文档介绍：课题:2050热带钢连轧R2压下系统设计
压下装置是轧机的重要结构之一,用于调整辊缝,其结构设计的好坏,直接关系着轧件的产量与质量。
电动压下是压下装置中常用的传动方式,通常包括:电动机、传动系统减速机构、压下螺丝和压下螺母等部件。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都有密切的关系。
首先根据2050R2热连轧机的数据进行所涉课题的分析及计算方法探讨,然后在此基础上,确定本课题的结构设计与理论计算方法。
压下装置传动方案的选择
计算轧制力(用Sims公式)
电机的计算与选型
压下装置主要零部件的设计与校核
压下机构的维护维修与润滑
压下装置传动方案的选择
结构形式:
四辊轧机电动压下一般采用圆柱齿轮——蜗轮蜗杆,或二级蜗杆传动形式,后者速比大。还有采用行星齿轮减速的,速比大但结构复杂,制造较困难。经综合考虑各因素,确定采用二级齿轮传动和一级蜗杆传动,结构简单紧凑,采用一对蜗轮蜗杆传动,能实现较大的传动比。其中齿轮对两边的小齿轮相同,中间的大齿轮为过桥齿轮亦即过渡齿轮,它不影响主、从齿轮的齿数比,同时又使主、从齿轮转向相同。
此2050热连轧机电动压下方案适合厂房空间及日后点检定修,安装调试。
所采用的压下传动系统如下图所示:
计算轧制力(用Sims公式)
以下介绍奥洛万方程的西姆斯解法;
1、基本假设:
变形区为粘着, tx为常数 tx =τ=k/2
水平力 Q=hθ(pθ-πk/4)
接触弧为抛物线:
hθ=h1 +Rθ2=>dhθ/dθ=2Rθ
2、简化与积分,求沿接触弧压力分布pθ
当θ较小时:sinθ≈θ,cosθ≈1; 简化公式为:
dQ/dθ= 2R pθθ±Rk
γ——临界角,又称之为中性角。为轧制时前滑区及后滑区的分界。
根据u、ln(h0/h1)和轧制温度,由低碳钢变形阻力曲线查得屈服极限σ=100MPa
总轧制力P:
电机的计算与选型
在计算压下电机时要用到压下螺丝/螺母的一些相关参数,故在电机的计算中应先计算压下螺丝/螺母,顺便对它们进行强度校核。
压下螺丝的计算
外径d:
即取压下螺丝螺纹外径取d=540mm
为实现快速压下要超出一般范围,取螺距t=40mm
螺纹升角α=arctan(t/πd)=°
在校核压下螺丝强度时,先算出它的许用应力,再算出实际应力,最后对这两个值进行比较。
压下螺丝材料的许用应力[σ]=σb/n
压下螺丝的实际应力σj
压下螺母的计算
外径D:D=(~)d 取D=920mm
高度H:H=(~2)d 取H=800mm
螺纹工作圈数n:由H=nt得
n=H/t=800/40=20
在校核压下螺母强度时,要校核两次。先用螺纹挤压强度来校核压下螺母高度H,再用压下螺母接触面的挤压强度来校核压下螺母外径D 。但过程同样是预选许用应力,算出实际应力,再对二者进行比较。
螺纹受力面上的单位挤压应力p:
压下螺母接触面上的单位压力p:
在对压下螺丝螺母的计算结束后开始计算电机
压下电机转速n=60v·i/t=962r/min
故取n=1000r/min
机械效率η:
被平衡件包括支承辊、工作辊和压下螺丝
故被平衡件总重m:
作用在一个压下螺丝上的力P=(~)G