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1、燕山大學軋機設計及理論項目報告書項目名稱：2050熱帶鋼連軋機組的精軋機座設計 分組姓名 劉寧寧劉江帥0 劉傳義 指導教師：謝紅飆完成日期：2013年10月27日一、軋輥的設計及強度校核（一）軋輥的設計計算1、確定工作輥輥身直徑和支承輥輥身直徑。由軋機名稱“2050熱帶鋼連軋機”可知，該軋機輥身長度為2050mm。書中P80 表3-3可知精軋機座L/=2.42.8，L/=1.31.5，/=1.92.1。為732854mm，取=800mm，為13671577mm，取=1570mm，/=1.96,符合條件。2、確定工作輥輥頸尺寸、和支承輥、輥身直徑。軸頸直徑和長度與軋輥軸承形式及工作載荷有關(guān)。由于

2、受軋輥軸承徑向尺寸的限制，軸頸直徑比軸身直徑要小得多。因此軸頸與軸身過渡處，往往是軋輥強度最差的地方。只要條件允許，軸頸直徑和軸頸與軸身的過度圓應選大些。設計此套連軋機座時，工作輥采用滾動軸承，支承輥采用油膜軸承。根據(jù)課本P81頁可知采用滾動軸承近似的選取=（0.50.55）,/=0.831.0。=400440mm，取=430mm，=400mm；支承輥采用油膜軸承，查手冊，近似的選取=（0.670.75）,/=0.831.0。=10521178mm，取=1170mm，=1000mm。輥頸向輥身過渡處，為了減小應力集中，要做成圓角，=（0.050.12），=4096mm，取=80mm，=87.5

3、210mm，取=120mm。3、選擇軸頭并確定其尺寸采用帶平臺的軸頭，如下圖：其各部分尺寸有如下關(guān)系：=-10mm=790mm=-10mm=1560mm=3/4=592.5mm=3/4=1177.5mm3、 選擇軋輥的材料 帶鋼熱軋機的工作輥選擇軋輥材料時以輥面硬度要求為主，多采用鑄鐵軋輥或在精軋機組前幾架采用半鋼軋輥以減緩輥面的糙化過程。而支承輥在工作中主要受彎曲，且直徑較大，要著重考慮強度和軋輥淬透性，因此，多選用含Cr合金鍛鋼。查表得：工作輥的材料選擇球墨鑄鐵QT400-15，HS=5868 支承輥的材料選擇合金鍛鈉9Cr，HS=5065二）軋輥的強度校核熱帶鋼連軋機組的支承輥頸與工作輥

4、頸之比一般在1.52.9，所以支承輥的抗彎斷面系數(shù)較工作輥大得多，即支承輥有很大的剛性。因此，軋制時的彎曲力絕大部分由支承輥承擔。在計算支承輥時，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于熱帶鋼連軋機組一般是工作輥傳動，因此，對支承輥只需計算滾身中部和軸頸斷面的彎曲應力。支承輥的彎曲力矩和彎曲應力分布見下圖。在軸頸的1-1斷面和2-2斷面上的彎曲應力均應滿足強度條件，即滿足強度要求滿足強度要求支承輥的彎曲力矩和彎曲應力分布見下圖:其中 P=52000 KN 3-3斷面的彎矩表達式 輥身中部3-3斷面的彎曲應力為：滿足要求工作輥與支承輥間的接觸應力熱帶鋼精軋機支承輥和工作輥之間承載時有很大的接觸應力，

5、應進行校核。假設輥間作用力沿軸向均勻分布，由彈性力學知，輥間接觸問題可簡化成一個平面應變問題。兩個圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生局部的彈性壓扁，存在呈半橢圓形分布的壓應力，半徑方向產(chǎn)生的法向正應力在接觸面中部最大。 最大應力： 為保證軋件不產(chǎn)生疲勞破壞,應使的值小于許用應力: ， 故滿足要求。 注：對于合金鍛鋼許用應力Rb=140150MPa，取Rb=150MPa。加在接觸表面單位長度的負荷 q=P/L=50 MN/23000 mm=21700000N/m =900mm =1750mm。 查表 得 泊松比= 0.3 彈性模數(shù)=173 0.3 206由書中表3-8查得支承輥表面硬度HS=85 的許用應力=

6、2400MPa，=730MPa一、 機架的設計機架的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括窗口寬度、窗口高度和機架立柱的斷面尺寸。1、窗口寬度的計算四輥軋機機架窗口寬度一般為支承輥直徑的1.151.30倍。為換輥方便換輥側(cè)的機架窗口應比傳動側(cè)窗口寬510mm取B1=1.2D2=2100mm換輥側(cè)機架寬度為B2= B1+10=2110mm2、機架窗口高度H對于四輥軋機，可取 =(2.63.5)(D1+D2)取 =3(D1+D2)=7950mm式中D1、D2工作輥、支承輥直徑，mm。3、機架立柱的斷面尺寸 機架立柱的斷面尺寸是根據(jù)強度條件確定的。由于作用于軋輥輥頸和機架立柱上的力相同，而輥頸強度近似地與其直徑平方()成

7、正比，故機架立柱的斷面積()與軋輥輥頸的直徑平方()有關(guān)。在設計時，可根據(jù)比值(/)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定機架立柱斷面積，再進行機架強度驗算。根據(jù)軋輥材料和軋鋼機類型，比值(/)可按表3-1選取。 表3-1 機架立柱斷面積軋輥輥頸直徑平方的比值（）軋輥材料軋機類型比值（）備注鑄鐵0.60.8碳鋼開坯機0.70.9其他軋機0.81.0鉻鋼四輥軋機1.21.6按支承輥輥頸直徑計算取=1.6得F=*1.6=*1.6=2227840 機架立柱的斷面形狀:a、方形斷面b、長方形斷面、工字形斷面d、T字形斷面，選擇方形斷面。x*y=F得x=y=1493mm項目影響因素設計結(jié)果窗口高度軋輥直徑，軸承座高度，軋機最大開口度和壓下螺絲最小伸出量，安全或測壓元件及液壓缸的高度。閉式機架中，還要滿足換輥時所要求的尺寸H=7950mm窗口寬度閉式機架：軋輥的最大直徑B1=1.2Db=2100mmB2= B1+10=2110mm立柱截面積F機架的強度和剛度條件F=*1.6=2227840 x=y=1493mm4、 機架校核 以傳動側(cè)為例，采用閉式機架 I1與I2相等以上各值均小于最大許用值，故符合條件。