机械工程毕业设计.docx

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机械工程毕业设计

摘要

本次设计的课题是四辊初轧轧机的压下机构设计，主要是对四辊初轧机压下机构的压下螺丝、压下螺母、压下止推轴承进行了改造设计。

通过对四辊轧机压下机构的改造设计，电机通过两级圆柱齿轮减速和一级蜗杆蜗轮减速传动压下螺丝。

压下螺丝和压下螺母选择了合理的机构，压下螺丝传动端选择了花键的结构形式，承载能力大；传动端花键采用了连续压力油润滑，能将润滑油输送到压下螺丝的各个润滑点，便于操作；压下螺丝的止推端部做成凹形，这时，凸形球面止推轴承处于压缩应力状态，可以提高了压下止推轴承的强度。

压下螺母为整体螺母，整体螺母加工制造较为简单，工作可靠。

压下螺母中油孔的设计有利于螺纹的润滑，能有效的提高其使用寿命。

本课题根据螺纹的自锁条件进行了梯型螺纹设计，通过螺纹的自锁设计并增大压下螺丝球面止推轴颈有效防止了压下螺丝的自动旋松，提高了轧制时的辊缝精度。

压下螺丝的止推轴承是推力圆锥滚子止推轴承，推力圆锥滚子轴承比铜垫滑动止推轴承提高承载能力35%左右，在轧制时轧辊弯曲时能实现压下螺丝自位调心。

最后本设计讨论了压下螺丝阻塞事故的动力学机理，提出了操作注意事项。

关键词：

四辊轧机；压下机构；压下螺丝；压下螺母；压下止推轴承

Abstract

Thisdesign'stopicisfourrollerpreliminaryrollingmill'sscrewdesign,whichmainlyaboutfourrollerbloomingmillscrewhousingpin,depressednut,anddepressedthrustbearingtocarryonthetransformationdesign.

Throughtofourhighrollingmillscrewtransformationdesign,motorthroughtwolevelofcylindricalgearsdecelerationandfirst-levelwormbearingadjusterwormgearreductiongearhousingpin.Thehousingpinanddepressedthenuttochoosethereasonableorganization,thehousingpintransmissionendhaschosenthesplinestructuralstyle,hasbigbearingcapacity;Thetransmissionendsplinehasusedthecontinualpressureoillubrication,cantransportthelubricatingoiltohousingpin'seachlubricationpoints,isadvantageousfortheoperation;Thehousingpinstopspushesthenosetomakethecup,bynow,theconvexitysphericalsurfacethrustbearingwasattheelasticstraincondition,mightenhancehasdepressedthrustbearing'sintensity.Thedepressednutistheoverallnut,theoverallnutprocessingmanufactureissimpler,operationreliable.Theoilholeofthedepressesdnuttobeadvantageoustothethreadlubrication,caneffectivelyenhanceditsservicelife.Thistopichascarriedontheladderthreaddesignaccordingtothethreadself-lockingcondition,designedandincreasesthehousingpinsphericalsurfacethrustjournalthroughthethreadself-lockingtopreventthehousingpintoturnonlathethepineautomaticallyeffectively,increasedtherollingrollerseamprecision.Housingpin'sthrustbearingisthethrustforcecircularconerollerthrustbearing,thethrustforcecircularconerollerbearingssharpensthebearingcapacitycomparedtothecopperpadglidethrustbearingabout35%,whenrollingtherolleriscurvingwhencanrealizethehousingpinself-potentialtoadjusttheheart.Finallythisdesigndiscussedthehousingpinblockingaccident'sdynamicsmechanism,andproposedtheoperationattention.

Keyword:

fourhighrollingmill；rollingpressedorganization；housingpin；depressednut；thrustbearing

1绪论

1.1本课题涉与的内容与国内外的研究现状和动态的综述

设计题目：

四辊轧机压下系统机构设计

设计的主要内容：

完成压下系统的设计计算，合理选择标准件。

重点完成压下传动部分的机构设计，绘出压下系统装配图与相关零件图。

轧钢机是轧钢生产的主要机械设备。

钢铁与有色金属的90%要通过轧机轧制成材，因此轧机的装备水平对轧钢的生产有着直接的影响。

我过拥有上千台各种类型的轧机，承担着钢板、型钢与钢管的生产任务。

轧钢机设计工作面临着三个方面的任务：

一是消化先进技术的基础上，独立承担大型、新型轧机的设计；二是国内有80%的轧机面临技术改造的繁重任务；三是逐步实现设计工作现代化和计算机辅助设计。

现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化,产品质量高,消耗低。

60年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式H型钢轧机等一系列先进设备。

轧机用的原料单重增大，液压AGC、板形控制、电子计算机程序控制与测试手段越来越完善，轧制品种不断扩大。

一些适用于连续铸轧、控制轧制等新轧制方法，以与适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中。

国内外对于厚度自动控制理论的研究是很多的，不管是什么压下厚度控制，辊缝的调整都是通过压下机构来实现的。

国内外对轧机的压下机构做了各方面的研究与测试，以提高轧制的精度、压下机构的使用寿命、提高生产效率和效益、降低能耗等。

以下列举了一部分国内外设计轧机压下研究相关的论文与简介：

（1）浅谈2300中板二辊轧机"压下螺丝回松"现象重型机械2004年,第01期通过对中板二辊轧机压下机构丝杆和铜螺母摩擦系数变化与平衡缸和上轧辊提升速度不同步的分析,提出解决二辊轧机"压下螺丝回松"现象的技术措施,为今后轧机设计提供参考.

（2）轧机压下螺纹副承载特性测试研究中国机械工程2006年,第03期依据相似准则,制作3500mm中厚板轧机电动压下传动螺纹副1/3的测试模型,采用电测法获取悬臂螺牙弯曲应变值,模拟实际轧制力和过平衡力作用下螺纹副螺牙各层载荷大小与分布.螺纹副测试结果和边界元、有限元法数值计算结果相比,螺牙层载荷大小和分布规律基本吻合,证明电测法可行、直观且可靠.通过测定数据,证实了轻重两种载荷工况的不同承载特性,还发现螺母与丝杆轴线错移或倾斜的微尺度行为对载荷大小与分布影响极大的重要现象,为提高压下传动螺纹副寿命与可靠性提供了重要思路.

（3）2000热轧机压下系统的技术改造有色设备2007年,第03期介绍2000热轧机压下控制系统改造的要求、功能与其改造方案,改造后提高了控制精度、生产效率和产品质量,取得了良好的经济效益.

（4）2800中厚板轧机压下螺母磨损严重问题的分析与处理重型机械2001年,第06期针对国内某中板厂2800中厚板轧机压下螺母、螺丝与止推轴承磨损严重等问题进行了调查研究,应用"双球铰理论”找出磨损问题关键所在,提出了改进方法,较好地解决了问题。

（5）例如如舞钢公司的4200轧机压下装置的回松是造成了该公司钢板质量低，轧制精度不高、设备运行事故多的主要原因，对之进行研究和技术改造已成为十分迫切的任务。

造成压下系统回松的因素诸多，从根本上解决非常复杂。

理论和实验相结合，对影响回松的诸因素如工艺参数、润滑油、温度和振动等参数进行分析研究。

根据轧机的实际情况，设计了改善轧机压下系统的相应措施。

通过以上的理论分析和实验，分析压下系统回松的根本原因是由于螺纹副的自锁条件被破坏，丝杠能够在微尺度空间内上下窜动和回松，同时加重了螺纹副的磨损。

1.2选题的依据和意义

在初轧机，板柸轧机、万能轧机等轧机上，几乎每一道轧制都需要调整辊缝，以保证轧件按给定压下量轧出所要求的断面尺寸。

在轧制过程中要辊缝的调整直接影响板厚误差，根据各类轧机的工艺要求，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，它用途最广，安装在所有轧机上，压下机构的选择要满足工艺的要求，其中电动压下是最常用的压下装置。

通常包括电动机、减速器、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。

在可逆轧机上还安装有压下螺丝回松机构，以处理卡钢事故。

在轧制过程中，有很多因素会引起轧件的厚度偏差。

这些因素都与轧件和轧机有关。

轧件方面的因素有：

轧件厚度不均匀、轧件沿长度方向温度或机械性能不均匀等。

轧机方面的因素有：

轧制速度和张力的变化、轧辊热膨胀和磨损与轧辊偏心、轧制过程中机架的变形等。

轧机参数的变动将使辊缝发生周期性的变化，因而导致轧件厚度发生变化，为了提高轧件的厚度精度，在现代化轧机上，往往设置厚度自动控制装置，使轧机在轧制过程中能调整辊缝，以控制和减小轧件纵向厚度偏差。

压下控制系统辊缝的控制最后都是由轧机的压下机构来执行的，选择合理的压下机构，与合理的设计压下机构以调整辊缝。

1.3本课题有待解决的关键问题

（1）根据设计的主要技术参数完成压下系统的设计计算。

技术参数如下：

轧件厚度230-250mm,宽度800-2150mm，长度5500-11000mm，最大重量38.5吨。

计算轧制力能参数是主要的。

（2）压下螺丝和止推轴承：

①压下螺丝螺纹的选择（锯齿形或梯形）；②压下螺丝直径一般按强度选择，加大直径绘使传动力矩增加，但可以显著提高轧机工作机座的刚度，一般来说