板料矯直機,板料,矯直機 北華航天工業(yè)學院 畢業(yè)設計(論文)任務書(理工類) 學生姓名： 李海俠 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 班 級： B13113 學 號： 20134011309 指導教師： 賀俊杰 職 稱： 講師 完成時間： 2017.5.20 畢業(yè)設計(論文)題目： 板料矯直機設計 題目來源 教師科研課 題 縱向課題（ ） 題目類型 理論研究（ ） 注：請直接在所屬項目括號內打“√” 橫向課題（ ） 應用研究（ ） 教師自擬課題（√） 應用設計（√） 學生自擬課題（　） 其 他（?。? 總體設計要求及技術要點： 1、設計參數 矯直材料Q235，板厚H=5—15mm，最大板寬B=2000mm；矯直溫度400—600℃；矯直速度0.5—1.5m/s；矯直輥輥距280mm；輥徑250mm；輥身長2350mm，5個上輥，4個下輥；支承輥輥徑280mm、輥身長900mm、3個上輥、4個下輥；最大開度140mm； 2、設計要求 壓下裝置采用一臺5.5kw、1455r/min的交流電機驅動；主電機一臺、200kw、980r/min、交流。 工作環(huán)境及技術條件： 需使用PC機進行機械工程圖的繪制、計算機輔助設計，學生可以充分利用系里的CAD/CAM實驗室進行設計工作； 設計有關的各種手冊和資料和從學校圖書館接閱；另外可以充分利用學校的數字圖書資源，查閱中、英文文獻。 工作內容及最終成果： 1.查閱相關文獻及中外文資料，撰寫文獻綜述，撰寫開題報告。 2.撰寫畢業(yè)設計（論文）說明書： （1）繪制矯直機總裝配圖（A0）一張。 （2）繪制矯直機部裝和零件圖（打印部裝圖A1）二張。 （3）繪制三維總裝配圖（A3）一張。 （4）畢業(yè)設計報告一份。 時間進度安排： 1. 2016年11-12月，查閱資料，完成開題報告、文獻綜述、外文文獻翻譯。 2. 2017年3月，開題報告審閱。 3. 2017年4月，基本結構分析。 4. 2017年5月，總體結構設計，繪制工程圖。 5. 2017年6月，整理最后資料，完成畢業(yè)設計論文，準備答辯。 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字： 年 月 日 本科生畢業(yè)設計(論文)開題報告 設計 (論文)題目 板料矯直機設計 作者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 作者所在班級 B13113 作 者 姓 名 李海俠 作 者 學 號 20134011309 指導教師姓名 賀俊杰 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制  說 明 1．根據學?！懂厴I(yè)設計(論文)工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》。開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。 2．開題報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。開題報告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設計開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．開題報告中除最后一頁外均由學生填寫，填寫各欄目時可根據內容另加附頁。 5．閱讀的主要參考文獻應在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數可酌減），其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 6．參考文獻的書寫應遵循畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范要求。 7．開題報告應與文獻綜述、一篇外文譯文和外文原文復印件同時提交，文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范的要求，字數在2000字左右。 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 李海俠 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B13113 指導教師姓名 賀俊杰 職 稱 講師 工作單位 機電工程學院 課題來源 教師科研題目 課題性質 應用設計 課題名稱 板料矯直機設計 本設計的科學依據 （科學意義和應用前景，國內外研究概況，目前技術現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 矯直是近百年來發(fā)展起來的工藝技術，是應用彈塑性理論將彎曲的，斷面不規(guī)則的型材變直和整形的一種機械加工方法，廣泛應用于機械工業(yè)和冶金工業(yè)中。矯直機可以單獨地用于機械加工車間，對機件或構件坯料進行矯直，如橋梁、船舶、汽車、鍋爐等。工廠的坯料車間等；也可以用于消除機件由于意外的創(chuàng)傷和長期蠕變而產生的塑性變形及變形，進行修復性的矯直，如軸類的矯直，自行車圈的矯平，舊鋼絲繩的復原等。 矯直技術在冶金工業(yè)中用途非常廣泛，矯直機是冶金工業(yè)生產中常用的輔助設備。在現(xiàn)代化程度較高的連鑄生產線中連鑄坯的矯直設備是必不可少的，型鋼、鋼板、鋼管等軋鋼廠的精整車間，矯直機則更是必備的設備之一。 矯直技術同其他金屬加工技術一樣在20世紀取得了長足的進展，相應的矯直理論也取得了很大的進步。不過理論滯后于實踐的現(xiàn)象比較明顯，因此，必須對矯直理論、矯直機的設計不斷研究，發(fā)現(xiàn)新問題，尋找新的突破，使新產品開發(fā)更成熟，設計更合理、好用。軋件在矯直過程中發(fā)生彈塑性變形，內部應力應變狀態(tài)變得復雜難于進行精確的計算分析。因此，設計過程是在一定的假設前提下，結合試驗以及實際經驗進行。 本次進行的板材矯直機開發(fā)，用于熱矯，鋼板溫度600-950℃，板寬1600mm，板厚20-40mm，鋼種為普碳鋼：45、Q235鋼等。 通過此次板材平行輥矯直機的開發(fā)設計，通過對輥式矯直機基本參數以及輥式矯直機力能參數的計算，使以后新設計時對基本參數的確定，力能參數的計算能夠更準確、更合理；使整個設備更經濟使用。 設計內容和預期成果 （具體設計內容和重點解決的技術問題、預期成果和提供的形式） 1、工作內容及預期成果： （1）確定機器重要機構，查閱相關機構。 （2）對機器進行初計算，初定所需零件尺寸。 （3）利用solid works軟件，設計和繪制一種板料矯直機，首先輥系結構的設計。再次整機其他結構的設計，包括壓下裝置及上軋輥平衡裝置，傳動裝置，軌道升降裝置，換輥裝置的設計。 (4) 所需裝配圖、零件圖和三維圖的繪制。標注基本參數。 (5)撰寫畢業(yè)論文。 2、重點解決的技術問題： （1)對力能參數的計算及強度計算，合理確定結構，使整機設計準確、經濟、先進。 （2)軌道升降裝置的設計，保證輥系順利拉入拉出。 （3）輥系裝置的設計，保證實現(xiàn)每輥壓彎量的靈活調節(jié)，提高矯直質量、效率。 擬采取設計方法和技術支持 （設計方案、技術要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 1、設計構想： 了解中厚板產生不平直度的原因，根據國內外中厚板矯直機發(fā)展情況，切合公司實際需要，進行板矯直機設計。首先通過對國內外各種板材矯直機輥系結構研究，確定輥系結構，其次進行輥系參數的確定、力能參數的計算，最后完成整機機械部分、電器部分、潤滑部分設計，通過此次研究設計，使以后進行新設計時更合理、更先進。 2、技術支持： （1) 對力能參數的計算及強度計算，合理確定結構，使整機設計準確、經濟、先進。 （2) 軌道升降裝置的設計，保證輥系順利拉入拉出。 （3） 輥系裝置的設計，保證實現(xiàn)每輥壓彎量的靈活調節(jié)，提高矯直質量、效率。 實現(xiàn)本項目預期目標和已具備的條件 （包括過去學習、研究工作基礎，現(xiàn)有主要儀器設備、設計環(huán)境及協(xié)作條件等） 1、現(xiàn)本項目預期目標： (1)確定機器重要機構，查閱相關機構。 (2) 對機器進行初計算，初定所需零件尺寸。 (3) 繪制裝配圖。標注尺寸。 (4) 撰寫畢業(yè)論文。 2、已具備的條件： (1)已經大量閱讀相關板料矯直機的資料和書籍。 (2)對于CAD畫圖已熟練使用Solid works軟件，能夠繪制清晰可觀的試圖呈現(xiàn)。 (3)通過機械原理及機械設計的學習，可以設計出較為合理的機構機械。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位) 第一階段：查閱相關的資料、編寫畢業(yè)設計(論文)文獻綜述、畢業(yè)設計（論文)外文翻譯、畢業(yè)設計（論文）開題報告。 第二階段：板料矯直機的主要構件的結構形式的探討和確定。（1周） 第三階段：板料矯直機主要參數的計算和校核。（2周） 第四階段：板料矯直機總體結構確定。（1周） 第五階段：板料矯直機總體結構設計和優(yōu)化。（2周） 第六階段：零件圖及三維圖設計。（2周） 第七階段：總結，論文編寫和修改。（2周） 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務（職 稱） 姓 名 職 務（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導 教 師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)設計(論文)文獻綜述 設計 (論文)題目 板料矯直機設計 作者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 作者所在班級 B13113 作 者 姓 名 李海俠 作 者 學 號 20134011309 指導教師姓名 賀俊杰 指導教師職稱 講師 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 畢 業(yè) 設 計（論 文）文 獻 綜 述 摘 要 在軋制生產過程中，由于塑性變形、冷卻不均或運輸等一系列原因使軋件產生不同程度的撓曲、瓢曲、波浪等狀況，為此軋后鋼材必須經過矯正。 本文介紹了矯直機的結構特點和原理。本次設計的矯直機是用來矯正鋼板在軋制過程中產生的各種彎曲和瓢曲，通過矯正可消除鋼板彎曲應力，并提高鋼板的平直度，達到用戶的要求。對矯直機基本力能參數、電動機功率進行了計算、對工作輥和支撐輥的結構進行了設計與校核、壓下機構的設計計算及校核。 關鍵詞：矯直機；板料；壓下機構 Abstract In the rolling process, due to plastic deformation, uneven cooling or transportation, a series of reasons lead to different degrees of bending, buckling, wave and so on. Therefore, the rolled steel must be corrected. This paper introduced the structure and principle of the straightening machine. The design of the straightener is used to correct the steel plate in the process of rolling a variety of bending and buckling, through the correction can eliminate the bending stress of steel plate, and improve the flatness of the steel plate, to meet the requirements of the user. The basic force and energy parameters of the straightening machine and the power of the motor are calculated. The structure of the work roll and the support roller are designed and checked, and the design, calculation and verification of the press mechanism are carried out. Key words: straightening machine; panel; screwdown 一、前 言 本人畢業(yè)設計的課題為《板料矯直機》，矯直是近百年來發(fā)展起來的工藝技術，是應用彈塑性理論將彎曲的、斷面不規(guī)則的型材變直和整形的一種機械加工方法，廣泛應用于機械工業(yè)和冶金工業(yè)中。矯直機可以單獨地用于機械加工車間，對機件或構件坯料進行矯直，如橋梁、船舶、汽車、鍋爐等工廠的坯料車間等：也可以用于消除機件由于意外的創(chuàng)傷和長期蠕變而產生的塑性彎曲及變形，進行修復性的矯直，如軸類的矯直，自行車圈的矯平，舊鋼絲繩的復原等。 矯直技術在冶金工業(yè)中用途非常廣泛，矯直機是冶金工業(yè)生產中常用的輔助設備。在現(xiàn)代化程度較高的連鑄生產線中連鑄坯的矯直設備是必不可少的，型鋼、鋼板、鋼管等軋鋼廠的精整車間，矯直機則更是必備的設備之一。 為了保證產品的安全可靠性，國家對各類產品都制定了一定的質量標準。軋件的變形必須限制在一定的公差范圍以內。單純從軋制生產工藝方面消除軋件的撓曲和瓢曲既不現(xiàn)實也相當困難，因而需要有專門的矯直設備，將已經產生變形的軋件進行矯正，使其達到標準所規(guī)定的公差范圍以內，從而得到平直性好的產品，這使得矯直機成為冶金工業(yè)中必不可少的設備之一。 二、國內外研究現(xiàn)狀 2．1國內外研究現(xiàn)狀 厚板矯直技術在我國起步較晚，且理論研究較生產落后的現(xiàn)象突出，經過近些年來工業(yè)的發(fā)展和自身技術的進步，矯直機的性能和各項參數都有了很大的改善。鋼板的寬度、厚度及長度規(guī)格也在不斷擴大。我國20世紀五、六十年代的大部分矯直機的輥系都采用大節(jié)距大工作輥，矯直厚度范圍僅在4~5倍，支承輥承載能力低，使矯直能力低下，且工作輥軸承座是整體、固定不可調節(jié)的，造成矯直鋼板質量低，產品成材率低。 近幾年，我國中厚板產量持續(xù)增長，隨著用戶對板形質量要求的不斷提高，板材發(fā) 展的重點正從追求產量轉移到追求質量。采取措施改善板形質量已成為生產者急需解決的事情。矯直機是改善板材質量的主要設備。 目前，我國已有中厚板軋機31套，正在建設或計劃建設中厚板軋機約24套，中厚板軋機合計約55套(未含臺灣)，中厚板年生產能力約六千多萬噸。中厚板軋鋼廠熱矯直機有近一半已進行了技術改造,安裝了新型四重式11輥、上輥或下輥可整體傾動、可快速換輥的恒輥距矯直機。還有一半熱矯直機和多數冷矯直機是50~60年代的臺式矯直機。目前國內外鋼板矯直機均是恒輥距矯直機,或少數雙恒輥距矯直機使矯直機向自動化、全液壓、高負荷、高剛度、多功能、強力矯直技術發(fā)展，即采用第三代矯直機，從而進一步提高鋼板表面質量。 在20世紀末，世界軋鋼技術發(fā)展迅速。軋鋼生產在自動化、高精度化、連續(xù)化方面取得了較大進步。軋鋼生產是將鋼錠或鋼坯軋制成鋼材的重要生產環(huán)節(jié)和主要方法。因為用軋制方法生產出的鋼材，具有生產率高、生產過程連續(xù)性強、品種多、易于實現(xiàn)機械化、自動化等優(yōu)點，而且比鍛造、擠壓、拉拔等生產產品，性能更高，成本更低。目前，約有93%的鋼都是經過軋制成材的。有色金屬生產也大量應用軋制方法。 隨著軋鋼工藝及軋鋼技術的不斷發(fā)展，鋼材的生產范圍將不斷擴大，產品品種也將不斷增多。近年來我國許多有價值的鋼板產量大幅度增長，冷軋硅鋼片2003年已達89.6萬噸，鍍錫板2002年已經達到110萬噸，管線鋼、石油管、耐火鋼板、冷軋不銹鋼板產量達55萬噸。 目前，國外對矯直機理論，矯直設備的研究正在擴展和深化，如向大截面型材，超薄壁管材，特殊截面異型材和高強度合金材料的矯直方向發(fā)展同時也向提高矯直精度，減少殘余應力，減少功率消耗以及提高數學模型精度的方面深入。 2．1發(fā)展前景 軋件在軋制生產過程中，由于塑性變形、冷卻不均或運輸等一系列原因使軋件產生不同程度的撓曲、瓢曲、波浪、鐮刀彎和歪扭，或內部殘余應力，從軋機出來的軋件往軋件在軋制生產過程中，由于塑性變形、冷卻不均或運輸等一系列原因使軋件產生不同程度的撓曲、瓢曲、波浪、鐮刀彎和歪扭，或內部殘余應力，從軋機出來的軋件往往具有不平直性和形狀尺寸精度誤差較大的情形，這主要是受軋鋼生產工藝和冷卻過程綜合影響的結果。 目前，矯直機已普遍采用計算機模型控制，并與軋制過程連結，模型可根據矯直鋼板厚度、寬度、平直度狀況及溫度來設定輥縫，調整好橫梁液壓缸位置，保證打開、閉合及咬鋼速度的穩(wěn)定，自動將過載保護系統(tǒng)和厚度變化補償系統(tǒng)切入工作狀態(tài)。世界矯直技術的發(fā)展為使各種不平直的板形均得到有效矯平提供了更多更好的解決方案。世界上著名的冶金機械制造廠家如西馬克(SMS)、奧鋼聯(lián)(VAI)、日本的三菱重工(MHT)及國內的太原重型機械集團有限公司(TZ)等紛紛推出具有先進技術的矯直機，其中 SMS 設計制造的中厚板冷矯直機 HPL 型為目前先進矯直機技術的集中代表，中厚板矯直機正向重型化、全液壓化、自動化過渡。發(fā)展前景十分可觀。 三、結 論 通過以上文獻綜述我們可以發(fā)現(xiàn)：矯直機已普遍采用計算機模型控制，并與軋制過程連結，模型可根據矯直鋼板厚度、寬度、平直度狀況及溫度來設定輥縫，調整好橫梁液壓缸位置，保證打開、閉合及咬鋼速度的穩(wěn)定，自動將過載保護系統(tǒng)和厚度變化補償系統(tǒng)切入工作狀態(tài)。一臺完整的中厚板輥式矯直機應由機架、上下橫梁、上下矯直輥裝置、上下支承輥裝置、引料輥裝置、壓下機構、彎輥裝置、傾斜機構、換輥裝置、檢測系統(tǒng)、安全裝置、除鐵皮與冷卻系統(tǒng)、傳動裝置、電動機及走臺等所組成。本次開發(fā)的中厚板材矯直機是強力重式矯直機，它功能多，矯直力強，結構獨特，適合可逆矯直的要求 本次設計的矯直機是用來矯正鋼板在軋制過程中產生的各種彎曲和瓢曲，通過矯正可消除鋼板彎曲應力，并提高鋼板的平直度，達到用戶的要求。設計中對矯直原理做了詳細具體的闡述，對其主要零部件做了校核，對矯直機的力能參數做了計算，同時包括機架、上矯直輥系、下矯直輥系、壓下與平衡系統(tǒng)等主要部件的設計。為了避免矯正時的沖擊，壓下裝置中裝有機械式平衡機構，平衡彈簧裝在托盤上通過拉桿來平衡上活動橫梁的全部重力，并能消除螺母與螺桿直角的竄動間隙。托盤將全部重力通過推力軸承壓到平衡螺母上，而平衡螺母又通過內齒圈與蝸輪螺母聯(lián)結成同步轉動又互不相壓的關系。 主要參考文獻 [1] 濮良貴，紀名剛.機械設計.第8版.北京：高等教育出版社，2006.5 [2] 張泳，液壓伺服控制技術在矯直機上的設計和實現(xiàn)，工程與實驗，2009，第二期 [3] 孫志禮，馬星國，黃秋波，閆玉濤等．機械設計[M]，北京：科學出版社，2008 [4] 崔甫，矯直原理與矯直機械.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.7 [5] 丁時鋒,李清香. 機械設計與制造.高等教育出版社，2011 [6]大連理工大學工程圖學教研室編．機械制圖．（第六版）．北京：高等教育出版社，2007.7 [7] 張柏森,宋錦春.基于可重用技術的斜輥矯直機參數化設計方法研究[J].機械設計與制造,2012 [8]?郭媛,吳凜,龔云等.矯直機液壓系統(tǒng)建模與仿真及改善性能研究[J].機床與液壓,2016 [9] Bundit Jarimopas,? 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