畢業設計-75t推鋼機設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 41 聯軸器的設計計算 42 聯軸器的種類和和特性 42 選擇聯軸器類型 43 進行必要的校核 43 結 束 語 45 參考文獻 46 致 謝 47 精品文檔 值得下載 精品文檔 值得下載 前言 鋼鐵工業作為國民經濟的基礎工業 ， 一直是衡量一個國家經濟發展水平的重要指標。我國鋼鐵工業近年來發展很快 ， 鋼產量己連續多年突破億噸大關 ， 鋼鐵產品質量也得到了很大的提高 ， 特別是在軋鋼生產方面 。 各種高精度軋鋼機械設備的引進和投產 ， 先進的自動化控制設備和計算機技術的應用 ， 冷軋不銹鋼帶 、 硅鋼帶 、 精密合金鋼帶 、 稀有合金帶 、 高精度極薄冷軋碳素鋼帶等各種高精度高品質 產品的出產 ， 大大地促進了軋鋼生產企業的經濟效益和競爭能力 ， 有力地提升了我國軋鋼生產企業的形象 。 但是由于科學技術的飛速發展 ， 新的設備和新的技術以驚人的速度不停地改進和更新 ， 產品的技術含量越來越高 ， 對產品生產機械設備和操作技術的要求也越來越高 。 因而及時掌握新型軋鋼機械設備的性能 ， 熟練掌握新的操作技術 ， 全面應用先進的自動化控制技術和計算機軋制技術 ， 是當前軋鋼生產企業進一步提高產品質量 、 降低軋鋼生產成本 、 增強軋鋼生產企業的市場競爭能力的關鍵所在 。 本設計包括了軋制工藝過程和自動化控制系統及推鋼機的設計，并重點針對齒 式推鋼機進行了設計計算。具體包括軋制工藝過程和自動化控制簡介，推鋼機的分類 、 結構和工作原理，電動機的選用，減速器的選用，傳動方式和傳動裝置（包括齒輪齒條傳動和齒輪傳動）設計，軸系零件（包括軸，軸承，聯軸器，鍵）設計，并對傳動機構和關鍵軸進行了強度和剛度校核。 其中傳動方案的設計與擬定是設計的首要任務，決定了傳動機構的設計，在綜合比較了各種傳動方案的優缺點以及推鋼機本身的技術要求后，最后選定齒輪齒條傳動作為主要傳動機構。該傳動機構具有結構簡單，整體尺寸較小，傳動效率高，維修方便，造價較低的優點 。 電動機的選定 標準是滿足推鋼機總的功率要求，轉速適中，并且應具有頻繁快速啟動和反轉能力以帶動推鋼機推桿做往復運動。最后選定為 YZR400 1L 型冶金用電動機，額定功率 edP =160 WK ，轉速 587 minw rn ?，額定電壓 395Vv? 。 減速器的選擇標準是滿足傳動比要求，高速軸許用功率要求和承載能力要求， 經查表選定 減速器型號為 130 16ZL ??Ⅲ型 ( 1130 70)JB ? ，公稱傳動比 ，中心距 1300 ,a mm? 高速軸許用功率 168Kw，承載能力 n=750r/min。 精品文檔 值得下載 傳動機構的設計計算包括齒輪齒條傳動的設計和齒輪傳動的設計兩部分。文中分別從齒輪類型，材料，精度選擇，齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲強度等方面做了詳細設計計算。 軸系零部件的設計計算包括齒輪軸的結構設計和校核，軸承的選擇，鍵的 設計和校核，聯軸器的選擇和最大轉速的校核等。 由于編者水平所限 ， 書中錯誤之處在所難，敬望讀者批評指正。 精品文檔 值得下載 第一章 概述 軋鋼工藝過程是確定軋鋼廠生產系統和機械設備的技術基礎 ， 設備是實現軋鋼工藝要求的工具 。 軋鋼生產是鋼鐵工業生產的最終環節，是鋼鐵材料的一種重要加工方法。軋鋼車間擔負著生產鋼材的任務，因此鋼鐵軋制在國家工業體系中占有舉足輕重的地位。 20 世紀90 年代以前，我國軋鋼生產的平均水平與世界主要生產國相 比，仍存在一定的差距。軋鋼生產以型鋼為主，生產線大 、 中 、 小型并存。不同企業的技術裝備水平參差不齊，能耗 、 成本較高。很多企業還使用 20 世紀五六十年代較為陳舊的設備和工藝，這是限制我國鋼材質量，品種和效益進一步提升的主要瓶頸。 20 世紀 90 年代后期，隨著我國經濟的高速發展，尤其是我國加入 WTO 后，參與國際鋼材市場競爭的需要，各大企業紛紛采用當今世界先進的技術和裝備，進行了大規模的技術改造，廣泛引進新技術，新設備，新工藝，使我國軋鋼生產的水平有了長足進步，開發了一批高技術，高附加值的新品種。目前我國軋鋼技術創新發 展的方向主要為：通用工藝技術，綜合節能與環保技術，新品種開發與鋼材性能優化技術，信息技術和裝備機電控制一體化技術等。 我國現在通用的軋鋼工藝排列為： 鋼坯驗收 ────吊裝 ──計量 ── 編組 ── 入爐加熱 ──粗軋 ──熱剪機切頭 ──中軋 ── 飛剪切頭 ──平立交替精軋機 ── 倍尺飛剪 ── 夾送輥 ── 冷床 ── 冷剪定尺 ── 檢驗 ──稱重 ──打包收集 ── 入庫 軋制工藝過程 軋制工藝過程是一系列工序的組合 ， 經過這些工序 ， 把鋼錠或鋼坯軋成形狀和性能符合要求的鋼材 。 軋鋼工藝過程的好壞直接影響產品的質量和產量 。 一般情況下 ， 一個軋鋼工藝過程是由下列各基本工序組成 ： 1） .坯料準備 包括坯料的表面清理 ， 除去表面氧化鐵皮和表面缺陷的清理 ， 也包括預先熱處理和坯料加熱 。 坯料加熱是重要工序 。 2） .鋼材軋制 坯料通過軋制變形來實現對產品在形狀和尺寸上的要求 ， 內部組織和精品文檔 值得下載 性能上的要求以及表面光潔度的要求 。 軋制過程是軋鋼生產工藝過程的核心工序 。 3） .精整 這是軋鋼工藝過程的最后一道工序 ， 起保證產品質量的作用 。 精整工序的內容比較復雜 ， 由產品的技術要求來確定 。 技術要求不同 ， 其內容也大不相同 。 一般情況精整工序包括鋼材的切斷或卷取 ， 軋后冷卻 ， 矯直 ， 成品熱處理成品表面清理 、 鍍鋅 、鍍錫 、 涂色等 。 軋制工藝過程的設計與實施 設計軋制工藝過程的主要依據是產品的技術條件 、 鋼種的加工工藝性 、 生產規模大小 、 產品成本和工人的勞動條件 。 其中最主要的依據是產品的技術要求 ， 即鋼材的斷面形狀和尺寸 、 化學成分 、 內部組織和機械性能 ， 設計時必須保證工藝過程使產品質量達到相應的技術要求 。 軋制 工藝過程的自動控制 軋鋼機工藝過程的自動控制是用電子計算機來實現的 。 控制技術包括軋機特性和變形阻力等軋制理論 、 還包括 儀表 、 電氣設備的應用技術以及操作決竅等方面的技術 。 只有這些技術有機地組合 ， 才能實現軋鋼過程的自動控制 。 軋制過程計算機控制的基礎是軋制過程的數學模型 。 對軋制有影響的因素有板厚 、變形阻力 、 張力 、 輥徑及摩擦系數等多種 ， 尤其對連軋過程 ， 前面機架的軋制結果不但直接影響后面機架的軋制條件 ， 而已作用在軋件上的張力還影響所有機架的軋制 。 因此就必須把連軋機組所有機架當作一個統一的系統進行綜合分析 。 具體數學模型有軋件的塑性變形模型 、 軋機彈性變形模型 、 連續軋制模型和表示軋件溫度變化的熱傳導模型等 。 例如 ， 在板材軋制中 ， 對于提高板厚精度 ， 必須預測作用在軋輥上的軋制力 ， 這是非常重要的 ， 所以實測出變形阻力就成為各方面研究的前提 。 為了提高數學模型預測的精度 ， 必須用實測的軋制過程中的各參數的實際數據來標定和修改數學模型 ， 通過所謂自學習控制來吸收掉作業條件的變化和其他外部干擾 。 為此需要在軋機上安裝在線監測系統 ， 通過各種傳感器實時監測各工藝參數 ， 首先是變形阻力也就是與它直接相關的軋輥上的軋制壓力 。 數學模型所用的數據必需準確可靠 ， 能準確反映操作條件和對過程進行分析 ， 還必須滿足在線控制的實時性要求 。 精品文檔 值得下載 感器和儀表 如前所述 ， 計算機控制軋制工藝過程之所以能迅速發展 ， 是建立在各種檢測工藝參數的傳感器和儀表的出現和發展 ， 一些主要的傳感器和儀表如下 ： 1） 位置檢測傳感器 用于跟蹤軋件位置的傳感器有熱金屬檢測器 ， 冷金屬檢測器 ，微波檢測器 ， 電磁檢測器和激光檢測器 。 后三種適合在環境氣氛很差的條件下工作 。 2） 壓力傳感器 準確測定軋制壓力的傳感器 。 3） 溫度傳感器 測定開軋和終軋溫度及軋制線上各點軌件溫度的傳感器 。 4） 測厚儀 常用的是射線測厚儀和射線測厚儀 ， 最新發展是板形斷面測量和微機自動校正 。 5） 測寬儀 多采用光學 測量法和熱輻射測量法 。 6） 速度計 。 （ AGC） 為提高板材質量 ， 70年代研制出了計算機控制的板厚自動控制裝置 （ AGC）， 而后不斷有新的發展 ， 以適應愈來愈嚴格的板厚精度要求 。 近來數字直接控制方式 （ DDC）已取代了以往的硬件方式 (AGC),可以很經濟地控制數量較多的活套 ,還具有維護簡便和控制性能高等優點 。 目前國際上計算機控制水平最高的是熱帶鋼連軋工藝過程 ,這是由于在各種軋機中 ,熱帶鋼連軋產量大 、 質量要求高 、 操作雖復雜但比其他軋制過程易于實現計算機控制。其計算機 功能分為在線監測和自動控制兩大部分 ， 監測包括信息傳送 ， 軋件跟蹤 ， 數據記錄等 。 綜上所述 ， 實現軋鋼工藝過程的在線監測 ， 無論是提高產量還是保證質量都具有重大意義 ， 而且為提高工藝的技術水平和生產管理的現代化奠定了技術基礎 。 軋鋼工藝過程是由軋鋼設備來實現的 ， 軋鋼設備能否正常運行會直接影響到工藝過程的正常與否 。可見軋鋼設備的狀態監測和故障診斷對鋼鐵工業就具有十分重要的意義 。 精品文檔 值得下載 推鋼機的種類 推鋼機的種類很多，常見的有齒輪齒條式、絲杠螺母式、曲柄連桿式、液壓式等，還有的推鋼機把齒輪齒條 傳動和液壓傳動相結合，形成了液壓齒條式。它們各自有自身的特點，在不同的加熱爐上發揮著各自的作用。 齒輪齒條式推鋼機通過齒輪齒條的嚙合傳動把電機的旋轉運動轉變為齒條的直線運動，帶動推桿進行推鋼工作。其工作可靠，傳動效率高，推力和行程大，但設備自身重量大。目前齒輪齒條式推鋼機應用比較廣泛。 絲杠螺母式和曲柄連桿式工作效率低，行程和推力較小，一般用于小型加熱爐，新上加熱爐一般很少采用。 液壓式推鋼機由液壓缸直接推動推桿工作，結構簡單，推力大， 自重輕，速度、行程易控制，但行程不宜太大，且液壓系統制作、維護較困難。 根據鋼車間使用的經驗，推力在 ，一般采用齒條式推鋼機較適宜。因為齒條式推鋼機傳動效率高，使用可靠，這是螺旋式推鋼機無法比擬的。 齒式推鋼機的結構 齒輪齒條式推鋼機主要包括電機、減速機、聯軸器、齒輪軸、齒條、推桿、機架等。機架一般為一個多層箱體，箱體間用螺栓聯接。齒輪軸位于箱體底層的稱為下置式，齒輪軸位于箱體上層的稱為上置式。無論采用下置式還是上置式，都存在更換零部件困難的現象，尤其是更換下部零件時，需要把箱體層層拆分開。 設計中應注意的幾點事項 推力、推 速、行程是推鋼機的主要技術參數，尤其是最大推力。推力計算的正確與否關系著推鋼機的經濟性和使用壽命。 推力計算公式為： 1。F GgfK? （ 11） 式中： G為鋼坯質量，單位是 kg； g為重力加速度，一般來說 /g m s? ； 1K 為考慮到加熱爐軌道不平，受熱變形等因素的影響系數， 1K =～ 。 精品文檔 值得下載 f為滑動摩擦系數， f=～ 1；摩擦系數的大小對推力產生直接的影響，而摩擦系數的大小主要取決于鋼坯溫度，鋼坯溫度對摩擦系數的影響為： 常溫時， f=； 300176。 C時， f=； 400176。 C一 500176。 C時， f=— ； 600176。 C一 800176。 C時， f=— ；大于 800176。 C時， f=。可見，鋼坯溫度越高，摩擦系數愈大。一般來說，加熱爐分為預熱段、加熱段和均熱段，各段溫度不盡相同，應根據每段溫度、鋼坯質量計算出各段所需推力，最后相加。 對于有些加熱爐來說， 爐底是傾斜的，這時還應考慮到鋼坯重力的分力對推力的影響。 推鋼機屬于低速重載，繁忙使用，齒輪齒條屬于重點零件。要通過計算，選擇合理的模數和材質，進行合理的熱處理，結構設計要優化，避免出現膠合、點蝕，甚至斷齒等現象。 推桿工作中會受到齒條推力、鋼板阻力、壓輪壓力等復雜力系的作用，強度、剛度要高，結構要可靠，一般采用箱型梁鋼板焊接結構。 一般來說，影響推鋼機生產率的主要因素是推桿返回時的空載時間。為了提高生產率，推鋼機的返回速度可以取得比推速大，一般返回速度比推速大 50%至數倍。實際使用表明，返回速度比推速大一倍左右比較合適。有的推鋼機設有慢速推鋼電動機和快速返回電動機，用以調節速度。采用液壓推鋼機，可以方便地調節推鋼速度。 推鋼機行程一般為 ,這取決與所推爐料的尺寸及爐臺寬度。用吊車上料時，行程應大于每次填料總寬度，并大于輥道的寬度；用輥道上料時，除了考慮大于輥道寬度外，還應根據檢修要求（要求推頭能退到輥道外側）所需長度來確定。 理論和實踐表明，雙機架推鋼機機架剛度要給予高度重視，其剛度一定要滿足推力、推速要求，避 免出現顫抖現象。壓板部位受力非常大，壓板結構要滿足高強度要求。 精品文檔 值得下載 第二章 傳動方案的分析與擬定 常用的傳動類型及其特點 ：帶傳動傳遞的功率不大（可用于中小功率），機構尺寸比其他傳動類型大，但傳動平穩，能緩沖吸收沖擊振動。由于摩擦產生靜電，不適用于有瓦斯及煤塵等爆炸危險的場合，常用于高速級傳動中。 ：鏈傳動的瞬時傳動比是變化的，且具有沖擊振動，故不適用于高速傳動和傳動比要求準確的場合，一般多用于低速級傳動及傳動比要求不太嚴格的場合。 ：齒輪傳 動瞬時傳動比不變，且效率高，體積小，是在傳動中使用最多的一種傳動件。直齒圓柱齒輪的設計加工容易