矫直机机架和工作辊设计和校核说明书.doc

摘 要 轧件在加热、轧制、热处理及各种精整等工序加工过程中，由于塑性变形不均、加热和冷却不均、剪切以及运输和堆放等原因，必然产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪形、镰弯和歪扭的塑性变形，或内部产生残余应力，这在成为合格的产品之前，都必须采用矫正机进行矫正加工，矫正轧件形状和消除内应力所以，矫正机是轧制车间和精整线上必不可少的重要设备，而且也广泛用于以轧材做坯料的各种车间 本次设计主要通过分析矫直机机架和下辊装配的设计，从而对矫正机的结构进行了简单的设计设计中，通过参考现有矫正机的文献资料，确定设计的思路与方案综合考虑本次设计的技术要求，利用材料力学的基本知识，并采用基本的力学模型进行设计计算同时参考轧机机架的强度计算和校核方法，对矫直机机架和工作辊进行了设计和校核关键词：矫正机；机架； 下辊； AbstractRolling in the process of heating, rolling, heat treatment and finishing processes, due to the uneven plastic deformation, heating and cooling uneven shear as well as transport and stacking, and other reasons, will inevitably produce different degrees of bending, buckling , the plastic deformation of the wave-shaped, sickle bent and contorted, or internally generated residual stress, before becoming a qualified products must be straightening machine correction processing, correction of rolling shape and the elimination of internal stress. Therefore, the straightening machine is essential for rolling workshop and finishing line equipment, but also widely used in a variety of workshops to roll billets. The design by analysis of the rack of The straightening machine and the assemble of the lower roll. During the design, I refer to the straightening machine;’s existing literature to determine the design ideas and programs. Considering the technical requirements of the design, the use of basic knowledge of mechanics of materials, and basic mechanical model of the design calculations.Meanwhile,I refer to the strength calculation and examination of the rolling mill’s rack and do the design and examination of the rack of the rolling mill.Key words: The straightening machine; rack; lower roller. 目 录1 绪论 31.1 轧钢生产的国内外发展情况 31.1.1 轧钢生产及产品种类 31.1.2 轧机的分类 41.2 矫直机在轧钢机中的作用和分类 41.2.1 矫直机的作用 41.2.2 矫直机的分类、工作原理及特点 41.3 辊式矫直机的工作原理 51.4 辊式矫正机的发展趋势 61.5 技术经济性分析 61.5.1 技术经济评价的涵义 61.5.2 经济评价在工程机械中的重要性 71.5.3 课题选择 71.5.4 摸清课题要求 72 总体方案设计 82.1 矫正机的调整形式 82.2 辊式矫正机的矫正方案 82.3 支承辊的布置形式 82.4 矫正机的机座形式 92.5 工作辊的材质 92.6 传动系统的形式 92.7 矫直辊列的布置形式与驱动形式 103 矫正机参数的计算 103.1 17辊矫直机主要设计参数 103.2 辊式矫直机基本参数的确定 113.2.1 辊距t 113.2.2 辊径D 123.2.3 辊身长度L 123.2.4 辊数n 123.2.5 矫直速度v 123.3 矫正机力能参数的计算 133.4 矫直力矩的计算 143.5 矫直功率的计算 15 3.6 电动机的选择 164 机架的设计与校核 174.1 机架的形式及结构尺寸 174.1.1 机架的形式 174.1.2 机架的结构尺寸 184.2 机架的强度计算 214.2.1 几点假设 214.2.2 求静不定力T 224.2.3 机架和横梁的强度校核 255 工作辊和支承辊设计及强度校核 275.1 支承辊布置形式 275.2 工作辊的强度校核 276 压下装置的校核计算 286.1 压下电动机的过载校核计算 286.2 压下螺丝及压下螺母的强度校核计算 296.2.1 压下螺母挤压应力校核 296.2.2 机架与螺母端面间挤压应力校核 307 参考文献 308 致谢 329 附： 33本科毕业设计资料清单 331 绪论1.1 轧钢生产的国内外发展情况1.1.1 轧钢生产及产品种类在20世纪末，世界轧钢技术发展迅速。

轧钢生产在自动化、高精度化、连续化方面取得了较大进步轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的重要生产环节和主要方法因为用轧制方法生产出的钢材，具有生产率高、生产过程连续性强、品种多、易于实现机械化、自动化等优点，而且比锻造、挤压、拉拔等生产产品，性能更高，成本更低目前，约有93%的钢都是经过轧制成材的有色金属生产也大量应用轧制方法　　轧钢生产的主要产品为建筑、造船、汽车、石油、化工、国防、矿山等专用钢材目前，我国轧钢生产的钢材品种主要有薄钢板、硅钢片、钢带、无缝钢管、焊接钢管、铁道用钢、普通大型材、普通中型材、普通小型材、优质型材、冷弯型钢、线材、特厚钢板、中厚钢板等轧钢生产的产品按钢材断面形状分为：钢板、钢管和型钢型钢是一种应用范围广泛的钢材我国型钢产量占钢材总产量的25%～30%型钢按用途分为：普通型钢和专用型钢从断面形状又可分为异型断面型钢和简单断面型钢从生产方式的角度又可分为焊接型钢、弯曲型钢和轧制型钢　　板带材也是一种广泛应用的钢材，我国的板带材产量占钢材总产量的45%～55%板带钢按应用领域分为建筑板、桥板、船板、汽车板、电工钢板、机械用板等按照轧制温度的不同又可以分为热轧板带和冷轧板带。

钢板按厚度分为：中厚板、薄板和箔材　　钢管的用途主要有建筑用管和石油管道等我国钢管产量占钢材总产量的10%～15%，钢管的规格一般用外形尺寸及壁厚标称其断面一般为圆形管，也有多种异型钢管和变断面钢管钢管从制造角度划分为无缝钢管、螺旋钢管与直缝钢管、冷轧钢管等按断面形状划分为圆形管、异型钢管和变断面钢管这些品种齐全、样式繁多的钢管被应用在管道、石油运输，锅炉侧壁、地质钻探、轴承及注射针管等方面　　随着轧钢工艺及轧钢技术的不断发展，钢材的生产范围将不断扩大，产品品种也将不断增多近年来我国许多有价值的钢板产量大幅度增长，冷轧硅钢片2003年已达89.6万吨，镀锡板2002年已经达到110万吨，管线钢、石油管、耐火钢板、冷轧不锈钢板产量达55万吨 1.1.2 轧机的分类按用途：轧钢机按用途可分为开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机‚按轧辊在机座中的布置形式：根据轧辊在机座中的布置形式不同，轧钢机可分为具有水平轧辊的轧钢机、具有立式轧辊的轧机、具有水平轧辊和立式轧辊的轧机、具有倾斜布置轧辊的轧机、其他轧机这五类ƒ按轧辊机的布置形式：根据轧钢机布置形式可分为单机架式、多机架顺列式、横列式、连续式、半连续式、串列往复式、布棋式等。

1.2 矫直机在轧钢机中的作用和分类1.2.1 矫直机的作用 轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因素的影响，往往产生形状缺陷例如钢轨、型钢和钢管经常出现弧形弯曲；某些型钢的断面会产生翼缘内并、外扩和扭转；板材和带材则会产生纵向弯曲、横向弯曲、边缘浪形和中间瓢曲以及镰刀弯等为了消除这些缺陷，轧件需要在矫正机上进行矫正1.2.2 矫直机的分类、工作原理及特点 根据矫正型材类型及对施加弯曲方式的不同，矫直机分为: 1．压力矫直机 1）工作原理：型材安放于活动压头和两固定支点之间，利用一次反弯的方法进行矫正； 2）特点：设备结构简单，效率低，只能矫正简单弯曲，主要用于大型型材补充矫直 2．辊式矫直机 1）工作原理：型材通过上下两排轴线平行、排列相互交错矫正辊，经过多次反复弯曲得到矫正； 2）特点：设备结构较复杂，连续工作，生产效率高，主要用于板材和型材矫直 3．管棒材矫直机 1）工作原理：圆柱形管棒材边前进边旋转，通过上下两排具有特殊形状、轴线相互交叉矫正辊，获得与其轴线对称的平、直管棒材； 2）特点：矫正辊多采用悬臂式布置，调整和维修方便，连续工作，生产效率高，矫正质量好。

4．拉伸矫直机（张力矫直机） 对轧件施加外拉力，使其平直而达到矫直目的，分为： 1）钳式拉伸矫直机 用于单件矫直型材或薄板，生产效率低，轧件损失大； 2）辊式拉伸矫直机 用于连续矫直薄板带，生产效率高，轧件损失小； 5．拉伸弯曲矫直机 拉伸矫直与辊式矫直联合作用的矫直方法1.3 辊式矫直机的工作原理 由于金属原始弯曲曲率大小和方向是不同，辊式矫直机的每个矫直辊都使金属产生弯曲变形，金属经过多次反复弯曲以消除曲率的不均匀，从而使弯曲曲率从大逐渐变小而使其平值 1-1矫直辊受力图 1-2三辊矫正方式矫直原理分为大变形方案和小变形方案1） 小变形方案 矫直原则：每个辊子的压下量可以单独调整，只消除前一个辊子产生的（或留下的）最大残余曲率，经多次反弯后，残余曲率逐渐减小，轧件趋于平直 优点：总变形曲率小，所需矫正能量小 缺点：一般而言，原始曲。