机械毕业设计(论文)2150四辊可逆式粗轧机压下系统设计【全套图纸】.doc
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1、2150四辊可逆式粗轧机压下系统设计摘要近几年,随着轧钢工业技术的不断发展,轧钢设备也在日益更新和发展。尤其是热轧机更是发展日新月异。本设计主要是设计2150四辊可逆式粗轧机压下系统。通过查设计手册等资料和去厂里实习,然后分析各种方案,最后确定了最优方案。主要内容包括:轧制力的计算、压下系统驱动力矩的计算、选择直流电动机、环面蜗杆减速器传动系统的确定以及蜗轮蜗杆轴设计计算和强度校核、压下螺丝和压下螺母的强度校核、轧钢机架的强度校核。设计过程中本着实用性、经济性、可靠性的原则。本文还简介了润滑方式、试车规程等相关内容。关键词:热带钢轧机;压下系统;强度校核 全套图纸,加153893706The
2、Design of 2150 4-High Reversing Roughing Mill Reduction SystemAbstractRescently,with the continual development of the rolling industry,rolling mill equipment was also updated increasingly. In particular ,hot Rolling Mill is a rapid development.The design introduces 2150 four-high reversing roughing
3、mill reduction system. Through the search of information(Design Manual and so on) and training to the factory, and then analyze the program, and finally to determine the optimal program.Reducer terms include: rolling force calculation,the reduction system driving torque,the choose of DC Motor,linear
4、 drive system including the Worm Reducer main right,and the the worm shaft design and strength check,reduction system to pressure screw and screw box and the strength of mill housing check.In the design process,make efforts to meet production requirements,practical,economic and reliability.In this p
5、aper also gave a brief account of lubrication,tast protocols and other related content.Keywords:hot strip rolling mill;reduction system;the strength checking目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 选题背景和目的11.2 我国轧钢生产技术近年来的进步与发展11.3 全球轧钢生产的进展情况11.4 全球经济危机下的我国钢铁工业形势21.5 轧钢技术的未来发展趋势41.6 课题的研究方法42 方案设计52.1 压下系统形式的选择52.2
6、 电动机的选择52.3 减速器的选择52.4 压下螺丝52.5 压下螺母63 轧制力计算73.1轧制工艺73.2 轧辊材料的选择73.3 轧辊的尺寸参数确定73.3.1辊身长度L的确定73.3.2轧辊直径D的确定83.3.3轧辊辊颈直径d和辊身长度的确定93.3.4 轧辊轴头型式与尺寸的选择103.4 轧制力的计算113.4.1变形阻力的计算113.4.2求各段轧制时的和123.4.3咬入角和轧辊的圆周线速度133.4.4计算平均轧制力和总轧制力174 压下装置的设计和计算204.1.压下螺丝的设计计算204.1.1螺纹外径d和螺距t的确定204.1.2 压下螺丝最小截面直径d的确定214.1
7、.3压下螺丝强度校核214.1.4压下螺丝的尾部设计224.1.5压下螺丝的端部形状选择224.2压下螺丝传动力矩的计算224.3 压下电机的选择254.3.1压下电机功率的计算254.3.2 电机的选择254.4 压下螺丝静强度校核254.5压下螺母的结构尺寸设计264.5.1 压下螺母的参数确定264.5.2 压下螺母强度校核274.5.3压下螺母的材料选择284.6 蜗轮蜗杆的设计与校核284.6.1环面蜗杆传动284.6.2材料的选择284.6.3基本参数的确定294.6.4环面蜗杆传动校核315 机架的强度计算375.1 机架的结构尺寸375.1.1 窗口尺寸375.1.2 立柱断面
8、积385.2 受力及其力矩386 润滑方式的选择417 试车规程428 经济性分析438.1 材料经济性分析438.2 传动方案经济性分析438.3 环保经济性分析43结束语44致谢45参考文献461 绪论1.1 选题背景和目的在大学四年即将接近尾声的时候,毕业设计来到了我们面前。如果说我们之前所学的都是些理论知识的话,那么毕业设计算是最接近实际的了。它算是对我们之前所学的知识进行了一个总结,使我们所学的知识更加系统化。是我们由上学到工作的一个很好的过渡桥梁。本课题是根据所学的知识和现场观测实习对四辊可逆粗轧机进行设计及计算。通过本次设计能够对四辊轧机的基本结构有个更清楚的了解,为以后的继续深
9、造或者工作都有一定的帮助。并且在设计期间能够锻炼自己的解决问题的思路和处理数据的能力,以及一定的查设计手册和制图能力。1.2 我国轧钢生产技术近年来的进步与发展总结了近几年我国轧钢生产技术的进步,其主要体现在钢材品种结构调整基本满足了国民经济发展的需要;轧钢装备现代化和国产化工作的重大突破为提高产能、提升品种及质量创造了良好条件;轧钢生产技术经济指标进一步提高轧钢技术自主创新取得一批重要成果,核心技术的自主创新出现了可喜进展。众多新产品与新技术的研发成功缩小了我国与国际轧钢技术先进水平的差距。对于轧钢技术的发展,着重提出:要把资源、能源与环境问题作为轧钢技术创新和进步的战略任务;应更加关注先进
10、、成熟、重要技术的应用与提高,如提高热装温度和热装比,低温轧制与轧制润滑技术,控轧控冷技术及装备,精细操作技术等。1.3 全球轧钢生产的进展情况全球的钢铁生产持续增加,在2004年粗钢的产量突破了l0亿t的大关。在过去的五年中,每年的钢铁产量增长5 ,而中国和印度的钢铁产量增长最为显著。很明显,轧钢生产能力也是按这种发展趋势增加的(见表1)。在过去的l5年(1990 2005)中,随新上设备的增加,轧钢生产能力增加了4在轧钢生产能力布局方面,长材占40 ,板材占60 左右。观察一下不同类型的轧钢设备的增长也很有意思,在过去的15年(19902005年)中,长材、板材和厚板设备的增长是相当相似的
11、。最后我们还发现,在过去的三年中,不同设备的生产水平,设备利用率一般都很高,在75 一90 间。1.4 全球经济危机下的我国钢铁工业形势下半年以来,由于美国次贷危机引发的全球金融危机已向实体经济蔓延,我国经济也出现了出口下降和国内市场急剧萎缩的趋势,目前已造成我国钢铁等基础原材料产业生产、价格、效益等全面恶化,特别是9月下旬以来,国内钢材价格急剧下跌,钢厂库存大量增加,出口订单明显减少,企业纷纷限产,多数企业陷入亏损,形势十分严峻。为此,近日国家发改委组织召开了钢铁行业生产经营形势座谈会,分析钢铁工业面临的严峻形势,认真研究应对危机,提出确保行业平稳健康发展的相关措施。(1)钢材价格急剧下跌1
12、0月31日,国内钢材价格指数跌到10859点,比最高点时下降5367点。尤其是国庆节后的一周内钢材价格快速下跌了1500元吨,多数普碳品种钢材已从最高价累计回落了2500元吨以上,降价幅度超过40。目前,螺纹钢价格在3400-3600元吨,基本上止跌企稳,略有回升;中厚板在4600元吨,热轧卷在3500元吨,冷轧板在4800元,吨,无缝管在5700元吨,仍处于下跌态势。与此同时,国际市场钢材价格也相应大幅回落。(2)市场需求陡然萎缩三季度以来,经济增速下滑,钢铁下游行业景气回落,下游用户开工率严重不足或处于停产状态。规模以上工业增加值增幅从6月份的16回落到9月份l14 ,为2002年4月份以
13、来最低。发电量、原油加工量仅增长34和37。汽车增长速度明显下降,其中8月份已出现同比负增长;集装箱行业9月份接单锐减,全行业亏损;9月份全球新船订单同比减少66;国内家电行业产品积压严重,开工明显不足。(3)企业面临亏损局面9月份7l家重点大中型钢铁企业实现利润322亿元, 同比下降729 ,环比下降666 ,其中23家亏损。目前,国内钢材市场多数品种价格已经回落到成本线以下。我国今年进口矿预计在4亿吨以上,其中长协矿占60以上。由于目前国内进口铁矿石现货价已低于长协价400-500元吨,国内焦炭价格低于焦煤的价格,相当一批有竞争力的大型企业,如宝钢股份、鞍钢股份、首钢、马钢等9月份当月出现
14、亏损,吨钢产品亏损约1000元左右,整个钢铁行业盈利水平急剧下滑。据协会统计,10月份钢铁企业亏损面达到80。(4)钢铁产量同比回落1O月份铁、钢、材分别同比回落168 、170和124,这是近10多年来从未出现的情况。10月份钢材出口462万吨,环比回落205万吨,四季度出口订单大幅减少。市场需求的急剧萎缩,导致国内钢铁企业近期纷纷减产。平均减产幅度在30左右,部分中小企业处于停产状态。近期国内钢材价格大起大落的直接原因是外部环境恶化,市场需求陡减,固然与市场需求引起供求关系的变化有关,也暴露出我国钢铁行业产业结构方面的问题:一是与国际原料市场关联度高,且无安全保障体系。随着我国钢铁产量的增
15、加,铁矿石进口比例逐年提高,对外依存度长期保持在50以上,2008年进口铁矿石预计将超过4亿吨,而有矿产权益的进口量只有4000万吨,不足10。因此,国际铁矿石的涨跌,直接影响到我国钢材价格的起落。二是产能过剩,市场定位雷同。我国钢铁产能已出现了供大于求的局面,部分钢材品种严重过剩,钢铁投资也出现了装备和市场定位雷同的情况,如普通热轧板卷、H型钢等近几年产能增加很多,供需关系失衡。当前市场发生变化,价格率先暴跌,甚至一度跌破3000元,吨,低于普通线材的价格水平。三是市场培育不成熟,风险防范能力脆弱。我国钢铁市场发展滞后,中间商环节过多,钢铁企业直供用户比例不高。随着市场价格波动,贸易商等市场
16、流通环节的恐慌心理蔓延,加上,钢铁企业保值销售机制(钢厂承诺中间商不定价格销售,以销量提成),使中间商不按价值定价,而是竞相降价,非理性因素的推波助澜,放大了需求萎缩,造成了价格短期内急剧下跌。1.5 轧钢技术的未来发展趋势在2O世纪,轧制技术取得了令人注目的进展。在新世纪的发展走向如何?当前的钢铁工业的关键问题是如何获得好的ROCE(已动用资本回报率)。这对钢铁工业来说是更严峻的挑战,对所有品种的轧制来说,不仅轧钢工艺投资巨大,而且,从长期来说,钢铁产品的销售价格是下降趋势。在未来的几年中,各种类型的热轧机和冷轧机,特别是板材用的轧机将投入使用。设备选择将取决于生产水平、产品组合、生产的钢种
17、以及用户的要求。这里指出几点关键因素:选择适当的生产能力的生产设备,优化各设备生产能力的投资成本。在任何情况下,确保生产设备的高生产率。 设备的产各种钢种,即使在较低的产量时,投入的成本也要低。 设备的可靠性好,工艺效率高,减少计划和非计划停机时间,降低能耗,优化产品质量和收得率。对设备条件进行分析并预测钢产品的性能(如机械性能、表面质量等)。交货时间。在21世纪,交货时间是一大挑战。对从板坯到冷轧成品的生产来说,从订货到交货的平均交货周期是46周,是实际生产时间的10l5倍。缩短交货周期要通过提高设备的可靠性,改进产品质量,降低计划中的限制和进行供应链的管理来实现。对用户关系管理(CRM)和
18、降低库存(所需的流动资本)来说,也是关键的一点。1.6 课题的研究方法我的设计课题是2150四辊可逆式粗轧机压下系统。设计该课题主要是应用理论联系实际的方法。通过先复习课本理论知识,然后去现场实习,在查找不同的地方,再去工厂实习的方法进行研究。通过设计的整个过程可以把大学所学的主要专业基础课的知识用到实际应用中去,用理论联系实际的方法使我们学的更好。而且,在设计的过程中,我们还锻炼了自己的独立思考能力和分析问题解决问题的能力,还有处理数据的能力也得到了加强。2 方案设计2.1 压下系统形式的选择压下系统按传动形式主要可以分为手动压下装置、电动压下装置和液压压下装置等。手动压下装置主要多用在型钢
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