 . 28 7整形机 机的安装与维护 . 30 的安装 . 30 . 30 . 30 . 30 的吊装、找正、找平、找标高 . 31 . 31 . 31 的维护 . 31 的维护和修理制度 . 31 的润滑 . 32 8总结 . 34 9致谢 . 35 10参 考文献 . 36 I 摘 要 随着科技的进步，人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高，以前人们采用平行辊整形机机整形机管、棒等圆形断面条材，圆材在整形机过程中容易产生自转现象 ，并且 只能整形机圆材垂直于辊轴的纵向剖面上的弯曲。 在这种情况下斜整形机机的问世解决了以前平行辊整形机机所解决不了的棒材、管材的整形机问题，在这种情况下，我们对 整形机机进行设计。 本文重点对钢材整形机工艺及工作原理，斜辊整形机机的工作原理、特点、结构等进行了 介绍，同时对棒材整形机机力能参数的计算进行了分析，提出了本次设计棒材整形机机的基本思路。整形机机的机架、机座、传动等部分设计不属于本次设计的重点，所以在这里只是作了简单的介绍，但是由于时间比较仓促，本文对整形机机的液压压下装置、整形机机的安装与维护没有做出详尽的介绍，限于本人的水平，文中有误漏之出，还请批评指正。 关键词： 棒材 整形机工艺 棒材整形机机 整形机力能参数 of s is of in of is to to on In of be by of in we on as of be of an of he of of of of so is a of of I am to of in of a of 1 1 绪 论 计课题背景 长期以来，整形机机因弯曲由人工检测，压弯量人为设定不够准确，全过程都靠手工操作，效率低，整形机精度全凭操作者经验来决定等缺点，一直作为一种补充整形机设备来使用。所以整形机必须检测工件的原始弯曲，测量弯曲量、确定最佳整形机点、设定压弯量。由于缺少可靠的检测手段和认 识上的一些人为因素，以前这些工作只能靠人工来完成。因此以前的整形机机有以下缺点：弯曲人工检测、压弯量人工设定不够准确，效率低，整形机精度全凭操作者经验来决定，降低了生产效率。而且现在人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高，在情况下斜整形机机的问世解决了以前平行辊整形机机所解决不了的棒材、管材的整形机精度问题，在这种情况下，我们对 整形机机进行设计。 计依据 主要参数： 管端坡口整形机是管道施工现场对坡口进行处理的一种专用管道施工装备，它能代替人工，实现快速高效的坡口加工，由自动定 心装置、切削盘 (包括刀架、刀具调整结构及滚轮 )以及主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构、液压系统 (本设计不包含 )等部分组成。管端坡口整形机满足的主要功能参数是：管径范围 920厚范围 边尺寸 H=口型式：U、 V、 X、 I、复合坡口；单口加工时间 5内。主传动与进给装置主要实现切削盘的轴向进给运动 (包括工进和快进 )，主要设计内容包括主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构设计。 形机设备的发展概况 整形机技术产生的确切时间尚未 找到准确的文字记载。但从文物发掘中看到我国在春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工整形机和平整技术已经达到很高的水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品和工具，小自针锥、大到铁杵都要求用整形机技术来完成成品的制造。手工整形机与平整工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、钻台等。对大型工件手工整形机常借助高温加热进行。 古代人在整形机及整形的实践中认识到物质的反弹特性，确立了“矫枉必须过正”的哲理，用之于整形机技术颇有一语道破之功，用之于改造社会也有指导意义。 由于中国社会的特殊条件，好多技术停留在 手工状态， 18世纪末叶到 19世 2 纪初叶，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽动力代替人力，机械化生产代替了手工作坊。 19 世纪 30 年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由 7万 9万 t a，增加了 2 7倍。 19世纪 50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量增长迅速。到 19 世纪末时，钢产量增加 50多倍。钢材产量占钢产量的比重也显著增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和整形机机械。 进入 20 世纪，以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。英国在 1905年制造的辊式板材整 形机机大概是我国见到的最早的 0世纪初已经有整形机圆材的式整形机机。到 1914年英国发明了 212 型五辊式整形机机 (阿布拉姆逊式一 解决了钢管整形机问题，同时提高了棒材整形机速度。 20 世纪 20 年代日本已能制造多斜辊整形机机。 20 世纪 30 年代中期发明了 222型六辊式整形机机，显著提高了管材整形机质量 . 20世纪 60年代中期，为了解决大直径管材的整形机问题，美国萨顿 (司研制成功 313 型七辊式整形机机 (整形机机 )。 20 世纪 30 40 年代国外技术发达国家的型材整 形机机及板材整形机机也得到迅速发展，而且相继进入到中国的钢铁工业及金属制品业。 新中国成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工厂里可以见到德、英、日等国家制造的整形机机。与此同时还出现了拉伸整形机机， 20 世纪50 年代苏联的整形机机大量进入到中国。同时，世界上随着电子技术及计算机技术的发展，工业进步速度加快，整形机机的品种、规格、结构及控制系统都得到不断的发展与完善。 20世纪 70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。有小到声 1 6属丝整形机机和大到 600材整形机机。有速度 达到 300m高速整形机机和精度达到 0 038m 的高精度整形机机。同时也引进许多先进的整形机设备。如英国的布朗克斯 (形机机；德国的凯瑟林(形机机、德马克 (续拉弯整形机机及高精度压力整形机机；日本的薄板整形机机等。值得自豪的是我国科技界一直在努力提高自己的科研设计和创新能力。从 20世纪 50年代起就有刘天明提出的双曲线辊形设计的精确计算法及文献提出的整形机曲率方程式。 60 80 年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究并取得了十分可喜的成果， 还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形计算法。与此同时，以西安重型机械研究所为代表的科研单位和以太原重型机器厂为代表的设计制造部门完成了大量的整形机机设计研制工作。不仅为我国生产提供了设备保证，还培养了一大批设计研究人员。 进入 90 年代我国在赶超世界先进水平方向又迈出了一大步，一些新研制的 3 整形机机获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市、省及部级科技成果进步奖；有的获得了国家发明奖。近年来我国在反弯辊形七斜辊整形机机，多斜辊薄壁管材直机、 3斜辊薄铜管整形机机、双向反弯辊形 2辊整形机机、复合转式 整形机机，平行辊异辊距整形机机及整形机液压自动切料机等研制方面相继取得成功。在整形机高强度合金钢方面也已获得很好的整形机质量。其矫后的残留挠度为 0 2 0 5m。此外，从 20世纪 60 年代以后拉伸与拉弯整形机设备得到很大发展，对带材生产起 到重要作用。 类及工作原理 金属棒材在轧制、加热、运输等各种加工过程中常常产生不同程度的弯曲、歪扭等塑性变形或内部残余应力；目前冶金市场上对金属棒材的成品精度要求也越来越高，因此轧制整形机设备在工厂中应用越来越普遍，对整形机设备的自动控制要求也越来越高。 根 据结构特点和工作原理的不同，整形机机可以分为压力整形机机、辊式整形机机、斜辊整形机机、拉伸整形机机和拉弯整形机机等几种基本类型。 力整形机机 压力整形机机是以曲柄连杆机构驱动的活动压头使轧件产生一次反向弯曲，将轧件整形机的。“矫枉必须过正”就是压力整形机机的基本整形机原理。这种整形机机人工操作繁重、生产效率低，但调整灵活，对于各种局部弯曲状态，都具有整形机的可能性，一般只有用来整形机大型钢梁、钢轨和大直径（大于 200 300管，或用作辊式整形机机的补充整形机。压力整形机机有立式和 卧式两种结构。 式整形机机 辊式整形机机具有两排交错布置的工作辊，弯曲的轧件通过转动的工作辊之间，经过多次反复弯曲得以整形机。轧件能以较高的速度在运动中进行连续整形机，生产效率高，且易于实现机械化和流水生产，辊式整形机机在型钢车间和板带材车间得到广泛的应用。辊式整形机机的一类型很多。其中按上排工作辊的调整方式分，基本上可以归纳为三类：单独调整、平行调整和倾斜调整。 辊式整形机机 斜辊式整形机机用于整形机管材和圆棒材。这种整形机机的工作辊具有类似双曲线的空间曲线的形状，两排工作辊轴线 相互交叉，管棒材在整形机时边旋转边前进，也是利用多次反复弯曲轧件，最终消除各方面的弯曲和端面的椭圆度。这类整形机机的设备重量轻，易于调整和维修，整形机管棒材效果好。其中可以 4 按工作辊数量分类，而本文介绍的整形机机就是其中的一种。 伸整形机机 主要用于整形机厚度小于 材、异型材。对于具有中间瓢曲或边缘浪形的板带材，虽有结构复杂的支承辊分段可调的辊式整形机机加以整形机，但整形机效果不理想，这是需采用拉伸整形机方法。拉伸整形机的主要特点是对轧件施加超过材料屈服极限的张力 ，使之产生弹塑性延伸变形，从而将轧件整形机。 伸弯曲整形机机 为了提高带材整形机质量，近年来，拉伸弯曲整形机机组得到较大的发展。拉伸弯曲整形机的基本原理是在张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，产生弹塑性延伸，从而三维形状缺陷得以消除。这种整形机机组一般用在连续作业线上，可以整形机各种金属带材（包括高强度极薄带材），也可以用于酸洗机组进行机械破磷，从而提高酸洗速度。 此外，在有色金属型材车间尚有扭转式整形机机，用于整形机型材的扭曲变形。 重庆科技学院本科生毕业设计 钢材整形机理论 1 2 钢材整形机理论 整形机”的定义 金属条材（具体指型材、棒材、管材、线材、板材、带材等长条状的金属型材）在轧制、加热、运输、锻造、挤压、拉拔、冷却等各种加工过程中因外力作用常常产生不同程度的弯曲、歪扭等塑性变形；内部残余应力使金属条材发生弯曲或扭曲变形；为了获得平直的成品金属条材就必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直，横向纤维或横向截面也由曲变直。实现这一要求的工艺过程就称为“整形机”。 弯整形机的基本原理 在压力整形机机、辊式整形机机、 斜辊式整形机机和拉伸整形机机中，轧件都是经过反向弯曲后整形机的，而轧件的弯曲状态可以用曲率表示 ，在轧件的弹塑性弯曲变形过程则可以用曲率的变化来说明。 轧件在整形机过程中的曲率变化： 原始曲率 轧件在整形机前的曲率称为原始曲率，以01r 表示。（图 曲的方向用正负号表示，如 +01r 表示弯曲凸度向上的曲率， 表示弯曲凸度向下的曲率，而轧件的平直段用01r =0表示。 反弯曲率 轧件在外力矩 弯的曲率称为反弯曲率，以1表示。在压力整形机机和辊式整形机机上，反弯曲率是通过整形机机的压头或辊子的压下来获得的。反弯曲率大小的选择是决定轧件能否被整形机的关键。 重庆科技学院本科生毕业设计 钢材整形机理论 2 图 塑性弯曲时的曲率变化 总变形曲率 它是轧件弯曲变形的变化量，是原始曲率与反弯曲率的代数和，以示，即： 01r +1 使用上式时，应将曲率的正负号代入。原始曲率与反弯曲率方向相同时符号相反；方向相反时符号相同。 重庆科技学院本科生毕业设计 钢材整形机理论 3 弹复曲率 它是当外力矩去除后，轧件在变形内力形成的弹复力矩 y1 表示。 残余曲率 它是轧件经过弹复后所具有的曲率（图 1以轧件被整形机，则，如轧件未被整形机，在辊式整形机机上，前一辊的残 余曲率将是下一辊的原始曲率，即1011ii 中 残余曲率1 ，显然欲使轧件整形机，则必须使残余曲率，由上式得：1=y1 ，此式是一次反弯整形机时（压力整形机机）选择反弯曲率的基本原则。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 4 3 整形机机的工作原理 形机机的简介 而本文介绍的整形机机是斜辊式整形机机的一种；可以整形机 1 5 整形机机由于整形机精度高、造价低，可整形机轻中型棒材、管材，在治金工业和机械制造业中有广泛应用。整形机机的优越性主要体现在： 使工件得到全长整形机，解决了工件头尾两端在一般整形机机上不能整形机的难题； 使整形机质量得到明显提高，把整形机后的残留扰度减少到 m; 对圆材的外径 有较强的圆整作用，显著的减少了圆材的椭圆度； 可以有效的消除整形机后的圆材缩径现象，能保证工件的尺寸精度； 在整形机的同时能提高工件的表面粗糙度。 当然 整形机机也有很多不足的地方需要我们去改进，从而达到我们需求的高效化、高质量、高产量。这些不足的地方主要表现在： 整形机速度较低，一般为 7 50m/新的大斜角辊形设计所取得的成功，可以将整形机速度提高一倍左右，使这一缺点得到很大的补救； 导板的消耗量较大，不过在光亮工件的整形机中使用尼龙导板，以及在大直径工件的整形机中使用辊式导板，也使这一缺点有所改 善； 对于整形机精度这一点我们可以利用的弧度、刚度以及两辊之间的倾角来控制棒材轧件，从而达到我们要求的精度。 我国的钢铁工业现有二十余条棒材生产线，在建的仍有十余条生产线，随着生产技术的进步和现代化改造的实施，棒材生产向着高效化、高质量的方向发展，对常规产品圆度在 200生产单位均采用了线上的斜辊整形机设备，为了满足日益提高的棒材质量要求，斜辊整形机设备得到了进一步的发展。 形机机的工作原理 2斜辊整形机机可简称为 2辊整形机机。其工作原理在斜辊整形机理论中独具特点。其结构 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 5 图 它对工件的整形机作用不是依靠各辊之间的交错压弯使工件产生塑性弯曲变形，而是依靠一对辊缝内部弯曲曲率的变化而达到。为了说明工件在辊缝内整形机的道理，首先要对旋转压弯有一理解。工件被旋转压弯也可以相对地把工件看成为一个螺旋形扁钢，用压辊压在扁钢的边缘上以扁钢为轨道向前行走，扁钢在压辊处被压弯并在辊子走过后弹复变直。这样辊子对螺旋形扁钢的相对运动就同平行辊对长条形扁钢的相对运动一样，只不过后者的整形机运动为平行整形机运动，前者为旋转整形机运动，它们的机理是一致的。但是旋 转整形机的工件并不是螺旋形扁钢而是圆形棒材。如图 示的棒材在旋转前进中受辊 3压弯，并在压弯处的截面 33上产生塑性压缩 (上面的影线部分 )与拉伸 (下面影线部分 )变形。当此截面旋转前进到 77位置处被辊 7从反向压弯，而且其压弯量正好可使在 33位置已被压弯的棒材得到整形机。其整形机过程的纵向变形如图 2 2b，断面变形如图 2 2过圆材弯曲一般是全方位的弯曲，把 33位置的弯曲理解为 样在 是，应该在 1 5的各位置上都设置压弯辊，不管上述各方位 的原始曲率如何，都经受较大的压弯，然后同时旋转前进到 5 9的各位置，并被同样设置的各反方向压弯辊压弯后弹复变直，达到全长度及全方位的整形机目的。结合上面提到的螺旋形扁钢可以把 条扁钢来代替，并设其厚度为时，则 4条扁钢经过大小两次正反压弯后各自得到整形机也等于整个圆材得到整形机。可见当圆材只在一处受到大压弯时，其弯矩如图 2其反向受到小压弯时其弯矩如图中虚线 M结果只能整形机一个扁钢或 要整形机圆材则必须在圆材旋转的半周中或在 其半个导程 (t 2)上造成等弯矩的大压弯状态来代替想像的各压弯辊，然后又在其下半周内造成等弯矩的小压弯 (与弹复量相等 )才可能实现其变形为图 2 ( (和。同时还须明确图 2 1中的前半周 (左侧的 t 2长度 )是在单一方向原始曲率条件下进行旋转的。但是全方位原始弯曲却是 C。的弯曲，因此在两个半周的旋转之前还需要有半周的旋转弯曲，以消除 C。使之变成 + C。或一 C。，即单一方向的原始弯曲。重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 6 这样我们可以概括地说，整形机的必要条件是工件在辊缝中先要经过至少一个导程的等曲率大变形压弯，然后要经过至少半 个导程等曲率小变形 (与整形机曲率相适应变形 )的反向压弯。前者可使工件各处的残留弯曲达到一致程度，后者可使工件全长得到整形机。也可以简单地说之为“先统一，后整形机”，这句话同大变形小残差的平行辊整形机法的含义是一致的。 图 集中力弯曲与等弯矩弯曲的旋转整形机变形图 2辊整形机的原理虽然简单，但其实现方法仍然包含一些较为复杂的措施。如材质不匀会使残留弯曲难以统一，也会使残留弯曲难以被一次整形机；工件尺寸公差较大时常需施以过大的压弯量；工件的刚性偏大时常需增加压弯次数；考虑到辊子磨损、新辊缝的弯曲曲率 必须适当增大等。因此辊缝多采用对称形式，人口侧辊缝起到咬入及预矫作用；出口侧辊缝起到整形机作用；辊腰处的等曲率区为中区，起到统一残留弯曲的作用。参看图 22理论长度为 t，考虑到向两侧的曲率过渡及辊缝的压紧程度不足等因素，取 22t。出口区为了防止一次整形机质量不高的可能性，在初矫区 (Sd)之后再增加精矫区 (它们的理论值为 Sd=t 2及 t 2。考虑到曲率之间的半周过渡而取 Sd=t，再考虑走出塑性区时，由于辊缝的弹跳或积累的残留弯曲偏大而达不到质量要求的可能重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 7 性，故加大 1 2)t，并使其问曲率值逐渐减小，以保证整形机质量的稳定性。2辊整形机还可能遇到整形机管材的情况，一般是整形机厚壁管，此时的辊缝的弯曲程度可以明显减小 , 塑性变形深度与壁厚可以相等。所以辊腰区的曲率不需太大，从而整形机区的曲率变化范围也要明显减小，故除辊腰区仍需要等曲率压弯之外其他区域便可以按线性递减原则来安排辊缝的曲率变化。下面用图 辊整形机的基本工作方式，图 材在辊缝之问被同向旋转的凸凹 2辊压弯并作反向旋转。由于两个辊子轴线对圆材轴线成对称倾斜关系，圆 材将一边旋转一边前进。当整形机棒材时，如图 2 3缝内形成三种弯曲区 2 3个曲率比 个曲率区相对应，图中 时只有 长度为 Sd=t， 2 3) 图 2辊整形机过程及两种压弯方式 为了说明上述辊缝具有可靠的整形机能力，下面结合一典型的辊缝模型，示于图 利用有关的曲率方程式来解析全部的整形机过 程。设图 ， 65， 4。则整形机过程的解析结果列于表 缝的总长度为 8t，它等于辊子 的工作长度 整形机过程看预矫区也很有用，首先使工件的全长弯曲方向得到统一，而且减小了残留曲率比的差值；由开始时假设的 C。 = 2 到左 2段减小到 C。 =0 28。辊腰段的作用在于统一残留弯曲。虽然第 3次 (右 2段 )的统一没有用处，但也为难矫工件留有余地。进入整形机区后只转半周便可达到合格要求，说明以后的辊 缝可以取消，但为了提高质量可以矫到右 4段。右 5段以后确实没有用了。而且从全过程看各奇数段的半周转过之后残留弯曲都有增大。因此，可以从第 5段或第 7段取消辊缝。这两段辊缝作成开扩的八字形与辊端圆角重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 8 结合起来将有助于工件头部的咬入和出口工件的稳定。但是，也要看到不管是奇数段和偶数段每多转一周之后的相对质量都在提高。因此在高精度的整形机机上辊缝仍然要保持到第 6段，甚至要增加到第 8段。 图 2辊整形机辊曲率比的分配模型 表 图 续表 庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 9 从上表的实际解析 中可以较为深入地理解 2辊整形机的内在机理，但是涉及的内容比较单纯。不能满足各种具体条件的要求。首先是 从 1 7开始加大到 3以上。为了便于达到统一残留曲率的目的，力求使总曲率比左右。同时还考虑到增加辊子寿命的需要把，经过磨损之后仍能达到C 5的水平。因此设计辊缝的曲率比在 |2|0 C(2辊整形机时0时采用的 5。接下去2下去4必精确计算，只按递减原则予以确定即可，如用一过渡切线把辊形曲线与辊端圆角连接起来。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 10 利用两辊整形机机在减小斜角时 (a=5 10)对工件表面的压光作用，研制出专用的整形机抛光机。其工作原理也是相同的。 计整形机机所涉及到的主要参数 其基本参数包括整形机力、整形机力矩、辊距 t、辊径 D、辊数 n、辊身长度备的结构尺寸和功率消耗等都有重要的影响。 在这里我们对各个参数的主要公式进行简单的介绍，在第 3章、第 4章都有详尽的介绍。 整形机力： 2121 3222 323 3212 整形机力矩： 32m 辊距： 3 辊径： 2 g 432 辊身长 度 L： a x m 1 ， S ， S 2 2 整形机速度：60 000 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 11 n ， n 轴承寿命较核： h 6010 6 61060 ， 010 6 ， 61060 整形机辊强度较核： 22 3 dM k 内外现在生产这种整形机机的厂家 棒材整形机机由于整形机精度高、造价低、易于维修、换辊时占用吊车时间少、导板调节比较方便，可整形机轻中型棒材、管材，在治金工业和机械制造业中有广泛应用。现在在我国国内中信重型机械公司洛阳矿山厂、 无锡西漳液压机械 厂等很多厂家。而国外 如英国的布朗克斯公司、维柯公司及罗伯运（ 司；法 国的 司及艾梯巴尔 (司：德国的索林坚(司和斯兰特 (司；美国的萨顿 (司；日本的川副机械公司；前苏联的基洛夫机床广等。 可以生产这种 斜辊整形机机。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 12 4 整形机机 力能参数计算 形机力的计算 整形机力的计算由于整形机机辊形有单向弯曲与双向弯曲之分 ,其整形机力也不同 , 而整形机力大小与辊缝的压弯程度密切相关 ,由于本机型的辊形设计采用单向反弯曲辊形 ,因此按单向反弯曲辊形来计算整形机力 。 辊形各段长度 ： 辊腰段 Sd=t,辊 腹段 Sd=t,辊胸段 Sb=t。 由于等弯曲率区内的弯矩不变 , 它必然由一个外力偶构成工件内部的等弯矩区 。 首先从图 3力 在 虽然这个弯矩一开始是弹性弯矩 ,但很快增大为弹塑性弯矩 ( 弹性段长度可略去不计 ),新的力偶矩应由 而且只在转半周之后就需形成 d /2的力偶矩 ,以便在下半周内完成 进入到辊腰 由于增大弯矩须达到 故需在 22 值 。 这种人为的受力模型是与辊形曲线的曲率变化过程基本一 致的 ,是会接近实际受力状态的 ,于是可以计算图中的各整形机力 ： 图 整形机机双向反弯辊受力简图 2121 3222 323 导程 t 粗棒螺旋导程： a 细棒螺旋导程： a 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 13 弹性极限弯矩 3 7 932 032m a xm a 双向辊形的整形机力 ： 整形机力总和为 ： 63212 倾角 ： 整形机辊轴承承受的力为辊面法向力之和 ,为了简化计算 ,假设凹凸辊受力点基本相同 ,如图 接触角 与 倾斜角 基本等 , 222 ,则 : 图 形机辊和轧件相对位置简图 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 14 s s r c ta 中 ,为凸辊辊腰直径 ,由与工件接触最多、压力最大的辊径确定 ， 选取倾斜角 =20代入得 ： r c t 承承受力的总和 o s o 根据整形机力的大小及工作辊的强度，查机械设计手册选用轴承的型号为： 调心球滚子轴承 22212C/形机机功率计算 承的消耗功率 设整形机辊的辊径直径为轴承摩擦系数为 1 ， 辊子转速为轴承摩擦消耗功率为 ： 6011 ， 其中 230 滑动摩擦的消耗功率 凸凹辊辊腰直径分别为工件与辊面之间摩擦系数为 2 ， 则滑动摩擦消耗功率为 ： 60222 ， 其中 2 =里取 2 =以 2N = 滚动摩擦的消耗功率 工件与辊面之间滚动摩擦系数为 f ,辊子斜角为 ,工件直径为 d ,则两者之间的滚动摩擦消耗功率为 : 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 15 c o 性弯曲变形的消耗功率 工件的纯塑性弯曲曲率比的最大值为 而最小值为 0， 故其平均值为 其相应的 辊子工作长度60是可知工件旋转弯曲能耗比为以塑性弯曲变形所消耗的功率为 : c o 或 c o 其中222 ，所以 4N = 消耗总功率 所消耗的总功率为： 4321 =形机机 驱动 功率 整形机机驱动总功率为： N1其中： 为传递效率， =里取 =总 = N1=选择电机的功率为 22机械设计手册选用电机的型号为： 21814 Z 查得该型号的电机基本参数： 4Z 代表电机的系列代号； 181为机座中心高； 2为电机级数 额定转速： 50 r 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 16 于机架、机座及轴承盖的设计 整形机机的机架、机座、传动等部分设计不属于本次设计的重点，所以在这里只是作了简单的介绍。 整形机机架是工作机座中尺寸和重量都是最大的部件，也是最重要的部件，是用来安装整形机辊、轴承座、整形机辊调整机构和导板装置等工作机座中全部部 件的，机架要承受整形机压力，必须有足够的强度和刚度。在这里要较核机架的强度和刚度，就必须对其整形机材料进行选择，然后对整形机机机架的危险断面进行受力分析，计算其断面的惯性矩，再根据尺寸计算机架所受的应力与材料的许用应力进行比较，较核机架的强度。 整形机时在整形机压力作用下轧件产生塑性变形。同时，在整形机反力的作用下，工作机座中的整形机辊、轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母、机架等一系列受力零件，也产生相应的弹性变形，总变形量可达几毫米 62 。对于成品整形机机，机座的弹 形变形对工件尺寸精度有很大影响。 轧件进入整形机辊前，整形机辊的原始辊缝高为 0S ，如果整形机辊的原始辊型为圆柱形，则辊缝是均匀的。当整形机时，在整形机力为作用下，机座产生弹性变形，使实际辊缝呈不均匀地增大，整形机后的轧件断面呈中部较厚的形，工件的厚度 S ，高机座在整形机辊辊身中部处产生的弹性变形为 h= 0S +f 式中 h 整形机后的轧件厚度 ； 0S整形机辊原始辊缝； f 机座弹性变形（机座在轧辊辊身中部处的弹性变形量）。 由上式可见，机座弹性变形 想得到厚度为 形机辊的原始辊缝 0S 应调整到比轧件厚度 机座的弹形变形可分为两个部分一部分是除整形机辊弯曲变形以外的其他各受力零件的弹性变形，包括由轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母等零件产生的压缩变形，整形机辊的弹形压扃，机座闰 柱的拉伸变形和机架横梁的弯曲变形等造成的。这些变形使整形机辊辊缝均匀地增大。另一部分是整形机辊的弯曲变形，使轧辊轴线挠曲，除了加在原始辊缝外，还使辊缝在宽度方向产生不均匀变化，这使用权轧件沿宽度方向产生横向厚度偏差。 由于机座的弹性变形 果在整形机过程中整形机力有波动，则在一定原始辊缝下，机座的弹性变形也有相应的波动，这就使轧件沿长度方向的厚度产生变化，产生了纵向厚度偏差。对于纵向进取度偏差，在现代重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 17 整形机机 上，设置了厚度控制装置，使整形机机能在整形机过和中迅速调整，控制轧件的纵向厚度偏 差。至于轧件沿宽度方向产生的横向厚度偏差，一般是通过合理的辊型设计、辊型调整等措施来控制的。 由上可知，机座的弹形变形直接影响整形机后的轧件厚度以及轧件的纵向和横向的厚度偏差，因而也影响到整形机机的调整、整形机工艺规程的制定和辊型设计等。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机辊系设计 18 5 整形机机辊系设计 形机辊的组成 辊身、辊颈和辊头，如图 图 整形机辊示意图 整形机辊是轧钢车间经常耗用的工具，其质量好坏直接影响着钢材的选题和产量，因此对整形机辊的性能（主要是强度、耐磨性和 一定的耐热裂性）的要求是很严格的。因整形机机类型和所整形机钢材种类的不同，对整形机辊材料性能的具体要求也有很大差别。常用的整形机辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。 2辊滚光整形机机的工作辊对辊面硬度及强度均有很高的要求，常采用高强度的合金铸钢。其支承辊工作条件与平板整形机机相似，材料选用也基本相同，但要求有更高的辊面硬度。 2辊滚光整形机机的工作辊选择整形机辊材料时，以辊面硬度要求为主，多采用铸铁轧辊。而支承辊在工作中主要随弯矩，浙江工业大学之江学院 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 学号 专业班级 机自 707 题 目 大口径管端坡口整形机设计及仿真（主传动与进给装置） 指导教师 职 称 课题类型 设计 论文 课题来源 教师科研课题 教师生产实际课题 学生自立课题 毕业设计（论文）起止时间 2010 年 11 月 1 日至 2011 年 6 月 15 日 一、毕业设计（论文）的主要内容及要求 1、开题报告和文献阅读 （ 1）文献阅读：查阅 文献应不少于 15 篇，其中外文文献不少于 2 篇 ， 近 5 年内的文献 数 一般不少于文献总数的 1/3，并应有近 2 年内的文献。 （ 2）文献综述： 3000 字以上， 包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等 。 （ 3）开题报告： 2000 字以上， 包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等 。 （ 4）外文翻译： 3000 字以上（翻译成中文后的汉字字数）。 2、课题要解决的主要问题和具体要求 管端坡口整形机是管道施工现场对坡口进行处理的一种专用管道施工装备，它能代替人工，实现快速高效的坡口加工，由自动定心装置、切削盘 (包括刀架、刀具调整结构及滚轮 )以及主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构、液压系统 (本设计不包含 )等部分组成。 管端坡口整形机满足的主要功能参数是：管径范围 920边尺寸 H=口型式： U、 V、 X、 I、复合坡口；单口加工时间 5 该课题主要完成自动定心装置和切削盘的设计： 主传动与进给装置主要实现切削盘的轴向进给运动 (包括工进和快进 )，主要设计内容包括主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构设计。 主要完成设计分析说明、产品设计、三维建模及仿真，图纸量 2 3、论文 ： 10000 字 以上 （部分特殊专业根据实际情况，经教务办确认，可适当调整有关字数方面的要求），包括绪论、正文、结论、参考文献等。 二、主要参考文献 机械设计、工艺、计算机辅助设计、计算机仿真等书籍。 张锋 ,闫政 ,曾惠林 电焊机， 林艳梅 . 便携式管材坡口机，钢管， 张海龙，黄忠银 油化工建设， 杨章民 原理及特点湖南农机：学术版， 指导教师签名： 年 月 日 专业教研室意见： 同意下达任务书 不同意下达任务书 教研室主任签 章 ： 年 月 日 注： 任务书由指导教师填写 ，专业教研室主任审核，要求在毕业设计（论文）工作开始前下达。 大口径管端坡口整形机设计 目 录 中文摘要 . I 英文摘要 . 绪 论 . 1 . 1 . 1 备的发展概况 . 1 及工作原理 . 3 力 整形机 机 . 3 形机 机 . 3 辊式 整形机 机 . 3 形机 机 . 4 形机 机 . 4 2 钢材 整形机 理论 . 1 整形机 ”的定义 . 1 形机 的基本原理 . 1 3整形机 机的工作原理 . 4 的 简介 . 4 的工作原理 . 4 形机 机所涉及到的主要参数 . 10 形机 机的厂家 . 11 4整形机 机力能参数计算 . 12 的计算 . 12 t . 12 . 13 . 13 . 14 形机 机功率计算 . 14 . 14 . 14 功率 . 14 . 15 . 15 . 12 座及轴承盖的设计 . 16 5整形机 机辊系设计 . 18 的组成 . 18 材料 . 18 尺寸计算 . 19 度计算 . 20 强度计算 . 21 . 23 6整形机 机传动装置的选择及液压过载保护 . 25 传动装置的选择 . 25 主传动装置的组成 . 25 主传动装置类型 . 25 . 25 . 26 . 27 的液压过载保护装置 . 28 7整形机 机的安装与维护 . 30 的安装 . 30 . 30 . 30 . 30 的吊装、找正、找平、找标高 . 31 . 31 . 31 的维护 . 31 的维护和修理制度 . 31 的润滑 . 32 8总结 . 34 9致谢 . 35 10参 考文献 . 36 I 摘 要 随着科技的进步，人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高，以前人们采用平行辊整形机机整形机管、棒等圆形断面条材，圆材在整形机过程中容易产生自转现象 ，并且 只能整形机圆材垂直于辊轴的纵向剖面上的弯曲。 在这种情况下斜整形机机的问世解决了以前平行辊整形机机所解决不了的棒材、管材的整形机问题，在这种情况下，我们对 整形机机进行设计。 本文重点对钢材整形机工艺及工作原理，斜辊整形机机的工作原理、特点、结构等进行了 介绍，同时对棒材整形机机力能参数的计算进行了分析，提出了本次设计棒材整形机机的基本思路。整形机机的机架、机座、传动等部分设计不属于本次设计的重点，所以在这里只是作了简单的介绍，但是由于时间比较仓促，本文对整形机机的液压压下装置、整形机机的安装与维护没有做出详尽的介绍，限于本人的水平，文中有误漏之出，还请批评指正。 关键词： 棒材 整形机工艺 棒材整形机机 整形机力能参数 of s is of in of is to to on In of be by of in we on as of be of an of he of of of of so is a of of I am to of in of a of 1 1 绪 论 计课题背景 长期以来，整形机机因弯曲由人工检测，压弯量人为设定不够准确，全过程都靠手工操作，效率低，整形机精度全凭操作者经验来决定等缺点，一直作为一种补充整形机设备来使用。所以整形机必须检测工件的原始弯曲，测量弯曲量、确定最佳整形机点、设定压弯量。由于缺少可靠的检测手段和认 识上的一些人为因素，以前这些工作只能靠人工来完成。因此以前的整形机机有以下缺点：弯曲人工检测、压弯量人工设定不够准确，效率低，整形机精度全凭操作者经验来决定，降低了生产效率。而且现在人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高，在情况下斜整形机机的问世解决了以前平行辊整形机机所解决不了的棒材、管材的整形机精度问题，在这种情况下，我们对 整形机机进行设计。 计依据 主要参数： 管端坡口整形机是管道施工现场对坡口进行处理的一种专用管道施工装备，它能代替人工，实现快速高效的坡口加工，由自动定 心装置、切削盘 (包括刀架、刀具调整结构及滚轮 )以及主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构、液压系统 (本设计不包含 )等部分组成。管端坡口整形机满足的主要功能参数是：管径范围 920厚范围 边尺寸 H=口型式：U、 V、 X、 I、复合坡口；单口加工时间 5内。主传动与进给装置主要实现切削盘的轴向进给运动 (包括工进和快进 )，主要设计内容包括主传动机构、刀盘轴向进给机构、护板及导向机构设计。 形机设备的发展概况 整形机技术产生的确切时间尚未 找到准确的文字记载。但从文物发掘中看到我国在春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工整形机和平整技术已经达到很高的水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品和工具，小自针锥、大到铁杵都要求用整形机技术来完成成品的制造。手工整形机与平整工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、钻台等。对大型工件手工整形机常借助高温加热进行。 古代人在整形机及整形的实践中认识到物质的反弹特性，确立了“矫枉必须过正”的哲理，用之于整形机技术颇有一语道破之功，用之于改造社会也有指导意义。 由于中国社会的特殊条件，好多技术停留在 手工状态， 18世纪末叶到 19世 2 纪初叶，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽动力代替人力，机械化生产代替了手工作坊。 19 世纪 30 年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由 7万 9万 t a，增加了 2 7倍。 19世纪 50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量增长迅速。到 19 世纪末时，钢产量增加 50多倍。钢材产量占钢产量的比重也显著增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和整形机机械。 进入 20 世纪，以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。英国在 1905年制造的辊式板材整 形机机大概是我国见到的最早的 0世纪初已经有整形机圆材的式整形机机。到 1914年英国发明了 212 型五辊式整形机机 (阿布拉姆逊式一 解决了钢管整形机问题，同时提高了棒材整形机速度。 20 世纪 20 年代日本已能制造多斜辊整形机机。 20 世纪 30 年代中期发明了 222型六辊式整形机机，显著提高了管材整形机质量 . 20世纪 60年代中期，为了解决大直径管材的整形机问题，美国萨顿 (司研制成功 313 型七辊式整形机机 (整形机机 )。 20 世纪 30 40 年代国外技术发达国家的型材整 形机机及板材整形机机也得到迅速发展，而且相继进入到中国的钢铁工业及金属制品业。 新中国成立前在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工厂里可以见到德、英、日等国家制造的整形机机。与此同时还出现了拉伸整形机机， 20 世纪50 年代苏联的整形机机大量进入到中国。同时，世界上随着电子技术及计算机技术的发展，工业进步速度加快，整形机机的品种、规格、结构及控制系统都得到不断的发展与完善。 20世纪 70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。有小到声 1 6属丝整形机机和大到 600材整形机机。有速度 达到 300m高速整形机机和精度达到 0 038m 的高精度整形机机。同时也引进许多先进的整形机设备。如英国的布朗克斯 (形机机；德国的凯瑟林(形机机、德马克 (续拉弯整形机机及高精度压力整形机机；日本的薄板整形机机等。值得自豪的是我国科技界一直在努力提高自己的科研设计和创新能力。从 20世纪 50年代起就有刘天明提出的双曲线辊形设计的精确计算法及文献提出的整形机曲率方程式。 60 80 年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究并取得了十分可喜的成果， 还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形计算法。与此同时，以西安重型机械研究所为代表的科研单位和以太原重型机器厂为代表的设计制造部门完成了大量的整形机机设计研制工作。不仅为我国生产提供了设备保证，还培养了一大批设计研究人员。 进入 90 年代我国在赶超世界先进水平方向又迈出了一大步，一些新研制的 3 整形机机获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市、省及部级科技成果进步奖；有的获得了国家发明奖。近年来我国在反弯辊形七斜辊整形机机，多斜辊薄壁管材直机、 3斜辊薄铜管整形机机、双向反弯辊形 2辊整形机机、复合转式 整形机机，平行辊异辊距整形机机及整形机液压自动切料机等研制方面相继取得成功。在整形机高强度合金钢方面也已获得很好的整形机质量。其矫后的残留挠度为 0 2 0 5m。此外，从 20世纪 60 年代以后拉伸与拉弯整形机设备得到很大发展，对带材生产起 到重要作用。 类及工作原理 金属棒材在轧制、加热、运输等各种加工过程中常常产生不同程度的弯曲、歪扭等塑性变形或内部残余应力；目前冶金市场上对金属棒材的成品精度要求也越来越高，因此轧制整形机设备在工厂中应用越来越普遍，对整形机设备的自动控制要求也越来越高。 根 据结构特点和工作原理的不同，整形机机可以分为压力整形机机、辊式整形机机、斜辊整形机机、拉伸整形机机和拉弯整形机机等几种基本类型。 力整形机机 压力整形机机是以曲柄连杆机构驱动的活动压头使轧件产生一次反向弯曲，将轧件整形机的。“矫枉必须过正”就是压力整形机机的基本整形机原理。这种整形机机人工操作繁重、生产效率低，但调整灵活，对于各种局部弯曲状态，都具有整形机的可能性，一般只有用来整形机大型钢梁、钢轨和大直径（大于 200 300管，或用作辊式整形机机的补充整形机。压力整形机机有立式和 卧式两种结构。 式整形机机 辊式整形机机具有两排交错布置的工作辊，弯曲的轧件通过转动的工作辊之间，经过多次反复弯曲得以整形机。轧件能以较高的速度在运动中进行连续整形机，生产效率高，且易于实现机械化和流水生产，辊式整形机机在型钢车间和板带材车间得到广泛的应用。辊式整形机机的一类型很多。其中按上排工作辊的调整方式分，基本上可以归纳为三类：单独调整、平行调整和倾斜调整。 辊式整形机机 斜辊式整形机机用于整形机管材和圆棒材。这种整形机机的工作辊具有类似双曲线的空间曲线的形状，两排工作辊轴线 相互交叉，管棒材在整形机时边旋转边前进，也是利用多次反复弯曲轧件，最终消除各方面的弯曲和端面的椭圆度。这类整形机机的设备重量轻，易于调整和维修，整形机管棒材效果好。其中可以 4 按工作辊数量分类，而本文介绍的整形机机就是其中的一种。 伸整形机机 主要用于整形机厚度小于 材、异型材。对于具有中间瓢曲或边缘浪形的板带材，虽有结构复杂的支承辊分段可调的辊式整形机机加以整形机，但整形机效果不理想，这是需采用拉伸整形机方法。拉伸整形机的主要特点是对轧件施加超过材料屈服极限的张力 ，使之产生弹塑性延伸变形，从而将轧件整形机。 伸弯曲整形机机 为了提高带材整形机质量，近年来，拉伸弯曲整形机机组得到较大的发展。拉伸弯曲整形机的基本原理是在张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，产生弹塑性延伸，从而三维形状缺陷得以消除。这种整形机机组一般用在连续作业线上，可以整形机各种金属带材（包括高强度极薄带材），也可以用于酸洗机组进行机械破磷，从而提高酸洗速度。 此外，在有色金属型材车间尚有扭转式整形机机，用于整形机型材的扭曲变形。 重庆科技学院本科生毕业设计 钢材整形机理论 1 2 钢材整形机理论 整形机”的定义 金属条材（具体指型材、棒材、管材、线材、板材、带材等长条状的金属型材）在轧制、加热、运输、锻造、挤压、拉拔、冷却等各种加工过程中因外力作用常常产生不同程度的弯曲、歪扭等塑性变形；内部残余应力使金属条材发生弯曲或扭曲变形；为了获得平直的成品金属条材就必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直，横向纤维或横向截面也由曲变直。实现这一要求的工艺过程就称为“整形机”。 弯整形机的基本原理 在压力整形机机、辊式整形机机、 斜辊式整形机机和拉伸整形机机中，轧件都是经过反向弯曲后整形机的，而轧件的弯曲状态可以用曲率表示 ，在轧件的弹塑性弯曲变形过程则可以用曲率的变化来说明。 轧件在整形机过程中的曲率变化： 原始曲率 轧件在整形机前的曲率称为原始曲率，以01r 表示。（图 曲的方向用正负号表示，如 +01r 表示弯曲凸度向上的曲率， 表示弯曲凸度向下的曲率，而轧件的平直段用01r =0表示。 反弯曲率 轧件在外力矩 弯的曲率称为反弯曲率，以1表示。在压力整形机机和辊式整形机机上，反弯曲率是通过整形机机的压头或辊子的压下来获得的。反弯曲率大小的选择是决定轧件能否被整形机的关键。 重庆科技学院本科生毕业设计 钢材整形机理论 2 图 塑性弯曲时的曲率变化 总变形曲率 它是轧件弯曲变形的变化量，是原始曲率与反弯曲率的代数和，以示，即： 01r +1 使用上式时，应将曲率的正负号代入。原始曲率与反弯曲率方向相同时符号相反；方向相反时符号相同。 重庆科技学院本科生毕业设计 钢材整形机理论 3 弹复曲率 它是当外力矩去除后，轧件在变形内力形成的弹复力矩 y1 表示。 残余曲率 它是轧件经过弹复后所具有的曲率（图 1以轧件被整形机，则，如轧件未被整形机，在辊式整形机机上，前一辊的残 余曲率将是下一辊的原始曲率，即1011ii 中 残余曲率1 ，显然欲使轧件整形机，则必须使残余曲率，由上式得：1=y1 ，此式是一次反弯整形机时（压力整形机机）选择反弯曲率的基本原则。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 4 3 整形机机的工作原理 形机机的简介 而本文介绍的整形机机是斜辊式整形机机的一种；可以整形机 1 5 整形机机由于整形机精度高、造价低，可整形机轻中型棒材、管材，在治金工业和机械制造业中有广泛应用。整形机机的优越性主要体现在： 使工件得到全长整形机，解决了工件头尾两端在一般整形机机上不能整形机的难题； 使整形机质量得到明显提高，把整形机后的残留扰度减少到 m; 对圆材的外径 有较强的圆整作用，显著的减少了圆材的椭圆度； 可以有效的消除整形机后的圆材缩径现象，能保证工件的尺寸精度； 在整形机的同时能提高工件的表面粗糙度。 当然 整形机机也有很多不足的地方需要我们去改进，从而达到我们需求的高效化、高质量、高产量。这些不足的地方主要表现在： 整形机速度较低，一般为 7 50m/新的大斜角辊形设计所取得的成功，可以将整形机速度提高一倍左右，使这一缺点得到很大的补救； 导板的消耗量较大，不过在光亮工件的整形机中使用尼龙导板，以及在大直径工件的整形机中使用辊式导板，也使这一缺点有所改 善； 对于整形机精度这一点我们可以利用的弧度、刚度以及两辊之间的倾角来控制棒材轧件，从而达到我们要求的精度。 我国的钢铁工业现有二十余条棒材生产线，在建的仍有十余条生产线，随着生产技术的进步和现代化改造的实施，棒材生产向着高效化、高质量的方向发展，对常规产品圆度在 200生产单位均采用了线上的斜辊整形机设备，为了满足日益提高的棒材质量要求，斜辊整形机设备得到了进一步的发展。 形机机的工作原理 2斜辊整形机机可简称为 2辊整形机机。其工作原理在斜辊整形机理论中独具特点。其结构 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 5 图 它对工件的整形机作用不是依靠各辊之间的交错压弯使工件产生塑性弯曲变形，而是依靠一对辊缝内部弯曲曲率的变化而达到。为了说明工件在辊缝内整形机的道理，首先要对旋转压弯有一理解。工件被旋转压弯也可以相对地把工件看成为一个螺旋形扁钢，用压辊压在扁钢的边缘上以扁钢为轨道向前行走，扁钢在压辊处被压弯并在辊子走过后弹复变直。这样辊子对螺旋形扁钢的相对运动就同平行辊对长条形扁钢的相对运动一样，只不过后者的整形机运动为平行整形机运动，前者为旋转整形机运动，它们的机理是一致的。但是旋 转整形机的工件并不是螺旋形扁钢而是圆形棒材。如图 示的棒材在旋转前进中受辊 3压弯，并在压弯处的截面 33上产生塑性压缩 (上面的影线部分 )与拉伸 (下面影线部分 )变形。当此截面旋转前进到 77位置处被辊 7从反向压弯，而且其压弯量正好可使在 33位置已被压弯的棒材得到整形机。其整形机过程的纵向变形如图 2 2b，断面变形如图 2 2过圆材弯曲一般是全方位的弯曲，把 33位置的弯曲理解为 样在 是，应该在 1 5的各位置上都设置压弯辊，不管上述各方位 的原始曲率如何，都经受较大的压弯，然后同时旋转前进到 5 9的各位置，并被同样设置的各反方向压弯辊压弯后弹复变直，达到全长度及全方位的整形机目的。结合上面提到的螺旋形扁钢可以把 条扁钢来代替，并设其厚度为时，则 4条扁钢经过大小两次正反压弯后各自得到整形机也等于整个圆材得到整形机。可见当圆材只在一处受到大压弯时，其弯矩如图 2其反向受到小压弯时其弯矩如图中虚线 M结果只能整形机一个扁钢或 要整形机圆材则必须在圆材旋转的半周中或在 其半个导程 (t 2)上造成等弯矩的大压弯状态来代替想像的各压弯辊，然后又在其下半周内造成等弯矩的小压弯 (与弹复量相等 )才可能实现其变形为图 2 ( (和。同时还须明确图 2 1中的前半周 (左侧的 t 2长度 )是在单一方向原始曲率条件下进行旋转的。但是全方位原始弯曲却是 C。的弯曲，因此在两个半周的旋转之前还需要有半周的旋转弯曲，以消除 C。使之变成 + C。或一 C。，即单一方向的原始弯曲。重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 6 这样我们可以概括地说，整形机的必要条件是工件在辊缝中先要经过至少一个导程的等曲率大变形压弯，然后要经过至少半 个导程等曲率小变形 (与整形机曲率相适应变形 )的反向压弯。前者可使工件各处的残留弯曲达到一致程度，后者可使工件全长得到整形机。也可以简单地说之为“先统一，后整形机”，这句话同大变形小残差的平行辊整形机法的含义是一致的。 图 集中力弯曲与等弯矩弯曲的旋转整形机变形图 2辊整形机的原理虽然简单，但其实现方法仍然包含一些较为复杂的措施。如材质不匀会使残留弯曲难以统一，也会使残留弯曲难以被一次整形机；工件尺寸公差较大时常需施以过大的压弯量；工件的刚性偏大时常需增加压弯次数；考虑到辊子磨损、新辊缝的弯曲曲率 必须适当增大等。因此辊缝多采用对称形式，人口侧辊缝起到咬入及预矫作用；出口侧辊缝起到整形机作用；辊腰处的等曲率区为中区，起到统一残留弯曲的作用。参看图 22理论长度为 t，考虑到向两侧的曲率过渡及辊缝的压紧程度不足等因素，取 22t。出口区为了防止一次整形机质量不高的可能性，在初矫区 (Sd)之后再增加精矫区 (它们的理论值为 Sd=t 2及 t 2。考虑到曲率之间的半周过渡而取 Sd=t，再考虑走出塑性区时，由于辊缝的弹跳或积累的残留弯曲偏大而达不到质量要求的可能重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 7 性，故加大 1 2)t，并使其问曲率值逐渐减小，以保证整形机质量的稳定性。2辊整形机还可能遇到整形机管材的情况，一般是整形机厚壁管，此时的辊缝的弯曲程度可以明显减小 , 塑性变形深度与壁厚可以相等。所以辊腰区的曲率不需太大，从而整形机区的曲率变化范围也要明显减小，故除辊腰区仍需要等曲率压弯之外其他区域便可以按线性递减原则来安排辊缝的曲率变化。下面用图 辊整形机的基本工作方式，图 材在辊缝之问被同向旋转的凸凹 2辊压弯并作反向旋转。由于两个辊子轴线对圆材轴线成对称倾斜关系，圆 材将一边旋转一边前进。当整形机棒材时，如图 2 3缝内形成三种弯曲区 2 3个曲率比 个曲率区相对应，图中 时只有 长度为 Sd=t， 2 3) 图 2辊整形机过程及两种压弯方式 为了说明上述辊缝具有可靠的整形机能力，下面结合一典型的辊缝模型，示于图 利用有关的曲率方程式来解析全部的整形机过 程。设图 ， 65， 4。则整形机过程的解析结果列于表 缝的总长度为 8t，它等于辊子 的工作长度 整形机过程看预矫区也很有用，首先使工件的全长弯曲方向得到统一，而且减小了残留曲率比的差值；由开始时假设的 C。 = 2 到左 2段减小到 C。 =0 28。辊腰段的作用在于统一残留弯曲。虽然第 3次 (右 2段 )的统一没有用处，但也为难矫工件留有余地。进入整形机区后只转半周便可达到合格要求，说明以后的辊 缝可以取消，但为了提高质量可以矫到右 4段。右 5段以后确实没有用了。而且从全过程看各奇数段的半周转过之后残留弯曲都有增大。因此，可以从第 5段或第 7段取消辊缝。这两段辊缝作成开扩的八字形与辊端圆角重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 8 结合起来将有助于工件头部的咬入和出口工件的稳定。但是，也要看到不管是奇数段和偶数段每多转一周之后的相对质量都在提高。因此在高精度的整形机机上辊缝仍然要保持到第 6段，甚至要增加到第 8段。 图 2辊整形机辊曲率比的分配模型 表 图 续表 庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 9 从上表的实际解析 中可以较为深入地理解 2辊整形机的内在机理，但是涉及的内容比较单纯。不能满足各种具体条件的要求。首先是 从 1 7开始加大到 3以上。为了便于达到统一残留曲率的目的，力求使总曲率比左右。同时还考虑到增加辊子寿命的需要把，经过磨损之后仍能达到C 5的水平。因此设计辊缝的曲率比在 |2|0 C(2辊整形机时0时采用的 5。接下去2下去4必精确计算，只按递减原则予以确定即可，如用一过渡切线把辊形曲线与辊端圆角连接起来。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 10 利用两辊整形机机在减小斜角时 (a=5 10)对工件表面的压光作用，研制出专用的整形机抛光机。其工作原理也是相同的。 计整形机机所涉及到的主要参数 其基本参数包括整形机力、整形机力矩、辊距 t、辊径 D、辊数 n、辊身长度备的结构尺寸和功率消耗等都有重要的影响。 在这里我们对各个参数的主要公式进行简单的介绍，在第 3章、第 4章都有详尽的介绍。 整形机力： 2121 3222 323 3212 整形机力矩： 32m 辊距： 3 辊径： 2 g 432 辊身长 度 L： a x m 1 ， S ， S 2 2 整形机速度：60 000 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机的工作原理 11 n ， n 轴承寿命较核： h 6010 6 61060 ， 010 6 ， 61060 整形机辊强度较核： 22 3 dM k 内外现在生产这种整形机机的厂家 棒材整形机机由于整形机精度高、造价低、易于维修、换辊时占用吊车时间少、导板调节比较方便，可整形机轻中型棒材、管材，在治金工业和机械制造业中有广泛应用。现在在我国国内中信重型机械公司洛阳矿山厂、 无锡西漳液压机械 厂等很多厂家。而国外 如英国的布朗克斯公司、维柯公司及罗伯运（ 司；法 国的 司及艾梯巴尔 (司：德国的索林坚(司和斯兰特 (司；美国的萨顿 (司；日本的川副机械公司；前苏联的基洛夫机床广等。 可以生产这种 斜辊整形机机。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 12 4 整形机机 力能参数计算 形机力的计算 整形机力的计算由于整形机机辊形有单向弯曲与双向弯曲之分 ,其整形机力也不同 , 而整形机力大小与辊缝的压弯程度密切相关 ,由于本机型的辊形设计采用单向反弯曲辊形 ,因此按单向反弯曲辊形来计算整形机力 。 辊形各段长度 ： 辊腰段 Sd=t,辊 腹段 Sd=t,辊胸段 Sb=t。 由于等弯曲率区内的弯矩不变 , 它必然由一个外力偶构成工件内部的等弯矩区 。 首先从图 3力 在 虽然这个弯矩一开始是弹性弯矩 ,但很快增大为弹塑性弯矩 ( 弹性段长度可略去不计 ),新的力偶矩应由 而且只在转半周之后就需形成 d /2的力偶矩 ,以便在下半周内完成 进入到辊腰 由于增大弯矩须达到 故需在 22 值 。 这种人为的受力模型是与辊形曲线的曲率变化过程基本一 致的 ,是会接近实际受力状态的 ,于是可以计算图中的各整形机力 ： 图 整形机机双向反弯辊受力简图 2121 3222 323 导程 t 粗棒螺旋导程： a 细棒螺旋导程： a 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 13 弹性极限弯矩 3 7 932 032m a xm a 双向辊形的整形机力 ： 整形机力总和为 ： 63212 倾角 ： 整形机辊轴承承受的力为辊面法向力之和 ,为了简化计算 ,假设凹凸辊受力点基本相同 ,如图 接触角 与 倾斜角 基本等 , 222 ,则 : 图 形机辊和轧件相对位置简图 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 14 s s r c ta 中 ,为凸辊辊腰直径 ,由与工件接触最多、压力最大的辊径确定 ， 选取倾斜角 =20代入得 ： r c t 承承受力的总和 o s o 根据整形机力的大小及工作辊的强度，查机械设计手册选用轴承的型号为： 调心球滚子轴承 22212C/形机机功率计算 承的消耗功率 设整形机辊的辊径直径为轴承摩擦系数为 1 ， 辊子转速为轴承摩擦消耗功率为 ： 6011 ， 其中 230 滑动摩擦的消耗功率 凸凹辊辊腰直径分别为工件与辊面之间摩擦系数为 2 ， 则滑动摩擦消耗功率为 ： 60222 ， 其中 2 =里取 2 =以 2N = 滚动摩擦的消耗功率 工件与辊面之间滚动摩擦系数为 f ,辊子斜角为 ,工件直径为 d ,则两者之间的滚动摩擦消耗功率为 : 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 15 c o 性弯曲变形的消耗功率 工件的纯塑性弯曲曲率比的最大值为 而最小值为 0， 故其平均值为 其相应的 辊子工作长度60是可知工件旋转弯曲能耗比为以塑性弯曲变形所消耗的功率为 : c o 或 c o 其中222 ，所以 4N = 消耗总功率 所消耗的总功率为： 4321 =形机机 驱动 功率 整形机机驱动总功率为： N1其中： 为传递效率， =里取 =总 = N1=选择电机的功率为 22机械设计手册选用电机的型号为： 21814 Z 查得该型号的电机基本参数： 4Z 代表电机的系列代号； 181为机座中心高； 2为电机级数 额定转速： 50 r 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 16 于机架、机座及轴承盖的设计 整形机机的机架、机座、传动等部分设计不属于本次设计的重点，所以在这里只是作了简单的介绍。 整形机机架是工作机座中尺寸和重量都是最大的部件，也是最重要的部件，是用来安装整形机辊、轴承座、整形机辊调整机构和导板装置等工作机座中全部部 件的，机架要承受整形机压力，必须有足够的强度和刚度。在这里要较核机架的强度和刚度，就必须对其整形机材料进行选择，然后对整形机机机架的危险断面进行受力分析，计算其断面的惯性矩，再根据尺寸计算机架所受的应力与材料的许用应力进行比较，较核机架的强度。 整形机时在整形机压力作用下轧件产生塑性变形。同时，在整形机反力的作用下，工作机座中的整形机辊、轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母、机架等一系列受力零件，也产生相应的弹性变形，总变形量可达几毫米 62 。对于成品整形机机，机座的弹 形变形对工件尺寸精度有很大影响。 轧件进入整形机辊前，整形机辊的原始辊缝高为 0S ，如果整形机辊的原始辊型为圆柱形，则辊缝是均匀的。当整形机时，在整形机力为作用下，机座产生弹性变形，使实际辊缝呈不均匀地增大，整形机后的轧件断面呈中部较厚的形，工件的厚度 S ，高机座在整形机辊辊身中部处产生的弹性变形为 h= 0S +f 式中 h 整形机后的轧件厚度 ； 0S整形机辊原始辊缝； f 机座弹性变形（机座在轧辊辊身中部处的弹性变形量）。 由上式可见，机座弹性变形 想得到厚度为 形机辊的原始辊缝 0S 应调整到比轧件厚度 机座的弹形变形可分为两个部分一部分是除整形机辊弯曲变形以外的其他各受力零件的弹性变形，包括由轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母等零件产生的压缩变形，整形机辊的弹形压扃，机座闰 柱的拉伸变形和机架横梁的弯曲变形等造成的。这些变形使整形机辊辊缝均匀地增大。另一部分是整形机辊的弯曲变形，使轧辊轴线挠曲，除了加在原始辊缝外，还使辊缝在宽度方向产生不均匀变化，这使用权轧件沿宽度方向产生横向厚度偏差。 由于机座的弹性变形 果在整形机过程中整形机力有波动，则在一定原始辊缝下，机座的弹性变形也有相应的波动，这就使轧件沿长度方向的厚度产生变化，产生了纵向厚度偏差。对于纵向进取度偏差，在现代重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机力能参数计算 17 整形机机 上，设置了厚度控制装置，使整形机机能在整形机过和中迅速调整，控制轧件的纵向厚度偏 差。至于轧件沿宽度方向产生的横向厚度偏差，一般是通过合理的辊型设计、辊型调整等措施来控制的。 由上可知，机座的弹形变形直接影响整形机后的轧件厚度以及轧件的纵向和横向的厚度偏差，因而也影响到整形机机的调整、整形机工艺规程的制定和辊型设计等。 重庆科技学院本科生毕业设计 整形机机辊系设计 18 5 整形机机辊系设计 形机辊的组成 辊身、辊颈和辊头，如图 图 整形机辊示意图 整形机辊是轧钢车间经常耗用的工具，其质量好坏直接影响着钢材的选题和产量，因此对整形机辊的性能（主要是强度、耐磨性和 一定的耐热裂性）的要求是很严格的。因整形机机类型和所整形机钢材种类的不同，对整形机辊材料性能的具体要求也有很大差别。常用的整形机辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。 2辊滚光整形机机的工作辊对辊面硬度及强度均有很高的要求，常采用高强度的合金铸钢。其支承辊工作条件与平板整形机机相似，材料选用也基本相同，但要求有更高的辊面硬度。 2辊滚光整形机机的工作辊选择整形机辊材料时，以辊面硬度要求为主，多采用铸铁轧辊。而支承辊在工作中主要随弯矩，