开卷机设计校核分析(毕设说明书)

近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要有以下几个方面：
(1)增加钢卷质(重)量。增加钢卷质量是提高设备生产能力的有效方法，因为冷轧带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送到机组内轧制或处理前，都必须经过拆捆、开卷、穿带，然后加速到正常速度工作，在每一卷终了时又需要有减速、剪切、卷取及卸卷的过程，占用较多的生产时间。钢卷质量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢在稳定速度下轧制的时间也相应增加，机组的速度才能真正得到提高，带钢的质量也才能得以改善。然而，钢卷质量也不可无限制地增加，它受到开卷机等机械设备的结构与强度的限制，也受到电动机调速范围的限制，而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，冷轧带卷的质量已达40t，个别的达到60t，以带钢单位宽度计算的卷重达到30-36kg／mm。
影响薄板、带钢质量及产量的因素是很多的，其中开卷机就是一个重要的因素。开卷机是轧钢成卷生产不可少的设备，广泛应用于酸洗机组、主机机组和各种精整机组中的开卷。开卷机的技术水平关系到机组的生产能力和带材的质量。为适应高速化的要求，开卷机对加减速的反应要灵敏，要求转动惯量小，动平衡性能要好。
开卷设备大体可分为：悬臂式开卷机、双圆柱头式开卷机和双锥头式开卷机。悬臂式开卷机和双圆柱头式开卷机及双锥头式开卷机已成功地应用于带材精整机组及冷连轧机组。其中双圆柱头式开卷机由于采用两套传动装置，双圆柱头式开卷机设备重量比悬臂式开卷机要大。悬臂式开卷机（图1）由于卷筒长，为了考虑上料方便，要求卷筒卷径胀缩范围大，另外上卷时间也较双柱头开卷机长。但悬臂式开卷机具有刚性大，张力大等优点，因此适用于较薄带材的开卷。胀缩式筒基本上有以下四种结构形式的：弓形板式、平行四连杆式、四棱锥式、四斜契式。开卷机一般使用四棱锥胀缩式卷筒。
Keywords:decoiling unit,drum, tension
第
钢铁是国民经济的中流砥柱，是国家的命脉，是国家生存和发展的物质保障。钢铁是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志。在钢铁行业中钢板和带钢是国民经济各部门应用最广泛的钢材，它作为多种工业部门的原料使用。其中薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比例逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。
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指导教师：
职称： 年 月 日
系级教学单位审批：
年 月 日
注：表题黑体小三号字，内容五号字，行距18磅。（此行文字阅后删除）
摘要
冷轧带钢的开卷绝大多数采用筒式开卷机，其设备配置较为简单，主要由筒及其传动系统，压紧辊，活动支撑和推卷、卸卷等装置组成。
轴向液压缸双圆柱头开卷机，用于五机架冷连轧机组。带材厚度为1.5-6毫米，带材宽度为550-1530毫米。屈服极限为37公斤/ 。最大卷重为45000公斤。开卷速度为10.5米/秒。开卷张力为920-9200公斤。
筒结构如图2-6所示，筒直径为610毫米，胀径时为630毫米，缩径时为560毫米。筒长度为855毫米，由于筒较短，把与轴向胀缩液压缸活塞直接相连的拉杆头部做成锥形，在锥形部位加工出燕尾槽滑动面，使它与弓形3相配合，构成斜契滑动机构。推动弓形块胀开，筒胀径。轴向胀缩液压缸反向动作时，借助拉杆端部上的燕尾槽是筒缩径。轴向胀缩 活塞直径为440毫米，行程为221毫米。
图2-5为径向液压缸胀缩双圆柱头开卷机。开卷机左右锥头分别由液压缸2操作，可沿其水平方向移动。借此夹持带卷内径，并对中机组中心线。圆柱胀缩由二个径向液压缸来实现。为了使两个径向液压缸4作同步径向运动，利用齿轮3实现机械同步。这种结构上克服了上述锥头无胀缩开卷机的打滑现象，使用情况表明，效果良好。
图2-5径向液压缸胀缩双圆柱头开卷机
该开卷机保证卷取的恒定张力，提高了带钢的表面质量。开卷机是成卷轧制和带材精整机组中的重要设备。在可逆式冷、热轧带材轧机的前后均装有开卷机，在不可逆冷、热轧带材轧机以及某些精整作业线上的出口端也装设带材开卷机。开卷机有很大的张力以保证降低轧制压力，减少带钢翘曲现象，从而提高带钢产品质量。
全文阐述了四斜楔冷轧带钢卷取机的工作原理和结构设计的基本思想，同时对在应用过程中出现的一些问题进行了综合分析并列出了一些解决方法。
图2-4双锥头无胀缩开卷机
2.
双圆柱头可胀缩开卷机按其胀缩方式的不同，还可分为径向液压缸胀缩双圆柱头式开卷机和轴向液压缸胀缩双圆柱头开卷机两种。
双圆柱头式开卷机用于酸洗机组、剪切机组及冷连轧机组。一般来说，这种开卷机用来开卷张力不大的带厚为2-8毫米的热轧带钢。对于薄带钢和大张力开卷时，则采用悬臂式开卷机。
2.1
开卷机的设计，除了按一般机械设计程序进行机构和强度设计外，尚有几个与工艺和操作有关特殊问题。如机构选择、主要参数确定、筒压力计算和张力、调速、卷取质量等。
开卷机的结构形式的选择，热带钢卷取机装在热带钢轧机的后面地下式开卷机，一般三辊式成形辊布置多支点棱锥型筒。冷轧带钢卷取机安装冷轧机组、平整机组外，广泛用于各类纵切和横切精整机组、重卷机组和酸洗机组的不同部位以满足不同的工艺要求。
学院：系级教学单位：
学
号
学生
姓名
专 业
班 级
题
目
题目名称
题目性质
1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（）；
理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）
2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）
题目类型
1.毕业设计（）2.论文（）
题目来源
科研课题（）生产实际（）自选题目（）
主
要
内
容
基
本
要
求
本科毕业设计（论文）
900mm平整机组开卷机结构设计
（杨爱文）
燕 山 大 学
2011年6月
本科毕业设计（论文）
900mm平整机组开卷机结构设计
学院（系）：机械ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程学院
专业：轧钢专业
学生姓名：杨 爱 文
学号：070101010046
指导教师：王 东城
答辩日期：2011-6-24
燕山大学毕业设计（论文）任务书
图2-2为单筒链板开卷机机构。它在带钢精整机组的头部，用来开卷厚度为0.6毫米，宽度为500毫米的带卷。卷重为15吨，开卷速度为3米/秒。
筒的缩径机构，依靠仅作径向运动的四块弓形块3来实现。弓形块3与内筒1用链板2铰接，内筒1与心轴4采用其尾部的垫板5连接在一起。心轴4则与筒端部的轴向胀缩液压缸活塞杆相连。若轴向液压缸进行压力压油时，活塞杆与心轴4一起做轴向移动使筒缩径。借助于弹簧的作用，使活塞杆与心轴4复位，筒胀径。
2-6轴向液压缸胀缩的双圆柱头开卷机的筒结构
1空心轴2拉杆3弓形块
轴向液压缸胀缩双圆柱头开卷机与径向液压缸找那个所双圆柱头开卷机相比，仅仅是圆柱头胀缩液压缸布置方式不同。制造和使用等方面来看，轴向液压缸胀缩双圆柱头开卷机较好。
2-7胀缩液压缸和回转接头
1拉杆2活塞3回转接头
2.
薄板、带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比例逐年增加，在薄板、带钢中，冷轧产品占很大部分。
最后翻译了与课题相关的外文资料并完成了本次设计。
关键词:开卷机，卷筒，张力
Abstract
One of the decoiling belted steel fetches the overwhelming majority and adopts reel type a fetching machine, its device layout is comparatively simple, by the reel and transmission mainly , compress tightly the roller , support and pushes one , unload the devices , such as one ,etc. to make up in activity.
由于双锥头式开卷机，锥头部分和带内卷圈接触面积太小，带张力操作时，容易损坏带材头部，所以目前已不大采用。
图2-1 为某机组悬臂式开卷机的结构形式。
图2-1悬臂式开卷机
1筒2传动装置3减速机4电机5胀缩油缸6对中油缸
2.
2.
这种结构开卷机，其结构上与张力卷取机基本相同，但在开卷机筒上无钳口装置。案筒结构形式不同，可分为单筒棱锥式开卷机和单筒链板式开卷机。
The whole characters expatiates the theory of the machine, and adduce some method for the problem appearing in the product at the same time.
At last translated some datum in foreign language, accomplished this project.
图1某机组悬臂式开卷机的结构形式
近年来，冷轧带钢生产技术的发展主要有以下几个方面：增加钢卷质(重)量、提高机组和轧机的速度、提高自动化程度、改进生产工艺。近年来，随着带钢生产向高生产率和高精度发展，钢卷变得越来越重，轧制速度越来越高，产品质量要求越来越高，从而对开卷设备提出了越来越高的要求。
本说明书从四棱锥冷轧带钢开卷机的工作原理入手，着重对该开卷机的卷筒等重要部件进行了设计。由于本次设计时间有限，加之本人水平与实践经验的限制，在设计中难免会出现错误和不足，恳请各位老师批评指正，我必定耐心受教并诚心感谢各位老师。
图2-2 单筒链板式开卷机结构
1内筒2链板3弓形块4心轴5垫板
这种开卷机进适用于开卷张力不大于1000公斤的卷重在15吨以下的横切机组、清洗机组、退火机组等精整机组。对于处理卷重较大和开卷张力较大的带卷时，可采用单筒棱锥式开卷机。
图2-3为单筒棱锥式开卷机。它用于双机架平整机组，带材厚度为0.15-0.8毫米，宽度为550-1270毫米。开卷速度为33米/秒或23米/秒。开卷张力为2270公斤，卷重为20000-45000公斤。
在可逆式冷轧机上轧制时，带钢张力由开卷机产生，因而这种开卷机要承受很大的张力，宽带钢的张力可达400~500千牛，特别多辊轧机轧制合金薄带材时，带钢对卷取机的径向压力极大，长期以来多采用带钳口的实心筒。再设置重卷机组倒卷，多采用八棱锥无缝隙筒，以防止筒损坏坯带材表面。冷带钢开卷机是冷轧生产的重要设备。
The intensity of carrying on the major part is calculated, and carry on the economic benefits of the rolling mill and appraise . This fetching machine adopts the adjustable speed electrical machinery of direct current, guarantee a invariable tension fetched, have improved the surface quality with steel.
英格里斯inglis公式19452自动缩径卷筒径向压力的计算204521开卷机卷筒的实际工作情况214522卷筒当量半径的确定214523卷筒径向压力公式的推导2446液压缸行程的计算26iv2851轴的强度校核2852卷筒的强度校核30结论32参考文献33致谢35附录136附录244附录3绪论钢铁是国民经济的中流砥柱是国家的命脉是国家生存和发展的物质保障
2.
开卷设备大体可分为：悬臂式开卷机、双圆柱头式开卷机和双锥头式开卷机。悬臂式开卷机具有刚性大，开卷张力大等优点，因此适用于较薄带材的开卷。
悬臂式开卷机和双圆柱头式开卷机及双锥头式开卷机已成功地应用于带材精整机组及冷连轧机组。最近几年，西德和美国一些机械制造公司和生产厂商，大力推广双圆柱头式开卷机。国外生产事件证明，双圆柱头式开卷机上料操作方便，工作平稳可靠，其结构也比悬臂式开卷机简单。其缺点是，由于采用两套传动装置，双圆柱头式开卷机设备重量比悬臂式开卷机要大。
这种开卷机筒由活动支撑轴颈1、拉杆2、空心轴3、扁销4.弓形块5、棱锥轴6以及滑键7等组成。
图2-3单卷棱锥式开卷机的筒结构
1活动支撑轴颈2拉杆3空心轴4扁销5弓形块6棱锥轴7滑键
这种单筒棱锥式开卷机与链板式开卷机比较，具有刚性好、开卷张力大、设备重量较轻等优点，目前已被广泛采用。
2.
图2-4为双锥头无胀缩开卷机。它用来开卷厚度为1.5-5毫米，宽度为1500毫米的带材，开卷速度为1米/秒。这种开卷机结构简单，其缺点是圆锥头与带卷内孔容易产生打滑。为了克服这一缺点，可采用锥头可胀缩开卷机。