提供了重要的基础原材料。进入世纪以来，轧钢战线的广大科技工作者遵循自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来的科技发展方针，以节省资源和能源工艺和产品的绿色化实现可持续发展为目标，在工艺装备产品等方面开展技术创新，逐步解决制约轧钢技术发展的重大关键技术和共性技术问题，自主建设并高效运行了大批轧钢生产线，推动了轧钢工业的跨越式发展。辊轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态，轧制负荷引起的接触应力剪切应力以及残余应力等。如轧辊的选材设计制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。任何种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。利用有限元分析的方法对轧机的轧制系统进行性能分析，分析出轧机轧制系统的失效形式，了解轧辊损坏原因，针对具体的轧机系统损坏形式采取相应措施，轧辊失效可以得到有效控制，可以最大限度降低辊耗，从而提高轧辊的使用寿命，提高轧钢生产效率。这将推动中国的轧钢工业的跨越式发展，利于中国经济的发展，为中国度过金融危机作出贡献。辊轧机轧制系统基本设计思路辊轧机的功能本次设计的辊轧制机主要是针对将细线材轧制成定厚度的钢带所做的设计，线材经过四道轧辊，得到所需厚度，轧制的过程必须速度平稳协调，以保证钢带的厚度平均。由于所轧制的线材较细，采用将轧辊环安装在轴上的方式可以在保证技术的同时降低成本，并且方便轧辊出现问题时可以及时更换。机架采用在龙门架结构上安装轴承架滑块，方便调整两轧辊间间距以保证生产件精度，更可以调整出不同的间距来轧制不同要求的生产件。辊轧机轧制系统结构的基本设计思路目前中国市面上的辊轧机多是工作辊与支承辊分开，工作辊直径较小，支承辊主要承受轧制过程中的轧制力，但对于细线材来说并不需要如此大的轧制力，因而并不需要分工作辊和支承辊，可以直接采用将轧们的团结互助和共同探讨，我得到了许多宝贵的经验。我能够专心学习，顺利完成学业，与我的父母的培养鼓励和支持是分不开的，在此向他们表示最诚挚的感谢,我真诚地感谢所有帮助过我的人，同时也祝他们健康快乐，愉快地度过每天,毕业设计题目辊轧机轧制系统设计及有限元分析学院专业班级学号学生姓名导师姓名完成日期目录摘要ⅠⅡ第章绪论引言研发背景及意义辊轧机轧制系统基本设计思路辊轧机的功能辊轧机轧制系统结构的基本设计思路课题的研究内容第章轧制系统结构设计引言轧辊环的设计计算轧辊环材料的选择轧辊环基本参数的确定电动机的选择选择电动机的类型及结构形式轧制压力的计算轧制总力矩的计算电机转速的确定电机功率的确定电动机型号的确定传动各级轴的基本参数确定轧辊轴的计算估算轴的最小直径确定轴的各段直径轴的校核轧辊轴上轴承的确定带传动的设计计算确定计算功率选择带型确定带轮的基准直径确定中心距和带的基准长度验算主动轮上的包角确定带的根数确定带的预紧力计算作用在带轮的压轴力带轮的材料带轮的结构形式及主要尺寸减速器的设计计算减速器类型的选择减速器基本参数标准斜齿圆柱齿轮的设计计算齿轮的轴的设计第章三维建模引言基本零件建模轧制系统的装配轧辊轴的装配轧制部分装配轧制系统装配总装配第章轧制系统有限元分析引言轧辊轴的有限元分析轧辊环的有限元分析龙门架的有限元分析轧辊缺陷的种类和原因结论参考文献致谢辊轧机轧制系统设计及有限元分析摘要本次设计的辊轧机轧制系统是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体轧件拽入轧辊的缝隙间，在轧辊压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。本研究的辊轧机工作辊直径较小，传递轧制力矩，轧延压力由轧辊承受。这种轧机的优点是相对刚度高压下量大轧延力小，可轧制较薄的钢带。本次设计的设计主要包括轧辊的设计，轴系统部件的设计，电动机的选取，传动部分的设计，箱体的设计，机架的设计以及轧辊的有限元分析。设计过程按照国家标准和机械设计标准第章绪论引言目前，世界上约的钢材都是用轧制方法生产的。轧制，是指金属或非金属材料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能的方法，主要用来生产型材板材管材。轧制有热轧和冷轧两种。用轧制方法生产钢材，具有生产率高品种多易于实现机械化和自动化等优点。我国已拥有世界上先进的轧制技术，并在逐步推广应用和发展中不断创新。辊轧机工作辊直径较小，传递轧制力矩，轧延压力由轧辊承受。这种轧机的优点是相对刚度高压下量大轧延力小，可轧制较薄的板材。有可逆和连轧两种，广泛用作中厚板轧机板带热轧或冷轧机以及平整机等。因而针对轧制细线材轧制成为定厚度的钢带采用辊轧机轧制为最佳方案。研发背景及意义随着经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高，除了传统上的对材料强度，刚性，韧性等性能的要求之外，对钢板表面的要求也不断提高，冷轧的薄带钢表面比较光滑，宽厚精度都比较高，利用率高。冷轧薄带钢还有平直度高表面光洁度高，品种多用途广的特点。经过改革开放以来的持续发展，中国已经建设了大批具有国际先进水平来设计的。轧制系统的设计和轧辊的有限元分析是本次设计的重点，设计中参照了机械设计手册进行了精确的设计，并进行了强度校核。辊轧机轧制系统结构简单使用价格低主要针对将细小线材轧制成钢带而设计的。可保证加工后的产品性能良好，表面光洁度高，能够达到所需的要求。关键词轧制系统轴系部件电动机有限元分析，分布图由图可分析出轧辊环最易失效的部位为轧辊环的内径，轧辊环的主要失效形式为裂纹和表面局部塑性变形。而轧辊环内径与衬环采用过盈配合，过盈量太小，则轧辊环易打滑，过盈量过大则难以安装并且易导致轧辊环断裂。图上数据显示，轧辊环受到的最大应力在轧辊环内径部分，轧辊环受到的最大应力为。轧辊环的材料为，其强度极限为。再由应变分布图上数据可知轧辊环的最大应变量为，变形量相当细微。因此得出结论，轧辊环的强度合适，在轧制过程中轧辊环不易产生形变。龙门架的有限元分析利用建模，建立龙门架的三维模型，对龙门架进行网格划分，龙门架的下底面通过地角螺钉固定在机座上，龙门架下底面受到固定约束。轧制系统通过龙门架上的压下螺钉来保证轧制过程中的轧制力，因而龙门架上的压下螺钉处受到的力为轧制系统中的轧制力，经过有限元分析得出龙门架的应力分布图作用力分布图以及位移分布图。图龙门架的应力分布图图龙门架作用力分布图图龙门架位移分布图由图可明显看出该龙门架最易出现失效的部分为上部栋梁处，此处有定位螺钉用以保证两轧辊间的间距，以保证轧件的质量。因而最易出现的失效形式为由疲劳强度不足而产生的疲劳簖裂因龙门架强度不足而产生的塑性变形或脆性簖裂。由应力分布图上数据显示，龙门架受到的最大应力在栋梁中心，其最大应力为，即受到的最大应力为。龙门架材料为，其最小抗拉强度为，因此得出结论，虽然由图来看龙门架变形很严重，但实际上，本次设计的龙门架强度合适，不容易产生变形。由位移分布图可看出，最大位移处就在受到的最大应力处，最大位移为，位移量很小，并不如图上显示的那么大变形，只需在轧制过程中考虑到该处的位移受力即可保证轧制的精准性。轧辊缺陷的种类和原因裂纹轧辊裂纹的产生主要是由于轧辊局部压力过大或轧辊急冷急热而引起的。轧机上乳化液喷嘴堵塞，造成轧辊局部冷却条件不好，就会产生裂纹。冬季由于气温较低，因此比夏季易产生裂纹。掉皮裂纹继续发展就形成块状或片状掉皮，轻者可重磨后继续使用，严重的轧辊则报废。划坑划坑主要是由于杂物等进入轧机，使轧辊辊面被划出不同形状的坑杨宗毅主编实用轧钢技术手册北京冶金工业出版社，吕立华主编金属塑性变形互轧制原理北京化学工业出版社，王昆，何小柏，汪信远机械设计课程设计高等教育出版社，徐锦康主编机械设计高等教育出版社，周研轧钢技术的发展和展望大众科技，年第期张树堂，陈其，王国，周积，刘相华中国轧钢技术的进步与展望中国金属学会轧钢学会，王国栋，吴迪，刘振宇，王昭东中国轧制技术的现状和展望东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳，中国冶金第卷第期徐鹤贤冷轧钢带张力及其控制工艺探讨特钢技术刘丽艳，张树堂冷轧板带钢生产的结构调整与发展方向轧钢李戬冷轧板带钢的生产工艺青海大学学报自然科学版，期唐前辉轧机轧制过程轧制压力的确定及应力应变分析重庆大学，硕士学位论文周富强，曹建国，张杰，尹晓青，贾生晖，曾伟冷连轧机轧制力的影响因素机械工程学报，年第期邵世凡无缝隙车圈轧制系统的设计基础自动化，年第期渠彬，朱世根，顾伟生轧辊失效方式及其原因分析山东冶金，年第期傅永华有限元分析基础武汉武汉大学出版社，董红波，康永林有限元模拟技术在板带钢轧制中的应用轧钢，建林，许宝才，康永林，杨进航棒材切分轧制过程中三维弹性有限元模拟青海大学学报自然科学版，年月第卷第期，孙新学，付永领，卢宁，荣茜棒线材无头轧制系统组成分析新技术新工艺，年期康国政大型有限元程序的原理结构与使用西南交通大学出版社。致谢本课题是在王高升老师的精心指导和热情关怀下完成的，在此谨向导师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。在这次毕业设计过程中，首先我要感谢王银彪老师，在设计中是他给了我细心详尽的指导。不仅给我讲解设计中的注意事项，并且要我把理论知识多多结合到实际生产中，给我讲解了系列的重点难点。正因为在设计过程中有了老师的细心指导和督促，我才能顺利完成这次毕业设计。在设计的这段时间中，我查阅了许多的资料，学校的图书馆和电子阅览室是我常去的地方，在那里的老师给了我许多的帮助，在这里也诚挚地感谢他们。同时也要感谢在设计中帮助过我的同学们，通过同学。般划坑轧辊必须换辊。粘辊粘辊的原因是局部压下量过大等。般轻微粘辊经辊面手磨后即可使用，轧材表面要求高时，必须换辊。勒辊勒辊主要是由于压下量过大而使轧材产生重皮和轧材跑偏产生重