四辊冷轧机设计之轧辊系统设计说明书1.doc
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1、 毕业设计(论文)任务书 本科毕业设计(论文)说明书摘 要本轧机为190/500450小型四辊冷轧机,其特点是工作稳定、操作简单、轧制板形好。本设计主要是针对此轧机的轧辊系统,考虑到产品的稳定性、结构布局、使用寿命,进行轧辊的尺寸计算、刚强度校核、弯曲变形校核、轧辊轴承的选择和使用寿命校核。同时采用了工作辊传动,这种形式对轧制过程比较有利。设计中运用斯通公式计算轧制力,由于轴承座的固定性,轴承座要承受偏负荷,轴承磨损严重不但减小使用寿命而且影响轧辊的外形进而对轧制板形产生极大的影响,轧制力大时影响更明显。因此轧辊的尺寸设计、材料选择很重要而且必须对轧辊和轴承进行必要的校核。关键词:四辊冷轧机、
2、轧辊、轧辊轴承、轧制力 I本科毕业设计(论文)说明书AbstractThe mill is 190/500450small four-high cold rolling mill, characterized by stability、simple in operation and good shape by rolling. This design main for the mills roller system, take the mills stability、configuration and the service life, its necessary to checkout th
3、e intensity、barely and distortion by bending of the rollers and the service life of the bearing besides calculate the sizes of the rollers and choosing the bearings. At the same time, drive work roll is the main drive mode for this mill, which form is more favorable for the rolling process.Its well-
4、off during the design. In the design I have found that due to the fixity of the bearing chock, the biased load will appear in the bearing chock, and the bearings will fray badly, which leads to the short service life of the bearings and influences the rollers shape , and then influence of the sizes
5、of the rolling steels, the infection will be strictness under the heavy roll force. Therefore, its important to design the rollers size and choose of the material, it is must to checkout the rollers and the bearings.Keywords:4-high cold rolling mill、roller、roller bearing、roll force II本科毕业设计(论文)说明书前言
6、50年代以来,我国的钢铁工业取得了巨大的成就,轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。用轧制方法生产钢材,具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化和自动化等优点。因此,它比锻造、挤压、拉拔等工艺更广泛地应用。目前,约有90%的钢材都是经过轧制成材的。到20世纪70年代初,轧机的轧辊直径已增大到了1500mm。我国从1959年开始自行设计制造开坯机,目前已制成700mm,750mm,850mm,1150mm初轧机。20世纪80年代以来,轧机得到了飞速发展,从过去单纯追求速度比产量过渡到同时对质量的要求。现在,轧制技术飞速发展,轧制设备趋向于方便、高效,尤其是板材轧制设备趋于多样
7、、适用、易改进等。因此,具有更加灵活性轧制品种多、使用要求低的四辊单机座轧机也得到了不断的改进和发展,在中小型钢厂中得到广泛的应用。它具有如下几个特点:1. 工作稳定性要好;2. 刚性要求要高一些;3. 轧缝的控制简单、便利;4. 轧制板材的质量高、板型好。虽然冷轧板材的生产成本、投资费用虽然很高,但是冷轧板材的性能和质量都比热轧好,在同样的用途下,可以节约金属材料达30%,某些工业发达国家如美国使用的薄板,几乎100%是冷轧的,而冷轧板材的板形直接关系到板材的质量。板形的好坏取决于金属在辊缝中塑性变形的一瞬间,而轧辊是直接与金属接触,相接触的部件,所以轧辊的设计成功与否直接影响板形的好坏,轧
8、辊的设计基本上说明了世界各主流轧机板形的调控能力。针对目前的现状和达到本次设计的目的,我有幸去济钢进行了实习,在具有先进技术水平的中板厂、中厚板厂、冷连轧厂、热连轧厂等厂的参观学习中,掌握了一些冶金机械知识并对轧机的结构、工作原理等有了一定的了解认识。本次要做的是190/500450mm四辊冷轧机设计之一轧辊系统的设计,要求轧 制带宽200mm,轧制速度1.5m/s,将板带厚度由2.75mm轧制到1.2mm。本设计书共分四部分:总论部分、确定设计方案部分、设计计算部分和外文资料 III本科毕业设计(论文)说明书部分,并附参考资料、附录等,力求详尽的介绍本设计的内容。在设计中,主要计算了轧制力、
9、轧制力矩、轧机主电动机功率、校核轧辊刚度、强度以及选择轧辊轴承并对轴承进行了校核。新技术、新工艺、新设备的出现,使冶金生产发生了巨大的变化,中国的钢铁工业也在迅速的发展,钢产量已跃居世界第一,但主要还是资源消耗式增长,离世界先进的冶金水平还有一定的差距,这就要求我们要不断地对轧钢机械设备进行改进和创新,只有这样才能使我国的钢铁工业走到世界的前列。由于本人水平有限,错误在所难免,诚恳地欢迎老师指正批评。 IV本科毕业设计(论文)说明书目录摘要 . I Abstract . II 前言.III 目录 . V第1章 绪论 . 11.1 课题研究的意义及现状 . 11.2 冷轧机的类型、工作原理及其特
10、点 . 21.3 冷轧带钢的生产工艺 . 51.4 轧钢技术的发展前景 . 81.5 论文主要研究设计方案的确定 .102.1 工作制度 . 102.2 主传动形式 . 102.3 压下装置的结构形式 . 122.4 上辊平衡装置 . 132.5 轧辊轴承 . 142.6 设计方案的确定 . 14第3章 设计计算 .153.1 轧制力能参数的计算 . 153.2 咬入条件的校验 . 173.3 轧制力计算 . 173.4 轧制力在接触弧上作用点的位置.213.5 轧制力矩的计算.223.6 工作辊传动的四辊轧机轧辊的稳定性.243.7 轧机主电动机力矩与电动机功率.253.8 轧辊的基本尺寸及
11、校核.263.9 轧辊轴承的选择及校核.37第4章 结论 .414.1 设计中存在的问题及改进方法.41 V本科毕业设计(论文)说明书4.2 价值及成本核算.41毕业设计小结 .43参考文献 .43致谢 .43附录 .45附件1 .47附件2 .54 VI本科毕业设计(论文)说明书第1章 绪论1.1 课题研究的意义及现状20年代,随着二辊可逆轧机的出现,轧制效率大大提高。四辊可逆轧机出现于30年代。60年代末,随着二次冷轧机和箔材轧机,平整轧机光整轧机的出现,使冷轧的可轧厚度大大减少,目前,最小可达0.001mm。冷轧带钢生产始于1660年,在国民经济中占有十分重要的地位。随着容器包装、精密仪
12、器、汽车的制造、房屋建设、机械制造和船舶工业的迅速发展以及家用电器和各种日常生活的需求量成倍增长,对冷轧带钢的需求量也迅速增加。冷轧带钢是在二辊轧机上进行的。自此以后,无论是国内还是国外,冷轧都得到广泛应用,轧辊轴颈和轴承的改进也促进了冷轧机的应用。板带冷轧钢的发展,只是在近代随着技术的进步,才真正得到了推动。冷轧钢板及带钢今年来得到较大的发展。冷连轧机末架出口速度可达2541.7m/s。为了提高产量,冷卷卷重已达60t。一套冷连轧机年产量可达250万t。由于冷轧带钢厚度公差要求高,为增加轧机压下装置的响应速度,在冷轧机上采用了全液压压下装置及厚度自动控制装置。因此,在带钢冷连轧机上,广泛地采
13、用液压弯辊装置或抽动工作辊装置来改善板形。对于高速、高产量的带钢冷连轧机,实现了计算机控制。初轧机具有以下特点:1)提高自动化程度,从均热炉到板坯精整均已实现自动控制。2) 提高钢坯质量,改进精整工序,采用大吨位板坯剪切机及在线火焰清理机。3)向重型化方向发展,轧制钢锭重量达4570t,最高年产量达500600万t。4)万能式板坯初轧机迅速发展,轧机带有立辊,减少轧件翻钢道次和轧制时间。 连续铸钢技术的迅速发展,连铸比将达到80%或更高。这样,初轧机将不会有更大的发展,只能起到配合和补充连铸生产的作用,许多初轧厂都面临改造的任务。进些年来冷轧带钢生产技术及设备又有新的发展:1)板形控制技术。冷
14、连轧及普遍应用了液压弯辊技术,设置板形仪及灵敏的液压系统,改善工艺冷润技术,特别是研制出一批有效控制板形的新轧机,如HC轧机、 1本科毕业设计(论文)说明书CVC轧机、UC轧机等。2)连续退火、全氢罩式退火技术的应用及多种涂镀生产技术的迅速发展,出现了许多新的生产线及新的设备,使轧钢机械在这些领域得到发展。3)酸洗冷轧联合机组。这种机组改变了传统冷轧生产将酸洗和轧钢两个工序分开的方式,而联合为一个机组。这样可提高酸洗、冷轧工序的成材率1%3%,提高机时产量30%50%,减少中间仓库500010000m,降低投资及生产成本等优点。4)带钢连铸连轧工艺。带钢连铸机浇铸出的钢坯须经热轧或稍经热轧即可
15、进入冷轧机生产冷轧带钢,使这一工艺在今后经进一步完善和推广。因此,冷轧带钢生产的大力发展,逐渐提高冷轧带钢在轧钢产品中的比重,迅速提高冷轧带钢的质量,不断增加冷轧带钢的产品,满足各个工业部门的,特别是与人民生活密切相关的,轻纺织工业和日用电器,生活用品等,以及外贸出口对冷轧带钢急剧增加的需要,可以认为HC轧机是板带轧机改造和新建的主选优良机型,可提供具有优良板形 的高精度板带满足工业领域对高精度的要求。HC轧机正逐步代替具有100多年历史的普通四辊轧机。21.2 冷轧机的类型、工作原理及特点1.2.1 冷轧机的类型冷轧机构造可以轧辊数目及其在机座中位置为特征进行分类为;具有水平轧辊的轧机,具有
16、互相垂直轧辊的轧机和呈斜角布置及其它的特殊轧机。按照轧辊的配列方案分为二辊式、四辊式、多辊式三种。按机架排列方案分为单机可逆(不可逆)式与连续多机轧制式两种。其灵活性大,适用中小型企业及科研教研学用。连轧机生产效率高,轧制速度快,但产品单一,变动不大时,最能发挥其优越性。其常用类型如图1-1所示:2本科毕业设计(论文)说明书 图1-1 常用轧辊类型图1.2.2 各类冷轧机的工作原理及其特点由于轧辊的数目和布置不同,所以各类轧机的特点也不同:1) 二辊式轧机:此轧机结构简单,工作可靠,有直流电动机驱动,用于二辊可逆式初轧机,可将钢锭往复轧制成各种矩形抷。二辊可逆式轧机也可用于轧制轨梁和中厚板。2
17、) 三辊式轧机:其在同一机座上轧件可两向轧制,而轧机无需反转,有一台交流电动机经减速器和齿轮座驱动数台三辊式轧机,可实现轧件往复多道次轧制。三辊轧机广泛应用于轨梁轧机、型钢轧机及小型开坯轧机。3) 四辊式轧机:四辊式轧机是由两个较小工作辊和较大的两个支承辊组成。机座是由四个位于同一垂直平面六辊式轧机:工作辊靠另一侧卷行弹簧撑开,压下螺丝有电机通过齿轮传动,工作辊轴承为抗磨式,而支承辊则采用油膜轴承。为使用直径相同的小直径3本科毕业设计(论文)说明书工作辊并提供水平及垂直刚度。六辊式轧机得到了广泛应用通常靠弹簧压力平衡上下辊组件及消除压下螺丝于轴承座间产生的松弛或松动。近年来发展很快的是中间辊可
18、以轴向抽动的六辊轧机,即HC轧机通过抽动中间辊或工作辊来改善板形的控制能力,配合使用弯辊装置可使横向刚度无穷大。其主要特点如下:(1) 具有好的控制性。(2) 可显著提高带钢的平整度。(3) 具有较大的刚度,稳定性。(4) 压下量由于不受板形的控制而显著提高。4) 偏八辊式轧机:其工作辊直径约为支承辊直径的六分之一,且中心线相对上下支承辊中心连线有较大偏移。为防止工作辊水平弯曲,在出口方向设有侧中间辊和侧支承辊,使机座水平刚度提高;结构简单,满足防止工作辊水平弯曲增加刚度,通过调节个别支承辊改变工作辊的凸度,工作辊支承系统刚度大,换辊方便,其工作辊直径可自由选择而轧制不同的品种。其轧制力小,压
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