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其中工作辊直径不考虑张力时轧制力作用点对应的轧辊中心角。
其中为啮入角前后张力对轧制力方向影响的偏转角图当带张力轧制时四辊轧机轧辊受力图传动工作辊求工作辊传动支承辊的力矩式中,工作辊与支承辊连心线与垂直线的夹角,轧辊连心线与反力的夹角,。
般情况下,,取支承辊摩擦圆半径,,油膜轴承的摩擦系数,。
反力对工作辊的力臂,支承辊直径工作辊轴线相对支承辊轴线的偏心距。
由于的数值般为相对与工作辊与支承辊直径来说很小,在计算传动力矩时,为了简化,可认为,即工作辊不偏移,此时计算结果误差不超过。
此时,。
求工作辊轴承的摩擦力矩式中,工作辊轴承处的反力,当时,工作辊摩擦圆半径,,滚动轴承的摩擦系数,。
则轧制力矩传动两个工作辊总传动力矩为轧机主电动机功率的确定与选择轧辊与电机的速比轧制速度工作辊转速支承辊转速初选电动机的转速为轧辊与电机的传动比,取二轧辊与电机间的效率万向接轴的传动效率,取齿轮座传动效率,取减速器传动效率,取总传动效率三电动机力矩静负荷图上的最大力矩式中额定静力矩,•静负荷图上的最大力矩电机转速电动机过载系数,可逆运转电机,不可逆电动机,带有飞轮电机,取。
电动机的功率。
机架的基本尺寸及校核机架的类型及结构轧钢机架是工作机座的重要部件,轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。
机架要承受轧制力,必须有足够的强度和刚度。
根据轧钢机型式和工作要求,轧钢机机架分为闭式和开式两种。
闭式机架闭式机架是个整体框架图,具有较高强度轧机工作机座的弹性变形包括轧辊系统支承辊轴承支承辊轴承座和压下螺丝间的受压零件压下螺丝和螺母以及机架等零件的弹性变形。
机座的弹性变形就等于有关零件弹性变形之和。
求出机座弹性变形后,可通过以下公式求出机座的刚度系数,即式中,机座的刚度系数轧制力机座的弹性变形。
在成品轧机中,机座刚度系数是个重要指标。
机座刚度系数愈大,机座刚度愈好而机座弹性变形愈小,可使轧件获得较高的尺寸精度,这对板带轧机尤为重要。
由于机座各零件尺寸大致有定的比例关系,般都与支承辊的直径和辊身长度有关。
因此,机座刚度系数可以近似的用支承辊直径和辊身长度来表示。
由经验可得工作机座刚度系数与支承辊直径成定的关系,且随着支承辊直径的增大,机座刚度系数也增大。
根据经验对于大型宽带钢热轧机,此时取。
用弹性力学有限单元法计算机架的应力和变形近年来,凡是重要的机架和结构复杂的机架,在设计时都采用了弹性力学有限单元法来计算。
以这种方法代替材料力学计算方法,不但计算结果精确,还可以求出机架完整的应力场和应变场。
为获得合理的结构参数,和刚度。
闭式机架主要用于轧制力较大的初轧机板坯轧机和板带轧机等。
对于板带轧机来说,为提高轧机精度,需要有较高的机架刚度。
对于些小型和线材轧机,也往往采用刚度较好的闭式机架,以获得较好的轧机质量。
采用闭式机架的工作机座,在换辊时,轧辊是沿其轴线方向从机架窗口中抽出或装入,这种轧机般都设有专用的换辊装置。
开式机架图闭式机架简图开式机架由机架本体和上盖两部分组成图,它主要用在横列式型钢轧机上,其主要优点是换辊方便。
因为,在横列式型钢轧机上如果采用闭式机架,由于受到相邻机座和联接轴的妨碍,沿轧辊轴线方向换辊是很困难的。
采用开式机架,只要拆下上盖,就可以很方便地将轧辊从上面吊出或装入。
开式机架主要缺点是刚度较差。
影响开式机架刚度和换辊速度的主要关键是上盖的联接方式。
常见的上盖联接方式有五种。
图开式机架上盖连接方式螺栓联接立销和斜楔联接套环和斜楔联接横销和斜楔联接斜楔联接机架的主要结构参数机架的主要结构参数是窗口宽度高度和立柱断面尺寸。
在闭式机架中,机架窗口宽度应稍大于轧辊最大直径,以便于换辊而开式机架窗口宽度主要决定于轧辊轴承的宽度。
四辊轧机机架窗口宽度般为支承辊直径的倍。
为换辊方便,换辊侧的机架窗口应比传动侧窗口宽,亦可表示为式中机架窗口宽度支承辊轴承座宽度窗口滑板厚度般取,此处取机架窗口高度主要根据轧辊最大开口度压下螺丝最小伸出端至少有扣螺纹长度,以及换辊等要求确定。
对于四辊轧机,可取此时取式中,工作辊支承辊直径机架立柱的断面尺寸是根据强度条件确定的。
由于作用于轧辊辊颈和机架立柱上的力相同,而辊颈强度近似的于其直径平方比,故机架立柱的断面积与轧辊辊颈的直径平方有关。
在设计时,可根据比值的经验数据确定机架立柱断面积,再进行机架强度验算。
表机架立柱断面积与轧辊辊颈直径平方的比值由表得,当轧辊材料为铸铁时,,即此时取。
机架的材料和许用应力轧钢机机架般采用含碳量为的,其强度极限,延伸率。
为了防止机架在过载时破坏,在轧辊断裂时机架要不产生塑性变形。
根据这要求,。
式中机架材料的剪切弹性模数,横梁的断面面积横梁的断面形状系数,对于矩形断面,系数为。
机架立柱的拉伸变形为代入数据得。
式中立柱中性轴的长度立柱的断面面积。
求出变形和后,可根据式计算机架的弹性变形,。
对于钢板轧机,机架允许的变形为四辊热轧机,符合设计要求。
机架刚度的计算四辊承处的摩擦及工作辊与支承辊间的滚动摩擦时,支反力的方向应在轧辊圆心,未找到引用源。
连心线上。
如考虑上述摩擦的影响,力应与摩擦圆半径,未找到引用源。
相切,并在工作辊与支承辊接触处偏离个滚动摩擦力臂的距离。
般情况下,。
传动轧辊所需力矩为轧制力矩,由工作辊带动支承辊的力矩与工作辊轴承中摩擦力矩三部分之和,即求轧制力矩式中,轧制力轧制力力臂,其大小与轧制力作用点及前后张力有关此轧制过程中,。
此时,,前后张力对轧以保场合。
推力轴承极限转速较低。
支承限位要求能承受双向轴向载荷的轴承,可以用作固定支承限制轴的两个方向的轴向位移只能承受单方向限位支承游动支承不限位,可选用内外圈不可分的向心轴承在轴承座孔内游动,也可选用内外圈可分离的圆柱滚子轴承,其内外圈可以相对游动。
调心性能由于各种原因不能保证两个轴承座孔同轴度或轴的挠度较大时,应选用调心性能好的调心球轴承和调心滚子轴承。
圆柱滚子轴承和滚针轴承调心可能性很小。
刚度要求般滚子轴承的刚度大,球轴承的刚度小。
角接触球轴承圆锥滚子轴承采用预紧方法可以提高支承的刚度。
其他在径向空间受限制的场合可选用滚针轴承或滚针和保持架组件对轴承振动噪声有要求的场合,可选用低噪声深沟球轴承此外在选用轴承类型时还应考虑经济性和市场供应情况等。
由于该处轴承承受较大的径向载荷和轴向载荷,根据以上选用条件可选择系列的双列圆锥滚子轴承。
其具有能承受较大的径向载荷和轴向载荷,刚性好,使用寿命长等优点。
选择轴承的型号与该轴承配合的轴的直径是,轴承座直径是,故可选择轴承的型号是双列圆锥滚子轴承根据文献,表可得,该轴承的性能参数如表所示。
表轴承的性能参数基本尺寸基本额定载荷极限转速脂油重量计算系数轴承型号轴承的寿命计算轴承的受力分析可参考图。
求两轴承受到的径向载荷和求两轴承的计算轴向力和对于圆锥滚子轴承,由,表可得轴承的派生轴向力,其中轴向力,,,,求轴承当量动载荷和摘自式中轴承所承受当量动载荷,单位载荷系数径向动载荷系数轴向动载荷系数因为由,表可以查得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承,对轴承,因轴承在运转过程中有中等冲击载荷,由,表可取,则计算轴承的寿命摘自式中轴承寿命,单位轴的转速,单位温度系数基本额定动载荷,单位指数,滚动轴承为由,表可查得温度系数因为,所以按轴承Ⅰ的受力大小计算假设在冶金企业每年按个工作日,每日工作个小时计算,该轴承可工作的年数为年显然该对轴承的寿命已经足够了。
验算轴承的极限转速滚动轴承的极限转速是在定载荷润滑条件下版北京冶金工业出版社,年月,矩疲劳转矩轴线折角联轴器的强度计算及校核对于型整体十字轴式连轴器可按如下方法验算它的强度摘自式中计算的最大转矩电机功率,转速,电机功率利用系数过载系数由,表可查得由式可得显然,故该联轴器的强度满足要求。
系统的润滑润滑是指在机件作相对运动的接触表允许的最高转速。
与轴承类型尺寸载荷大小和方向润滑剂种类和润滑方式游隙保持架结构及冷却条件等诸多因素有关。
滚动轴承的工作转速上升到定程度后,会使滚动体或保持架等轴承元件的性能受到影响,从而导致运转状态的恶化。
故在选择轴承时般不应超过其极限转速数值,因此应该对轴承转速进行验算。
由表制力方向影响的偏转角。
其中工作辊直径不考虑张力时轧制力作用点对应的轧辊中心角。
其中为啮入角前后张力对轧制力方向影响的偏转角图当带张力轧制时四辊轧机轧辊受力图传动工作辊求工作辊传动支承辊的力矩式中,工作辊与支承辊连心线与垂直线的夹角,轧辊连心线与反力的夹角,。
般情况下,,取支承辊摩擦圆半径,,油膜轴承的摩擦系数,。
反力对工作辊的力臂,支承辊直径工作辊轴线相对支承辊轴线的偏心距。
由于的数值般为相对与工作辊与支承辊直径来说很小,在计算传动力矩时,为了简化,可认为,即工作辊不偏移,此时计算结果误差不超过。
此时,。
求工作辊轴承的摩擦力矩式中,工作辊轴承处的反力,当时,工作辊摩擦圆半径,,滚动轴承的摩擦系数,。
则轧制力矩传动两个工作辊总传动力矩为轧机主电动机功率的确定与选择轧辊与电机的速比轧制速度工作辊转速支承辊转速初选电动机的转速为轧辊与电机的传动比,取二轧辊与电机间的效率万向接轴的传动效率,取齿轮座传动效率,取减速器传动效率,取总传动效率三电动机力矩静负荷图上的最大力矩式中额定静力矩,•静负荷图上的最大力矩电机转速电动机过载系数,可逆运转电机,不可逆电动机,带有飞轮电机,取。
电动机的功率。
机架的基本尺寸及校核机架的类型及结构轧钢机架是工作机座的重要部件,轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。
机架要承受轧制力,必须有足够的强度和刚度。
根据轧钢机型式和工作要求,轧钢机机架分为闭式和开式两种。
闭式机架闭式机架是个整体框架图,具有较高强度轧机工作机座的弹性变形包括轧辊系统支承辊轴承支承辊轴承座和压下螺丝间的受压零件压下螺丝和螺母以及机架等零件的弹性变形。
机座的弹性变形就等于有关零件弹性变形之和。
求出机座弹性变形后,可通过以下公式求出机座的刚度系数,即式中,机座的刚度系数轧制力机座的弹性变形。
在成品轧机中,机座刚度系数是个重要指标。
机座刚度系数愈大,机座刚度愈好而机座弹性变形愈小,可使轧件获得较高的尺寸精度,这对板带轧机尤为重要。
由于机座各零件尺寸大致有定的比例关系,般都与支承辊的直径和辊身长度有关。
因此,机座刚度系数可以近似的用支承辊直径和辊身长度来表示。
由经验可得工作机座刚度系数与支承辊直径成定的关系,且随着支承辊直径的增大,机座刚度系数也增大。
根据经验对于大型宽带钢热轧机,此时取。
用弹性力学有限单元法计算机架的应力和变形近年来,凡是重要的机架和结构复杂的机架,在设计时都采用了弹性力学有限单元法来计算。
以这种方法代替材料力学计算方法,不但计算结果精确,还可以求出机架完整的应力场和应变场。
为获得合理的结构参数,
