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２５０線材軋機(jī)的設(shè)計,,設(shè)計目的及意義,通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、方案設(shè)計、參數(shù)確定、理論分析、設(shè)計計算、分析及解決問題的能力，達(dá)到高級工程技術(shù)應(yīng)用型人才的基本訓(xùn)練要求。 線材是重要的軋制產(chǎn)品之一，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有特別重要的地位。近些年來，熱軋線材的生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備有了快速的進(jìn)步和發(fā)展。本次設(shè)計的內(nèi)容是展現(xiàn)近年來國內(nèi)外線材生產(chǎn)發(fā)展成果，特別是高速線材生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)與裝備、科研新成果、基本理論、生產(chǎn)經(jīng)驗等。,摘 要,設(shè)計的軋鋼機(jī)為250×3型鋼軋鋼機(jī)，軋輥的直徑為250 mm。軋鋼機(jī)主要用來為軋制小型線材，采用三輥式工作機(jī)座。軋鋼機(jī)的主要設(shè)備是由一個主機(jī)列組成的。軋鋼機(jī)的主機(jī)列是由原動機(jī)，傳動裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本部分組成的。采用的配置方式為電動機(jī)——減速機(jī)——齒輪機(jī)座——軋機(jī)。由于軋輥的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速不可逆轉(zhuǎn)，原動機(jī)采用造價較底的高速交流主電機(jī)?？紤]到軋制負(fù)荷很不均勻，為了均衡電機(jī)負(fù)荷，減少電機(jī)的容量，在減速機(jī)和電動機(jī)之間加有飛輪。齒輪機(jī)座：其用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設(shè)計采用三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密閉的箱體內(nèi)。聯(lián)軸器：在減速器與齒輪機(jī)座之間采用的是安全連軸器。而主聯(lián)軸器采用的的梅花接軸聯(lián)軸器。,原始資料,原始數(shù)據(jù)：２５０三棍線材軋機(jī)采用復(fù)二式布置，三架軋機(jī)集中驅(qū)動．孔型采用橢圓－圓孔型，軋制速度為5m/s。,設(shè)計內(nèi)容,1.軋制力的計算 1)軋制平均單位壓力的確定:在軋制的過程中，軋件在軋輥見承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變性，由于軋件塑性變形時的體積不變。 2)軋制總壓力的確定 3)軋制力矩的確定 4)電動機(jī)的選擇設(shè)計中，電機(jī)的功率要參考現(xiàn)場軋機(jī)的功率，故選電機(jī)為TRB7——6，異步電動機(jī)。額定功率為280KW，額定電壓為380伏，滿載時的轉(zhuǎn)速980/分，效率為93％。最大的轉(zhuǎn)矩為2.2。,,2.飛輪的設(shè)計,1)飛輪力矩的確定 :電動機(jī)尖峰負(fù)荷降低的多少與主傳動系統(tǒng)總飛輪力矩有關(guān)，而飛輪力矩占總飛輪力矩相當(dāng)大的比重，故飛輪力矩是飛輪的一個重要參數(shù)。 2)飛輪的強(qiáng)度的校核 :飛輪的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，才能保證飛輪安全工作。,3.減速器的選擇,減速器的特點及選擇:底速、重載、沖擊負(fù)荷大，沖擊次數(shù)頻繁目前用于中小型軋鋼機(jī)主傳動的減速機(jī)有兩種配置方式： 電動機(jī)——減速機(jī)——軋機(jī)； 電動機(jī)——減速機(jī)——齒輪機(jī)座——軋機(jī)。 在第一種配置方式中，減速機(jī)與軋機(jī)直接相連，處于劇烈的負(fù)荷工作，因此在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體的使用和配置情況加以區(qū)別，設(shè)計時采用第二種配置方式。,4.齒輪機(jī)座的設(shè)計,在軋機(jī)的傳動的裝置中，齒輪機(jī)座用于傳遞扭距到工作機(jī)座的每一個軋輥；其特點是低速、重載、沖擊的次數(shù)頻繁。中小型的軋鋼機(jī)的齒輪機(jī)座一般有二重式、三重式和復(fù)合式等三種類形。三重式齒輪機(jī)座應(yīng)用于橫列式中小型軋鋼機(jī)，因此我們采用三重式齒輪機(jī)座 。,5.軋鋼機(jī)工作機(jī)座的設(shè)計,工作機(jī)座是軋鋼機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。他是由軋輥及其軸承、軋輥調(diào)整裝置，機(jī)架及輥座等部件的組成。軋輥與軋輥軸承座是整個工座機(jī)做的核心部分,設(shè)計總量,論文總計66頁 圖紙5張(A0 :1張 A1 :2張 A2 :兩張),致謝,本次設(shè)計在4位指導(dǎo)老師的辛勤指導(dǎo)下，順利完成了。在此次的設(shè)計中，我獲得的許多從書本難以獲得的知識，實踐能力在此設(shè)計中得到了充份的鍛煉，各門知識得到了很好的綜合訓(xùn)練，不過在此設(shè)計中我也有許多的不足之處，獨立思考的能力有待進(jìn)一步的加強(qiáng)。, 第IV頁
250線材軋機(jī)的設(shè)計
摘 要
設(shè)計的軋鋼機(jī)為250×3型鋼軋鋼機(jī)，軋輥的直徑為250 mm。軋鋼機(jī)主要用來為軋制小型線材，采用三輥式工作機(jī)座。軋鋼機(jī)的主要設(shè)備是由一個主機(jī)列組成的。軋鋼機(jī)的主機(jī)列是由原動機(jī)，傳動裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本部分組成的。采用的配置方式為電動機(jī)——減速機(jī)——齒輪機(jī)座——軋機(jī)。由于軋輥的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速不可逆轉(zhuǎn)，原動機(jī)采用造價較底的高速交流主電機(jī)?？紤]到軋制負(fù)荷很不均勻，為了均衡電機(jī)負(fù)荷，減少電機(jī)的容量，在減速機(jī)和電動機(jī)之間加有飛輪。齒輪機(jī)座：其用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設(shè)計采用三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密閉的箱體內(nèi)。聯(lián)軸器：在減速器與齒輪機(jī)座之間采用的是安全連軸器。而主聯(lián)軸器采用的的梅花接軸聯(lián)軸器。
關(guān)鍵詞： 軋鋼機(jī)，齒輪機(jī)座，飛輪
250 Design of wire rod mill
Abstract
Rolling mill designed for 250 x 3 payments rolling mill, roller diameter of 250mm. Rolling mill for rolling mainly to small wire rod, a three roller-working machine Block. Rolling mill equipment is a major component of the mainframe out. Rolling mill is the former mainframe is motivated transmission devices and the three basic components of the implementing agencies. Allocation method used for electric motors -- slowdown plane -- plus seat -- rolling mill.The roller to the irreversible and rotational speed, the original motivation for the introduction of a more rapid exchange of the costs of Electrical. Taking into account the rolling load is uneven, to balance electrical loads and reduce the electrical capacity slowdown in the increase between a flywheel and electric motors. Flywheel design and installation of electric motors in decelerator between its role in the adoption roller and roller idling, a mobile storage device in a balanced transmission loads; gear seat : its purpose is to transmit torque to the work revolve, the equivalent diameter cylindrical design used three words plus people lined up in the vertical plane, packed in sealed .Shaft coupling : in the Block reducer and gear is used between security company axle vehicles.
Key words：Rolling mill ，gear seat ，flywheel
目錄
1 緒論 1
1.1軋鋼機(jī)的定義 1
1.2軋鋼機(jī)的標(biāo)稱 1
1.3軋鋼機(jī)的用途 1
1.4小型軋鋼機(jī)的主機(jī)列 2
2 軋制壓力和軋制力矩的計算 5
2.1軋制平均單位壓力的確定 5
2.2軋制總壓力的確定 7
2.3軋制力矩的確定 8
2.4電動機(jī)的選擇 8
3 飛輪的設(shè)計 9
3.1飛輪力矩的確定 9
3.2飛輪的強(qiáng)度的校核 11
4 減速器的選擇 13
4.1傳動比的計算 13
4.2減速器的特點、破壞形式 14
4.2.1主減速機(jī)的特點 14
4.2.2主減速機(jī)齒輪的破壞形式 14
4.3主減速機(jī)的結(jié)構(gòu) 15
4.4 主減速器的潤滑及防護(hù)措施 15
4.5 齒輪的材料和熱處理 16
4.6減速器的工作狀態(tài)分析 16
５齒輪機(jī)座的設(shè)計 17
5.1齒輪機(jī)座的類型和結(jié)構(gòu) 17
5.2齒輪的設(shè)計 17
5.2.1齒輪節(jié)圓的直徑 17
5.2.2 模數(shù)、齒數(shù)、齒寬、齒頃角 17
5.2.3計算力矩的確定 18
5.2.4軸端的強(qiáng)度計算 19
5.2.5滑動軸承 19
5.3密封和漏油問題 19
5.4齒輪機(jī)座的潤滑 20
５.5齒輪機(jī)座的總述 20
6 軋鋼機(jī)工作機(jī)座的設(shè)計 21
6.1工作機(jī)座的選擇 21
6.2軋輥與軋輥軸承的設(shè)計 22
6.2.1軋輥的類型 22
6.2.2軋輥的結(jié)構(gòu) 22
6.2.3軋輥的參數(shù) 23
6.2.4軋輥的材料 23
6.3軋輥調(diào)整裝置的設(shè)計 25
6.4機(jī)架的設(shè)計 27
6.5機(jī)架強(qiáng)度的校核 28
7 孔型的設(shè)計 31
8 機(jī)架的優(yōu)化設(shè)計 33
8.1優(yōu)化分析 33
8.2 軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型 33
8.3 設(shè)計變量 34
8.4 目標(biāo)函數(shù) 36
8.4.1以機(jī)架在垂直方向上彈性變形最小作為目標(biāo)函數(shù) 36
8.4.2 以機(jī)架重量最輕為目標(biāo)函數(shù) 38
8.4.3 機(jī)架變形 38
8.5 約束條件 38
8.5.1 性能約束 38
8.5.2邊界約束 39
8.6計算結(jié)果及分析 39
8.6.1設(shè)計變量的數(shù)量及取法對設(shè)計量取值的影響 39
8.6.2 以機(jī)架變形最小為目標(biāo)的優(yōu)化計算 40
8.7 優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用舉例 41
8.8 優(yōu)化設(shè)計在實際中的應(yīng)用 43
8.9 結(jié)論 45
結(jié)論 46
致謝 47
參考資料 48
附錄1 49
附錄2 57
第64頁
1 緒論
1.1軋鋼機(jī)的定義
軋鋼機(jī)也稱為軋鋼機(jī)械，一般把將被加工的材料在旋轉(zhuǎn)的軋輥間受壓力產(chǎn)生的塑性變形即軋制加工機(jī)器稱為軋鋼機(jī)，這是簡單定義。大多數(shù)情況下，軋制生產(chǎn)過程要經(jīng)過幾個軋制過成，還要完成一系列的的輔助工序，如將原材料由倉庫運出加熱，軋件送往軋輥，軋制、翻轉(zhuǎn)、剪切、打印，軋件收集、卷取成卷等。
一個軋件的全過程由多種機(jī)械按工藝順序而成機(jī)組來完成，這種機(jī)組或機(jī)器體系叫軋鋼機(jī)械或稱軋鋼機(jī)。第一種情況軋鋼機(jī)由一個或幾個工作機(jī)座（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）傳動機(jī)構(gòu)（齒輪傳動、連軸器）和使軋輥轉(zhuǎn)動的電動機(jī)組，后一情況軋鋼機(jī)是由若干臺工做機(jī)組成，這些機(jī)組數(shù)目與加工軋材工藝過成生產(chǎn)率相適應(yīng)，因此，軋鋼機(jī)按順序排列并且用輥道或其他運輸裝置連成一條工藝流水線機(jī)器組成機(jī)組。
軋鋼機(jī)是機(jī)械中使金屬在旋轉(zhuǎn)的軋輥中產(chǎn)生變形的那部分設(shè)備。主要使設(shè)備排列成一定形式的工作線稱為軋鋼機(jī)的主機(jī)列。用以完成其他工序的機(jī)械設(shè)備稱為輔助機(jī)械。
1.2軋鋼機(jī)的標(biāo)稱
軋鋼機(jī)的類別與規(guī)格與軋鋼機(jī)的斷面尺寸有關(guān)，因此軋鋼機(jī)的初軋和型鋼的類是以軋鋼的名義直徑。也就是說軋鋼機(jī)的大小是常用與軋件有關(guān)的尺寸參數(shù)來標(biāo)稱。
初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)的主要性能參數(shù)是軋輥名義直徑，因為軋輥的名義直徑的大小與其能夠軋制的最大斷面有關(guān)，因此，初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)是以軋輥的名義直徑標(biāo)稱的。
小型軋鋼機(jī)的名義直徑為：180——450mm.
1.3軋鋼機(jī)的用途
軋鋼機(jī)形式有兩種：冷軋與熱軋，熱軋主要用于開坯，兼生產(chǎn)一部形鋼，這這種軋機(jī)的型號有630——650型軋機(jī)，500——550型軋機(jī)、650中型軋機(jī)與2300中板軋機(jī)等，冷軋主要用于終級軋制，軋帶鋼的產(chǎn)品很多，具有代表性的冷軋板帶鋼產(chǎn)品金屬鍍層薄板（包括鍍錫板、鍍鋅板等）、深沖板（以汽車鋼板最多）、電工硅鋼板、不銹鋼和涂層鋼板。現(xiàn)也促使冷軋機(jī)的裝備技術(shù)和控制技術(shù)向更高的方向發(fā)展。型號有1400mmNKW、1250mmHC單輥可逆式軋機(jī). 1150mm二十輥冷軋機(jī),。
設(shè)計的軋鋼機(jī)為250×3軋鋼機(jī)，軋輥的直徑為250 mm.，軋鋼機(jī)主要用來為軋制小型線材。25——50毫米的圓鋼，20——40毫米的方鋼；螺紋鋼等。
其結(jié)構(gòu)的特點為：
1、采用三輥式工作機(jī)座，主電機(jī)不可逆轉(zhuǎn)，中上輥與中下輥交替過鋼，實現(xiàn)多道次的軋制。
2、由于軋輥的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速不可逆轉(zhuǎn)，可采用造價較底的高速交流主電機(jī)在傳動裝置中裝有減速機(jī)和齒輪機(jī)座?？紤]到第一機(jī)座軋件較短，軋制次數(shù)較多，負(fù)荷很不均勻，為了均衡電機(jī)負(fù)荷，減少電機(jī)的容量，在減速機(jī)和電動機(jī)之間加有飛輪。
3、多數(shù)250型鋼軋機(jī)要求既開坯又軋件，具有一機(jī)多能的特性，因此，軋機(jī)急需要較強(qiáng)的能力，又需要較強(qiáng)的剛度，而且由于經(jīng)常需要更換品種，在軋機(jī)結(jié)構(gòu)上需考慮換輥方便。
4、為了便于換輥，三個機(jī)座的軋輥都采用梅花接軸連接。
1.4小型軋鋼機(jī)的主機(jī)列
軋鋼機(jī)的主要設(shè)備是由一個或數(shù)個主機(jī)列組成的。軋鋼機(jī)的主機(jī)列是由原動機(jī)，傳動裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本部分組成的。
1、工作機(jī)座：工作機(jī)座為軋鋼機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它由軋輥及其軸承軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)和上軋輥的平衡機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)軋件的軋件進(jìn)入軋輥用的導(dǎo)裝置，工座機(jī)座的機(jī)架及支撐機(jī)座并把機(jī)座固定在地基上用的軌零、部件的和機(jī)構(gòu)組成。
2、傳動裝置：聯(lián)軸器：聯(lián)軸器包括電機(jī)聯(lián)軸器和主聯(lián)軸器，電機(jī)聯(lián)軸器用來連接電動機(jī)與減速器的主動齒輪軸；而主聯(lián)軸器則用來連接減速器與機(jī)輪機(jī)座的傳動軸，既自減速器將轉(zhuǎn)矩傳至齒輪機(jī)座的主動齒輪。
減速器：在軋鋼機(jī)中減速器的作用將電動機(jī)較高的轉(zhuǎn)速變成軋機(jī)所需的轉(zhuǎn)速，因而可以在主傳動中選用價格較底的高速電動機(jī)。確定是否采用減速器的一個重要條件，就是比較減速器及其摩擦損耗的費用是否低于低速電機(jī)的與高速電機(jī)的之間的差價，一般情況下，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于200—250轉(zhuǎn)/分才采用減速器。小型軋鋼機(jī)轉(zhuǎn)速小于200轉(zhuǎn)/分，因而采用減速器。
采用減速器時，根據(jù)傳動比的大小選用一級（傳動比i小于等于8）二級（傳動比等于8——40）或三級（傳動比i大于40）減速器。與這些減速器相對應(yīng)的軋輥速度分別為200——250轉(zhuǎn)/分，40——50轉(zhuǎn)/分，以及10——15轉(zhuǎn)/分。
連接軸：軋鋼機(jī)齒輪機(jī)座，減速器或電動機(jī)的運動和力矩，都是通過連接軸傳遞給軋輥的。設(shè)計采用橫列式布置軋機(jī)，一個工作機(jī)座的軋輥是通過連接軸傳動的。軋鋼機(jī)采用的連接軸有萬向接軸、梅花接軸、聯(lián)合接軸和齒輪接軸等。
設(shè)計的軋鋼機(jī)采用梅花接軸它常用在橫列式軋機(jī)上。
飛輪：設(shè)計的是一個飛輪裝置在減速器的小齒輪軸上。它的作用是在通過軋輥與軋輥空轉(zhuǎn)時，作動蓄能器以均衡傳動負(fù)荷；既軋輥空轉(zhuǎn)時，飛輪加速，積蓄能量；而軋件通過時，飛輪減速。放出能量，幫助軋制。
齒輪機(jī)座：其用途是傳遞轉(zhuǎn)矩給工作輥，設(shè)計采用三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面排成一排，裝在密閉的箱體內(nèi)
3、電動機(jī)的選擇：軋鋼機(jī)的電動機(jī)的形式的選擇與軋鋼機(jī)的工作制度有著緊密的聯(lián)系。設(shè)計的軋鋼機(jī)是軋制速度不需要調(diào)節(jié)的不可逆式軋鋼機(jī)，采用異步電動機(jī)。
異步電動機(jī)主要用在有劇烈尖峰負(fù)荷的軋機(jī)上，為了減少電動機(jī)的容量，有時裝有飛輪，異步電動機(jī)投資費用較底，在小形軋鋼機(jī)上很適合。
4、小型軋鋼機(jī)的工作制度：一般中小形軋鋼機(jī)的工作制度可以分為：不可逆式的，可逆式的與帶張力軋制等幾種方式
設(shè)計采用不可逆軋機(jī)的工作制度，在這種工作制度下，每個軋輥的方向不變扎輥的轉(zhuǎn)速為不可變的。
三輥軋鋼機(jī) 二輥軋鋼機(jī)
圖1.1 軋機(jī)的工作制度
小型軋鋼機(jī)的總體布局
軋鋼機(jī)的主要設(shè)備由一列主機(jī)列，此軋機(jī)的總體布局基本上與主機(jī)列一致，結(jié)構(gòu)如下：
主機(jī)列三個基本部分組成，主電機(jī)，傳動機(jī)械，工作機(jī)座。
設(shè)計中的傳動裝置由齒輪機(jī)座，減速器，聯(lián)軸器，接軸組成，在電機(jī)與減速器之間用飛輪連接，在齒輪機(jī)座與減速器之間是用飛輪連接。在齒輪機(jī)座與減速器用安全聯(lián)軸器。因以上中除安全聯(lián)軸外，均在主機(jī)列中給以介紹，現(xiàn)對安全聯(lián)軸器作以介紹。
安全聯(lián)軸器：一般帶有飛輪的軋機(jī)，都有安全聯(lián)軸器。當(dāng)軋機(jī)上的轉(zhuǎn)矩超過額定的轉(zhuǎn)矩時，聯(lián)軸器能夠分開，保護(hù)軋機(jī)的零部件，使之免受損壞。
工作機(jī)座為兩個三輥工作機(jī)座和一個二輥工作機(jī)座，總體結(jié)構(gòu)如圖：
1主電機(jī) 2聯(lián)軸器3減速器4安全聯(lián)軸器5齒輪機(jī)座6梅花萬向接軸聯(lián)軸器 7工作機(jī)座8梅花接軸
圖 1.2 軋鋼機(jī)總裝圖
2 軋制壓力和軋制力矩的計算
在驗算軋機(jī)的強(qiáng)度、挖掘軋機(jī)的潛力和設(shè)計新的軋機(jī)時，軋機(jī)的尺寸、傳動的功率和允許的壓下規(guī)程均取決于軋制壓力的大小與方向。在設(shè)計新的軋機(jī)時，為了零件的強(qiáng)度和選擇電動機(jī)的功率，就必須知道軋機(jī)在一定軋制條件下的軋制壓力、軋制力矩和軋制功率
2.1軋制平均單位壓力的確定
在軋制的過程中，軋件在軋輥見承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變性，由于軋件塑性變形時的體積不變。因此變形區(qū)的軋件在垂之方向上產(chǎn)生壓扁，在軋件方向上產(chǎn)生延伸，大量的實驗資料證實，開坯，型鋼，線材軋機(jī)的軋制壓力，采用S。愛克隆德公式計算與實測結(jié)果比較接近。
愛克隆德公式的適用范圍：軋制溫度高于800度，軋制材質(zhì)為炭鋼，軋制速度不大于20米/秒。
在愛克隆德的公式中，軋制的單位不僅是軋件機(jī)械性能的函數(shù)，而且是變形速度、摩擦系數(shù)、接觸弧長和軋件平均高度之比的函數(shù)，軋制平均單位壓力由三部分組成：
=++ (kg/) (2.1)
（1） Ｋ值:Ｋ為軋件在軋制溫度t度下的單向靜壓縮時的單位變形阻力，計算公式為:
=(14-0.01) (kg/) (2.2)
式中 ——軋制溫度；
——軋件的化學(xué)成分，計算公式為：
=1.4+C+0.3Cr+Mn (2.3)
其中 C為百分含量；
Mn為百分含量；
?Cr為百分含量。
軋制的材料設(shè)為A3鋼，則C取0.3
W=1.4+0.3=1.7帶入K式中為
=（14-0.01×1000）×1.7=6.8（ kg/)
（2） 值：值為變形速度引起的變形阻力，其計算公式為：
=U(kg/) (2.4)
式中 ——軋件在軋制溫度為度時的粘度系數(shù)，其計算公式為：
=0.01（14-0.01）￠(kg ·s/) (2.5)
￠為軋鋼機(jī)的軋制速度的修正系數(shù)；
U——變形速度，計算公式為：
U=（/s） (2.6)
其中 R為軋輥的半徑；
V為軋輥的圓周速度（軋制速度）（mm/s）；
為道次壓下量，計算公式為
=h1-h2(?毫米)
h1,h2為軋制前后的軋件的高度(毫米)；
查表2—1的軋制的修正系數(shù)為1
所以 =0.01（14-0.01×1000）×1=0.04 （kg·s/)
以上取值，有賴于軋輥的轉(zhuǎn)速，其值為40——49轉(zhuǎn)/分。
初選V,?由現(xiàn)場以同類軋機(jī)取得，V=700（mm/s）
=25mm(最大的壓下量)
h1=60 mm(初使的高度)
h2＝35 mm (軋制后的高度)
帶入 U＝2×700×/（60+35）=6（mm/s）
所以 ＝0.04×6=0.24（kg/)
（3） 值：
=（+）M（kg/） (2.7)
式中 ——表示外摩擦對軋制平均單位壓力的影響系數(shù)，其計算公式為:
= (2.8)
為軋輥間的摩擦系數(shù)，計算公式為：
=（1.05-0.005）a
a為軋輥之間的修正系
軋輥的修正系數(shù)鋼軋輥a=1, 硬面鑄鐵軋輥a=0.8取a=0.8
所以 U＝（1.05-0.0005×1000）×0.8=0.44
則 =(1.6×0.44-1.2×25)/(60+35)=0.1
=(6.8+0.24)×0.14=0.986（ kg/)
(4) 則平均單位壓力：
=6.8+0.24+0.986=8.03（ kg/)
2.2軋制總壓力的確定
軋制總壓力的計算公式可用下式計算
N=PF (2.9)
P——軋件與軋輥接觸弧上的平均單位壓力
F——軋件與軋輥間的接觸面積在軋制總壓力垂直面上的的投影（簡稱為接觸面積）
各種不同的情況下計算接觸面積的方法不同，有以下幾種情況1輥徑相同的情況2軋制異型斷面軋件時的情況3冷軋時的情況4中（厚）板角軋時的情況。
我采用的是輥徑相同時的情況，計算公式為：
=() (2.10)
式中 ——軋輥的半徑（毫米）；
——壓下量（毫米）；
,軋制前、后軋件的寬度。
==3429（）
所以 =×=8.03×3429=27537(kg)
= (2.11)
為軋輥間的摩擦系數(shù)，計算公式為：
=（1.05-0.005）a (2.12)
a為軋輥之間的修正系
軋輥的修正系數(shù)鋼軋輥a=1, 硬面鑄鐵軋輥a=0.8取a=0.8
所以 U＝（1.05-0.0005×1000）×0.8=0.44
則 =(1.6×0.44-1.2×25)/(60+35)=0.1
=(6.8+0.24)×0.14=0.986（ kg/)
2.3軋制力矩的確定
傳動軋輥時，電動機(jī)軸上的力矩由下種四種力矩組成：
= (2.13)
式中 ——軋制力矩；
——附加摩擦力矩；
——空轉(zhuǎn)力矩；
——動力矩；
——軋輥與主電機(jī)間的傳動比。
其中、、與比較，比較大。所以可以將上式簡化
M=K (2.14)
式中K為安全系數(shù)，取 K=1.5；
初選軋機(jī)總傳動比: i=10。
所以軋制力矩為: M==252.9（Nm）
粗算所需電動機(jī)的功率： P===26（KW）
2.4電動機(jī)的選擇
從上面的計算結(jié)果看，電動機(jī)的功率只在30KW左右，為了使軋機(jī)具有較高的能量儲存，使其在復(fù)雜的工作環(huán)境中工作，所選的電機(jī)功率要比此大的多。
上面所求的功率只是在某一道次的功率，在其他的情況下，軋機(jī)需軋制各種線材、型材，因此，需要改型，需要的功率要大一些。
設(shè)計中，電機(jī)的功率要參考現(xiàn)場軋機(jī)的功率，故選電機(jī)TRB7——6，異步電動機(jī)。
此電機(jī)的一些數(shù)據(jù)從《機(jī)械設(shè)計手冊5》查的為：額定功率為280KW，額定電壓為380伏，滿載時的轉(zhuǎn)速980/分，效率為93％。最大的轉(zhuǎn)矩為2.2。
3 飛輪的設(shè)計
采用飛輪的目的是降低軋制時電機(jī)的尖峰負(fù)荷、增加空載時的電動機(jī)的負(fù)荷，從而在整個的工作過程中，使電機(jī)的負(fù)荷均勻，以便按允許過載能力選擇較小的電動機(jī)。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷的變化而變化，飛輪儲存或放出能量，達(dá)到均衡電動機(jī)負(fù)荷的目的。
飛輪安裝在電動機(jī)的軸線上，并安裝在電動機(jī)與減速機(jī)之間。
3.1飛輪力矩的確定
電動機(jī)尖峰負(fù)荷降低的多少與主傳動系統(tǒng)總飛輪力矩有關(guān)，而飛輪力矩占總飛輪力矩相當(dāng)大的比重，故飛輪力矩是飛輪的一個重要參數(shù)。
飛輪本身的飛輪力矩為為傳動總的飛輪力矩的一個組成部分，所以在計算之前，必須先計算。
主傳動系統(tǒng)的總的飛輪力矩
=（T·） (3.1)
在尖峰負(fù)荷的時刻，主傳動的系統(tǒng)需要釋放的能量可按下式計算：
= (3.2)
式中 ——在尖峰負(fù)荷下電動機(jī)的最大的功率，其值可按作用在電動機(jī)軸上的最大的轉(zhuǎn)矩確定:
= (3.3)
——尖峰負(fù)荷的時間；
——電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率，一般取=0.12—0.17，取為0.15；
從電動機(jī)的參數(shù)中查的為2.2；
為電動機(jī)的額定的轉(zhuǎn)數(shù)為980轉(zhuǎn)/分。
則 ==2257.6（KW）
由工廠現(xiàn)實測得為1秒；
所以 =2257.6×1=2257.6 KW·
則 ==6.17（T·）
則 飛輪的轉(zhuǎn)矩為=--（T·）
式中 ——電動機(jī)轉(zhuǎn)子的飛輪力矩（T·）；
——軋機(jī)傳動裝置的轉(zhuǎn)動部分折算到電機(jī)軸上的飛輪力矩（T·）；
可以近似的認(rèn)為與相當(dāng)。
因飛輪的圓周速度越高，則飛輪由于離心力所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就越大。確定飛輪直徑D，考慮圓周的速度小于允許的最大圓周的速度，即
D≤
式中 飛輪n——飛輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)；
——飛輪最大的圓周速度，整體鑄造的圓盤式飛輪（鑄鋼），=70 —90 （3.4）
D≤=1.36M
則取D =0.96米——1米
D=1米
飛輪采用一個，飛輪的直徑可取的大一些，通過這兩個取這個方案。
飛輪的結(jié)構(gòu)和主要的參數(shù)。
根據(jù)飛輪的直徑和圓周的速度的不同，選擇飛輪的結(jié)構(gòu)為整體鑄造圓盤式飛輪，飛輪的材料為ZG35。
主要的參數(shù)由書《中小型軋鋼機(jī)設(shè)計與計算》中表格有如下的關(guān)系：代號飛輪結(jié)構(gòu)各部關(guān)系
表3.1 飛輪結(jié)構(gòu)關(guān)系表
D
D=100 mm
≥
(0.8—0.84)D
C
（0.3—0.34）
(0.1—0.15）D
0.5（+）
d
根據(jù)軸計算
（0.1—0.15）（- ）
（1.6—1.8）d
注：因為D=1000mm 所以=810—840 。
表3.2 飛輪參數(shù)表
=（011—0.15）D=110—150
=130 mm
d =100 mm
d =100 mm
=130 mm
=130 mm
C =（0.3—0.34）
C =42 mm
= 0.5（+）
=500 mm
=（1.6—1.8）d
= 170 mm
=（0.1—0.15）（- ）
= 80 mm
飛輪整體鑄造后時效處理，進(jìn)行機(jī)械加工。飛輪裝置外圍加安全罩。
3.2飛輪的強(qiáng)度的校核
飛輪的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，才能保證飛輪安全工作。
飛輪的直徑滿足下公式即可滿足要求。
D≤ （3.5）
飛輪的直徑就是按此關(guān)系式求的，為了驗證一下，下面校核一下強(qiáng)度。
飛輪轉(zhuǎn)動時，其輪緣的內(nèi)表面所產(chǎn)生的應(yīng)力可按下式計算：
（N/cm） （3.6）
式中 V——飛輪的圓周速度（m/s）；
r——飛輪輪緣的內(nèi)半徑（m）；
R——飛輪的外半徑（m）；
V=70(m/s)
=3718.96（N/cm）
=371.869(kg/)
所以強(qiáng)度足夠
4 減速器的選擇
4.1傳動比的計算
軋件出軋輥的初速度，直接影響軋鋼的效率，若軋件的出軋輥的初速度快，可提高效率，同時軋制工人不容易軋制。因而軋件的初速度以小于2米/秒為益。
初選軋件的出輥速度為0.7米/秒，計算軋輥轉(zhuǎn)速 n:
（4.1）
取n=50r/min
=980/50=19.6 （4.2）
在減速器等軋鋼機(jī)存在著傳動裝置的效率問題。電動機(jī)的效率為93.7％，
可知減速器、齒輪機(jī)座的效率為94％。
則 i=×93.7％×94％×94％=16
這樣將為：
==750/16=47r/min
為一般情況電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。
軋制速度為：
（4.3）
=3.14×300×47=0.74 m/s
此軋制速度現(xiàn)場小型軋鋼機(jī)軋制速度相似，因而符合生產(chǎn)實際。二選擇減速器。
由于確定=16，符合選二級減速器傳動比的條件。選二級減器。
查《機(jī)械設(shè)計手冊》表8—427，查的i=16對應(yīng)的代號為8在根據(jù)承載能力查表8—429，選取中心距a=1000毫米，工作類型：連續(xù)型，在查表8—424，的減速器的型號：ZL100型，最后確定減速器的型號：ZL100—8—，其外型及安裝尺寸如下。
型號： ZL100
中心踞： A=1000 =400 =600
中心高： =650
輪廓齒寸: H=1306 、L=1910、B=810 、=810 、=145 、=1550 、=22 =26、=50
地腳螺釘: d=M36、 n=8 、=610 、=7、=595、=510、=320
圖4.1 ZL 型和ZLH減訴器外形及安裝尺寸
4.2減速器的特點、破壞形式
4.2.1主減速機(jī)的特點
底速、重載、沖擊負(fù)荷大，沖擊次數(shù)頻繁目前用于中小型軋鋼機(jī)主傳動的減速機(jī)有兩種配置方式：
電動機(jī)——減速機(jī)——軋機(jī)；
電動機(jī)——減速機(jī)——齒輪機(jī)座——軋機(jī)。
在第一種配置方式中，減速機(jī)與軋機(jī)直接相連，處于劇烈的負(fù)荷工作，因此在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體的使用和配置情況加以區(qū)別，設(shè)計時采用第二種配置方式。
4.2.2主減速機(jī)齒輪的破壞形式
生產(chǎn)實踐證明，軋鋼機(jī)減速機(jī)齒輪破壞的主要形式表現(xiàn)為點蝕、縮性變形、膠合、磨損、剝落而不是斷齒。
4.3主減速機(jī)的結(jié)構(gòu)
減速機(jī)是由齒輪、箱體、軸、軸承、箱蓋等主要零件組成。
齒輪做成人字齒，因為這種齒輪工作比較平穩(wěn)，而且對軸承不產(chǎn)生軸向力。
齒輪的加工方法：滾齒刀（人字）（8級精度）。
在減速器中，只有底速軸采用軸向固定，其他的軸留有少量的軸向的游隙，使她可以自由的串動，以免卡主齒輪。軸向的游隙為0.8—1mm。
中心距小于或等于1000毫米的減速器，采用滾動軸承，減速器的材料為鑄鐵，
1、中心距 查表的 a=1000mm
2、傳動比 總的傳動比由電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)速和軋輥的轉(zhuǎn)數(shù)之比確定。i=16
3、齒寬系數(shù) 為齒輪的寬度和中心距之比。，=0.4—0.6，取=0.5。
4 、模數(shù)和齒數(shù)
模數(shù)降低，小齒輪齒數(shù)齒數(shù)和均應(yīng)取較大的值。齒數(shù)增加使齒的磨損減小，同時增大重和的系數(shù)，有利于減低接觸應(yīng)力。
一對齒輪要求有較大的傳動比時，≥20，取一級小齒輪的齒數(shù)為22，大齒輪為84。
二級小齒的齒數(shù)為22，大齒輪為93。齒數(shù)和模數(shù)與中心距和齒傾角的關(guān)系
為 （4.4）
模數(shù)按上式計算的6.5、9。
5、齒頃角
漸開線齒輪的齒頃角：對于人字型齒輪= 取齒頃角
4.4 主減速器的潤滑及防護(hù)措施
為了保證齒輪對嚙合時有可靠的潤滑，采用注噴循環(huán)潤滑。
采用28號軋鋼機(jī)油，進(jìn)游溫度小于等于，回油溫度小于等于。
減速器漏油的主要部位是在箱蓋 與箱體之間的接觸面、端軸及箱體的接觸處。
防止箱蓋與箱體之間的漏油，可將箱蓋下部壁板延長插入箱體的接觸處，深度為120mm——140mm,延長的插板四周拐角處要焊接，并在箱蓋與箱體的水平接觸面圖上密封膠。
4.5 齒輪的材料和熱處理
小齒輪的材質(zhì)為，大齒輪為。生產(chǎn)實踐證明，齒輪對承載能力除了決定于齒面硬度外，同時還與齒輪對的硬面差和齒面金相組織有關(guān)，而小齒輪調(diào)質(zhì)及大齒輪正火的熱處理配合方式，比大小齒輪均采用調(diào)質(zhì)的使用壽命高。
大齒輪采用正火處理，HB190——220；小齒輪采用調(diào)質(zhì)處理
4.6減速器的工作狀態(tài)分析
減速器為展開式減速器，這種兩極展開式圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)簡單齒輪對軸承的位置不對稱，軸要具有較大的剛度。
改進(jìn)意見：如能選取“分流式”減速器，會使軋機(jī)工作更可靠，齒輪與軸承對稱布置，因此載荷沿齒寬分布均勻，軸承受載平均分配，中間軸危險截面上的扭距相當(dāng)于軸所傳遞扭距的一半。
其工作草圖如下：
圖中高速級采用人字齒輪，低速級可制成人字或直齒，結(jié)構(gòu)復(fù)
雜，適合變載的場合。
圖 4.2 齒輪與軸承配置圖
５齒輪機(jī)座的設(shè)計
5.1齒輪機(jī)座的類型和結(jié)構(gòu)
1、齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu)
齒輪機(jī)座箱體一般用鑄造的形式，由于齒輪機(jī)座的體積比較大，鑄造的工藝要求較高，一般的廠家無能力生產(chǎn)。因此，箱體采用分鑄拼焊結(jié)構(gòu)。焊條為T42。
具體的工藝要求如下：
鑄件退活后，對焊縫加工，焊縫要電磁探傷。
將焊好的箱體整體退火，然后機(jī)加工達(dá)到裝配要求。
分鑄拼焊結(jié)構(gòu)箱體生產(chǎn)較整體鑄造的結(jié)構(gòu)要簡單，易于制造；同時也有缺點：生產(chǎn)的周期長，需工時長，適合少量的加工。
2、齒輪機(jī)座的類型
在軋機(jī)的傳動的裝置中，齒輪機(jī)座用于傳遞扭距到工作機(jī)座的每一個軋輥；其特點是低速、重載、沖擊的次數(shù)頻繁。中小型的軋鋼機(jī)的齒輪機(jī)座一般有二重式、三重式和復(fù)合式 等三種類形。其中二重式齒輪機(jī)座多用于小型的二輥初軋機(jī)，三重式齒輪機(jī)座應(yīng)用于橫列式中小型軋鋼機(jī)；復(fù)合式齒輪機(jī)座的形式較多，其特點是齒輪的機(jī)座和減速器和在一個共同的箱體內(nèi)。
采用三重式齒輪機(jī)座，齒輪機(jī)座的基本參數(shù)
5.2齒輪的設(shè)計
5.2.1齒輪節(jié)圓的直徑
軋輥中心距因軋輥重車和重磨后發(fā)生變化，節(jié)圓直徑
D=()/2 （5.1）
=(302+298)/2
=300mm
5.2.2 模數(shù)、齒數(shù)、齒寬、齒頃角
齒數(shù) 取14—31，齒寬系數(shù)1.7—2.4，齒頃角為，模數(shù)為8—45。
齒輪參數(shù)的確定是根據(jù)同類型的軋機(jī)的參數(shù)確定的。
中心距： A=d=300mm
端面模數(shù) ：=12mm
齒輪的工作寬度： b=720mm
齒傾角：＝
齒數(shù)：＝25
5.2.3計算力矩的確定
1、計算力矩 （） （5.2）
式中 ——扭矩分配系數(shù)，取0.5；
——電動機(jī)最大的力；
＝；
為電動機(jī)的最大的功率；為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，為減速器的總的傳動比，為減速器與連軸節(jié)的總的傳動效率。
＝4457（）
＝0.54457＝2228.5（）
2、齒輪的材料和加工制造
齒輪的材料采用，齒輪的加工精度為8級，采用滾齒法加工，退刀槽的寬度為120mm
3、齒輪軸和滑動軸承
軸承尺寸的確定，采用的是滑動軸承
＝195—225mm
?。?00mm
L =(1.1—1.5) =220—300
取L=220mm
式中 d——齒輪的節(jié)圓的直徑；
L——滑動軸承的工作寬度；
——軸徑直徑。
5.2.4軸端的強(qiáng)度計算
軸端直徑 ＝（0.8—0.95）=(160—190) （5.3）
取＝160
軸端的強(qiáng)度計算 （5.4）
式中 ——作用于軸端的扭轉(zhuǎn)力矩。
許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力［］
［］＝（0.65—0.75）［］
［］＝
式中 ——軸頸材料的抗拉強(qiáng)度；
＝980M （5.5）
=100×()
［］＝ （5.6）
式中 ——安全系數(shù)，≥5；
5.2.5滑動軸承
材料為滑動軸承采用鑄鋼軸承座，孔內(nèi)以巴氏合金襯。
滑動軸承的材料：軸承：鑄錫基軸承合金 ，牌號，硬度 27。
5.3密封和漏油問題
漏油一般發(fā)生在分箱面和軸承端部密封處，解決方法如下：
1、分箱面處的密封：對分箱面采用加601、602號橡膠漆來解決漏油。
2、軸承的端部，在軸承和端蓋之間的甩油環(huán)上開一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的反向螺絞，并在端蓋上加一個整體的密封圈。在軸外加一個殼體，有密封、保護(hù)、防塵的作用。再連接處加密封膠。
5.4齒輪機(jī)座的潤滑
在軋機(jī)的傳動裝置中，齒輪機(jī)座起著傳遞并分配扭矩的作用。其齒嚙和的特點是低速、重載、沖擊負(fù)荷大，沖擊次數(shù)頻繁，因此其齒輪的嚙合處于極沉重的擠壓負(fù)荷下工作結(jié)構(gòu)上的限制，其相互嚙合的齒輪對垂直配置在箱座中，因此濺油潤滑比較困難。由于以上幾個原因，齒輪機(jī)座用稀油集中循環(huán)潤滑，潤滑油強(qiáng)行壓注到齒的嚙合面與軸承處。潤滑油采用軋鋼機(jī)油，用HJ3—28號軋鋼機(jī)油。
５.5齒輪機(jī)座的總述
齒輪機(jī)座由機(jī)架、機(jī)蓋、齒輪軸、主連接螺栓、鍵板和軸承座等主要零部件組成。
1、箱體的側(cè)壁的厚度
（5.7）
=（0.058—0.07）
=17.4—21
取20
2、齒頂距機(jī)蓋的下壁和箱體上壁的最小的距離：
≥（0.4—0.5）A （5.8）
=120—150
取120mm
3 、機(jī)架與機(jī)蓋主連接螺栓的直徑：
取56mm
機(jī)架由左右兩個框架構(gòu)成，其間配置軸承座?；鶅r上有觀查齒輪嚙合的窺視空孔，以及潤滑齒輪和軸承用的進(jìn)油孔和回油孔。機(jī)蓋上部設(shè)有透氣罩，以利于散熱通風(fēng)和防止由于箱體內(nèi)部因氣壓升高所造成的漏油。
采用滑動軸承，因其易于制造，徑向尺寸小，有利于提高軸承座的強(qiáng)度，還由于徑向的尺寸限制。不過也有缺點：摩擦系數(shù)較大，軸承合金易于磨損，對齒輪的嚙合條件有不良的影響。
6 軋鋼機(jī)工作機(jī)座的設(shè)計
6.1工作機(jī)座的選擇
工作機(jī)座是軋鋼機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。他是由軋輥及其軸承、軋輥調(diào)整裝置，機(jī)架及輥座等部件的組成。
1、普通的開式機(jī)座:具有開式機(jī)架的工作機(jī)座，其軋機(jī)上蓋是可拆的，因此便于更換軋輥。
2、閉口式工作機(jī)座:是一種的剛架其強(qiáng)度與剛度都較高
3、預(yù)應(yīng)力工作機(jī)座:一般閉式的機(jī)架在不工作時，機(jī)架是不受力的。而預(yù)應(yīng)力軋機(jī)是用一種特殊的裝置通過拉桿對機(jī)架施加外力使機(jī)架在不工作時，預(yù)先就處于應(yīng)力的狀態(tài)。
預(yù)應(yīng)力軋機(jī)開始于五十年代，此軋機(jī)屬于短應(yīng)力軋機(jī)的一種，即這種軋機(jī)的應(yīng)力作用線較短，是因為在預(yù)應(yīng)力軋機(jī)上，減少變形的環(huán)節(jié)和結(jié)合面的數(shù)量。如預(yù)應(yīng)力的軋機(jī)的橫梁和立柱長度比同輥徑的軋機(jī)普通軋機(jī)小，以軋機(jī)軸承座代替牌坊，減少壓上和壓下的機(jī)構(gòu)，有的根本不用，而以其他的機(jī)構(gòu)替代；至于作為預(yù)應(yīng)力軋機(jī)的一部分的拉桿，因用材料較少，可以用彈性模量較大的優(yōu)質(zhì)鋼材制作。由于機(jī)架的結(jié)構(gòu)得到了簡化，可用厚板坯切割的到毛坯。因而這種軋鋼機(jī)的剛性比同輥徑的軋鋼機(jī)要大，于是在軋制時可提高軋件的精度，尤其能使同一根軋件的頭尾斷面的尺寸偏差小，沿整個長度上保持均勻，對小型及線材軋機(jī)尤為重要。
預(yù)應(yīng)力軋機(jī)有多種類型，如偏心套筒式、空心拉桿式等。本次設(shè)計采用的是半機(jī)架式，所謂的半機(jī)架式即把整體的牌坊改為分開的結(jié)構(gòu)，然后用螺栓拉桿把上下半機(jī)架連接成一個整體。
這種軋機(jī)的圖例是三輥、二輥軋鋼機(jī)的機(jī)座。它是由上下半機(jī)架組成，此軋機(jī)保留了普通開式或閉式軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點，其區(qū)別是預(yù)應(yīng)力的機(jī)座對上下半機(jī)架施加了預(yù)應(yīng)力。
4、懸掛式機(jī)架:懸掛式的機(jī)座 有三輥式和二輥式的。三輥式的由壓下裝置，平衡裝置，上輥組裝、中輥組裝和下輥組裝等部分組成。在中輥軸承座的上下面各有一對螺絲拉桿，上下軸承座分別套裝在螺絲拉桿上,并通過壓上和壓下裝置使上下輥軸承座體沿拉桿的移動實現(xiàn)軋輥的徑向的調(diào)整，拉桿的端部用螺母擰緊，構(gòu)成一個裝配式封閉的機(jī)架，懸掛在單邊的機(jī)架上。上中下軸承座經(jīng)過熱處理的鑄鋼件，根據(jù)鑄件的可能性，中輥軸承座和螺栓拉桿可以鑄成整體，也可分開加工，然后將拉桿焊到軸承座上。
機(jī)座的上軸用蝶形的彈簧平衡，手動壓上和壓下。二輥機(jī)座的結(jié)構(gòu)和三輥的相似，僅將上下輥軸承座改為一面伸出兩根圓柱。
懸掛式機(jī)架的優(yōu)點是體積小，重量輕，剛性大，整機(jī)架換輥，其缺點是設(shè)備加工質(zhì)量要求高，機(jī)架都有一套備換的，資金需求量大，不易于小廠投資生產(chǎn)。
各種型式機(jī)座比較：預(yù)應(yīng)力機(jī)座優(yōu)點明顯。安裝、維修、換輥，有開式的優(yōu)點。工作時，有閉口式機(jī)架的優(yōu)點，剛度、強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)簡單，無開口式機(jī)架的調(diào)隙裝置。其顯著的優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量的到了保證，這是選擇預(yù)應(yīng)力機(jī)做的原因。
6.2軋輥與軋輥軸承的設(shè)計
1、軋輥與軋輥軸承座是整個工座機(jī)做的核心部分
軋輥是軋鋼機(jī)中直接軋制軋件的主要部件。在軋制的過程中，軋輥直接與軋件接觸，強(qiáng)迫軋件發(fā)生塑性變化，與此同時，軋輥承受著巨大的軋制壓力作用，并由于軋輥本身的旋轉(zhuǎn)使其應(yīng)力隨時間作周期性的變化。在熱軋條件下，軋輥既接觸高溫的軋件而受劇熱，同時又被水冷卻而受急冷，冷熱交加。
2、軋輥的類型、結(jié)構(gòu)與參數(shù)
6.2.1軋輥的類型
選擇型鋼軋機(jī)的軋輥：
型鋼軋機(jī)的軋輥的輥身上有軋槽，根據(jù)型鋼軋制工藝要求安排孔型，孔型見孔型設(shè)計，軋輥應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的耐磨性能。軋輥工作表面的硬度是軋輥的主要的質(zhì)量指標(biāo)之一。
6.2.2軋輥的結(jié)構(gòu)
軋輥由輥身、輥徑和輥頭三部分組成。輥徑安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機(jī)架。輥頭和連接軸相連傳遞軋制扭矩。
圖6.1 軋棍
輥身：輥身是軋輥直接與軋件接觸的部分
輥徑：輥徑是軋輥的支撐部分，軋輥是依靠輥身的兩側(cè)軸徑支撐在軸承上。
輥身與輥徑交界處是應(yīng)力集中的部位，是軋輥強(qiáng)度的薄弱環(huán)節(jié)。在輥徑與輥身必須有適當(dāng)?shù)倪^度的圓角。
軸頭：軋輥兩端的軸頭為軋輥與接軸相連接的部分。軸頭采用梅花軸頭的形式。
軸頭的形式：梅花軸頭，萬向軸頭，帶鍵槽的和圓柱形軸頭。
6.2.3軋輥的參數(shù)
軋輥的基本尺寸參數(shù)有：軋輥的公稱直徑D，輥身的長度L，輥徑直徑d和輥徑長度l 以及輥頭尺寸等。其中輥身長度和輥身直徑是表征輥身尺寸的基本參數(shù)。
輥身直徑：輥身直徑為軋鋼機(jī)的一個重要的參數(shù)
D為輥身直徑即為公稱直徑。D=250 mm為已知
輥身的長度L：L=（2.2—2.7）D
取 L=2.5D=625mm
輥徑 d:軸徑尺寸是指軸徑直徑d和輥身的長度L，它與所用軸承形式及工作載荷有關(guān)，
d/ D=0.55 d=165mm 取d=170mm
l/d=0.92—1.2 l=0.96d=163.2mm取 l=164mm
軸承處的輥徑向輥身過度處，為了減少應(yīng)力集中，需要做成圓角。圓角的
r=(0.05—0.12)D
r=0.065×300=19.5 取r=20mm
軋輥頭：梅花軸頭的外徑
=（0.9——0.95）d=0.925d=157.25mm 取=160mm
查表
6.2.4軋輥的材料
1、對軋鋼機(jī)軋輥的質(zhì)量的要求是很高的 ，因為它決定軋鋼機(jī)工作的好壞、生產(chǎn)率的高低和產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。軋輥的工作條件是很繁重的，軋鋼時要不斷被金屬磨損，承受很大的動態(tài)壓力，與金屬之間有很大的滑動速度，有時還要經(jīng)受變化幅度很大的高溫影響。
基于上述的原因，軋輥采用高強(qiáng)度的鑄鋼軋輥和鍛鋼軋輥以及高強(qiáng)度的鑄鐵軋輥。
制造軋輥用的材料需要這樣的性能，即軋輥能長時間的使用而不斷裂，其表面磨損也很小，即既是高強(qiáng)度又是耐磨的，軋輥的磨損程度取決于他的硬度大小。
初軋機(jī)和中軋機(jī)的六個軋輥均采用球墨鑄鐵軋輥，型號為—2，≥900 280—360。
小型及線材軋機(jī)即小型的圓鋼，螺紋鋼及線材軋輥材料為高鉻鑄鐵
2、軋輥軸承
1）軋輥軸承的工作特點
軋輥軸承用來支撐轉(zhuǎn)動的軋輥，保持軋輥在機(jī)架中正確的位置，軋輥軸的摩擦系數(shù)小，足夠的強(qiáng)度和剛度，壽命長，以便于換輥。
軋輥的工作特點是能承變很高的，比普通標(biāo)準(zhǔn)軸承所允許要大幾倍的單
負(fù)荷。
2）選擇軸承的有
軋輥軸承的主要類型兩種：開式（主要包括帶金屬軸襯的滑動軸承、帶層壓膠布軸襯的滑動軸承）閉式（主要包括油膜軸承和滾動軸承）
選擇開式的滑動軸承（具有可拆軸承襯的）摩擦系數(shù)底=0.005，壽命長，耐熱性與剛性較差，這是膠木軸承的特性。
非金屬軸承襯的開式軸承
工作軋輥選擇的軸承就是這種軸承，采用膠木瓦，軸承襯瓦的形狀有好幾種如圖，其中半圓柱的比較省料，但切向要求牢固的固定，長方形固定性好，然而用料較前著多，由三快組成的軸承襯比較省料。
目前應(yīng)用較多的是整壓 的半圓柱形襯瓦，其優(yōu)點是省料，制造方便，安裝以后不需另行鏜孔，而且也簡化了軸承的結(jié)構(gòu)并且摩擦的系數(shù)底，膠木瓦的軸瓦摩擦系數(shù)=0.005左右。由于摩擦系數(shù)低軸瓦具有良好的耐磨性，因此壽命較高，并可減少能耗；膠木軸瓦比較薄，故可采用較大的軸徑尺寸，有利于提高軸徑的強(qiáng)度；這種軸襯質(zhì)地較軟，既耐沖擊，又能吸收進(jìn)入軸承的氧化鐵及等硬質(zhì)顆粒，因而有利于保護(hù)軸徑表面。
這類軸瓦的缺點是強(qiáng)度底，耐熱和導(dǎo)熱的性能很差，因此需要大量的 循環(huán)水進(jìn)行強(qiáng)制的冷卻和潤滑。膠木軸瓦用水潤滑。
a:半圓柱形； b:長方形 c:三快組合式
圖6—2夾布膠木襯瓦的形狀
6.3軋輥調(diào)整裝置的設(shè)計
軋輥調(diào)整裝置的作用主要調(diào)整軋輥在機(jī)架中的相對位置，以保證要求的壓下量精確的軋件尺寸和正常的軋制條件。
調(diào)整裝置主要有軋輥軸向的調(diào)整裝置和頸向的調(diào)整裝置兩種。
軋輥的軸向的調(diào)整裝置主要用來對正軋槽，以保證正確的孔型，用手動來完
成，裝置如圖。
圖6.3 軋棍軸向調(diào)整裝置
軋輥的徑向調(diào)整其作用是需要進(jìn)行下述操作時，徑向調(diào)整兩工作輥之間的相對位置：
1、調(diào)整兩工作軋輥的軸線之間的距離，以保持正確的輥縫開度，給定壓下量
2、調(diào)整軋輥之間的平行度
3、當(dāng)更換新軋輥時，調(diào)整軋制線的高度
4、更換軋輥或處理事故（如軋卡）時需要的其他的操作。
軋輥的徑向調(diào)整分為：上輥調(diào)整裝置；下輥調(diào)整裝置；中輥調(diào)整裝置。
本設(shè)計中的軸向調(diào)整裝置采用壓下裝置和斜鐵調(diào)整裝置。
中輥調(diào)整裝置如圖，主要用來在軸承磨損時進(jìn)行微調(diào)。
圖6.4 中棍調(diào)整裝置
下輥徑向的調(diào)整裝置分為手動和電動調(diào)整裝置，設(shè)計采用采用手動斜切調(diào)整裝置，本裝置較為復(fù)雜，設(shè)計的結(jié)構(gòu)與圖相似，其可作為改進(jìn)結(jié)。斜切的角度不可大于。
a)橫楔式調(diào)整裝置；b)縱楔式調(diào)整裝置
圖6.5 斜楔式下軋輥調(diào)整裝置
6.4機(jī)架的設(shè)計
1、機(jī)架的主要形式的選擇
工作機(jī)架的形式有閉口式和開口式兩種，選用開口式的（預(yù)應(yīng)力）機(jī)架，
其換輥方便，結(jié)構(gòu)較為簡單。
2、材料的選擇
機(jī)架俗稱牌坊，是軋鋼機(jī)工作機(jī)架的骨架，它承受著經(jīng)軸承座傳來的全部軋制力，因此要求它具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
軋鋼機(jī)機(jī)架采用，分?jǐn)噼T造，用電渣焊焊成一體。也就是說選擇材料為鋼板，后焊接成機(jī)架。
3、機(jī)架的主要的尺寸
窗口的尺寸，窗口是按軸承座及軸承設(shè)計的，窗口尺寸的尺寸是由機(jī)架的形式和軋鋼機(jī)的尺寸來確定，開口式機(jī)架窗口的寬度根據(jù)軋輥軸徑和軸瓦鐵的尺寸來確定。設(shè)計選寬度為300mm.。
窗口高度的設(shè)計，考慮上下輥調(diào)隙裝置的尺寸，加上三個軋輥的直徑即可以，定于1050 mm.。
4、立柱和橫梁的斷面的尺寸
機(jī)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，機(jī)架的剛性表示它變形的抗力，它與機(jī)架立柱斷面的尺寸有著密切的聯(lián)系。
機(jī)架立柱的斷面尺寸由下式近似確定：
F=（0.8—1.0） （6.1）
取 F=0.9=0.9×=260.1
考慮強(qiáng)度和剛性的關(guān)系，取截面的尺寸：19×20
三軋輥機(jī)架的結(jié)構(gòu)，由兩部分組成：上機(jī)架、下機(jī)架。下機(jī)架的底座為導(dǎo)輥式的以利于滑動，此機(jī)架軸的位置調(diào)整方便。
在上，下機(jī)架接觸面要加工平整，以保證接觸后機(jī)架的整體質(zhì)量。上、下機(jī)架接觸面處各有兩個定位孔，是安裝定位銷的，保證機(jī)架的安裝對正。上下機(jī)架對正后，將拉桿分別安于圖式的位置，然后在拉桿的下端插入鍵板，將拉桿上端大的螺母擰上，利用杠桿的原理，用千斤頂在拉桿上施以1.2倍的軋制力。這時拉桿伸長螺母又可旋轉(zhuǎn)下降一級，當(dāng)螺母旋轉(zhuǎn)不動時，將千斤頂移到另一個拉桿處，將另一拉桿安好。
由于拉桿的巨大的壓力作用，上下機(jī)架結(jié)合面緊密的接觸，而形成閉式的軋機(jī)。
6.5機(jī)架強(qiáng)度的校核
校核中的公式選用《機(jī)械軋鋼設(shè)備》一書中
彎矩計算圖 合成彎矩
圖6.5彎矩圖
根據(jù)軋輥的尺寸，得軋輥的重量G=453kg
軋制力 =（0.2—0.4）G （6.2）
取 =0.3G =0.3453=136（kg）
上橫梁通常用螺釘緊固在立柱上，當(dāng)機(jī)架上有軋制力時，連接螺栓緊承受拉力，故機(jī)架應(yīng)為靜定剛性，但下橫梁在軋制力作用下產(chǎn)生彎曲時，立柱將跟素隨著向內(nèi)變形，上橫梁一般均由立柱外側(cè)鎖緊，故它不影響立柱內(nèi)傾斜，而上軋輥軸承座則可能阻礙立柱互相靠近，機(jī)架在上軋輥軸承座出現(xiàn)靜不定力T，因而還是靜不定，由下面的條件確定：
++=0 （6.3）
式中 ——機(jī)架主柱和軸承座的側(cè)向的間隙
——作用力在T方向上產(chǎn)生的變形
——靜不定力在T方向上產(chǎn)生的變形
若用表示單位力作用在T點，在T方向上產(chǎn)生的位移，則將=T帶入上式得 + T+=0
和，用材料力學(xué)求得
=
=
式中 ，——下橫梁，立柱斷面的慣性距；
==633 ==1266.7
將求的變位帶入以上的公式：
T=（E=200G）
確定 =0.1cm
則 T=