开题报告1780热连轧四辊可逆粗轧机三维结构设计及分析

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燕山大学本科毕业设计(论文)开题报告课题名称:1780热连轧四辊可逆粗轧机二维结构设计及分析学院系):里仁学院年级专业:车L钢-123班学生姓名:指导教师:完成日期:3月16日(一)综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义1。1选题的背景及意义采用轧制成型法来生产钢板材,具有生产率高、板厚规格多、生产过程连续性强、易于实 现机械化自动化等诸多优点.早期,我国依靠从国外大规模引进冷轧、热连轧技术,随着国内各 高校以刚才生产企业对轧制技术研究与实践经验的丰富,现以成形了一套成熟轧制技术1。(完整word版)开题报告1780热连轧四辊可逆粗轧机三维结构设计及分析-3月23日修改 国外发展出的无头轧制技术,利用薄板坯连铸连轧的生产线,将铸造较长铸坯进行精轧, 且轧后进行剪切,在精轧机组中形成有限的无头连轧,适合于稳定生产薄规格的带钢2-3 L德 国开发出基于薄板坯连铸连轧技术的无头轧制技术,通过提高铸坯的拉速,使连轧机和连铸机 的速度得到匹配,实现板料的连铸连轧。现代热连轧技术发展主要集中在对板形、厚度精度及板料表面质量控制等,因此,这对轧机 设备性能及质量稳定性、可靠性有更高要求,对轧机系统高精度要求也越来越高,四辊轧机作 为板带材生产的主要设备,对产品精度起着不可忽视的作用4。现代中厚板轧机越来越趋于大型化、精密化、自动化,以满足钢板控制轧制技术的要求, 能够生产高强度的合金板。采用热装炉时燃耗已降至0。6x109J/t以下,及高刚度(2kN/mm 以上)的现代化中厚板轧机,大大超过日本和美国现有中厚板轧机性能,生产高质量、高性能中厚板 创造了有利条件5-6 L因此,本课题选择对热连轧四辊可逆粗轧机结构进行设计与分析,对提高其工作可靠性因素 进一步研究。该课题对提高热连轧设备的应用,具有深远的社会价值与经济效益。1。2车L钢机械设备的发展与应用现状随着国内钢材总产量逐年的提高,对轧钢设备的能力也逐渐由向大型化、高速化、连续化、 自动化的发展方向,以满足钢材生产能力需求。对于大型化轧机设备,一方面是增加卷重,例 如热连轧卷重可以达45吨,令连轧卷重最高可达60吨,伴随坯料增重,相应的需要提高对加热 设备、轧机设备、运输设备等能力。另一方面,加大轧制速度,提高生产效率,热连轧速度达 到30米每秒,冷连轧机达到41。5米每秒,线材轧制速度甚至更高.自动化控制及采用计算机 技术在线监测轧机设备运行状态,实施输出检测信号是目前很多大型钢企的发展方向7-8。中小型企业轧机设备也逐渐向新工艺、新结构、高效率、大卷压下的方向迈进。目前,我 国有了一批自行设计装备大型轧钢机械设备加115。万能板坯初轧机、2300冷轧机、4200特 厚板轧机等轧辊设备9,同时,国内还装备了诸多中小型轧钢机械设备,奠定了我国轧钢生产需 求。但是,通过国外先进轧机设备相比,国内轧钢设备无论在高速化、自动化、连续化方面,还 是在设备性能或节能、环保方面都还存在加大差距10。因此,继续有针对性地将现有的轧钢 设备进一步加以改造与更新,研究新轧钢工艺与设备,也是我们现在迫切面临的问题。随着市场经济的发展,追求质量、品种、效益将是中厚板轧机今后和发展的方向,以宽厚 板为主,并有很高的强度,加大轧制力和主传动电机容量为保证板坯加热的均匀性,使得轧制的钢 板尺寸和性能均匀一致11。以四辊轧机代替粗轧机,发挥四辊精整线轧机的能力,提高产品 的质量.图1.1典型的轧机设备轧机设备的工作原理:轧件通过两相对旋转的轧辊以压力进行加工,使其产生塑性变形,称 为轧制工艺过程。轧机通过工作辊来完成这一过程,工作辊包含有旋转和移动两种运动。前者靠 摩擦力进行轧制运动,由轧机主传动实现;控制轧件的变形程度,由轧机压下装置实现。因此, 轧机设备的关键部件是对其辊系部件的设计,保证其运行中精确的精度,另一方面,机架良好 的结构稳定性,要求辊系在运行中刚度满足要求12-13 .二、研究的基本内容,拟解决的主要问题本文研究对象是1780热连轧四辊可逆粗轧机的三维结构设计及关键部件分析,本文研究的 主要内容如下:(1) 通过查阅国内外四辊轧机设备相关资料,设计原始数据要求,对四辊轧机的工作原理 及结构方案进行确定。1.压下装置2机架3工作辊系4机座5连接轴6支撑辊系图1。2四辊轧机结构示意图(2) 辊系的设计与计算,主要包含轧辊结构类型、轧辊材料、轧辊尺寸参数计算、轧辊轴 头轴承室的设计、轴承选型及寿命计算。(3) 下压装置的设计,机架部件设计等关键部件设计。(4) 运用Solidworks三维绘图软件建立四辊轧机的三维实体模型,在Solidworks中进 行装配轧机模型,且检查零部件之间是否发生干涉,然后完成四辊轧机的CAD出图,包含装配图 及关键零部件出图。(完整word版)开题报告1780热连轧四辊可逆粗轧机三维结构设计及分析-3月23日修改(5)将轧辊及机架三维建模分别导入ansys软件进行有限元分析,模拟分析其在轧制力矩 和轧制力的作用下,轧辊与机架的应力分布及变形量情况,并根据模拟结果对其进行结构改进 与优化。三、研究步骤、方法及措施课题研究的主要步骤及方法:(1)确定课题后,需查阅国内外热连轧四辊轧机设备的相关文献资料,了解热连轧设备的工 作原理,结构特点及应用情况,现阶段此类设备存在的问题,并提出相关改进及优化方案,为本 课题的开展奠定理论基础。(2)根据设计要求,参考现有设备的结构特点,完成四辊轧机的总体方案设计。(3)运用现有的机械设计与材料轧制成型工艺基础知识,完成对四辊轧机的轧辊零件设计、 轴承选型、压下装置设计等计算与校核。(4)通过solidworks软件对四辊轧机的各非标零件进行三维建模,对标准零件进行选型, 然后整体设备的装配,且检查零部件之间是否发生干涉。(4)应用CAD软件完成四辊轧机的工程出图。(5)应用ansys软件进行对轧辊与机架的进行有限元分析,模拟分析其在轧制力矩和轧制 力的作用下,其应力分布及变形量,并对结构进行优化。四、研究工作进度时间安排进度安排2月10日3月15 日收集课题相关文献资料,完成开题才报告的撰 写;3月15日 3月31 日初步确定四辊轧机的结构方案,并开始熟悉 solidworks、ansys及CAD软件的熟悉使 用;4月01日4。月10日关键部件的设计计算,确定如辊系、轴承、 压下装置、机架等部件,设计说明书的攥写4月11日4月20 日完成四辊轧机各零件的三维建模,标准零件 的选型,并在solidworks软件中完成装配。4月20日4月30 日完成四辊轧机的CAD装配图及各关键零件 的CAD出图;5月1日5月10 日用ansys软件对轧辊及机架进行有限元分 析,并进行论文部分的撰写。5月11日5月20 日对说明书进行修改完善,图纸的修改检查;5月20日6月1准备答辩相关工作准备日五、主要参考文献1 濮良贵,纪名刚。机械设计第8版。M.北京:高等教育出版社,20052 王怀民,四辊热轧机的有限元动力学分析;2009.3:13-153 邹家祥.车L钢机械M 北京:冶金工业出版社,2010 : 151-172;177-1844 孙占刚,韩志凌等。车L机闭式机架的有限元分析及优化设计J.冶金设备,2014 ,3 :811 5 Turner M J, Clough R W ,Martin H C, Topp L J , Stiffness and deflation analysis of complex structures。 Journal of Aeronautical ciences , 2006,23 : 805-8246 L Chefneux, J Fischbach and Gouzou , etal。 Study and Industrial Control of Chater in Cold RollingJ . Iron and Steel Engineer.2014, 61(11) :l7一26。7 巩云鹏,田万禄,张伟华,黄秋波.机械设计课程设计。科学出版社,20108 成大先.机械设计手册第5.卷。M。北京:机械工业出版社,20129 刘鸿文。材料力学第4版。M.北京:高等教育出版社,201310 程靳。理论力学第7版。M.北京:高等教育出版社,200911 Courant R。 Variational methods for the solution of problems equilibrium and vibrators。Bulletin of American Mathematical Society , 2011,49 : 123 12 黄庆学,肖宏,孙斌煜,轧钢机械设计,冶金工业出版社,2015.6 , 22-3113 孙志辉,邹家祥,何汝迎等.2030板带冷连轧机的振动分析J.北京科技大学学报,2007 年12月增刊。61-64六、指导教师意见指导教师签字:年 月 日七、系级教学单位审核意见:审查结果:口通过 完善后通过未通过负责人签字:(完整word版)开题报告1780热连轧四辊可逆粗轧机三维结构设计及分析-3月23日修改年 月曰说明:1. 开题报告版面设置为:B5纸,上下页边距分别为2.5cm和2cm,左右页边距分别为2。4cm 和 2cm。2. 开题报告正文标题及内容,宋体,小四号,行间距为固定值20磅.3. 本科毕业设计(论文)开题报告一般不少于1000字。4. 页面不够可加页
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