mm立式矯直機(jī)輥系設(shè)計(jì)mm立式矯直機(jī)輥系設(shè)計(jì)/mm立式矯直機(jī)輥系設(shè)計(jì)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1000mm立式矯直機(jī)輥系設(shè)計(jì)1000mmverticalstraighteningmachinerollsystemdesign學(xué)院（系）：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（冶機(jī)）學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：評(píng)閱教師：完成日期:學(xué)院(直屬系）：時(shí)間：2年月0日學(xué)生姓名指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)(論文)題目1000mm立式矯直機(jī)輥系設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容查閱資料，了解型鋼矯直機(jī)結(jié)構(gòu)形式；1000mm立式矯直機(jī)力能參數(shù)計(jì)算;1000mm立式矯直機(jī)輥系設(shè)計(jì);1000mm立式矯直機(jī)輥系強(qiáng)度剛度計(jì)算。研究方法結(jié)合國(guó)內(nèi)型鋼矯直機(jī)資料，運(yùn)用材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、軋鋼設(shè)計(jì)、軋鋼工藝等基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，對(duì)1000mm立式矯直機(jī)輥系等進(jìn)行設(shè)計(jì)，校核相關(guān)零部件。主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))1000mm立式矯直機(jī)矯直速度為2.5m/s,輥環(huán)直徑為950mm，最大矯直力為1200KN，徑向調(diào)整速度為0.65mm/s，軸向調(diào)整范圍為±20mm,軸向調(diào)整速度為0.45mm/s，最大扭矩為25KN.m。教研室意見(jiàn)教研室主任（專業(yè)負(fù)責(zé)人)簽字：年月日說(shuō)明：一式兩份，一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)，一份交學(xué)院(直屬系）.摘要本設(shè)計(jì)是根據(jù)中厚水平板矯直機(jī)的原理所設(shè)計(jì)。矯直輥系是整個(gè)矯直系統(tǒng)中最重要的一個(gè)構(gòu)造部分，它是直接及加工坯料相接處的部分.它的好壞直接影響到加工精度是否符合加工要求。其力學(xué)性能直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、軋制控制系統(tǒng)的精度和軋機(jī)的使用壽命.本設(shè)計(jì)主要研究的是矯直輥、矯直輥的剛度的計(jì)算、矯直機(jī)的力能參數(shù)。以及以上機(jī)械性能對(duì)整體矯直機(jī)的影響。關(guān)鍵詞:矯直機(jī)、輥系、力能參數(shù)、機(jī)械性能HYPERLINK”javascript：void(0)；”DigestThisdesignisbasedonthelevelofmediumthicknessplatestraighteningmachine,theprincipleofthedesign.Straighteningrollsystemisoneofthemostimportantinthestraighteningsystemstructure,whichispartoftheprocessingdirectlywiththeblankplace.It’sgoodorbadwilldirectlyaffectthemachiningprecisionmeetstherequirements。Itsmechanicalpropertiesdirectlyaffectthequalityoftheproduct,theprecisionoftherollingcontrolsystem,andtheusinglifeofrollingmill。Thisdesignmainlyisthestudyofthestraighteningroller，straighteningrollstiffnesscalculation，canforceparametersofthestraighteningmachine。Andabovemechanicalpropertiesonthewholetheinfluenceofthestraighteningmachine.Keywords：straighteningmachine,rollsystem，forceparameters，themechanicalproperties.目錄TOC\o”1-3"\h\z\u第一章緒論1.1課題背景型鋼直是型鋼生產(chǎn)過(guò)程中非常重要的一環(huán)，是用來(lái)消除型鋼經(jīng)過(guò)軋鋼機(jī)和快速冷卻，型鋼由于溫度和變形的不均勻性，和運(yùn)輸?shù)母鞣N原因,導(dǎo)致軋制后鋼通常有一些包和波片的缺陷以滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求。鋼鐵、中厚板矯直機(jī)作為一種重要的中厚鋼板軋制生產(chǎn)的輔助設(shè)備，確定付款，交付的產(chǎn)品質(zhì)量和高、低下來(lái)。特別是鋼鐵、板生產(chǎn)過(guò)程中用于控制軋制控制冷卻技術(shù)（生產(chǎn)TMCP)后，以滿足強(qiáng)勁的高強(qiáng)度鋼和鋼冷矯直后中板產(chǎn)品和高精度要求的用戶,支付，板矯直技術(shù)不斷提高的作用，從而促進(jìn)了現(xiàn)代發(fā)展理論和矯直矯直技術(shù)[1-3］。目前，品種規(guī)格和要求的精密壓延制品具有較高的增加，促進(jìn)了矯直機(jī)的矯直理論和結(jié)構(gòu)的研究工作，不斷的快速發(fā)展所以矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)形式繁多，矯直方式也全不相同［4］。根據(jù)結(jié)構(gòu)的基本形式和矯直機(jī)的工作原理可以分為平行輥壓力矯直機(jī)、矯直機(jī)、斜輥矯直機(jī),拉絲機(jī)，拉伸彎曲.鋼鐵、中厚板熱矯直機(jī)采用平行輥的設(shè)計(jì)。許多平行結(jié)構(gòu)可以輥矯直機(jī),矯直機(jī)，輥數(shù)量5卷輥，輥直徑20毫米至520毫米。矯直鋼板和鋼范圍（5-6)。1.2立式矯直機(jī)的介紹立式矯直機(jī)對(duì)型鋼、棒、管線材和型鋼進(jìn)行矯直處理的機(jī)械設(shè)備。通過(guò)輥式矯直機(jī)矯直機(jī)擠壓鋼平直度的變化.一般有兩排矯直輥,數(shù)量。也有兩輥矯直機(jī)，依靠?jī)奢?中間凹，雙曲線輥）的角度變化對(duì)不同材料及不同直徑矯直模型.主要類(lèi)型的壓力矯直機(jī)、平衡滾矯直輥矯直機(jī)、斜矯直機(jī)、旋轉(zhuǎn)彎曲矯直機(jī).1.3平行輥熱矯直機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 高性能鋼的需要，板,對(duì)矯直機(jī)的性能要求越來(lái)越高，可以請(qǐng)求矯直簡(jiǎn)單和復(fù)雜鋼、鋼板缺陷。需要矯直機(jī)具有多種調(diào)節(jié)手段，1：矯直輥可進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整；2:可實(shí)現(xiàn)大變形及小變形的矯直方案；3:可以實(shí)現(xiàn)上排輥的集體傾動(dòng)調(diào)節(jié)；4：可以實(shí)現(xiàn)液壓壓下及彎輥矯直方案；5：可以實(shí)現(xiàn)矯直輥的橫向調(diào)節(jié)，用于矯直帶有浪形的板材；6：矯直輥本身帶有凸度，實(shí)現(xiàn)對(duì)板材有浪的矯直；7：矯直機(jī)帶有支撐輥以提高矯直機(jī)其剛度，可矯直板材的屈服強(qiáng)度范圍擴(kuò)大[14]。1.4典型型鋼矯直機(jī)-—-900型鋼矯直機(jī)的詳細(xì)介紹1.4。1900矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及基本參數(shù)900七輥矯直機(jī)采用固定節(jié)距式輥系，整體設(shè)備尺寸為14。838m×7.085m×7。260m，重約269t。預(yù)應(yīng)力框架，框架使用開(kāi)放通過(guò)桿螺母固定連接.三輥式矯直機(jī);放電4矯直輥，整個(gè)軸承安裝在閥座和焊接框架,通過(guò)聯(lián)合減速器和環(huán)球耦合實(shí)現(xiàn)集中傳播。電控系統(tǒng)采用的是ABBPLC控制,具有調(diào)整實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的功能。工作站的人機(jī)界面交換可以顯示和調(diào)整數(shù)量的工作輥和工作輥的軸向調(diào)整數(shù)量，因此可以更直觀、快速、準(zhǔn)確調(diào)整。矯直整體機(jī)構(gòu)如下圖所示。圖1。4。1矯直機(jī)結(jié)構(gòu)圖1.4.2矯直機(jī)基本參數(shù)表1.4。2矯直機(jī)基本參數(shù)(表一）輥徑×輥徑/mm900×890輥數(shù)/個(gè)7矯直速度/m/sV=0。2～3.2壓下調(diào)整速度/m/sV=1。15壓下調(diào)整量/mmS=—260~60軸向調(diào)節(jié)速度/mm/sV=2.33軸向調(diào)整量/mmS=±30矯直后平直度/％≤0。2矯直長(zhǎng)度/m6～161.4.3矯直品種及規(guī)格表1.4.3矯直品種及規(guī)格品種規(guī)格/mm最大規(guī)格/mm材質(zhì)圓鋼Φ55~Φ120Φ12045角鋼10～12#200×200×24Q460工字鋼9～12#12#20MnKU型鋼18~40＃40U25MnK輕軌18～38＃38＃50Q1。4.4矯直機(jī)本體（1）機(jī)架.機(jī)架是開(kāi)式預(yù)應(yīng)力機(jī)架,各部分的箱體均為鑄焊機(jī)構(gòu)。主要包括前、后橫梁，前、后立柱，拉桿、底座六部分。前橫梁在工作中不僅僅只受到承受著主要的預(yù)緊力，并且在矯直過(guò)程中受到的沖擊力也是比較大的，容易發(fā)生變形。通過(guò)其有限元的加載受力分析，為了確保承載的能力，機(jī)架是采用高性能的材料制作的.前后橫梁、立柱和底座采用預(yù)應(yīng)力螺紋禁固連接，且預(yù)應(yīng)力拉桿選用高強(qiáng)度的材料制作。(2）上、下矯直輥。上、下校平輥是由高強(qiáng)度材料的大尺寸的球面滾子軸承承受軸向和徑向載荷組合矯直的過(guò)程.分體軸承座側(cè)面采用軸向定位機(jī)構(gòu)。上矯直輥操作采用彈簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡和緩沖.（3）軸向調(diào)整裝置.該部分安裝在機(jī)架的后部，通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)對(duì)每一個(gè)矯直輥進(jìn)行單獨(dú)的調(diào)整.為了防止錯(cuò)誤或電氣故障墜毀的組件,在軸向調(diào)整系統(tǒng)增加了行程開(kāi)關(guān)保護(hù)。通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)精確、輥式矯直機(jī)軸向調(diào)整數(shù)量,縮短調(diào)整時(shí)間。（4）壓下裝置。為了方便維護(hù)和更換部件，傳動(dòng)系統(tǒng)，在中間部分之前和之后的不同,蝸輪和蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)兩個(gè)固定梁。減速器采用雙輸出軸的壓力之前和之后的蝸輪和蝸桿同步調(diào)整。該結(jié)構(gòu)可以大大減少工作強(qiáng)度和檢修時(shí)間，提高工作效率。操作機(jī)構(gòu)側(cè)向壓力由兩部分組成，壓力系統(tǒng)和平衡系統(tǒng)，主要包括壓力螺絲，螺母在壓力下，平衡棒，等等，通過(guò)共同努力，實(shí)現(xiàn)工作輥的上下調(diào)整。矯直機(jī)的壓力平衡機(jī)制，可以有效地消除螺絲和螺母之間的差距.傳動(dòng)側(cè)傳統(tǒng)渦輪內(nèi)孔螺紋和螺紋的壓力，螺桿在壓力下圓周方向是固定的，通過(guò)線程壓力調(diào)整函數(shù)，實(shí)現(xiàn)工作輥的調(diào)整。在傳動(dòng)側(cè)壓下螺絲的頂部安裝有保護(hù)裝置，壓下系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示圖1.4.4壓下機(jī)構(gòu)示意圖（5）前立輥裝置。該部分由兩個(gè)立輥、立輥架、減速器和架體等組成.輥?zhàn)佑奢佁住L軸、軸承等組成，輥?zhàn)訛閺膭?dòng)輥，采用錐形軸聯(lián)結(jié)，便于拆卸和更換內(nèi)部易損件。通過(guò)絲桿和螺母的調(diào)整原理,來(lái)調(diào)整滾子和左和右導(dǎo)向板之間的距離。1。4.5聯(lián)合減速機(jī)減速器的減速機(jī)主要由制動(dòng)機(jī)制兩部分組成,箱體尺寸較大,拼合式結(jié)構(gòu),接下來(lái)的三個(gè)部分,它的外殼。通過(guò)減少形成機(jī)制及五軸同步輸出,以驅(qū)動(dòng)下工作的四個(gè)支柱矯直機(jī)輥旋轉(zhuǎn)同時(shí)工作.潤(rùn)滑采用的是稀油循環(huán)潤(rùn)滑劑，增加了專用稀油潤(rùn)滑站；為保證各軸承都得到潤(rùn)滑，在箱體外部增加了潤(rùn)滑的管路，便于日常觀察、維護(hù)和維修。1。4.6傳動(dòng)裝置為了滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝布置的需要，該減速機(jī)和矯直之間采用十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器用來(lái)傳遞扭矩。為了滿足800矯直機(jī)和900矯直機(jī)隨時(shí)調(diào)換的矯直，中間可以采用可伸縮的連桿來(lái)實(shí)現(xiàn)前后的移動(dòng)。由于聯(lián)結(jié)桿規(guī)格比較大，質(zhì)量也重，為了更好的減小聯(lián)結(jié)桿在矯直時(shí)引起的振動(dòng),對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)添加了彈簧滾輪的緩沖支撐裝置。1.4.7橫移裝置變化在型鋼矯直品種，達(dá)到800矯直機(jī)和快速切換900矯直機(jī)，矯直機(jī)橫向移動(dòng)裝置設(shè)計(jì).將矯直機(jī)底座固定在橫移底架上面，通過(guò)兩組并列且平行的液壓缸來(lái)牽引橫移底座在三組并列T型滑道上實(shí)現(xiàn)整體平移。因?yàn)閮蓚€(gè)矯直機(jī)位于相同的生產(chǎn)線,從而增加了更換輥道，為了確保生產(chǎn)線的連續(xù)性.兩個(gè)橫向矯直機(jī)移動(dòng)設(shè)備共享一組特殊的液壓站，在工作中，首先將取代矯直機(jī)返回，然后把整個(gè)生產(chǎn)矯直機(jī)到適當(dāng)?shù)奈恢?如下圖所示圖1。4.7橫移裝置1.4.8900矯直機(jī)的優(yōu)點(diǎn)（1)液壓橫向裝置可以實(shí)現(xiàn)矯直機(jī)整體快速移動(dòng),但隨著800矯直機(jī)和有效地利用現(xiàn)有的空間和原始的其他設(shè)備.(2)通過(guò)液壓螺母,預(yù)應(yīng)力，比較傳統(tǒng)的蒸汽和電阻絲加載更快和更準(zhǔn)確。（3）前壓下系統(tǒng)由傳動(dòng)裝置被安裝在橫梁內(nèi)部轉(zhuǎn)變至兩橫梁中間區(qū)域內(nèi)，這一巧妙的設(shè)計(jì)使檢修變得更加的方便、快捷.（4）前壓下系統(tǒng)中獨(dú)特的平衡結(jié)構(gòu)，可以有效快速的消除壓下螺絲及壓下螺母之間的間隙,更便于日后的調(diào)整。（5）液壓捋輥裝置具有快速便利的優(yōu)點(diǎn)，可以有效的減少換滾所需要的時(shí)間。（6）先進(jìn)的電腦控制系統(tǒng)，更加方便工人進(jìn)行調(diào)整，節(jié)省調(diào)整時(shí)間提高工作效率。1.5本次設(shè)計(jì)的重要性根據(jù)上面的介紹我們可以很輕易的得出型鋼矯直機(jī)在型鋼的生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用,它用來(lái)解決型鋼在軋制過(guò)程中的不平整的問(wèn)題，比如邊部波紋，中間的彎曲等問(wèn)題。型鋼的矯直是否合格直接影響到生產(chǎn)出來(lái)的型鋼是否合格。而在這一矯直工序中矯直輥起著至關(guān)重要的作用,它直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量是否過(guò)關(guān)，矯直輥還直接影響到整個(gè)矯直機(jī)的機(jī)械性能，比如矯直速度、矯直質(zhì)量、矯直的型鋼大小等等。從這些重要性中開(kāi)始本課題的研究。第二章矯直原理2.1矯直原理在型鋼鋼鐵生產(chǎn),最是鋼在原始曲率修正的大小和方向是隨機(jī)的，多值已經(jīng)屬于原始的軋件彎曲矯直問(wèn)題。矯直輥矯直原理是：多個(gè)彈塑性變形,消除原始曲率不均勻性，并逐漸變平,以達(dá)到矯正的目的.表，尤其是鋼鐵主要采用輥矯直矯直機(jī)，可分為兩種，冷矯直和熱矯直。型鋼由于不同材質(zhì)、規(guī)格和尺寸,需要變形的數(shù)量也不同，因此輥輥矯直機(jī)的數(shù)量也有很大差異。通常，型鋼矯直機(jī)輥數(shù)多為5-13個(gè),其中5—7輥的多用于型鋼矯直。可以按照每一個(gè)矯直輥型鋼產(chǎn)生的變形程度并最終消除殘余曲率的方法，可分為小變形矯直方案，大變形和傾斜校正方案.（1)小變形矯直方案矯直方案的原則是：使用矯直變形量消除支撐前輥?zhàn)畲髿堄嗲省檫_(dá)到消除該輥?zhàn)畲笤记誓康?該輥的反彎曲率應(yīng)等于鋼板的彈復(fù)曲率，即.小變形矯直方案優(yōu)勢(shì)在軋件原始曲率較大。可以迅速消除原始曲率值之間的差異。(2)大變形矯直方案部分在這種情況下的多值原始曲率和曲率彎曲變形，彈性越大復(fù)雜曲率差異越小，成品鋼的殘余曲率在較小的范圍內(nèi).根據(jù)這一特點(diǎn)，在第二和第三輥采用大相對(duì)于反彎曲率,軋件的一部分價(jià)值總額的彎曲變形曲率玩雙曲率接近一個(gè)值在同一個(gè)方向,殘余曲率減小,幾乎可以迅速使軋件長(zhǎng)度方向曲率單個(gè)值.然后幾變形后，軋件通常是平直的，達(dá)到矯正的目的。（3）整體傾斜矯直方案矯直方案主要是研究數(shù)量前后通過(guò)調(diào)整結(jié)束,使其首端的壓下量對(duì)其相對(duì)反彎曲率,尾端壓下量的相對(duì)反彎曲率。當(dāng)確定第二輥及倒數(shù)第二輥(n—1輥)上的反彎曲率后，就可按線性規(guī)律確定其它矯直輥的反彎曲率。本矯直方案的優(yōu)點(diǎn)是按照鋼板矯直過(guò)程的變形特征。型鋼在熱軋鋼板用戶要求尺寸和形狀精度越來(lái)越高.除了其他方面，用戶需求部分必須連續(xù)，而且沒(méi)有可能有害的內(nèi)部壓力的目的。內(nèi)應(yīng)力以及彎曲和平面度誤差是由以下的原因造成的:沿截面高度方向和寬度方向上的不均勻塑性變形，例如在軋制過(guò)程。軋件的不均勻冷卻部分，例如在冷卻床上或在熱軋過(guò)程或溫度控制的過(guò)程.平面度誤差彎曲或邊緣波和中部折疊形式，這種誤差可以被理解為鋼板長(zhǎng)度的長(zhǎng)度或?qū)挾?一塊平的型鋼鋼鐵,所有沿長(zhǎng)度方向和纖維材料的寬度相同的長(zhǎng)度。矯直的任務(wù)是基于鋼特殊形狀的平面度超差，為了彌補(bǔ)長(zhǎng)度差異，適用于特殊的形成是用來(lái)消除彎曲和波形。在這個(gè)過(guò)程中，最重要的事情是確定鋼板的變形狀態(tài)取代變形將導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的不確定性。這是通過(guò)在矯直機(jī)的入口段對(duì)鋼板進(jìn)行較強(qiáng)的彎曲來(lái)實(shí)現(xiàn)的.通常,彎曲一塊型鋼時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)稱彎曲應(yīng)力分布的應(yīng)力狀態(tài)。彈性應(yīng)力彈-塑性應(yīng)力塑性應(yīng)力圖2—1彎曲應(yīng)力分布的應(yīng)力狀態(tài)圖2-2無(wú)內(nèi)應(yīng)力彎曲如果型鋼，有很多不同的內(nèi)部拉應(yīng)力和壓應(yīng)力（當(dāng)有邊緣波或中央隆起)，堆棧到內(nèi)部應(yīng)力、彎曲應(yīng)力分布的不對(duì)稱中心線的應(yīng)力分布.圖2-3型鋼中央內(nèi)部應(yīng)力分布圖2-4彎曲應(yīng)力及內(nèi)部應(yīng)力疊加這種形式的應(yīng)力分布造成下述情況：在存在內(nèi)部拉應(yīng)力時(shí),型鋼頂面的伸長(zhǎng)量大于鋼板底面的壓縮量。在存在內(nèi)部壓應(yīng)力時(shí)，型鋼底面的壓縮量大于鋼板頂面的伸長(zhǎng)量。當(dāng)存在內(nèi)部拉應(yīng)力時(shí),通過(guò)多次交變彎曲，鋼板稍微伸長(zhǎng)。相反，當(dāng)存在內(nèi)部壓應(yīng)力時(shí)，通過(guò)上述彎曲，鋼板稍微縮短。沿垂直部分的內(nèi)部壓力可以導(dǎo)致波形，不同長(zhǎng)度由交變彎曲補(bǔ)償，并使中央凸和邊緣波減少.調(diào)整設(shè)備，這些可以任意選擇使用輥式矯直機(jī)可以使用不同的方式或矯直機(jī)的長(zhǎng)度方向沿寬度方向調(diào)整,前提是消除鋼波形。矯直過(guò)程，必須使每轉(zhuǎn)動(dòng)后鋼鋼筋的絕對(duì)值減少盡可能的均勻。在這個(gè)過(guò)程中,最后把彎曲的數(shù)量必須是彈性的矯直機(jī)矯直后離開(kāi)扁鋼。平行輥矯直機(jī)是目前使用最廣泛的矯直機(jī)。可以除以厚度鋼板矯直機(jī)矯直機(jī)，中厚鋼板矯直機(jī)矯直機(jī)和表。型鋼矯直機(jī),它的容量限制可以中厚板、地板往往中板;薄板矯直機(jī)的能力限制會(huì)造成中板，下限可以適當(dāng)?shù)谋恚槐“宄C直機(jī)的厚度很薄，大板矯直的寬度。板寬及矯直機(jī)的能力及結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度有密切關(guān)系。首先板厚決定輥徑尺寸；其次是板寬決定輥長(zhǎng)尺寸；第三是輥數(shù)決定著矯直質(zhì)量；第四是輥?zhàn)又丿B數(shù)決定矯直質(zhì)量及表面粗糙度；第五是矯直溫度決定矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)［15］。2。2彎曲變形及曲率金屬應(yīng)力狀態(tài)矯直過(guò)程中基本上是集中載荷。在立輥矯直矯直和壓力條件下，考慮到工件的彈性壓扁,彎曲和接觸載荷點(diǎn)也形成一個(gè)小的區(qū)域。小段的力學(xué)分析，考慮彎曲和變形的曲率,也非常接近實(shí)用和方便。現(xiàn)在從微小弧段上取一單位弧長(zhǎng)，如圖2—5所示,設(shè)工件原始狀態(tài)是彎曲的，具有原始曲率，此單位弧長(zhǎng)即=1，它所`對(duì)應(yīng)的弧心角為，它們之間的關(guān)系為：弧長(zhǎng)的曲率也是用表示，只是單位量綱不再是弧度rad，而是。他們的數(shù)值完全相同,故曲率也是用表示，但需寫(xiě)為。(單位為）即是原始曲率,也可以理解為原始曲率角。由于按角度概念運(yùn)算會(huì)帶來(lái)許多方便，以后各種曲率皆按曲率角進(jìn)行運(yùn)算。現(xiàn)在按圖2-5所對(duì)原始曲率的工件進(jìn)行反彎達(dá)到狀態(tài)。此時(shí)形成的反彎曲率為，其相應(yīng)的曲率半徑。故有：工件由彎到狀態(tài),總的曲率變化量就是總的曲率角變化量為：這個(gè)總曲率角在圖2-5中相當(dāng)于一個(gè)三角形中b角的外角,他相當(dāng)于曲率角由變到,總的變化當(dāng)然是。在由的變化過(guò)程中曲率半徑由增到無(wú)窮大，再由無(wú)窮大減到。而新曲率半徑只能借助曲率角來(lái)計(jì)算，即：取消外力后，工件將釋放其彈性勢(shì)能形成彈性恢復(fù)現(xiàn)象。因?yàn)榘瑥澢鷱椝苄宰冃危苄宰冃问且粋€(gè)永久變形，所以復(fù)雜的行動(dòng)不能回到初始狀態(tài)，只能按彈性勢(shì)能大小返回到所對(duì)應(yīng)的弧心角為，稱之為殘留曲率(角），及其對(duì)應(yīng)的曲率半徑為,同理=。工件由彈復(fù)到，其曲率角的變化由變到，其減小量，以表示，則:圖2—5彎曲時(shí)曲率變化為彈復(fù)曲率(角），在圖1-5中表現(xiàn)為右側(cè)的及兩個(gè)半徑線間的夾角。等待復(fù)雜的工件處于穩(wěn)定狀態(tài)后，它及原狀態(tài)的區(qū)別不會(huì)改變，并成為永久性差異,不可恢復(fù)的變形成為永久變形的部分.它所對(duì)應(yīng)的曲率變化稱為塑性彎曲曲率(角），即及兩個(gè)半徑線間的夾角：當(dāng)彎曲方向及壓彎方向一致時(shí),即同向壓彎時(shí)，上式中的改為負(fù)值即可。當(dāng)工件原始狀態(tài)無(wú)彎曲時(shí)，=0.當(dāng)工件反彎后變直時(shí)，或。此式即為矯直曲率方程式。為了使矯直后的工件變直，必須選擇一個(gè)恰逢彈性復(fù)雜曲率等于反彎曲率為矯直工件。為了進(jìn)一步了解和矯直原理，相對(duì)于曲率的概念處理。首先設(shè)定彈性極限曲率(角)為，它相當(dāng)于工件表層纖維達(dá)到彈性極限變形時(shí)的曲率值。現(xiàn)在定義：各種曲率對(duì)彈性極限曲率的比值為曲率比,用表示，也是采用各種腳標(biāo)以區(qū)別各種曲率比的不同名稱.總彎曲率比為:其它如：原始曲率比、反彎曲率比、彈復(fù)曲率比、殘留曲率比及塑性曲率比等分別表示為：前面給出的各種曲率方程式可以用曲率比寫(xiě)出：或或或從上述分析中看出：殘留變形是殘留彎曲所反映的變形,是外在可見(jiàn)的變形。彎曲變形可以理解為矯直時(shí)的反彎變形,明確了彎曲變形就等于明確了矯直變形[16].第三章矯直原理及矯直機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)3.1矯直原理及壓下方案3。1。1輥式矯直機(jī)工作原理輥矯直機(jī)矯直機(jī)是應(yīng)用最廣泛的。也是一種矯直矯直技術(shù)的發(fā)展是最完美的機(jī)器。輥矯直機(jī)可以主要分為板帶和型鋼矯直機(jī)。類(lèi)型繁多,根據(jù)用途可以分為兩類(lèi)，板材和型材矯直機(jī)；也可能根據(jù)厚度，可分為重型、中型和三種薄板矯直機(jī)；并根據(jù)重和正常來(lái)區(qū)分板矯直機(jī)；使用鋼寬度來(lái)重做矯直機(jī)系列是一種方法。從趨勢(shì)上看區(qū)別鋼矯直機(jī)是最基本的方法。輥矯直機(jī)屬于重復(fù)彎曲式矯直機(jī)的連續(xù)性,是壓力矯直機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的,它克服了缺點(diǎn)的間歇壓力矯直機(jī),矯直效率成倍增加，矯直過(guò)程分為連續(xù)生產(chǎn)線，它在技術(shù)上是一個(gè)更大的跨度。它的理論基礎(chǔ)是一個(gè)大型金屬材料的彈塑性彎曲條件下,無(wú)論有多么原始彎曲,殘余彎曲后，可以顯著降低不同程度，甚至融合，矯直和實(shí)現(xiàn)。圖8平行輥矯直的7種典型輥系在實(shí)際生產(chǎn)中，工件原始曲率的大小和方向都是不同的，輥矯直機(jī)的矯直原理是使工件矯直輥壓力的作用下,通過(guò)反復(fù)交錯(cuò)排列在同一工作輥彎曲、彈塑性變形的工件，直到減少到零，殘余曲率的構(gòu)件往往是直的。輥矯直機(jī)，因此,必須有兩個(gè)基本特征：首先,大量交錯(cuò)輥矯直機(jī),實(shí)現(xiàn)重復(fù)彎曲能力；第二種是彎曲可以調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)彎曲矯直你需要的解決方案.平行輥矯直機(jī)輥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史，主要的使用，也及矯直質(zhì)量。如圖8所示，7種典型的平行輥矯直機(jī)輥系統(tǒng)。輥系統(tǒng)主要用于熱中厚板，厚板校正，等等；B輥系統(tǒng)主要用于熱板校正；C是一種輥系統(tǒng)靈活性大型多功能輥系統(tǒng)；D輥系統(tǒng)是根據(jù)線性降低的壓力下板輥式矯直機(jī)系統(tǒng)；E是輥式矯直機(jī)輥系統(tǒng)，常用在輥單獨(dú)調(diào)整可以用在各種各樣的壓力，F(xiàn)是輥式矯直機(jī)系統(tǒng)、輥系統(tǒng)支持回滾。輥式矯直機(jī)有著悠久的歷史，軋輥的結(jié)構(gòu)體系也有多種形式，通常有七種輥系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。包括上輥組平行升降的輥系；兩端的滾輪單獨(dú)可調(diào)輥系統(tǒng);輥可以傾斜單輥系統(tǒng)，根據(jù)線性降低的壓力下輥系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立可調(diào)輥輥;四個(gè)重型和六個(gè)類(lèi)型輥系統(tǒng)。1000毫米水平為每個(gè)輥上輥矯直機(jī)應(yīng)用程序類(lèi)型系統(tǒng)單獨(dú)可調(diào)輥系統(tǒng),如圖9所示。圖9上輥可調(diào)輥系結(jié)構(gòu)因?yàn)槲疫B續(xù)矯直工字梁的梁截面結(jié)構(gòu)特征就是使用平輥矯，彎曲后軋件進(jìn)入輥式矯直機(jī)矯直機(jī)在交錯(cuò)在外力的作用下，彎曲區(qū)域有一定的彎曲，使當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生一定的塑性變形,通過(guò)矯直機(jī)，工字梁彈性恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)平直狀態(tài)，達(dá)到矯正的目的,如圖10所示。圖10矯直輥矯直型鋼示意圖減少輥系統(tǒng)的單獨(dú)調(diào)整，可以準(zhǔn)確設(shè)置矯直輥的數(shù)量，有利于合理有利于規(guī)制定的壓力。可調(diào)的矯直機(jī)輥系統(tǒng)是現(xiàn)代應(yīng)用程序最常見(jiàn)的矯直機(jī)，板和型鋼，都可以達(dá)到很好的矯正效果。主要彎曲矯直的主要材料的情況相同下增加軸向調(diào)整可以橫向彎曲矯直；不僅能矯直板材的縱向波浪,在增加彎輥措施后，也能矯直其橫向波浪，即矯直其彎曲。除了典型的輥系統(tǒng)，現(xiàn)代學(xué)者也開(kāi)發(fā)一些新型的輥系統(tǒng)，包括不同輥輥系統(tǒng)，變輥距輥系統(tǒng)，雙交錯(cuò)輥式矯直機(jī)系統(tǒng)等。這些新的矯直機(jī)改進(jìn)原設(shè)計(jì)矯直機(jī)的矯直質(zhì)量進(jìn)一步提高，縮短空區(qū)和消除事故斷軸校正提供了良好的解決方案的條件.隨著矯直技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的還高輥矯直機(jī)的要求.新一代的矯直機(jī)采用電腦控制，通常包括控制輥位、彎曲和矯直的整個(gè)過(guò)程，這些研究也取得了初步成果，但還有待繼續(xù)研究。在本文中，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程的計(jì)算和合理的輥式矯直機(jī)彎曲能力，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制提供了依據(jù).3.1。2壓下方案的分析壓力下的矯直機(jī)程序是確保生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)。合理的壓力調(diào)節(jié)可以提高矯正質(zhì)量和矯直精度和減少能源消耗的設(shè)備，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。為了保證在公差允許范圍內(nèi)獲得平坦的工件,根據(jù)工件的規(guī)格，材質(zhì)，原始彎曲和扭曲程度的不同，使用不同壓力進(jìn)行矯直.輥式矯直機(jī)矯直機(jī)是廣泛應(yīng)用于各種規(guī)格、各種金屬材料、機(jī)前通常是放置在一個(gè)主機(jī)粗矯直和精細(xì)矯直中使用的。工件和旋轉(zhuǎn)輥連續(xù)、多次反復(fù)彎曲。如果卷的量.適當(dāng)?shù)目梢允共煌脑记恃杆偬岣吖ぜ妮喞?工件逐漸變平。規(guī)定在當(dāng)前壓力主要是經(jīng)驗(yàn)方法和理論方法,依靠工作經(jīng)驗(yàn)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)的方法是調(diào)整每一卷的數(shù)量，調(diào)整方法的低效率和矯直質(zhì)量差、浪費(fèi)大、矯直不能達(dá)到理想的效果。隨著自動(dòng)化的發(fā)展應(yīng)用理論，得到了人們的注意力.理論計(jì)算方法基于矯直輥彎曲撓度的原則，可調(diào)輥彎曲應(yīng)力計(jì)算。矯直機(jī)矯直方案是否合理,不僅可以有效正確的工件,工件表面，提高板形質(zhì)量，并能降低承載力，提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)量計(jì)算彎曲矯直機(jī)的矯直法規(guī)制定生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,本文使用矯直理論的原理方法計(jì)算彎曲矯直機(jī)的數(shù)量，和程序?qū)崿F(xiàn)不同規(guī)格、不同材料鋼筋彎折參數(shù)計(jì)算，按照合理的彎曲量的規(guī)定制定，保證矯直質(zhì)量好，效率高，能耗最低。在輥式矯直機(jī)中，在工作中每個(gè)輥?zhàn)邮构ぜa(chǎn)生的變形的程度不盡相同，主要可以分為以下的兩種矯直方案提供。第一個(gè)矯直方案小變形原理，即漸進(jìn)矯直方法小變形矯直原理矯直方案假設(shè)只有在工作輥可以調(diào)整，每個(gè)彎輥采用將完全正確數(shù)量的相鄰最大殘余曲率輥,減少殘余曲率矯直方案。經(jīng)過(guò)反復(fù)應(yīng)力和彎曲后，最大的是原始彎曲矯直的一部分，原直下的一部分，成立一個(gè)新的最大彎曲，如此反復(fù)，直到反復(fù)矯直。采用每個(gè)卷的計(jì)劃減少相對(duì)較小，所以消耗的力量很小,但是原始的曲率消除慢,達(dá)到既定的矯直質(zhì)量有必要增加矯直輥的數(shù)量，導(dǎo)致矯直機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。第二個(gè)方案是按照大變形的矯正方案的原則，即小殘余減少計(jì)劃。大變形矯直原理解決方案，一些大的反彎曲率，每個(gè)部分的曲率工件彎曲變形在巨大的價(jià)值。所以你可以迅速降低殘余曲率的不均勻性,后面幾卷的小變形矯正方法，部分反彎曲率逐漸降低，使工件往往是直的.在這個(gè)情況中。可以更好的減少輥矯直質(zhì)量。但過(guò)度增加工件變形程度將有一個(gè)明顯的加工硬化材料，和一個(gè)大截面系數(shù)增加，工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的影響產(chǎn)品質(zhì)量，也增加了矯直機(jī)的能耗。3.2矯直方案的選擇及力能參數(shù)計(jì)算3.2。1矯直方案的選擇彎曲程度是不一樣的反復(fù)彎曲輥矯直機(jī)的金屬材料、大型彈塑性彎曲的情況下，后對(duì)于剩下的不同彎曲程度可以顯著降低，當(dāng)矯直機(jī)設(shè)計(jì)，將試圖消除殘余撓度差每轉(zhuǎn)動(dòng)（曲率差異），從而達(dá)到校正的目的。減少或消除殘余曲率差異有三種基本方法：小變形矯直方法(漸進(jìn)矯直方法),線性梯度校正法和大變形矯直法(大小殘余彎曲矯直方法)，采用大變形矯直方案設(shè)計(jì).3.2.2軸承壓力軸承支承輥式矯直機(jī)矯直力。由于框架和滾子的結(jié)構(gòu)是不同的，支承壓力的計(jì)算方法也不同。的框架結(jié)構(gòu)和主要有兩種：簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，另一個(gè)是懸臂結(jié)構(gòu).本設(shè)計(jì)采用懸臂式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用的，如下圖（圖11）所示:圖11懸臂式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖由力矩平衡關(guān)系，其中為單個(gè)矯直輥所承受的最大的矯直力,根據(jù)初步設(shè)計(jì)，式中a=279。1mm，b=997.7mm。由此可得：由力矩平衡關(guān)系，可得：3.2。3軸承的選取及校核輥矯直機(jī)工作過(guò)程中主要由徑向載荷和軸向載荷可以忽略，比較和矯直機(jī)外形尺寸較大，垂直框安裝中。當(dāng)滾動(dòng)軸中心線和軸承中心線的不重疊和角誤差，由于軸向力和彎曲或傾斜,將導(dǎo)致軸承內(nèi)外圈的軸偏轉(zhuǎn).為了保證正常工作，通常選擇一個(gè)球面球面滾子軸承性能.圖12為調(diào)心滾子軸承示意圖。圖12調(diào)心滾子軸承根據(jù)機(jī)械的類(lèi)型、工作條件、可靠性要求及軸承的工作轉(zhuǎn)速n,預(yù)先確定一個(gè)適當(dāng)?shù)氖褂脡勖橄卤恚C直機(jī)軸承預(yù)期壽命′=20000h。條件：軸承預(yù)期壽命′=20000h，工作環(huán)境清潔，載荷平穩(wěn)，工作溫度低于120度。矯直速度為60m/min，因此軸承轉(zhuǎn)速n=60/(0.72*)=26。5r/min，需按基本額定動(dòng)載荷值選擇軸承，然后校核其額定靜載荷是否滿足要求。對(duì)于調(diào)心滾子軸承,當(dāng)量動(dòng)載荷為徑向載荷：對(duì)于軸頸為處的軸承設(shè)計(jì)基本額定動(dòng)載荷為：式中：—基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N。P-當(dāng)量動(dòng)載荷,N。—溫度因數(shù)，在低于120°的條件下工作時(shí),取ft=1。n—軸承轉(zhuǎn)速,r/min。根據(jù)上式計(jì)算結(jié)果，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選取型號(hào)為23072的調(diào)心滾子軸承，在處放置兩個(gè)，同時(shí)可得軸頸=360mm。其基本參數(shù)如下：基本尺寸/mm｜d：360基本尺寸/mm|D：540基本尺寸/mm|B：134基本額定載荷/KN|：1710基本額定載荷/KN｜：4180軸承代號(hào):23072驗(yàn)算此型號(hào)軸承的靜強(qiáng)度，及計(jì)算基本額定動(dòng)載荷時(shí)同理，當(dāng)量靜載荷為徑向載荷，即：對(duì)于軸頸為處的軸承:.設(shè)計(jì)基本額定靜載荷為:式中，—基本額定靜載荷計(jì)算值,N。—當(dāng)量靜載荷，N。—安全因數(shù)，對(duì)于調(diào)心滾子軸承，取=3。帶入數(shù)據(jù)得：因此，處軸承靜強(qiáng)度合格,所選型號(hào)23072能滿足使用要求。3。3軸的校核3.3.1輥身彎曲應(yīng)力校核矯直力所在端面彎矩為：彎曲應(yīng)力為：由于在計(jì)算軋輥強(qiáng)度時(shí)未考慮疲勞因素，故軋輥的安全系數(shù)一般取。而合金鍛鋼軋輥,強(qiáng)度極限，許用應(yīng)力.,故軋輥彎曲應(yīng)力校核合格。3.3。2輥頸強(qiáng)度校核輥頸強(qiáng)度要按彎扭合成應(yīng)力計(jì)算。采用鋼軋輥時(shí)，合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算：輥頸危險(xiǎn)斷面處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為：式中--—輥頸危險(xiǎn)斷面處彎矩;———作用在軋輥上的扭轉(zhuǎn)力矩；—-輥頸直徑.輥頸上的彎矩由最大支反力決定，即：式中—-—--最大支反力;———-—-壓下螺絲中心線至輥身邊緣的距離。是驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輥的力矩,是軋制力矩及軋輥軸承處摩擦力矩之和.；,。因此；；從而;所以;。，故軋輥軸頸強(qiáng)度校核合格。3.3.3軸的變形計(jì)算將承載軋輥看成簡(jiǎn)支梁，用材料力學(xué)中計(jì)算直短梁撓曲方法處理。具體計(jì)算方法如下：(尺寸如圖13）圖13二輥軋機(jī)軋輥撓度計(jì)算簡(jiǎn)圖（1）軋輥輥身總撓度為：式中—由彎矩和切力所引起的撓度值。代入數(shù)據(jù)，得式中—--—彈性模數(shù)和剪切模數(shù)；-—--軋制力；—-—-軋輥軸承中心線之間的距離;--—-軸承寬度的一半;--——輥身長(zhǎng)度；—軋件寬度.，；；；，；軋輥輥身中點(diǎn)及軋件邊緣處的撓度差為為：；；；（3）軋輥輥身中點(diǎn)和輥身邊上的撓度差值為：;；.第四章軸向運(yùn)動(dòng)的計(jì)算本設(shè)計(jì)的主題設(shè)計(jì)矯直機(jī)的齒輪軸向運(yùn)動(dòng)，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)是最重要的機(jī)械傳動(dòng)裝置，許多的形式，被廣泛使用，傳輸容量可以達(dá)到數(shù)十萬(wàn)千瓦，速度200米/秒,直徑超過(guò)10米。齒輪的主要優(yōu)點(diǎn)是:效率高、結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，使用壽命長(zhǎng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比穩(wěn)定，廣泛的適用范圍.但齒輪制造和安裝精度要求高，價(jià)格較貴，不應(yīng)該使用場(chǎng)合的傳輸距離太大了。某種形式的齒輪,齒輪傳動(dòng)可以打開(kāi),打開(kāi)和關(guān)閉的一半.齒輪傳動(dòng)沒(méi)有防塵罩或底盤(pán),齒輪完全暴露，叫做開(kāi)始齒輪傳動(dòng)。這種擴(kuò)散到外界，少量的潤(rùn)滑,最糟糕的工作條件，齒輪磨損，所以只適用于低速傳輸。齒輪傳動(dòng)用一個(gè)簡(jiǎn)單的塊，有時(shí)大齒輪部分進(jìn)入儲(chǔ)層，稱為半開(kāi)放的齒輪傳動(dòng)。它的工作條件正在改善，但仍然不能小心，防止外部雜物侵入,潤(rùn)滑條件是不好的。齒輪傳動(dòng)和精密加工和剛性密封盒（傳播，被稱為一個(gè)封閉齒輪傳動(dòng)。它及開(kāi)放或半開(kāi)放齒輪傳動(dòng)相比，潤(rùn)滑和保護(hù)等條件最好的,在重要的場(chǎng)合使用。按齒面硬度分，齒輪分為軟齒面齒輪（齒面硬度350HBW或38HRC）和硬齒面齒輪（齒面硬度>350HBW或38HRC）。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速及從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之比稱為傳動(dòng)比,用表示，即式中、——齒輪的節(jié)圓直徑和分度圓直徑；——齒輪齒數(shù)。下角1指主動(dòng)輪，2指從動(dòng)輪。對(duì)于減速傳動(dòng)，;增速傳動(dòng)，。為了使強(qiáng)度計(jì)算對(duì)減速和增速傳動(dòng)都適用,引入齒數(shù)比，用表示，即式中、--大、小齒輪的齒數(shù)。這樣,減速傳動(dòng)時(shí),；增速傳動(dòng)時(shí)，。本設(shè)計(jì)采用閉式齒輪減速傳動(dòng)，假設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速為，減速器的減速比為20，則電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，小齒輪主動(dòng)輪轉(zhuǎn)圈，假設(shè)齒輪傳動(dòng)比，則大齒輪從動(dòng)輪轉(zhuǎn)圈。螺距，單線螺紋的螺紋導(dǎo)程，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)