冷軋窄帶鋼卷取機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　冷軋窄帶鋼卷取機(jī)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　冷軋卷取機(jī)是軋鋼車間中的重要輔助設(shè)備，廣泛用于冷軋帶鋼的酸洗、退火、鍍鋅等生產(chǎn)線上,卷取機(jī)的工作狀態(tài)直接影響著帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量，它和生產(chǎn)線出口上的其它設(shè)備一起協(xié)同工作，將處理后的成品帶鋼卷成鋼卷。近年來(lái)，隨著用戶對(duì)鋼材的表面

2、量要求越來(lái)越高和越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，卷取機(jī)技術(shù)逐漸被國(guó)內(nèi)外研究人員所重視。本文首先對(duì)卷取機(jī)的類型、工藝特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r等進(jìn)行了概括性介紹，并對(duì)卷取機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了概述；其次，對(duì)卷取機(jī)的主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)、選擇和校核，主要包括：電機(jī)的容量選擇、減速器的選擇；對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括：卷筒軸的設(shè)計(jì)與校核，軸承的選擇和壽命的計(jì)算；制定卷取機(jī)的總體施工方案，敘述了主要部件的安裝、調(diào)試的方法和步驟，計(jì)算了卷取機(jī)的安裝工程預(yù)算。<

3、;/p><p>　　關(guān)鍵詞 卷取機(jī)；設(shè)計(jì)；校核；施工方案；安裝；預(yù)算</p><p>　　Cold Rolling Tension coiler</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Cold Rolling Tension coiler is the important assista

4、nt equipment in cold rolling workshop.The working state of the coiler directly influences the product quality of strip steel. It is widely used in pickling,annealing and galvanization process line.With the cooperation of

5、 other equipment in the delivery of line,it will rewind product strip into coil. </p><p>　　In recent years,with increasing surface quality by users require on strip and increasingly fierce market competition

6、,coiling technology was gradual attention by the domestic and international researcher. This paper first describe the type of cold-rolled coiler，technological features,development,summary the coiler structure and workin

7、g principles;Secondly,A major part of the reel of the design,choice and check,mainly including:choice,the choice of gear reducer motor capacity;On the transmission </p><p>　　Keywords Coiler;design;check; T

8、he overall construction; The installation; budget</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.緒論1</b></p><p>　　1.1選題的背景和目的1</p><p>　　1.1.1卷取機(jī)簡(jiǎn)介1<

9、/p><p>　　1.1.2卷取機(jī)作用1</p><p>　　1.1.3卷取機(jī)背景2</p><p>　　1.1.4研究卷取機(jī)目的2</p><p>　　1.2冷軋窄帶鋼卷取機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r3</p><p>　　1.2.1卷取機(jī)研究的發(fā)展3</p><p>　　1.2.2冷軋卷取機(jī)研究的

10、現(xiàn)狀5</p><p>　　1.3課題的研究方法和內(nèi)容6</p><p>　　1.3.1課題研究的內(nèi)容6</p><p>　　2.冷軋窄帶鋼卷取機(jī)方案的選擇與評(píng)述8</p><p>　　2.1卷取機(jī)傳動(dòng)的方案及方案分析8</p><p>　　2.2主要零部件的選擇9</p><p>

11、　　3.電動(dòng)機(jī)的選擇11</p><p>　　3.1帶鋼張力的計(jì)算及最大張力的確定11</p><p>　　3.2卷取機(jī)主要結(jié)構(gòu)尺寸的選擇12</p><p>　　3.2.1卷筒直徑的確定12</p><p>　　3.2.2卷筒筒身長(zhǎng)度的確定12</p><p>　　3.3初選電動(dòng)機(jī)容量13</p&g

12、t;<p>　　3.4電動(dòng)機(jī)軸上的力矩計(jì)算15</p><p>　　3.5電動(dòng)機(jī)的校核16</p><p>　　4.卷取減速機(jī)的選擇18</p><p>　　4.1選取減速器18</p><p>　　5.主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算19</p><p>　　5.1卷筒軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算19</p&g

13、t;<p>　　5.1.1軸的材料19</p><p>　　5.1.2卷筒軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算19</p><p>　　5.1.3卷筒軸的設(shè)計(jì)20</p><p>　　5.1.4軸的計(jì)算22</p><p>　　5.2 卷筒軸軸承的計(jì)算32</p><p>　　5.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)33</p&

14、gt;<p>　　6.卷取機(jī)安裝施工方案35</p><p>　　6.1施工流程圖35</p><p>　　6.2安裝方案的確定36</p><p>　　6.3操作要點(diǎn)36</p><p>　　6.3.1基礎(chǔ)驗(yàn)收檢測(cè)基準(zhǔn)測(cè)設(shè)36</p><p>　　6.3.2墊板安裝37</p>

15、<p>　　6.3.3卷取機(jī)滑道安裝、找正37</p><p>　　6.3.4卷取機(jī)安裝、找正38</p><p>　　6.3.5傳動(dòng)底座找正38</p><p>　　6.3.6卷筒主體找正39</p><p>　　7.安裝施工概預(yù)算分析40</p><p>　　7.1 機(jī)械設(shè)備安裝消耗量定額包括

16、的主要內(nèi)容40</p><p>　　7.2 安裝消耗量定額應(yīng)用的條件40</p><p>　　7.3 有關(guān)費(fèi)用的規(guī)定40</p><p>　　7.4冷軋窄帶鋼卷取機(jī)安裝預(yù)算41</p><p>　　7.4.1 安裝工程的分部分項(xiàng)工程量清單綜合單價(jià)的計(jì)算41</p><p>　　7.4.2 安裝工程造價(jià)計(jì)算4

17、4</p><p>　　8.安裝調(diào)試與驗(yàn)收46</p><p><b>　　8.1底座46</b></p><p><b>　　8.2　機(jī)架47</b></p><p>　　8.3傳動(dòng)裝置49</p><p><b>　　8.5試車50</b>

18、</p><p><b>　　9.結(jié)論52</b></p><p><b>　　10.致謝53</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)54</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1選題

19、的背景和目的</p><p>　　1.1.1卷取機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　在熱連軋機(jī)生產(chǎn)帶鋼時(shí)，要求把熱態(tài)（550~750℃）帶鋼卷纏成卷。目前大多數(shù)采用卷板機(jī)作為熱帶鋼卷取設(shè)備，卷板機(jī)一般安設(shè)在車間地坪以下，故亦可稱為地下卷取機(jī)。為了使卷板機(jī)取得良好的卷取效果，一般在卷取過(guò)程中采用一定的卷取張力[1]。</p><p>　　卷取機(jī)是冷、熱軋胸口帶鋼生產(chǎn)中的重要輔

20、助設(shè)備之一，用于收集超長(zhǎng)軋件，將其卷取成卷以便于貯藏和運(yùn)輸[1]。卷取機(jī)是軋鋼車間的重要輔助設(shè)備，它廣泛用于連續(xù)式或可逆式軋制、精整機(jī)組，按其用途可分為：熱帶材卷取機(jī)、冷帶材卷取機(jī)、小型線材卷取機(jī)等[3]。</p><p>　　卷取機(jī)是車間的重要輔助設(shè)備[2]。在熱軋生產(chǎn)中，為了滿足軋機(jī)連續(xù)生產(chǎn)的需要，一般在精軋機(jī)的出口處設(shè)置2~3臺(tái)卷取機(jī)交替使用，所以，卷取機(jī)的工作狀態(tài)直接影響著軋機(jī)，特別是連軋機(jī)組生產(chǎn)能力的發(fā)

21、揮。在冷軋生產(chǎn)中，在酸洗機(jī)組中，在酸連軋機(jī)組的出口布置卡羅塞爾卷取機(jī)，來(lái)保證帶鋼的酸洗時(shí)間和效果，在連續(xù)退火和連續(xù)鍍鋅機(jī)組中，在處理線的出口端布置兩臺(tái)卷取機(jī)交叉的使用，滿足工藝段爐子的穩(wěn)定運(yùn)行。所以，對(duì)強(qiáng)力、穩(wěn)定和高效卷取機(jī)的研究一直很受重視[2]。</p><p>　　1.1.2卷取機(jī)作用</p><p>　　卷取是軋鋼生產(chǎn)工藝中的最后一道工序，也是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的變形過(guò)程。具有工作負(fù)荷大

22、、環(huán)境惡劣、故障率高等特點(diǎn)，既影響著連軋的產(chǎn)量、質(zhì)量，又是后續(xù)酸洗、鍍鋅的保障。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶鋼生產(chǎn)目前大部分均采用連續(xù)化成卷生產(chǎn)。在帶鋼生產(chǎn)過(guò)程中需要用帶鋼卷取設(shè)備完成帶鋼成卷、開(kāi)卷機(jī)卷頭平整等工序，以便實(shí)現(xiàn)帶鋼生產(chǎn)的連續(xù)化、機(jī)械化及自動(dòng)化。軋鋼生產(chǎn)的實(shí)踐證明，卷取機(jī)的工作狀態(tài)直接影響著軋機(jī)，特別是對(duì)生產(chǎn)能力的發(fā)揮起著重要的作用[3]。因此，對(duì)于帶鋼卷取設(shè)備的研究一直受到高度的重視。</p><p>　

23、　卷取機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣、液壓、控制、傳動(dòng)為一體的復(fù)雜系統(tǒng)，并且在非常惡劣的環(huán)境下工作，因此帶材在卷取時(shí)容易出現(xiàn)卷形不良，如：松卷、塔形、劃傷、起筋、粘結(jié)等質(zhì)量問(wèn)題。而在我國(guó)絕大部分鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有的連軋帶鋼生產(chǎn)線中的卷取設(shè)備則較為陳舊，屬于上世紀(jì)六十年代國(guó)際水平，卷取系統(tǒng)存在著很多缺陷，在實(shí)際生產(chǎn)中存在的問(wèn)題也很多，帶鋼卷形不良始終困擾著絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)[4]。因此，對(duì)于研究卷取過(guò)程有著十分重要的意義。</p><p

24、>　　1.1.3卷取機(jī)背景</p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅猛，已成為全球鋼鐵產(chǎn)品產(chǎn)量最大的國(guó)家[5]。但是，就目前我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)，尤其是國(guó)內(nèi)自主軋制生產(chǎn)技術(shù)的自主研發(fā)與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有很大的差距。一些高精尖軋制機(jī)械設(shè)備和相關(guān)工藝技術(shù)還要依賴引進(jìn)，部分鋼材品種還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)的需要，尤其是產(chǎn)品的尺寸精度、形狀精度、組織性能等技術(shù)指標(biāo)均與國(guó)際先進(jìn)水平相比存在著相當(dāng)大的差距。隨著

25、建筑、汽車、機(jī)械、家電、造船、集裝箱、石化、軍工、航天等制造業(yè)的高度發(fā)展，不斷的促進(jìn)了鋼鐵工業(yè)特別是板帶材生產(chǎn)的快速發(fā)展。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，板帶在鋼材生產(chǎn)和消費(fèi)中所占的比重，將隨著國(guó)家工業(yè)化的進(jìn)程而增加。當(dāng)我國(guó)從建筑業(yè)為主要支柱產(chǎn)業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向加工制造業(yè)為主要支柱產(chǎn)業(yè)時(shí)，鋼材的板帶比將超過(guò)55％[5]。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家鋼材產(chǎn)品的板帶比均保持在65％以上，美國(guó)已經(jīng)達(dá)到了70％以上，預(yù)計(jì)在未來(lái)的發(fā)展中，我國(guó)鋼材生產(chǎn)的板帶比還將逐步上升[5]。因

26、此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，鋼材生產(chǎn)中增加板帶材產(chǎn)品的比例仍還是我國(guó)鋼材生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要方向。</p><p>　　1.1.4研究卷取機(jī)目的</p><p>　　現(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)保持良好的發(fā)展事態(tài)，各鋼鐵公司在不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的同時(shí)，也注重企業(yè)裝備的改良和升級(jí)。在此情況下，冷帶鋼卷取機(jī)作為一種重要的軋鋼輔助設(shè)備將勢(shì)必成為各鋼鐵公司所要使用和改造的主要生產(chǎn)對(duì)象。由于大型冶金設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)值很高，可以

27、斷定該設(shè)備市場(chǎng)前景廣闊，所以從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的角度出發(fā)，我們不能完全依賴于國(guó)外，而應(yīng)逐步使之國(guó)產(chǎn)化。在我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展初期，我國(guó)的設(shè)計(jì)人員只做過(guò)一些限于卷筒壓力和強(qiáng)度的測(cè)定和研究。八十年代，國(guó)內(nèi)對(duì)卷取的研究大都是針對(duì)卷筒壓力的計(jì)算，借鑒和發(fā)展了國(guó)外的一些研究成果[4]。探討并確定了鋼卷徑向壓縮系數(shù)和一種理論計(jì)算方法，對(duì)卷取機(jī)卷筒單位壓力有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)[6]。</p><p>　　圖1.1 鞏義鋁板卷取機(jī)<

28、/p><p>　　1.2冷軋窄帶鋼卷取機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　1.2.1卷取機(jī)研究的發(fā)展</p><p>　　隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，軋制工藝在不斷進(jìn)步，卷取機(jī)要適應(yīng)現(xiàn)代連續(xù)軋制的高效率高質(zhì)量生產(chǎn)，其生產(chǎn)呈現(xiàn)以下幾個(gè)明顯趨勢(shì)[7]:</p><p>　　更高的卷速。卷取速度從1m.s-1發(fā)展到40m.s-1，目前世界上卷取機(jī)最快的卷取速

29、度60m.s-1。更快的卷取速度既能有效地防止帶鋼的跑偏現(xiàn)象，又能極大地提高帶卷的成形效率。卷取機(jī)的卷取速度還朝著更快的方向發(fā)展。</p><p>　　更自動(dòng)化的控制。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，控制理論也在逐步完善，以及這些理論和技術(shù)在卷取機(jī)上的廣泛應(yīng)用，使卷取運(yùn)行機(jī)的準(zhǔn)確性、靈敏度得以極大地提高。</p><p>　　更良好的卷取穩(wěn)定性。伴隨著沖擊振動(dòng)理論和實(shí)踐的發(fā)展，人們對(duì)工作環(huán)境要求不斷

30、提高，卷取機(jī)的使用壽命要求也越來(lái)越長(zhǎng)。減少噪聲，提高抗沖擊性能，是卷取機(jī)發(fā)展極為重要的一個(gè)任務(wù)。</p><p>　　更高的產(chǎn)品質(zhì)量和精度要求。伴隨著高精度軋制要求的廣泛提出，在帶鋼連軋生產(chǎn)中，卷取機(jī)為機(jī)組提供恒定的前張力和平穩(wěn)的卷取速度，以及保證帶卷良好卷形的生產(chǎn)技術(shù)要求，不斷地被強(qiáng)調(diào)[8]。</p><p>　　上世紀(jì)六七十年代，主要是針對(duì)卷取機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究，相關(guān)研究比較多的

31、是前蘇聯(lián)和日本的學(xué)者，也有其它的一些國(guó)家如德國(guó)、英國(guó)等[8]。前蘇聯(lián)和日本的很多學(xué)者研究過(guò)與卷筒相關(guān)的問(wèn)題，于是便提出了各種設(shè)計(jì)卷筒要考慮的鋼卷徑向壓力的計(jì)算公式，有些公式作的假設(shè)忽略掉了一些重要的因素，部分學(xué)者將這些因素考慮進(jìn)去，如鈴木弘、荒木甚一郎等就在文章中提到了帶材層間摩擦力的因素[9]。Wadsley和Edwards簡(jiǎn)單建立了計(jì)算鋼卷內(nèi)部應(yīng)力分布數(shù)學(xué)模型[10]。在國(guó)內(nèi)，上海重型機(jī)械廠機(jī)械科學(xué)研究所和西安重型機(jī)械研究所做過(guò)一些

32、只限于卷筒壓力和強(qiáng)度的測(cè)定和研究，蔣昭針對(duì)有色金屬加工，提出了卷取機(jī)卷筒徑向力計(jì)算的蔣昭公式[11]。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算水平有限，都沒(méi)有在卷取過(guò)程中帶鋼的力學(xué)行為進(jìn)行深入詳細(xì)的分析。</p><p>　　八十年代，國(guó)內(nèi)對(duì)卷取的研究都針對(duì)于卷筒壓力的計(jì)算，借鑒了和發(fā)展了國(guó)外的一些研究成果[12]。把卷筒單位壓力的計(jì)算當(dāng)作彈性理論平面問(wèn)題進(jìn)行解決，得出考慮鋼卷各向異性的卷筒單位壓力計(jì)算公式，在蘇聯(lián)人的研究基礎(chǔ)之上探討了確定

33、鋼卷徑向壓縮系數(shù)的一種理論計(jì)算方法，對(duì)卷取機(jī)卷筒的單位壓力有了更大一步的認(rèn)識(shí)，此間由上海冶金設(shè)計(jì)院周國(guó)盈編著的《帶鋼卷取設(shè)備》對(duì)卷取設(shè)備進(jìn)行了系統(tǒng)性的介紹，書中給出了帶鋼卷取設(shè)備結(jié)構(gòu)一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，較為詳細(xì)的闡述了張力卷取機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算等問(wèn)題[12]。</p><p>　　九十年代至今，國(guó)內(nèi)外都側(cè)重于卷取張力的控制及模型的研究[12]。對(duì)于張力控制，分別提出：卷取恒張力控制新方法、建立和探討卷取數(shù)學(xué)模型、卷取張

34、力的變參數(shù)控制、設(shè)定卷取過(guò)程中張力曲線等方法[12]。國(guó)外如韓國(guó)學(xué)者也對(duì)卷取過(guò)程中的張力控制進(jìn)行了研究，提出卷取時(shí)的最佳張力曲線，認(rèn)為交錯(cuò)纏繞、鋼卷滑移、刮傷等大多數(shù)操作問(wèn)題發(fā)生在鋼卷卷取期間；而且不合適的卷取張力工藝設(shè)定和不充分的卷筒設(shè)計(jì)導(dǎo)致快速卷取的不穩(wěn)定性，致使出現(xiàn)卷形不良等現(xiàn)象[12]。這些文獻(xiàn)對(duì)于帶鋼卷取過(guò)程中帶鋼應(yīng)力的分布及其對(duì)卷取張力的影響和要求未作研究。</p><p>　　近年來(lái)，由于對(duì)鋼卷板形

35、提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求，而作為保證板形的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，卷取工藝也引起了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外也出現(xiàn)了一些關(guān)于卷取過(guò)程鋼卷內(nèi)部應(yīng)力和卷筒單位壓力的文獻(xiàn)。其中國(guó)內(nèi)連家創(chuàng)教授等人對(duì)卷取過(guò)程中鋼卷內(nèi)部的三維應(yīng)力分布和卷筒單位壓力進(jìn)行了深入研究[4]。</p><p>　　1.2.2冷軋卷取機(jī)研究的現(xiàn)狀</p><p>　　在冷軋帶鋼生產(chǎn)時(shí)，常采用冷軋卷取機(jī)來(lái)把帶鋼卷成鋼卷。根據(jù)軋制工藝和帶鋼卷

36、取精度的要求，一般采用卷筒式張力卷取機(jī)來(lái)作為冷軋帶鋼卷取設(shè)備，并在卷取工作中采用較大的張力來(lái)得到滿意的卷取質(zhì)量。</p><p>　　冷帶鋼卷取機(jī)按其用途分為大張力卷取機(jī)和精整卷取機(jī)兩類。按卷筒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為實(shí)心卷取機(jī)、四棱錐卷取機(jī)、八棱錐卷取機(jī)及四斜楔形和弓形塊卷取機(jī)等[6]。前三種強(qiáng)度好，徑向剛度大，常用于軋制線做大張力卷取;后兩種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，常用于低張力的各種精整線[6]。</p>

37、<p>　　在國(guó)內(nèi)，由中國(guó)重型機(jī)械研究院研制生產(chǎn)的卷取機(jī)采用連桿-柱塞式卷筒，又稱八棱錐式棱錐軸卷筒，由連桿式卷筒和柱塞式卷筒復(fù)合而成，其卷筒的縮徑動(dòng)作主要由連桿完成，而徑向力主要是柱塞式斜楔承受，既采用了連桿縮徑動(dòng)作靈活的有點(diǎn)，又利用了斜楔體承重穩(wěn)定可靠，以及彈簧消除連桿孔間隙、減緩沖擊的優(yōu)點(diǎn)，克服了連桿式卷筒容易磨損出現(xiàn)間隙和柱塞式卷筒彈簧易疲勞的缺點(diǎn)[13]。卷筒的工作可靠，工作時(shí)沖擊力小，在卸卷時(shí)不易塌卷，工作效率高，

38、是目前國(guó)內(nèi)小張力卷取機(jī)工作性能比較理想的卷筒結(jié)構(gòu)[13]。</p><p>　　在國(guó)外，具備進(jìn)行機(jī)電液和自動(dòng)化整體設(shè)計(jì)制造能力的公司有很多，水平比較高的公司有德國(guó)SMS-DEMAG公司、日本三菱重工業(yè)公司(MHI)等[4]。由日本新日鐵公司和日立公司聯(lián)合研制生產(chǎn)的油壓式地下卷取機(jī)是世界上第一臺(tái)卷取性能良好和可靠性較高的油壓式地下卷取機(jī)，它能夠自壓緩震，并采用緩震框架降低其沖擊作用，實(shí)現(xiàn)頭幾圈便能立即卷緊了，進(jìn)而用

39、助卷輥的彈跳機(jī)構(gòu)消除頭幾圈帶鋼表面的壓痕。其中助卷輥采用了油壓式，同時(shí)還安裝了振動(dòng)式框架，小框架與助卷輥框架之間設(shè)置了強(qiáng)力緩沖器，為確保助卷輥的有效壓緊時(shí)間，在檢測(cè)出帶鋼頭部的厚度之后，又采用了在帶鋼通過(guò)之前能實(shí)現(xiàn)助卷輥彈跳的裝置；此外在降低沖擊力之前，還要防止助卷輥的晃動(dòng)，因此在各個(gè)主要的支高點(diǎn)部位都采用了錐形套和滾動(dòng)軸承，在晃動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝空壓缸，形成了在助卷輥框架任意位置都能夠吸收晃動(dòng)[4]。</p><p&

40、gt;　　目前，世界上應(yīng)用于冷連軋機(jī)組最先進(jìn)的卷取機(jī)是卡羅塞爾雙卷筒式卷取機(jī)，國(guó)內(nèi)卷取設(shè)備的引進(jìn)也是以卡羅塞爾卷取機(jī)為主[14]。目前我國(guó)正使用卡羅塞爾卷取機(jī)的機(jī)組有寶鋼1420、1550酸洗冷軋機(jī)組、鞍鋼1780酸洗冷連軋機(jī)組以及馬鋼1700酸洗冷連軋機(jī)組等[8]。</p><p>　　圖1.2 上海進(jìn)口卷取機(jī)</p><p>　　1.3課題的研究方法和內(nèi)容</p><

41、;p>　　1.3.1課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本論文分析了國(guó)內(nèi)外鋼鐵業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明了卷取機(jī)在軋制業(yè)中的重要地位和作用。并對(duì)卷取機(jī)設(shè)備所涉及到的重要力能參數(shù)進(jìn)行了分析，同時(shí)也采用了一些經(jīng)驗(yàn)公式，并對(duì)卷取機(jī)的主要組成部分電機(jī)與卷筒芯軸進(jìn)行了詳細(xì)的分析與計(jì)算。此外，還涉及了卷取機(jī)的安裝、安裝施工概預(yù)算分析及安裝調(diào)試與驗(yàn)收。主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):</p><p><b>

42、;　　卷取機(jī)的概述</b></p><p>　　主要介紹了卷取機(jī)的分類,了解卷取機(jī)所經(jīng)歷的改進(jìn)歷程,以及卷取機(jī)的發(fā)展和在鋼鐵行業(yè)中的地位。</p><p>　　卷取機(jī)的主要力能參數(shù)選擇</p><p>　　為了使帶鋼卷緊，在卷取的過(guò)程要是卷取的帶鋼上有一定的張力，及稱為張力卷取。所以應(yīng)合理的選取卷筒電動(dòng)機(jī)，論文分析了力矩的計(jì)算等。</p>

43、<p>　　卷取機(jī)關(guān)鍵部位的強(qiáng)度分析</p><p>　　運(yùn)用材料力學(xué)計(jì)算出軸的應(yīng)力、變形和軸承壽命等，并進(jìn)行了軸的強(qiáng)度校核、軸的剛度校核等。</p><p>　　卷取機(jī)的安裝設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　安裝施工概預(yù)算分析</b></p><p><b>　　安裝調(diào)試與驗(yàn)收</b>

44、;</p><p>　　2.冷軋窄帶鋼卷取機(jī)方案的選擇與評(píng)述</p><p>　　2.1卷取機(jī)傳動(dòng)的方案及方案分析</p><p>　　冷軋窄帶鋼卷取機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置一般是由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分等幾部分組成。傳動(dòng)部分可以采用標(biāo)準(zhǔn)減速器傳動(dòng)或采用皮帶傳動(dòng)。小型冷軋窄帶鋼卷取機(jī)一般是指輥身長(zhǎng)在400mm以下的冷帶鋼軋機(jī)。設(shè)計(jì)卷取的方案有兩種：一種是電機(jī)通過(guò)減速機(jī)傳動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)進(jìn)行

45、卷取。另一種是電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)再通過(guò)減速機(jī)傳動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)進(jìn)行卷取。見(jiàn)圖如下</p><p>　　圖2.1 直流電機(jī)傳動(dòng)</p><p>　　圖2.2 直流電機(jī)一級(jí)皮帶傳動(dòng)</p><p>　　第一種方案由于沒(méi)有采用一級(jí)皮帶傳動(dòng)、精度高，只要與主軋機(jī)調(diào)速范圍配合好可以保證恒張力軋制。</p><p>　　第二種方案由于采用直流電機(jī)一級(jí)皮帶傳動(dòng)，張

46、力不恒定，但是如果出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象可以利用皮帶的打滑，很好的保護(hù)好傳動(dòng)裝置和電機(jī)。皮帶傳動(dòng)裝置便于制造，并且成本低，但如果機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比較大時(shí)，則容易造成外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊等不利因素。 所以本論文中選擇第一種方案。 </p><p>　　方案的結(jié)構(gòu)選擇，卷筒采用弓形塊，它的脹縮用凸輪機(jī)構(gòu)，由于軋機(jī)的速度不高，凸輪機(jī)構(gòu)加工方案簡(jiǎn)單，所以容易加工制造。鉗口采用凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，夾緊后自鎖忽略以便于卷取后松開(kāi)。</p

47、><p>　　2.2主要零部件的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)：電機(jī)的選擇有直流電動(dòng)機(jī)與交流電機(jī)。</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械，其優(yōu)點(diǎn)為：</p><p>　　調(diào)速性能較好、調(diào)速范圍廣、易于平滑調(diào)節(jié)；</p><p>　　起動(dòng)及制動(dòng)的轉(zhuǎn)矩比較大，易于快速起動(dòng)和停車；</p&g

48、t;<p><b>　　直流電機(jī)易于控制。</b></p><p>　　交流電動(dòng)機(jī)是將交流電的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種機(jī)械，其優(yōu)點(diǎn)為：</p><p>　　與直流電機(jī)相比，由于沒(méi)有了換向器，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，較牢固；</p><p>　　易于做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容積的電動(dòng)機(jī)；</p><p>

49、<b>　　功率覆蓋范圍大。</b></p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)相比較，由于直流電機(jī)調(diào)速方便、換向簡(jiǎn)單，且技術(shù)比較成熟。而交流電機(jī)功率較大，但其調(diào)速相比較麻煩，所以本文中選用直流電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　齒輪：斜齒圓柱型齒輪與直齒輪相比，其優(yōu)點(diǎn)主要有</p><p>　　⑴嚙合性能好，工作平穩(wěn)、噪聲小且沖擊小；</p&

50、gt;<p>　　⑵重合度大，高速、重載。</p><p>　　降低了每對(duì)輪齒所承受的載荷，相對(duì)提高了載荷能力并延長(zhǎng)了使用壽命。</p><p>　　又因?yàn)樾饼X標(biāo)準(zhǔn)齒輪所不產(chǎn)生根切最少齒數(shù)和直齒輪相比要少，因此，采用斜齒輪傳動(dòng)能得到更為緊湊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　聯(lián)軸器：在卷取機(jī)工作中，卷筒軸可能會(huì)出現(xiàn)各種偏移，所以應(yīng)選擇彈性或剛性可移動(dòng)聯(lián)軸

51、器。又因?yàn)樵诰硗补ぷ髦?，承受的是變載荷，故選用彈性聯(lián)軸器。</p><p><b>　　3.電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　3.1帶鋼張力的計(jì)算及最大張力的確定</p><p>　　卷取機(jī)在卷繞帶鋼時(shí)，必須要有一定的卷取張力[6]。卷取機(jī)卷取張力的大小取決于其工作狀態(tài)及產(chǎn)品規(guī)格，不合適張力數(shù)值將會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。過(guò)大的卷取張力會(huì)影

52、響產(chǎn)品內(nèi)部金相組織，以及使設(shè)備電機(jī)容量增大[15]；反之，過(guò)小的卷取張力數(shù)值亦會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量以及出現(xiàn)帶鋼跑偏[15]。由此可見(jiàn)，卷取張力數(shù)值過(guò)大或者過(guò)小，均會(huì)直接影響到卷取機(jī)正常工作。因此，在選擇張數(shù)值時(shí)應(yīng)慎重。設(shè)計(jì)時(shí)，一般可以依照經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行初步的計(jì)算，然后可再按生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)加以最后確定。各種生產(chǎn)線上的卷取張應(yīng)力值是不同；軋制卷取時(shí)，需要考慮加工硬化因素；精整卷取薄帶時(shí)，張應(yīng)力應(yīng)取大值[6]。</p><p&

53、gt;<b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中： ：?jiǎn)挝粡埩Γ?</p><p><b>　?。簬т撉O限，。</b></p><p>　　表3.1 冷軋帶鋼的單位張力值</p><p>　　所以 </

54、p><p>　?。?.2） 式中： ：卷取張力，；</p><p><b>　?。簬т搶挾?，;</b></p><p><b>　?。簬т摵穸?，。</b></p><p>　　為使冷帶鋼恒張力,軋制帶鋼的表面最大張力選取。</p><p>　　3.2卷取

55、機(jī)主要結(jié)構(gòu)尺寸的選擇</p><p>　　3.2.1卷筒直徑的確定</p><p>　　由于卷取機(jī)所應(yīng)用的工作環(huán)境比較復(fù)雜，所以其類型也比較多。卷筒直徑的選擇一般應(yīng)考慮到帶鋼在卷筒上彈塑性彎曲程度、卷筒強(qiáng)度及帶卷塌卷等問(wèn)題[16]。由于本課題研究的是冷軋窄帶鋼卷取機(jī)，考慮到冷軋帶材卷取機(jī)的工藝特點(diǎn)，其卷筒直徑通常以卷取過(guò)程中內(nèi)層帶材不產(chǎn)生塑性變形為設(shè)計(jì)原則來(lái)選擇[17]。設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮以下

56、的經(jīng)驗(yàn)方法：</p><p><b>　　冷帶鋼卷取時(shí)</b></p><p><b>　　(3.3)</b></p><p>　　若卷取機(jī)所卷取的帶材的厚度范圍很大，那么方案就要發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)上就要采用卷筒可變換形式或者能夠加套筒的結(jié)構(gòu)方案，這樣就可以根據(jù)不同帶材厚度來(lái)選擇不同直徑的卷筒，可以防止較厚鋼帶在直徑比較小的卷

57、筒上出現(xiàn)塑性變形或者比較薄的鋼帶卸卷后應(yīng)為內(nèi)孔比較大從而出現(xiàn)鋼卷塌卷的現(xiàn)象[17]。卷筒上卷取鋼卷的工作部分的長(zhǎng)度尺寸應(yīng)選擇等于或稍微大于所軋制鋼帶寬度尺寸，卷筒直徑的脹縮量應(yīng)選擇在大概15~49，因此，取卷筒直徑</p><p>　　3.2.2卷筒筒身長(zhǎng)度的確定</p><p>　　卷筒筒身工作部分長(zhǎng)度應(yīng)等于或者稍大于軋輥輥身長(zhǎng)度，卷筒直徑脹縮量約為15~40。由寬度可得，所以取卷筒筒身

58、長(zhǎng)度</p><p>　　3.3初選電動(dòng)機(jī)容量</p><p>　　1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p>　　卷取機(jī)電動(dòng)機(jī)首先要滿足調(diào)速要求，由于卷取機(jī)的調(diào)速范圍需要在1:3以上并且要求調(diào)速連續(xù)穩(wěn)定平滑，所以首選用直流電動(dòng)機(jī)或變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)[8]。直流電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:調(diào)速范圍較廣且更易于平滑調(diào)節(jié);過(guò)載起動(dòng)制動(dòng)力矩大；調(diào)速時(shí)的能量消耗小控制可靠性高等方面[15

59、]。因此選用直流電機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓，Z型。</p><p>　　2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為</p><p>　?。?.4）式中 ：指卷取機(jī)的卷取機(jī)構(gòu)張力卷取所需功率；</p><p>　?。翰淮_定系數(shù)，取1.1。</p><p><b>　　(3.5)&

60、lt;/b></p><p>　　式中 ：塑性彎曲及摩擦影響系數(shù)，??；</p><p><b>　?。壕砣埩Γ?；</b></p><p><b>　?。壕砣∷俣?；</b></p><p>　?。河呻妱?dòng)機(jī)至卷取機(jī)卷取機(jī)構(gòu)的總效率。</p><p>　　由

61、電動(dòng)機(jī)至卷取機(jī)卷取機(jī)構(gòu)的總效率為</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　式中：分別是聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)、卷筒傳動(dòng)的效率。</p><p><b>　　取得</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>

62、;　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量，由有關(guān)手冊(cè)可查出初選電機(jī)型號(hào)：Z4-225-11， 額定功率，轉(zhuǎn)速,效率，重量[18]。</p><p>　　表3.3 電動(dòng)機(jī)參數(shù)</p><p>　　3、確定帶卷的最大卷徑</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　式中 :帶卷外徑，;</p>

63、<p><b>　　:卷筒直徑，；</b></p><p><b>　　：帶卷寬度，；</b></p><p><b>　?。壕聿拿芏龋?。</b></p><p>　　設(shè)定質(zhì)量噸，由式（3.7）可得</p><p>　　卷取張力控制的實(shí)質(zhì)在于如果卷取線速度保持固定

64、不變且采用電流控整器使電樞電流保持不變，就可以保證張力的穩(wěn)定[8]。為了保持張力不變需保持卷取機(jī)卷取帶鋼線速度不變。事實(shí)上，隨著卷徑的變化卷取帶鋼的速度也是不斷變化的這就需要電動(dòng)機(jī)有一定的調(diào)速能力調(diào)速范圍應(yīng)保證滿足下式：</p><p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　式中 、：卷筒的最大轉(zhuǎn)速和基速；</p><p

65、>　　、 ：帶卷的外徑和內(nèi)徑。</p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)調(diào)速滿足要求。</p><p>　　3.4電動(dòng)機(jī)軸上的力矩計(jì)算</p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)至卷筒的轉(zhuǎn)速比</p><p><b>　　卷筒的轉(zhuǎn)速n筒為</b></p><p><b>　　(3.9) </b&g

66、t;</p><p>　　式中 ：卷筒的轉(zhuǎn)速，；</p><p><b>　　: 卷取速度，；</b></p><p><b>　?。壕硗仓睆剑?。</b></p><p><b>　　速比為 </b></p><p><b>　　

67、(3.10)</b></p><p>　　所以速比，本論文中取4.3。</p><p>　　2、電機(jī)軸上的最大力矩計(jì)算</p><p>　?。?.11）式中 :電機(jī)軸上的最大力矩，；</p><p>　　:張力對(duì)電機(jī)軸的阻力矩，；</p><p>　　:加速卷取時(shí)形成的電機(jī)軸阻力矩，；<

68、/p><p>　　:卷筒軸承摩擦形成的電機(jī)阻力矩，。</p><p><b>　?。?.12）</b></p><p>　　式中 :帶卷外徑，;</p><p>　　:由電動(dòng)機(jī)至卷取機(jī)卷取機(jī)構(gòu)的總效率</p><p><b>　　：卷取張力；</b></p&g

69、t;<p>　　:電機(jī)至卷筒的減速比。</p><p>　　(3.13)由于和所產(chǎn)生的力矩比較小因此可以在確定時(shí)選取一個(gè)比較大值來(lái)彌補(bǔ)產(chǎn)生的力矩所以有</p><p>　　綜合考慮各種因素因此取。</p><p><b>　　3.5電動(dòng)機(jī)的校核</b></p><p>　　在初選完電機(jī)并確定了傳動(dòng)比之后應(yīng)對(duì)

70、電機(jī)過(guò)載能力進(jìn)行校核即應(yīng)滿足下列條件</p><p><b>　　(3.14)</b></p><p>　　式中 :電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)，取；</p><p>　　電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)，直流電機(jī)取.</p><p><b>　　(3.15)</b></p><p>　　

71、將式（3.15）代入式（3.14）中得</p><p>　　根據(jù)上述校核結(jié)果可以確定該電機(jī)校核通過(guò)。</p><p><b>　　4卷取減速機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　4.1選取減速器</b></p><p>　　選用減速器的公稱輸入功率，應(yīng)滿足：</p><p

72、>　　(4.4) </p><p>　　式中 :計(jì)算功率，;</p><p><b>　　載荷功率，;</b></p><p>　　:減速器公稱輸入功率；</p><p>　　工況系數(shù)（即使用系數(shù)）,本文取1；</p><p>　　啟動(dòng)系數(shù)，本文取1；</p&

73、gt;<p>　　可靠度系數(shù)，本文取1。</p><p>　　所以 </p><p>　　故根據(jù)傳動(dòng)比及其功率選取減速器為一級(jí)減速機(jī)，減速機(jī)輸入功率為。</p><p>　　表4.1 減速機(jī)參數(shù)</p><p>　　5主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　5.1

74、卷筒軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　5.1.1軸的材料</b></p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼[18]鋼軸的毛坯多數(shù)用于軋制圓鋼和鍛件其中有的直接采用圓鋼由于碳鋼比合金鋼相對(duì)廉價(jià)對(duì)應(yīng)力集中的敏感度較低同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度[19]，故軸的材料選用40CrNi。調(diào)質(zhì)后有良好的綜合力學(xué)性能低溫沖擊韌性良好用

75、于制造要求強(qiáng)度高韌性高的零件。</p><p>　　5.1.2卷筒軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p>　　圖5.1 卷取機(jī)簡(jiǎn)圖</p><p>　　卷筒軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算要推算各軸的轉(zhuǎn)矩如上圖5.1，現(xiàn)將傳動(dòng)裝置各部分軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸（此軸為卷取軸）以及</p><p>　　為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比</p><p&g

76、t;　　為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率</p><p><b>　　為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩，</b></p><p>　　由電機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩及相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率得</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　5.1.3卷筒軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　各軸段所需的直徑

77、與軸上的載荷有關(guān)在初步確定軸的直徑時(shí)一般情況下是不知道支反力的作用點(diǎn)并且不能決定彎矩的大小及其分布情況，因而還不能按軸所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來(lái)確定軸的直徑[18]。但在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，通常已能求得軸所受的扭矩。因此可根據(jù)軸所受的扭矩初步估算軸所需的直徑。將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段的最小直徑d，然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，逐步的一一確定各軸段的直徑 [19]。</p><p>　　圖5.

78、2 卷筒軸簡(jiǎn)圖</p><p>　　軸外伸段直徑初步估計(jì)</p><p>　　減速器和軸均通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)軸聯(lián)接則外伸段軸徑與電機(jī)軸徑相差不可以特別大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器所以初選外伸段軸直徑。電機(jī)型號(hào)為,。</p><p><b>　　初部估計(jì)。</b></p><p>　　選擇聯(lián)軸器及確定減速器外伸段直徑<

79、/p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用梅花形彈性聯(lián)軸器。</p><p>　　聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　(5.2)式中 :工況系數(shù),取</p><p><b>　　動(dòng)力機(jī)系數(shù),取</b></

80、p><p><b>　　啟動(dòng)系數(shù),取</b></p><p><b>　　:溫度系數(shù)，</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[18]查聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)數(shù)，軸孔直徑，。</p><p>　　參考圖5.2，若取軸外伸段軸直徑，可選聯(lián)軸器軸孔，所以聯(lián)軸器能滿足要求，聯(lián)軸器。</p>&

81、lt;p>　　根據(jù)軸向定位要求確定軸各段的直徑與長(zhǎng)度[19]</p><p>　　根究圖5.2，為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位Ⅰ段右端需要制造出一個(gè)軸肩，故取,左端用軸端擋圈定位Ⅰ段，長(zhǎng)度應(yīng)該小于，故取。</p><p>　　初選圓錐滾子軸承，因?yàn)椋槲墨I(xiàn)[21]表21-1可選標(biāo)準(zhǔn)精度的圓錐滾子軸承30216，其尺寸為，故,。因軸段上有氈圈，查文獻(xiàn)[21]表23-10，取氈圈，所以取。取，

82、，。又因?yàn)橛叶司硗捕危?，所以Ⅲ軸段的直徑需大于,取，查文獻(xiàn)[18]表7-2-79可選用圓錐滾子軸承32924，取。</p><p><b>　　5.1.4軸的計(jì)算</b></p><p>　　1、卷筒軸的受力分析</p><p>　　為了方便及結(jié)算現(xiàn)將卷筒軸的受力分析圖及其彎矩扭矩圖給出，如下圖</p><p>　　圖

83、5.3 卷筒軸的載荷分析圖</p><p>　　H面的受力分析如上圖5.3所示</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　V面的受力分析如圖5.3所示</p><p><b>　?。?.5）&

84、lt;/b></p><p><b>　　（5.6）</b></p><p>　　H面的彎矩如圖5.3所示</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　V面的彎矩如圖5.3</p><p><b>　　（5.8） </b>

85、;</p><p>　　H面與V面的合彎矩如圖5.3</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p><b>　　卷筒軸扭矩計(jì)算</b></p><p>　　現(xiàn)將卷筒軸受力分析計(jì)算列表如表5.1</p><p>　　表5.1 卷筒軸受力分析數(shù)據(jù)</p&g

86、t;<p>　　2、卷筒軸強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p>　　(1) 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 </p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　式中 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；</p><p><b>　　:軸所受的扭矩，；</b></p><p&

87、gt;　　:軸的抗扭截面系數(shù)，；</p><p>　　:計(jì)算截面處軸的直徑，；</p><p>　　:許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，由文獻(xiàn)[19]知。</p><p>　　根據(jù)上圖5.3由于扭矩是定值在截面中截面Ⅰ的軸徑最細(xì)，故扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核只計(jì)算截面Ⅰ，再由式（5.10）得</p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度滿足要求。</p><

88、p>　　(2) 按彎扭合成校核計(jì)算</p><p><b>　　a 、判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面Ⅱ所受到的彎矩比較小，因此主要考慮扭矩對(duì)它的影響，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地所確定的，所以截面Ⅱ無(wú)需進(jìn)行校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對(duì)軸疲勞強(qiáng)度的影響進(jìn)行考慮，截面Ⅳ處過(guò)盈配合、軸肩、鍵槽所引起的應(yīng)力

89、集中最嚴(yán)重；從受載情況來(lái)考慮，截面Ⅲ處的應(yīng)力最大，故該軸所需要進(jìn)行校核截面為Ⅲ右側(cè)和Ⅳ的右側(cè)。</p><p><b>　　b 、截面Ⅲ右側(cè)</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)</b></p><p><b>　?。?.11）</b></p><p><b&

90、gt;　　抗扭截面系數(shù)</b></p><p><b>　?。?.12）</b></p><p><b>　　截面Ⅲ右側(cè)的彎矩為</b></p><p><b>　　截面Ⅲ上的扭矩為</b></p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b>

91、</p><p><b>　　（5.13）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p><b>　?。?.14）</b></p><p>　　軸的材料為40

92、CrNi，調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻(xiàn)[18]表15-1查得：</p><p><b>　　，，，。</b></p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)和按參考文獻(xiàn)[18]附表3-2 查取</p><p><b>　　， </b></p><p>　　又由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-1可查得軸的

93、材料的敏性系數(shù)為</p><p><b>　　， </b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p><b>　　（5.15）</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-2查得尺寸系數(shù)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系

94、數(shù)</p><p>　　軸按磨削加工由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-4得表面系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為</p><p><b>　　（5.16）</b></p><p><b>　?。?.17）</b></p><p>　　又由參考文獻(xiàn)[18

95、,20]得碳鋼的特性系數(shù)</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p>　　于是，計(jì)算安全系數(shù)值，得</p><p><b>　　（5.18）</b></p><p><b>　?。?.19

96、）</b></p><p><b>　　（5.20）</b></p><p>　　故經(jīng)校核截面Ⅲ安全。</p><p><b>　　C、 截面Ⅳ右側(cè)</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)</b></p><p><b>

97、　　抗扭截面系數(shù)</b></p><p><b>　　截面Ⅲ右側(cè)的彎矩為</b></p><p><b>　　截面Ⅲ上的扭矩為</b></p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b>

98、</p><p>　　軸的材料為40CrNi，調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻(xiàn)[18]表15-1查得</p><p><b>　　,，，。</b></p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按參考文獻(xiàn)[18]附表3-2查取</p><p><b>　　， </b></p><

99、;p>　　又由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p><b>　　， </b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-2查得尺寸系數(shù)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)</p><p>

100、;　　軸按磨削加工可由參考文獻(xiàn)[18]附圖3-4得表面系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理即，則綜合系數(shù)值為</p><p>　　又由參考文獻(xiàn)[18,20]得碳鋼的特性系數(shù)</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p

101、>　　于是計(jì)算安全系數(shù)值，得</p><p><b>　　經(jīng)校核截面Ⅳ安全。</b></p><p>　　5.2 卷筒軸軸承的計(jì)算</p><p><b>　　1、軸承類型及參數(shù)</b></p><p>　　由于圓錐滾子軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷且便于拆卸，所以選用圓錐滾子軸承GBT2

102、97—1994由參考文獻(xiàn)[21]表21-3查得該軸承的 ，對(duì)于滾子軸承。</p><p>　　2、求軸承受到的徑向載荷</p><p>　　由5.1.4 軸的計(jì)算可知</p><p><b>　　， </b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[18]表13-5可知</p><p><b>

103、;　　軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為</b></p><p><b>　?。?.21）</b></p><p><b>　　3、軸承的平均轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p><b>　　（5.22）</b></p><p><b>　　4、計(jì)算軸承壽命</b>&

104、lt;/p><p><b>　　其中溫度系數(shù)，則</b></p><p><b>　?。?.23）</b></p><p><b>　　其中 </b></p><p><b>　　所以軸承滿足要求</b></p><p>　　5.3 凸

105、輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用</b></p><p>　　在各種機(jī)械中，特別是自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置中廣泛采用各種形式的凸輪機(jī)構(gòu)[22]。</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)就是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律而且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊[22]。故此凸輪的規(guī)律運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到卷筒夾緊

106、和松開(kāi)的要求。</p><p>　　2、凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)[22]</p><p>　　圖5.4 凸輪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖5.4 凸輪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中，以凸輪的回轉(zhuǎn)中心為圓心以圓為凸輪的基圓。圖示中凸輪輪廓由，兩段組成，當(dāng)凸輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，推桿逐漸上移此時(shí)開(kāi)始逐漸夾緊帶鋼卷；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到B位置時(shí)繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，推桿由最大的位移處開(kāi)始逐漸減小，此時(shí)開(kāi)始松開(kāi)帶鋼卷

107、，方便卸卷。圖5.4中基圓半徑 ,外圓半徑,推桿的位移為,由此可見(jiàn)該凸輪機(jī)構(gòu)可滿足卷取機(jī)在開(kāi)始工作時(shí)的夾緊卷和卷取后的松卷要求。故采用上述凸輪機(jī)構(gòu)可滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　6卷取機(jī)安裝施工方案</p><p><b>　　6.1施工流程圖</b></p><p>　　6.2安裝方案的確定</p><p>　　

108、對(duì)大型及較復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備的安裝，施工前都應(yīng)編制安裝工程的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案。機(jī)電設(shè)備的安裝方案一般是由生產(chǎn)廠家制定，規(guī)定整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的安裝步驟、注意事項(xiàng)等內(nèi)容。完整詳細(xì)的安裝方案和工藝措施是保證機(jī)電設(shè)備性能的前提條件[23]。</p><p>　　盡管各種機(jī)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能不同，但是其安裝過(guò)程基本上是一樣的，一般都必須經(jīng)過(guò)以下過(guò)程，即基礎(chǔ)的驗(yàn)收、安裝前周密的物質(zhì)和技術(shù)準(zhǔn)備、設(shè)備的吊裝、檢測(cè)和調(diào)整，基礎(chǔ)的二

109、次灌漿及養(yǎng)護(hù)、試運(yùn)轉(zhuǎn)，然后才能投入生產(chǎn)[23]。所不同的是，在這些工序中，對(duì)各種不同的機(jī)電設(shè)備將采用不同的方法[23]。</p><p><b>　　6.3操作要點(diǎn)</b></p><p>　　6.3.1基礎(chǔ)驗(yàn)收檢測(cè)基準(zhǔn)測(cè)設(shè)</p><p>　　1、設(shè)備基礎(chǔ)強(qiáng)度必須要要符合設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求[24]。</p><p>　　

110、2、測(cè)量基礎(chǔ)坐標(biāo)位置、標(biāo)高及測(cè)量地腳螺栓（孔）的坐標(biāo)位置和標(biāo)高均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　3、檢查設(shè)備基礎(chǔ)表面和地腳螺栓預(yù)留孔中的模板、碎石、泥土、積水等是否清除干凈；檢查直埋地腳螺栓的螺紋和螺母是否保護(hù)完好。</p><p>　　4、檢查地腳螺栓預(yù)留孔的底標(biāo)高和垂直度是否符合設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求；檢查T型地腳螺栓預(yù)留孔中預(yù)埋件的標(biāo)高和方口尺寸是否符合設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求；檢查方口的方

111、向是否一致。</p><p>　　5、地腳螺栓的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求。</p><p>　　6、檢查T型地腳螺栓方頭尺寸及標(biāo)記是否符合設(shè)計(jì)技術(shù)文件要求。</p><p>　　7、設(shè)備基礎(chǔ)交接后，根據(jù)土建交工線，按中心標(biāo)板及基準(zhǔn)點(diǎn)布置圖進(jìn)行埋設(shè)工作，埋設(shè)永久中心標(biāo)板及基準(zhǔn)點(diǎn)是軋機(jī)安裝過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一，遵循安裝檢測(cè)使用方便、有利于保持而不被毀壞、

112、刻劃清晰容易辨認(rèn)的原則認(rèn)真實(shí)施。測(cè)量放線、投點(diǎn)工作分測(cè)量實(shí)施和校核兩組人員完成，以確定中心線位置，基準(zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確性。</p><p><b>　　6.3.2墊板安裝</b></p><p>　　1、墊板的承壓面積和接觸面積應(yīng)符合規(guī)范要求。墊板規(guī)格根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及公式計(jì)算得出，墊板需經(jīng)精加工或研磨，以確保其接觸面積[25]。</p><p>　　2、根據(jù)

113、墊板的大小鉆設(shè)合適的排氣孔。保證灌漿時(shí)墊板底部空氣的排出，提高墊板與澆筑料的接觸面積。</p><p>　　3、焊接墊板固定調(diào)節(jié)板，根據(jù)墊板大小可采用三爪或四爪固定的方式。</p><p>　　4、按墊板布置位置鉆設(shè)調(diào)節(jié)螺栓固定孔。按準(zhǔn)備的固定螺栓大小鉆孔，鉆孔要在設(shè)備基礎(chǔ)鑿麻前進(jìn)行，由于基礎(chǔ)表面沒(méi)有受破壞，鉆孔定位和鉆制較為容易。</p><p>　　5、基礎(chǔ)鑿麻

114、面，將混凝土基礎(chǔ)的浮漿面全部鑿掉，露出混凝土新茬為宜。</p><p>　　6、安裝灌漿墊板，將墊板與調(diào)節(jié)螺栓連接，用水準(zhǔn)儀測(cè)量灌漿墊板上表面標(biāo)高，調(diào)至設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍，再用精密水平儀測(cè)量墊板的水平度，水平度的調(diào)整主要靠調(diào)節(jié)螺栓的上下兩個(gè)螺母進(jìn)行，經(jīng)復(fù)查標(biāo)高、水平度無(wú)誤，方可進(jìn)行墊板的灌漿。安裝灌漿墊板見(jiàn)圖6.2</p><p>　　圖 6.2 安裝灌漿墊板</p><p

115、>　　6.3.3卷取機(jī)滑道安裝、找正</p><p>　　1、水平、標(biāo)高：使用N3水準(zhǔn)儀跟蹤檢驗(yàn)底座的標(biāo)高和平面度要求，平面度檢驗(yàn)在每個(gè)底座測(cè)量36個(gè)點(diǎn)，其絕對(duì)值之差應(yīng)小于0.15mm；標(biāo)高偏差0+0.3mm。中間底座水平檢驗(yàn)使用0.02/1000方水平；偏差應(yīng)小于0.05mm。</p><p>　　2、縱向中心線：可使用設(shè)在卷取機(jī)中心線上的T2經(jīng)緯儀與鋼板尺配合進(jìn)行，鋼板尺需分別在

116、中間底座側(cè)面滑板處測(cè)量18次，偏差-0.05mm;同時(shí)使用內(nèi)徑千分尺對(duì)滑板間距離進(jìn)行測(cè)量；保證入出口與橫向中心線的平行度偏差0.05mm[25]。</p><p>　　3、橫向中心線：利用軌道端面與經(jīng)審核圖紙確定軌道端面與軋制線間距離，實(shí)際測(cè)量。</p><p>　　6.3.4卷取機(jī)安裝、找正</p><p>　　卷取機(jī)牌坊本體出廠前應(yīng)預(yù)裝完，整體出廠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。組件

117、包括：傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)機(jī)架、上下橫梁。總重約75t。外形尺寸：6460*4500*4350mm。</p><p>　　1、吊裝：底座安裝找正之后，需利用車間廠房?jī)?nèi)的135t吊車進(jìn)行整體安裝。吊點(diǎn)利用牌坊側(cè)面下面的四個(gè)吊耳，直徑65mm的鋼絲繩：9.5m兩根；3.8m兩根；5.4m兩根；30他鏈?zhǔn)狡鹬貦C(jī)兩臺(tái)。</p><p>　　2、卷取機(jī)本體找正：就位以后，卷取機(jī)水平、標(biāo)高、中心線檢測(cè)部位、

118、三個(gè)成型輥軸承座結(jié)合部位進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)和找正。利用精密水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀銦鋼尺、水平儀、水平尺、鋼板尺配合使用。安裝檢查標(biāo)準(zhǔn)如下表6.3</p><p>　　表6.3 安裝檢查標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　6.3.5傳動(dòng)底座找正</p><p>　　安裝在卷取機(jī)底座上的設(shè)備主要有：減速機(jī)；卷取機(jī)主傳動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)。底座的安裝精度是直接保證卷筒安裝精度的關(guān)鍵,尤其是對(duì)卷筒精

119、度的控制</p><p>　　至關(guān)重要。成型輥與傳動(dòng)連接采用萬(wàn)向軸，故對(duì)其傳動(dòng)裝置的水平度精度控制要求非常嚴(yán)格。</p><p>　　1、底座安裝：采用座漿墊板法先安裝墊板，然后利用車間內(nèi)的橋式吊車將底座吊裝就位，對(duì)底座進(jìn)行標(biāo)高、中心線及水平度的調(diào)整。標(biāo)高的檢測(cè)用水準(zhǔn)儀，中心線找正利用已施測(cè)的中心標(biāo)板拉鋼線錘進(jìn)行調(diào)整。水平度調(diào)整時(shí)要注意，在水平度允許公差范圍內(nèi)。</p>&l

120、t;p>　　2、安裝找正：就位后，底座水平、標(biāo)高、中心線檢測(cè)部位；三個(gè)電機(jī)、減速機(jī)結(jié)合部位進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)和找正。利用精密水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀銦鋼尺、水平儀、水平尺、鋼板尺配合使用。安裝檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)如下表 </p><p>　　表6.4 安裝檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　6.3.6卷筒主體找正</p><p>　　在卷筒傳動(dòng)及電動(dòng)機(jī)減速機(jī)安裝就位以后，首先需要用0.02

121、mm/m精度的水平儀檢查卷筒表面的水平度。為了達(dá)到卷筒機(jī)組中心線的垂直度，可采用搖臂法進(jìn)行檢查。卷筒的水平度與垂直度都將直接影響到卷取機(jī)卷取的質(zhì)量，因此調(diào)整時(shí)需嚴(yán)格的控制其精度。</p><p>　　卷取機(jī)在安裝調(diào)整卷取機(jī)水平度時(shí)，卷筒懸臂端需應(yīng)高于固定端。卷取機(jī)的定位應(yīng)以底座面為基準(zhǔn)，并在卷筒及軸承箱剖分面上分別進(jìn)行復(fù)核。卷筒軸心線應(yīng)與軋制中心線相互垂直，垂直度檢測(cè)可以采用搖桿法。</p><

122、;p>　　7 安裝施工概預(yù)算分析</p><p>　　7.1 機(jī)械設(shè)備安裝消耗量定額包括的主要內(nèi)容</p><p>　　1、安裝主要工序內(nèi)容[24]：</p><p>　　施工準(zhǔn)備，設(shè)備、材料及工、機(jī)具水平搬運(yùn)，設(shè)備開(kāi)箱、點(diǎn)件、外觀檢查、配合基礎(chǔ)驗(yàn)收、鏟麻面、劃線、定位、起重機(jī)具裝拆、清洗、吊裝、組裝、連接、安放墊鐵及地腳螺栓，設(shè)備找正、調(diào)平、精平、焊接、固定