1、前言在軋鋼車間，輥道是用來運輸軋件的設備，將加熱好的坯料送往軋鋼機軋制，軋出的軋件被送往剪切機等設備，這一般都是通過輥道運送的。輥道貫穿于整個作業線，故輥道的運轉情況直接影響軋鋼機的產量，所以，正確合理的設計和維護輥道，對提高軋鋼機的產量有重要得意義。某軋鋼廠軋鋼車間主要生產設備有：一座高效蓄熱式連續加熱爐，一架三輥軸承軋機，八架水平式二輥連軋機（軋機布置為：520×1+350×4+300×4），一臺啟停式倍尺飛剪，一臺步進齒條式冷床，冷剪、熱剪各一臺，事故剪二臺，精整系統一套，穿水控冷裝置一套。本課題是軋鋼機輸出輥道系統的設計，主要是針對精整輸出輥道的設計，精整

2、輸出輥道能否正常運行對整個軋線的生產順行有著重要的意義，由于軋鋼生產節奏緊奏、連續，任何一個環節都不能出現問題，否則，生產必將中斷，勢必影響產量，而對占軋線20%40%的輥道系統來說，其意義及作用也就顯而易見。隨著國際經濟一體化步伐的加快，加強、提高企業的地位和競爭力顯得尤為重要。在市場經濟條件下，企業當以經濟效益為中心，以利潤的最大化為經營目標，但如果我們的市場競爭能力不強，那就不能真正實現利潤的最大化。在市場經濟體制下，在競爭激烈的市場中，企業作為平等的市場競爭主體，要生存與發展，就必須以市場為中心，以自身優勢為依托，以獲取利潤為目的，這樣才能成為真正的市場經營實體和競爭主體，才能實現企業

3、的持續、快速發展。從企業自身發展來講，品牌是潛在的生產力，反映著一個企業的綜合發展水平。在市場經濟條件下，品牌就好比是企業的身份證，是企業無形資產的載體，也是一個企業信用體現，是市場競爭的入場券。我們企業要謀取長遠的發展，要做強做大，就必須樹立品牌意識，努力創造自己的品牌。就我們現有的企業來說，物業類的企業創造管理服務品牌，用高質量的服務、高水平的管理拓展企業發展的空間；工程類的企業，要爭取多出精品工程，逐步地樹立起自己的品牌，用優質工程打開市場大門；其他專業的企業也要結合自己專業特點創造本專業的品牌。可以這樣說，品牌有多大，市場就有多大。企業創造品牌并不容易，要有“十年寒窗苦讀書”的毅力和恒

4、心，要付出加倍的努力。創造品牌就要講質量，講產品質量，講服務質量，講工程質量，沒有質量，無異于無源之水，無本之木。由于本人知識水平有限，時間倉促，設計中難免有漏洞，不妥之處，懇請老師及同事批評指正。一、輥道傳輸設計方案方案1：皮帶傳動方案2：單獨傳動方案3：鏈傳動設計方案比較：1、皮帶傳動：傳動帶是彈性體，在傳動過程中存在彈性滑動現象，即帶與帶輪之間會發生打滑現象，因此帶傳動的傳動比是不穩定的，也就不能正常工作。由于彈性滑動，帶與帶輪之間將產生摩擦和磨損，易發生疲勞斷裂。2、單獨傳動：單獨傳動的輥道，是用一臺電動機帶動一支輥子。由于輥子是單獨傳動，可以使輥道的機械部分大為減少，其啟動快，在工作

5、中即使一個輥子發生故障，也不會影響到整個系統的運行，但增加了電氣設備，降低了線路的功率因數，電氣維修量加大，且成本高。3、鏈傳動：它是在兩個或多個鏈輪之間用鏈輪作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動。其經濟、可靠，廣泛用于采礦、冶金、運輸、化工等各種機械的動力傳動中。它的主要優點有：沒有滑動；工況相同時，傳動尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力， 作用在軸上的載荷較小；效率較高，0.95%-98%；能在溫度較高、濕度較大的環境中使用。缺點是：工作時有周期性的動載荷和嚙合沖擊，引起噪聲；鏈節的磨損會造成節距加長，甚至使鏈條脫落。從以上方案綜合考慮其優缺點來看，方案1、2均不可采用。而鏈傳動能保持準確的平均傳

6、動比，比帶傳動的傳動功率大，輪廓尺寸小。且結構簡單，價格低，供應方便，故采用鏈傳動。二、鏈傳動的工作原理、主要參數及鏈條的選擇：主動鏈輪轉動時，通過閉合鏈條帶動另一個與主動鏈輪相同齒形的從動鏈輪，傳遞運動和動力。傳遞功率：電機功率*傳遞效率鏈傳動的主要參數有：鏈速，傳動比i ，鏈輪齒數z1、z2 ，鏈條節距P，傳動中心距a ，鏈條節數（鏈條長度）Lp。鏈速一般分：低速、中速、高速，本設計選用中速-=0.6-8m/s。傳動比i： i =1。鏈輪齒數z1、z2：z1 = z2 = 16。鏈條節距P：節距大的鏈條具有較高的抗拉斷強度，傳動比小是選用大節距單排鏈。P=50.80。傳動中心距a：800m

7、m 。鏈條節數（鏈條長度）Lp： Lp=48。鏈條節數可由下式求得lp=2a0+z1+z2+P(z2-z1）2(公式2-1 )P2a02綜上所述，鏈條選用32A 148 (GB123·183) 。三、軋機傳送輥道的工作原理傳送輥道是軋機的物料輸送設備，將傳送輥道的傳輸速度與軋機軋輥的線速度（方向和大小）保持一致，使待軋制的較厚的板帶或坯料通過傳送輥道的正向或反向輸入或輸出可逆軋機，從而實現坯料的往返軋制，見圖1。 圖1：軋機傳送輥道 1可逆軋機傳輸系統概述 主軋機可以正、反兩個方向對坯料進行軋制，傳送輥道按軋機的速度和方向輸送坯料，如圖2所示。在圖2中，中間是由主軋機2個軋輥，兩邊分

8、別是2個傳送輥道組。圖2(a)表示向右軋制，此時傳送輥道右傳輸模式；圖2(b)表示向左軋制，此時傳送輥道右傳輸模式。軋機傳送輥道1傳送輥道2主軋輥從軋輥 圖2（a）軋機傳送輥道1傳送輥道2主軋輥從軋輥 圖2（b）2可逆軋機速度和方向設置 在控制方式上，軋機采用主、從方式。主軋輥為變頻速度控制，給整個軋機傳輸系統提供穩定的線速度基準。從軋輥是轉矩控制，其轉矩跟隨主機的轉矩。根據工藝需要計算坯料軋制傳輸速度，按主軋輥直徑與齒輪箱的速比，得出主軋輥電機的轉速給定值。速度設定有正、反向點動功能，一般設置為03 ms，用于故障處理；穿帶速度可以由點動速度穿帶，用于生產前軋機穿帶；軋機線速度設定，用于正常

9、軋制。按照整條生產線線速度相等的原則，線速度設定可以由操作工通過人機界面給定，給定數據發送到PLC處理后轉化為轉速百分數的形式通過ProfibusDP通信傳送給所有傳動裝置。坯料完全通過軋輥后，傳感器發送信號給軋機控制器，控制器按程序給出反轉指令，軋輥反向旋轉。3 傳送輥道的速度和方向設置傳送輥道變頻器根據檢測或接受到的軋機軋輥旋轉方向和線速度大小，調節各個傳送輥按相同的旋轉方向和線速度大小傳輸坯料。四、輥道輥子的選擇及強度計算輥道按傳動類型可分為：集體傳動輥道；單獨傳動輥道；空轉輥道；輥道按傳動用途可分為：工作輥道；運輸輥道；收集輥道；移動輥道；升降輥道。輥道按結構和材料可分為：實心鍛鋼輥子

10、；由厚壁鋼管或鑄鋼制成的空心輥子；鑄鐵輥子。本設計方案中輥道輥子選用鑄鋼制成的空心輥子。其主要參數為：輥子的直徑D=295mm，輥身長度L= 450mm，輥距t= 800mm，輥道速度= 4.5m/s。輥子的強度計算：1、作用在輥子上的負荷(一般有三種)：1）由軋件重量產生的負荷：軋件重量作用于輥子上的負荷是根據軋件的斷面和其長度來確定的。對于細長軋件，則可以認為軋件的重量是均勻地由他所接觸的幾個輥子共同承受。2）作用于輥子上的附加負荷。3）軋件落到輥子上的沖擊負荷：軋件從高處落到輥子上時，將產生沖擊負荷。有沖擊負荷時，對輥子強度、輥子軸承的使用會產生較大影響。五、輥道驅動力矩的計算：輥道穩定

11、運轉時，軋件作等速運動，轉動輥子所需的靜力矩要克服軸承中的摩擦損耗和軋件在輥子上所產生的滾動摩擦損耗，輥道在運轉時可能出現的最大靜力矩，是在軋件遇到阻礙物而突然停止是出現的。此時，軋件被阻，停止移動，而輥子還在繼續轉動，輥子與軋件之間產生了打滑現象，即輥子與軋件之間的滾動摩擦變成了滑動摩擦，這時，驅動輥子的靜力矩為最大值，它除了克服輥子軸承中的摩擦外，還需克服軋件與輥子之間的滑動摩擦，其值可按下式計算：Mj=(Q+nG1)·d/2+Qf （公式4-1）Mmax=(Q+nG1)·d/2+Q·D/2 （公式4-2）式中：Mj 輥道穩定運轉時的靜力矩Q 在輥道上穩定運轉

12、的軋件的重量G1 一個輥子的重量N 一臺電動機所驅動的輥子數目 輥子軸承中的摩擦系數，滾動軸承=0.005D 輥子直徑F 軋件在輥子上的滾動摩擦系數，熱軋件f=0.0015md 輥子軸頸的直徑1 輥子與軋件之間的華東摩擦系數，熱軋件1=0.3則：Mj=（5200+9×1080）×0.005×（0.095÷2）+5200×0.0015=11.3N·mMmax=(5200+9×1080）×0.005×（0.095÷2）+5200×0.3×（0.295÷2）= 8.85N

13、·m但是，輥道是在加速的情況下運送軋件的，因此，除了靜力矩外，還需考慮軋件和輥子之間所產生的動力矩，在輥道啟動時，所需的力矩M為 M= Mj+Md （公式4-3）驅動輥道的動力矩有兩部分組成Md= Md1+Md2 （公式4-4）式中 ：Md1 使軋件加速時的動力矩Md2 使輥子加速時的動力矩 假設軋件重量Q作用在輥子的四周上，使軋件產生加速度a的動力矩Md1T×D (公式4-5)2式中 T 軋件的慣性力，可由下式求得TQ×a(公式4-6)g 將6帶入 5 得到Md1QD× a (公式4-7)2g 式中 g 重力加速度。 使輥子產生角加速度時的動力矩為 M

14、d2nGD12×(公式4-8)4g式中 GD12 一個輥子的飛輪力矩； 輥子的角加速度，如果以軋件的加速度a表示，則為 2a (公式4-9)D將上式代入8式得Md2nGD12×2a (公式4-10)4gD 將7 式和10式代入4式得MdnGD1+QD2×2a (公式4-11)4gD 上式中的加速度a是受到一定限制的。如果加速度太大，使軋件的慣性力T大于輥子與軋件間的滑動摩擦力F時（圖1），則軋件在啟動時，只在輥子上打滑而不能夠運動。因此，最大加速度amax應有下式確定FT或Q2Q/g×amax (公式4-12)則 amax2g當 2=0.15-0.3時，

15、則amax=1.5-3m/s2。如果以amax=1g代入11式，則動力矩為Md =nGD122+Q1×D (公式4-13) 2D2？將1式和13式代入3式，可求得輥道的啟動力矩M為 可通過上式求得M和輥子的轉數n，并按下式可求得電動機功率 M=(Q+nG1)d+Qf+nGD121+Q1D(公式4-14)22D2N=M×nKw (公式4-15)9750式中n 輥道輥子的轉數（r/min），可由下式求得n=60 (公式4-16)D式中 輥子的線數度（m/s） M 驅動力矩（N·m）則 輥子的轉速n =（60×4.5）/（3.14 × 0.295）

16、=291(r/min) 由公式14得M =（5200+9×1080）×0.005×（0.095÷2）+5200×0.0015+則輥子的轉數n=（60×4.5）/（3.14×0.295）=291（r/min）由公式14得M=（5200+9×1080）×0.05×（0.095÷2）+5200×0.0015+185+5200×0.3×0.295÷2 M=418.8N=M×nKw9750代入N= 418.8 ×9÷9750=

17、12.5 ？所以電動機選擇11KW型號為：YZR160L-6六、軸承的選用軸承的功能是支撐軸及軸上的零件，使其回轉并能保持一定的旋轉精度，減少相對回轉零件之間的磨擦和磨損。合理的選擇和使用軸承對提高機器的使用性能、延長壽命有著重要的作用。根據軸承的工作條件、裝卸性能、經濟性及其結構和性能特點，本設計選用滾動軸承。1、工作情況分析1）運動分析滾動軸承內外套圈有相對運動，滾動體既有自傳又有圍繞軸承中心公轉。2）受力分析在理想狀態下，軸承承受中心軸向力和徑向力，軸向力有各滾動體均分擔，徑向力只有半圈滾動體承受。2、失效分析及設計準則根據滾動軸承的工作情況，其主要失效形式有三種： 1）點蝕 滾動體和套

18、圈滾道在接觸疲勞應力作用下發生點蝕破壞，使軸承運轉時發生振動和噪聲，喪失精度。為防止點蝕，需進行疲勞壽命計算。 2）塑性變形 在靜負荷及沖擊負荷下，滾動體和套圈滾道發生塑性變形凹坑，加大摩擦，降低運轉精度。為防止塑性變形，需進行靜負荷計算。 3）磨損 在多塵或潤滑不良的條件下， 軸承套圈或滾動體產生磨粒磨損， 高速運轉時還會出現膠合磨損，引起表面發熱甚至滾動體退火。為防止和減輕磨損，應限制工作轉速，加強潤滑和密封。 滾動軸承對應其主要失效有三個性能指標：1)針對疲勞壽命的額定動負荷Cr ;2)針對靜強度（塑性變形）的靜負荷C0r ;3)針對軸承磨損發熱的極限轉速nlim。滾動軸承的性能限示如下

19、圖：Cor/So塑變限 壽命曲線負載P 速度限 nlim 壽命L轉速n 滾動軸承的工作性能限（圖5-1）3、滾動軸承的壽命計算滾動軸承的負荷P與壽命L的關系如下圖所示：其方程式為 L10P = C （公式5-1）式中 P -當量動負荷，N；L10 - - 基本額定壽命，106 r；- 壽命指數，滾子軸承= 10/3。由于各滾動軸承都具有壽命L = 1×106 r下的基本額定動負荷Cr值，所以有關系式 L10P=1×Cr得壽命公式 L=(Cr/P)(106 r) (公式5-2 )或以小時計 Lh=106/60n(Cr/P)Lh （公式5-3）經變換得 CrP(60n/106)

20、 Lh1/ (公式5-4)式中 n-軸承的工作轉速，r/min； Lh-軸承的預期壽命，h；4、軸承的靜負荷計算： 軸承受載后，滾動體與某一套圈滾道最大塑性變形量之和為滾動體直徑d0的萬分之一時（=0.001 d0），所承受的靜負荷稱為軸承額定靜負荷C0r。當軸承同時受徑向和軸向復合負荷時，需折算為當量靜負荷進行計算。當量靜負荷的計算公式為P0 = X0Fr +Y0Fa （公式5-5）式中 X0,Y0-分別為靜負荷的徑向系數和軸向系數。P0靜負荷的計算公式為式中 S0-許用安全系數靜負荷許用安全系數表： 表5-1工 作 條 件S0旋轉精度和平穩性要求高或受強大沖擊負荷的軸承一般情況旋轉精度低，

21、允許摩擦力矩較大，無沖擊振動的軸承C0rS0 (公式5-6 )綜上說述，所選軸承其型號為222316。總 結由于科技的進步和人們生活水平的提高，生產設備和產品的更新，對鋼材不斷提高產品產量和質量，提高生產率，降低原材料和能源的消耗及產品的成本提出了更高的要求。 這也是和軋鋼設備制造水平有關的重型機械制造，電機制造，計算機和自動控制以及液壓系統等科學技術的發展有密切關系。我通過近3年電大的學習，把學到的知識運用到實際生產中去，進行設計軋鋼機的輥道傳輸系統關鍵設備。由于本人的知識有限，難于實現機械化和自動化生產的要求。因此，為進一步提高生產水平和知識水平，我通過查閱資料、復習學過的書本知識去在設計中探索，為增加生產產量，提高產品質量，對軋機的輥道生產線進行設計改造。 本設計方案從實際出發，以平輥工作機座為主，結合軋鋼機設備的新技術，先進的機械設計思想，對軋機輥道裝置進行全新的設計，使設計后的軋機輥道的生產效率，產品質量和機械化程度達到較高的水平，以適應現代化的生產要求。本系統在生產使用中運行狀況良好，能夠滿足生產需求，但仍然存在一些問題，如在工作中傳動鏈出現掉鏈、斷鏈，噪聲大等現象，在以后將從這些方面入手，積極尋求改進的方法。通過本次的設計，使我又學到了一些新的知識，也為我以后在生產中應用