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1、扁钢矫平矫直机矫直部件设计 摘 要 扁钢矫平矫直机的矫直部件是用于对扁钢的矫直工作，其设计要点为对矫 直轮的设计，为了能更好的完成矫直工作，使其结构合理、刚性大，精整量大、 精整精度高、使用寿命长，操作方便，精整辊易于维修等特点，其研究内容是 生产理论与生产工艺的研究, 有关最新精整、矫正理论研究及对精整速度增量对质量影响 的研究, 主机结构研究，生产线其他辅助设备的研究，控制系统研究，全部设备加工工艺 的研究 。由于扁钢的不同尺寸，矫直机还要设计成尺寸可调形式。 关键词：扁钢，矫直工作，矫直辊，目 录 摘 要.1 Abstract.2 目 录.3 图列.5 第一章 绪论.6 1.1国内外研究
2、现状和发展趋势.6 1.2 项目研究的背景和意义 .7 1.2.1 项目研究的背景.7 1.2.2 项目研究的意义.7 1.3 研究内容、要解决的问题 .8 1.3.1 课题研究内容.8 1.3.2课题要解决的问题 .8 1.4 存在的主要问题 .8 第二章 矫直原理.10 2.1 矫直机的工作原理 .10 2.2 矫直机的辊系及辊数 .10 2.2.1 矫直机的辊系.10 2.2.2 矫直机的辊数.12 2.3 本章小结 .12 第三章 矫直机的组成部分及作用.13 3.1 扁钢精整矫平矫直机的组成 .13 3.2 扁钢矫直机的组成 .14 3.3 矫直机各组成部分的作用 .15 3.3.1
3、 矫直轮的作用.15 3.3.2 传动轴的作用.15 3.3.3 锥齿轮的作用.173.3.4 扁钢托轮的作用.18 3.3.5 机座的作用.18 3.4 本章小结 .18 第四章 矫直辊的设计.19 4.1 矫直辊材料的选择 .19 4.2 矫直辊基本参数的确定 .19 4.3 上下矫直轮的尺寸确定 .22 4.4 本章小结 .23 第五章 矫直机重要部件的校核.24 5.1 连接上下矫直轮的螺钉和销的校核： .24 5.1.1 螺钉的校核.24 5.1.2 销的校核.25 5.2 传动轴的校核 .25 5.2.1 传动轴I的校核.25 5.2.2 传动轴II的校核.26 5.3 锥齿轮的校
4、核 .26 5.3.1锥齿轮齿根弯曲疲劳强度的校核 .26 5.3.2锥齿轮齿面接触疲劳强度的校核 .28 5.4 本章小结 .28 第六章 结论及建议.29 6.1 研究结论 .29 6.2 建议和展望 .29 参考文献.30 致 谢.32 图列 1. 图 2.1 5辊矫直图 2. 图 2.2 五种典型辊系图 3. 图 3.1 扁钢精整矫平矫直定长机图 4. 图3.2 扁钢矫直机图 5. 图3.3 矫直辊图（由上矫直轮和下矫直轮组成） 6. 图 3.4 传动轴结构图 7. 图 3.5 锥齿轮结构图图 8. 图 4.1 最大允许辊距 的确定 max t 9. 图 4.3 下矫直轮结构图 10.
5、 图 5.1 矫直辊结构图 第一章 绪论 1.1 国内外研究现状和发展趋势 锅炉行业现已有多类扁钢精整装备在使用，但至今为止还没有一家扁钢精整装备生产 厂家能提供全套的生产线，在成套过程中出现的工艺问题很难解决1。 一条完整扁钢精整生产线应具有扁钢开卷、精整、矫平、矫直、切断等功能。现有国 产设备大多是将精整和矫平由同一工作部件完成，在使用中，由于精整量大，精整尺寸得 到控制，则矫直效果受到明显不利影响，反之亦然，故容易产生旁弯现象2。在精整过 程中，由于精整零件的磨损程度存在差异，扁钢两边产生的应力则可能不同，故容易产生 扭曲。 现有扁钢精密设备普遍存在精整扁钢尺寸精度不高、长度方向存在竹节
6、型等缺陷。分 析其原因，主要是在扁钢精整生产装备的设计技术方面存在问题，没有对精密扁钢的整形 机理和相关精整矫正计算理论进行深入的研究，如在这一方面不加以突破，这些问题很难 有实质性的进展3。 现有扁钢精整生产装备的精整量与国产钢管的技术指标难以匹配，这已经成为现有扁 钢精整生产线的通病。我国国产钢管的直径误差在标称值的(1)以内均为合格品，对于 这种类型的钢管，要求扁钢精整虽应大于12mm，而现有扁钢精整装备绝大多数达不到 这一要求4。 膜式水冷壁生产技术包含精密扁钢生产技术，管子焊前预处理技术和膜式水冷壁焊接 生产技术三个环节，环环相扣。精密扁钢生产技术将直接影响所生产的膜式水冷壁的质量。
7、从技术角度看，国外在三个环节都具有相当的优势，均有成熟的技术与装备5。我国 在“七五”期间开始以焊接生产技术为主引进相关技术与装备，忽视了精密扁钢的生产技术。 多年来国内的技术人员也把相对较多的精力放在焊接技术的研究上，精密扁钢的生产技术 与装备几乎无人研究。目前我国使用的有关设备基本上是简单的模仿日本三菱和德国巴巴 克的产品6。诸不知国外的原料供应状态较国内好的多，模仿的设备不适合国情，以至 目前我国的精密扁钢生产技术与膜式水冷壁焊接生产技术严重不配套，至今还无专业生产 装备的厂家从根本上掌握精密扁钢生产技术，从而有能力提供成套的性能价格比高的成套 相关设备。 从经济角度看，由于大型电站锅炉
8、的竞争小于工业锅炉，相对利润率较高，我国的大 型电站锅炉厂家的效益普遍好于工业锅炉厂，所以对精密扁钢生产主机的使用寿命短，每台装备的使用寿命仅 23 年，此项设备更新费用每年为 1015 万元还是可以接受。但对竞 争更加激烈，经济实力较弱的工业锅炉生产厂家，就无力承担了7。 膜式水冷壁技术在工业锅炉中的应用是大势所趋，尤其是在我国进入WTO以后，采用 先进技术生产的国外产品进入，将极大的影响工业锅炉领域的市场格局8。国内生产厂 家要在市场上争得一席之位，必须采用如膜式水冷壁这样的先进生产技术。我国地域辽阔， 工业锅炉使用范围广大，该项技术的应用前景十分宝贵看好9。 1.2 项目研究的背景和意义
9、 1.2.1 项目研究的背景 精密扁钢精整装备足用于锅炉膜式水冷壁制造的关键设备之一，用于对退火后的扁钢 原材料进行尺寸精整、矫平和矫直，使之尺寸和形状达到焊前要求10。确保膜式水冷壁 制造质量的关键之一在于保证膜式水冷壁钢管问的节距精度11。在膜式水冷壁钢管节距 固定的前提下，必须通过扁钢宽度尺寸的变化来调整扁钢与钢管之间的间隙。由此可见扁 钢宽度尺寸的精度直接影响膜式水冷壁的整体质量12。 在锅炉结构中，膜式水冷壁上联储存蒸汽的汽包，下联作为输水接口的集箱，与两者 的连接通过焊接而成，这就对膜式水冷壁提出了较高的节距要求。同时在膜式水冷壁的生 产过程中，对管屏的弯曲普遍采用管屏压力弯曲机，该机的使用对膜式水冷壁的节距提出 更高的要求，一般要求管子的节距误差小于 0.3毫米，管屏的宽度误差小于 2毫米。而在 我
