两辊式轧钢机设计【三维SW】【含CAD高清图纸和文档所见所得】
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两辊式轧机设计摘 要设计的轧机为两辊式轧钢机,轧辊的直径为230 mm,辊面长200mm.轧机主要用来为轧制小型线材,采用两辊式工作机座。轧机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备包括有主要设备辅助设备起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。轧机的主要设备是由一个主机列组成的。轧机的主机列是由原动机,传动装置和执行机构三个基本部分组成的。采用的配置方式为液压马达减速机蜗轮分齿箱轧机。由于轧辊的转向和转速不可逆转,原动机采用造价较底的液压马达。考虑到轧制负荷很不均匀,为了均衡动力元件负荷,减少动力元件的容量,在减速机和动力元件之间加有飞轮。分齿箱:其用途是传递转矩给工作辊,装在密闭的箱体内。联轴器:轴与轴之间的链接用联轴器。关键词:轧机,蜗轮箱,飞轮,液压马达ABSTRACTDesign of a two-roll rolling mill for the rolling mill, the roll diameter is 230 mm, the roll face length 200mm. Rolling mill for rolling mainly small wire, two-roll stand the work. Metal rolling mill process is to achieve a device. It refers to the completion of the whole process of rolled production equipment, including major equipment, auxiliary equipments, lifting and transport equipment and ancillary equipment. But the general said the mill often refers only to the main equipment. The main equipment of the rolling mill is composed of a master column. Host column rolling mill is part of the original three basic motivation, and a transmission actuator thereof. Configuration uses a hydraulic motor - reducer - worm gear box points - Mill. Since the speed of roll steering and irreversible, the prime mover cost than the end use of the hydraulic motor. Considering the rolling load is not uniform, in order to balance the power load element, reduce the capacity of the power device, between the gear and the flywheel power elements added. Gear box points: its purpose is to transmit torque to the work rolls, mounted in a sealed housing. Couplings: the link between the shaft and shaft couplings. Keywords: rolling mill, gear box, the flywheel, the hydraulic motorIV目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1轧钢机的定义11.2轧钢机的标称11.3轧钢机的用途11.4小型轧钢机的主机列1第2章 设计方案的确定42.1 传动方案的提出与确定42.1.1 机械传动系统拟定的一般原则42.1.2 确定最终传动方案52.2轧制平均单位压力的确定52.3轧制总压力的确定82.4轧制力矩的确定9第3章 轧辊的选择113.1 轧辊的介绍及材料的选用113.1.1 轧辊的结构与特点113.1.2 轧辊的材料及选用113.2 轧辊的结构设计及尺寸的确定123.2.1 轧辊的长度及辊身123.2.2 确定各段的直径及长度123.2.3 轧辊的强度校核133.3 轧辊的使用与维护163.3.1 辊的使用与检查163.3.2 辊的维修17第4章 蜗杆传动的设计184.1 蜗杆传动的介绍184.1.1 蜗杆传动的类型184.1.2 蜗杆传动的特点194.2 蜗杆传动的结构及尺寸的确定194.2.1 选择材料194.2.2 确定许用应力204.2.3 按接触疲劳强度设计214.2.4 求蜗轮圆周速度并校核效率224.2.5 校核蜗轮齿面接触强度234.2.6 校核热平衡244.2.7 计算蜗杆传动的主要尺寸244.3 蜗杆传动的安装与维护264.3.1 蜗杆传动的润滑264.3.2 蜗轮蜗杆的安装调整264.3.3 蜗杆传动的跑合和试运行26第5章 轴承与轴承座的设计285.1 轴承的选择285.1.1 轴承的介绍285.1.2 轧机中轴承的选用285.2 轴承寿命计算285.3 轴承座的分析30第6章 压下装置与机架的设计326.1 压下装置326.1.1 压下装置的概念和分类326.1.2 轧机压下装置的分析326.2 机架的选择336.2.1 机架的用途和分类336.2.2 机架的选用33结 论35致 谢37参考资料38第1章 绪论1.1轧机的定义轧机也称为轧钢机械,一般把将被加工的材料在旋转的轧辊间受压力产生的塑性变形即轧制加工机器称为轧钢机,这是简单定义。轧钢机是机械中使金属在旋转的轧辊中产生变形的那部分设备。1.2轧机的标称按轧制品种轧机型式和公称尺寸来命名。“公称尺寸”的原则对型材轧机而言, 是以齿轮座人字齿轮节圆直径命名;初轧机则以轧辊公称直径命名;板带轧机是以工作轧辊辊身长度命名;钢管轧机以生产最大管径来命名。轧钢机的类别与规格与轧钢机的断面尺寸有关,因此轧钢机的初轧和型钢的类是以轧钢的名义直径。1.3轧机的用途其结构的特点为:1.采用两辊式工作机座,主动力元件不可逆转,中上辊与中下辊交替过钢,实现多道次的轧制。2由于轧辊的转向和转速不可逆转,可采用造价较底的高速交流主动力元件在传动装置中装有减速机和齿轮机座。3多数小型钢轧机要求既开坯又轧件,具有一机多能的特性,因此,轧机急需要较强的能力,又需要较强的刚度,而且由于经常需要更换品种,在轧机结构上需考虑换辊方便。4为了便于换辊,三个机座的轧辊都采用梅花接轴连接。1.4小型轧钢机的主机列轧钢机的主要设备是由一个或数个主机列组成的。轧钢机的主机列是由原动机,传动装置和执行机构三个基本部分组成的。1工作机座:工作机座为轧钢机的执行机构,它由轧辊及其轴承轧辊的调整机构和上轧辊的平衡机构,引导轧件的轧件进入轧辊用的导装置,工座机座的机架及支撑机座并把机座固定在地基上用的轨零、部件的和机构组成。2传动装置:联轴器:联轴器包括动力元件联轴器和主联轴器,动力元件联轴器用来连接动力元件与减速器的主动齿轮轴;而主联轴器则用来连接减速器与机轮机座的传动轴,既自减速器将转矩传至齿轮机座的主动齿轮。减速器:在轧钢机中减速器的作用将动力元件较高的转速变成轧机所需的转速,因而可以在主传动中选用价格较底的高速动力元件。确定是否采用减速器的一个重要条 件,就是比较减速器及其摩擦损耗的费用是否低于低速动力元件的与高速动力元件的之间的差价。采用减速器时,根据传动比的大小选用一级(传动比i小于等于8)二级(传动比等于840)或三级(传动比i大于40)减速器。与这些减速器相对应的轧辊速度分别为200-250转/分,4050转/分,以及1015转/分。连接轴:轧钢机齿轮机座,减速器或动力元件的运动和力矩,都是通过连接轴传递给轧辊的。设计采用横列式布置轧机,一个工作机座的轧辊是通过连接轴传动的。轧钢机采用的连接轴有万向接轴、梅花接轴、联合接轴和齿轮接轴等。设计的轧钢机采用梅花接轴它常用在横列式轧机上。齿轮机座:其用途是传递转矩给工作辊,设计采用三个直径相等的圆柱形人字齿轮在垂直面排成一排,装在密闭的箱体内3动力元件的选择:轧钢机的动力元件的形式的选择与轧钢机的工作制度有着紧密的联系。设计的轧钢机是轧制速度不需要调节的不可逆式轧钢机,采用异步动力元件。异步动力元件主要用在有剧烈尖峰负荷的轧机上,为了减少动力元件的容量,有时装有飞轮,异步动力元件投资费用较底,在小形轧钢机上很适合。4小型轧钢机的工作制度:一般中小形轧钢机的工作制度可以分为:不可逆式的,可逆式的与带张力轧制等几种方式 三辊轧钢机二辊轧钢机图1-1 轧机的工作制度小型轧钢机的总体布局轧钢机的主要设备由一列主机列,此轧机的总体布局基本上与主机列一致,结构如下:主机列三个基本部分组成,主动力元件,传动机械,工作机座。设计中的传动装置由齿轮机座,减速器,联轴器,接轴组成,在动力元件与减速器之间用飞轮连接,在齿轮机座与减速器之间是用飞轮连接。在齿轮机座与减速器用安全联轴器。因以上中除安全联轴外,均在主机列中给以介绍,现对安全联轴器作以介绍。安全联轴器:一般带有飞轮的轧机,都有安全联轴器。当轧机上的转矩超过额定的转矩时,联轴器能够分开,保护轧机的零部件,使之免受损坏。工作机座为两个三辊工作机座和一个二辊工作机座,总体结构如图:图 12 轧钢机总装图1主动力元件 2联轴器3减速器4安全联轴器5齿轮机座6梅花万向接轴联轴器 7工作机座8梅花4第2章 设计方案的确定2.1 传动方案的提出与确定2.1.1 机械传动系统拟定的一般原则 1采用尽可能简短的运动链采用简短的运动链,有利于降低机械的重量和制造成本,也有利于提高机械传动效率和减小积累误差。2优先选用基本结构由于基本结构结构简单,设计方便,技术成熟,故在满足功能要求的条件下,应优先选用基本机构。若基本机构不能满足或者不能很好的满足机械的运动或动力要求时,可以适当地对其进行变异或组合。3应使用机械油较高的机械效率;机械的效率取决于组成机械的各个机构的效率。一次,当机械中包含有机械效率较低的机构时,就会使机械的总效率降低。4合理安排不同类型传动机构的顺序一般来说,在机构的排列顺序上有如下的一些规律:首先,在可能的情况下,转变运动形式的机构通常总是安排在运动链的末端,与执行机构靠近。其次,带传动等摩擦传动,一般都安排在转速较高的运动链的始端,以减小其传递的转矩,从而减小其外形尺寸。5合理分配传动比运动链的总传动比应合理分配给各级传动机构,具体分配方法应注意以下几点:1)每一级的传动应在常用的范围之内选取。如一级传动比过大,对机构的性能和尺寸都是不利的。例如当齿轮传动的传动比大于8至10时,一般应设计成两级传动;当传动比在30以上时,常设计成两级以上的齿轮传动。但是,对于带传动来说,一般不采用多级传动。2)当传动链为减速传动时,必须十分注意机械的安全运转问题,防止发生损坏机械或伤害人身的可能性。例如起重机械的起吊部分,必须防止荷重的作用下自动倒转,为此在传动链中应设置具有自锁能力的机构或者装设制动器。6保证机械的安全运转对于以上要求,在设计过程中应尽量满足。2.1.2 确定最终传动方案通过对以上内容的了解和分析结合我在实习工厂所观察的外小型轧钢机,经过和老师的多次探讨和修改最终我确定了外小型轧钢机的整体传动方案。方案如下:液压马达带动蜗轮蜗杆减速器运转,再通过分轴器将单根输入的轴的运转以两根轴同时输出,并与外小型轧钢机主体的两个轧辊用联轴器连接,使其完成要求的加工过程。2.2轧制平均单位压力的确定在验算轧机强度,挖掘机潜力和设计新轧机时,轧机的尺寸,传动效率及允许的压下规程,均取决于轧制大小和方向。在设计新轧机时,为了计算零件强度和选择电动机功率,就必须知道轧机在一定压制条件下的轧制压力、轧制力矩和轧制功率。在挖掘现有轧机潜力时,为了生产更多的新品种、新规格或强化轧制过程、提高轧机产量,也必须知道在新的工作条件下的轧制负荷。因此,精确地确定轧机的工作负荷,对于设计新轧机或是在生产中充分发挥现有轧机的潜力都是非常必要的。在轧制的过程中,轧件在轧辊见承受轧制压力的作用而发生塑性变性,由于轧件塑性变形时的体积不变。因此变形区的轧件在垂直方向上产生压扁,在轧件方向上产生延伸,在横向产生宽展。而延伸和宽展受到接触面上摩擦力的限制,所以,在轧辊的轧件处于三向压应力状态。大量的实验资料证实,开坯,型钢,线材轧机的轧制压力,采用S。爱克隆德公式计算与实测结果比较接近。爱克隆德公式的适用范围:轧制温度高于或等于800度,轧制材质为炭钢(其含锰量不超过1%,含铬量不超过2-3%),轧制速度不大于20米/秒。在爱克隆德的公式中,轧制的单位不仅是轧件机械性能的函数,而且是变形速度、摩擦系数、接触弧长和轧件平均高度之比的函数,轧制平均单位压力由三部分组成:=+ (kg/)(1) 值:为轧件在轧制温度t度下的单向静压缩时的单位变形阻力,计算公式为: =(14-0.01) (kg/)式中 轧制温度;轧件的化学成分,计算公式为:=1.4+C+0.3Cr+Mn其中C为含碳量;Mn为含锰量; Cr为含铬量。 轧制的材料设为A3钢,则C取0.2W=1.4+0.2=1.6带入K式中为=(14-0.011000)1.6=6.4( kg/)(2) 值:值为变形速度引起的变形阻力,其计算公式为: =U(kg/)式中 轧件在轧制温度为度时的粘度系数,其计算公式为: =0.01(14-0.01)(kg s/)为轧钢机的轧制速度的修正系数,其数值见中小型轧钢机械设计及计算表2-1;U变形速度,计算公式为:U=(/s)其中 R为轧辊的半径; V为轧辊的圆周速度(轧制速度)(mm/s); 为道次压下量,计算公式为 =h1-h2(毫米)h1,h2为轧制前后的轧件的高度(毫米);查表21的轧制的修正系数为1所以 =0.01(14-0.011000)1=0.04 (kgs/)以上取值,有赖于轧辊的转速,其值为4049转/分。初选V,由现场以同类轧机取得,V=700(mm/s)=25mm(最大的压下量)h1=60 mm(初使的高度)h235 mm (轧制后的高度)带入 U2700=6(mm/s)所以 0.046=0.24(kg/)(3) =(+)M(kg/)式中 表示外摩擦对轧制平均单位压力的影响系数,其计算公式为=为轧辊间的摩擦系数,计算公式为:=(1.05-0.005)aa为轧辊之间的修正系轧辊的修正系数钢轧辊a=1, 硬面铸铁轧辊a=0.8取a=0.8 所以 U(1.05-0.00051000)0.8=0.44则 =(1.60.44-1.225)/(60+35)=0.1=(6.8+0.24)0.14=0.986( kg/)(4)则平均单位压力=6.8+0.24+0.986=8.03( kg/)2.3轧制总压力的确定轧制总压力的计算公式可用下式计算 N=PFP轧件与轧辊接触弧上的平均单位压力F轧件与轧辊间的接触面积在轧制总压力垂直面上的的投影(简称为接触面积)各种不同的情况下计算接触面积的方法不同,有以下几种情况1辊径相同的情况2轧制异型断面轧件时的情况3冷轧时的情况4中(厚)板角轧时的情况。我采用的是辊径相同时的情况,计算公式为:=()式中 轧辊的半径(毫米); 压下量(毫米); ,轧制前、后轧件的宽度。=3429()所以=8.033429=27537(kg)2.4轧制力矩的确定传动轧辊时,动力元件轴上的力矩由下种四种力矩组成:= 式中 轧制力矩;附加摩擦力矩; 空转力矩;动力矩;轧辊与主动力元件间的传动比。其中、与比较,比较大。所以可以将上式简化 M=K式中K为安全系数,取K=1.5;初选轧机总传动比i=10。所以轧制力矩为 M=252.9(Nm)粗算所需动力元件的功率: P=26(KW)第3章 轧辊的选择3.1 轧辊的介绍及材料的选用3.1.1 轧辊的结构与特点轧辊的种类有很多,根据不同轧机的工艺条件选择正确的轧辊,对轧机的生产率,产品品种,质量等都有重要影响。230型轧辊的结构如图3-1所示,每个轧辊都有辊身,辊颈及轧辊头三部分组成。轧辊辊身的安排及尺寸决定于轧制的工艺要求,辊颈的两端有扁头断面的辊头,辊颈以传递扭矩,辊颈安装在轴承上,并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。图3-1 230轧机轧辊3.1.2 轧辊的材料及选用在生产实践,对各种轧机的轧辊均已确定了较合适的材料,在选择轧辊材料时,处应考虑轧辊的工作要求与特点外,还要根据轧辊常见的破坏形式和破坏原因,按轧辊材料的标准来选择合适的材质。锻钢轧辊的综合机械性能好,但加工困难,价格也高,中小型轧机很少采用。而在轧制的后几道中对轧辊要求较好的耐磨性,一般选用铸铁轧辊。球墨铸铁轧辊价格便宜,耐磨且有较高的强度适合在横列式轧机上使用。又因为本轧机对产品的几何形状及尺寸公差要求严格,对轧辊要求有较高的表面强度和耐磨性,一般选用冷硬普通铸铁轧辊,材料选用40Cr3.2 轧辊的结构设计及尺寸的确定一般来说工作辊颈较小时,轧辊的扭转角度会影响钢板的质量,为了保证轧辊的扭转角度,在选择轧辊直径时,应同时考虑辊身长度的影响。3.2.1 轧辊的长度及辊身轧辊的辊身长度与轧辊直径之比因此轧辊的直径d=230mm 辊身长度l=940mm3.2.2 确定各段的直径及长度轧辊辊颈装滚动轴承,其尺寸一般取为其中-辊颈的长度,d-轧辊直径由于上装有圆柱滚子轴承,其尺寸为,考虑到倒角及装卸时的方便取上装有深沟球轴承,其尺寸其上与轴承座相接触,其尺寸L为轴承座侧盖的宽度,其尺寸为 的最小值根据螺栓直径查手册可得,上式m的尺寸不宜太短,以免拧紧固定螺钉时轴承盖歪斜,一般取mee可根据轴承外径查表可得,因此=52+15+13+10=93mm=180mm轧辊的轴头用万向接轴传动时,轧辊传动端应做成扁头,其尺寸应该与万向接轴的叉头尺寸相配合式中重车后的最小工作辊直径,重车率为5%7%绝对压下量,-允许咬入角,对热轧钢板取因此=180-(515)=165175mm取因轧辊一般呈梯度,考虑到强度刚度和装卸时的情况取 3.2.3 轧辊的强度校核绘制轧辊的受力简图:如图3-2(a)计算支承反力:受力简图如图3-2(b)水平方向:受两个力 大小相等,方向相反垂直方向:=1200009.8(650-325)+= 弯矩图如图3-2(c),合成弯矩图如图3-2(d)查手册得冷硬铸铁的强度极限为许用应力为通常对于轧辊只需找出其断面应力进行比较,找出危险截面,通常对辊身只计算弯曲应力,对辊颈则计算弯曲和扭转应力,传动端轴头只计算扭转弯曲应力的计算:有图可知轧制力p所在断面上的弯矩力为扭矩图如图3-2(e),最终扭矩图如图3-2(f)弯曲应力为:式中d=计算断面处的轧辊直径因此符合要求轴颈弯曲应力和扭转应力的计算:轴颈上弯曲应力由最大支反力决定 式中R-最大支反力C-压下螺丝中心线到轴身边缘的距离,取为轴颈长度的一半 轴颈危险截面的弯曲应力和扭转应力分别为=76Mpa=80Mpa符合要求74Mpa符合要求(a)轧辊受力简图 (b)垂直方向受力简图 (c)弯矩图(d)合成弯矩图 (e)转矩图 (f)最终弯矩图图3-2 轧机轧辊受力图3.3 轧辊的使用与维护3.3.1 辊的使用与检查1. 辊在使用前,应注意辊和辊上零件固连要可靠;辊和辊上有相当移动和转动零件的间隙要适当;辊颈润滑应符合要求,润滑不当是辊颈非正常磨损的重要原因。2. 辊在使用中,应避免突加、突减负荷或超荷,尤其对新配滑动轴瓦和使用已久的辊更应注意,以防疲劳断裂和弯曲扭转。3. 在机器大修或中修时,通常应检查轧辊有无裂纹、弯曲、扭曲及辊颈磨损等。如不合要求应修复和更换。3.3.2 辊的维修1. 辊弯曲变形的校正 辊的变形过大时,可冷压校正或局部火焰加热校正。校正是的支撑部位应正确,尤其应注意不要使辊拐角处因校正而产生应力集中。2. 辊颈磨损的修复通常先用磨削加工消除辊的集合形状误差,然后金属喷镀或刷镀,严重时可堆焊或镶套修理,镶套时套与辊为过盈配合。30第4章 蜗杆传动的设计4.1 蜗杆传动的介绍4.1.1 蜗杆传动的类型蜗杆传动时用于传递交错轴见的回转运动和动力,通常两轴交错角。主要由蜗杆蜗轮组成。按照蜗杆分度曲面形状的不同,蜗杆传动分为圆柱蜗杆传动(图4-1a)、环面蜗杆传动(图4-1b)和锥面杆传动(图4-1c)。圆柱蜗杆传动又包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。其中普通圆柱蜗杆传动根据不同的齿廓曲线又可分为阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆、法向直廓蜗杆和锥面包络蜗杆等四种。a) 圆柱蜗杆传动 b)环面蜗杆传动c)锥面杆传动图4-1 蜗杆传动的类型 4.1.2 蜗杆传动的特点与齿轮相比,蜗杆传动主要优点是:1. 传动平稳,噪音低。2. 结构紧凑,传动比大。在动力传动中,单级传动的传动比大=880分度机构中,传动比可达1000。3. 当蜗杆导程角很小时,能实现反行程自锁,用于某些手动的简单起重设备中,可防止起吊的重物因自重下坠。4. 但传动效率低,发热量大。故封闭式传动长期连续工作时必须考虑散热问题。5. 传递功率较小,通常不超过50。6. 蜗轮齿圈常需要贵重的青铜制造,成本较高。4.2 蜗杆传动的结构及尺寸的确定4.2.1 选择材料 根据蜗杆传动的失效特点,蜗杆副材料不但具有足够的强度,而且还应具有良好的减磨性。蜗杆 采用40Cr,表面淬火4555HBC轮轮圈 采用ZCuSn10P1,金属模锻造4.2.2 确定许用应力 时 蜗轮材料的许用接触应力 查文献1表12-7得 = 时 蜗轮材料的许用弯曲应力 查文献1表12-7得 = 的初估值: 查文献1图12-13得 = 滑动系数影响系数:查文献1图12-14得=0.87(浸油润滑) 蜗杆的转速: = 应力循环系数: = 接触强度应力系数: 查文献1图12-15得 =0.8 弯曲强度寿命系数: 查文献1图12-15得 =0.66 许用接触应力: = =220 =153.12 许用弯曲应力: = = =46.24.2.3 按接触疲劳强度设计 载荷系数 K= 取K=1.2 初估蜗杆的传动效率 =(100-3.5)%=(100-3.5)%0.78 确定蜗杆的头数 查文献1表12-2得 =1 蜗轮齿数 = 蜗轮转矩= 确定模数m蜗杆 查文献1表12-1得 取m=10 查文献1表12-4,按=40 =10 确定蜗杆传动的基本参数 a=240 4.2.4 求蜗轮圆周速度并校核效率 蜗轮分度圆导程角: 实际传动比 := 蜗轮的实际转速:= 蜗轮的圆周速度: = 滑动速度: = 啮合效率: = 查文献1表12-10得 搅油效率: 取 轴承效率: 取=0.98 蜗杆传动效率: 4.2.5 校核蜗轮齿面接触强度 材料弹性系数: 查文献1表12-8得 =155 使用系数: 查文献1表12-9得 =1 运载系数:由于, = 取 =1 载荷系数: =1(载荷平稳) 蜗轮的实际转矩: 滑动速度形象系数: 查文献1图12-14得 =0.88 许用接触应力: = 校核蜗轮齿面接触强度: = 4.2.6 校核热平衡 初估散热面积A =1.52 周围空气温度 取= 散热系数K 由K= 取K=17 热平衡校核 = =4.2.7 计算蜗杆传动的主要尺寸 尺寸中心距 蜗杆分度圆直径 蜗杆齿顶圆直径 = 蜗杆齿根圆直径: = 导程角 蜗杆轴向齿距: 蜗杆齿宽: 取 蜗轮分度圆直径 : 蜗轮喉圆直径: = 蜗轮齿根圆直径: = 蜗杆齿顶圆直径: 取 蜗轮齿宽: 取 蜗轮齿顶圆弧半径: 蜗轮螺旋角 4.3 蜗杆传动的安装与维护4.3.1 蜗杆传动的润滑蜗杆传动一般采用油润滑,常用油润滑牌号为N220、N230、N460或N680号蜗轮油。为提高抗胶合和磨损的能力,蜗杆传动通常选用粘度较大的润滑油,润滑油的粘度及润滑方法见表4-2表4-2 蜗杆传动润滑油粘度及润滑方法滑动速度12.55101015152525工作条件重载重载中载-粘度100068023022015010068润滑方法浸油润滑浸油或喷油润滑压力喷油润滑4.3.2 蜗轮蜗杆的安装调整在蜗杆传动中,蜗杆中心线应为于中间平面上,蜗杆与蜗轮的中心距应准确。装盘时,应仔细蜗轮的轴向位置,否则难于正确啮合,齿面会在短时间内磨损。对于单向运转的蜗杆传动,可调整蜗轮的距离,使蜗杆和蜗轮在偏出于啮出(蜗杆旋出的方向)一侧接触,以利于在啮合入口处造成油楔,易于形成油膜润滑。4.3.3 蜗杆传动的跑合和试运行蜗杆传动装配后必须经跑合,以使齿面接触良好。跑合时采用低速运转,逐步加载至额定载荷,跑合。若发现我刚齿面上粘有青铜,应立即停车,有细砂纸打去,在继续跑合。跑合好后,应清洗全部零件,换新润滑油,并应将此时蜗轮相对于蜗杆的轴向位置打上记号,便于以后装拆时配对和调整到位。新机试车时,先空转运转,然后逐步加载至额定载荷,观察齿面啮合、轴承密封及温升等情况。第5章 轴承与轴承座的设计5.1 轴承的选择5.1.1 轴承的介绍轴承是支撑轴颈的部件,有时也用来支撑轴上的回转零件,如行星轮系的星系轮和带传动中的张紧轮等。根据轴承中摩擦性质的不同,轴承壳分为滑动摩擦轴承(滑动轴承)和滚动摩擦轴承(滚动轴承)。5.1.2 轧机中轴承的选用热带轧钢中轴承一般有开式胶木瓦和滚动轴承两种。开式胶木瓦具有较小的摩擦系数和较高的耐磨性,并且用水润滑时具有足够的承载能力,但弹性变形大对产品精度要求较高的大、中、小型以及线材。已采用滚动轴承。230轧机的轧辊具有重载、高温的特点,所有要才采用的轴承能够承受很大的载荷,有良好的润滑和冷却作用,摩擦系数小、刚性好。因此,轧辊采用滚动轴承。目前,轧机上常采用的滚动轴承型式是四列圆锥滚柱轴承及球面圆锥滚柱轴承,因为这类轴承不仅能承受很大的径向载荷,同时可承受一定的轴向载荷。因此230轧机的轧辊上采用四列圆锥滚柱轴承。5.2 轴承寿命计算对轴承1:由文献1查得。轴承1的计算系数,基本额定载荷,所以: 轴承1的寿命: 式中:温度系数,由前面的计算可知蜗杆工作时散热良好,工作温度小于,由文献1查得; 寿命指数,对滚子轴承。对轴承2:由文献1查得,轴承2的计算系数,基本额定载荷,所以:轴承2的寿命:由于轧机的工作形式为大批量生产,每轧制一批刚才只需调整一次轧辊间隙,侧压系统的利用率不高,故滚动轴承的寿命合格。5.3 轴承座的分析230轧机轴承座位与一门型架,考虑到调整轧件厚度的需要,轴承座在机架窗口应能上下移动,故其配合一般取;为防止轧辊的轴向窜动,考虑到换辊的方便,换辊端的轴承座装有固定挡板。传动端的轴承座做成游动的,这样轧辊可以自由的热膨胀,而且当轧辊断裂时,轴承座可以在窗口自由滑,以避免轴承座零件的顺坏。另外考虑换辊的方便,也应把轴向固定装置设置在换辊端。轴承座的材料常用ZG45,并且轧辊轴承座应具有自动调位的功能,轴颈与滚动轴承内圈配合采用基孔制,为了拆装方便一般采用动配合。为了防止相当运动,必须采用轴向压紧装置,它是通过锁紧螺母将止推轴套压紧在轴承内圈的侧面。这样的结构可以使轧辊转动时,轴颈和轴承内圈一起转动。轴承外圈与轴承座的配合为基轴制,同样为何便于拆装,一般取动配合。轴承座上设有调整环,其作用是保证一定的轴向间隙,以避免轴承滚动体卡住的现象,并使四列锥柱受力均匀。用轴承端盖把轴承的外圈沿轴向固定,而轴承的内圈用锁紧螺母通过止推轴承压紧。螺母拧在带螺纹的半环上,半环则以销钉固在轴颈的环形槽中。当拧紧螺母时,止推轴套压紧轴承内圈。轴承的润滑是通过轴承座上的钻孔和调整环上的孔进行的,为了防止周颈生锈并考虑到轴承内圈可能稍微转动,故对轴颈也进行润滑。为了保证轴承的密封性,在轴身一端用保护套、胶质密封圈、防尘环等零件密封。在轴头一端也有密封圈,密封圈是用耐油橡胶制成的。第6章 压下装置与机架的设计6.1 压下装置 轧机的压下装置,也称为上辊调整装置,它的作用是调整上轧辊的位置,保证给定每道次的压下量。6.1.1 压下装置的概念和分类轧辊的压下装置的轧机上一个重要的部件,主要用来调整轧辊在机架中的相对位置,用以保证获得所要求的压下量,精确的轧件尺寸、形状以及正常的轧制条件。压下装置的结构与轧辊的移动距离、压下速度和动作频率等有密切关系。热带轧机压下装置分为手动压下、电动压下和液压压下三大类。6.1.2 轧机压下装置的分析轧机上有两种压下装置,轧机的压下速度为。两种压下转正可以同时调整,也可以在脱开电磁离合器后进行单独压下调整。轧机的压下装置采用双动力元件驱动的原因是:动力元件飞轮力矩小,相应的启动、制动时间段,故可缩短压下调整时间。压下螺丝是通过二级压下齿轮、一级球面蜗杆蜗轮减速箱来传动的。压下螺丝上端为花键轴连接,这种连接方式接触面积大,相应的单位压力小。磨损量小、间隙小、易于保证调整精度。压下螺丝的下端枢轴做成凹球面形状的,这是为了便于轴承座的自动调位。轧机由于压下螺丝的螺距过小及润滑不良等原因,现场呈多次出现压下螺丝与螺母咬死的现象,这时上辊不能移动,动力元件无法启动,轧机不能正常工作。原设计是用蜗轮减速箱中的润滑油润滑压下螺丝和螺母,为了改善润滑条件,后改为压下螺母底部通压力油进行润滑避免了压下螺丝与螺母咬死的事故。6.2 机架的选择轧机机架是工作机座的重要部件,轧辊轴承及轧辊调整装置等都安装在机座上,机架要承受轧制力必须有足够的强度和刚度。6.2.1 机架的用途和分类机架是轧钢机机座的重要部件,它用来安装轧辊、轧辊轴承座、轧辊调整装置及导位装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力,因而机架要有足够的强度和刚度。由于机架重量大,制造较复杂,一般安全系数取n=23,并作为永久使用不更换的零件进行设计。轧机的机架一般分为开口式机架和闭口式机架。6.2.2 机架的选用大、中型轧机采用开口式机架,因为开口式机架换辊较方便,打开上横梁,即可用起重机把轧辊调走,故一般用在换辊次数较频繁的横列式型钢轧机上。而小型和线性轧机则采用闭口式机架。闭口式机架包括左、右立柱及上下横梁的一整体铸件,其优点是具有较好的强度和刚度。常用轧制压力较大或对扎件尺寸较严格的轧机上,如初轧机、钢板轧机和冷轧机。这种形式的机架换辊不方便,换辊时,轧辊是沿着其轴线方向从机架窗口中抽出或装入,这种轧机一般都设有专用的换辊装置。机架的材料通常采用ZG35。浇注后必须进行实效处理,消除铸造内应力,同时还必须进行探伤,保证没有缩孔、裂纹等缺陷。33 结 论本次二辊轧机的设计,综合运用了我四年来所学专业课的理论知识,是对自己所学知识的一次总结与运用。它使我在课题研究方面的能力得到了提高。通过对二辊轧机的设计,我对于有关动力元件的选择、轴承的选取与校核、轧辊的结构设计以及蜗杆传动的设计有了新的认识,对今后工作可能遇到的问题大有益处。设计的重点在于理论知识的运用,设计出来的轧机力求结构简单,便于维修。此次设计,由于压下装置及轧辊的尺寸对于轧件的厚度有直接影响,故要对其做出重点设计,以提高产品质量和生产效率,以提高经济效益。本次设计中改进的压下装置,如果能建立更为全面、更专业的设计分析,应用于生产,可大大减少工人的工作量,同时也更精确,提高了工作效率,也提高了产品质量。毕业设计是对大学四年学习生活的一次综合性检验,它是在学完机械的各门基础课和专业基础课上为完成等教育要求,提高分析问题和解决问题的能力,而进行的一次全面的考核,他是大学生活的最后的重要环节.毕业设计的目的,是培养我们掌握科学的研究方法、步骤和工作能力、提高我们实践的知识水平,使我们的知识系统化。我设计的题目是小型轧钢机,在指导老师的帮助指导下,到工厂实习之后,参阅有关技术文献,来完成设计任务。在设计过程中,深深地包含了于信伟指导老师的辛勤汗水,对老师的耐心指导和热情帮助,我表示忠心的感谢。说明书的公差配合,标注方法采用我国现行的标准。由于我是第一次规模大的设计,加之涉及专业知识不多,实际经验不足,我虽尽了最大的努力,也灰有不足之处,敬请老师专家提出宝贵的意见,以便在以后的学习与工作中引以为机戒,更圆满的完成工作任务。37致 谢本次设计在指导老师的辛勤指导下,顺利完成了。在此次的设计中,我获得的许多从书本难以获得的知识,实践能力在此设计中得到了充份的锻炼,各门知识得到了很好的综合训练,不过在此设计中我也有许多的不足之处,独立思考的能力有待进一步的加强。此次的设计是我对大学生活的综合,是我参加工作前的一次全面的检查,由于在我们的地方轧钢机的设计资料比较少,感谢于信伟老师为我辛苦的搜集资料,并且在设计的过程中,第一次独立的设计,有很多的东西很难理解,忘不了指导老师给我辛勤的指导,耐心的讲解,细致入微的纠正错误,使我少走了很多的弯路。经过两个多月的设计,我的设计基本完成了。由于是第一次独立设计,设计中难免有错误和不足。最后,我再次感谢老师的指导和帮助。参考资料 1 马鞍山钢铁设计院等编.中小型轧钢机械设计与计算. 冶金工业出版社.20112 王海文主编. 轧钢机机械设计.机械工业出版社. 20013 许志勇、邵锡宝主编 、初轧机轧钢. 冶金工业出版社20024王焕庭、李茅华、徐善国主编. 机械工程材料 .大连理工大学出版社.20015 范钦山 主编 .工程力学.、中央广播电视大学出版社.20086 轧钢工艺学 冶金工业出版社.20067 机械设计手册1、2、3、4、5 机械工业出版社.20058 金属机械加工工艺人员手册 .上海科学技术出版社.20059 线材轧钢机车间工艺设计参考资料. 冶金工业出版社.200510 郑树森.孔型的设计.上海人民出版社.200511 赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书 . 机械工业出版社.200512吴宗泽主编.机械设计实用手册.化学工业出版社.200013吴宗泽主编.机械设计与课程设计. 高等教育出版社200814熊文修主编.机械零件.高等教育出版社.200715花国梁主编. 互换性与测量技术基础. 北京:北京理工大学出版社.200016马一林主编.机械设计原理.高等教育出版社.2002
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