1、2013届本科生毕业设计（论文）毕业论文课题名称HC轧机主体设计专业机械设计制造及其自动化班级091021B2学号0910211522学生姓名指导教师教研室机械与自动化工程学院2013年5月7日上海应用技术学院毕业设计（论文）任务书题目HC轧机主体设计学生姓名学号0910211522专业机械设计制造及其自动化任务起止日期2013年2月25日至2010年6月28日共18周一、课题的目的与要求通过本题目的研究和设计，使该学生得到市场调查、资料检索、机械设计、CAD软件应用、技术文件撰写等系统的工程师技能的综合训练。要求按照学院下发的“学生毕业设计手册”中的规定，认真完成毕业设计工作二、设计的技术要
2、求与参数（或论文的主要研究内容、目标）最大轧制力20000KN轧制力矩150MPA轧件Q195Q215Q235工作辊直径400MM来料规格124/7001250轧机辊数6要求轧机能自动要自动咬入轧件三、毕业设计（论文）应完成的具体工作1根据工艺要求完成本课题所有力能参数的计算2根据所得的数据完成主要零件的强度计算，以及相应的选材，热处理的选择3根据计算以及工艺需要对零、部件进行结构设计4按毕业设计要求完成所有的计算以及说明，应配以必要的插图5完成毕业设计说明书四、查阅文献要求及主要的参考文献黄华清轧钢机械冶金工业出版社邹家祥轧钢机械冶金工业出版社王邦文新型轧机冶金工业出版社成大先机械设计手册化
3、学工业出版社邓文英金属工艺学高教出版社五、进度计划22538毕业实习、调研，收集资料，查阅中外文文献，完成开题报告等工作。311322比较方案，确定方案，完成实习报告，外文翻译。322614完成计算及毕业设计说明书（论文）全部内容，完成所有图纸的绘制工作。614621计算说明书整理、打印，图纸打印、提交毕业设计论文等，学生准备毕业设计答辩，交光盘。621628准备答辩指导教师13年1月29日教研组主任（审核）年月日HC轧机主体设计摘要轧钢设备主要指完成由原料到成品整个轧钢工艺过程中所使用的机械设备。冷轧是生产冷轧板带钢材的主要成品工序，其生产的冷轧板带属于高附加值的钢材品种，是汽车、建筑、家电
4、、食品等行业所必需的原材料。本次课题中涉及的HC轧机主体设计，是对HC轧机的各个部分经过综合性的考量、各种方案比较后而进行设计的。目的是设计出可以改善板型的冷轧机。在本文中，首先介绍了轧钢、轧机及HC轧机的基本概念，接着分析了课题的目的及完成的目标，最后详细介绍了1450单架可逆式冷轧机的轧制力的计算过程、轧辊调整装置的选择及设计计算、压下螺丝螺母的设计计算和轧机机架的强度和变形计算等等。关键字冷轧机；轧制力；轧辊调整装置；轧机机架。THEMAINPARTDESIGNOFHCROLLINGMILLABSTRACTROLLINGEQUIPMENTMAINLYREFERSTOTHECOMPLETI
5、ONOFTHERAWMATERIALSTOFINISHEDTHEWHOLEROLLINGPROCESSUSEDINMACHINERYANDEQUIPMENTTHEPURPOSEOFTHISPROCESSISTOGETREQUIREDSHAPEANDSPECIFICATIONOFTHESTEELTHECOLDROLLINGISTHEMAJORPROCESSOFPRODUCINGCOLDROLLEDSTRIPSTEELSWHICHAREHIGHVALUEADDEDPRODUCTSANDTHENECESSARYRAWMATERIALSFORAUTOMOTIVE,CONSTRUCTION,HOMEAP
6、PLIANCES,FOODANDSOMEOTHERINDUSTRIESTHEMAINPARTDESIGNOFHITACHIHIGHCROWNCONTROLMILLCOVEREDINTHISPAPERISDEVISEDTHOUGHACOMPREHENSIVECONSIDERATIONANDACOMPARISONOFVARIOUSOPTIONSTHEPURPOSEOFTHISTOPICISTODESIGNAKINDOFCOLDROLLINGMILLWHICHCANIMPROVETHESHAPEOFTHECOLDROLLEDSTRIPSTEELSTHEPAPER,ATFIRST,INTRODUCED
7、THEBASICCONCEPTOFSTEELROLLING,STEELROLLINGMILLANDHCROLLINGMILLTHENITANALYZEDTHEPURPOSEANDOBJECTIVEOFTHETOPICFINALLY,INDETAIL,ITINTRODUCEDTHECALCULATIONPROCESSOFROLLINGFORCEOF1450SINGLEFRAMEREVERSIBLECOLDROLLINGMILL,THECHOICEASWELLASTHEDESIGNANDCALCULATIONOFROLLERADJUSTMENTDEVICE,SCREWDOWNANDSCREWNUT
8、,THERACKSTRENGTHANDDEFORMATIONOFTHECOLDROLLINGMILLANDSOMEOTHERPARTSOFTHECOLDROLLINGMILLKEYWORDSCOLDROLLINGMILLROLLINGFORCEROLLERADJUSTMENTDEVICETHERACK目录1绪论111轧钢的概念及其特点112轧制技术的分类及其特点113轧钢机械的概念114轧钢机的分类115HC轧机简介2151HC轧机概述2152HC轧机的结构原理2153HC轧机的主要优点216轧钢机及轧钢技术发展概况2161国外的发展情况3162我国的发展情况32课题内容介绍43轧制力能参数4
9、31轧制过程基本参数5311轧制原理基本知识5312轧制过程变形区及其参数5313绝对压下量和相对压下量5314弹性变形与塑性变形532轧制时接触弧上平均单位压力6321平均单位压力一般表达式6322冷轧带钢轧机平均单位压力计算公式8323MD斯通（STONE）方法114轧辊的调整装置1741轧辊调整装置的类型1842电动压下装置18421快速电动压下装置18422板带轧机压下装置1943压下螺丝及螺母设计计算21431压下螺丝21432压下螺丝设计计算22433压下螺母24434压下螺母设计计算26435压下螺丝的传动力矩及压下电机功率计算285轧钢机机架3051机架的类型30511闭式机架
10、30512开式机架3152机架主要结构参数3253轧机机架断面形状选择3454轧机机架材料的许用应力3455轧机机架强度计算3556轧机机架的变形计算4257轧机机架的倾翻力矩计算44571传动系统加于机架上的倾翻力矩45572水平力引起的倾翻力矩45573支座反力及地脚螺栓的强度计算466设计参数汇总497小结50致谢51参考文献52HC轧机主体设计11绪论11轧钢的概念及其特点轧钢是指将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节，是用轧机对钢锭或钢坯进行压力加工，以获得需要的形状规格和性能的钢材过程。用轧制方法生产钢材，具有生产率、高品种多、生产过程连续性强，易于实现机械自动化等优点。因此，它比锻造、
11、挤压、拉拔等工艺得到更广发的应用。目前，约有90的钢材都是经过轧制成材的。12轧制技术的分类及其特点在再结晶温度以下的轧制称为冷轧。在再结晶温度以上的轧制称为热轧。冷轧是以热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升，韧塑指标下降，冲压性能将恶化，因此冷轧只能用于简单变形的零件。但冷轧的钢材产品表面质量好，粗糙度低，并可根据需要赋予板带材各种特殊的表面；冷轧还可获得热轧不能生产的极薄带材；冷轧钢材尺寸精、厚度均匀、板型平直，性能好，有较高的强度和良好的深冲性能等；冷轧还可实现高速连轧，因此有很高的生产率。冷轧是生产冷轧板带钢
12、材的主要成品工序，其生产的冷轧板带属于高附加值的钢材品种，是汽车、建筑、家电、食品等行业所必需的原材料。用热轧的方法轧制钢材可以破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，并消除显微组织的缺陷，从而使钢材组织密实，力学性能得到改善。热轧的不均匀冷却会造成轧制后的钢材留有残余应力，残余应力会对钢材的变形、稳定性、抗疲劳性等方面产生不利的作用。此外热轧的钢材产品，对于厚度和边宽这不好控制。13轧钢机械的概念轧钢机械或轧钢设备主要指完成由原料到成品的整个轧钢工艺过程中使用的机械设备，一般包括轧钢机及一系列辅助设备组成的若干个机组。通常把使轧件产生塑性变形的机器称为轧钢机。轧钢机由工作机座、传动装置（接轴、齿
13、轮座、减速机、联轴器）及主电机组成。14轧钢机的分类轧钢机按用途可分为开坯轧机、型钢轧机、版带轧机、钢管轧机和特殊轧机。按轧辊在机座中的布置形式不同，轧钢机可分为具有水平轧辊的轧机、具有立式轧辊HC轧机主体设计2的轧机、具有水平轧辊和立式轧辊的轧机、具有倾斜布置轧辊的轧机以及其他轧机五大类。按轧钢机的布置形式分类，可分为单机架式、多机架顺列式、横列式、连续式、半连续式、串列往复式、布棋式等。轧钢机的布置形式是依据生产产品及轧机工艺要求来确定的，机座排列的顺序和数量的多少，构成了不通车间布局的特点。15HC轧机简介151HC轧机概述HC轧机是日本日立与新日铁公司于70年代初发明的新型六辊轧机。H
14、C是英文HIGHCROWNCONTROLMILL的简称，该轧机辊系由上下对称的三对辊组成，即工作辊、中间辊和支撑辊，其中中间辊可轴向移动，并配置液压弯辊装置，因此具有很强板形控制能力。目前这种新型轧机已广泛应用于冷轧、热轧及平整机生产中。由于其独特的板形控制能力,大压下率,节能和适宜轧制硬薄带钢等优点,在世界范围内迅速发展,到1996年世界各地共安装了413台HC轧机。1982年我国开始研究HC轧机,第1台于1985年试车成功。目前国内已有HC轧机达40台。152HC轧机的结构原理HC轧机是在四辊轧机的上、下工作辊与上、下支承辊之间各增加一个中间辊，共有六个轧辊，所以也称为六辊轧机，两个中间辊
15、同时可沿轧辊轴向相反方向移动，移动的结果达到如下效果1有害接触区被消除，故减少了工作辊的挠度，2减少了压力分布的不均匀性；3可选用较小的工作辊直径。另外，HC轧机使液压弯辊装置能更有效地发挥控制板形的作用，提高了板带材的横向厚度精度与板形平直度，避免了四辊轧机板形控制的局限性，这是板带轧机设计的一个进步。（工作原理见图11）153HC轧机的主要优点HC轧机的主要优点1HC轧机具有良好的板形控制能力，利用调整弯辊力及中间辊的轴向位移量，可获得最佳板形高质量带材；2带材边部减薄量少，收得率提高，由于HC轧机中间辊的轴向移动，从而可采用直径比较小的工作辊，使带材边部减薄量降低；3工作辊可不带原始凸度
16、，减少了磨辊、换辊次数及备用辊的数量；4节约能源HC轧机比四辊轧机能耗降低1020，提高产量和质量；5HC轧机可增大道次压下量从而减少轧制遭次，减少连轧机机架数量。16轧钢机及轧钢技术发展概况HC轧机主体设计3图11HC轧机工作原理图161国外的发展情况（1）工艺流程紧凑化、高效化轧钢的连续化生产和控轧控冷技术是20世纪钢铁工业标志性的技术进步。它和氧气转炉炼钢、精炼、连铸并列为推动钢铁工业技术进步的三大技术，为紧凑式生产工艺流程奠定了基础。（2）高新技术的应用德国非常重视钢铁工业的可持续发展，制定了包括下列内容的相关计划开发新钢种，生产满足用户要求的新性能材料；开发新的制造设备，板形自动控制
17、，自由规程轧制，高精度、多参数在线综合测试等，提高劳动生产率和成材率及连续化、自动化水平；开发新工艺，简化或缩短生产流程；回收利用副产品，如炉渣、泥浆、粉尘；保护环境，保护空气、水和土壤；节能，控制CO2排放量；废钢循环使用。轧机的控制已开始由计算机模型控制转向人工智能控制，并随着信息技术的发展，将实现生产过程的最优化，使库存率降低，资金周转加快，最终降低成本。162我国的发展情况HC轧机主体设计4（1）我国板带冷轧机使用现状我国拥有现代化四辊及六辊冷轧机108台，生产能力2100KT/A，二辊冷轧机约300台，生产能力450KT/A，总计冷轧板带生产能力2550KT/A截至2005年底，引进
18、轧机的生产能力为1000KT/A，中国四辊轧机的生产能力为2120KT/A，二辊轧机的生产能力为380KT/A，总计冷轧板带生产能力3500KT/A。有自制的辊宽800MM的四辊铝板带冷轧机约150台，其中1400MM级的达65台，占总数的432006年全国投产的冷轧机26台，形成板带生产能力725KT/A，是投产能力最多的一年。另外，2006年在建的冷连轧生产线有2条，四辊及六辊单机架不可逆式冷轧机13台，总生产能力1750KT/A。（2）机组设备布置紧凑，总体功能齐全，整机自动化程度提高现代化板带冷轧机的轧制形式均为不可逆轧制，配有卷材自动运输装置。20世纪末至21世纪初年设计的机组中，同
19、时配备了带卷自动测量和上卷自动对中装置，可实现上卸卷的自动化操作，使操作强度逐步降低，提高成品率，增加竞争能力。（3）轧制速度提高，单机产能增加前些年的国产板带冷轧机，最大轧制速度由原来的300M/MIN提高到近800M/MIN，随着板型自动控制系统的投入，最高轧制速度不断提高，达到1200M/MIN，但来料厚度较大，单机产量较低，单机产能由最初的75KT/A提高到现在的40KT/A，但轧制速度与国外相比，仍有一定的差距，单机产能也有较大差距。（4）整机国产化程度提高，设备维护方便随着国产装备业的发展，国内配套能力进一步提高，国产冷轧机以前主要靠引进的检测元件或控制系统逐步被质优价廉的国产元件
20、或系统代替如厚度自动控制系统（AGC）、带材自动纠偏控制系统（EPC）、X射线测厚仪、板型自动控制系统（AFC）等。同时，由于国产化的提高，设备维护费用越来越经济，产品更具竞争力。2课题内容介绍HC轧机主体设计，是对HC轧机的各个部分经过综合性的考量、各种方案比较后而进行设计的。主要争对轧机部分力能参数计算、机架强度计算和设计、机架的结构设计、以及其它零部件设计以及计算，如机架、压下装置的选择、压下螺丝和压下螺母的设计等等。在设计中要考虑到机架的选材、加工方法和工艺、热处理方法以及最后的装配问题。通过正确的设计计算，以及不断的修改认证，最终完成对冷轧机主体部分的合理的设计。3轧制力能参数轧制压
21、力、轧制力矩和电动机功率这三个力能参数是标志轧钢机负荷的主要参数。在设计新型轧钢机时，为了计算零部件强度必须计算这些参数。在合理安排工艺、安全使用HC轧机主体设计5设备以及充分发挥设备能力来满足扩大品种和强化轧制过程时，也要正确确定各种具体生产条件下的轧制压力、轧制力矩和电动机功率。因此，对于设计新轧机或在生产中充分发挥轧钢机潜力，精确确定这些参数是十分必要的。31轧制过程基本参数311轧制原理基本知识在一般的轧制过程中，轧件只是在一对工作辊中受到压力而产生塑性变形。为了便于研究，一般都以简单的（即理想的）轧制过程作为研究的开端。具有下列条件的炸制过程称为简单轧制过程1）两个轧辊都驱动；2）两
22、个轧辊直径相等；3）两个轧辊转速相同；4）被轧金属作等速运动；5）被轧金属上除轧辊施加的力以外，无任何其他作用力；6）被轧金属的机械性质是均匀的。然而，在轧制时，要想得到理想的轧制过程是很难办到的。312轧制过程变形区级其参数变形区是指轧件在轧制过程中直接与轧辊相接触而发生变形的那个区域，如图31所示，其基本参数为图31变形区几何图形错误未找到引用源。、错误未找到引用源。轧制前、后轧件高度（厚度），MM；错误未找到引用源。轧制前后轧件的平均高度，MM，错误未找到引用源。错误未找到引用源。错误未找到引用源。压下量（绝对压下量），MM,错误未找到引用源。、错误未找到引用源。轧制前、后轧件宽度，MM
23、；错误未找到引用源。、错误未找到引用源。轧制前、后轧件长度，MM；L接触弧水平投影长度，MM，可近似认为错误未找到引用源。HC轧机主体设计6D、R轧辊直径、半径，MM。313绝对压下量和相对压下量轧制时，以绝对压下量表示轧件高度方向的变形，即轧制前后轧件高度的差值错误未找到引用源。（31）绝对压下量与轧件原始高度之比值称做相对压下量或变形程度，用符号错误未找到引用源。表示，则错误未找到引用源。（32）314弹性变形与塑性变形物体在外力或内力作用下产生变形，当去掉使物体发生变形的力后，变形即行消失，此种变形称为弹性变形。弹性变形时应力与应变之间关系可用高次曲线表示23KKEEE（33）式中，为应
24、变，为应力，E为弹性模数，K为系数。在工程运用时，一般忽略高次项，只取第一项为其近似式E（34）当使物体发生变形的力消失之后，物体仍不能回复原来的形状，所保留下来的变形称为塑性变形。一个物体受力后，首先是发生弹性变形，而后随着外力增大到一定值之后，变由弹性变形过渡到塑性变形。所以，在塑性变形中一定有弹性变形存在。32轧制时接触弧上平均单位压力321平均单位压力一般表达式图33表示了有前后张力轧制时轧件变形区内各点的应力状态。在轧制过程中，轧件在轧辊间承受轧制力而发生塑性变形。轧件塑性变形时体积不变，变形区的轧件在垂直方向产生压缩，在轧制方向产生延伸，在横向产生宽展，而延伸和宽展到接触面上摩擦力
25、的限制，使变形区中部呈三向压应力状态。在有前后张力轧制时，靠近入口和出口处，由于张力的作用，这两处金属呈一向拉应力两向压应力状态。HC轧机主体设计7图32有前后张力轧制时轧件变形区内各点应力状态在一定的应力状态下，轧件是否产生塑性变形，必须用塑性方程式来判别。塑性方程式的简化形式为13（35）式中轧件的金属变形阻力，它只决定于材料种类（化学成分）及变形条件（变形程度、变形温度、变形速度），而与应力状态无关。1最大主应力；3最小主应力；表示中间主应力2的影响系数。当21或23时，1，当1322时，1155，由此可知，中间应力影响系数值在115范围内变化。板带轧制时，取115。在轧制时，1为垂直方
26、向主应力，近似地可看作轧件与轧辊接触弧上的单位压力。3为水平方向主应力，其大小决定于接触弧上的摩擦力和前后张力。2则为轧件宽展方向的主应力。由于各点的2、3值不同，接触弧上单位压力1分布不均匀。为了便于计算，一般均以接触弧上单位压力的平均值（平均单位压力MP）来计算轧制力。平均单位压力MP的一般表达式为HC轧机主体设计8MPNKNNNK（36）式中N应力状态影响系数，包括外摩擦、外区（变形区以外的金属）和张力三个影响因素；N考虑外摩擦对应力状态的影响系数；“N考虑外区对应力状态的影响系数；“N考虑张力对应力状态的影响系数。在大多数情况下，外摩擦对应力状态的影响是主要的，而大部分计算平均单位压力
27、的理论公式主要是计算N的公式。322冷轧带钢轧机平均单位压力计算公式冷轧带钢轧机轧制的主要特点是（1）轧件宽度比厚度大得多冷轧带钢轧机的轧件尺寸更接近于推导理论公式时所做的假设，即宽度比厚度大得多，宽展很小，可认为是平面变形问题。（2）采用大张力轧制冷轧带钢一般都采用较大的前后张力轧制，其单位张应力一般取（0305）S。由于采用大张力轧制，因而计算冷轧平均单位压力时，必须考虑张力的影响。根据上述轧制特点，冷轧带钢轧机平均单位压力的一般表达式“115MPNN37在计算冷轧带钢轧机的平均单位压力时，还必须考虑以下三个问题（A）轧辊弹性压扁的影响由于冷轧带钢较薄较硬，因此接触弧长上的单位压力较大，使
28、轧辊在接触处产生压扁现象，加长了接触弧的实际长度。由于接触弧长度的加大，势必增强轧辊与轧机接触面上摩擦力的影响，从而使单位压力加大。（B）轧件加工硬化的影响由图33图35可见，冷轧时轧件的变形阻力曲线和公式NA，只与轧件的加工硬化（变形程度）有关。HC轧机主体设计9120A；210MN2；3A2；4FE；508F；6A1图33低碳钢及低合金钢的变形阻力曲线165MN；2T12；3T10；4T8A图34高碳钢及弹簧钢的变形阻力曲线HC轧机主体设计1011CR18NI9T；28CRV；330CRMNSI；425CRMNSIA图35合金钢的变形阻力曲线因此，冷轧各道次的变形阻力的计算不仅与本道次的变
29、形程度有关，而且与退火后在轧制该道次前的各道次的总变形程度有关。0和1可分别根据本道次轧前（入口处）的总变形程度0和轧后（出口处）的总变形程度1在轧件的变形阻力曲线中求出。0和1分别为00HHH（38）11HHH（39）式中H退火状态坯料的原始厚度；0H本道次轧前轧件厚度；1H本道次轧后轧件厚度。平均总变形程度M用下式计算，01MAB（310）式中A系数，一般取02504A；B系数，一般取06075B。HC轧机主体设计11在选取系数A和B时，A与B之和必须等于1。一般取04A，06B。计算冷轧带钢轧机平均单位压力常用的公式有斯通（MDSTONE）公式和勃兰特福特（DRBLANDHFORD）公式
30、。在本次课题中，我选用了斯通公式作为计算冷轧带钢轧机平均单位压力的公式。323MD斯通（STONE）方法斯通在研究冷轧薄板的平均单位压力计算问题时，考虑到轧辊直径与板厚之比甚大，以及由于冷轧时轧制压力较大，轧辊发生显著的弹性压扁现象，近似地将薄板的冷轧过程看作为平行平板间的压缩（图37），并假设接触表面上的摩擦力符合于摩擦定律。在变形区内作用有法向压力XP，摩擦力XT，及水平应力X和平均张应力M。以变形区内小单元体为平衡条件，有20XMXXMXXHDHD（311）2XMXDHTDX312因XXPK故XXDPD（313）根据假设为滑动摩擦，摩擦系数为U，则XXTUP（314）图36变形区中单元体
31、应力图HC轧机主体设计12把式313、314带入式312，得2XXXMDPUDPH（315）积分式315，得12LNXMUPXCH（316）假定在轧件的入口和出口断面上作用有水平张应力M012M式中0、1入口和出口断面上实际张应力值。由入口处的边界条件（当/2XL）XMPK（317）带入式316不难求得积分常数1C12LNMMULCKH（318）再将式318带入式316，得222LNLNXMMMLUUPKHH22MULXHXMPKE（319）接着可以求平均单位压力PM。设轧件宽度为B，则轧制力为/2/21MLLHMMXLBKHPBPDXE（320）平均单位压力为1MLHMMMPEPKLBLH（
32、321）设MHLX，则式321可写成HC轧机主体设计131XMMMEPKKMX（322）式中SK151，考虑加工硬化时，011152SSK；0S、1S轧制前后轧制材料的变形阻力；L考虑轧辊弹性压扁后的接触弧长度；轧件与轧辊间的摩擦系数，主要根据轧制条件确定，表31、32给出的数据可作参考；M考虑轧辊弹性压扁接触弧加长对单位压力的影响系数（或称压力增加系数PMF）1,XEXMLMXH根据赫奇可克公式2200LLXX2081MMRXPCPE式中R轧辊半径；E轧辊弹性模数，对于钢轧辊E2100MPA；泊松比，对于钢轧辊03；C常数，281CRE，对于钢轧辊95000RCMM3/N。将X0代入公式22
33、00LLXX，经整理后222MMMMMMLLCCPPHHHH（323）将式319代入式321经过整理变换后，得1022012115122MLSSHMMMLLCEHHH（324）令MHLX,HC轧机主体设计141001211522SSMCYH20122MMLCKYZHH则式（324）可写为1XXEYZ表31冷轧低碳钢时的摩擦系数润滑油摩擦系数无润滑油009煤油润滑008乳化液005表32冷轧时的摩擦系数润滑油轧制速度/（错误未找到引用源。）乳化液014012010矿物油012010010009008006棕榈油008006005003根据此式以Y为右边坐标、Z为左边坐标、X为中间曲线坐标，做成诺
34、模图，如图37所示。根据原始条件，可算出Z与Y的数值，并在图37左、右坐标上找到相应的两点，以直线连接之，此直线与图37中间曲线相交即为所求的X值。当直线与曲线出现两个交点时（即得到两个X值），此时需进行判别，舍去不合理的，选择其中一个合理的X值。根据图37求得的X值，再由计算求出M，就可按式322计算出平均单位压力。HC轧机主体设计15图37决定压扁后接触弧长度诺模图324平均轧制压力的计算步骤及结果根据已知条件，要求轧件厚度由38MM经过轧制后变为08MM。将这一厚度变化均分为6次轧制过程，即38MM33MM、33MM28MM、28MM23MM、23MM18MM、18MM13MM、13MM
35、08MM。本次设计的轧机轧制的轧件材料为Q195、Q215、Q235，如图31所示，以下以第五次轧制计算为例设计步骤设计内容设计结果1轧制前、后总压缩率错误未找到引用源。5263HC轧机主体设计162）根据0、1查图333根据考虑加工硬化的情况，计算K4计算图37所示诺模图右侧纵坐标Y错误未找到引用源。轧制前总高度，错误未找到引用源。第五道轧制前高度，错误未找到引用源。第五道轧制后高度错误未找到引用源。660MPA,错误未找到引用源。720MPAC为一常数，它决定于轧辊的材质和尺寸，C用下式计算R轧辊半径，200RMM；E轧辊弹性模量，对于刚轧辊52110EMPA；泊松比，对于刚轧辊03。将E
36、和值代入上式，则对于刚轧辊错误未找到引用源。错误未找到引用源。查表31得错误未找到引用源。根据任务书的要求，课题中设计的轧机为单机架可逆式冷轧机，故错误未找到引用源。将上述计算得出的各值代入轧辊弹性压扁前的接触弧长度L错误未找到引用源。6579错误未找到引用源。660MPA,错误未找到引用源。720MPAK7935MPAC错误未找到引用源。HC轧机主体设计175计算出图37所示诺谟图中左侧纵坐标值Z6根据图37求X7求出平均单位压力错误未找到引用源。8求出考虑轧辊弹性压扁后的接触弧长错误未找到引用源。9将此错误未找到引用源。值代入式错误未找到引用源。后就可以求出轧件与轧辊接触面积在水平方向的投
37、影错误未找到引用源。及轧制力错误未找到引用源。根据计算所得的Z和Y值，在图37左侧和右侧纵坐标上找到相应的两点，以直线连接这两点，此直线与图37中曲线的交点即为所求的X值，X039错误未找到引用源。错误未找到引用源。取轧件的轧前轧后平均宽度Y0113Z0104X039错误未找到引用源。MPA错误未找到引用源。MM错误未找到引用源。1280MM根据以上计算步骤，同理可以求得错误未找到引用源。4轧辊的调整装置41轧辊调整装置的类型轧辊调整装置的作用是HC轧机主体设计18（1）调整轧辊水平位置，即调整辊缝，以保证轧件按给定的压下量轧出所要求的断面尺寸；（2）调整轧辊与轧道水平面间的相互位置，在连轧机
38、上，还要调整各机座间轧辊的相互位置，以保证轧线高度的一致（调整下辊高度）；（3调整轧辊轴向位置，以保证轧辊在机座中对中及保证有槽轧辊对准孔型；（4）在板带轧机上调整轧辊辊型，其目的是减小板带材的横向厚度差并控制板形。根据各类轧机的工艺要求，轧辊调整装置可分为上辊调整装置、下辊调整装置、中辊调整装置、立辊侧压下调整装置和特殊轧机的调整装置。上辊调整装置也称压下装置，它的用途最广，安装在所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上。压下装置有手动的、电动的或液压的。下辊调整装置用在板带轧机和三辊型钢轧机上，有手动的也有电动的。其作用是是轧辊对准轧制线。中辊调整装置用在三辊轧机上。在中辊固定的轧机上、中辊用斜
39、锲手动微调。在下辊固定轧机上（如三辊劳特轧机），中辊交替地压向上辊和下辊。其传动方式有电动、液压及升降台联动等多种形式。立辊调整装置设置在立辊的两侧，用来调整立辊之间的距离，一般都是电动的。其结构和电动压下类似。42电动压下装置电动压下装置是最常见的上辊调整装置，它通常包括电动机、减速机、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器，球面垫块和测压仪等部件。在可逆式板轧机的压下装置中，有的还装有压下螺丝回松机构，以处理卡钢事故。压下装置的结构与轧辊的移动距离、压下速度和动作频率等有密切关系。电动压下装置一般可分为快速电动压下装置和板带轧机压下装置来两大类。421快速电动压下装置快速电动压下装置，
40、一般用于上轧辊调节距离大、调节速度快（1/VMMS），以及调节精度不高的轧机上，如多用于除渣机、板坯轧机、万能轧机等。快速压下机构较多的还是采用卧式电动机，传动轴与压下螺丝垂直交叉布置，这种形式中常见的布局是圆柱齿轮和蜗轮副联合传动压下螺丝。它的优点是能够采用普通卧式电动机、结构较紧凑。在采用球面蜗轮副或平面蜗轮副以后，传动效率显著提高。如图41所示。HC轧机主体设计191压下涡轮副；2压下电动机；3差动机构；4差动机构传动电动机；5极限开关；6测速发电机；7自整角机；8差动机构蜗杆；9左侧太阳轮（伞齿轮）；10右侧太阳轮（伞齿轮）图411700热连轧四辊可逆粗轧机压下装置传动示意图快速电动压
41、下机构调整时不带负荷，即不“带钢”压下。压下电动机的功率一般均按空载压下考虑选用。快速电动压下装置在生产中常遇到两个问题。一是压下螺丝的卡钢堵塞事故。卡钢时，轧件对轧辊的压力很大，压下电机无法启动。为解决这一问题，在一些中厚板轧机上增设了回松机构。如图41所示的压下传动系统，即是利用差动机构来回松压下螺丝，生产中常遇到的另一个问题是压下螺丝的自动旋松问题。422板带轧机压下装置冷、热轧板带轧机的电动压下速度在00210MM/S范围内（有时，压下速度也可达到3MM/S）。由于压下速度的绝对值较小，过去曾称它为“慢速压下机构”。但是这个名称并没有反映出板带轧机压下机构的特点。事实上，在现代化的高速
42、轧机上，为实现带钢的厚度自动控制，需要压下机构以很高的速度对轧辊位置（辊缝）做微量调整。板带轧机的轧件即薄又宽又长，并且轧制速度快、轧件精度要求高，这些特征使压下装置具有以下特点1）轧辊调整量较小；2）调整精度高；3）经常的工作制度是“频繁的带钢压下”。4）必须动作快，灵敏度高。5）轧辊平行度的调整要求严格。六辊轧机的电动压下大多采用圆柱齿轮蜗轮副传动或两级蜗轮副传动的形式，这两种传动形式可以有多种配置方案。图42示出了六种配置方案。HC轧机主体设计20图42板带轧机电动压下装置配置方案简图图（42B）是由电动机直接带动以及蜗轮蜗杆传动的，多用于小型窄带钢轧机；（图42A、42D、42E）是圆
43、柱齿轮蜗轮副传动；（图42C、42F）是两级蜗轮传动，结构较紧凑，传动比可达10002000。近年来使用球面蜗轮副和平面蜗轮副，使传动效率和承载能力大大提高，且传动平稳使用寿命长。根据对本次课题的要求的分析，在此次课题中将选用单电机的板带轧机压下装置，具体的布置形式见图43所示。1球形垫块；2上支承辊轴承座；3下压装置；4位置传感器；5压下电机；6减速器图431450六辊可逆冷轧机压下系统HC轧机主体设计2143压下螺丝及螺母设计计算431压下螺丝压下螺丝一般由头部、本体和尾部三个部分组成。头部与长轧辊轴承座接触，承受来自辊颈的压力和上辊平衡装置的过平衡力。为了防止端部在旋转时磨损并使上轧辊轴
44、承具有自动调位能力，压下螺丝的端部一般都做成球面形状，并与球面铜垫接触形成止推轴承。A凸形；B凹形；C装配式凹形图44压下螺丝的止推端部压下螺丝止推端的球面有凸形和凹形两种。老式的结构多是凸形（图44A）这种结构形式在使用时使凹形球面铸铜垫承受拉应力，因而铜垫易碎裂。改进后的压下螺丝头部做成凹形（图44B），这时，凸形球面铜垫处于压缩应力状态，提高了铜垫的强度，增强了工作的可靠性。压下螺丝头部也可做成装配式（图44C）。增大球面止推轴颈是为了增大端面的摩擦阻力矩，防止螺丝的自动旋松。这种结构用在自锁能力差的初轧机上。在带钢轧机上，由于“带钢压下”，为了减小压下电机功率和增加启动加速度，目前，大多数用滚动止推轴承代替滑动的止推铜垫。压下螺丝的本体部分带有螺纹，它与压下螺母的内螺纹配合以传递运动和载荷。压下螺丝的螺纹有锯齿形和梯形两种（图45）前者主要用于快速压下装置；后者主要用于轧制压力大的轧机（如冷轧带钢轧机等）。压下螺丝多数是单线螺纹，在初轧机等快速压下装置中有时采用双线或多线螺纹。压下螺丝的尾部是传动端，承受来自电动机的驱动力矩。尾部断面的形状主要有方形、花键形和圆柱形
