20-40mm普碳鋼板材矯直機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告課題名稱20-40mm普碳鋼板材矯直機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)號(hào)20071971姓名左一專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化指導(dǎo)教師楊會(huì)林評(píng)閱教師開(kāi)題時(shí)間2011年3月15日東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院1一、立論依據(jù)1本課題的目的和意義矯直是近百年來(lái)發(fā)展起來(lái)的工藝技術(shù)，是應(yīng)用彈塑性理論將彎曲的，斷面不規(guī)則的型材變直和整形的一種機(jī)械加工方法，廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)和冶金工業(yè)中。矯直機(jī)可以單獨(dú)地用于機(jī)械加工車間，對(duì)機(jī)件或構(gòu)件坯料進(jìn)行矯直，如橋梁、船舶、汽車、鍋爐等。工廠的坯料車間等；也可以用于消除機(jī)件由于意外的創(chuàng)傷和長(zhǎng)期蠕變而產(chǎn)生的塑性變形及變形，進(jìn)行修復(fù)性的矯直，如軸類的矯直，自行車圈的矯平，舊鋼絲繩的復(fù)原等。矯直技術(shù)在冶金工業(yè)中用途非常廣泛，矯直機(jī)是冶金工業(yè)生產(chǎn)中常用的輔助設(shè)備。在現(xiàn)代化程度較高的連鑄生產(chǎn)線中連鑄坯的矯直設(shè)備是必不可少的，型鋼、鋼板、鋼管等軋鋼廠的精整車間，矯直機(jī)則更是必備的設(shè)備之一。軋件在軋制生產(chǎn)過(guò)程中，由于塑性變形、冷卻不均或運(yùn)輸?shù)纫幌盗性蚴管埣a(chǎn)生不同程度的撓曲、瓢曲、波浪、鐮刀彎和歪扭，或內(nèi)部殘余應(yīng)力，從軋機(jī)出來(lái)的軋件往往具有不平直性和形狀尺寸精度誤差較大的情形，這主要是受軋鋼生產(chǎn)工藝和冷卻過(guò)程綜合影響的結(jié)果。矯直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在20世紀(jì)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，相應(yīng)的矯直理論也取得了很大的進(jìn)步。不過(guò)理論滯后于實(shí)踐的現(xiàn)象比較明顯，因此，必須對(duì)矯直理論、矯直機(jī)的設(shè)計(jì)不斷研究，發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，尋找新的突破，使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)更成熟，設(shè)計(jì)更合理、好用。軋件在矯直過(guò)程中發(fā)生彈塑性變形，內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)變得復(fù)雜難于進(jìn)行精確的計(jì)算分析。因此，設(shè)計(jì)過(guò)程是在一定的假設(shè)前提下，結(jié)合試驗(yàn)以及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。本次進(jìn)行的板材矯直機(jī)開(kāi)發(fā)，用于熱矯，鋼板溫度600-950，板寬1600mm，板厚20-40mm，鋼種為普碳鋼：45、Q235鋼等。通過(guò)此次板材平行輥矯直機(jī)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)輥式矯直機(jī)基本參數(shù)以及輥式矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算，使以后新設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)基本參數(shù)的確定，力能參數(shù)的計(jì)算能夠更準(zhǔn)確、更合理；使整個(gè)設(shè)備更經(jīng)濟(jì)使用。2二、文獻(xiàn)綜述1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)在國(guó)外，對(duì)于中厚板熱矯直機(jī)，主要制造商有德國(guó)的MANNESNN-MEER公司，英國(guó)的BRONX公司，意大利的INNST公司，日本的三菱重工等。它們的產(chǎn)品是由等輥距，等輥徑逐步發(fā)展成為變輥距，變輥徑矯直機(jī)。變輥距的矯直機(jī)優(yōu)點(diǎn)在于各矯直輥受力均勻，避免了等輥距嬌直機(jī)第三輥斷輥事故的發(fā)生，但其調(diào)整機(jī)構(gòu)復(fù)雜，不易制造，維護(hù)；變輥徑矯直機(jī)優(yōu)點(diǎn)在于矯直范圍廣泛厚板用大輥徑，薄板大小輥徑同時(shí)矯直，矯直效果明顯，缺點(diǎn)是控制復(fù)雜。現(xiàn)在國(guó)外公司新開(kāi)發(fā)的矯直機(jī)是結(jié)合變輥?zhàn)冚亸匠C直機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，把其理論運(yùn)用在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，使其均具有鮮明的特點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，崔甫教授在矯直機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了深入的理論研究，對(duì)矯直機(jī)基本參數(shù)，力能參數(shù)的選取進(jìn)行了優(yōu)化。北京科技大學(xué)的鄒家祥教授對(duì)矯直工藝進(jìn)行研究，提出大變形矯直工藝與小變形工藝相結(jié)合的新的矯直工藝。在國(guó)內(nèi)的制造企業(yè)中，一重、二重在矯直機(jī)領(lǐng)域的制造實(shí)力相對(duì)較強(qiáng)，其矯直機(jī)是等輥距矯直機(jī)，主要以九輥矯直機(jī)為主；太重、中信重機(jī)的矯直機(jī)產(chǎn)品主要是引進(jìn)國(guó)外等輥距矯直機(jī)的成熟技術(shù)，開(kāi)發(fā)出十一輥為主的矯直機(jī)，應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大鋼廠。向自動(dòng)化、高速化發(fā)展是目前矯直機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，一些有限元分析軟件運(yùn)用于矯直機(jī)的分析和優(yōu)化過(guò)程中，一些科研院所運(yùn)用ANSYS，CATIA等三維分析軟件對(duì)矯直機(jī)的熱力場(chǎng)及其力場(chǎng)等進(jìn)行有限元分析。20世紀(jì)70年代，新型的控制技術(shù)及其理論開(kāi)始應(yīng)用于矯直機(jī)，使其自動(dòng)化程度不斷提高，矯直效果更加明顯，產(chǎn)品成才率高。隨著熱軋技術(shù)的不斷發(fā)展，熱軋機(jī)的軋制速度越來(lái)越高，導(dǎo)致矯直機(jī)不斷向高速化發(fā)展，此技術(shù)作為一個(gè)新的門類將獲得越來(lái)越大的發(fā)展。本次開(kāi)發(fā)的板材平行輥矯直機(jī)，其輥系參數(shù)的確定方法及輥式矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算方法，還屬于定輥距研究，這種輥系有一定的缺陷。但對(duì)目前世界最先進(jìn)的變輥距輥系由于資料及試驗(yàn)條件限制還不具備獨(dú)立開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的能力，只能對(duì)其理論進(jìn)行探討研究。32所閱文獻(xiàn)的查閱范圍及手段所查閱的文獻(xiàn)主要是通過(guò)學(xué)校的圖書館、圖書館網(wǎng)站和internet網(wǎng)站查詢，主要查閱的范圍是從2000年到現(xiàn)在的所有關(guān)于本課題的論文、期刊、學(xué)報(bào)等等。參考文獻(xiàn)1崔甫矯,直原理與矯直機(jī)械（第2版）,冶金工業(yè)出版社，20052傅作寶,冷軋薄鋼板生產(chǎn)（第2版）,冶金工業(yè)出版社，20053李曼云，孫本榮鋼的控制軋制和控制冷卻技術(shù)手冊(cè),冶金工業(yè)出版社，19904王廷溥,板帶材生產(chǎn)原理與工藝,冶金工業(yè)出版社，19954三、研究?jī)?nèi)容1課題的構(gòu)想與思路了解中厚板產(chǎn)生不平直度的原因，根據(jù)國(guó)內(nèi)外中厚板矯直機(jī)發(fā)展情況，切合公司實(shí)際需要，進(jìn)行板矯直機(jī)設(shè)計(jì)。首先通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外各種板材矯直機(jī)輥系結(jié)構(gòu)研究，確定輥系結(jié)構(gòu)，其次進(jìn)行輥系參數(shù)的確定、力能參數(shù)的計(jì)算，最后完成整機(jī)機(jī)械部分、電器部分、液壓部分、潤(rùn)滑部分設(shè)計(jì)，通過(guò)此次研究設(shè)計(jì)，使以后進(jìn)行新設(shè)計(jì)時(shí)更合理、更先進(jìn)。2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容（1)輥系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（2）整機(jī)其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括壓下裝置及上軋輥平衡裝置，傳動(dòng)裝置，軌道升降裝置，換輥裝置的設(shè)計(jì)。（3）其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括電氣部分、液壓部分的設(shè)計(jì)。3擬解決的關(guān)鍵技術(shù)（1)對(duì)力能參數(shù)的計(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算，合理確定結(jié)構(gòu)，使整機(jī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)。（2)軌道升降裝置的設(shè)計(jì)，保證輥系順利拉入拉出。（3）輥系裝置的設(shè)計(jì)，保證實(shí)現(xiàn)每輥壓彎量的靈活調(diào)節(jié)，提高矯直質(zhì)量、效率。4總體設(shè)計(jì)方案（1）一臺(tái)完整的中厚板輥式矯直機(jī)應(yīng)由機(jī)架、上下橫梁、上下矯直輥裝置、上下支承輥裝置、引料輥裝置、壓下機(jī)構(gòu)、彎輥裝置、傾斜機(jī)構(gòu)、換輥裝置、檢測(cè)系統(tǒng)、安全裝置、除鐵皮與冷卻系統(tǒng)、傳動(dòng)