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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）卡罗塞尔卷取机运动特性分析及结构设计Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversitySTRUCTURAL AND KINETIC CHARACTERISTIC ANALYSIS OF CARROUSEL COILERUndergraduate: Zhang feiSupervisor: Prof. Wang yongqin Major: Mechanical Design,manufacturing and automationCollege of Mechanical EngineeringChongqing
2、UniversityJune 2011重庆大学本科学生毕业设计（论文） 摘要摘 要卷取机是成卷轧制和带材精整机组中的关键设备，其用途是收集超长轧件，将其卷取成卷以便于贮存和运输。卷取机是轧钢车间的重要辅助设备，在带材和线材生产中均被广泛应用。轧钢生产实践证明，卷取机的工作状态直接影响着轧机，特别是连轧机生产能力的发挥。因此，对强力、高速卷取设备的研究一直受到重视。卷取机有很多种类，按其卷取对象可分为：冷带材卷取机、热带材卷取机、小型线材卷取机等；按其用途可分为大张力卷取机和精整卷取机。本课题的研究对象卡罗塞尔卷取，又称双卷筒卷取机，属于大型高速回转类机器，广泛应用于各类带钢生产线，是目前世界上
3、最先进的冷轧带钢卷取机。卡罗塞尔卷取机，它以连续、高速的方式收集卷取带钢。由于该机设计非常紧凑，可很大程度上节省设备安装及使用空间，同时具备卷取效率高、连续性好等优点，在国内外的轧钢生产中得到了广泛的应用。本论文就是对卡罗塞尔卷取进行运动特性分析和结构设计。首先，对卷取机的用途、分类以及基本结构进行简明的介绍。其次，对卡罗塞尔卷取机的结构进行阐述，并对其工作原理进行分析，包括卷取机主传动系统，卷筒，涨缩机构，旋转和锁定系统的结构及工作原理。然后，通过计算，确定卡罗塞尔卷取机主传动系统及卷筒的一些基本参数。最后，在确定的参数的基础上，利用有限元分析软件对传动系统及卷筒轴的性能进行分析。关键词：卡
4、罗塞尔卷取机，卷筒，结构分析，参数分析，传动系统重庆大学本科学生毕业设计（论文） ABSTRACTABSTRACT Coiling machine is the most important equipment of the roiling and finishing belt material unit.The usage of the coiling machine is to collect the overlength mill bar,and to take up them into rolls,in order to reserve and transport.Coiling ma
5、chine is a very imoprtant equipment of the accessories of the rolling mill,and is widely used in strips and tubes producing.The rolling operations indicates that the functional conditions of the coiling machine direct influence the roilling machine,especially the production capability of the tandem
6、mill.So,the research of the coiling machine is very important. Depending on different coiled materials,the coiler can be divided into many types,such as tropical coiler,old coiler and small wire coiler.Also,according to its use,it can be divided into big tension mill and finishing mill. The carrouse
7、l coiling machine is also called double rolling coiling machine.It belongs to large and high-speed-rotary machines and is widely used in all kinds of steel production line.And currently it is the most advanced cold strip mill in the world.Carrousel coiling machine collect is the coiling strip very q
8、uickly and continuously.The design of this machine is very compact,and it can save equipment space greatly.It is wildly used in the world also along with its high efficiency and continuity. This thesis is to analyse structural and kinetic characteristic of the carrousel coiler.First of all , It intr
9、oduces the use, types and the basic structure of coiler to you briefly.Second,It introduces the structure of the machine as well as its working principle including the main transmission system,coil,rise shrink institutions,rotate and lock shrinking institutions.Then,through calculation, make sure so
10、me parameters of the main transmission system and the coil. At last,on the basis of the parameters,analyse the transmission system and the roil shaft using finite element analysis software.Key words： carrousel coiler, coil, struture analysis, parameter analysis, transmission analysis重庆大学本科学生毕业设计（论文）
11、 目录IV目 录摘要ABSTRACT1 绪论1 1.1 冷带钢卷取机的介绍 1 1.1.1 冷带卷取机的分类1 1.1.2 冷带卷取机的工艺特点 1 1.1.3 冷带卷取机的结构 2 1.2 卡罗塞尔卷取机介绍 3 1.3 项目研究的意义来源及可行性论证 5 1.3.1 项目研究的学术意义 5 1.3.2 项目研究的工程意义5 1.3.3 项目经济效益和可行性论证 5 2 卡罗塞尔卷取机结构及原理分析7 2.1 卡罗塞尔卷取机的工作原理7 2.1.1 主传动系统工作原理72.1.2 卷筒结构工作原理7 2.2 卡罗塞尔卷取机的主要构件 8 2.2.1 卷筒82.2.2 大转盘9 2.2.3 芯
12、轴 103 基本参数的确定113.1 主传动系统设计113.1.1 主电机的选型及校核113.1.2 双档减速比调速范围选择133.1.3卷取速度的调节143.1.4减速器的速比选择143.1.5联轴器选型153.1.6 减速器及齿轮座关键部件设计163.1.7 双列圆锥滚子轴承选型23 3.1.8 输入输出轴设计校核263.1.9 普通平键和花键联接的校核293.2 卷筒主要参数的选择和计算313.2.1 卷筒直径的选择313.2.2 卷取张力的取法323.2.3 卷筒胀缩机构的分析333.2.4 卷取机工作时卷筒的收缩333.2.5 钢卷卸卷时卷筒缩径344 卷筒轴的有限元分析374.1
13、有限元理论概述374.2 有限元软件MSC PATRAN的简介374.3.1 建立模型374.3.2 有限元步骤384.3.3 有限元应力分析405 结论43参 考 文 献44 重庆大学本科学位论文 1 绪论1 绪论1.1 冷带钢卷取机的介绍卷取机是成卷轧制和带材精整机组中的关键设备，卷取机的用途是收集超长轧件，将其卷取成卷以便于贮存和运输。卷取机是轧钢车间的重要辅助设备，在带材和线材生产中均被广泛应用。轧钢生产实践证明，卷取机的工作状态直接影响着轧机，特别是连轧机生产力的发挥。因此，对强力、高速卷取设备的研究一直受到重视。卷取机有很多种类，按其卷取对象可分为：冷带材卷取机、热带材卷取机、小型
14、线材卷取机等；按其用途可分为大张力卷取机和精整卷取机。本项目主要介绍的是冷带材卷取机。目前，冷扎带钢的卷取多采用卷筒式卷取机，其设备配置较为简单，主要由卷筒及其传动系统、压力辊、活力支撑和推卷、卸卷等装置组成。高生产率的卷取机往往还设有助卷辊。1.1.1 冷带卷取机的分类冷带钢卷取机按用途可分为大张力卷取机和精整卷取机两种。大张力卷取机主要用于可逆轧机，连轧机，单机架轧机及平整机。精整卷取机则主要用于连续退火、酸洗、涂镀层及纵剪、重卷等生产机组。按卷取机的结构特点，可分为实心卷筒卷取机，四棱锥卷筒卷取机(本项目所用的)，八棱锥卷筒卷取机及四斜楔和弓形块卷取机等。前三种强度好，径向刚度大，常用于轧制线做大张力的卷取。后两种结构简单，易于制造，常用于低张力的各种精整线。此外，大张力卷取机的卷筒从性能上还有固定刚度卷筒和可控刚度卷筒之分。1.1.2 冷带卷取机的工艺特点就工艺目的讲，和热带钢的卷曲相比，冷带钢卷取有以下特点。 张力 冷带钢卷取机的突出特点是采用较大张力。由于张力直接影响产品质量尺寸精度，因此对张力的控制有
