轧机机架辊设计毕业论文.doc

轧机机架辊设计毕业论文 第1章 机架辊 1.1 机架辊的工作原理 机架辊是由机架辊本体，卡紧装置，传动装置组成。机架辊本体包括轧机前后各三个花辊，经齿轮箱集中传动。轴承箱为整体结构，一根机架辊的传动通过轧机牌坊立柱上的孔插入，另外两根机架辊是机架穿洞。传动装置在轧机的传动侧。机架辊下部装有冷却水喷嘴，用于冷却机架辊。前机架辊下部还装有高压水出磷喷嘴对钢板进行二次除磷。 传动装置为集中传动，由一台110KW交流变频调速电机和一台齿轮箱及传动轴组成。集中传动可以减少电机的个数，降低投资成本。 机架辊的卡紧固定通过机架辊的轴承和轴承座将其固定在轧机机架上。机架辊的换辊是通过卸开连接轴，由专门的吊具通过平衡装置及辊道进行更换。 1.2 机架辊的结构功能概述： 机架辊是轧制过程中与主机联系最紧密的设备之一。它将板顺利送入轧机辊缝并接受轧出的轧件。其结构主要有辊子、电动机、轴承座、中间接轴、齿轮箱及联轴器几个部件组成。 机架辊的结构 1.3.1 实心机架辊 在开坯机上采用较大的压力轧制时，轧件出轧辊后向上抬起，最后会下落到辊道上；或者轧制水平线高于机架辊工作面时的情况下，都有产生幢击辊子的动负荷的可能性。考虑到这一点由《轧钢机械设计》第431页公式13-16，当取辊颈支点变形为0，辊颈长度相对于辊身长度可忽略时，辊身中点由动负荷所引起的应力为： W1—辊子辊身断面系数。 此式表明，为减小动负荷应力，需要增大G、l和W1值，减小J1值，这样就需要增大辊子质量，因此要将机架辊制成实心辊，同时，在相同截面系数条件下，实心辊与空心辊相比有较小的惯性矩。 1.3.2 机架辊辊身形状的选择 机架辊辊身的形状有好多种，采用哪一种，主要取决于辊道的用途，即决定于所运送轧件的形状。由于所生产的产品品种有 ：普碳钢、低合金钢、锅炉板、容器板、船板、桥梁板、高强板、管线钢板和不锈钢板，为了减少辊身与板形的接触面积，所以经过认真考虑选用花形辊子。 1.4 机架辊的材质选择 为了减小机架辊的飞轮力矩，又因辊子的GD2与辊子直径呈平方关系．故在满足钢板冲击负荷所需要强度的前提下，机架辊直径越小越好，其线速度与工作辊线速度匹配可通过提高转速解决。因此为了使机架辊的辊径减小，所以要使用高强度的材料42CrMo，这样辊径就能降下来。 1.5 机架辊轴承的选择 考虑到产品种类多数为板材，机架辊受载后不会发生较大的挠曲，所以不必选用调心轴承。经过仔细考虑我决定选用双列圆锥滚子轴承，因为它可以同时承受径向载荷和轴向载荷，并且外圈可以分离安装时可以调整轴承的游隙。 由于机架辊辊身直径为550mm，则其辊颈直径为 取其值为280mm. 经过查阅《机械设计手册》可选轴承代号为352956×2，两列圆锥滚子轴承。 1.6 机架辊辊距的选取 辊距决定于轧件的长度和厚度。运输短轧件时，辊距不能大于最短轧件长度的一半，以便轧件至少同时有两个辊子支承，避免轧件撞击辊子或顶住打滑。同样，运输钢锭时，辊距不能大于钢锭重心到大端面的距离。运输长轧件时，最大辊距决定于轧件因自重产生弯曲的允许程度。考虑到这些，又为了避免轧件顶辊现象，机架辊的辊距应尽量减小，因此我选辊距为600mm就可以满足要求。 1.7 机架辊的相关参数： 机架辊的规格 φ550×3600mm 机架辊的辊距 600mm 辊面线速度 2.1—3m/s 结构形式 前后各三根，集中传动 电机 Y315M2-6 1.8 机架辊高度的确定 为了减少轧件对辊道辊子的冲击负荷，轧辊、机加辊和工作辊道辊子之间应有合适的相对高度。下轧辊表面与工作辊道辊子表面的相对高度决定于轧机的压下量，一般取为最大压下量的1/2 加10~20 mm，即： 式中：△H 为下轧辊表面与工作辊道辊子表面的相对高度；h为轧机的最大压下量。 机架辊辊子高度应稍高于工作辊道辊子的高度，这可减少轧件对工作辊道的冲击。本台轧机下轧辊表面与工作辊道辊子表面的相对高度，取ΔH=80 mm，故取机架辊表面低于下轧辊表面50 mm。 1.9 机架辊轴承的密封 为了防止水和氧化铁皮等杂物进入轴承座内，除了在轴承座上设有洒水沟外，在轴承座内还分别装有一对骨架唇形密封。 1.10机架辊强度的校核验算 图1 辊子危险截面 如图1所示，辊子危险截面为C、D 两截面，即辊身中心截面及辊颈中心截面，故只对辊子这两个危险截面进行强度验算。 （1）辊身中心截面（C 截面）强度验算 弯矩： 抗弯截面模量W： 故按第三强度理论危险点的相当应力为 （所以辊身中心截面（B 截面）是安全的（辊身材料为42CrMO 钢）。 （2）辊颈截面（D 截面）强度验算 抗扭截面