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1、太原科技大学毕业设计说明书 毕业设计（论文）任务书学院（直属系）： 专科部 时间： 2010 年 4 月 5日学 生 姓 名 指 导 教 师王效岗设计（论文）题目2250开平线矫直机组设计传动系统主要研究内容1.矫直机概述2.开平线概述3矫直机力能参数计算；4矫直机传动系统的总装图。研究方法1运用所学理论知识，解决实际生产过程中出现的各种问题，2借鉴先进技术，自主创新，开发具有自主知识产权的设备主要技术指标(或研究目标)1) 矫直机力能参数计算；2）矫直机传动系统装配图设计。技术参数：卷板厚425.4mm 宽10002250mm 钢种 Q345 Q490教研室意 见教研室主任(专业负责人)签字
2、： 年 月 日 摘 要本文主要对矫直机的概念、分类及特点做了初步的概述，并对五辊矫直机主要设备参数的确定方法做了一个总结和概括。同时也给出了在实际操作过程中这种矫直机压弯量的调整方法步骤和力能参数计算方法。关键词 五辊矫直机，压弯量挠度，弯曲曲率，极限弹性曲率Abstract This article mainly discusses the concept, straightener made a preliminary classification and features of five, and the main parameters of the straightener rolle
3、r method to determine the equipment made a summary and generalization. Also presented in the actual operation process of the straightener adjustment methods and steps and force calculation method.Keywords： Five-roll straightener，Bending is deflection，Bend curvature，Extreme flexibility curvature目 录摘
4、要- I -目 录- III -第1章 概述- 1 -1.1 矫直机概述- 1 -1.2 矫直机的发展历程- 2 -1.3 矫直机的专业分类- 5 -1.4 矫直机在型材轧制过程中的作用- 5 -1.5 矫直机在冶金工业中的用途- 6 -1.6 矫直机的安装- 7 -1.7 矫直技术的发展经历- 8 -1.8 新式矫直机技术特点- 8 -第2章 开平线- 13 -2.1 开平线概述- 13 -第3章 五辊矫直机设备参数的确定- 15 -3.1 概述- 15 -3.2主要参数确定- 15 -3.2.1 辊系- 15 -3.2.2 矫直辊径- 15 -3.2.3 压弯量- 17 -3.2.4 压弯
5、量的调整方法- 19 -3.2.5 矫直弯矩与矫直力- 20 -3.2.6 功率计算- 21 -第4章 传动系统的形式- 23 -结 束 语- 25 -参考文献- 26 - I - 第1章 概述1.1 矫直机概述矫直机是对金属棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊，数量不等。也有两辊矫直机，依靠两辊（中间内凹，双曲线辊）的角度变化对不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、平行辊直机、斜辊矫直机、旋转反弯矫直机等等。这种矫直机的矫直过程是：辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度，两个或三个大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋
6、转，另一边的若干个小辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，矫直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后，不断地作直线或旋转运动，因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到矫直的目的。对金属塑性加工产品的形状缺陷进行的矫正，是重要的精整工序之一。轧材在轧制过程或在以后的冷却和运输过程中经常会产生种种形状缺陷，诸如棒材、型材和管材的弯曲，板带材的弯曲、波浪、瓢曲等。通过各种矫直工序可使弯曲等缺陷在外力作用下得以消除，使产品达到合格的状态。矫直可按被矫轧件的温度分为热矫直和冷
7、矫直。热矫直一般在6501000进行，只用于中厚板。矫直温度是热矫直的重要的参数之一。矫直温度过高，轧件在随后的冷却中还可能因冷却不均产生瓢曲；矫直温度过低会使矫直抗力增大，矫直困难。冷矫直广泛用于矫直各类型钢和钢管，也用于中厚板的补充矫直。热轧型材的冷矫直都在轧材冷却后进行。为保证矫直质量和改善劳动条件，合理的冷矫直温度应低于200。当矫直机布置在轧制作业线上时，常因钢材冷却时间不够，矫直温度过高(一般在200250以上)而达不到预期效果，影响矫直质量。多数钢材只矫直一次，只有不易矫直且弯曲度要求严格的产品，需要进行两次或两次以上的矫直。矫直方法有压力矫直、辊式矫直(包括直辊矫直和斜辊矫直)
8、、张力矫直和拉伸弯曲矫直。拉伸弯曲矫直的原理是，当带材在小直径辊子上反 复弯曲时给带材施加拉力，使带材产生弹塑性延伸，从而将带矫直。拉伸弯曲矫直机组一般用在连续作业线上矫直各种带材，包括高强度、极薄带材。这种机组也用于连续酸洗板冷却后还可采用平整的方法减少板带的厚度差和矫作业线上的带材机械破鳞，以提高酸洗速度。矫直机的直板形。此外对一些特殊产品要采用特殊矫直，如矫直基本类型和它们的主要用途见表。冷轧薄板或热轧薄薄壁和特薄壁管使用转筒矫直等。1.2 矫直机的发展历程矫直技术在欧洲出现的较早。欧洲产业革命之后，19世纪30年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由7万t增长到19万t，增加了2.
9、7倍。19世纪50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量的比重也显著增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入20世纪以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业发展。英国在1905年制造的辊式板材矫直机大概是最早的一台矫直机。20世纪初已经有了直圆材的二辊式矫直机。到1914年英国发明了212型五辊式矫直机，解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直速度。20世纪20年代日本已能制造多斜辊矫直机。20世纪30年代中期发明了222型流辊矫直机，显著提高了管材矫直质量。20世纪60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国萨顿公司研制成功313型七辊矫直机。20
10、世纪3040年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速的发展，而且相继进入到中国的钢铁企业。20世纪70年代我国改革开放以后，接触到大量的国外研制成果。有小到直径为1.6mm金属丝矫直机，达到直径为600mm的管材矫直机。有速度达到300m/min的高速矫直机和精度达到0.038mm/m的高精度矫直机。矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足发展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。例如，矫直辊负转矩的破坏作用在20世纪下半叶才得到解决，但破坏作用的机理直到20世纪80年代才被阐明。其次，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其
11、基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如：辊数、辊距、辊径、压弯量及其矫直速度等；其次是许多技术现象，如：旋转弯曲废品、矫直缩尺、矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述；再次，是理论的概括性不够，一套公式不仅不能包括各种断面型材，甚至不能包括同类断面尺寸和材质不同的工件，如弯矩和矫直曲率等都缺少通用表达式。20世纪70年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动万能矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双向旋转矫直技术等；完善了等距双曲线辊型设计法；创立了等曲率递减反弯辊形
12、设计法、矫直耗能计算法、主要工艺参数计算法、两种拉弯制度的定性与定量分析法以及负转矩和超前接触分析法；尤其在利用相对值概念对各种矫直过程进行定量分析工作中取得了系统化成果，为矫直技术数字化处理打下了基础。我国古代冶金业关于矫直的技术出现也很早，但有文字记载却很晚。从文物发掘中看到，我国春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工矫直和平整技术已经达到很高水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品与工具，小自针锥、大到铁杵都要求用矫直技术来完成成品的制造。手工矫直与平整工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤等。对大型工件手工矫直常借助高温加热进行。古代人在矫直及整形的时间中认识到物质的反弹特性
13、，确立了“矫枉必须过正”的哲理，用于矫直技术颇有一语破之功，用于改造社会也有指导意义。新中国成立初期，在太原、鞍山、天津及上海等一些冶金工厂里，可以看到德、英、日等国家制造的矫直机。20世纪中期以后，苏联的矫直机大量进入我国，矫直技术从根本上得到改进与提高。到20世纪50年代起，我国就有刘天明提出的双曲线辊形设计精确计算法及矫直曲率方程式。6080年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形的计算法。与此同时，以西安重型机械研究所和太原重型机器厂为代表的设计制造部门完成了大量的矫直机设计研制工作，为我国生产提供了设备保
14、证。进入90年代，我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步。我国在反弯辊形七斜辊矫直机、多斜辊薄管矫直机、三斜辊薄铜管矫直机、双向反弯辊形二辊矫直机、平行异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制方面相继取得成功。在矫直高强度合金钢方面已经获得很好的矫直质量。其矫直后残留挠度为0.20.5mm/m。此外，从20世纪60年代以后拉伸与拉弯矫直设备得到很大的发展，对带材生产起到重要作用。1.3 矫直机的专业分类根据结构特点矫直机可以分为压力矫直机、辊式矫直机、斜辊矫直机和张力矫直机四种类型。由于近些年国内外冶金技术的不断发展，现代矫直设备、品种、规格日趋繁多。按其工作原理大致可以分为五类。第一类称为反
15、复弯曲式矫直机，如拉力矫直机及辊式矫直机，它们是靠压头或辊子在同一平面内工件进行反复压弯并逐渐减小压弯量，直到压弯量与弹复量相等而变直。第二类称为旋转弯曲式矫直机，是工件在塑性弯曲状态下以旋转变形方式从大的等弯矩区过渡，在走出塑性区时弹复变直。旋转者可以是工件，可以的矫直工具，也可以是变形方位。如常见的斜辊矫直机及平动式矫直机。第三类称为拉伸矫直机，它依靠拉伸变形把原来长短不一的纵向纤维拉成等长度并进入塑性变形后经卸载及弹复而变直，如钳式拉伸矫直机及连续拉伸矫直机。第四类称为拉弯矫直机。它是把拉弯与弯曲变形合成起来使工件两个层面的较大拉伸及全截面的拉伸变形三者不在同一时间发生，全断面各层纤维的弹复变形也不是同时发生的，既防止了板带的断裂，又提高了矫直质量。第五类称为拉坯矫直设备，它是在拉动连铸坯下行的同时使铸坯的弧形弯曲渐伸变直其拉力主要用于克服外部阻力，而铸坯本身在高温状态下所需的矫直拉力是较小的。1.4 矫直机在型材轧制过程中的作用在冶金工业的型材生产中，轧件在轧制、冷却、运输过程中或热处理之后，往往受到多种因素影响而产生弯曲。例如，钢管、钢轨和型钢经常形成弧形弯曲，而钢板则会出现单向或双向浪形弯曲等缺陷。为了消除这些缺陷，轧件
