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 粗轧机设计

摘 要

热带钢连轧是为提高热轧机产量，改进产品质量而采用的轧制方法。1700热轧带钢厂轧制区分为粗轧区和精轧区两部分。 粗轧机是粗轧区最后一架粗轧机，它是四辊万能轧机，采用不可逆轧制。它的小立辊不仅轧边，而且起到对准轧制中心线的作用。在 粗轧机出口处安装了测厚仪、测宽仪、温度测量装置，目的是保证 粗轧机能够为精轧机组提供合格的料坯，同时也为精轧机组计算机控制提供输入参数。 粗轧机在1700热轧带钢轧机中是非常重要的。通过 粗轧机设计，掌握了轧机设计全过程和设计方法，并且为以后工作打下坚实基础。

本设计按给定的压下量和轧制速度，制定设计方案，计算轧制力和轧制力矩，选择主电机型号及容量。对万向接轴的密封润滑以及齿轮齿面硬度进行了改进，并对其主要零件的强度和刚度进行了计算，如万向接轴扁头、叉头应力计算，轴体强度计算；工作辊、支承辊强度计算；闭式机架强度计算等，最后对设备可靠性和经济性进行评价。

该轧机可应用于热轧带钢厂，也可作为中板厂精轧机使用。

 

关键字： 粗轧机，万能轧机，热轧带钢，密封，润滑

 

 

目录

1 绪论﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  1

1.1选题背景及意义﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒1

1.2 热轧带钢连轧机发展趋势﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒1

1.2.1 我国热轧带钢连轧机发展过程概述﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒1

1.2.2 我国热轧带钢连轧机发展趋势﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒2

1.2.3 我国热轧带钢轧机所使用的主要新技术﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒2

1.3 1700mm热带钢连轧机﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  5

1.3.1 1700mm热带钢连轧机概况﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  5

1.3.2 1700mm热带钢连轧机生产工艺过程﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  5

1.3.3 1700mm热带钢连轧机原料规格﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  6

1.3.4 1700mm热带钢连轧机产品规格﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6

1.3.5 1700mm热带钢连轧机产品品种﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6

1.4  粗轧机研究的内容和步骤﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 6

2 方案选择与评述﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7

2.1主传动装置选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7

2.1.1主传动装置型式的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7

2.1.2 电机型式的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7

2.1.3 接轴的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7

2.1.4 联轴节（器）的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒7

2.2机架的结构选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8

2.3轧辊轴承的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8

2.3.1 工作辊轴承型式的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8

2.3.2支承辊轴承型式的选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8

2.4 改进性设计方案﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8

2.4.1 万向接轴铰链润滑及密封的改进﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8

2.4.2 主传动齿轮承载能力的改进﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒9

3 主电机容量选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 10

3.1 轧制力计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 10

3.1.1 轧辊主要参数的确定﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 10

3.1.2 轧制力计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 12

3.2 轧制力矩计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 13

3.2.1 四辊轧机受力分析﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 13

3.2.2 驱动轧辊的力矩 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒13

3.3 主电机容量选择 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒16

3.3.1 电机轴上功率计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 16

3.3.2 主电机选择﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 17

4 轧辊强度计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 19

4.1支承辊强度计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 19

4.1.1 支承辊弯曲应力计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 19

4.1.2 支承辊与工作辊之间接触应力计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 20

4.2 工作辊强度计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 21

4.3 支承辊变形计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 21

5 机架的强度计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 24

5.1 机架的结构确定﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒   24

5.2 闭式机架强度计算 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  24

5.2.1 闭式机架强度计算基本假设﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 24 

5.2.2 求静不定力矩 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  24

6 滑块式万向接轴强度计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 31

6.1 滑块式万向接轴叉头应力计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 31

6.2滑块式万向接轴扁头应力计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 32

7 齿轮计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 34

7.1 选定齿轮类型、精度等级、齿数、材料及热处理方式﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒  34

7.2 按硬齿面接触强度设计﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 34

7.2.1 确定公式内的各计算数值﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 34

7.2.2 计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 35

7.3 按齿根弯曲疲劳强度计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 36

7.3.1 确定公式中各数值﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 37

7.3.2 设计计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 37

7.3.3 几何尺寸计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 38

8 轧辊轴承选取及寿命计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 39

8.1 轧辊轴承型号选取﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 39

8.2 轧辊轴承寿命计算﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 39

9 设备可靠性与经济性评价﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 40

9.1 机械设备的有效度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 40

9.2 投资回收期﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 40

结论

致谢

参考文献

附录