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附件1：外文資料翻譯譯文
1 液壓傳動概述
1.1 液壓傳動的發(fā)展概況
1.1.1 壓傳動的定義
一部完整的機器是由原動機部分、傳動機構、控制部分及工作機部分組成。原動機有幾種類型，例如電動機、內燃機等。工作機即完成該機器的工作任務的直接工作部分，如剪床的剪刀，車床的刀架、車刀、卡盤等。由于原動機的功率和轉速比是被限制的，為了覆蓋工作機較大范圍的工作力和工作速度的變化，以及操作性能的要求，在原動機和工作機之間設置了傳動機構，其作用是把原動機輸出功率經(jīng)過變換后傳遞給工作機。
傳動機構通常分為電氣傳動、機械傳動和流體傳動三類機構。流體傳動是通過液壓、流體或氣體來進行能量傳遞和控制的。但需要認識到實際上只有兩種液壓系統(tǒng)：液力傳動和液壓傳動（包括液力和氣體）。
液壓傳動和液力傳動均是以液體作為工作介質來進行能量傳遞的傳達方式。液力傳動則主要是利用液體的動能來傳遞能量；而液壓傳動主要是利用液體的壓力能來傳遞能量。由于液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此，它被廣泛的應用于工業(yè)的每個分支。一些典型的運用像機械工程、建筑、海洋開發(fā)、交通運輸、農業(yè)和航天航空
1.1.2 液壓傳動的發(fā)展概況
到18世紀中葉的工業(yè)革命，電能已經(jīng)不能支持工業(yè)機器的傳動需求。18世紀末液壓傳動被用于驅動液力設備，例如起重機、壓力機、絞車、壓榨機、液力千斤頂、修剪機械、和支承機械。在這些系統(tǒng)中，是一種由蒸汽機驅動液力的水泵，這種泵是通過壓力將水通過管道傳到工業(yè)機械來驅動各種機器的。這些早期的液力系統(tǒng)有著許多的不足，例如設計問題，由于設計已經(jīng)發(fā)展為藝術而多過了科學。然而，直到19世紀電力成為新的有優(yōu)勢的技術。這樣的結果液壓傳動并沒有起到推動的作用。電力傳動不久被發(fā)現(xiàn)在遠距離傳遞上有良好的效果。在19世紀最后的10年里液壓傳動技術只有小小的發(fā)展。近代，1906年液壓傳動開始被重視，是當時用液力系統(tǒng)代替了電力系統(tǒng)來控制和調節(jié)一艘來自美國弗吉尼亞洲軍艦上的武器。由于這次的運用，液力系統(tǒng)用油取代了水。這個在流體領域的改變和后來設計問題的解答成為液壓傳動誕生前的重大的里程碑。由于軍事上的需求，直到第二次世界大戰(zhàn)液壓傳動一直在運用，并且發(fā)展速度很快。在第二次世界大戰(zhàn)期間和第二次世界大戰(zhàn)之后，航天航空工業(yè)的發(fā)展推動了液壓傳動技術的發(fā)展。隨著第二次世界大戰(zhàn)造成的經(jīng)濟體系的擴展，液壓傳動并沒有得到很好的運用?，F(xiàn)今，液壓傳動被廣泛的運用于工業(yè)的每個分支。一些典型的運用例如汽車、拖拉機、飛機、導彈、輪船和機械工具。單獨拿汽車來說，液壓傳動在液壓制動裝置、自動傳送裝置、動力轉向裝置、動力剎車、空氣調節(jié)器、潤滑、水冷卻劑和汽油泵系統(tǒng)都被利用道。這個改革運用到現(xiàn)代技術中，例如，電液封閉環(huán)系統(tǒng)、單片機和改進構成建筑物的材料將繼續(xù)體現(xiàn)液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢。
1.2 液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)構成
1.2.1 液壓傳動系統(tǒng)的工作原理
圖1.1為磨床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖。液壓泵4在電動機的帶動下旋轉，油液由油箱1經(jīng)過過濾器2倍吸入液壓泵，由液壓泵輸入的壓力油通過手動換向閥11、節(jié)流閥13、換向閥15進入液壓缸18的作腔，推動活塞17和工作臺19向右移動，液壓缸18右腔的油液經(jīng)換向閥15排回油箱。如果將換向閥15轉換成如圖1.1（b）所示的狀態(tài)，則壓力油進入液壓缸18的右腔，推動活塞17和工作臺19向左移動，液壓缸18左腔的油液經(jīng)換向閥15排回油箱。工作臺19的移動速度由節(jié)流閥13來調節(jié)。當節(jié)流閥開大時，進入液壓缸18的油液增多，工作臺的移動速度增大；當節(jié)流閥關小時，工作臺的移動速度減小。液壓泵4輸出的壓力油除了進入節(jié)流閥13以外，其余的打開溢流閥7流回油箱。如果將手動換向閥9轉換成如圖1.1（c）所示的狀態(tài)，液壓泵輸出的油液經(jīng)手動換向閥9流回油箱，這時工作臺停止運動，液壓系統(tǒng)處于缷荷狀態(tài)。
圖1.1 磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)工作原理
1—油箱；2—過濾器；3、12、14—回油管；4—液壓泵；5—彈簧；6—鋼球；7—溢流閥；8、10—壓力油臂；9—手動換向閥；11、16—換向手柄；13—節(jié)流閥；15—換向閥；17—活塞；18—液壓缸；19—工作臺
1.2.2 液壓傳動系統(tǒng)的組成
一個完整的液壓傳動系統(tǒng)由以下幾部分組成：
（1） 液壓泵（動力元件）：是將原動機所輸出的機械能轉換成液體壓力能的元件其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟。
（2） 執(zhí)行元件：把液體壓力能轉換成機械能以驅動工作機構的元件。執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達。
（3） 控制元件：包括壓力、方向、流量控制閥，是對系統(tǒng)中油液壓力、流量、方向進行控制和調節(jié)的元件。如換向閥15即屬控制元件。
（4） 輔助元件：上述三個組成部分以外的其它元件，如管道、管接頭、油箱、濾油器等為輔助元件。
1.2.3 液壓系統(tǒng)的圖形符號
適合的工藝出版物和圖冊提供的圖形便于有利于系統(tǒng)操作的理解和一些故障的排除。
一個圖形可以以圖示的方法來表達出裝配圖的中各種各樣的零件圖和顯示出系統(tǒng)的操作方法和工作原理。要理解懂得操作液壓傳動系統(tǒng)，讀懂圖形是必須要具有的基本能力。同樣，要理解一個系統(tǒng)的圖形，那么圖形里的各種符號的含義也必須要理解。
在實際工作中，除少數(shù)特殊情況外，一般都采用國標GB/T786.1—93所規(guī)定的液壓圖形符號來繪制，如圖1.2所示。圖形符號表示元件的功能，而不表示元件的具體結構和參數(shù)；反映各元件在油路連接上的相互關系，不反映其空間安裝位置；只反映靜止位置或初始位置的工作狀態(tài)，不反映其過渡過程。它們可以畫成任何尺寸。除非復合的電路符號來表示多樣的電路操作，其他每一個被畫出來的符號標示的都是每一個組成部分的正常工作狀態(tài)或中間狀態(tài)。
圖1.2 用圖形符號表示的磨床工作臺液壓系統(tǒng)圖
1—油箱；2—過濾器；3—液壓泵；4—溢流閥；5—手動換向閥；6—節(jié)流閥；7—換向閥；8—活塞；9—液壓缸
1.3 液壓傳動的優(yōu)缺點
1.3.1 液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點
液壓傳動系統(tǒng)為使用者提供許多的好處，包括：
（1） 高馬力，低質量比。液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、結構緊湊。
（2） 靈活、控制精確、可逆性，可實現(xiàn)大范圍的無級調速、大負載和遠程自動控制。
（3） 部分旋轉和直線運動可以精確的定位，還可以在運行的過程中進行調速。
（4） 動力的連接在運動學上是不切實際的，令人滿意的動力傳輸?shù)姆椒ㄊ抢眠h程控制。
（5） 一般采用礦物油為工作介質，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長。
（6） 簡單、安全、搞適應性、可靠性和經(jīng)濟實惠。
（7） 標準化。液壓傳動工業(yè)已經(jīng)為液壓產品和動力產品制定了標準，便于設計、制造和使用。
1.3.2 液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點
（1）油液污染能夠損壞液壓系統(tǒng)的操作。
（2）流體流動存在著泄漏。
（3）易燃的液壓油液容易導致火災。
（4）如果沒有按照正確的方法使用，液壓系統(tǒng)的管道會發(fā)生爆炸，而且高速噴出的油液和飛出的金屬片都很有可能對人造成傷害。
（5）液勢必需要進行過處理的。
畢業(yè)設計指導書
指導教師；汪曦
一． 題目名稱：1400平整機設計
二． 目的要求：
平整機是用來平整鋼板的，通過對該平整機的設計，使學生們達到綜合訓練的目的，并對該平整機進行消化、吸收、掌握和改進，最終對該平整機的結構組成、工作原理和主要特點等應該全面掌握，為將來走向工作崗位打好堅實的基礎。
三． 畢業(yè)設計的主要內容:
1．中文摘要和外文摘要
2．概述部分
（1）選題背景及目的；
（2）國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果；
（3）課題的研究方法、研究內容。
3．平整機總體方案的確定
（1）機座形式、主傳動機構組成和作用、壓下機構組成和作用、軋輥的結構特點及軸承形式等。
（2）平整機結構參數(shù)的確定
包括輥徑、輥身長度和輥速等。
4．平整機主傳動系統(tǒng)力能參數(shù)的計算
包括軋制力、軋制力矩和主電機功率的計算，根據(jù)軋機的工作特點選擇電機并進行校核。
5．主要零件的強度計算
包括重要的機架、軋輥、接軸、軸承等零件的計算。
6．潤滑方式的選擇
7．經(jīng)濟可行性分析
8．計算機繪圖
總圖1張、部件裝配圖1張、零件圖3張，折合成A1圖紙6張。
四． 步驟和方法
1． 首先根據(jù)有關資料確定總體設計方案，然后依照給定的設計參數(shù)，參考軋機設計理論進行平整機力能參數(shù)的計算并選擇電機容量；
2． 然后按照機械設計理論校核主要零件的強度；
五． 進度安排
第1周：緒論及總體方案設計；
第2周：平整機力能參數(shù)計算；
第3~4周：主要零件的強度計算；
第5~9周：總圖、部件裝配圖、零件圖繪制；
第10周：寫摘要并翻譯成外文摘要，整理說明書并打印，檢查圖紙并打??；
第11周：準備答辯；
第12周：答辯。
六． 參考資料
1． 施東成。軋鋼機械設計方法。北京：冶金工業(yè)出版社 1991
2． 徐灝。機械設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1991
3． 鄒家祥。軋鋼機械 北京 冶金工業(yè)出版社 1995
4． 施東成等。軋鋼機械理論與結構設計 北京 冶金工業(yè)出版社 1993
5． 王海文。軋鋼機械設計 北京 機械工業(yè)出版社 1983
6． 機械設計手冊 化學工業(yè)出版社
7． 平整機參考圖紙
第 41 頁
遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計論文
1400平整機設計
摘要
現(xiàn)代工業(yè)技術和生產工序自動化的迅速發(fā)展，對冷軋帶鋼的數(shù)量和質量的要求越來越高。冷軋帶鋼平整是帶鋼生產的一個重要環(huán)節(jié)，這也促使冷軋生產技術、裝備技術和控制技術向更高的方向發(fā)展。而冷軋帶鋼平整作為冷軋精整生產過程中的一個重要工序，對產品質量的保證有著十分重要的作用。為了適應冷軋生產高速化、連續(xù)化、自動化的發(fā)展需要，不斷提高產品質量和性能，每個鋼鐵企業(yè)都引進先進的平整設備。論本文闡述了1400平整機組的裝機水平及特點，機組的機械設備組成，著重介紹了機組的主傳動系統(tǒng)的設計及其主要零部件的強度校核，為平整機能更好地滿足平整精度要求提供了設備支持。機組設備在滿足先進性、實用性的同時，考慮經(jīng)濟性，從研發(fā)制造以及設備維護角度考慮所需的費用支出，并且從環(huán)保角度考慮其是否適合環(huán)保節(jié)能生產，是否符合相關規(guī)定。
關鍵詞：帶鋼；平整機；冷軋
Design for 1400 Temper Rolling Mill
Abstract
As the modem industrial technology and the automation of production processes are developing rapidly，the request to quantity and quality of cold—rolled strip is getting higher and higher．This also contributes to the cold—rolled production technology，equipment and technology and control technology to a higher direction．Cold-rolled strip temper as an important finishing process take an important role in ensuring the quality of products，It is a key to provide users satisfactory products．Its continuity and automation has been widespread concern．In order to adapt to the cold rolling production high speed，continuous，the automated development need，improved the product quality and the performance unceasingly，cold rolling pickled under the normal temperature condition．Temper Can enhance the strip mechanical property，improve the shape of plate，adjust the strip surface roughness and obtain the coil that meeting the requirements．
Key words:strip steel;temper Rolling Mill;cold rolling
目錄
1 緒論 1
1.1選題背景及目的 1
1.1.1選題背景 1
1.1.2選題的目的與意義 1
1.2國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果 2
1.2.1國內研究成果 2
1.2.2國外研究成果 3
1.3.課題的研究內容及方法 3
1.3.1課題的研究內容 3
1.3.2課題的研究方法 4
2 平整機總體方案的確定 5
2.1機座形式 5
2.2主傳動機構 5
2.3壓下機構 7
2.4工作輥輥系 8
2.4.1工作輥選擇 8
2.4.2工作輥軸承選擇 8
2.5支承輥輥系 9
2.5.1支承輥選擇 9
3 力能參數(shù)計算 11
3.1選取軋輥的參數(shù)規(guī)格 11
3.2軋制力計算 11
3.2.1力能參數(shù) 11
3.2.2對工作輥受力分析 14
3.3.1計算電機功率 15
3.3.2電機選擇 16
3.4電機校核 16
3.4.1主電機上的力矩 16
3.4.2電機過載校核 16
4 主要零件的設計及校核 18
4.1軋輥的設計校核 18
4.1.1工作輥軸頭校核 18
4.1.2對支承輥進行彎曲校核 19
4.1.4對工作輥與支承輥接觸面進行接觸應力校核 21
4.2 軋輥軸承的選用與壽命計算 23
4.2.1軸承的選擇 23
4.2.2軸承的壽命計算 23
4.3機架設計校核 25
4.3.1機架的結構尺寸 25
4.3.2機架強度計算 28
4.4萬向接軸校核 31
5 潤滑方式的選擇 31
5.1干油及稀油潤滑 32
5.2油氣潤滑 33
6 經(jīng)濟可行性分析 35
6.1設備完好率與利用率 35
6.2預備役齡 35
6.3設備經(jīng)濟壽命的確定 37
6.4機械購置成本 38
結 論 39
致 謝 40
參考文獻 41
1 緒論
1.1選題背景及目的
1.1.1選題背景
冷軋帶鋼生產的發(fā)展，不僅取決于軋鋼主要設備(軋鋼機)工作速度的提高和軋制周期的縮短，也在很大程度上取決于軋鋼輔助設備的不斷改善和改進。軋鋼輔助設備在現(xiàn)代軋鋼生產中起著很重要的作用。其機械化和自動化程度以及生產能力的高低，直接影響著軋鋼生產現(xiàn)代化的發(fā)展和生產率的提高。
由于冷軋后的帶鋼產生加工硬化, 無法滿足當今高質量汽車及家電外殼美觀設計的要求，故必須對帶鋼進行退火，平整方能滿足要求，因此開發(fā)設計冷軋帶鋼平整機組是非常必要的, 它作為冷軋機組的后續(xù)處理作業(yè)線, 可以極大地提高產品的附加值, 該機組在鋼鐵行業(yè)中占有非常重要的地位 。
經(jīng)過再結晶退火的冷軋帶鋼需要進行平整，以獲得交貨狀態(tài)需要的各種性能。從壓下變形看，平整的實質是一種小壓下率（0.5%～4% ）的二次冷軋變形。平整作為冷軋帶鋼生產的重要工序，主要目的是：消除退火帶鋼的屈服平臺，防止在沖壓加工時產生滑移線，調制好帶鋼的力學性能；改善帶鋼的平直度，得到較為平坦的帶鋼；通過對平整機工作輥表面的毛化處理，使帶鋼表面呈現(xiàn)不同粗糙度的表面結構，以得到鏡面鋼板或深沖用途的鋼板。目前作為冷軋帶鋼先進生產工藝的連續(xù)退火機組，其實質就是把傳統(tǒng)的退火工藝和平整處理工藝結合在一起的連續(xù)式生產工藝。選擇合理的平整機機組與連退爐相結合，是連續(xù)退火機組高效率、高質量、 低成本、低消耗生產的關鍵。
1.1.2選題的目的與意義
在冷軋帶鋼的生產過程中，平整是十分重要而且必不可少的工藝環(huán)節(jié)之一，對于保證帶的鋼質量有著非常重要的作用。
1、 經(jīng)過再結晶退火的帶鋼，其拉伸曲線上的屈服平臺是可以直接影響再加工工序和加工質量的重要因素。如果在平整機上對帶鋼施加很微小的變形，便可消除這一現(xiàn)象。其效果可保持2－6個月，甚至在更長的時間內也不會再次出現(xiàn)。
2、通過平整機組上的彎輥裝置、軋輥壓下的單側調整和軋輥凸度的設置，經(jīng)過平整就可減輕或消除原料的板形不良現(xiàn)象，為后續(xù)加工的工序創(chuàng)造出良好的條件。
3、通過使用毛化處理的工作輥，可在帶鋼表面生成各種符合再加工工序要求的表面粗糙度。
4、通過適當控制延伸率，可對帶鋼機械性能起到有限的調控作用。
5、通過平整這道工序可減輕或消除連軋機由于軋輥原因造成的輕微輥印。還可以通過調整張力或速度的方式來消除或減輕原料粘結對表面質量產生的影響。
圖1.1 帶鋼平整前后的應力應變曲線
1.2國內外研究狀況和相關領域中已有的研究成果
1.2.1國內研究成果
從國內看，國內平整機廠家中一重，二重是很好的生產商。中國第一重型機械集團公司為鞍山股份公司設計制造的國內首臺冷軋機—1780平整機在中國一重的重型裝備制造廠裝配現(xiàn)場實現(xiàn)全面告捷，這填補了國內成套冷軋機制造長久以來的空白。該平整機每分鐘的運轉速度可達到1450轉，好比“印鈔機”一般，所以對設備制造的精度和質量的要求都很高。而這套設備在生產中也完全滿足了生產要求，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。中國二重在平整機領域也取得很好的成績，印度JSL公司的1750mm不銹鋼平整機組總包合同“花落”第二重型。該合同的成功簽訂，標志著中國二重在不銹鋼冷軋帶鋼的平整領域取得了重大突破，產品以及技術得到國外用戶的認可。這是二重自主設計研發(fā)的第一條不銹鋼冷軋帶鋼平整機組，總制造周期為11個月。由二重負責機械及流體設備的設計研發(fā)與供貨，由寶鋼工程技術集團有限公司負責這條機組生產工藝和電氣控制系統(tǒng)設計供貨。
近幾年我國的幾大鋼鐵公司接連引進數(shù)條冷軋帶鋼生產線， 對高質量的冷軋產品來說， 光亮平整與張力平整是必要的工序，因此，適合各公司產品的各種型式的平整機得到了廣泛應用, 寶鋼1420冷軋生產線在連續(xù)退火機組的出口段串列式地設置了兩架六輥HC 平整機，寶鋼三期工程1550冷連軋機組從日本引進了一套 1550CAL VC輥平整機，攀鋼冷軋廠平整過程采用的是單機架四輥平整機。八鋼冷軋近來從韓國引進原產于日本的二手設備，是單機架四輥平整機，這套設備電氣自動化控制系統(tǒng)部分是由意大利DANIELI公司依據(jù)現(xiàn)有設備配套提供。其產品定位主要是建筑類和輕工類普通平整鋼卷,到目前為止已經(jīng)開發(fā)出了DC系列的汽車板。
1.2.2國外研究成果
從國際上看，日本三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）、奧地利西門子-奧鋼聯(lián)（SIEMENS-VAI）、德國西馬克（SMS）、意大利達涅利（DANIELI）等企業(yè)無疑是冶金設備中的佼佼者。
窗體頂端
奧地利奧鋼聯(lián)在平整技術領域取得了新的進展，采用Smatrcrown平直度控制系統(tǒng)的2機架輕摩擦平整機無需帶鋼潤滑即可達到要求的平直度、伸長率以及表面粗糙度綜合性能。不同的機架可分別為帶鋼施加伸長率和表面粗糙度，模型優(yōu)化機架的設定。
德國西馬克公司的1780平整機組，是單機架四輥平整機，機架前方裝配有一對大直徑的張力輥，機架后則是一個導向輥。電氣和傳動供貨商為ABB公司，電氣裝備采用了ABB公司基礎自動化控制系統(tǒng)，其中恒延伸率控制系統(tǒng)是國際上最先進和成熟的技術之一。
日本三菱公司是設計制造冷軋鋼帶平整機的主要廠家之一,其產品型式有單機架的,也有兩機架的;在單機架平整機既中有二輥式的,也有四輥式的,三菱公司的平整機采用了AGC系統(tǒng)，該系統(tǒng)目前在全世界處于領先水平。此外，同為日本重工企業(yè)的住友重工在平整機設計制造領域有著豐富經(jīng)驗及成果。
1.3.課題的研究內容及方法
1.3.1課題的研究內容
主要設計研究機座形式、主傳動機構組成和作用、壓下機構組成和作用、軋輥的結構特點及軸承形式等。主傳動機構包括主電機、接軸及接軸托架，經(jīng)過對比確定需要哪種形式的設備。壓下機構形式有手動，電動，液壓壓下，比較并選擇出適合的壓下形式。確定平整機參數(shù)，包括輥身長度、輥徑等。
平整機主傳動系統(tǒng)力能參數(shù)的計算包括軋制力、軋制力矩和主電機功率的計算，根據(jù)軋機的工作特點選擇電機并進行校核。
主要零件設計并進行強度校核，其中包括機架、軋輥、接軸、軸承等。
潤滑方式的選擇，對于大型機械而言，潤滑十分重要，本課題在設計平整機之后要確定平整機潤滑方式。
進行經(jīng)濟可行性分析，綜合考慮該平整機在設計制造以及維護過程中所需要的各項費用，分析其是否適合，如果不適合，需要做出適當修改。
最后計算機繪圖，將設計結果畫出來，包括零件圖以及總裝配圖。
1.3.2課題的研究方法
重點進行平整機的主傳動設計，首先根據(jù)有關資料確定總體設計方案，綜合考慮生產要求與設計可行性，然后依照給定的設計參數(shù)，參考軋機設計理論進行平整機力能參數(shù)的計算并選擇電機容量以及所需的各部件種類型號。對平整機壓下裝置進行設計，確定何種壓下形式。確定軋輥技術參數(shù)并且選擇適當?shù)妮S承。然后按照機械設計理論對主要零件進行強度校核。
2 平整機總體方案的確定
2.1機座形式
帶鋼平整機主要有雙機架四輥平整機，單機架四輥平整機和單機架二輥平整機幾種形式。
四輥雙機架平整機主要用來對鍍錫板和薄帶鋼進行平整并兼用于二次冷軋，其缺點是：1)機架間的延伸和平整速度不易調整，生產操作較難掌握；
2)設備投資較大。單機架二輥可逆式平整機主要用于不銹鋼帶的平整。其缺點是難實現(xiàn)張力控制，對平整質量有影響。單機架四輥平整機是國內普遍應用的平整機。其平整品種范圍廣，平整張力、延伸率和速度等容易控制，能很好地滿足平整質量要求。
通過對以上幾種形式平整機的比較，我們選擇單機架四輥平整機作為平整機組的核心設備。
1.機架裝配 2. 工作輥輥系 3.支承輥輥系 4.液壓壓下裝置
5.斜楔調整裝置 6.軋輥平衡及彎輥裝置 7.平整機底板
圖2.1 1400平整機機架
2.2主傳動機構
平整機主傳動包括主電機、接軸及接軸托架，主電機通過接軸與平整機下工作輥連接。主電機通過接軸直接傳動軋輥，減少了傳動系統(tǒng)的飛輪力矩和損耗，縮短了啟動和制動時間，提高了生產率。
平整機的工作制度為帶張力的工作制度，采用這種工作制度，軋件不僅承受軋輥所施加的軋制力，而且承受卷曲機和開卷機所施加的前、后張力，處于易塑性變形的良好應力狀態(tài)，使平整條件大大改善，易于平整出平直的帶材。
關于平整機電機選擇，主要考慮選用直流還是交流，低速還是高速。和交流電機相比，直流電機具有以下優(yōu)勢：
1、 傳動比分級精細，選擇范圍廣，轉速型譜寬，范圍i=2-28800。
2、直流減速電機結構緊湊，體積小，造型美觀，承受過載能力強。
3、能耗低，性能優(yōu)越。
4、通用性強，是用維護方便，維護成本低，特別是生產線，只需備用內部幾個傳動件即可保證整線正常生產的維修保養(yǎng)。
1. 電機 2. 聯(lián)軸器 3. 接軸托架 4. 萬向接軸 5. 工作輥 6. 軸承
圖2.2 1400平整機傳動簡圖
在電機轉速上，主要有高速電機和低速電機兩種，與高速電機相比低速電機具有以下優(yōu)勢：
1、 體積小、重量輕，無需再配減速裝置，可以大大節(jié)省空間，與各類機械設備配套更方便，有效減輕整體設備重量。
2、輸出扭矩大，功率損失小，輸出扭矩遠大于普通電機輸出扭矩。
3、超載能力強、運轉平穩(wěn)、噪音低、傳動精度高。
4、效率高，節(jié)省能源。
5、降低成本、提高經(jīng)濟效益。
根據(jù)以上分析，從價格，環(huán)保，性能等方面考慮，1400平整機選取直流低速電機。
接軸托架安裝于平整機機架上，夾緊部分在液壓缸帶動下夾緊或松開。換輥操作中，工作輥被拉出后，由接軸托架鎖住萬向接軸。平整機正常軋制中，鎖緊液壓缸處于縮回位置，不允許動作。
2.3壓下機構
板帶軋機的軋輥壓下裝置按傳動形式主要有手動、電動和液壓幾種。手動壓下裝置只在某些小軋機上使用。在大型板帶軋機上，廣泛使用電動和液壓壓下裝置。
電動壓下裝置適用于板坯軋機、中厚板軋機等要求輥縫調整范圍大，壓下速度快的情況，或是帶材冷軋機、平整機等調整精度高，壓下速度低的設備。電動壓下裝置主要由壓下螺絲和螺母及其傳動機構等組成。
采用電動壓下裝置當作用在壓下螺絲上的力超過某一調定數(shù)值時，壓下電動機將停止工作，此時壓下螺絲將在軋制力作用下楔緊，用壓下電機已不能把它松開，這就造成了卡鋼事故或軋輥壓靠事故。為處理這種事故，電動壓下裝置還需設置壓下螺絲回松裝置。
電動壓下裝置機械結構復雜，其最大的缺點之一是運動部分的慣性大．因而在輥縫調整過程中反應慢．精度低。對現(xiàn)代化的高速度、高精度軋制已不適應。提高壓下裝置的響應速度的主要途徑是減少其慣性，而用液壓控制可以收到這樣的效果。液壓壓下裝置大大提高了平整機軋輥輥縫的調節(jié)速度和精度，促使了軋制速度的大幅度提高和軋材質量的明顯改善。液壓壓下裝置的采用，是軋機發(fā)展史上的一個重要“飛躍”。液壓壓下的主要特點是：
1)快速響應性好，調整精度高，液壓壓下裝置有很高的輥縫調整速度和加速度，尤其是有很大的加速度潛在能力。動態(tài)特性的大幅度提高，使得產品的精度提高，質量更有保證，縮短了加速減速階段帶鋼頭尾的超差長度，節(jié)約了金屬及能源，提高了產品的合格率；
2)過載保護簡單、可靠。液壓系統(tǒng)可以有效地防止軋機過負荷，保護軋輥和軸承免遭損失。當事故停車時，可迅速排出液壓缸的壓力油，加大輥縫，避免軋輥被刮傷；
3)采用液壓壓下可以根據(jù)需要改變平整機的當量剛度，實現(xiàn)對平整機從“恒輥縫”到“恒壓力”的控制，以適應各種平整及操作情況；
4)液壓壓下裝置采用標準液壓元件，簡化了機械結構；
5)較機械傳動效率高；
6)便于快速換輥，提高平整機作業(yè)率。
綜合以上分析，1400平整機選用液壓壓下裝置。
圖2.3 液壓壓下圖
2.4工作輥輥系
2.4.1工作輥選擇
1400平整機工作輥系由上下兩個工作輥，工作輥軸承等組成，工作輥是直接承受帶鋼變形的工具，在軋制時要承受軋制力和軋制扭矩，軋輥質量的好壞對板帶材質量、平整機生產率和作業(yè)率的影響很大，因此對工作輥的強度、硬度、韌性、耐磨性和表面粗糙度等都有很高的要求。
盡管冷軋工作輥的硬度要求很高，但卻不使用鑄鐵軋輥，這是因為當輥徑確定以后，可能軋出的軋件最小厚度值和彈性模數(shù)E值成反比。即軋輥材料的彈性模數(shù)愈大，可能軋出的軋件厚度愈小。鑄鐵的E值只是鋼的一半，為此，在冷軋帶鋼時，使用鑄鐵軋輥
是不利的。
根據(jù)上面分析，1400平整機工作輥材料選用特殊合金鍛鋼9Cr2W。
2.4.2工作輥軸承選擇
軋輥軸承是輥系中非常重要的部件，和一般用途的軸承相比，軋輥軸承有以下特點：
1)工作負荷大。由于軋輥的輥身直徑應保證強度，而軸承座外形尺寸不應大于輥身最小直徑，輥頸長度又較短，所以輥頸上所承受的單位載荷大。通常軋輥軸承所承受的單位壓力，比一般用途的軸承高2～4倍。
2)運轉速度快。
3)工作環(huán)境惡劣。
滾動軸承具有摩擦系數(shù)小，精度高，運轉安全，維護簡單，產品易于系列化，能成批生產等優(yōu)點。
雙列向心球面輥子軸承既可承受徑向負荷，也可承受軸向負荷，多用于小型帶材冷軋機支撐輥以及小型線材軋機軋輥。
四列圓錐滾子軸承可承受徑向負荷和軸向負荷?？捎糜谒妮佨垯C或平整機的工作輥。
四列圓柱滾子軸承摩擦損混耗少，軸承徑向尺寸較小。當采用這類軸承時，能加大軋輥輥徑尺寸。軸承承載能力高，能適應的工作轉速高。但它不能承受軸向負荷，必須增設單獨的止推軸承，這使軸承部件的結構復雜了。而1400平整機的工作輥軸承座需安裝平衡和彎輥裝置，不適合采用此類軸承。
基于對以上軋輥軸承特點的分析，1400平整機工作輥軸承選用了四列圓錐輥子軸承，這種軸承剛性大，摩擦系數(shù)小，能較好地滿足耐壓、耐沖擊、防水和防塵等工作環(huán)境的要求。
根據(jù)上述分析，設計出工作輥輥系，
圖2.4 工作輥輥系
2.5支承輥輥系
2.5.1支承輥選擇
支承輥為工作輥提供剛性支承，防止工作輥在軋制力作用下發(fā)生撓曲變形，故要求支承輥具有足夠的剛性。多以1400平整機支承輥選用材料為9Cr2Mo的合金鍛鋼。
通過上述對軋輥軸承的分析，支撐輥軸承我們同樣選用了四列圓錐滾子軸承。此類軸承屬軋鋼機專用軸承，其徑向尺寸小，承載能力大，允許轉速高，抗沖擊性能好，非常適合平整機使用。
根據(jù)上述分析，設計出支承輥輥系
圖2.5 支承輥輥系
窗體底端
3 力能參數(shù)計算
3.1選取軋輥的參數(shù)規(guī)格
1）選取軋輥輥身長度L
式中根據(jù)選取
則
2）確定軋輥直徑D
因為平整機類似于冷軋板帶軋機，由文獻[1,表3-3]得
則
則
有因為所以選取
3).輥頸直徑
工作輥
支承輥
3.2軋制力計算
3.2.1力能參數(shù)
1400平整機用于冷軋帶鋼的平整，力能參數(shù)可以根據(jù)斯通公式計算得出。
表3.1 1400平整機數(shù)據(jù)
類型
1400平整機
工作輥尺寸
Φ500×1400mm
支承輥尺寸
Φ1300×1400mm
進料厚度（Ｈ０）
1.0mm
變形程度（ｅ）
9%
板帶寬度（Ｂ）
530mm
鋼板材料
08F
軋制前張應力
軋制后張應力
軋制速度（ｖ）
3.5m/s
1)初始壓下量：
出料厚度：
2)材料變形阻力：
式中：—材料變形阻力
、—軋制前后材料變形阻力由文獻[1,圖2-12a]查出，
，
3) 求軋制壓力：
考慮加工硬化時： ；
。
即
m—軋輥彈性壓扁接觸弧加長對單位壓力的影響系數(shù)，
4)求系數(shù)：
—軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)，根據(jù)變形程度9%，本設計為濕潤滑取μ=0.05.
—接觸弧水平投影長度
R—軋輥半徑
—壓下量
—鋼板軋制前后平均厚度
5）求系數(shù)：
6）求系數(shù)：
X—經(jīng)過查文獻[1,圖2-25]，
由Z=0.0616，Y=0.0626得X=0.30
則
3.2.2對工作輥受力分析
1） 畫出力的示意圖如下：
圖3.1 力的示意圖
2）由平衡條件可以得出φ，γ的大小為：
、：軋前后張力大小，
則，
m—滾動摩擦力臂，m=0.2mm
—摩圓半徑,，其中d=260mm,
則
—支承輥半徑,
則，
3）
3.3電機功率選擇
3.3.1計算電機功率
式中
則
3.3.2電機選擇
根據(jù)以上計算結果，查閱文獻[3,表5-9]，選擇：
電機型號：Z4-450-31
額定功率：200Kw
額定轉速：180r/min。
3.4電機校核
3.4.1主電機上的力矩
因為軋件較長，所以忽略不計。
3.4.2電機過載校核
由文獻[1，P73]頁查得：
——電機過載系數(shù)，可逆運轉電機K=2.5～3.0,取
由前文可知：
所以電機合格。
4 主要零件的設計及校核
4.1軋輥的設計校核
4.1.1工作輥軸頭校核
工作輥軸頭簡圖如下圖所示：
圖4.1 工作輥輥頭
軸頭截面可近似看成矩形，邊緣各點的切應力與邊界相切、并順著某個流向。四個角點上切應力等于零。最大切應力在矩形長邊的中點上。查文獻[2，P92]可得：
是與截面邊長比值有關的因數(shù)。
查[2，表3.2]可得：
所以：
由于在計算軋輥強度時未考慮疲勞因素，故軋輥的安全系數(shù)一般取n=5.
對于合金鍛鋼軋輥，強度極限，
許用應力：
故工作輥軸頭合格。
4.1.2對支承輥進行彎曲校核
支承輥如下圖所示
圖4.2 支承輥
支承輥的抗彎截面系數(shù)比工作輥大得多，即支承輥有很大剛性。因此，軋制時的彎曲力絕大部分由支承輥承擔。在計算支承輥時，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輥軋機一般是工作輥傳動，因此，對支承輥只需計算輥身中部和輥頸斷面的彎曲應力。
圖4.3 危險斷面及彎矩最大位置
根據(jù)平整機參考圖紙，可以確定需要校核的各個危險斷面的參數(shù)尺寸，如下所示：
其中
對彎矩最大處進行校核
因為支承輥的材料為9Cr2Ｍo根據(jù)文獻[1，P88]選取支承輥的強度極限
查[1，P87]，選取安全系數(shù)n=5，則有許用應力：
。
在軋制過程中，軋輥輥面因工作磨損，需不止一次地重車或重磨。軋輥從開始使用直到報廢，其全部重車量與軋輥名義直徑的百分比稱為重車率。
查文獻[1，表3-4]，取重車率 8%
則
故合格。
對危險截面1進行校核
故合格。
對危險截面2進行校核
故合格。
4.1.4對工作輥與支承輥接觸面進行接觸應力校核
四輥軋機支承輥和工作輥之間承載時有很大的接觸應力，在軋輥設計時應進行校核計算。
圖4.5 工作輥與支承輥相接觸情況
所選支承輥與工作輥材料均為合金鍛鋼，查文獻[1，表3-7]得該材料HS=60，查閱文獻[1，P86]得軋輥許用接觸應力：
由文獻[1，P89]查得公式
其中
所以
由文獻[1，P89]可知：
最大切應力：
最大反復切應力：
則
<
所以工作輥與支承輥接觸面接觸應力合格。
4.2 軋輥軸承的選用與壽命計算
4.2.1軸承的選擇
四列圓錐滾子軸承由于部件較少，簡化了安裝；四列滾子的載荷分布得到改善，從而減少磨損，并延長使用壽命；由于降低了內圈寬度公差，簡化了在軋輥軸頸上的軸向定位；尺寸同帶中間圈的傳統(tǒng)四列圓錐滾子軸承相同：既可以承受徑向力，又可以承受軸向力。所以本設計支承輥與工作輥都選用圓錐滾子軸承。
由于工作輥輥頸處所受的彎曲力很小，彎矩主要作用于支承輥上，所以應校核支承輥上的軸承的壽命，其它軋輥上的軸承不進行校核。軋輥軸承計算主要是計算軸承壽命，計算軸承壽命要求符合軸承的實際壽命，必須準確的確定動負荷、當量動負荷與軸承壽命之間關系。
4.2.2軸承的壽命計算
1400平整機對支承輥軸承損耗比較大，故只對支承輥軸承進行校核，即對四列圓錐滾子軸承進行校核。
圖4.6 四列圓錐滾子軸承圖
查文獻[1,P100]：
式中 — 以小時計的軸承額定壽命，;
— 軸承的轉速，；
— 額定動負荷，；
— 壽命指數(shù)，對于滾子軸承；
— 當量動負荷，。
式中 — 徑向系數(shù)，根據(jù)之比值，由軸承樣本查得；
— 軸向系數(shù)，由軸承樣本查得；
— 軸承徑向負荷，；
— 軸承軸向負荷，；一般帶材軋機：；
取
— 溫度系數(shù)，軋輥軸承一般只能在100溫度以下工作，故而，??；
— 負荷系數(shù)，熱軋板材軋機，，本設計取。
查文獻[3,表7-5-28]知：
計算系數(shù)： ，，，，，
同時由文獻[4，P120]查知：
當時，；
當時， 。
軸承的徑向載荷：；
軸承的軸向載荷：。
計算當量動載荷：
將數(shù)據(jù)帶入公式4-3得：
因此由計算可知：支承輥軸承應21361h換一次，以保證軋制連續(xù)進行。
4.3機架設計校核
4.3.1機架的結構尺寸
窗口尺寸包括機架窗口寬度（B）和機架窗口高度（H），四輥軋機機架窗口寬度一般為支承輥直徑的1.15~1.30倍：
對于四輥軋機機架窗口高度：
?。?
根據(jù)平整機參考圖紙可以畫出機架圖：
圖4-.7 機架圖
窗口尺寸：
立柱斷面：
圖4-8 立柱斷面圖
查閱文獻[1，表5-1,]：
機架立柱斷面面積與軋輥輥頸直徑平方比值
?。?
橫梁斷面：
圖4.9 橫梁斷面圖
4.3.2機架強度計算
機架的強度按垂直軋制力P計算，水平力與垂直力相比很小，可以忽略。機架的強度一般是基于以下的基本假設：認為機架是一個對稱與垂直中心線的靜不定剛架，這樣就可以采用材料力學中計算靜不定剛架的方法來計算。
設橫梁和立柱之間用圓角半徑過渡：
圖4.10矩形框架應力圖
查閱文獻[4，P143]立柱彎曲力矩：
式中：
——作用在一片機架上的軋制壓力，
、——橫梁和立柱的長度
、——橫梁、立柱的斷面慣性矩
令，則長方形機架立柱的彎曲力矩為：
帶入數(shù)據(jù)：
查閱文獻[4，P143]：
橫梁中部的彎曲力矩：
帶入數(shù)據(jù)：
查閱文獻[4，P143]：
橫梁中部的應力：
立柱內表面的應力：
橫梁中部斷面系數(shù):
立柱內表面斷面系數(shù)：
代入數(shù)據(jù)有：
軋鋼機機架一般采用含碳量為0.25%~0.35%的ZG-270~500，其強度極限，延伸率，ZG-270~500是大型鑄鋼件生產中最常用的碳素鋼，具有較好的鑄造性和焊接性，但易產生較大的鑄造應力引起熱裂，廣泛應用于軋鋼、鍛件、礦山等設備，如軋鋼機架等，由于機架是軋機中最貴重和最重要的零件，必須有較大的強度儲備，一般機架的安全系數(shù)為：
許用應力一般采用以下數(shù)值：
對于橫梁：
對于立柱：
即：
機架滿足強度要求。
4.4萬向接軸校核
根據(jù)實際布局需要，兩個滑塊式萬向接軸都選用直徑305mm，長度選擇8228mm和5406mm。
4-10 滑塊式萬向接軸
萬向接軸連接電機與工作輥，工作時受到電機的扭轉力，故只需對其進行扭轉應力校核。
由上可知：
則有
又因為工作輥的材料為42Cr2Mo根據(jù)軋鋼機械選取工作輥的強度極限
選取安全系數(shù)n=5，
則有許用應力
又因為
則
所以萬向接軸合格。
5 潤滑方式的選擇
5.1干油及稀油潤滑
稀油潤滑和干油潤滑顧名思義，采用稀油的潤滑就叫稀油潤滑，采用干油的潤滑就叫干油潤滑。
潤滑劑的選擇應綜合考慮摩擦接觸面的工作條件、環(huán)境、摩擦面加工情況及摩擦面之間的間隙，以及潤滑方式與裝置特點等因素。選用的一般原則是：
1.高速、輕載荷、工作平穩(wěn)選用低粘度潤滑油、針入度較大(稠度低)的潤滑脂。反之，低速、重載荷、有沖擊載荷，或作往復與間歇運動的選用高粘度潤滑油、針人度較小(稠度較高)的潤滑脂。在邊界潤滑的重負荷運動副上，宜選用極壓型潤滑油。
2.工作及環(huán)境溫度低宜選用粘度較小的潤滑油、針入度較大的潤滑脂。反之，溫度高則應采用粘度較大、針人度小及滴點較高的潤滑脂。夏季用油的粘度一般比冬季用油的粘度高一些。在高溫條件下的潤滑應考慮潤滑油的閃點、潤滑脂的滴點，在很低溫度條件下的潤滑應考慮潤滑油的凝固點。溫度范圍變化大的，可采用增粘劑以改善潤滑油的粘溫性。
3.潮濕條件應選抗乳化性較強和油性、防銹性好的潤滑劑，不能選用無抗水能力的鈉基脂。
4.摩擦面之間的間隙愈小，潤滑油的粘度應愈低。一般新零件跑合期應比正常使用期的潤滑油粘度低一些。
5.摩擦面加工粗糙，要求使用的潤滑油粘度大、潤滑脂的針人度小。反之，表面光潔度高使用的潤滑油粘度小、潤滑脂針入度大。
6.采用循環(huán)潤滑系統(tǒng)、油繩或油墊潤滑裝置的潤滑，應采用粘度較小的潤滑油。循環(huán)系統(tǒng)、油環(huán)、油勺、飛濺潤滑采用的潤滑油應具有抗氧化安定52一SI(’AN CEMEN F性。
7.集中潤滑系統(tǒng)中采用的潤滑脂針人度宜大些，以便輸送。人工間歇加油應采用粘度大一些的潤滑油，以免流失太快。
干油潤滑在使用過程中主要存在以下缺陷：1）流動性差，內摩擦阻力大，所需工作壓力高，無法形成動壓油膜；2）潤滑脂難以有效迅速擴散到整個潤滑面；3）受污染后難以凈化。
5.2油氣潤滑
油氣潤滑，在學術界被稱為“氣液兩相流體冷卻潤滑技術”，是一種新型的潤滑技術，它與傳統(tǒng)的單相流體潤滑技術相比具有無可比擬的優(yōu)越性。它成功地解決了干油潤滑和油霧潤滑所無法克服的難題，是潤滑技術中的一朵正在綻放的瑰麗奇葩。它適應了機械工業(yè)設備的最新發(fā)展的需要，尤其適用于高溫、重載、高速、極低速以及有冷卻水和臟物侵入潤滑點的工況條件惡劣的場合。由于它能解決傳統(tǒng)的單相流體潤滑技術無法解決的難題，并有非常明顯的使用效果，大大延長了摩擦副的使用壽命，改善了現(xiàn)場的環(huán)境，因此正在得到越來越廣泛的應用，尤其是在冶金工業(yè)領域。
圖5.1 軸承油氣潤滑技術圖
技術先進典型的“氣液兩相流體冷卻潤滑技術”形成的氣液“兩相膜”承載能力大大提高由于潤滑膜厚度的增加，使?jié)櫥ば纬陕侍岣撸哂袃?yōu)良的潤滑減磨作用。實現(xiàn)以均等的時間分配潤滑油的方式，潤滑油可以連續(xù)輸送。油氣分配器的油氣進口處的空氣速度高，這是油氣潤滑效果是否明顯的關鍵。因潤滑劑消耗量極其微小，不會產生多余的熱量。潤滑油可以實現(xiàn)按需分配，油氣分配均勻并可實現(xiàn)按比例分配。連續(xù)不斷的壓縮空氣有利于軸承的冷卻壓縮空氣在軸承內部能保持約0.3bar壓，能阻止臟物和水的侵入，使軸承具有良好的密封性能。能適合不同的惡劣工況條件，如高溫、重載、高速或極低速、有冷卻水和臟物侵入軸承的場合。一套油氣潤滑系統(tǒng)可向多達1500個潤滑點送油氣流，且油氣管道的走向不受限制。能使用高粘度的機械油甚至半流動潤滑脂有非常完善的對油氣潤滑系統(tǒng)的工作狀況進行監(jiān)控的手段。
潤滑油基本實現(xiàn)零排放，利用率99％以上。與傳統(tǒng)的潤滑方式相比，大大減少了潤滑劑的消耗量，大幅度地節(jié)省了開支。管道布置簡單，大大減少了管道系統(tǒng)的安裝和維護費用。受潤滑設備的運行成本大幅降低減少了冷卻水的處理費用。
油氣潤滑它具有良好的潤滑效果，耗油量小，便于控制，對軋件污染少以及成本和維修費用低等優(yōu)點。近年來，油氣潤滑在軋機上得到了廣泛應用。
對環(huán)境友好不產生油霧，不污染環(huán)境，有利于環(huán)境保護避免了對循環(huán)使用的冷卻水的污染。
1400平整機的工作輥軸承、支撐輥軸承和萬向接軸都采用了油氣潤滑，這種潤滑方式可以實現(xiàn)連續(xù)、有控制的供油，使軸承在較高的軋制速度和負荷下得到良好的潤滑和冷卻，這樣既能提高軸承的使用壽命，又不會污染帶鋼和平整液。
6 經(jīng)濟可行性分析
6.1設備完好率與利用率
設備完好率、利用率是評價工業(yè)機械技術管理水平的兩項重要指標，它們在一定程度上反映了企業(yè)的設備管理水平和技術裝備素質。
設備完好率是設備管理一個重要的考核指標，它反映工業(yè)企業(yè)機械設備管理、使用、保養(yǎng)、維修工作的情況，對促進企業(yè)的設備管理發(fā)揮重要作用。完好率是具有橫向聯(lián)系的一種指標，它既能反映設備的技術狀態(tài)水平，又能反映設備點檢工作的狀況和生產維修的工作效果?？己送旰寐实淖罱K目的是保證裝卸設備始終處于良好的技術狀態(tài)。完好率的公式為：
（6.1）
設備利用率是一種縱向延伸的指標，考核它不僅可以反映設備的投資效果、設備的轉運率和作業(yè)效率，而且可以反映設備系統(tǒng)功能的投入及性能發(fā)揮的狀況，考核的最終目的在于提高設備的利用效率，充分發(fā)揮設備的能力和潛力，利用率的公式是：
（6.2）
6.2預備役齡
機械設備的役齡影響到機械的完好率、臺時產量、維修費用等一系列指標，是確定設備合理配置、更新改造等決策的重要影響因素，圖6-1概念地表示了機械的故障率與時間相對應的壽命特征曲線。該曲線分為三段：早期故障期：偶發(fā)故障期：耗損故障期。
第一階段為早期故障期。機械設備從投入使用到時刻為止，這個階段的特點是開始時故障率很高，但隨著運轉時間的增加，故障率很快又減少下來，進入故障率恒定階段。
第二階段為偶發(fā)故障期，這一階段的故障率最低，而且故障率恒定。一般情況下，這一階段不應該發(fā)生故障，屬機械設備的最佳工作時期。
第三階段為耗損故障期。在這一時期因為設備內部的零件接近“額定”壽命，而出現(xiàn)零件的正常磨損、化學腐蝕、物理性變化及材料的疲勞等老化過程，因此設備開始出現(xiàn)退化現(xiàn)象，故障率開始重新升高。
圖6.1 機械設備壽命曲線
上述的浴盆曲線表達了機械設備整個壽命周期特性，但對于實行大修制度的設備來說，用浴盆曲線來表示機械的一個大修周期更為確切。圖9-2為用幾個浴盆曲線來表達機械的全壽命特性。歷次大修后，浴盆曲線的各種參數(shù)會有一定變化：
1.最高故障率可能逐次增大，即
2.偶發(fā)故障期逐次縮短，即
3.大修周期逐次縮短，即
圖6-2 故障率曲線
復雜設備由大量的零部件組成，在運行中究竟哪個零件、何時會發(fā)生故障是隨機的，零件數(shù)目越多，這種隨機性很強。
6.3設備經(jīng)濟壽命的確定
設備老化引發(fā)的直接問題是設備更新。合理確定冶金機械設備的使用年限，是影響機械設備合理擁有量以及設備更新的重要因素。設備的壽命，是指設備從交付生產開始使用直到不能使用直到報廢所用的時間。設備的壽命可以分為以下三種：
1.自然壽命，指設備經(jīng)使用后的有形磨損，喪失技術性能和使用性能，又無修復價值的時間。
2.技術壽命，指設備經(jīng)過一段時間的使用后，綜合有效性能和效益低劣，繼續(xù)使用在經(jīng)濟上不合算，且又無改造價值的時間。
3.經(jīng)濟壽命，指設備經(jīng)過一段時間的使用后，綜合有形磨損和無形磨損從而造成的經(jīng)濟效益低劣，繼續(xù)使用在經(jīng)濟上不合算，又無大修和改造價值的時間，或者說從經(jīng)濟角度來選擇最佳使用年限。
追求技術進步和提高經(jīng)濟效益是研究設備更新問題的根本出發(fā)點，而技術進步最終目的是提高經(jīng)濟效益。因此，研究設備更新問題應該從經(jīng)濟效益出發(fā)，來尋求設備的合理使用年限。
設備經(jīng)濟壽命的確定與設備的使用成本有關，設備的年使用成本包括固定成本與變動成本兩部分，前者隨著使用時間延續(xù)而變小，后者隨著使用時間延續(xù)因磨損加重而增多，這就存在一個使兩者之和最小的最佳設備使用時間，即設備的經(jīng)濟壽命，計算設備經(jīng)濟壽命可以采用低劣值法。
由于設備投入使用后，各年度將形成設備的低劣化，設備的年經(jīng)營費用也將隨之增加，如果這種增加的低劣化是等值的，其值為 元，即年經(jīng)營費用將由第一年的 變?yōu)榈谀甑?，n年內的年經(jīng)營費的平均值為。如果以與從代表設備原值，代表設備殘值，則設備折舊額的年均值可以表示為，從而企業(yè)維持設備運行的年均年度費用C為：
（10.3）
利用求導的方法，平均年度費用最小時求出： (10.4)
若考慮資金時間價值，可以利用復利現(xiàn)值系數(shù)及年金現(xiàn)值系數(shù)進行調整，式中的與如何科學的確定，是研究設備經(jīng)濟壽命的重點與難點。若年低劣值的增加是不等的，則需要確定每年的變動費用則最小年費用計算公式是：
設備平均年使用費用最小的n值，即為設備的合理使用年限。變動費用的確定仍然是研究的重點問題。
6.4機械購置成本
平整機購置成本在生產活動中以固定成本折舊的形式體現(xiàn)。在折舊方法確定的條件下，初始購置成本越高，每年分攤的折舊越多。設備購置是企業(yè)設備配置決策中的重要任務和首要環(huán)節(jié)，而且也影響到企業(yè)的技術進步和經(jīng)濟效益，選擇和評價設備的總體原則應該是技術上先進，經(jīng)濟上合理，生產上適用，操作上方便。根據(jù)技術和經(jīng)濟的要求，購置設備應綜合考慮以下因素：1. 設備的可靠性2. 設備的維修。3設備的經(jīng)濟性.。4. 設備的節(jié)能性。5.設備的生產性。6.設備的環(huán)保性。
除了以上對設備選擇的一些一般性原則外，企業(yè)在進行設備選型時要具有前瞻性，要注意對未來加工的貨種結構進行預測和分析，考慮到貨種結構變化，對設備型號要求的變化，減少購置的盲目性。
結 論
本次畢業(yè)設計的題目是1400平整機設計，這次畢業(yè)設計我主要對平整機的結構做了設計，包括主傳動等。機座形式、主傳動機構組成和作用、壓下機構組成和作用、軋輥的結構特點及軸承形式等。還有平整機主要參數(shù)，包括輥徑、輥身長度和輥速等。平整機主傳動系統(tǒng)力能參數(shù)的計算，包括軋制力、軋制力矩和主電機功率的計算，根據(jù)軋機的工作特點選擇電機并進行校核。主要零件的強度計算，包括重要的機架、軋輥、接軸、軸承等零件的計算。以及設備潤滑方式和經(jīng)濟可行性分析。機座形式采用單機架四輥平整機，低速直流電機，沒有減速器。采用液壓壓下。采用滑塊式萬向接軸。采用四列圓錐滾子軸承。潤滑方式采用油氣潤滑，主要對軋輥，軸承，萬向接軸進行潤滑。并且對重點零件進行校核，對電機，軋輥的危險截面，軸頭，機架的立柱橫梁進行校核。并最終完成了1400平整機的設計任務。
致 謝
在本次畢業(yè)設計中，我要特別感謝我的導師汪曦老師，她給了我很大的幫助和鼓勵，定時的檢查我們小組同學的進度，并時常地督促我們按時完成任務。每次遇到困難，汪老師都會給我耐心講解，這為我順利完成畢業(yè)設計打下了堅實的基礎，也對我以后的人生道路有很大的幫助。同時我還要感謝我的同組同學，他們也給了我很大的幫助，讓我知道團結的力量是無窮大的。此外，還要感謝鞍鋼實習時候的帶隊老師。最后我還要感謝機械學院的各位老師，感謝大學四年來他們對我的悉心教導。在這次畢業(yè)設計過程中，我得到的鍛煉對我以后走向社會有很大的幫助。
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