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鞍山科技大学本科生毕业设计论文 第1 页 1700冷轧机组卷取机设计 1 绪论 1.1选题的背景和目的 卷取机的设计除了按一般机械设计程序进行机构和强度设计外尚有几个与工艺和操作有关特殊问题。
如机构选择、主要参数确定、卷筒压力计算和张力、调速、卷取质量等。
卷取机的结构形式的选择热带钢卷取机装在热带钢轧机的后面地下式卷取机一般三辊式成形辊布置多支点棱锥型卷筒。
冷轧带钢卷取机安装冷轧机组、平整机组外广泛用于各类纵切和横切精整机组、重卷机组和酸洗机组的不同部位以满足不同的工艺要求。
在可逆式冷轧机上轧制时带钢张力由卷取机产生因而这种卷取机要承受很大的张力宽带钢的张力可达400500千牛特别多辊轧机轧制合金薄带材时带钢对卷取机的径向压力极大长期以来多采用带钳口的实心卷筒。
再设置重卷机组倒卷多采用八棱锥无缝隙卷筒以防止卷筒损坏坯带材表面。
冷带钢卷取机是冷轧生产的重要设备。
通过卷取机将带钢卷成钢卷以便贮存和运输。
卷取机的设计为解决针对工艺和操作有关特殊问题背景下进行的。
其目的是确定合理的主要参数。
通过综合分析选择正确的机构按工艺要求确定张力的大小计算调速范围保证恒张力卷取。
按实测张力讯号调整电机转速解决卷取带卷平整防止产生左右偏斜的跑偏问题。
提高卷取质量。
这次设计根据卷取机生产中存在的问题制定合理的改造方案选择合适电机以满足调速范围的要求。
通过设计过程掌握单体机 鞍山科技大学本科生毕业设计论文 第2 页 械设备设计方法提高绘图技术和设计能力为以后工作打下良好的基础。
1.2带钢卷取机国内外发展 热带钢卷取机最早是八辊成型导板引入生产中事故较多改成四个成型辊和导板。
由于压力不均钢卷质量不好易形成塔形。
现在多数采用三辊式卷取机用计算机进行控制。
卷取机的引料辊由框架结构改进摆动机构以便快速提升上辊满足卷取张力的要求。
冷带钢卷取机是地上卷取机卷筒机构由形块改成扇形块由于扇形块机构对称、强度高在冷轧机上广泛应用。
近年来冷轧机发展采用高速、大卷重、自动化。
要求卷取机进行改革。
采用八棱锥扇形块卷筒对薄带钢采用牙条扇形块无缝隙卷筒以防止钢卷不圆。
为满足卷取工艺要求保证卷取质量卷取机能够夹紧板头和卸卷一定采用钢板头夹紧机构卷筒胀缩机构。
近年来采用液压伺服系统自动调整卷取机的位置保证板边整齐。
近年来由于卷筒机构的改进卷筒一般有两段胀缩和三段胀缩机构胀缩量较大。
最近使用四棱锥可控制刚度的卷筒。
这种卷取机在卷取过程中随着径向压力的增加有微量的自动缩径。
从而在不影响带钢张力的前提下大大减少了带钢对卷筒的径向压力。
以保证卷筒的刚度。
卷取机卸卷侧都设有活动支撑以提高它的刚度同时保证卸卷要求。
1.3冷带钢卷取机研究内容和方法 1.3.1冷轧机组平面布置图卷取机的作用 1700冷轧机组平面布置如图1.1所示 鞍山科技大学本科生毕业设计论文 第3 页 1 预拆卷机 2 伸直机 3 拆卷机 4 导向辊二个 5 机前压板 6 1700四辊轧机二架 7 张力辊 8 卷取机 图1.1 1700冷轧机组平面布置示意图 1700冷轧机是不可逆轧机采用二辊机架连轧也称二重式冷轧机。
轧制工艺过程是将吊车吊运的钢卷用拆卷机拆开由伸直机将带钢头部平直。
拆卷机转动使带钢经过机前压板进入四辊轧机运行到卷取机带钢头部被卷取机钳口夹紧。
卷筒直径胀大卷取几卷后压板压紧进行轧制。
轧制一道次后卸卷返回卸卷机再重复前面的工艺轧制重复一次轧制四道次。
由于都是正向轧制道次压下量大起到五道次的作用。
机前压板产生后张力而二机架中间用张力辊产生张力并用液压缸调节它的大小。
这样轧制工艺生产率高、成材率好相当二机架连轧。
卷取机的作用保证卷取带钢并产生恒张力轧制。
1.3.2冷带钢卷取机的类型和特点 由于成卷冷轧带材生产方式的发展卷取机成为轧制和各精整线中不可缺少的重要设备根据不同的用途采用不同的结构形式。
在不同的卷取速度、带卷重量和卷取张力的条件下卷筒承受较大的张力这就决定了卷筒结构的多样性和复杂性。
从卷筒的发展过程来看先后有无心卷筒和凸轮式、斜楔式、棱锥式和径向柱塞式等胀缩卷筒。
卷取机采用固定式卷取外也出现浮动式卷取机卷取机横向移动补偿带材跑偏。
可采用光电或气动式发射和接受装置实现随机控制。
1 实心卷筒卷取机 鞍山科技大学本科生毕业设计论文 第4 页 实心卷筒强度和刚度最大卷取时产生的弯曲和塌陷变形少保证均匀的张力。
多半用于冷轧带材的多辊轧机上。
但实心卷筒不能胀缩故不能卸卷卷取后需要重卷。
2 凸轮式卷筒卷取机 这种卷取机用凸轮实现胀缩卷筒强度和刚度低对称性差动平衡不好加工较困难凸轮磨损严重容易卡住而不能胀缩大型卷取机很少用这种卷筒多用于小型冷轧机组。
3 弓形块卷筒卷取机 弓形块卷筒卷取机带有独立的钳口斜楔式胀缩卷筒这种卷筒虽然机构比较复杂加工较困难。
但实践证明使用性能良好工作可靠卷筒轴强度、刚度较高平衡性较好广泛用于轧机、酸洗机组和精整机组中。
4 棱锥式卷筒卷取机 棱锥式卷筒结构简单斜楔机构工作可靠强度和刚度较大可在高速下以大张力卷取带卷。
胀缩液压缸与卷筒旋转部分分开改善液压缸的工作条件容易密封。
转动部分飞轮较小利于快速启制动。
特别四棱锥得到广泛应用。
1.3.3带钢卷取机研究内容和方法 为搞好卷取机的设计应研究下列内容按下列方法进行 1 下厂收集资料实习有关设备了解生产中存在的问题查阅与设计有关的资料。
2 制定设计方案对生产中存在的问题进行改进制定合理的设计方案并对方案进行评述。
3 对电机容量进行选择制定传动方案。
4 对主要零部件进行设计计算保证强度和刚度要求。
5 绘制总图、部分部件图和零件图。
6 说明试车要求、润滑方法和油脂为达到设计功能采用合理控制方案。
7 经济分析与评价。
鞍山科技大学本科生毕业设计论文 第5 页 2 方案的选择与分析 冷轧机组采用的卷取机一般用四棱锥式卷取机有卷筒轴和四个扇形块组成。
卷筒的胀缩靠扇形块与其下面的棱锥轴上的斜楔轴向相对运动来实现。
由于结构对称强度和刚度好适用大张力卷取。
因此选择扇形块式斜楔四棱锥卷取机。
卷取机传动简图见图2.1。
鞍山科技大学本科生毕业设计论文 第6 页 1 卷筒 2 推动杆 3 空心传动轴 4 减速机 5 制动器联轴器 6 电机 7 双向胀缩液压缸 8 随动液压缸 9 活动支承 图2.1 卷取机传动简图 卷筒有电机经减速机带动空心棱锥轴来传递卷筒的胀缩靠液压缸带动推动杆实现胀缩。
现代冷轧机向高速、大卷重、自动化方向发展。
为保证钢卷质量对卷取机做了改进为了减少卷取机的传动惯量以改善卷取机启动、制动、调速性能。
对传动齿轮设计时减少惯量。
其次为解决卷取轴的加工困难改进卷取轴圆形用键装上较短的带斜楔的四棱锥轴这样改进不仅加工长卷取轴方便而且更换提高维修度由于冷轧机带钢出口速度很高已达40米/秒。
为提高轧机的生产率缩短辅助操作时间方案中卷筒均不采用钳口。
而用助卷机帮助带钢绕在卷筒上这样卸卷方便快速。
3 卷筒的设计计算 3.1卷筒当量半径的确定 对于冷轧带材卷取机卷筒直径的选择一般以卷取过程中内层带材不产生塑性变形为设计原则。
对热轧带材卷取机则要求带材的头几圈产生一定程度的塑性变形以便得到整齐密实的带卷。
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