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題 目： 小型軋鋼機(jī)設(shè)計 一.文獻(xiàn)綜述 1.軋鋼機(jī)的發(fā)展 軋鋼機(jī)是實現(xiàn)金屬軋制過程的設(shè)備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備﹐包括有主要設(shè)備﹑輔助設(shè)備、起重運輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。但一般所說的軋鋼機(jī)往往僅指主要設(shè)備。據(jù)說在 14世紀(jì)歐洲就有軋鋼機(jī)，但有記載的是 1480 年意大利人 達(dá)芬奇 (Leonardo da Vinci) 設(shè)計出軋鋼機(jī)的草圖。 1553 年法國人布律列爾軋制出金和銀板材，用以制造錢幣。此后在西班牙﹑比利時和英國相繼出現(xiàn)軋機(jī)。英國于 1766 年有了串行式小型軋鋼機(jī)，19世紀(jì)中中期，第一臺可逆式板材軋鋼機(jī)在英國投產(chǎn)，并軋出了船用鐵板。 1848 年德國發(fā)明了萬能式軋鋼機(jī)，1853 年美國開始用三輥式的型材軋鋼機(jī)，并用蒸汽機(jī)傳動的升降臺實現(xiàn)機(jī)械化。接著美國出現(xiàn)了勞特式軋機(jī)。 1859 年建造了第一臺連軋鋼機(jī)。萬能式型材軋鋼機(jī)是在 1872 年出現(xiàn)的；20世紀(jì),隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)多種類型的軋鋼機(jī)，其中有用三輥粗軋鋼機(jī)和五架四輥稿軋鋼機(jī)組成的半連續(xù)式帶軋鋼機(jī)[1]。 現(xiàn)代軋鋼機(jī)發(fā)展的趨向是連續(xù)化、自動化、專業(yè)、,產(chǎn)品質(zhì)量高、消耗低。60年代以來軋機(jī)在設(shè)計，研究和制造方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋機(jī)、厚板軋機(jī)、高速線材軋機(jī)、H型材軋機(jī)和連軋管機(jī)組等性能更加完善，并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘 115米的線材軋機(jī)、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋機(jī)和連續(xù)式 H型鋼軋機(jī)等一系列先進(jìn)設(shè)備。軋機(jī)用的原料單重增大，液壓 AGC、板形控制、電子計算機(jī)程序控制及測試手段越來越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制等新軋制方法，以及適應(yīng)新的產(chǎn)品質(zhì)量要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的各種特殊結(jié)構(gòu)的軋機(jī)都在發(fā)展中[2]。 2.軋機(jī)的主要設(shè)備 由軋輥、軋輥軸承、軋機(jī)機(jī)架、軋機(jī)軌座、軋輥調(diào)整裝置、上軋輥平衡裝置、傳動裝置、附屬設(shè)備等組成。 3.軋鋼技術(shù)發(fā)展前景 世界軋鋼工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步主要集中在生產(chǎn)工藝流程的縮短和簡化上，最終形成軋材性能高品質(zhì)化、品種規(guī)格多樣化、控制管理計算機(jī)化等。展望未來，軋鋼工藝和技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面。(1)鑄軋一體化。利用軋輥進(jìn)行鋼材生產(chǎn)，因其過程連續(xù)、高效、可控且便于計算機(jī)等高新技術(shù)的應(yīng)用，在今后相當(dāng)一段時間內(nèi)，以輥軋為特征的連續(xù)軋鋼技術(shù)仍將是鋼鐵工業(yè)鋼材成型的主流技術(shù)，但軋鋼前后工序的銜接技術(shù)必將有長足的進(jìn)步。在20世紀(jì)，由于連鑄的發(fā)展，已經(jīng)逐步淘汰初軋工序。而連鑄技術(shù)生產(chǎn)的薄帶鋼直接進(jìn)行冷軋，又使連鑄與熱軋工序合二為一。鑄軋的一體化，將使軋制工藝流程更加緊湊。同時，低能耗、低成本的鑄軋～體化，也是棒、線、型材生產(chǎn)發(fā)展的方向。(2)軋制過程清潔化。在熱軋過程中，鋼的氧化不僅消耗鋼材與能源，同時也帶來環(huán)境的污染，并給深加工帶來困難。因此，低氧化燃燒技術(shù)和低成本氫的應(yīng)用都成為無氧化加熱鋼坯的基本技術(shù)。酸洗除鱗是冷軋生產(chǎn)中最大的污染源，新開發(fā)的無酸清潔型(AFc)除鱗技術(shù)，可使帶 鋼表面全無氧化物、光滑，并具有金屬光澤。無氧化(或低氧化)和無酸除鱗(氧化鐵皮)這兩項被稱為綠色工藝的新技術(shù)，將使軋鋼過程清潔化。(3)軋制過程柔性化。板帶熱連軋生產(chǎn)中壓力調(diào)寬技術(shù)和板形控制技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了板寬的自由規(guī)程軋制。棒、線材生產(chǎn)的粗、中軋平輥軋制技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了部分規(guī)格產(chǎn)品的自由軋制。冷彎和焊管機(jī)也可實現(xiàn)自由規(guī)格生產(chǎn)。這些新技術(shù)使軋制過程柔性化。(4)高新技術(shù)的應(yīng)用。20世紀(jì)軋鋼技術(shù)取得重大進(jìn)步的主要特征是信息技術(shù)的應(yīng)用。板形自動控制，自由規(guī)程軋制，高精度、多參數(shù)在線綜合測試等高新技術(shù)的應(yīng)用使軋鋼生產(chǎn)達(dá)到全新水平。軋機(jī)的控制已開始由計算機(jī)模型控制轉(zhuǎn)向人工智能控制，并隨著信息技術(shù)的發(fā)展，將實現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)化，使庫存率降低，資金周轉(zhuǎn)加快，最終降低成本。(5)鋼材的延伸加工。在軋鋼生產(chǎn)過程中，除應(yīng)不斷挖掘鋼材的性能潛力外，還要不斷擴(kuò)大多種鋼材的延伸加工產(chǎn)業(yè)，如開發(fā)自潤滑鋼板用于各種沖壓件生產(chǎn)，減少沖壓廠潤滑油污染；開發(fā)建筑帶肋鋼筋焊網(wǎng)等，把鋼材材料生產(chǎn)、服務(wù)延伸到各個鋼材使用部門。隨著工業(yè)的發(fā)展和軋鋼技術(shù)的進(jìn)步，軋鋼工藝的裝備水平和自動控制水平不斷提高，老，式軋機(jī)也不斷被各種新型軋機(jī)所取代。按照我國走新型工業(yè)化道路的要求，軋鋼技術(shù)發(fā)展的重點也轉(zhuǎn)移到可持續(xù)發(fā)展上，在保證滿足環(huán)保要求的條件下，達(dá)到鋼材生產(chǎn)的高質(zhì)量和低 成本。 二、選題的依據(jù)，意義和理論及在應(yīng)用方面的價值 我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。我國大鋼廠從70年代已用先進(jìn)的連軋軋機(jī) ，連軋機(jī)采用了一整套先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控均由計算機(jī)控制實施，軋件在幾架軋機(jī)上同時軋制，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。 　　我國粗鋼產(chǎn)量位居世界第一。國內(nèi)十大鋼鐵企業(yè)年產(chǎn)粗鋼均在1000萬噸以上。今年來，鋼鐵重組進(jìn)入快車道，比如寶鋼控股的廣東鋼鐵集團(tuán)，山東濟(jì)鋼為主組建的山東鋼鐵集團(tuán)，還有河北鋼鐵集團(tuán)等。但是，我國鋼鐵量輕質(zhì)量的瓶頸。軋鋼行業(yè)必須走高端路線，造船業(yè)和汽車制造業(yè)、建筑業(yè)的興旺，給軋鋼行業(yè)帶來機(jī)遇，但是礦石的漲價給我國軋鋼行業(yè)帶來新的困境。 　　國內(nèi)軋鋼行業(yè)要真正做大做強(qiáng)，必須不斷對鋼坯質(zhì)量、加熱、卷取能力、酸洗等系列環(huán)節(jié)加強(qiáng)。另外，做重型機(jī)械的一重、二重、上重、太重等必須奮起，以探索高精軋鋼設(shè)備。國內(nèi)寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼設(shè)計院，東大、北科大等院校軋鋼研究機(jī)構(gòu)亦要多加強(qiáng)與鋼鐵集團(tuán)的聯(lián)合開發(fā)。 隨著我國軋制加工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國軋制加工設(shè)備也經(jīng)歷了一個自主開發(fā)－引進(jìn)－學(xué)習(xí)借鑒－國產(chǎn)化的往復(fù)循環(huán)過程。經(jīng)過近20年的探索和創(chuàng)新，截至目前，我國自行設(shè)計和制造的軋機(jī)在低速、窄規(guī)格方面已經(jīng)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，高速軋制設(shè)備、寬幅軋機(jī)、單機(jī)架雙卷取鋁帶熱軋機(jī)、熱連軋機(jī)方面的開發(fā)研制也呈現(xiàn)良好的態(tài)勢。伴隨著市場需求的不斷增長和變化，近年來，我國軋制加工設(shè)備市場出現(xiàn)了多樣化的要求，正在逐步向高精化、寬幅化、高速化以及高技術(shù)和連續(xù)軋制的方向 .隨著我國軋制工業(yè)近年來的加速發(fā)展,軋制機(jī)的需求已越來越多,軋制領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊..改革開放三十年來軋制工業(yè)在我國工業(yè)建設(shè)方面做出了突出的貢獻(xiàn),,這同時也加速了軋制機(jī)的快速發(fā)展.冷連軋技術(shù)是國際鋼鐵行業(yè)公認(rèn)的技術(shù)密集、難度極大的生產(chǎn)工藝，是中國鋼鐵企業(yè)在引進(jìn)全套生產(chǎn)線時花費最多的環(huán)節(jié)形。 三．研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本次設(shè)計的小型軋鋼機(jī)是借助旋轉(zhuǎn)軋輥與其接觸摩擦的作用，將被軋制的金屬體（軋件）拽入軋輥的縫隙間，在軋輥壓力作用下，使軋件主要在厚度方向上完成塑性成型。 本次設(shè)計的設(shè)計主要包括：電動機(jī)的選取，分軸器的設(shè)計，減速器的設(shè)計，軸系部件的設(shè)計，箱體的設(shè)計，機(jī)架的設(shè)計等。設(shè)計過程按照國家標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計的。 軸的設(shè)計和齒輪的設(shè)計是本次設(shè)計的重點，設(shè)計中參照了機(jī)械設(shè)計手冊進(jìn)行了精確的設(shè)計，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核。 本次設(shè)計的小型軋鋼機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、使用價格低，并且符寫設(shè)計合設(shè)計要求，主要針對用來加工鏈條板的卷帶料而設(shè)計的?？杀ＷC加工后的產(chǎn)品性能良好，表面光潔度高，板型好，能夠達(dá)到所需的要求。 待解決的問題: (1)電動機(jī)的選擇：電動機(jī)的功率選擇是否合適，如果功率過大則會造成浪費，而且也會增加成本，如果選擇不當(dāng)會造成工作不能正常進(jìn)行，對加工出來的產(chǎn)品有質(zhì)量來的影響，影響企業(yè)的效益，因此需要反復(fù)的思考與計算推演。 (2)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機(jī)架是軋機(jī)中最重要的零部件之一，用來安裝軋輥輥系與軋輥調(diào)整裝置，并承受全部軋制力。因此機(jī)架應(yīng)具有足夠富裕的強(qiáng)度和剛度，以保持其工作可靠。由于閉式機(jī)架具有結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)度和剛度均較高的特點，已被廣泛用于軋制力較大的板坯和板帶軋機(jī)上。 為了保證軋機(jī)機(jī)架在工作中安全可靠不被破壞，必須對其強(qiáng)度進(jìn)行計算，同時，為了保證軋制的精度，還應(yīng)對其剛度進(jìn)行計算。 (3)主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軋機(jī)執(zhí)行功能所必要的零部件的設(shè)計。 (4)總體設(shè)計 軋機(jī)的整體根據(jù)實際情況需要完善和改進(jìn)。 四、研究步驟、方法及措施 首先查閱文獻(xiàn)資料，從文獻(xiàn)資料中掌握一些關(guān)于小型軋鋼機(jī)的基本知識，確定研究方案。然后對研究方案進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行力能參數(shù)的選擇與計算；定出各零部件的尺寸形狀，用Autocad制作的裝配圖和零件圖。設(shè)計思路：在傳統(tǒng)的軋機(jī)理論基礎(chǔ)上進(jìn)行部分的改進(jìn)和創(chuàng)新。 研究工作進(jìn)度 第一階段（3月1號~3月14號），查閱資料和閱讀參考文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外軋機(jī)發(fā)展?fàn)顩r，確定研究方案及大體的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 第二階段（3月15號~3月30號），對選定方案進(jìn)行主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析，并計算相關(guān)的力能參數(shù)。 第三階段（3月31號~4月20號）總體設(shè)計，機(jī)械校核，繪制主要零件圖。第四階段（4月21號~5月5號），繪制軋機(jī)總體裝配圖。 第五階段（5月6號~5月10號），綜合考慮，檢查錯誤，撰寫論文。第六階段（5月10號~5月15號），制作畢業(yè)設(shè)計說明書，翻譯外文文獻(xiàn)，整理論文。 五、主要參考文獻(xiàn) 【1】洛陽礦山機(jī)械研究所.2300中板車間機(jī)械設(shè)備[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978：1，3，6-7. 【2】程志彥.軋鋼機(jī)和軋鋼技術(shù)的發(fā)展[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2005，15(13)：1-120. 【3】田勇，胡賢磊，王昭東，趙忠，王國棟.2500mm中厚板精軋機(jī)支承輥輥型優(yōu)化設(shè)計[J].鋼鐵研究學(xué)報,2006，18(10)：23-25 【4】汪曦，尚旭.中板精軋機(jī)機(jī)架的應(yīng)力分析[J].冶金設(shè)備，2008，(2)：33，47-49 【5】楊偉增，張彥章.天鋼3500mm中厚板生產(chǎn)工藝、裝備和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)[J].軋鋼.中國金屬學(xué)會2007年中厚板學(xué)術(shù)會議，上海，20071100.上海.中國金屬學(xué)會，軋鋼編輯部.20071100.101-106 【6】胡加洪.中厚板軋機(jī)厚度自動控制系統(tǒng)的研究.東北大學(xué)，碩士論文.20040201，1-83 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