机械毕业设计(论文)-1780R2粗轧机压下系统设计【全套图纸】 .doc
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1、 第 51 页1780R2粗轧机压下系统设计摘要随着钢铁工业的不断发展,轧机作为作为主要的轧钢设备也在不断的更新和发展。1780热带钢连轧机是现代热带钢连轧机的典型代表。其粗轧机采用电动压下系统。结构简单、维护方便、调整范围大、调整迅速。能满足轧制精度的要求。本文对1780R2粗轧机压下系统进行了系统的设计计算,主要介绍了轧钢技术国内外的发展概况和热带钢连轧机的现状及发展趋势,并且系统的分析比较了各种压下系统的优缺点。最终确定了1780R2粗轧机压下系统的最优设计方案。在此基础上,对压下系统进行了设计计算。主要包括压下电机的容量选择、直线环面蜗杆减速器基本尺寸的设计计算、蜗杆轴的强度校核、压下
2、螺丝和螺母的强度校核及轧机机架的强度校核。本文还简要介绍了润滑方式的选择、安装试车规程以及经济性和环保性的分析等。构成了完整的压下系统设计。关键字:热带钢连轧机;轧钢技术;压下系统;强度校核全套图纸,加153893706The Design of Pressure System of 1780R2 Rude Rolling MillAbstractWith the continuous development of the iron and steel industry, mills as the major rolling equipment are also continuously up
3、dating and developing. 1780 hot strip rolling mill is a typical of hot strip rolling mill in modern. Its rude rolling mill use of electric pressure system, it has the simple structure, the easy maintenance, large adjustment range and the rapid adjustment. It can meet the accurate requirement of 1780
4、R2 rude rolling mill in the paper, it mainly introduces the rolling technology developments at home and abroad hot strip rolling mill of the status and the development trend, and systematically analysis the advantages and disadvantages of the pressure system. Eventually determine the options of opti
5、mal of design system of 1780R2 rude rolling mill. It carried on designing and calculating to the pressure system in this foundation, it including of the options of pressure motor of capacity, the calculation of linear-toroidal worm of reducer basic size, the strength checking of worm axis, the stren
6、gth checking of adjusting screw and nut and the strength checking of mill housing . Also gave a brief account of the choice of mode lubrication, test order and the analysis of economic and environmental in the paper, and so on. Constituted an integrity of design of pressure system.Keywords: hot stri
7、p rolling mill; rolling technique; pressure system; the strength checking目录1.绪 论11.1.轧钢技术国内外发展概况11.2.热带钢连轧机的现状及发展趋势21.3.实习厂情况介绍(主要设备、产品品种、工艺流程、工厂平面布置图)31.4研究内容及设计方法52.方案设计63.设计计算93.1压下电机容量的选择93.1.1被平衡件重量的计算93.1.2 转动压下螺丝静力矩的计算93.1.3 压下电机容量的选择123.2 压下装置传动机构的设计133.2.1 蜗杆传动的设计计算133.2.2蜗杆轴的强度计算(第二级减速器蜗杆轴
8、)253.2.3 压下螺丝螺母的强度计算313.3机架的强度计算343.3.1机架的结构尺寸343.3.2受力及其力矩354.润滑方式的选择405.安装试车规程416.经济性与环保性分析426.1经济性分析426.1.1经济寿命的计算426.1.2经济设备大修期确定446.2环保性分析47结束语49致谢50参考文献51 1.绪 论1.1.轧钢技术国内外发展概况轧钢生产是将钢锭或钢坯制成钢材的生产环节。用轧制方法生产钢材,具有生产效率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化自动化等优点。因此,它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛的应用。目前,约有90%的钢都是经过轧制成材的。一些有色金属的成
9、材,主要也是用轧制的方法。图1.1 轧钢发展的三个方向 钢铁工业是国民经济的基础产业,是社会发展水平和综合国力的重要标志之一。其中板带钢是最主要的钢材产品,在国民经济各部门中使用最广泛。因为热轧板带不仅可以作为薄带和中板直接使用,而且还作为冷轧板、焊管和冷弯型钢生产的原材料,在汽车、造船、桥梁、建筑和家用电器等工业上得到了广泛的应用。热轧板带作为高技术含量的钢铁产品,其产量和所占比重反映了一个国家的钢铁工业水平。世界先进工业国家钢铁工业的板带比一般在40%60%,而我国尚不到40%。随着我国钢铁工业的发展,对钢材的要求已从数量向优质、多品种、低成本的方向转化,提高板带的生产技术水平不仅是满足国
10、家经济建设的需要,还是适应国际市场竞争的需要。近年来,随着轧制新工艺的不断涌现及轧制理论的日趋成熟,许多新型技术陆续地应用到了热轧机上,使钢板的生产技术和产品质量有了很大的改善。而高速计算机数值仿真技术的飞速发展,使高精度数学模型有效地指导生产和提高产品质量成为了可能。 目前我国是钢铁大国,还不是钢铁强国。热轧板带是我国钢铁产业结构调整中需要加速发展的产品种类,为了开发具有自主知识产权的热轧板带产品、工艺及装备技术,在基础理论研究和数学模型的开发与应用方面亟待加强。钢铁产业是国民经济的重要基础产业,是实现工业化的支撑产业,是技术、资金、资源、能源密集型的产业,因此努力把我国建成具有国际竞争力的
11、钢铁强国,必须走新型钢铁工业发展的道路,依靠科技进步和自主创新,提高我国钢铁工业的技术水平,提高我国企业及其钢铁产品的市场竞争力。1.2.热带钢连轧机的现状及发展趋势我研究的课题是1780R2粗轧机压下系统的设计。主要是针对热轧这一方面的,所以着重介绍一下热轧技术的发展概况:热轧,是以板坯(主要为连铸坯)为原料,经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的 热钢带通过层流冷却至设定温度,由卷取机卷成钢带卷,冷却后的钢带卷,根据用户的不同需求,经过不同的精整作业线(平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、 包装及标志等)加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。自从世界上第一套板带热连
12、轧机1926年诞生于美国阿姆柯钢铁公司后,热轧板带生产的发展已有80年的历史。1960年美国麦克劳斯公司最先在热轧板带精轧机上采用了计算机控制技术,这是热轧板带生产适应自动化操作发展趋势划时代的进步。但是,那时的热连轧机精轧机组都是采用普通四辊轧机,其控制热轧板带板形和板凸度的方法是采用原始辊凸度、压下负荷分配和液压弯辊等方法,显然这些方法已不能满足用户对产品的板形和板凸度的质量要求。1982年日本日立公司开发的新日铁八幡厂1680 mm热轧板带HC(High Crown)轧机和1984年新日铁与三菱重工共同开发的新日铁1840 mm热轧机成对交叉辊PC(Pair Crossed)轧机,标志着
13、热轧板带生产从追求大型化、高速度、大卷重转向了注重于提高产品质量、资源利用率和降低生产成本。目前用于热轧的轧机类型主要包括CVC轧机、VC轧机、PC轧机,以及从冷带轧机移植过来的HC轧机和HCW轧机等。这些轧机能够有效地控制热轧板带的板形,提高产品的质量,也有利于采用自由轧制制度,提高轧机的生产产量。为了满足板带产品机械性能的严格要求,控轧控冷也得到了快速发展与应用,称之为热机控制工艺(Thermo-Mechanical Controlled Processing TMCP)。我国第一套板带热连轧机建于1957年,即鞍钢从原苏联引进的1700 mm热连轧机。此后20多年热轧板带生产一直处于低水
14、平阶段。1978年武钢1700 mm热连轧机和20世纪80年代宝钢2050 mm热连轧机的建成,使我国的热轧板带生产向前迈了一大步。20世纪90年代,具有世界先进水平的宝钢1580 mm、鞍钢1780 mm、珠钢1500 mm以及邯钢1900 mm等热连轧机的建成投产,标志着我国热轧板带生产进入了一个高速发展的时期。 最近一二十年来,随着当代热轧板带生产和现代制造技术、计算机技术及信息技术的有机结合,在提高产品质量、降低生产成本和增加钢材品种等方面都有了突飞猛进的发展。目前,一些发达国家已经形成了较为成熟的TMCP技术,并逐渐将其作为当今热轧中厚板生产的主要工艺技术。随着物理冶金学、轧制技术及
15、计算机技术的发展,己有可能通过计算机对热轧板带的微观组织、力学性能及工艺参数进行综合研究,建立性能与工艺参数之间的关系,使性能预测及控制成为可能,促使综合性能预报成为继厚度控制、板形控制以后的第三个研究热点。1.3.实习厂情况介绍(主要设备、产品品种、工艺流程、工厂平面布置图)我们此次毕业实习的实习单位是鞍山钢铁公司,位于中国辽宁鞍山市。前身是1916年动工兴建的南满铁道株式会社。1948年后正式成立鞍山钢铁公司。其现有职工20余万人,工人数152万人,鞍钢附企职工人数114万人,其中科技人员近3万人。占地面积120平方千米,下属8个二级公司、16个厂矿、10余所科研设计部门、9所大中专院校、
16、13座综合医院。公司拥有设备总重量93万吨,固定资产原值101亿元,具有年产铁矿石2500万吨、生铁770万吨 、钢800万吨,钢材560万吨的综合生产能力,工业总产值49亿元。所产钢材有600多种,规格达2万多个,供应冶金、煤炭、电力等全国30多个行业,并向港澳地区、日本、东南亚和世界其他地区出口。我们此次主要参观了鞍钢的热轧带钢厂,热轧带钢厂生产品种主要有:低碳钢、中碳钢、高碳钢、船用结构钢、管线钢、锅炉用钢、焊瓶钢、IF深冲钢、无取向硅钢、包晶钢、高强双相钢等,产品覆盖面广。热轧钢卷除供冷轧、硅钢继续深加工外,广泛应用于建筑、机械加工制造、汽车制造、造船、卷管、集装箱制造业等行业热轧厂主
17、要有1780与1700两条生产线:1780生产线于1999年10月份热负荷试车。该生产线是从日本三菱公司引进的,配备了步进式加热炉、SP定宽压力机、GTO变频调速装置、精轧液压AGC、PC轧机、在线磨辊(ORG)和弯辊装置、带自动跳步功能的全液压卷取机、全线三级计算机控制等先进技术装备。1780生产线主要设备包括三座步进梁式加热炉、一台板坯高压水除鳞箱、一台定宽压力机、三架立辊轧机、一架二辊可逆粗轧机、一架四辊可逆粗轧机、十二组保温罩、一台转鼓式切头飞剪、一台精轧高压水除鳞箱、七架四辊连轧机组、一套层流冷却装置、三台地下卧式卷取机及相应辅助配套设施等。步进梁式加热炉(三座)板坯高压水除鳞箱转鼓
18、式切头飞剪四辊可逆粗轧机保温罩(十二组)立辊轧机(三架)二辊可逆粗轧机定宽压力机地下卧式卷取机(三台)四辊连轧机组(七架)精轧高压水除鳞箱层流冷却装置图1.2 1780线生产工艺流程图ASP1700生产线于2000年12月1日热负荷试车,是我国首条自行设计、制造、技术总负责并拥有全部知识产权的短流程热轧带钢生产线,其中高技术含量的全线计算机控制系统、液压AGC、液压窜辊、液压弯辊板型控制系统及加热炉、精轧机组等重大技术装备实现了国产化。经过2005年6月的改造性大修,ASP工艺技术得到进一步完善、升级。ASP1700生产线主要设备包括两座LF钢包精炼炉、两座中薄板连铸机、两座步进梁式加热炉、一
19、台板坯高压水除鳞箱、一架立辊轧机、一架二辊可逆粗轧机、一架四辊可逆粗轧机、一台热卷取箱、一台转鼓式切头飞剪、一台精轧高压水除鳞箱、6架四辊连轧机组、一套层流冷却装置、两台地下卧式卷取机及相应辅助配套设施等。1.4研究内容及设计方法本次设计主要针对1780R2初轧机压下系统。研究内容主要包括方案选择、压下电机的选择、压下系统设计计算、主要零部件的受力分析和强度校核等。为了保证轧机的安全运行,除了采取各项维护、保养措施外,还必须选择不同的润滑方式,保证各机械摩擦部分有可靠的润滑;为了实现设计的可行性,进行技术经济性和环保性分析等方面的内容。2.方案设计轧钢机的压下系统通常由电动机、传动减速器、电磁
20、离合器、制动器、压下螺丝和螺母、压下螺丝回松装置、压下螺丝行程指示器、测压仪和球面垫等几部分组成。1780R2粗轧机为不可逆轧机。不会发生卡钢事故,则不必采用压下螺丝回松机构。1. 压下装置的传动形式板带轧机的压下系统按传动形式主要有手动、电动和液压压下等几种。手动压下装置只在某些型钢轧机上使用,有的小型带钢轧机也需要手动操作,比较麻烦且精度不高。电动压下装置适合大压下量轧机,压下速度较快快。液压压下装置具有惯性小、响应快、精度高、安全可靠、体积小等优点,但是其对液压系统油的清洁度要求高,对维护人员的技术水平要求高。在大型板带钢轧机上,广泛采用电动压下和液压压下。1780R2粗轧机的压下装置采
21、用电动压下。因为电动压下装置相对于液压压下装置具有结构简单、维修方便、调整范围大、调整迅速等特点。而且液压压下要求很高,压下油缸也要定期清理,否则淤积物影响响应速度和调整精度。对于1780R2粗轧机,电动压下装置已经可以满足其生产要求,从而节约成本、维修方便等方面考虑,也应采用电动压下。2. 电动机电动机有直流电动机和交流电动机两大类。直流电机的优点是具有良好的启动性能和调速性能,易平滑调速,过载能力较强,热动和制动转矩较大。但直流电机也有其缺点,较交流电机相比结构复杂,制造成本高,维护工作量大,使用场合也受到限制。1780R2粗轧机压下装置对速度调节要求较高,正反转和启制动频繁。为了满足实际
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