板料矫直机
板料矫直机,板料,矫直机
北华航天工业学院毕业设计(论文)任务书(理工类)学生姓名: 李海侠 专 业:机械设计制造及其自动化 班 级: B13113 学 号: 20134011309 指导教师: 贺俊杰 职 称: 讲师 完成时间: 2017.5.20 毕业设计(论文)题目:板料矫直机设计题目来源教师科研课 题纵向课题( )题目类型理论研究( )注:请直接在所属项目括号内打“”横向课题( )应用研究( )教师自拟课题()应用设计()学生自拟课题()其 他()总体设计要求及技术要点:1、设计参数 矫直材料Q235,板厚H=515mm,最大板宽B=2000mm;矫直温度400600;矫直速度0.51.5m/s;矫直辊辊距280mm;辊径250mm;辊身长2350mm,5个上辊,4个下辊;支承辊辊径280mm、辊身长900mm、3个上辊、4个下辊;最大开度140mm; 2、设计要求 压下装置采用一台5.5kw、1455r/min的交流电机驱动;主电机一台、200kw、980r/min、交流。工作环境及技术条件:需使用PC机进行机械工程图的绘制、计算机辅助设计,学生可以充分利用系里的CAD/CAM实验室进行设计工作;设计有关的各种手册和资料和从学校图书馆接阅;另外可以充分利用学校的数字图书资源,查阅中、英文文献。工作内容及最终成果:1.查阅相关文献及中外文资料,撰写文献综述,撰写开题报告。2.撰写毕业设计(论文)说明书:(1)绘制矫直机总装配图(A0)一张。(2)绘制矫直机部装和零件图(打印部装图A1)二张。(3)绘制三维总装配图(A3)一张。(4)毕业设计报告一份。时间进度安排:1. 2016年11-12月,查阅资料,完成开题报告、文献综述、外文文献翻译。2. 2017年3月,开题报告审阅。3. 2017年4月,基本结构分析。4. 2017年5月,总体结构设计,绘制工程图。5. 2017年6月,整理最后资料,完成毕业设计论文,准备答辩。指导教师签字: 年 月 日教研室主任意见:教研室主任签字: 年 月 日 本科生毕业设计(论文)开题报告设计 (论文)题目板料矫直机设计作者所在系别机电工程学院作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113作 者 姓 名李海侠作 者 学 号20134011309指导教师姓名贺俊杰指导教师职称讲师完 成 时 间2017年3月北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告。开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2开题报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。开题报告不合格者需重做。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4开题报告中除最后一页外均由学生填写,填写各栏目时可根据内容另加附页。5阅读的主要参考文献应在10篇以上(土建类专业文献篇数可酌减),其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。6参考文献的书写应遵循毕业设计(论文)撰写规范要求。7开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交,文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求,字数在2000字左右。毕业设计(论文)开题报告学生姓名李海侠专 业机械设计制造及其自动化班 级B13113指导教师姓名贺俊杰职 称讲师工作单位机电工程学院课题来源教师科研题目课题性质应用设计课题名称板料矫直机设计本设计的科学依据(科学意义和应用前景,国内外研究概况,目前技术现状、水平和发展趋势等)矫直是近百年来发展起来的工艺技术,是应用弹塑性理论将弯曲的,断面不规则的型材变直和整形的一种机械加工方法,广泛应用于机械工业和冶金工业中。矫直机可以单独地用于机械加工车间,对机件或构件坯料进行矫直,如桥梁、船舶、汽车、锅炉等。工厂的坯料车间等;也可以用于消除机件由于意外的创伤和长期蠕变而产生的塑性变形及变形,进行修复性的矫直,如轴类的矫直,自行车圈的矫平,旧钢丝绳的复原等。矫直技术在冶金工业中用途非常广泛,矫直机是冶金工业生产中常用的辅助设备。在现代化程度较高的连铸生产线中连铸坯的矫直设备是必不可少的,型钢、钢板、钢管等轧钢厂的精整车间,矫直机则更是必备的设备之一。矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展,相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显,因此,必须对矫直理论、矫直机的设计不断研究,发现新问题,寻找新的突破,使新产品开发更成熟,设计更合理、好用。轧件在矫直过程中发生弹塑性变形,内部应力应变状态变得复杂难于进行精确的计算分析。因此,设计过程是在一定的假设前提下,结合试验以及实际经验进行。本次进行的板材矫直机开发,用于热矫,钢板温度600-950,板宽1600mm,板厚20-40mm,钢种为普碳钢:45、Q235钢等。通过此次板材平行辊矫直机的开发设计,通过对辊式矫直机基本参数以及辊式矫直机力能参数的计算,使以后新设计时对基本参数的确定,力能参数的计算能够更准确、更合理;使整个设备更经济使用。设计内容和预期成果(具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式)1、工作内容及预期成果:(1)确定机器重要机构,查阅相关机构。(2)对机器进行初计算,初定所需零件尺寸。(3)利用solid works软件,设计和绘制一种板料矫直机,首先辊系结构的设计。再次整机其他结构的设计,包括压下装置及上轧辊平衡装置,传动装置,轨道升降装置,换辊装置的设计。 (4) 所需装配图、零件图和三维图的绘制。标注基本参数。 (5)撰写毕业论文。2、重点解决的技术问题:(1)对力能参数的计算及强度计算,合理确定结构,使整机设计准确、经济、先进。(2)轨道升降装置的设计,保证辊系顺利拉入拉出。(3)辊系装置的设计,保证实现每辊压弯量的灵活调节,提高矫直质量、效率。拟采取设计方法和技术支持(设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等)1、设计构想:了解中厚板产生不平直度的原因,根据国内外中厚板矫直机发展情况,切合公司实际需要,进行板矫直机设计。首先通过对国内外各种板材矫直机辊系结构研究,确定辊系结构,其次进行辊系参数的确定、力能参数的计算,最后完成整机机械部分、电器部分、润滑部分设计,通过此次研究设计,使以后进行新设计时更合理、更先进。 2、技术支持:(1) 对力能参数的计算及强度计算,合理确定结构,使整机设计准确、经济、先进。(2) 轨道升降装置的设计,保证辊系顺利拉入拉出。(3) 辊系装置的设计,保证实现每辊压弯量的灵活调节,提高矫直质量、效率。实现本项目预期目标和已具备的条件(包括过去学习、研究工作基础,现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等)1、现本项目预期目标:(1)确定机器重要机构,查阅相关机构。(2) 对机器进行初计算,初定所需零件尺寸。(3) 绘制装配图。标注尺寸。(4) 撰写毕业论文。2、已具备的条件:(1)已经大量阅读相关板料矫直机的资料和书籍。(2)对于CAD画图已熟练使用Solid works软件,能够绘制清晰可观的试图呈现。(3)通过机械原理及机械设计的学习,可以设计出较为合理的机构机械。各环节拟定阶段性工作进度(以周为单位)第一阶段:查阅相关的资料、编写毕业设计(论文)文献综述、毕业设计(论文)外文翻译、毕业设计(论文)开题报告。第二阶段:板料矫直机的主要构件的结构形式的探讨和确定。(1周)第三阶段:板料矫直机主要参数的计算和校核。(2周)第四阶段:板料矫直机总体结构确定。(1周)第五阶段:板料矫直机总体结构设计和优化。(2周)第六阶段:零件图及三维图设计。(2周)第七阶段:总结,论文编写和修改。(2周)开 题 报 告 审 定 纪 要时 间地点主持人参会教师姓 名职 务(职 称)姓 名职 务(职 称)论证情况摘要 记录人:指导教师意见指导教师签名: 年 月 日教研室意见教研室主任签名: 年 月 日 本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目板料矫直机设计作者所在系别机电工程学院作者所在专业机械设计制造及其自动化作者所在班级B13113作 者 姓 名李海侠作 者 学 号20134011309指导教师姓名贺俊杰指导教师职称讲师完 成 时 间2017年3月北华航天工业学院教务处制毕 业 设 计(论 文)文 献 综 述摘 要在轧制生产过程中,由于塑性变形、冷却不均或运输等一系列原因使轧件产生不同程度的挠曲、瓢曲、波浪等状况,为此轧后钢材必须经过矫正。本文介绍了矫直机的结构特点和原理。本次设计的矫直机是用来矫正钢板在轧制过程中产生的各种弯曲和瓢曲,通过矫正可消除钢板弯曲应力,并提高钢板的平直度,达到用户的要求。对矫直机基本力能参数、电动机功率进行了计算、对工作辊和支撑辊的结构进行了设计与校核、压下机构的设计计算及校核。关键词:矫直机;板料;压下机构AbstractIn the rolling process, due to plastic deformation, uneven cooling or transportation, a series of reasons lead to different degrees of bending, buckling, wave and so on. Therefore, the rolled steel must be corrected.This paper introduced the structure and principle of the straightening machine. The design of the straightener is used to correct the steel plate in the process of rolling a variety of bending and buckling, through the correction can eliminate the bending stress of steel plate, and improve the flatness of the steel plate, to meet the requirements of the user. The basic force and energy parameters of the straightening machine and the power of the motor are calculated. The structure of the work roll and the support roller are designed and checked, and the design, calculation and verification of the press mechanism are carried out.Key words: straightening machine; panel; screwdown一、前 言本人毕业设计的课题为板料矫直机,矫直是近百年来发展起来的工艺技术,是应用弹塑性理论将弯曲的、断面不规则的型材变直和整形的一种机械加工方法,广泛应用于机械工业和冶金工业中。矫直机可以单独地用于机械加工车间,对机件或构件坯料进行矫直,如桥梁、船舶、汽车、锅炉等工厂的坯料车间等:也可以用于消除机件由于意外的创伤和长期蠕变而产生的塑性弯曲及变形,进行修复性的矫直,如轴类的矫直,自行车圈的矫平,旧钢丝绳的复原等。矫直技术在冶金工业中用途非常广泛,矫直机是冶金工业生产中常用的辅助设备。在现代化程度较高的连铸生产线中连铸坯的矫直设备是必不可少的,型钢、钢板、钢管等轧钢厂的精整车间,矫直机则更是必备的设备之一。为了保证产品的安全可靠性,国家对各类产品都制定了一定的质量标准。轧件的变形必须限制在一定的公差范围以内。单纯从轧制生产工艺方面消除轧件的挠曲和瓢曲既不现实也相当困难,因而需要有专门的矫直设备,将已经产生变形的轧件进行矫正,使其达到标准所规定的公差范围以内,从而得到平直性好的产品,这使得矫直机成为冶金工业中必不可少的设备之一。二、国内外研究现状21国内外研究现状厚板矫直技术在我国起步较晚,且理论研究较生产落后的现象突出,经过近些年来工业的发展和自身技术的进步,矫直机的性能和各项参数都有了很大的改善。钢板的宽度、厚度及长度规格也在不断扩大。我国20世纪五、六十年代的大部分矫直机的辊系都采用大节距大工作辊,矫直厚度范围仅在45倍,支承辊承载能力低,使矫直能力低下,且工作辊轴承座是整体、固定不可调节的,造成矫直钢板质量低,产品成材率低。近几年,我国中厚板产量持续增长,随着用户对板形质量要求的不断提高,板材发 展的重点正从追求产量转移到追求质量。采取措施改善板形质量已成为生产者急需解决的事情。矫直机是改善板材质量的主要设备。目前,我国已有中厚板轧机31套,正在建设或计划建设中厚板轧机约24套,中厚板轧机合计约55套(未含台湾),中厚板年生产能力约六千多万吨。中厚板轧钢厂热矫直机有近一半已进行了技术改造,安装了新型四重式11辊、上辊或下辊可整体倾动、可快速换辊的恒辊距矫直机。还有一半热矫直机和多数冷矫直机是5060年代的台式矫直机。目前国内外钢板矫直机均是恒辊距矫直机,或少数双恒辊距矫直机使矫直机向自动化、全液压、高负荷、高刚度、多功能、强力矫直技术发展,即采用第三代矫直机,从而进一步提高钢板表面质量。在20世纪末,世界轧钢技术发展迅速。轧钢生产在自动化、高精度化、连续化方面取得了较大进步。轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的重要生产环节和主要方法。因为用轧制方法生产出的钢材,具有生产率高、生产过程连续性强、品种多、易于实现机械化、自动化等优点,而且比锻造、挤压、拉拔等生产产品,性能更高,成本更低。目前,约有93%的钢都是经过轧制成材的。有色金属生产也大量应用轧制方法。随着轧钢工艺及轧钢技术的不断发展,钢材的生产范围将不断扩大,产品品种也将不断增多。近年来我国许多有价值的钢板产量大幅度增长,冷轧硅钢片2003年已达89.6万吨,镀锡板2002年已经达到110万吨,管线钢、石油管、耐火钢板、冷轧不锈钢板产量达55万吨。目前,国外对矫直机理论,矫直设备的研究正在扩展和深化,如向大截面型材,超薄壁管材,特殊截面异型材和高强度合金材料的矫直方向发展同时也向提高矫直精度,减少残余应力,减少功率消耗以及提高数学模型精度的方面深入。21发展前景轧件在轧制生产过程中,由于塑性变形、冷却不均或运输等一系列原因使轧件产生不同程度的挠曲、瓢曲、波浪、镰刀弯和歪扭,或内部残余应力,从轧机出来的轧件往轧件在轧制生产过程中,由于塑性变形、冷却不均或运输等一系列原因使轧件产生不同程度的挠曲、瓢曲、波浪、镰刀弯和歪扭,或内部残余应力,从轧机出来的轧件往往具有不平直性和形状尺寸精度误差较大的情形,这主要是受轧钢生产工艺和冷却过程综合影响的结果。 目前,矫直机已普遍采用计算机模型控制,并与轧制过程连结,模型可根据矫直钢板厚度、宽度、平直度状况及温度来设定辊缝,调整好横梁液压缸位置,保证打开、闭合及咬钢速度的稳定,自动将过载保护系统和厚度变化补偿系统切入工作状态。世界矫直技术的发展为使各种不平直的板形均得到有效矫平提供了更多更好的解决方案。世界上著名的冶金机械制造厂家如西马克(SMS)、奥钢联(VAI)、日本的三菱重工(MHT)及国内的太原重型机械集团有限公司(TZ)等纷纷推出具有先进技术的矫直机,其中 SMS 设计制造的中厚板冷矫直机 HPL 型为目前先进矫直机技术的集中代表,中厚板矫直机正向重型化、全液压化、自动化过渡。发展前景十分可观。三、结 论通过以上文献综述我们可以发现:矫直机已普遍采用计算机模型控制,并与轧制过程连结,模型可根据矫直钢板厚度、宽度、平直度状况及温度来设定辊缝,调整好横梁液压缸位置,保证打开、闭合及咬钢速度的稳定,自动将过载保护系统和厚度变化补偿系统切入工作状态。一台完整的中厚板辊式矫直机应由机架、上下横梁、上下矫直辊装置、上下支承辊装置、引料辊装置、压下机构、弯辊装置、倾斜机构、换辊装置、检测系统、安全装置、除铁皮与冷却系统、传动装置、电动机及走台等所组成。本次开发的中厚板材矫直机是强力重式矫直机,它功能多,矫直力强,结构独特,适合可逆矫直的要求本次设计的矫直机是用来矫正钢板在轧制过程中产生的各种弯曲和瓢曲,通过矫正可消除钢板弯曲应力,并提高钢板的平直度,达到用户的要求。设计中对矫直原理做了详细具体的阐述,对其主要零部件做了校核,对矫直机的力能参数做了计算,同时包括机架、上矫直辊系、下矫直辊系、压下与平衡系统等主要部件的设计。为了避免矫正时的冲击,压下装置中装有机械式平衡机构,平衡弹簧装在托盘上通过拉杆来平衡上活动横梁的全部重力,并能消除螺母与螺杆直角的窜动间隙。托盘将全部重力通过推力轴承压到平衡螺母上,而平衡螺母又通过内齿圈与蜗轮螺母联结成同步转动又互不相压的关系。主要参考文献1 濮良贵,纪名刚.机械设计.第8版.北京:高等教育出版社,2006.52 张泳,液压伺服控制技术在矫直机上的设计和实现,工程与实验,2009,第二期3 孙志礼,马星国,黄秋波,闫玉涛等机械设计M,北京:科学出版社,20084 崔甫,矫直原理与矫直机械.北京:冶金工业出版社,2002.75 丁时锋,李清香. 机械设计与制造.高等教育出版社,20116大连理工大学工程图学教研室编机械制图(第六版)北京:高等教育出版社,2007.77 张柏森,宋锦春.基于可重用技术的斜辊矫直机参数化设计方法研究J.机械设计与制造,20128郭媛,吴凛,龚云等.矫直机液压系统建模与仿真及改善性能研究J.机床与液压,20169 Bundit Jarimopas, Suttiporn Niamhom, Anupun Terdwongworakul.Biosystems Engineering, 2008, Vol.102 (1), pp.83-8910 Vos, AntonAppropriate Technology, 2010, Vol.37 (2), pp.55-5911 Tetsuo Sato, Journal of the American Oil Chemists Society, 1995, Vol.72 (10), pp.1177-1183毕 业 设 计(论 文)文 献 综 述指导教师意见 指导教师: 年 月 日专业教研室审查意见 负责人: 年 月 日
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