冷轧机换辊台车设计.zip

辽宁科技大学本科生毕业设计I摘 要本文叙述了鞍钢 2150 冷轧板带钢生产线精轧机换辊小车的设计情况,辊系小车的驱动方式原为链条拖动和液压缸驱动的棘轮机构共同作用,步骤烦琐,换辊时间长,改为动力小车直接驱动后,缩短了换辊时间,提高生产效率。本文概述了换辊小车的国内外发展情况及其发展方向。 主要进行 PC 轧机换辊小车的设计。利用电机提供动力，使减速器输出轴上的链轮在固定链条上滚动，从而使小车在轨道上运动。利用液压缸使拉出钩绕销轴转动，进行挂钩或推钩，从而使工作辊拉出或推进。最终实现换辊工作。在设计过程中进行了换辊小车的传动方案、工作原理、润滑及环保与经济性分析，重点进行换辊小车的结构设计、工作参数的选择、电动机的选择及计算，设计中主要零部件的计算及校核。在参阅相关资料并借鉴前人经验的基础上，通过对换辊小车的设计及分析，各项技术均满足要求，本设计具有一定的实际应用价值。关键词：换辊；辊系小车；链条；棘轮机构；动力小车ABSTRACTIn this paper, the rolling car design of finishing mill on Anshan steel 2150 hot-rolled strip steel plate production line was presented. According original designed, roll changing car was moved by a chain system and a ratchet system. The process was too complicated and it spends a lot of time on roller changing. After it was redesigned, roller changing time was shortened and efficiency was highly improved. 辽宁科技大学本科生毕业设计IIThis paper outlines the development of domestic and international situation of the rolling car and its development direction. I mainly designed rolling car for PC main roller mill. It used motor to provide electrical power so that sprocket on the output shaft of reducer can roll on the sprocket fixed chain. So rolling car could move along the orbit. It uses hydraulic cylinders to pull hook around the pin rotation, or push or pull hook, so that pulled out or push in the work roll. Rollers changed work could be eventually realized. In the process of designing a car, the driven scheme design, working principle statement, lubrication and environmental protection and economic analysis have been done. The paper mainly focuses on the structural design of car, the choice of motor and working parameters, the calculation and verification of the main components.On the basis of consulting the relevant materials and using forefathers experience for reference, through the design and analysis of rolling car, every indicators reaches the demands, this design has a certain value in actual using. KEYWORDS：Roll changing；Car of roll set；Chain；Ratchet system；Driving car 辽宁科技大学本科生毕业设计0目 录摘 要摘 要.IABSTRACT.II第 1 章 绪论.11.1 换辊小车的概述.11.1.1 换辊小车的用途.11.1.2 换辊小车的类型.11.1.3 换辊小车的动力结构.21.2 国内外对换辊小车的研究.31.3 课题的背景及意义.51.4 本文主要研究工作.6第 2 章 总体方案设计与选择.82.1 换辊小车的驱动方案设计与选择.82.1.1 传动方案设计.82.1.2 电机的选择.92.2 链轮与液压缸的选择.92.2.1 链轮的选择.92.2.2 液压缸的选择.92.3 本章小结.10第 3 章 传动系统的设计计算.113.1 原始数据.113.2 换辊小车所需驱动力计算.113.3 电机的选择.123.3.1 选择电机的结构形式.123.3.2 选择电机的容量.123.3.3 电机的校核.133.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比.143.4.1 传动装置总传动比.143.4.2 分配减速器的各级传动比.14辽宁科技大学本科生毕业设计13.4.3 各轴的运动和动力参数.143.5 本章小结.15第 4 章 主要零部件的选择、设计和校核.164.1 蜗轮蜗杆的设计与校核.164.1.1 选择蜗杆传动类型.164.1.2 选择材料.164.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计.164.1.4 蜗杆与蜗轮主要几何尺寸计算.184.2 齿轮的设计与校核(一).204.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.204.2.2 按齿面接触强度设计.204.2.3 按齿根弯曲强度设计.234.2.4. 几何尺寸计算.244.3 齿轮的设计与校核(二).254.3.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.254.3.2 按齿面接触强度设计.254.3.3 按齿根弯曲强度设计.284.3.4. 几何尺寸计算.294.4 轴的设计及其校核.304.4.1 选择轴的材料并确定其机械性能.304.4.2 轴上的功率4P,转速4n和转矩4T见(3.4.3).304.4.3 求作用在齿轮上的力.304.4.4 初步确定轴的最小直径.314.4.5 轴的结构设计.314.4.6 求轴上的载荷.324.4.7 按弯扭合成应力校核轴的强度.344.4.8 精确校核轴的疲劳强度.354.5 滚动轴承的选择及其寿命计算.394.5.1 滚动轴承的选择.394.5.2 滚动轴承的寿命计算.394.5.3 滚动轴承装置的设计.414.6 联接电机与减速器的联轴器选择.414.6.1 类型选择.414.6.2 载荷计算.424.6.3 型号选择.424.7 键联接的选择及强度校核.434.7.1 键联接的功能及结构型式.434.7.2 键的选择和键联接的强度计算.434.8 花键联接的选择及强度校核.444.8.1 花键的选择.444.8.2 校核花键联接的强度.44辽宁科技大学本科生毕业设计24.9 链轮链条的选择.454.9.1 链条的选择.454.9.2 链轮的选择.454.10 液压缸选择.474.10.1 供油压力sp的选择.474.10.2 计算负载力.474.10.3 计算液压缸主要结构参数.484.11 本章小结.49第 5 章 润滑方法的选择.505.1 润滑.505.1.1 齿轮.505.1.2 轴承.505.1.3 减速器.505.2 添加剂.505.3 润滑方法.515.4 本章小结.51结 论.57参考文献.58致 谢.60辽宁科技大学本科生毕业设计0第 1 章 绪论第 1 章 绪论轧辊磨损后,几何尺寸和辊型都将发生变化。为了保证轧材质量，必须及时更换轧辊。 轧制速度的提高， 加速了轧辊的磨损， 使轧辊的更换次数愈来愈频繁。一般带钢冷连轧机粗轧机工作辊每隔 3-7 天需更换一次， 支撑辊每隔 15-30 天更换一次；精轧机的工作辊大约 3-8 小时需更换一次，支撑辊 7-15 天更换一次；带钢冷连轧机的工作辊至少每班要更换一次，支撑辊大约 7-15 天更换一次。缩短换辊时间有利于保证产品质量、减少停机时间、提高轧机作业率、增加产量和降低成本，因此，近年来换辊装置有了很大发展。1.1 换辊小车的概述1.1.1 换辊小车的用途在轧钢生产中，为了确保轧材的质量要求，当轧辊被磨损、破坏及产品规格品种更换时，都应及时地通过换辊小车把轧辊更换掉，以满足轧材的质量与品种规格要求。根据不同的工作条件，换辊小车可以分为多种类型。1.1.2 换辊小车的类型板带轧机所采用的工作辊换辊装置种类繁多,其中换辊小车可分为推拉式电动换辊小车和液压式换辊小车等等。推拉式电动换辊小车:冷连轧精轧机采用的换辊小车由一台直流电动机、经离合器、减速器及链轮，与固定在两轨道中间铺板上的固定链条相啮合，从而驱动小车在轨道上前后移动。小车上装有气动锁钩，用来钩挂工作辊轴承座。并设有导向轮，起侧面导向作用。液压式换辊小车:v 工作辊组的挂钩和脱钩装置包括换辊液压缸活塞杆前端的挂钩和换辊车上的脱钩装置两部分。挂钩前，活塞杆带着挂钩处于中间位置。辽宁科技大学本科生毕业设计1横移小车带着新工作辊组横移到换辊位置，推拉机构活塞杆推着挂钩前进，随动轮与曲臂顶面接触而使挂钩头部抬起。然后，脱钩装置的电液推进器退回，曲臂下降，挂钩头部下落，构住轴承座上的凸块。脱钩的过程与上述挂钩过程相反。1.1.3 换辊小车的动力结构下面以推拉式换辊小车为例，对换辊小车的结构进行简单的分析。换辊小车的结构如图 1.1 所示，主要由电机减速器、驱动链轮、固定链条、车轮轨道及接头等几部分组成。电机减速器 ： 它是换辊小车的驱动减速装置， 它由电机和减速器两部分组成。电机给换辊小车提供动力,使换辊小车能够在链条轨道上运动。减速器控制换辊小车的运行速度,使换辊小车按照换辊的要求运动。驱动链轮 ： 该链轮安装在减速器的输出轴上， 通过驱动装置使驱动链轮转动，使其在固定链条上滚动，从而使换辊小车在轨道上往复运动。固定链条：此链条固定在两车轮轨道中间的铺板上,驱动链轮在其上面滚动,使换辊小车按照规定的方向运动。图 1.1 换辊小车结构简图车轮轨道：换辊小车上的四个小车轮在此轨道上运动,该轨道承载着小车和支撑辊的全部重量。接头：又称气动锁钩。在液压装置的驱动下可以饶着固定轴上下换位，来推（拉）工作辊轴承座，进行换辊。推拉式换辊小车的结构简单，安装和维护比较方便。正确的选择固定链轮及固定链条，能适当延长链轮配合的寿命。因此，推拉式换辊小车得到了比较广泛的应用。辽宁科技大学本科生毕业设计21.2 国内外对换辊小车的研究目前，随着科学技术的迅猛发展以及考虑到对能源的节省利用、对生产成本的降低等因素的影响， 国内外大部分的钢铁公司也正不断的对换辊小车的技术性能和结构参数进行改进。使其结构更加合理，安装更加方便，费用更加低廉。近几年来，各国政府对钢铁企业给予了高度的重视和基金的资助。目前，国内对换辊小车所进行的研究仅限于对传统的行进机构的改造， 而只有少数的企业对换辊小车的驱动装置进行根本的改造。 莱钢大型型钢生产线粗轧机及其换辊装置由德国公司设计，经国内转化于 2005 年 9 月投入生产，换辊采用整体换辊方式。换辊系统的辊系