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1、 本 科 毕 业 设 计 第 1 页 共 35 页1 绪论随着社会进步，自动化的概念越来越醒目，传统的手工操作制定已被慢慢淘汰，F钉以其适用方便快捷，应用场合广泛，操作简单，价格便宜等特点受到了人们的青睐，自动化程度的提高使人们享受到了舒适快捷的工作环境，最为 F 钉制造中心环节压扁系统已经受到了越来越多研发人士的关注。全套图纸加1.1 钢丝压扁机发展的现状随着建筑、装修、家具及包装等行业的日益火爆，市场对排钉的需求量不断增加。在排钉生产中，钢丝压扁机是用来将经过多道次拉拔的钢丝进行压扁，并将其缠绕在专用的线轴上，以备后续粘胶等工序用的机器。而排钉是把规则排列的单个钉子用树脂或塑料粘接起来的一
2、种新型木工用钉。将排钉装人特制的射钉枪中，以电或压缩空气为动力，射人木板、塑料或其它复台材料中。它在建筑、装修家俱、包装等行业得到越来越广泛的应用，排钉的使用将逐步取代用榔头“打进钉子”的陈旧紧固方式。使用排钉的最大优点是工作效率高，省工省时，其工效是用榔头操作的2O倍。另一个优点是工艺性能好，所以在装修和家俱生产中大量采用排钉工艺，以取得造型效果。8O年代初，排钉在发达国家得到广泛应用，其用量已占全世界木工用钉消费总量的1520。9O年代随着我国对外开放的发展及建筑、装修、家俱等行业的繁荣，这种新型钉开始在我国应用，且用量逐年增加。与此同时，排钉生产的工艺、技术、设 本 科 毕 业 设 计
3、第 2 页 共 35 页备也随之由国外引进，在枯海一带及内地部分省市已新建数家生产排钉的企业，形成金属制品行业的一个新领域。1.2 冷轧薄钢板生产的发展历史钢的冷轧是在19世纪中叶始于德国，当时只能生产宽度20mm25mm的冷轧钢带。美国1859年建立了25mm冷轧机，1887年生产出宽度为150mm的低碳钢带。1880年以后冷轧钢带生产在美国、德国发展很快，产品宽度不断扩大，并逐步建立了附属设备，如剪切、矫直，平整和热处理设备等，产品质量也有了提高。宽的冷轧薄板(韧带) 是在热轧成卷带钢的基础上发展起来的。首先是美国早在1920年第一次成功地轧制出宽带钢，并很快由单机不可逆轧制而跨入单机可逆
4、式轧制。1926年阿姆柯公司巴持勒工厂建成四机架冷连轧机。日本 1938 年在东洋钢板松下工厂安装了第一台可逆式冷轧机，开始冷轧薄板的生产。1940 年在新日铁广坝厂建立了第一套四机架 1420mm 冷连轧机。我国冷轧宽带钢的生产开始于 1960 年，首先建立了 1700mm 单机可逆式冷轧机，以后陆续投产了 1200mm 单机可道式冷轧机，l400mm 偏八辊轧机、l150mm 二十辊冷轧机和 1250mmHC 单机可逆式冷轧机等，70 年代投产了我国第一套 1700m 血连续式五机架冷轧机，1988 年建成了 2030m 血五机架全连续冷轧机。现在我国投入生产的宽带钢轧机有 18 套，窄带
5、钢轧机有 418 套。在这 30 多年中，我国冷轧薄板生产能力增加了 20 多倍，生产装备技术水平已由只能生产低碳薄板而发展到能生产高碳钢、台金钢、高合金钢、不锈耐热冷轧薄板、镀锌板、徐层钢板、塑料复合薄板和硅钢片等。但随着四化建设的发展，无论在数量和品种质量上都远远满足不了四化建设发展的需要，为此我们必须增建新轮机，改造现有冷轧机，大力发展冷轧生产。从世界上看：日本 1960 年冷轧板产量 100 万 t，而 30 年后的今天生产能力已达2000 多万 t，增加了 20 倍。原西德 1950 年年产冷轧板 16.3 万 t，而 1974 年达 821.3万 t，增加了 50 多倍。1.3 冷
6、轧薄板技术在钢丝压扁机中的应用钢材在热轧过程中的温降和温度分布不均给生产带来了难题，特别是在轧制厚度小而长度大的薄板带产品时，冷却上的差异引起的轧件首尾温差往往使产品尺寸超出公差范围，性能出现显著差异。当厚度小于一定限度时，轧件在轧制过程中温降剧烈， 本 科 毕 业 设 计 第 3 页 共 35 页以致根本不可能在轧制周期之内保持热轧所需的温度。因此，从规格方面考虑，事实上存在着一个热轧厚度下限。70 年代初期，日、法、意、原西德等国曾致力于用热连轧精轧机组增加 8、9 机架来生产 1mm 式 0.8mm 的薄带。但实践证明，从产品质量和设备重量来说这是不可行的。现代热连轧机，目前设计可能轧出
7、最小厚度为 1.2mm，但实际生产中很少生产 1.8mm 或 1.5mm 以下的热轧板卷。而冷轧则不存在热轧温降与温度不均匀的弊病，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和冷轧蹿板。现代冷连轧宽带轧机和双机架二次冷轧可生产厚度为 0.100.17mm 的冷轧薄板，作为镀锡原板，即使不经二次冷轧也可生产 0.23.5mm 厚的冷轧薄板。现代可逆式冷轧机可生产0.150.35mm 的冷轧板。多辊冷轧机或窄带钢冷轧机则可生产最薄达 0.001mm 的产品，因此轧制厚度为 0.8mm 的线板时可以采用冷轧钢板技术而不用考虑钢板的热轧温降与温度不均匀的弊病等问题。目前热轧工艺技术水平尚不能使钢板表面在热轧
8、过程中不被氧化，也不能完全避免由氧化铁皮造成的表面质量不良。因此热轧不适于生产表面光洁程度要求较高的板带钢产品。热轧板表面祖糙度热轧状态为 20 ，酸洗后为 25 。而冷轧板表面清洁mm光亮，并可根据不同用途制造不同表面粗糙度的钢板。冷轧板按表面组糙度分为 2 种：一种是无光泽的钢板，其表面租糙度为 310 ，一般适用于作冲压部件，并且当需涂喷刷漆时这种钢板附着性较强；第二种是光亮板，其表面祖糙度大于 0.2 ，这种钢m板主要作为装饰镀铬用厚板等。这样的表面质量热轧是无法满足的。 本 科 毕 业 设 计 第 4 页 共 35 页2. 方案确定与原理分析2.1 本毕业设计课题内容及要求本毕设课题
9、要求设计一台单根钢丝压扁机，应能够实现盘状圆料开卷，校直、压扁、自动下料等动作，通过对其相关资料的收集，调研和需求分析，确定其主机的设计方案，并对方案进行论证，绘制总体装配图及部分部件和零件图。产品规格为：圆料直径：1.0-1.6mm；压完厚度：0.4-0.9mm；线速度：10-250m/min。 2.2 总体方案的设计本设计生产的成品主要用于制作钢丝线板，原料为成卷的钢丝，每卷钢丝线板长约 1O00m ，压扁后厚度约为 0.8mm ，实现自动化的持续生产，易选用二辊轧机。具有水平扎辊的二辊轧机的适用范围为薄板轧机、冷轧钢板及带钢轧机、高生产率生产钢坯和线材的连续式轧机，所以初选二辊轧机来实现
10、其钢丝线板的轧制。本课题设计的是能实现单根钢丝自动压扁的冷轧机械，其主要工序为：开卷、校直、轧制和自动下料。2.2.1 开卷装置 本 科 毕 业 设 计 第 5 页 共 35 页开卷装置的形式多样，机构性能不一。由于生产线对开卷装置性能没有较高要求，选取结构简单的一种装置并且结构紧凑、使用方便适合各种盘状卷材的开卷。该装置如下图所示:图 2-1 开卷机构1.钢丝卷 2.支架体 3.穿丝环 4.转臂2.2.2 校直机构方案分析校直机构采用滚轮设计，上下两排滚轮，钢丝从中间通过，只要滚轮之间的间距适当，就可以把钢丝校直。滚轮的材料依然要求耐磨耐高温来保证滚轮的寿命。钢丝细而长，很难顺利地到达相应的
11、位置，因此需要一个导丝机构，可以利用一个带孔的装置将钢丝引到相应位置。该孔的直径要稍大于钢丝直径，并且途中不要拐弯，以保证钢丝可以顺利通过。该机构如图 2-2 所示。具体校直装置参见部装图。图 2-2 牵引轮图示 本 科 毕 业 设 计 第 6 页 共 35 页2.2.3 冷轧过程中对轧辊的要求在冷轧过程中，轧辊是使被轧带材产生变形的直接工具。出于辊轧机冷轧的特点，决定了对轧辊的如下要求：辊轧机冷轧的特点，决定了对轧辊的如下要求：a)由于重磨次数多，要求工作辊有足够的淬硬层(小直径的工作辊基本可全部淬透)。b)制造轧辊的材料必须是高质量的，不允许有白点、发裂和粗大的非金属夹杂物等缺陷存在，以防
12、止轧辊的疲劳破坏，以及获得高精度、高光洁度的表面。c)为了获得高质量表面的带材，及轧制极薄带时所必备条件之一，要求轧辊表面有最高的光洁度。一般工作辊为 1012 级，支持辊为 810 级。d)为了获得横向尺寸均一反良好板形的线材，要求有辊型调整(纵向和横向)机构或第一层中间辊具有一定的凸度。2.2.4 轧制过程中对机架的选取轧钢机机架是工作机座的重要部件，轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。机架要承受轧制力，必须有足够的强度和刚度。根据轧钢机型式的工作要求，轧钢机机架分为闭式和开式两种。a)闭式机架闭式机架是一个整体的框架，具有较高强度和刚度。闭式机架主要用于轧制力较大的初轧机，板坯轧机
13、和板带轧机等。对于板带轧机来说，为提高轧制精度，需要有较高的机架刚度。采用闭式机架的工作机座，在换辊时，轧辊是沿其轴线方向从机架窗口中抽出或装入，这种轧机一般都设有专用的换辊装置。b)开式机架开式机架由机架本体和上盖两部分组成，它主要用在横列式型钢轧机上，其主要优点是换辊方便。因为，在横列式型钢轧机上如果采用闭式机架，由于受到相邻机座和连接轴的妨碍，沿轧辊轴线方向换辊是很困难的。采用开式机架，只要拆下上盖，就可以方便的将轧辊从上面吊出或装入。开式机架主要缺点是刚度较差。本设计是对线材的压轧，压轧力不大，所以就这点来说机架是开式还闭式影响不大，由于本设备是单根压扁，保证产品质量的情况下结构越简单
14、越好，故选用开式机架。 本 科 毕 业 设 计 第 7 页 共 35 页2.2.5 咬入条件 为咬入角 为摩擦角，即当摩擦角大于咬入角时才能实现自然咬入。如图 2-3所示，当 时，轧辊对轧件的作用力 T 与 N 的合力 F 的水平分力 与轧制方向相x同，则轧件可以被自然咬入。在这种条件下，即 实现的咬入，称为自然咬入。显然 愈大，即 愈大于 ，轧件愈被咬入轧辊间的辊缝中。xF图 2-3 当 时，轧辊对轧件作用力合力的方向2.2.5 电机的选择一、概述YCT 系列电磁调速电动机（以下简称调速电动机）是一种控制简单的交流无级调速电动机，由交流三相异步电动机，涡流离合器（亦称电磁转差离合器）和测速发
15、电机组成。通常与 ZTK 系列、ZLK 系列（JZT3 系列） 、JDI 系列控制器配合后组成一套交流调速驱动装置，装有测速负反馈自动调速系统。能在比较宽广的转速范围内，进行平滑的无级调速。电磁调速电动机结构简单，运行可靠，适用维护方便（无整流子、无滑环） ，起动性能好，控制功率小，易于自控和遥控，调速比宽（1：10） ，调速精度较高，可广泛应用于钢铁、电站、电线电缆、石油、化工、造纸、纺织、印染、机械制造等行业作恒转矩交流无级调速之用。 本 科 毕 业 设 计 第 8 页 共 35 页二、基本原理YCT 系列电磁调速异步电动机的无级调速是由电磁铁转差离合器来完成的，它有两个旋转部分，圆筒形电
16、枢和爪形磁极，两者没有机械联接，电枢由拖动电机带动并与同步旋转，当激磁线圈通入直流电后，工作气隙中产生磁场，电枢切割磁力线产生感应电势并形成涡流，由涡流产生的磁场与磁极磁场相互作用，产生电磁力，使爪形磁极和电枢作同一方向旋转（但始终保持一定的转速差） ，从而输出转矩，输出轴转向与拖动电机方向一致，改变激磁电流的大小，可以方便地调节输出转速。三、特性1、自然机械特性：涡流离合器具有软自然机械特性，如图中在一定的激磁电流（1）下，转速随转矩增加而下降，该机械特性类同卷绕特性，因此，在开环控制时，只要选择合理，可用于对张力要求不十分严的收卷机械。 （见图一）2、人工机械特性：YCT 调速电动机配上 ZTK、ZLK、JD
