鍍鋅線轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)向輥組設(shè)計(jì)開題報(bào)告.docx

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一 立題依據(jù) 冷軋高強(qiáng)度鐵板帶產(chǎn)品在現(xiàn)今的產(chǎn)業(yè)中用途廣泛，其產(chǎn)品涵蓋汽車、家電、建筑、包裝、變壓器制造等行業(yè)。退火線是冷軋高強(qiáng)度鋼板帶產(chǎn)品的后道工序，它對(duì)提高產(chǎn)品的性能起著至關(guān)重要的作用。由于它具有生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量高，產(chǎn)品多樣化等優(yōu)勢(shì)，因此從1982年10月新日鐵在君津長(zhǎng)建了第一條退火線后，在世界上得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。該退火線用于從事冷軋鋼卷的再結(jié)晶退火，對(duì)帶鋼的冷卻為可控的，通過(guò)平整機(jī)控制不同的表面粗糙度及延伸率，可以涂油以保護(hù)帶鋼的表面。由兩頭圓盤剪切成所要求的寬度，最終進(jìn)行檢查并卷取所需要的大小鋼卷。帶鋼傳送開始通過(guò)轉(zhuǎn)向輥傳送，轉(zhuǎn)向輥夾送狀態(tài)工作時(shí)（即穿帶時(shí)）以25m/min的速度傳送帶鋼，壓輥在氣缸驅(qū)動(dòng)下壓下，作為轉(zhuǎn)向夾送輥使用。在正常生產(chǎn)時(shí)作為導(dǎo)向輥使用(起導(dǎo)向作用)，上壓輥打開。轉(zhuǎn)向輥組在整個(gè)帶鋼傳送過(guò)程中起到必不可少的作用。 二 文獻(xiàn)綜述 2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1.1 1850 連續(xù)退火機(jī)組，本鋼浦項(xiàng)冷軋薄板有限責(zé)任公司 （1）其中連續(xù)退火機(jī)組引進(jìn)的是日本 JFE 連續(xù)退火技術(shù)，主要生產(chǎn)高質(zhì)量汽車板和家電板。引進(jìn)的連續(xù)退火機(jī)組在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，又采用了一些先進(jìn)技術(shù)，使設(shè)備更加緊湊，維護(hù)更方便，能源消耗降低。成為國(guó)內(nèi)繼寶鋼 1800 連續(xù)退火機(jī)組后的第二大連續(xù)退火機(jī)組。 （2）連續(xù)退火線機(jī)組的主要工藝流程為:入口步進(jìn)梁拆捆機(jī) →鋼卷運(yùn)輸→雙開卷→ 平頭機(jī)→雙飛剪→窄搭接焊機(jī)→電解清洗段 →入口活套→連續(xù)退火爐→出口活套→平整機(jī)→出口檢查活套→圓盤剪→質(zhì)量檢查臺(tái)→靜電涂油機(jī)→飛剪→雙卷取機(jī)→稱重→打捆入庫(kù)。 （3）該機(jī)組入口裝備及采用的新技術(shù) 入口設(shè)備包括入口步進(jìn)梁、拆捆機(jī)、入口鋼卷運(yùn)輸車、開卷機(jī)、直頭機(jī)、飛剪和入口廢料處理系統(tǒng)。 自動(dòng)拆捆機(jī)減少了人工成本 。為保證帶鋼精確跟蹤 開卷機(jī)配備有鋼卷測(cè)量裝置 。與生產(chǎn)薄 規(guī)格產(chǎn)品相適應(yīng) 配備了自動(dòng)卸套筒裝置。廢料處理采用全自動(dòng)廢料處理系統(tǒng)。 （4）該機(jī)組運(yùn)行情況 1850連續(xù)退火機(jī)組于 2006 年12 月底通過(guò)FA T考核 各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)合同要求。完成了 DP780、DP590、BH340 以及 CQ-H SS 和DDQ-H SS等高強(qiáng)鋼種的生產(chǎn) 考核期間 汽車外板 O 5 在國(guó)內(nèi)汽車廠就已認(rèn)證通過(guò)。為華晨汽車生產(chǎn)的汽車內(nèi)、外板均獲得認(rèn)可。 2007 年至今，已相繼為華晨汽車、奇瑞汽車 、南京汽車、北京 汽車、長(zhǎng)安汽車等十余家汽車生產(chǎn)廠批量生產(chǎn)汽車內(nèi)板和外板。目前，連續(xù)退火機(jī)組已達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。 本鋼1850連續(xù)退火機(jī)組工藝技術(shù)和設(shè)備具有當(dāng)代世界先進(jìn)水平，已能批量生產(chǎn)汽車板。隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累、汽車板生產(chǎn)一貫制技術(shù)的進(jìn)一步掌握和完善以及機(jī)組設(shè)備裝備水平的不斷提高，本鋼汽車板的產(chǎn)量和質(zhì)量將會(huì)有更大的提高。 2.1.2 一條先進(jìn)的連續(xù)退火機(jī)組 國(guó)內(nèi)某鋼鐵公司最新建成的現(xiàn)代化連續(xù)退火機(jī)組，它集清洗、退火、精整工藝于一體，是一條多功能、高效率的連續(xù)退火機(jī)組。 由于其合理的設(shè)備配置和先進(jìn)的工藝技術(shù)，使得該機(jī)組具有較寬的產(chǎn)品處理范圍，從普通商品板到各種深沖板以及全硬帶鋼等，滿足當(dāng)今汽車制造業(yè)和家電行業(yè)對(duì)退火板在品種、性能、表面質(zhì)量等諸多方面的要求。 （1）連續(xù)退火技術(shù)的基本原理 連續(xù)退火技術(shù)的基本原理是帶鋼以設(shè)定的工藝速度穩(wěn)定地連續(xù)通過(guò)機(jī)組的各個(gè)工藝段，對(duì)帶鋼進(jìn)行焊接、清洗、再結(jié)晶退火、平整、切邊、檢查、卷取。 （2）機(jī)組主要設(shè)備 鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)、帶2臺(tái)開卷機(jī)的入口段設(shè)備、 焊機(jī)、帶鋼清洗段設(shè)備、入口活套塔、連續(xù)退火爐、出口活套塔、平整機(jī)、檢查活套、切邊剪、帶鋼表面檢查站、靜電涂油機(jī)、帶2臺(tái)卷取機(jī)的出口段設(shè)備、鋼卷稱重和打捆設(shè)備等。 （3）機(jī)組主要工藝流程 入口鋼卷的上卷由軋后庫(kù)吊車將原料鋼卷吊運(yùn)到入口步進(jìn)梁的固定鞍座上。共有 3個(gè)固定鞍座可以接收來(lái)料鋼卷。 鋼卷通過(guò)步進(jìn)梁步進(jìn)式運(yùn)送到步進(jìn)梁的最后一個(gè)鞍座上。此處安裝有由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的地輥，可將帶鋼頭部轉(zhuǎn)到鋼卷下方。由自動(dòng)拆帶機(jī)將捆帶拆 除。然后由過(guò)渡小車將鋼卷分別送到開卷機(jī)前的入口鋼卷小車上。由鋼卷小車再將鋼卷分別運(yùn)送到開卷機(jī)卷筒上。在運(yùn)送過(guò)程中，小車自動(dòng)對(duì)鋼卷進(jìn)行高度和寬度對(duì)中，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上卷。 入口段設(shè)備鋼卷上卷至開卷機(jī)卷筒后，卷筒漲徑，活動(dòng)支撐擺起支撐住卷筒頭部。開卷刀擺動(dòng)并伸至鋼卷的外圈處，磁力皮帶端部壓輥壓住鋼卷，鋼卷小車下降并退出。開卷機(jī)反轉(zhuǎn)，將帶鋼頭部轉(zhuǎn)至開卷刀上方。然后正轉(zhuǎn)開卷機(jī)，將帶頭送到夾送矯直機(jī)進(jìn)行矯直。矯直后的帶鋼被送至液壓雙切剪，由雙切剪切除帶鋼頭尾的超厚和不合格部分。切下的帶頭帶尾通過(guò)導(dǎo)板臺(tái)導(dǎo)入布置在機(jī)組傳動(dòng)側(cè)的廢料箱中。為縮短入口段設(shè)備的待機(jī)時(shí)間，機(jī)組配置有2套開卷機(jī)進(jìn)行交替開卷。為防止入口段帶鋼的跑偏，在開卷機(jī)設(shè)置有自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)。 具有液壓伸縮和液壓擺動(dòng)功能的開卷刀和磁力穿帶裝置用于引導(dǎo)帶頭穿至夾送矯直機(jī)后，開卷刀和穿帶裝置回到等待位置。夾送矯直機(jī)的上夾送輥壓下，將帶鋼送過(guò)矯直機(jī)并對(duì)帶鋼頭部進(jìn)行矯直。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，開卷機(jī)的自動(dòng)對(duì)中裝置用于保證帶鋼中心 在機(jī)組中心線上。開卷機(jī)由液壓缸控制移動(dòng)。矯直機(jī)僅用于矯直帶鋼頭尾。上矯直輥和 上 夾送輥在機(jī)組運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開。入口運(yùn)輸皮帶用于支撐帶鋼并使帶鋼從矯直機(jī)上方通過(guò)，進(jìn)入雙切剪前夾送輥，再進(jìn)入雙切剪。轉(zhuǎn)向夾送輥用于將入口2個(gè)通道的帶鋼導(dǎo)送至焊機(jī).為縮短入口段設(shè)備待機(jī)時(shí)間，焊機(jī)具有預(yù)載功能。在焊機(jī)出口處設(shè)有月牙剪，能對(duì)不同寬度的帶鋼焊接的焊縫邊部進(jìn) 行切除，以便帶鋼順利通過(guò)機(jī)組。由沖孔裝置在焊縫旁沖出一個(gè)洞，作為對(duì)焊縫進(jìn)行探 測(cè)和跟蹤標(biāo)識(shí)。 (4)出口段帶鋼首先進(jìn)入檢查活套塔，該活套也為立式布置，儲(chǔ)套量可以滿足出口停機(jī)換卷時(shí)，仍能保證平整段以較低速度連續(xù)運(yùn)行，以減少平整機(jī)的啟動(dòng)在帶鋼表面產(chǎn)生輥印。檢查活套在正常生產(chǎn)時(shí)處于空套位。從活套出來(lái)的帶鋼在雙刀頭圓盤剪處進(jìn)行切邊處理。切邊剪為圓盤剪，其刀頭可快速更換。廢邊收集和處理采用廢邊壓實(shí)機(jī)及輸出系統(tǒng)。圓盤剪前設(shè)置了月牙剪，用于改 變帶鋼規(guī)格時(shí)刀頭的進(jìn)入調(diào)整；圓盤剪出口設(shè)置了去毛刺機(jī)，以去除帶鋼邊部的毛刺。 切邊后帶鋼進(jìn)入表面檢查站，檢查站分立式和水平兩部分。然后帶鋼經(jīng)過(guò)靜電涂油 機(jī)進(jìn)入出口分切剪。產(chǎn)品需涂油時(shí)靜電涂油機(jī)工作。出口分切剪用于將帶鋼分卷、取樣和切廢。切下的廢料和樣品分別進(jìn)入廢料箱和取樣箱，以便收集整理。最后帶鋼進(jìn)入卷 取機(jī)卷取。 卷取機(jī)采用皮帶助卷器助卷，可進(jìn)行上卷取或下卷取。皮帶助卷器于帶鋼在卷取機(jī) 上卷了 2 3 圈后自動(dòng)退出工作位置。當(dāng)卷取機(jī)上卷取的鋼卷重量或長(zhǎng)度達(dá)到要求值時(shí)， 出口分切剪分卷。出口鋼卷小車卸卷。 卷取機(jī)有 2 臺(tái)，并可交替工作進(jìn)行上下卷取。通過(guò)使用橡膠套筒，使卷取機(jī)卷取 鋼卷的內(nèi)徑具有508 mm 和 610 mm 兩種規(guī)格。同時(shí)橡膠套筒可以保護(hù)鋼卷內(nèi)圈。 由鋼卷小車卸下的鋼卷送到出口步進(jìn)梁，在鋼卷稱重位稱重，在打捆位打捆。然后 由車間吊車將鋼卷送入成品庫(kù)或過(guò)跨進(jìn)入自動(dòng)包裝區(qū)包裝后待運(yùn)。 2.2工藝特點(diǎn) 轉(zhuǎn)向輥使用維護(hù)事項(xiàng) 1) 轉(zhuǎn)向輥貯存應(yīng)保持通風(fēng)、干燥，且不受腐蝕氣體侵蝕。 2) 轉(zhuǎn)向輥有效防銹期為半年。若貯存超過(guò)半年應(yīng)進(jìn)行防銹抽檢，并在此后每 3 月抽檢一次。 3) 采用油脂潤(rùn)滑的轉(zhuǎn)向輥裝配時(shí)已注有足量潤(rùn)滑脂，可直接裝機(jī)使用。且無(wú)油杯的轉(zhuǎn)向輥 在使用期不需注脂維護(hù)，有油杯的轉(zhuǎn)向輥在使用期內(nèi)根據(jù)使用情況定期加注同類牌號(hào)潤(rùn)滑脂。 4) 裝機(jī)時(shí)注意保護(hù)輥身表面，使其不被劃傷或碰傷，避免強(qiáng)烈敲擊。 5) 穿帶時(shí)注意檢查，確保板帶不會(huì)擦傷輥面。工作中應(yīng)隨時(shí)注意觀察軸承的旋轉(zhuǎn)靈活性，如有卡滯或溫升異常請(qǐng)及時(shí)排除，必要時(shí)進(jìn)行更換；以免損傷輥面。 6) 在不同工況條件下，輥?zhàn)佑胁煌氖褂脡勖楸ＷC正常生產(chǎn)，建議輥?zhàn)討?yīng)有一定量的備件。 2.3 發(fā)展趨勢(shì) 隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，軋鋼工藝技術(shù)的進(jìn)步，要適合現(xiàn)代連軋連續(xù)高效生產(chǎn)的要求和工作環(huán)境的需要。夾送輥發(fā)展呈現(xiàn)了幾個(gè)比較明顯的趨勢(shì)： 1. 速度向更高速發(fā)展，隨著板帶鋼生產(chǎn)工藝部斷完善，軋機(jī)的軋制速度，卷取機(jī)的卷曲速度都向更高速發(fā)展，因此夾送輥與其他設(shè)備的速度匹配是保證高速生產(chǎn)不堆鋼的重要保證。 2. 夾送輥向高韌性高耐熱耐磨發(fā)展，例如現(xiàn)在使用CrWNiMnSi堆焊合金其耐磨性、抗高溫氧化、沖擊韌性、耐冷熱疲勞性、回火穩(wěn)定性和抗裂性的方面的綜合性能使夾送輥磨損減少36.3%延長(zhǎng)了使用壽命。 3. 伴隨著沖擊振動(dòng)理論和實(shí)踐的發(fā)展，人們對(duì)工作環(huán)境要求的提高，減少噪聲，提高抗沖擊性能是卷取機(jī)發(fā)展極為重要的一個(gè)任務(wù)。 三 鍍鋅線轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)向輥組設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 3.1 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 傳送帶鋼速度：25m/min； 帶鋼厚：h=2~4mm； 帶鋼寬度：b=800~1350mm； 斜下方送入角度：與水平線成30度角; 帶鋼彈性模量: E=200GPa; 屈服極限: σs=240MPa; 夾送力: 4kN; 3.2 參數(shù)分析 本轉(zhuǎn)向裝置主要用于冷軋普碳帶鋼退火線，夾送狀態(tài)工作時(shí)（即穿帶時(shí)）以25m/min的速度傳送帶鋼，壓輥在氣缸驅(qū)動(dòng)下壓下，作為夾送輥使用。在正常生產(chǎn)時(shí)作為傳動(dòng)輥使用(起導(dǎo)向作用)，上壓輥打開。帶鋼厚h=2~4mm，帶鋼寬度b=800~1350mm。帶鋼從斜下方送入（與水平線成30度角），經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向夾送輥后水平送出。帶鋼彈性模量E=200GPa，屈服極限σs=240MPa，夾送帶鋼的夾送力為4kN。工作機(jī)構(gòu)如圖所示。 轉(zhuǎn)向裝置工作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.3 設(shè)計(jì)目的 對(duì)斜送平出式轉(zhuǎn)向裝置上下夾送輥的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析，利用彈塑性彎曲變形理論建立帶鋼進(jìn)入夾送輥后彎曲變形的力學(xué)模型，并進(jìn)行求解，設(shè)計(jì)傳動(dòng)輥的零部件結(jié)構(gòu)。 四 設(shè)計(jì)方案 轉(zhuǎn)向夾送輥可分為平送斜出和斜送平出兩種類型。從基本工作原理出發(fā)建立了斜送平出式轉(zhuǎn)向夾送輥的力學(xué)模型, 利用彈塑性彎曲變形理論對(duì)下上夾送輥直徑大小確定原則進(jìn)行了分析與研究。另外，從咬入條件著手對(duì)上下夾送輥直徑比值大小給出定量計(jì)算公式，同時(shí)根據(jù)該公式的特點(diǎn)還進(jìn)一步得出了上下夾送比值的具體大小選取。 具體步驟如下： 1) 根據(jù)工作要求，確定驅(qū)動(dòng)形式（是上輥驅(qū)動(dòng)還是下輥驅(qū)動(dòng)）； 2) 先根據(jù)塑性滲透率k=0.5~0.7的要求，確定傳動(dòng)輥半徑R2的最大值； 3) 對(duì)正常咬入狀態(tài)下的受力進(jìn)行分析，壓緊力產(chǎn)生的彎矩應(yīng)大于帶鋼發(fā)生要求塑性滲透率時(shí)所需的彎矩； 4) 根據(jù)減小壓緊力的要求，確定傳動(dòng)輥半徑R2； 5) 根據(jù)壓輥的許用撓度[ωc]≤0.2mm，計(jì)算壓輥的最小直徑，留出裕量后初選壓輥直徑； 6) 從減小設(shè)備尺寸、使其結(jié)構(gòu)緊湊的角度出發(fā)，初選壓輥與傳動(dòng)輥半徑比k2； 7) 如圖所示，根據(jù)夾送輥咬入帶鋼的條件，確定咬入角α?的極限值。 帶鋼的開始咬入狀態(tài) 8) 根據(jù)幾何關(guān)系，確定壓輥與傳動(dòng)輥半徑比k2、偏移角α和咬入角α?的關(guān)系。找出對(duì)應(yīng)于已知k2的多組偏移角α和咬入角α?，再按照減小壓緊力和便于帶鋼咬入的要求綜合確定偏移角α、咬入角α?，偏移距e隨之確定。 9)按夾送力為4kN的要求計(jì)算所需的壓輥壓緊力，并與按規(guī)定塑性滲透率時(shí)所需的彎矩計(jì)算的壓輥壓緊力進(jìn)行比較，取二者中的大者作為壓輥壓緊力的設(shè)計(jì)值。 五 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1) 驅(qū)動(dòng)形式的選擇，壓輥和傳動(dòng)輥主要尺寸(包括傳動(dòng)輥半徑R2，壓輥半徑R1，偏移角α，偏移距e)的設(shè)計(jì)計(jì)算； 2)傳動(dòng)輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3)傳動(dòng)輥的強(qiáng)度、剛度校核； 4) 傳動(dòng)輥滾動(dòng)軸承的計(jì)算及校核，軸承的潤(rùn)滑與密封； 5)滾筒內(nèi)焊接工藝的討論； 6) 工程圖設(shè)計(jì)與繪制，圖幅總量折合6張A1。 計(jì)算機(jī)繪制的圖紙包括：輥?zhàn)友b配圖、輥頸、撐板、輥身零件圖和機(jī)架、壓輥總裝圖。 手工繪制的圖紙包括：一張手工繪制的A2圖及所有對(duì)應(yīng)的零件草圖。 7) 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告，不少于3000字； 8) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份，不少于1.5萬(wàn)字；包括手工計(jì)算草稿； 9) 完成不少于1.5萬(wàn)字符的外文翻譯。 六 設(shè)計(jì)進(jìn)度 設(shè)計(jì)(論文) 主要項(xiàng)目 時(shí)間 完 成 內(nèi) 容 備注 開 題 3 月23日 至 4月19日 課題背景、工作內(nèi)容描述、研究方法與技術(shù)路線 3周 綜 述 3月30日 至 4月12日 對(duì)他人的工作進(jìn)行總結(jié)，對(duì)本轉(zhuǎn)向裝置進(jìn)行受力分析，提出設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 2周 譯 文 4月 13日 至 4月19日 翻譯1.5萬(wàn)字符以上的英文文獻(xiàn) 1周 設(shè)計(jì)圖紙 或調(diào)研 4月 20日 至5月24 日 計(jì)算分析；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 5周 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 或論文 5月25日 至 6月16日 撰寫論文；整理、修改、打印論文； 3周 答 辯 6月 20 日 論文答辯 1周 七 參考文獻(xiàn) ①周國(guó)盈編著.帶鋼卷取設(shè)備(第一章).北京：冶金工業(yè)出版社，1982. ②周國(guó)盈編著.帶鋼精整設(shè)備(第五章).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982. ③唐增寶，常建娥.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第3版）[M].華中科技大學(xué)出版社.2006 ④成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004 ⑤劉鴻文. 材料力學(xué)I（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社.2004 ⑥王國(guó)凡主編.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.