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1、2350四辊可逆轧机主传动系统设计摘要本文简单的介绍了热轧中厚板轧机的国内外发展现状，详细的对热轧中厚板轧机的主传动系统进行了设计计算和校核。重点对主电动机进行力矩计算和功率选择，并对选出的电动机进行发热校核。对轧机的轧辊、轧辊轴承和万向接轴等主要零部件进行受力分析和强度校核，同时也对润滑方式，环保性及经济分析进行了探讨，完成了2350四辊可逆轧机的设计，通过对各个部件的计算与校核，保证了设备的安全可靠运转，同时尽可能地节省能源、减少占地面积，环保及经济性分析更是体现了环境友好的求，和获得最大利益。关键词：中厚板轧机；主传动；轧辊；轴承 ; 万向接轴Abstract The present s
2、ituation of Medium plate rolling in home and abroad has been briefly introduced. Details of the main drive system of Hot-rolled strip mill design,calculation and checking. Focus on the torque calculation and power choice of the main motors and the selected motor fever respectively, Through the desig
3、n and calculation of the motor to ensure that the rolling process does not produce power less than or burnt motor accident,Also on the lubrication mode, analysis of environment protection and economy are discussed, and completed the design of 2350 four reversible rolling mill, the calculation and ch
4、ecking of each component, to ensure the safe and reliable operation of equipment, at the same time as much as possible to save energy, reduce the area, environmental protection and economic analysis but also embodies the friendly environment seek, and obtain the maximum benefits.Key word:Medium plat
5、e rolling; main drive system;rollers;pillow;universal joint shaft目录1 绪论11.1 选题背景及目的11.2 中厚板轧机的发展概况11.2.1 我国中厚板轧机的发展与现状11.2.2 国外中厚板轧机的发展与现状21.3 课题的研究方法和研究内容32 方案设计52.1 主传动方案综合评价与比较52.2 方案的选择72.2.1 四辊可逆轧钢机主传动装置的选择72.2.2 针对所选方案对各部件进行具体的选择73 轧制力能参数的确定与电动机的选择83.1 轧辊的设计83.2 轧制力能参数103.2.1 各道次基本尺寸的确定103.2.2
6、 轧制压力的计算123.2.3 驱动力矩计算143.3 轧辊的校核183.3.1 支承辊校核183.3.2 工作辊校核203.3.3 工作辊与支承辊间的接触应力213.4 电动机的选择计算和校核223.5 驱动力矩的计算和电机校核233.5.1 主电机上的力矩计算233.5.2过载校核254 主要零部件选择及校核274.1 轧辊轴承的选择和计算274.1.1 轧辊轴承的选择274.1.2 工作辊轴承寿命计算284.1.3 支承辊轴承寿命计算294.2 十字轴式万向联轴器的选择294.2.1 零件材质的确定及受力分析294.2.2 十字轴的校核324.2.3 轴叉校核335 机架参数计算及其校核
7、395.1 机架结构参数选择395.2 机架的强度计算405.2.1 受力分析405.2.2 弯矩计算415.3 机架强度校核445.3.1 机架上横梁强度校核445.3.2 机架立柱校核466 润滑方式的选择466.1 润滑方式及作用466.2 油雾润滑476.3 热轧工艺润滑477 经济性和环保性分析487.1 设备环保性评价487.2 设备的经济性分析487.2.1 机械设备的可靠性487.2.2 设备的经济评价48结论52致谢53参考文献541 绪论1.1 选题背景及目的 轧钢同铸造一样是钢铁行业的主要组成部分 ，同样轧机是鞍钢的主要设备之一，鞍钢在1993年的改造性大修中新增了一架2
8、350四辊可逆轧机，该机配置了自动化系统是S5-155V可编程控制器和辊缝仪，位移传感器，压力传感器，温度传感器等硬件，轧机采用先进的AGC控制技术，其装备水平及自动化程度在同类设备中处于领先地位，它从设计制造到热负荷试车历时仅13个月，创造中板轧机制造工期最短记录。 以前，常规中板生产线上，一般设置粗轧和精轧两台轧机，但是受中板车间厂房面积限制，生产线上只能摆放一台主轧机，这为轧机的设计提出了难题。为满足用户提出的工艺要求，重机公司精心组织设计中坚力量，在消化吸收了国内外中板轧机的优点后，经过反复论证，并多次与用户交流，大胆进行改进，在结构尺寸受到严格限制的情况下，将粗轧相关功能融合到了精轧
9、设备上，设计出了2350四辊可逆粗轧机，使此轧机同时满足了粗轧与精轧的功能要求。1.2 中厚板轧机的发展概况1.2.1 我国中厚板轧机的发展与现状 中厚板轧机在我国冶金行业中占有重要的位置，中厚板轧机的发展却走过了曲折而又漫长的里程，我国第一台中厚板轧机于1936年在鞍钢建成，属三辊劳特式，新中国成立以来，在苏联的帮助下先后建成了重钢2440mm中板，武钢2800mm中板等16套三辊劳特式轧机，产品规格厚度为880mm宽度为1.22.2米，长度按定倍尺生产，当时的常量不高，按每台产20万吨计算，我国在50-70年代初年产量中厚板最高只有300万吨左右。 进入70年代中期，各项建设对中厚板的要求
10、增加，从而推动了我国冶金行业中厚板的生产迅速发展，1978年在舞阳钢厂建成我国第一套自行设计制造的4200mm厚板轧机。首钢引进了国外3300mm二手宽板轧机，这两套轧机主要由于生产特殊钢板，进入80年代，又先后引进了十几套四辊单机架和四辊双机架的粗精轧机，截止2000年止，我国已有26套中厚板轧机，这26套轧机大多数都经过了不同程度的技术改造。2000年，我国的中厚板产量突破了千万吨的大关。年产量达1077.2万吨；2001年年产达1391.7万吨；2002年年产达1635.1万吨；2003年年产达1903.5万吨；2004年年产达2218.4万吨。我国的第二个千万吨的大关的突破仅仅用了四年
11、的时间，平均一每年300万吨的速度增长。从四年在突破一个千万吨大关的实际速度可以看出；产量的增长主要是靠新上的中厚板轧机，包括2350中厚板轧机，其次是靠原有的轧制线技术革新改造和挖潜增产。 2000年以来，我国计划新上了18套中厚板轧机，而且产能和规格朝着高而大的方向发展，在这次建设高潮中，中厚板的发展势必将大大加速我国向科技强国迈进的步伐，为我国建设科技强国准备了可靠的位置基础。在这18套扎集中，投产有10套，还有8套在建，其规格分布是3500mm单双机架有9台，如济钢、北台、首钢、天津钢厂、南岗、韶钢、唐山建龙等。中厚板轧机的发展史已经经历了两个高潮，第一个高潮是在美国掀起；美国从二次世
12、界大战结束后，反省了战争的经验教训，认识到必须建造一支更强大的海军舰队，造船业的发展推动了美国中厚板轧机的发展，突破千万吨大关时在1957年，第二个高潮是由日本掀起的。日本在6070年代，为了迅速发展经济，掀起了第二次中厚板的建设高潮，有了10年的实践，新建了17套中厚板轧机同时用了13年的时间，在58年突破了第一个千万吨的大关后，用了22年的实践，于1980年突破了第二个千万吨大关。相比之下，我国仅用了四年的实践就突破了第二个千万吨大关，因此业内人士认为，中厚板轧机建设一再中国刚刚掀起，如果18台板材轧机全部投产，不出两年双千万吨大关就会轻易突破。由于市场的需求量增大，第三次中厚板轧机建设高
13、潮在政府宏观调控政策指引下稳步前进，必将为我国赶超日本和韩国，提供优质船板创造有利的保证，同时一定会带动我们国民经济的快速增长。1.2.2 国外中厚板轧机的发展与现状 美国在1805年左右，用二辊可逆轧机生产中板，轧辊是靠蒸汽机传动的。 1864年美国创建了世界上第一套三辊劳特式中板轧机，它不需要轧辊正反转而利用升降台进行来回轧制，当初盛行一时，推广于世界。 到1891年，美国钢铁公司霍姆斯特德厂，为了提高钢板厚度的精度，投产了世界上的第一套四辊可逆式厚板轧机。 1918年卢肯斯钢铁公司科茨维尔厂为了满足军舰用板的需要建成了一套5230mm四辊式轧机，这是世界上第一套5m以上的特宽的厚板轧机。
14、 南厂在1931年还建成了世界上第一套连续式中厚板轧机，用于大量生产厚度为10mm左右的中板，满足了市场上对这类尺寸钢板的需要。欧州国家中厚板生产也是比较早的。1910年，捷克斯洛伐克投产了一套4500mm二辊式厚板轧机。1940年，德国建成了一套5000mm四辊式厚度轧机，1937年，英国投产了一套3810mm中厚板轧机。1939年，法国建成了一套4700mm四辊式厚板轧机。1940年，意大利投产了一套4600mm二辊式厚板轧机。1913年，西班牙建成了一套二辊式厚板轧机。这些轧机都是用于生产机器和兵器用的钢板，多数是为了二次世界大战备战。 1941年日本钢公司室兰厂投产了一套5280四辊式
15、厚板轧机，采用蒸汽机传动，主要是满足海军用钢板的需要。20世纪50年代工业发达国家除完成大量技术改造工作之外，还新建成了一批4064mm以下的低刚度轧机。20世纪60年代发展以4700mm为主打刚度的双机架轧机，实现了控制轧制操作的要求，是中厚板的质量有了大幅度的提高，并且掌握了中厚板生产的计算机控制。 20世纪70年代轧机又升了一级，发展以5500mm为主的特款型的单机架轧机，以满足天燃气和石油等长距离输送所需要大直径管材用板。 20世纪80年代开始，由于中厚板使用部门的萧条，许多主要生产钢国家的中厚板都有所下降，西欧国家、日本、美国都关闭了一批中厚板轧机，国外除了大的厚板轧机以外，其他大型的轧机已很少再建了。 1.3 课题的研究方法和研究内容 首先通过实习，对2350主传动机构的组成及各个零件的作用和传动方式有了系统的了解和认识。然后，通过查阅资料确定设计方案，经过设计计算及主要零部件的校核来验证设计是否合理，最终设计出合理的轧机主传动系统。 研究的主要内容：1）根据原始参数分配的压下量选出最合理的分配方案,2）计算出2350四辊可逆轧机的力能参数，从而选择合适的电动机并进行检验校核,3）进行主要零部件的设计计
