小型轧钢机设计开题报告.doc

题 目： 小型轧钢机设计 一.文献综述1.轧钢机的发展轧钢机是实现金属轧制过程的设备。泛指完成轧材生产全过程的装备包括有主要设备辅助设备、起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧钢机往往仅指主要设备。据说在 14世纪欧洲就有轧钢机，但有记载的是 1480 年意大利人 达芬奇 (Leonardo da Vinci) 设计出轧钢机的草图。 1553 年法国人布律列尔轧制出金和银板材，用以制造钱币。此后在西班牙比利时和英国相继出现轧机。英国于 1766 年有了串行式小型轧钢机，19世纪中中期，第一台可逆式板材轧钢机在英国投产，并轧出了船用铁板。 1848 年德国发明了万能式轧钢机，1853 年美国开始用三辊式的型材轧钢机，并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。接着美国出现了劳特式轧机。 1859 年建造了第一台连轧钢机。万能式型材轧钢机是在 1872 年出现的；20世纪,随着冶金工业的发展，已出现多种类型的轧钢机，其中有用三辊粗轧钢机和五架四辊稿轧钢机组成的半连续式带轧钢机1。现代轧钢机发展的趋向是连续化、自动化、专业、,产品质量高、消耗低。60年代以来轧机在设计，研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式 H型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大，液压 AGC、板形控制、电子计算机程序控制及测试手段越来越完善，轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧、控制轧制等新轧制方法，以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中2。2.轧机的主要设备 由轧辊、轧辊轴承、轧机机架、轧机轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置、传动装置、附属设备等组成。3.轧钢技术发展前景世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩短和简化上，最终形成轧材性能高品质化、品种规格多样化、控制管理计算机化等。展望未来，轧钢工艺和技术的发展主要体现在以下几方面。(1)铸轧一体化。利用轧辊进行钢材生产，因其过程连续、高效、可控且便于计算机等高新技术的应用，在今后相当一段时间内，以辊轧为特征的连续轧钢技术仍将是钢铁工业钢材成型的主流技术，但轧钢前后工序的衔接技术必将有长足的进步。在20世纪，由于连铸的发展，已经逐步淘汰初轧工序。而连铸技术生产的薄带钢直接进行冷轧，又使连铸与热轧工序合二为一。铸轧的一体化，将使轧制工艺流程更加紧凑。同时，低能耗、低成本的铸轧体化，也是棒、线、型材生产发展的方向。(2)轧制过程清洁化。在热轧过程中，钢的氧化不仅消耗钢材与能源，同时也带来环境的污染，并给深加工带来困难。因此，低氧化燃烧技术和低成本氢的应用都成为无氧化加热钢坯的基本技术。酸洗除鳞是冷轧生产中最大的污染源，新开发的无酸清洁型(AFc)除鳞技术，可使带 钢表面全无氧化物、光滑，并具有金属光泽。无氧化(或低氧化)和无酸除鳞(氧化铁皮)这两项被称为绿色工艺的新技术，将使轧钢过程清洁化。(3)轧制过程柔性化。板带热连轧生产中压力调宽技术和板形控制技术的应用，实现了板宽的自由规程轧制。棒、线材生产的粗、中轧平辊轧制技术的应用，实现了部分规格产品的自由轧制。冷弯和焊管机也可实现自由规格生产。这些新技术使轧制过程柔性化。(4)高新技术的应用。20世纪轧钢技术取得重大进步的主要特征是信息技术的应用。板形自动控制，自由规程轧制，高精度、多参数在线综合测试等高新技术的应用使轧钢生产达到全新水平。轧机的控制已开始由计算机模型控制转向人工智能控制，并随着信息技术的发展，将实现生产过程的最优化，使库存率降低，资金周转加快，最终降低成本。(5)钢材的延伸加工。在轧钢生产过程中，除应不断挖掘钢材的性能潜力外，还要不断扩大多种钢材的延伸加工产业，如开发自润滑钢板用于各种冲压件生产，减少冲压厂润滑油污染；开发建筑带肋钢筋焊网等，把钢材材料生产、服务延伸到各个钢材使用部门。随着工业的发展和轧钢技术的进步，轧钢工艺的装备水平和自动控制水平不断提高，老，式轧机也不断被各种新型轧机所取代。按照我国走新型工业化道路的要求，轧钢技术发展的重点也转移到可持续发展上，在保证满足环保要求的条件下，达到钢材生产的高质量和低成本。二、选题的依据，意义和理论及在应用方面的价值我们常见的汽车板、桥梁钢、锅炉钢、管线钢、螺纹钢、钢筋、电工硅钢、镀锌板、镀锡板包括火车轮都是通过轧钢工艺加工出来的。我国大钢厂从70年代已用先进的连轧轧机 ，连轧机采用了一整套先进的自动化控制系统，全线生产过程和操作监控均由计算机控制实施，轧件在几架轧机上同时轧制，大大提高了生产效率和质量。 我国粗钢产量位居世界第一。国内十大钢铁企业年产粗钢均在1000万吨以上。今年来，钢铁重组进入快车道，比如宝钢控股的广东钢铁集团，山东济钢为主组建的山东钢铁集团，还有河北钢铁集团等。但是，我国钢铁量轻质量的瓶颈。轧钢行业必须走高端路线，造船业和汽车制造业、建筑业的兴旺，给轧钢行业带来机遇，但是矿石的涨价给我国轧钢行业带来新的困境。国内轧钢行业要真正做大做强，必须不断对钢坯质量、加热、卷取能力、酸洗等系列环节加强。另外，做重型机械的一重、二重、上重、太重等必须奋起，以探索高精轧钢设备。国内宝钢、鞍钢、武钢、首钢设计院，东大、北科大等院校轧钢研究机构亦要多加强与钢铁集团的联合开发。随着我国轧制加工业的迅猛发展，我国轧制加工设备也经历了一个自主开发引进学习借鉴国产化的往复循环过程。经过近20年的探索和创新，截至目前，我国自行设计和制造的轧机在低速、窄规格方面已经接近或达到国际先进水平，高速轧制设备、宽幅轧机、单机架双卷取铝带热轧机、热连轧机方面的开发研制也呈现良好的态势。伴随着市场需求的不断增长和变化，近年来，我国轧制加工设备市场出现了多样化的要求，正在逐步向高精化、宽幅化、高速化以及高技术和连续轧制的方向 .随着我国轧制工业近年来的加速发展,轧制机的需求已越来越多,轧制领域发展前景广阔.改革开放三十年来轧制工业在我国工业建设方面做出了突出的贡献,这同时也加速了轧制机的快速发展.冷连轧技术是国际钢铁行业公认的技术密集、难度极大的生产工艺，是中国钢铁企业在引进全套生产线时花费最多的环节形。三研究的基本内容，拟解决的主要问题本次设计的小型轧钢机是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体（轧件）拽入轧辊的缝隙间，在轧辊压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。本次设计的设计主要包括：电动机的选取，分轴器的设计，减速器的设计，轴系部件的设计，箱体的设计，机架的设计等。设计过程按照国家标准和机械设计标准来设计的。轴的设计和齿轮的设计是本次设计的重点，设计中参照了机械设计手册进行了精确的设计，并进行了强度校核。本次设计的小型轧钢机结构简单、使用价格低，并且符写设计合设计要求，主要针对用来加工链条板的卷带料而设计的。可保证加工后的产品性能良好，表面光洁度高，板型好，能够达到所需的要求。待解决的问题:(1)电动机的选择：电动机的功率选择是否合适，如果功率过大则会造成浪费，而且也会增加成本，如果选择不当会造成工作不能正常进行，对加工出来的产品有质量来的影响，影响企业的效益，因此需要反复的思考与计算推演。(2)机架的结构设计机架是轧机中最重要的零部件之一，用来安装轧辊辊系与轧辊调整装置，并承受全部轧制力。因此机架应具有足够富裕的强度和刚度，以保持其工作可靠。由于闭式机架具有结构合理，强度和刚度均较高的特点，已被广泛用于轧制力较大的板坯和板带轧机上。为了保证轧机机架在工作中安全可靠不被破坏，必须对其强度进行计算，同时，为了保证轧制的精度，还应对其刚度进行计算。(3)主要零部件的结构设计轧机执行功能所必要的零部件的设计。(4)总体设计轧机的整体根据实际情况需要完善和改进。四、研究步骤、方法及措施首先查阅文献资料，从文献资料中掌握一些关于小型轧钢机的基本知识，确定研究方案。然后对研究方案进行机械结构设计，进行力能参数的选择与计算；定出各零部件的尺寸形状，用Autocad制作的装配图和零件图。设计思路：在传统的轧机理论基础上进行部分的改进和创新。 研究工作进度第一阶段（3月1号3月14号），查阅资料和阅读参考文献，了解国内外轧机发展状况，确定研究方案及大体的机械结构。第二阶段（3月15号3月30号），对选定方案进行主要零部件的结构设计及运动学分析，并计算相关的力能参数。第三阶段（3月31号4月20号）总体设计，机械校核，绘制主要零件图。第四阶段（4月21号5月5号），绘制轧机总体装配图。第五阶段（5月6号5月10号），综合考虑，检查错误，撰写论文。第六阶段（5月10号5月15号），制作毕业设计说明书，翻译外文文献，整理论文。五、主要参考文献【1】洛阳矿山机械研究所.2300中板车间机械设备M.北京:机械工业出版社,1978：1，3，6-7.【2】程志彦.轧钢机和轧钢技术的发展J.科技情报开发与经济,2005，15(13)：1-120.【3】田勇，胡贤磊，王昭东，赵忠，王国栋.2500mm中厚板精轧机支承辊辊型优化设计J.钢铁研究学报,2006，18(10)：23-25【4】汪曦，尚旭.中板精轧机机架的应力分析J.冶金设备，2008，(2)：33，47-49【5】杨伟增，张彦章.天钢3500mm中厚板生产工艺、装备和产品结构J.轧钢.中国金属学会2007年中厚板学术会议，上海，20071100.上海.中国金属学会，轧钢编辑部.20071100.101-106【6】胡加洪.中厚板轧机厚度自动控制系统的研究.东北大学，硕士论文.20040201，1-83【7】王青海，张功焰，强伟，金永春，王国栋，刘相华，王君.从首钢3500轧机建设看中国中厚板生产设备、工艺技术的发展J.中国金属学会.中国金属学会2004年全国炼钢、轧钢生产技术会议,无锡,20040501.无锡,中国金属学会,20040501,626-633【8】常安，白金兰，邸洪双，阳代军，刘光明.首钢3500mm中板轧机辊型研究与应用J.钢铁.2006，41(8)：41-45【9】唐卫东，王哲，赵运涛.3500mm轧机机架辊的结构特点J.一重技术.2006，(6)1-2指导教师意见： 指导教师： 年 月 日