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1、北华航天工业学院毕业论文毕业设计报告(论文)报告(论文)题目：轧钢机变速箱的设计 作者所在系部： 机械工程系 作者所在专业： 机械设计制造及其自动化 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2012年6月5日 北华航天工业学院教务处制本科生毕业设计（论文）原创性及知识产权声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 轧钢机变速箱的设计 是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确
2、方式标明。因本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归北华航天工业学院所有。本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计（论文）的相关规定，提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以营利为目的的前提下，可以公布非涉密毕业设计（论文）的部分或全部内容。特此声明毕业设计（论文）作者： 指导教师： 年 月 日 年 月 日摘 要轧机是实现金属轧制过程的设备。现代轧机发展的趋向是连续化自动化专业化产品质量高消耗低。HCM轧机增加间辊弯辊装
3、置，成为UCM（Universal Crown Mill）轧机，六辊UCM可逆式冷轧机将碳素结构钢酸洗后的热轧带卷，经若干道次轧制，高精度冷轧带卷。关键词 轧机 六辊UCM可逆式冷轧机 高精度冷轧带卷Abstract. Implementation are the metal rolling mill process equipment. The tendency of modern mill development are continuous, automation, specialization, high quality products, low consumption. HCM m
4、ill increase in bending between the roller devices become UCM (Universal Crown Mill) Mill, six rollers reversible cold rolling mill UCM will be carbon structural steel after pickling hot-rolled coil by the number of pass rolling, high-precision cold-rolled coil.Key words： rolling mill ucm six roller
5、 reversible cold rolling mill high-precision cold-rolledII目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 设计背景11.2 课题的意义与目的11.3 当代轧钢技术的发展21.3.1 国际上轧钢机的发展21.3.2 国内轧钢机的发展21.3.3 冷连轧成套设备的技术发展特点3第2章 冷轧的工艺42.1 冷轧概述42.1.1 冷轧概念42.1.2 冷轧特点42.1.3 产品特点42.2工艺流程描述4第3章 变速箱的发展及原理73.1 变速箱的发展趋势73.2 促使变速箱水平提高的主要因素73.3 变速箱的工作原理83.4 主变速箱8
6、3.4.1 轧钢机主变速箱83.4.2 展开式两级圆柱齿轮变速箱83.4.3 两级圆锥圆柱齿轮变速箱83.4.4 同轴式两级圆柱变速箱83.4.5 蜗杆变速箱9第4章 轧钢机变速箱的设计104.1 1450单机架六辊可逆式冷轧机组104.1.1 机组用途104.1.2 单体设备介绍104.2主要参数的选用和计算124.2.1原料规格124.2.2成品规格134.2.2.1纵向厚度公差134.2.3机组主要技术参数134.2.4机组主要电机功率144.3齿轮的选用144.3.1 圆弧齿轮的特点144.3.2齿轮的计算及校核144.4轴的强度的校核164.4.1输入轴的强度的校核164.4.2输出
7、轴的强度的校核20第5章 设计小结23致 谢25参考文献26第1章 绪论1.1 设计背景我国钢材生产在相当长时间内结构调整的重点是增加板带比, 特别是增加冷轧板带比 ,这就需要建设一批冷连轧机和可逆式轧机。从世界范围来看, 单机架可逆式轧机的建设日益受到重视, 其建设比例逐年增长 这是近些年来适应钢材市场个性化服务需要增长的结果, 市场要求钢材向高质量、多品种、小批量、短周期和低成本方向发展, 而单机架可逆式冷轧机在生产灵活性上正好符合这些要求, 所以开发高效适用的单机架可逆式冷轧机并使之国产化, 对推动我国冷轧板带生产的发展具有重要意义。目前轧制低碳钢和低合金钢的冷轧机主要有两大类型, 即四
8、辊轧机和六辊轧机, 普通四辊轧机是典型的冷轧机机型, 一直沿用至今。由于板形控制的需要, 还发展了以四辊轧机为基础的CVC、VC、PC、NIPCO 和HCW 等机型。六辊轧机也有HC 六辊系列、CVC 六辊和3S 六辊轧机等。但目前应用得最多的仍是HC 六辊轧机系列1.2 课题的意义与目的随着现代工业技术的高速发展,工业深加工部门对冷轧薄板的板厚差和机械性能要求更加严格,尤其是目前发展起来的镀锡原板、镀锌板、汽车与航空薄板、印刷板等。冷轧板是薄板精整前最后一道产成品,因此冷轧板的板厚差和机械性能直接影响着经过精整工艺后产品的质量。冷轧中的”带钢可逆轧制机组”,它的设计有很多讲究,也可以说学问很
9、深,同一台轧机,外表看来都差不多.实际上细加分析,就能看到许许多多的不同,目前我国大大小小有数百台这样的轧机,可以说良莠不齐.,这些轧机从技术角度来看,做的较好的有西马克和日立这两个公司,他们的共同特点是:技术成熟,装备完善,操作规范化,有获得高度自动化的基础,对生产高档次产品有较好的保证.它们的不同点较明显的表现在以下方面:西马克更勇于使用新技术.总是把自身置于行业的最前面,而日立轧机立足于”不求最先进,力求最好用.”但都是一种值得称道的做法.为此我很关注这两个公司的技术发展,也好为自身多积累一些前沿知识。21世纪冷轧机正向着大型化、连续化、专业化、高速化、高精度和自动化，产品质量高，消耗低
10、的方向发展。1.3 当代轧钢技术的发展1.3.1 国际上轧钢机的发展目前, 世界上只有少数发达国家才能研制和生产极薄带材及其多辊轧机。美国Send zimir 公司的ZR 32420 辊轧机的最小可轧厚度为0.0025mm; 德国Sundwing 公司生产的WV 20S-388020 辊轧机, 其最小工作辊直径为4.5mm , 样本上的最小可轧厚度为0.003mm; 日本的竹内金属箔粉工业株式会社用这种轧机轧出0.0005mm 的极薄带材; 日本吉田公司制造的8558150mm 20辊轧机其最小可轧厚度01003mm , 前苏联研制的36 辊轧机可轧制0.00070.0008510mm 极薄带
11、材。日本钢铁工业的发展以战后从欧美各国引进技术为基础，通过迅速对其进行改进和创新，开发了具有自主知识产权的技术。在轧制工艺方面，20世纪60年代至70年代开发了高速轧制技术，20世纪70年代至80年代开发了连续轧制技术，自20世纪80年代以后，开发了轧制尺寸精度高、产品质量高和不受工艺过程约束的轧制技术及应用这种技术的新型轧机。最近以适应环保要求为目的的轧制工艺引人注目。以下主要就20世纪80年代以来日本开发的具有自主知识产权的轧制技术的发展历程进行概述。在结构上已完全采用电刷、单机容量增大，在性能方面已达到高精度、高应答化、可变速度范围扩大。在以往的板厚控制装置中有自动测量调整装置(AGC)
12、、监视AGC、FFAGC和游标尺AGC。在最新的串列式轧机中，在此基础上还开发了轧机速度数字化控制、轧辊偏心控制、机架间的无干扰控制和在线板厚变化控制等技术。尤其是为使连续式轧机能在不停机的情况下对轧机入口侧依次焊接的钢种、板厚、板宽不同的材料进行连续轧制，因此通过抑制张力过度变化，协调地改变各机架的轧辊位置、轧制速度等在线板厚变化控制技术是很重要的。由此可大幅度减少板材穿过轧机和切头切尾落料造成的轧辊损伤和板材等外品，同时提高对小批量订货的适应能力。另外，它也是紧凑式轧机实施无头轧制所不可缺少的技术。1.3.2 国内轧钢机的发展我国从60年代开始研制和生产极薄带材及其多辊轧机, 现在我国自行
13、设计研制的小型20辊轧机、30辊轧机、36 辊轧机及14 辊轧机已经轧出了厚度为0.001 0.003mm 的极薄带材, 标志着我国极薄带材生产及多辊轧机的研制已进入了一个新阶段, 就厚度而言, 国产小型多辊轧机的研制水平已达到世界先进水平。近年来，随着我国冷轧薄板需求量的逐步增加，高精度薄板产品还大多依赖进口。对此，有着多年从事冷轧板生产的邯钢集团衡水薄板公司，依靠科技进步，会同十多家国内冶金设备设计、制造厂家进行技术攻关，历时14个月，终于取得成功。新型1050六辊可逆冷轧机，在设备制造上博采众长，对电控传动系统采用全数字直流调速和PLC控制 ，工作辊正负弯辊和中间辊正弯辊进行板形调节以及
14、带钢表面真空除油装置、断带自动保护装置等9项新技术、 新工艺，还采用了液压压上AGC、中间辊横移弯辊等多项国外先进技术。1050轧机的顺利投产，标志着我国冷轧机组整体装备达到国际冷轧同行业先进水平，在冶金设备设计制造上又迈上了新台阶。1.3.3 冷连轧成套设备的技术发展特点1.3.3.1 扩大产品品种规格 由于市场对冷轧带钢品种规格的需求不断扩大，特别是IF刚的应用增加，冷连轧的产品规格也在不断增加。产品品种的不断扩大，涂镀层深加工产品产量迅速增加。1.3.3.2 改善产品质量，提高带钢尺寸精度和力学性能 为此，从冶炼到热轧，冷轧，采用了一些列技术措施，发展了许多的新工艺和信设备。1.3.3.3 提高生产能力 生产能力取决轧制速度、轧制的装备水平、操作水平等诸多因素，且与机架数量、轧机规格、轧制品种、冷却润滑条件、轧辊承载性能、弧形齿接轴的应用有关。1.3.3.4 增大卷重 增大卷重可以提高扎速，增加产量，提高成品率和操作效率。但是鉴于大卷重和大卷径要增加设备的承载能力和操作困难，目前一般采用2540t。1.3.3.5 合理分配压下率 冷轧机压下率的分配，前面机架较大而后面机架较小，以控制板带平直度。五机架连轧机的总压下率为80%-90%，六机架为90%-94%。1.3.3.6
