四輥小型萬能軋機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì).pdf

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 1 - 第 1 章緒論 1.1 軋鋼機(jī)的簡介 實(shí)現(xiàn)金屬軋制過程、完成金屬塑性變形的設(shè)備。包括主要設(shè)備及附屬設(shè)備， 但一般所說的軋機(jī)僅指主要設(shè)備。 最早的軋機(jī)出現(xiàn)在14世紀(jì)的歐洲，1480年意大利人達(dá)芬奇(Leonardo da Vinci)曾設(shè)計(jì)出軋機(jī)的草圖。1553年法國人布律利埃(Brulier)軋制出金和銀的 板材，用以制造錢幣。此后，西班牙、比利時(shí)和英國相繼出現(xiàn)了軋機(jī)。1766年英 國有了順列式的小型軋機(jī)，至19世紀(jì)中葉，第一臺可逆式軋機(jī)在英國投產(chǎn)，并軋 出了船用板材。1838年建成了帶活套(見活套軋制)的二列式線材軋機(jī)(見橫列式 軋機(jī))。1848年德國發(fā)明了萬能軋機(jī)，1853年美國開始應(yīng)用三輥式型材軋機(jī)，并 用蒸汽機(jī)傳動(dòng)升降臺，實(shí)現(xiàn)了升降動(dòng)作的機(jī)械化。接著美國又出現(xiàn)了三輥式勞特 軋機(jī)(見厚板軋機(jī))，1859年建造了第一臺連續(xù)式軋機(jī)，1862年英國人貝德森 (GBedson)取得了平輥立輥交替配置的連續(xù)式線材軋機(jī)(見平立交替精軋機(jī)組) 的專利。軋制型材的帶立輥的萬能軋機(jī)是1872年問世的，20世紀(jì)初期建造了半連 續(xù)式帶鋼軋機(jī)。20世紀(jì)60年代以來各類軋機(jī)在設(shè)計(jì)、研究和制造方面取得了很大 進(jìn)展，并朝著連續(xù)化、自動(dòng)化、高速化和專業(yè)化的方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了軋制速 度高達(dá)每秒鐘130m 的各種類型的線材軋機(jī)、全連續(xù)式的冷、熱帶鋼軋機(jī)、寬度 為5500mm 的厚板軋機(jī)和連續(xù)式 H 型鋼軋機(jī)(見 H 型鋼)以及連續(xù)軋管機(jī)組等一系 列先進(jìn)設(shè)備，并在液壓技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種測試儀表的應(yīng)用以及軋制產(chǎn) 品的實(shí)物質(zhì)量和內(nèi)部性能的控制等方面都有許多突破， 使得軋機(jī)所用原料單重不 斷增大，產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量不斷提高，軋制的品種與規(guī)格日益增多。 中國于1871年在福州船政局所屬拉鐵廠首先應(yīng)用軋機(jī)，用以軋制厚度為15mm 以下的鋼板，6120mm 的方、圓鋼。1890年湖北漢冶萍公司漢陽鐵廠裝有寬為 2450mm 的用蒸汽機(jī)拖動(dòng)的二輥中板軋機(jī)、橫列式三機(jī)架二輥軌梁軋機(jī)以及 350mm/300mm 的小型軋機(jī)。隨著鋼鐵工業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，中 國已有用來生產(chǎn)鋼板、鋼管、型鋼和線材的多種類型的現(xiàn)代化軋機(jī)。 軋機(jī)的主要設(shè)備有工作機(jī)座和傳動(dòng)裝置。 工作機(jī)座由軋輥、 軋輥軸承、 機(jī)架、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 2 - 軌座、軋輥調(diào)整裝置、軋輥平衡裝置、導(dǎo)衛(wèi)裝置以及換輥裝置等組成。此外還有 無牌坊軋機(jī)。傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、齒輪機(jī)座和連接軸、接手等組成。齒 輪機(jī)座的作用是將傳動(dòng)力矩分送到兩個(gè)或兩個(gè)以上受力的軋輥上。 如采用直流電 機(jī)軀動(dòng)軋機(jī)，可不設(shè)減速裝置。 軋機(jī)的附屬設(shè)備主要是軋機(jī)前后的升降裝置、移送裝置、翻轉(zhuǎn)裝置以及工 作輥道和延伸輥道等。 軋鋼就是用軋鋼機(jī)對鋼坯進(jìn)行壓力加工，獲得需要的形狀規(guī)格和性能的過程。軋 機(jī)主要是有幾組軋輥構(gòu)成，軋輥是一對轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的輥?zhàn)樱瑑蓚€(gè)輥?zhàn)又g形成 一定形狀的縫或孔，鋼坯通過軋輥就成為一定形狀的鋼材。 在結(jié)晶溫度以上的軋制稱為熱軋;在再結(jié)晶溫度以下的軋制稱為冷軋。 我們常見的鋼軌、圓鋼、方鋼、槽鋼、T 形鋼、汽車板、橋梁鋼、螺紋鋼、 鋼筋以及火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。 我國大型鋼廠從 70 年代已用先進(jìn)的連軋軋機(jī)，連軋機(jī)采用了一整套先進(jìn)的 自動(dòng)化控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控均由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施，軋件在幾架軋 機(jī)上同時(shí)軋制，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。 1996 年我國粗鋼產(chǎn)量突破 1 億噸，成為世界上第一產(chǎn)鋼大國，2003 年突破 2 億噸，2005 年突破 3 億噸，并連續(xù) 10 年保持世界第一。2006 年我國鋼產(chǎn)量突破 4 億噸。我國鋼鐵業(yè)的迅猛發(fā)展，為我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前我 國鋼鐵工花藝裝配水平雖然有了長足的發(fā)展，距居世界先進(jìn)水平差距還很大。其 中軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)制造不但走不出國門，而且還主要是靠進(jìn)口。日本花 16 億美元 引進(jìn)先進(jìn)冶金裝備及技術(shù)，建成年產(chǎn) 1.6 億噸的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)，然后通過消化 吸收和再創(chuàng)新，又大量向世界各國輸出技術(shù)，成為世界鋼鐵生產(chǎn)第一強(qiáng)國。我國 前后花 200 億美元引進(jìn)冶金設(shè)備和技術(shù)。 我國要從鋼鐵生產(chǎn)大國變成鋼鐵生產(chǎn)強(qiáng) 國，必須依靠技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)自主創(chuàng)新。特別是要盡快提高我國軋鋼機(jī)械的設(shè)計(jì) 水平，這是非常重要的。 現(xiàn)代的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是由煉鐵、煉鋼和軋鋼三個(gè)主要的生產(chǎn)系統(tǒng)組成的，軋 鋼生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的最終環(huán)節(jié)。 軋鋼車間擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)鋼材的任務(wù)。例如， 鋪設(shè)一條 5 oOOkm 的雙軌鐵路，需要 100 萬噸重型鋼軌；制造一艘萬噸輪船，約 需 6 000t 鋼板；鋪設(shè)一條 5oookm 的石油輸送管道，需要 90萬噸無縫鋼管。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 3 - 因此，鋼鐵軋制在國家工業(yè)體系中占有舉足輕重的基礎(chǔ)地位。 20 世紀(jì) 90 年代以前，中國軋鋼生產(chǎn)的平均水平與世界主要產(chǎn)鋼國比較，還 比較落后。軋鋼生產(chǎn)以型鋼為主，生產(chǎn)線大、中、小型并存。不同企業(yè)的技術(shù)裝 備水平參差不齊，能耗、成本較高。很多企業(yè)還使用著 20 世紀(jì) 5060 年代較為 陳舊的設(shè)備和工藝。這是鋼材質(zhì)量、品種和效益較差的主要原因。 20 世紀(jì) 90 年代后期，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)有了高速的發(fā)展。加入 WTO 后，為適應(yīng)參與 國際鋼材市場競爭的需要，國內(nèi)各大企業(yè)采用當(dāng)今世界先進(jìn)技術(shù)和裝備，進(jìn)行了 大規(guī)模的技術(shù)改造。廣泛引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，使中國軋鋼生產(chǎn)的水平 有了長足的進(jìn)步， 發(fā)展了一批高技術(shù)、 高附加值的品種， 如汽車、 家電用薄鋼板， H 型鋼，高檔次石油鉆套管，UOE 大口徑天然氣輸送管道鋼管等。95以上的鋼 材品種，從數(shù)量到質(zhì)量均可以滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門的需要。對于一批高難度的品 種也在組織技術(shù)攻關(guān)和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，如高檔次汽車用冷軋薄板、不銹鋼冷 軋薄板等。建成了以寶鋼、天津大無縫為代表的現(xiàn)代化企業(yè)和以邯鋼、珠鋼、包 鋼薄板坯連鑄連軋為代表的現(xiàn)代化生產(chǎn)線。9：1 重 I 2002 年產(chǎn)鋼 100 萬噸以上 鋼鐵企業(yè)(集團(tuán))已有 50 家，年產(chǎn)鋼量 154 億噸，已占全國鋼產(chǎn)量的 85Z。其 中寶鋼集團(tuán)年產(chǎn)鋼規(guī)模達(dá) 2 000 萬噸；鞍鋼達(dá) 1 000 萬噸；中國鋼鐵工業(yè)已進(jìn)入 技術(shù)創(chuàng)新全面繁榮的新時(shí)期。軋鋼生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向?yàn)椋和ㄓ霉に嚰夹g(shù)、綜 合節(jié)能與環(huán)保技術(shù)、新品種開發(fā)與鋼材性能優(yōu)化技術(shù)、信息技術(shù)和裝備機(jī)電控制 一體化技術(shù)。 1.2 軋鋼設(shè)備的發(fā)展動(dòng)向 軋鋼設(shè)備發(fā)展動(dòng)向是大型化、連續(xù)化、高速化和自動(dòng)化。 （1） 、大型化方面 1)、增大綱錠（鋼坯）或帶卷重量。過去初軋機(jī)鋼錠一般為 1020 噸，現(xiàn) 在已加大到 4050 噸（目前已經(jīng)向全連鑄發(fā)展，從而取消初軋） ，熱連軋的最大 帶卷重量已有 15 噸增大到 45 噸，冷軋卷重達(dá) 60 噸，線材盤重已達(dá) 24 噸。 2)、增大軋輥直徑 初軋機(jī)軋輥直徑已達(dá) 13001500mm，帶鋼熱軋工作輥已達(dá) 760850mm，精 軋機(jī)組的支承輥直徑已增加到 1700mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 4 - 3)、增大主電機(jī)功率 （2） 、高速化方面 寬帶鋼熱連軋速度達(dá) 28.6m/s，冷連軋已達(dá) 41.5m/s，線材軋機(jī)已達(dá) 60 75m/s。 （3） 、連續(xù)化方面 原有冷、熱連軋、線材軋機(jī)外，尚發(fā)展了寬邊工字鋼連軋機(jī)、無縫鋼管連軋 機(jī)、連續(xù)焊管軋機(jī)及圓、方坯連軋機(jī)等。 （4） 、自動(dòng)化方面 目前寬帶鋼軋機(jī)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制水平在各類軋機(jī)中是最高的，從板坯上料 到卷取全部采用計(jì)算機(jī)控制。 冷連軋機(jī)上亦采用了鋼板厚度自動(dòng)控制（AGC） 。 平整機(jī)上延伸率自動(dòng)控制（AEC）和其它自動(dòng)化措施等。 我國鋼鐵企業(yè)和重型機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)在有了很大的發(fā)展，如攀鋼發(fā)展也比較 快，其中冷軋廠，軌梁廠的萬能軋機(jī)的自動(dòng)化水平都比較高。 1.3 軋鋼機(jī)的分類 軋鋼機(jī)通?？梢园从猛?、構(gòu)造和布置分類。 1、按用途分類 軋鋼機(jī)按用途可分為開坯軋機(jī)、 型鋼軋機(jī)、 板帶軋機(jī)、 鋼管軋機(jī)和特殊軋機(jī)。 如橫軋機(jī)、輪箍軋機(jī)等。 這種分類可以反映軋機(jī)的主要性能參數(shù)及其軋制的產(chǎn)品規(guī)格。 其技術(shù)特性見表 1-1P3。 2、按構(gòu)造分類（按軋輥在機(jī)座中的布置分類） 根據(jù)軋輥在機(jī)座中的布置形式不同，軋鋼機(jī)可分為下列五種形式。 （1） 、具有水平軋輥的軋機(jī)； 二輥式，三輥式，三輥勞特式，復(fù)二輥式，四輥式，多輥式（十二輥式， 二十輥式，偏八輥式） ，行星式。 （2） 、具有立式軋輥的軋機(jī)； （3） 、具有水平軋輥和立式軋輥的軋機(jī)（萬能軋機(jī)） ； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 5 - 二輥式萬能軋機(jī)。H 型鋼軋機(jī)（生產(chǎn)大型工字鋼） 。 （4） 、具有傾斜布置軋輥的軋機(jī)； 用于無縫鋼管穿孔機(jī)，均整機(jī)。450 無扭轉(zhuǎn)線材軋機(jī)。 （5） 、其它特殊軋機(jī)； 鋼球軋機(jī)、輪箍軋機(jī)、車輪軋機(jī)。 3、按軋鋼機(jī)的布置形式分類（按工作機(jī)座布置分類） 軋鋼機(jī)的布置形式是依據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品及軋制工藝要求來確定的， 機(jī)座排列的順序和 數(shù)量的多少，構(gòu)成了不同車間布局的特點(diǎn)。根據(jù)軋鋼機(jī)布置形式可分為：單機(jī)架 式、 多機(jī)架順列式、 橫列式、連續(xù)式、半連續(xù)式、串列往復(fù)式、布棋式等。 1.5 軋 鋼機(jī)的組成及結(jié)構(gòu) 軋鋼機(jī)主要包括：主電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)座等部分。主電機(jī)是為軋輥旋 轉(zhuǎn)提供動(dòng)力的設(shè)備。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常是有減速機(jī)、齒輪座、連接軸、和聯(lián)軸器等部 件組成的。工作機(jī)座是主機(jī)的主要組成部分。包括： （1）機(jī)架，在窗口內(nèi)安裝軸 承； （2）軋輥，軋件在其間被軋制（壓縮延伸） ； （3）軋輥軸承，用以軋輥的支 撐和定位； （4）軋輥調(diào)整裝置及上棍平衡裝置，前者用來調(diào)整軋輥間的距離，后 者用來校車上軸承座與壓下系統(tǒng)間的間隙； （5）導(dǎo)位裝置，用來使軋件按照規(guī)定 的位置、方向和狀態(tài)準(zhǔn)確地進(jìn)出孔型； （6）軌座（也稱地腳板） ，機(jī)架安裝在軌 座上，軌座固定在基礎(chǔ)上。不同類型的軋機(jī)，工作機(jī)座組成部分大體一致。 1.4 軋鋼機(jī)的標(biāo)稱 軋鋼機(jī)的類別與規(guī)格與軋鋼機(jī)的斷面尺寸有關(guān)， 因此軋鋼機(jī)的初軋和型鋼的 類是以軋鋼的名義直徑。 也就是說軋鋼機(jī)的大小是常用與軋件有關(guān)的尺寸參數(shù)來 標(biāo)稱。 初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)的主要性能參數(shù)是軋輥名義直徑， 因?yàn)檐堓伒拿x直徑的 大小與其能夠軋制的最大斷面有關(guān)，因此，初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)是以軋輥的名義直 徑標(biāo)稱的。 小型軋鋼機(jī)的名義直徑為：180450mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 6 - 1.5 萬能軋機(jī)的簡介 1.5.1 萬能軋機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 萬能軋機(jī)壓下技術(shù)采用了最先進(jìn)的液壓伺服系統(tǒng)， 比傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)械有如下 優(yōu)點(diǎn)： (1)調(diào)整精度高； (2)終軋產(chǎn)品的尺寸波動(dòng)小； (3)自動(dòng)輥縫調(diào)零； (4)換輥后可以自動(dòng)測量彈跳； (5)軋輥輥縫的預(yù)設(shè)定； (6)在軋制過程中也可以進(jìn)行輥縫的調(diào)整； (7)過載保護(hù)。 1.5.2 萬能軋制法簡介 萬能法軋制鋼軌與傳統(tǒng)的孔型軋制法有很大的區(qū)別。 通過兩架開坯機(jī)的軋制 出初具軌形的軋件，建立起頭、腰和底的比例關(guān)系。同時(shí)軌底要保證充到孔型根 部，軌頭不發(fā)生過充滿。這是萬能軋機(jī)軋制鋼軌的基礎(chǔ)。萬能軋機(jī)為精軋機(jī)組， 它由萬能粗軋機(jī)(UR)、兩個(gè)孔型的軋邊機(jī)(E)和萬能精軋機(jī)(UF)組成。共有 9 個(gè) 獨(dú)立定位的軋輥參與軋制，通過三道次軋制，最終軋出成品。除了頭寬和腰厚有 關(guān)聯(lián)性外， 底寬和軌高都可以單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整， 相互之間不受影響， 調(diào)整方法也多， 比傳統(tǒng)軋制法調(diào)整的靈活性大，更容易調(diào)整。這種軋制方法的主要優(yōu)點(diǎn)是頭部和 底部有立輥的直接壓下，同時(shí)對軌頭和軌底的軋制是由立輥進(jìn)行的，軋制方向與 軋輥的旋轉(zhuǎn)方向相同，沒有了與軌頭和軌底與軋輥的滑動(dòng)，提高了鋼軌的表面質(zhì) 量。 1.5.3 萬能軋機(jī)的調(diào)整 萬能軋機(jī)的調(diào)整主要包括換輥后的調(diào)整和在軋制過程中受溫度影響而進(jìn)行 的調(diào)整。一般情況下，隨溫度的變化較為好調(diào)。換輥時(shí)，特別是換粗軋輥時(shí)，調(diào) 整量可能會很大，主要受校準(zhǔn)及軋輥軸向的影響。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 7 - 第 2 章 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)方案的制定 2.1 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)裝置的功用與組成 軋鋼機(jī)主機(jī)列由工作機(jī)座，主傳動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)組成。主傳動(dòng)裝置的作用是 將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)座的軋輥，使其以一定的速度和輸出扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)對金屬的軋制。 主傳動(dòng)裝置的組成與軋機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和工作制度有關(guān)。 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)裝置的 基本構(gòu)成包括聯(lián)軸器，減速器，齒輪機(jī)座，連接軸等。 如果軋制速度較高，可以取消減速器，由電動(dòng)機(jī)通過齒輪箱驅(qū)動(dòng)軋輥，或者 采用單電機(jī)傳動(dòng)方式，由兩臺電動(dòng)機(jī)分別直接傳動(dòng)兩個(gè)軋輥。這樣的傳動(dòng)方式可 以降低傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩和傳動(dòng)消耗，提高軋機(jī)的動(dòng)力性能。 2.2 軋鋼機(jī)主傳動(dòng)方案的選擇 （ A ） 傳動(dòng)方案 A：軋輥由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。這種型式的傳動(dòng)裝置主要用于大型的 可逆式軋鋼機(jī)，如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、厚板軋機(jī)等。在這種可逆式軋鋼機(jī)上，軋 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 8 - 輥經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，要求傳動(dòng)系統(tǒng)有較小的飛輪力矩。軋輥由電動(dòng)機(jī)單獨(dú) 驅(qū)動(dòng)，可使傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩大為減小。 （ B ） 傳動(dòng)方案 B：軋輥通過電動(dòng)機(jī)和齒輪座驅(qū)動(dòng)。這種型式的傳動(dòng)裝置在可逆式 和不可逆式軋鋼機(jī)上都有應(yīng)用。對某些可逆式軋鋼機(jī)，如受結(jié)構(gòu)限制能采用軋輥 由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，就采用這種型式的傳動(dòng)，如 1000mm 以下的初軋機(jī)等。在 不可逆式的軋鋼機(jī)上，如果軋鋼轉(zhuǎn)速大于 70-75r/min,采用低速電動(dòng)機(jī)的投資費(fèi) 用與采用高速電動(dòng)機(jī)帶有減速機(jī)的投資費(fèi)用相差不打時(shí)， 也采用這種型式的傳動(dòng) 裝置，如帶鋼軋機(jī)的粗軋機(jī)座等。 （ C ) 傳動(dòng)方案 C：軋輥通過電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)和齒輪座驅(qū)動(dòng)。這種型式的傳動(dòng)裝置 一般用于不可逆式軋鋼機(jī)，如二輥鋼坯，型鋼軋機(jī)，四輥板帶軋機(jī)等，也可用于 速度較低的四輥可逆式軋鋼機(jī)等。 綜合考慮這三個(gè)方案，C 方案較合適萬能軋鋼機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 9 - 第 3 章軋制力及其力矩的計(jì)算 3.1 軋制力的計(jì)算 在計(jì)算中常用的公式有 S.Ekelund 公式、Sims 公式、Stone 等公式。在具體 設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體情況選擇應(yīng)用。 其中 S.Ekelund 公式實(shí)用范圍是： 1) 熱軋型鋼時(shí)計(jì)算平均單位壓力； 2) 軋制溫度大于 950，材質(zhì)為 Q235； 3) 軋制速度小于 5m/s 時(shí)。 軋制壓力 P 等于平均單位壓力p與接觸水平投影面積 F 之乘積。 3.1.1 平均單位壓力 p 的計(jì)算 本設(shè)計(jì)中選用 S.Ekelund 公式， S.Ekelund 公式為： p=)1 (m（K ）（式 3.1） 式中：m外摩擦對單位壓力影響系數(shù)； K靜壓力下單位變形力； 粘性系數(shù)； 平均變形速度。 其中第一項(xiàng))1 (m是考慮外摩擦的影響，決定m的經(jīng)驗(yàn)公式為： hH hhRf m 2 . 16 . 1 （式 3.2） 式中：R軋輥工作半徑，mm； h壓下量，hHh。 第二項(xiàng)中乘積 是考慮變形速度對變形抗力的影響，其中平均變形速度值 用下式計(jì)算： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 10 - = hH Rhv 2 （式 3.3） 式中：v軋制速度，m/s； 計(jì)算K和的經(jīng)驗(yàn)公式為： K=（140.01） （1.4CMn+0.3Cr）10Mpa（式 3.4） = 0.01(140.01 t)10MPa.s（式 3.5） 式中：t 軋制溫度，； C 以%表示的碳的百分含量，本設(shè)計(jì)中取 0.14； Mn 以%表示的 Mn 的百分含量，本設(shè)計(jì)中取 0.30； Cr以%表示的 Cr 的百分含量，本設(shè)計(jì)中取 0。 f 的計(jì)算公式為： f=（1.050.0005 t）（式 3.6） 對鋼軋輥，=0.9；對鑄鐵軋輥，=0.8；由于本設(shè)計(jì)軋輥為鋼軋輥， 本設(shè)計(jì)中=0.9。 近年來，對 S.Ekelund 公式進(jìn)行了修正。按下式計(jì)算粘性系數(shù)： = 0.01（140.01） C10MPa.s（式 3.7） 式中 C決定于軋制速度。 C的選擇見下表： 表 3.1粘度系數(shù) C與軋制速度的對應(yīng)表 軋制速度（m/s）661010151520 C0.10.80.650.6 3.1.2 接觸面水平投影面積的計(jì)算 在簡單軋制情況下，計(jì)算接觸面水平投影面積 F 公式為： F=lB=hR BB hH 2 （式 3.8） 式中：B軋件平均寬度；mm； l接觸弧長度；mm； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 11 - H B、 h B軋件軋前軋后寬度；mm； R軋輥平均工作半徑，mm； h平均壓下量，mm 3.1.3 左右輥軋制力的計(jì)算 軋輥為鍛鋼軋輥，則=0.9，軋制溫度為 8001000，根據(jù)（式 3.6） f=（1.05-0.0005 t） 則f=0.65 軋輥半徑取R=D/2=350/2=175mm，h=0.5mm，3H ，h=2.5，設(shè)h=0.5 由 左右輥一輥承擔(dān)，則軋制力計(jì)算式中的h=1mm，根據(jù)（式 3.2）有: hH hhRf m 2 . 16 . 1 則 m=2.45 按照 Q235 碳鋼的相關(guān)參數(shù)，軋制溫度取下限 800，碳含量C0.22，Mn 和 Cr 取 0。 根據(jù)式（3.4） K=（140.01t） （1.4CMn+0.3Cr）10Mpa K=（140.01800） （1.40.22）10Mpa = 97.2Mpa 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，溫度在 950-1000的一般情況下，變形抗力 K 在 60-80MPa 之間， 現(xiàn)在取溫度為 800， 則變形抗力 K 可達(dá) 100120MPa， 此處取K=120 Mpa， 根據(jù)（式 3.7）軋制速度v=3.5m/s ，則 C取 0.1 則= 0.01(140.01 t) C10MPa.s=0.6 MPa.s 根據(jù)式（3.3） = 175 1 5 . 5 522 hH Rhv 0.15 上述各參數(shù)帶入（式 3.1）的 S.Ekelund 公式，得單位壓力： p=)1 (m（K ）=（1+2.45） （120+0.150.6）414.0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 12 - 根據(jù)(式 3.8） ，計(jì)算接觸面水平投影面積 F。 F=lB=hR BB hH 2 =8013.23=1058.0mm 2 則軋制壓力 P=pF=4141058=43081243.0 噸 3.1.4 上下輥軋制力的計(jì)算 同左右輥軋制力的計(jì)算方法，f=0.65， = 0.01(140.01 t) 10MP Ca.s=0.6 MPas，k=120 Mpa，此時(shí) R=202.5mm。 .55 .50.21.50.52025.60.612 . 16 . 1 hH hhRf m1.87 = .5202 .50 5 . 5 522 hH Rhv 0.085 F=lB=hR BB hH 2 =12010.84=1272.0mm 2 p=)1 (m（K ）=344 則軋制壓力 P=pF=43756843.8 噸 3.2 軋制力矩的計(jì)算 3.2.1 左右輥的軋制力矩的計(jì)算 軋件的兩個(gè)腿，在左右輥和上下輥之間，在兩個(gè)輥間均有壓下。但以左右輥 間為主。驅(qū)動(dòng)單輥的軋制力矩為： lPM 式中：P軋制力，t； 力臂系數(shù)，熱軋時(shí)，= 0.420.45，此處取=0.45 l軋制變形區(qū)長度，hRl=13.23mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 13 - 所以lPM430.4513.23=2560.0N.m 3.2.2 上下輥的軋制力矩的計(jì)算 此力矩用以克服軋件變形即變形中發(fā)生于輥面上之軋件摩擦力。驅(qū)動(dòng)單輥的 軋制力矩為：lPM 式中：P軋制力，t； 力臂系數(shù)，熱軋時(shí)，= 0.420.45，考慮兩個(gè)腿部和上 下輥輥面的附加摩擦，本設(shè)計(jì)取= 0.45。 l軋制變形區(qū)長度，hRl=10.6mm。 所以lPM43.80.4510.6=2089.3N.m 3.3 力矩的分配 對腿部做功的是作用在其上的力矩，分別由兩個(gè)輥承擔(dān)。根據(jù)軋制過程的實(shí) 際情況， 將軋制力矩的 60%由左右輥分擔(dān)， 而另 40%由上下輥承擔(dān)， 且各承擔(dān) 20%。 所以左右輥承受的力矩為： .015366 . 02560.601lPMN.m 上下輥所承擔(dān)的 20%力矩按照速比放大： .56621.2942 . 025601.294.200lPMN.m 由于單個(gè)的上下輥同時(shí)承受兩個(gè)腿上半部或下半部的力矩， 所以其承受的來 自腿部的力矩為： .113251.2942 . 0256021.294.2022lPMN.m 則上下輥所在軸承受的總力矩為： MMM2194.21M總2089+1325+15361.294=5401.6N.m 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 14 - 第 4 章 軋輥的設(shè)計(jì) 4.1 軋輥的基本類型及結(jié)構(gòu) 4.1.1 軋輥的基本類型 按照軋輥的軸頭形式軋輥分為梅花軸頭軋輥、 ，萬向軸頭軋輥，帶鍵槽軸頭 軋輥，圓柱形軸頭軋輥和帶平臺軸頭軋輥。 4.1.2 軋輥的結(jié)構(gòu) 軋輥是用來對軋件進(jìn)行軋制加工的工具，它是整個(gè)工作機(jī)座的中心，機(jī)座的 其他組件和機(jī)構(gòu)都是為了裝置、 支承和調(diào)整軋輥以及引導(dǎo)軋件正確地進(jìn)入軋輥而 設(shè)的。 1.輥身 輥身是軋輥的中間部分，直接與軋件接觸，經(jīng)常處于高溫、高壓、受沖擊等 繁重的工作負(fù)荷以及承受高溫下用水冷卻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 型鋼軋機(jī)軋輥的輥身 上有軋槽，根據(jù)型鋼的要求安排孔型。 2.輥頸 輥頸安排在軸承中，承受軋制壓力，并通過軸承座和壓下裝置把軋制力傳給 機(jī)架。 輥頸的形狀有圓柱形和圓錐形兩類， 圓柱形輥頸用于滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承， 圓錐形輥頸用于液體摩擦軸承。 3.輥頭 輥頭和聯(lián)軸器相連接，傳遞軋制扭矩。輥頭的形狀有梅花軸頭、扁頭和帶有 鍵槽的圓柱形三種。梅花軸頭用于和梅花套筒、梅花接軸相連接；扁頭用于和萬 向接軸相連接；帶雙鍵槽的圓柱形輥頭，則用鍵與套筒配合組成式輥頭，與萬向 接軸或齒形接軸連接。 4.2 軋輥材質(zhì)選擇 軋輥是軋機(jī)的主要部件， 軋輥材質(zhì)的選擇與軋機(jī)工作特點(diǎn)及損壞形式有密切 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 15 - 的關(guān)系，因此，在選擇軋輥材質(zhì)時(shí)，除考慮軋輥的工作要求與特點(diǎn)外，還要考慮 軋輥常見的破壞形式和破壞原因。 由于粗軋機(jī)和型鋼軋機(jī)軋輥受到較大沖擊負(fù)荷，因此要有足夠的強(qiáng)度，而輥 面硬度可放在第二位。初軋機(jī)常用高強(qiáng)度鑄鋼和鍛鋼；型鋼初軋機(jī)多用鑄鋼。在 型鋼軋機(jī)的成品機(jī)架上，成品形狀及公差要求嚴(yán)格，要求軋輥有較高的表面硬度 及耐磨性，一般選用鑄鐵軋輥。 本設(shè)計(jì)中開坯機(jī)軋輥材質(zhì)選用合金鍛鋼。對于萬能軋機(jī)，為了降低輥耗，提 高產(chǎn)量，本設(shè)計(jì)采用的是復(fù)合襯套式軋輥。由于萬能粗軋機(jī)是可逆式往復(fù)軋制且 壓下量大，主要考慮軋輥強(qiáng)度，并具有大的摩擦力以利軋件咬入，故其軋輥的輥 芯采用鍛鋼，而輥套采用鑄鋼。精軋機(jī)的輥套則采用硬度高、表面光滑且耐磨的 球墨鑄鐵。采用復(fù)合襯套式軋輥，使輥套具有較好的耐熱裂性，有利于增加軋機(jī) 的作業(yè)率。 4.3 軋輥的系列尺寸計(jì)算 4.3.1 左右軋輥尺寸計(jì)算 本設(shè)計(jì)取 D=350.0mm輥身長度 L=80.0mm 選用滾動(dòng)軸承 輥頸 d=(0.60.7)Dl/d=1.2 取 d=0.64D=0.64350=224.0mm 根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)取 d=238.0mm 則 l=1.2238=285.6.0mm 輥頭min1DD -（515）mm 取min1DD -10=340.0mm 4.3.2 上下軋輥的尺寸計(jì)算 本設(shè)計(jì)取 D=405.0mm； L=119.0mm 同左右軋輥的尺寸計(jì)算方法，選用滾動(dòng)軸承 輥頸 d=(0.60.7)Dl/d=1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 16 - 本設(shè)計(jì)取 d=0.64D=0.64405=259.2mm取 d=258mm 則 l=1.2259=311.0mm 輥頭min1DD -（515）mm 取min1DD -10=395.0mm 4.4 軋輥的校核 通常對輥身計(jì)算彎曲，對輥頸則計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)，對傳動(dòng)端計(jì)算扭轉(zhuǎn)。 4.4.1 左右軋輥的校核 （1）輥身軋制力P所在的輥身斷面上彎曲力矩為 P a x xxRMb 11 其中： mm Ll x0 .183 2 286 2 80 22 mNM mmlLa b039345mm183 366 183 1kN430 0 .36628680 則 彎曲應(yīng)力 MPaPa m mN D Mb b.29.49176676 35. 01 . 0 .39345 1 . 0 33 式中D計(jì)算斷面處的軋輥直徑 a壓下螺絲間的中心距 x 所計(jì)算的軋槽與支反力的距離 （2）輥頸輥頸上的彎矩，由最大支反力決定，即 mN mmNlPl RRMn.30745 2 286 2 k430 222 c R最大支反力 C壓下螺絲中心線至主輥身邊緣的距離 2 l C 輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 17 - MPaPa m mN d Mn .427.727354604 224. 01 . 0 .30745 1 . 0 33 .4Pa1138848 24m2 . 02 . 0 .2560 2 . 0 33 ）（ mN d Mk =1.1MPa 式中nM輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎矩 kM作用在軋輥上的扭轉(zhuǎn)力矩 d輥頸直徑 輥頸強(qiáng)度要按彎扭合成應(yīng)力計(jì)算。 采用鋼軋輥，合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算，即： MPa h .527.113.4273 2222 ( 3 )輥頭其最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： MPa d M .713.3Pa13677302 242 . 02 . 0 30745 .20 33 n ）（ 軋輥的安全系數(shù)一般取為 n=5，則許用應(yīng)力nR bb /。軋輥材料的許用應(yīng) 力查得： 鑄鋼：強(qiáng)度極限 b =500600Mpa；許用應(yīng)力 b R=100120Mpa 取 b =500Mpa，則MPaRb0 .100 5 500 因?yàn)?bbhb R, 所以 左右軋輥強(qiáng)度滿足條件。 4.4.2 上下軋輥的校核 上下軋輥的校核方法同左右軋輥的校核。 （1）輥身軋制力P所在的輥身斷面上彎曲力矩為 P a x xxRMb 11 其中： mm Ll x.0215 2 311 2 119 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 18 - mNM mmlLa b047085mm215 430 215 138kN4 .0430311119 則 彎曲應(yīng)力 MPaPa m mN D Mb b.17.87087898 5.4001 . 0 .47085 1 . 0 33 （2）輥頸輥頸上的彎矩，由最大支反力決定，即 .5N.m34054 2 311 2 k438 222 c mmNlPl RRMn 輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為 MPaPa m mN d Mn .819198296665 258. 01 . 0 534054 1 . 0 33 Pa4 .1572654 58m2 . 02 . 0 65401 2 . 0 33 ）（ mN d Mk =1.6MPa 輥頸強(qiáng)度要按彎扭合成應(yīng)力計(jì)算。 采用鋼軋輥，合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算，即： MPa h .020.613.8193 2222 ( 3 )輥頭其最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 MPa d M .99.8Pa9914832 582 . 02 . 0 .534054 2 . 0 33 n ）（ 軋輥的安全系數(shù)一般取為 n=5，則許用應(yīng)力nR bb /。軋輥材料的許用應(yīng) 力查得： 鑄鋼：強(qiáng)度極限 b =500600Mpa；許用應(yīng)力 b R=100120MPa 取 b =500Mpa，則MPaRb0 .100 5 500 因?yàn)?bbhb R, 所以 上下軋輥強(qiáng)度滿足條件。 綜上所述:經(jīng)校核左右上下軋輥均滿足強(qiáng)度條件。 4.5 萬能軋機(jī)輥型設(shè)計(jì) 4.5.1 萬能精軋機(jī)輥型設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 19 - 萬能精軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)主要是確定 H 型鋼邊部內(nèi)側(cè)間距，即 UF孔型水平輥寬 度 WF。萬能精軋機(jī)軋輥示意圖如圖 4-1 所示： 萬能精軋機(jī)水平輥輥寬計(jì)算，基本公式為： F W=)2( 2 tH （式 4.1） 圖 4-1萬能精軋機(jī)軋輥示意圖 式中： F W萬能精軋機(jī)水平輥輥寬，mm； HH 型鋼高度，mm； 2 tH 型鋼翼緣厚度，mm； 熱膨脹系數(shù)， 參考經(jīng)驗(yàn)值， 一般為 1.001.013， 本設(shè)計(jì)取 1.013。 考慮到軋輥車削和軋件產(chǎn)品的尺寸要求， 必須求得精軋機(jī)水平輥輥寬范圍也即其 最大值和最小值，公式如下： F Wmax=H 12(t2 2)（式 4.2） F Wmin=H 12(t2 2)（式 4.3） 式中： 1 高度方向上的公差，mm； 1 =0.76mm； 2 軋件翼緣厚度方向上的公差，mm； 2 =0.25mm； 將本設(shè)計(jì)代表產(chǎn)品規(guī)格尺寸代入公式，得： F W=（125-23.25）1.013=120.0mm F Wmax=125+0.76-2(3.25-0.25)cos0.25 o1.013=121.3mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 20 - F Wmin=125-0.76-2(3.25+0.25)cos0.25 o1.013=118.8mm 綜合以上，本設(shè)計(jì)取 F W=121mm。同時(shí)， 過渡圓角半徑 F R=R=4.57mm， 另外， 為了提高軋輥重車率，適當(dāng)取側(cè)壁傾角=0.25。 本產(chǎn)品 B 小于 100mm，所以立輥采用小立輥， V W=80mm。 4.5.2 萬能粗軋機(jī)輥型設(shè)計(jì) 萬能粗軋機(jī)輥型設(shè)計(jì)主要是確定水平輥寬度 R W。 其圖形如下（圖 4-2） ： 圖 4-2萬型能粗軋機(jī)孔型示意圖 為了保證軋制穩(wěn)定，防止出現(xiàn)折疊、腹板偏心等缺陷，通常使 R W F W，計(jì)算公 式如下： R W= F W4（式 4.4） 式中：4調(diào)整余量，一般為 2mm5mm，本設(shè)計(jì)取4=2mm 故 R W=121-2=119mm 同時(shí)，取 R R=10mm， R R較大點(diǎn)對軋制有利。另外，為了提高軋輥重車率，取側(cè) 壁傾角=5。 同精軋機(jī)，立輥輥身長 V W取 80mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 21 - 4.5.3 軋邊機(jī)輥型設(shè)計(jì) 軋邊機(jī)輥型設(shè)計(jì)主要是確定水平輥寬 E W 和軋邊機(jī)槽深 E h 。 其圖形如下（圖 4-3） ： 圖 4-3軋邊機(jī)示意圖 E h ：軋槽深度；We：軋邊機(jī)輥寬； 1）軋邊機(jī)輥寬設(shè)計(jì) 軋邊機(jī)的作用主要是控制 H 型鋼的翼緣端部的形狀，也能控制翼緣的寬度， 但有一定的限度，對腹板并沒有壓下。設(shè)計(jì)時(shí)，一般在軋輥表面開有凹槽，以防 止調(diào)整時(shí)軋輥接觸軋件，造成軋機(jī)負(fù)荷過大。 基本計(jì)算式為： E W= R W-5（式 4.5） 式中： 5調(diào)整余量，取 1-3mm，本設(shè)計(jì)取5=2mm。 E W=119-2=117mm 2）軋邊機(jī)槽深設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)軋邊機(jī)槽深時(shí)，也應(yīng)考慮軋件寬度外形尺寸、公差尺寸、軋輥傾角、 熱脹系數(shù)等因素的影響。 軋邊機(jī)槽深公式為： E h=(B-t1)cos /2-6（式 4.6） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 22 - 式中： E h軋邊機(jī)槽深，mm； B 軋件寬度，mm； 軋輥側(cè)壁斜度，取 5； 6用于防止軋制時(shí)軋件于軋輥輥身接觸的調(diào)整余量，一般取 35mm，本設(shè)計(jì)取6=5mm。 故 E h=1.013（57.15-2.33）cos5/2 -5 =22.7mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 23 - 第 5 章 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算及其選擇 5.1 電機(jī)功率計(jì)算 由于電機(jī)本身具有一定的超載調(diào)節(jié)功能， 所以計(jì)算額定功率暫不計(jì)入超載系 數(shù)。 上下輥電機(jī)功率計(jì)算：由功率計(jì)算公式 9550/nTP 式中 P功率，kw； T轉(zhuǎn)矩，N.m； N轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。 暫不取軋機(jī)的傳動(dòng)效率。 所以 P=5401.6x212/9550=120.0Kw 由于單機(jī)有兩個(gè)輸入軸，則總功率：P 總=2x120=240Kw 5.2 電機(jī)型號的選擇 綜合以上數(shù)據(jù)，查表得電動(dòng)機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表 5-1 型號額定功率/kW 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 /(kgm2) 額定轉(zhuǎn)速/(r/min) JS2-400S2-42505.752965 表 5-1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 24 - 第 6 章 軸的設(shè)計(jì) 6.1水平軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知，軸的輸出功率為 P=120KW，轉(zhuǎn)速 n=212r/min， 來自垂直軸的徑向力不滿一噸，相對水平軸所受的徑向力（軋制壓力）和扭矩可 忽略不計(jì)。 6.1.1 初定水平軸端直徑 根據(jù)式 3 n p Cd 式中C軸的材料和受載情況確定的系數(shù)； P軸傳遞的功率，kw； n軸的轉(zhuǎn)速，r/min。 軸材料選取 20CrMnTi，上式取 C=100。 則.0mm76 .2159 .458 100 n p Cd 33 考慮軸端有鍵槽，軸頸應(yīng)增大 4%-5%，故取 d=80.0mm。 滑套與軸之間的配合為間隙配合，暫取 H9/h8，滑套外徑與軸承內(nèi)徑的配合為 H9/f9。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 25 - 6.1.2 水平軸的疲勞強(qiáng)度校核 （1）危險(xiǎn)截面的確定 取截面 a-a 和 b-b 為危險(xiǎn)斷面，由于 a-a 面只受扭矩且數(shù)值相對較小，所以 只校核 b-b 面，由于 b-b 截面除了承受扭矩外，還承受兩個(gè)支撐軸承之間的較大 的彎矩，所以取此處的截面直徑進(jìn)行校核。 （2）危險(xiǎn)截面的安全系數(shù) 軸的材料去 20CrMnTi，疲勞極限為 49 公斤/毫米，屈服極限為 85 公斤/毫 米，軸承軸頸同時(shí)承受較大的彎矩和扭矩。 188. 0 ) 4 .261 409 41. 275. 0 130.7 2150 4 . 3 49 )(75. 0 Z M 49 S 2222 （）（）（ pZ T 上述彎矩計(jì)算時(shí)，軸承與軋輥中線距離取 100mm，根據(jù)圖的數(shù)據(jù)，此值取 80mm， 則安全系數(shù)為： 1.11 ) 4 .261 409 41. 2(75. 0 130.7 1720 4 . 3 49 )(75. 0 Z M 49 S 2222 ）（）（ pZ T 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 26 - 6.1.3 水平軸靜強(qiáng)度校核 8.52 261.4 409 3 130.7 4300 85 Z T 3 Z M S 222 p max 2 max s ）（）（）（）（ 所以靜強(qiáng)度通過校核。 6.1.4 鍵的強(qiáng)度校核 大齒輪與水平軸的聯(lián)結(jié)，選用 A 型平鍵（GB 1096-79） ，雙鍵聯(lián)結(jié)。取軸頸 d=90mm，查表鍵的尺寸為：bxhxL=25x14x（7090） 。 鍵的平穩(wěn)工作比壓P=10-12Kg/mm2 ， 當(dāng)在沖擊工況下取P=6-9Kg/mm2 K=0.5h=7mm，l=L-b=（7090）-25=4565mm 工作面的比壓為： 2 /142.79 6545790 1992000 dkl T2000 P毫米公斤 ）（ 。 采用雙鍵，對稱 180 度布置，此時(shí)鍵的工作面的比壓為： 22 /96/768 . 4毫米公斤毫米公斤。 所以，鍵的強(qiáng)度滿足要求。 6.2垂直軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.2.1垂直軸的輸出功率 根據(jù)軋制力和力矩以及功率的計(jì)算結(jié)果，垂直軸承擔(dān)的功率為：44KW 6.2.2初定垂直軸端直徑 由mm0 .544m5 . 0 278 44 100 n p Cd 33 考慮軸端有鍵槽，軸頸應(yīng)增大 4%-5%，故取 d=60mm。 滑套與軸之間的配合為間隙配合，暫取 H9/h8，滑套外徑與軸承內(nèi)徑的配合為 H9/f9。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 27 - 6.2.3 垂直軸的疲勞強(qiáng)度校核 13.80 ) .4196 .6153 41. 2(75. 0 98.2 1720 4 . 3 49 )(75. 0 Z M 49 S 2222 ）（）（ pZ T 上述彎矩計(jì)算時(shí)，軸承與軋輥中線距離取 80mm，根據(jù)圖的數(shù)據(jù)，此值若取 60mm，則安全系數(shù)為： 1097. 1 ) 4 ,261 .6153 41. 2(75. 0 98.2 1290 4 . 3 49 )(75. 0 Z M 49 S 2222 ）（）（ pZ T 6.2.4 垂直軸靜強(qiáng)度校核 4.91 196.4 3072 3 98.2 4300 85 Z T 3 Z M S 222 p max 2 max s ）（）（）（）（ 所以靜強(qiáng)度校核通過。 6.2.5 鍵的強(qiáng)度校核 大齒輪與水平軸的聯(lián)結(jié)，選用 A 型平鍵（GB 1096-79） ，雙鍵聯(lián)結(jié)。取軸頸 d=60mm，查表鍵的尺寸為：bxhxL=18x11x（6080） 。 鍵的平穩(wěn)工作比壓P=1012Kg/mm2 ， 當(dāng)在沖擊工況下取P=69Kg/mm2 K=0.5h=5.5mm，l=L-b=（6080）-18=4262mm 工作面的比壓為： 2 /2215 6242.5560 1542000 dkl T2000 P毫米公斤 ）（ 。 采用雙鍵， 對稱 180 度布置，此時(shí)鍵的工作面的比壓為： 22 /96/11.57毫米公斤毫米公斤。 所以還需加大軸頸。將軸頸加大至 d=75mm. 查表鍵的尺寸為：bxhxL=20x12x（6080） 。 鍵的平穩(wěn)工作比壓P=1012Kg/mm2 ，當(dāng)在沖擊工況下取P=69Kg/mm2 K=0.5h=6mm，l=L-b=（6080）-20=4060mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 28 - 工作面的比壓為： 2 /6111 6040675 1542000 dkl T2000 P毫米公斤 ）（ 。 采用雙鍵，對稱 180 度布置，此時(shí)鍵的工作面的比壓為： 22 /96/8.55毫米公斤毫米公斤。 所以，鍵的強(qiáng)度滿足要求。 6.3 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是用來連接兩軸或其他旋轉(zhuǎn)件， 是其一同轉(zhuǎn)動(dòng)并傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的通用機(jī)械 部件。 用聯(lián)軸器連接的軸，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有停車后經(jīng)過拆卸才能 分離，某些聯(lián)軸器還具有保護(hù)和自我控制的作用。 根據(jù)載荷大小機(jī)特性、工作轉(zhuǎn)速、補(bǔ)償性能、工作環(huán)境等因素，選則型號為， 選則型號為6CLG的鼓形齒聯(lián)軸器（JB/T8854.2-2001） 。 其公稱轉(zhuǎn)矩mNTn.7100，許用轉(zhuǎn)速min/3000rn ，而軋輥軸上的轉(zhuǎn)矩 n TmNT65401，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速min/2965nrn，所以選擇的聯(lián)軸器符 合條件。 6.4 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 一、設(shè)計(jì)參數(shù) 徑向力 Fr=438000 (N) 軸向力 Fa=0 (N) 圓周力 Ft=0 (N) 軸頸直徑 d1=90 (mm) 轉(zhuǎn)速 n=212 (r/min) 要求壽命 Lh=4500 (h) 作用點(diǎn)距離 L=158 (mm) Fr 與軸承 1 距離 L1=79 (mm) Fr 與軸心線距離 La=202 (mm) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 29 - 溫度系數(shù) ft=1 潤滑方式 Grease=油潤滑 二、選擇軸承型號 軸承類型 BType=圓錐滾子軸承 軸承型號 BCode=30318 軸承內(nèi)徑 d=90 (mm) 軸承外徑 D=190 (mm) 基本額定動(dòng)載荷 C=342000 (N) 基本額定靜載荷 Co=440000 (N) 極限轉(zhuǎn)速(油) nlimy=2600 (r/min) 三、計(jì)算軸承受力 軸承 1 徑向支反力 Fr1=219000 (N) 軸承 1 軸向支反力 Fa1=177488.78 (N) 軸承 2 徑向支反力 Fr2=219000 (N) 軸承 2 軸向支反力 Fa2=177488.78 (N) 四、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 當(dāng)量動(dòng)載荷 P1=262800 (N) 當(dāng)量動(dòng)載荷 P2=262800 (N) 五、校核軸承壽命 軸承工作溫度 T=120 () 軸承壽命 Lh=5463 (h) 驗(yàn)算結(jié)果 Test=合格 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 30 - 第 7 章錐齒輪的設(shè)計(jì) 7.1 錐齒輪的簡介 錐齒輪傳動(dòng)用于傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力， 有直齒、 斜齒和曲線齒之分， 直齒最常用，斜齒已逐漸被曲線齒所代替。軸交角可以為任意角度，最常用的是 90。本次設(shè)計(jì)中選用軸交角為 90的直齒錐齒輪。 7.2 錐齒輪的尺寸設(shè)計(jì) 1初選材料和參數(shù) (1)初步選齒輪材料為 20 r C經(jīng)滲碳淬火處理， 調(diào)質(zhì)處理硬度范圍在 （5863） HRC； (2) 齒輪齒數(shù)1Z=14，大輪轉(zhuǎn)速 n=960rmin，小輪懸臂支撐，大輪兩端支 撐， 2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度簡化設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)主要參數(shù) 3 u)0.5b-(1b KT 1 2 Hp 2 RR 1 966d (1)確定設(shè)計(jì)公式中各參數(shù) 1)齒數(shù)比u=1.1 2)取齒寬系數(shù)取 R b=0.295 3)載荷系數(shù) K一般可取 1.31.6，取 K=1.5. 4)許用接觸應(yīng)力 H = imHIHN K/S HN K是接觸疲勞壽命系數(shù)， imHI 是接觸疲勞強(qiáng)度極限,S 是安全系數(shù) 查表得 HN K =0.98 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（機(jī)械工業(yè)出版社）圖 3.2-16d 得 imHI =1500Nmm 2 最小安全系數(shù)取S=1.1， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） - 31 - 可得許用接觸應(yīng)力 H =0.9815001.1=1336.4 Nmm 2 5)大輪轉(zhuǎn)矩這里我們用電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩來計(jì)算和校核錐齒輪。 mNTT 3 1 10.45 則大輪分度圓直徑 3 u)0.5b-(1b KT 1 2 Hp 2 RR 966d =9663 22 3 4 .1