轧机压下装置设计计算
最终1420冷轧压下规程设计及F1机架的设计
取 H=5500mm 4、 机架立柱的断面尺寸确定
பைடு நூலகம்
1)机架立柱断形状选择 根据力矩分配条件, 找到立柱断面积选取原则, 常见立柱断 面积形状:矩形、长方形、工字型、T形 ,设计机架,根据轧 机类型、受力特点及制造条件等确定断面积形状。
燕山大学课程设计说明书
对于窄而高四辊闭式轧机,即
l------------------不考虑轧辊弹性压扁的接触弧长,mm; l’-----------------考虑轧辊弹性压扁的接触弧长,mm; ----------------轧辊材料的弹性模量,Mpa; ----------------轧辊材料的泊松系数; --------------作用在接触表面上的单位平均压力,Mpa; 机架号 2k MPa F1 589.7 39.6 单位平均轧制 压力 /Mpa 实际接触弧长 17.46 l’/mm 轧制力/KN 15926.9 15988.7 15726.6 15693.9 2689.02 14.71 13.12 11.87 2.68 701.58 836.13 921.84 1017.03 770.88 F2 716 87.7 F3 768.7 123.6 F4 798.8 156.3 F5 809.3 156.2
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式中 --------------第 n 机架出口带材厚度,mm; ---------------第 n 机架出口带材速度,m/s; ---------------第 n 机架轧辊圆周速度,m/s; ---------------第 n 机架带材前滑系数; 前滑系数 对于冷轧精轧机组 ( ,2R>>h 故 )
-----------------对应一定变形程度的变形抗力; -----------------工作辊半径,mm; ---------------压下量,mm; -----------------轧辊与轧件间摩擦系数; ----------------轧件的平均高度 ,mm;
不锈钢冷轧带钢轧机液压压下装置设计
课程设计___ ________设计题目:1450不锈钢冷轧带钢轧机液压压下装置设计教研室主任:指导教师:2012-12-21目录摘要1Abstract21 绪论31.1 课题背景31.1.1 AGC概述31.1.2AGC控制的发展情况31.1.3AGC控制的发展趋势41.1.4AGC控制存在的问题42 方案论述及确定62.1液压压下装置的特点62.2方案论证及确定63液压系统主要参数计算及元件选择93.1 初选系统工作压力93.2 液压缸尺寸计算及选择93.2.1缸尺寸的确定93.2.2 负载压力的计算93.2.3系统流量计算10表3-3系统流量103.3液压缸主要尺寸确定113.4 液压缸强度和稳定性计算:123.4.1缸筒壁厚的校核123.5 液压泵和电动机的选择123.5.1选择液压泵123.5.2选择电动机133.6 液压辅助元器件选择133.6.1过滤器选择143.6.2蓄能器的选择143.6.3其他元器件15表3-4 液压系统各元件一览表153.7油箱尺寸计算163.7.1油箱容量的经验公式163.7.2油箱结构的设计163.7液压压下系统性能验算174 液压压下系统的安装与维护204.1液压压下系统的安装204.2 液压压下系统的维护205 总结错误!未定义书签。
参考文献22本设计系统为1450五机架冷连轧初轧机工作辊液压压下系统,钢板轧机的轧辊的位置偏差进行反馈纠正,通过这套伺服控制系统,可以精确控制轧机轧制钢板的厚度.本文主要分析了AGC系统国内外发展现状和存在的问题,进行方案设计,原理分析,参数设计,液压元器件选择,还对系统安装维护做出分析,针对已有的设计存在的问题进行创新改善,保证在轧机在轧制过程中控制.关键词冷轧机液压AGC 油箱The design system for the1450 five stand cold rolling mill hydraulic AGC control system for steel mill roll position feedback error correction is a servo control system. Mill at home and abroad are introduced the development of hydraulic AGC control of the state and development trends and existing problems. The design principles include system design, component selection, Manifold Design, valve assembly design, tank design and pump station design, the spirit of reasonable co-exist with a certain margin to ensure the process requirements, the principles of the design cost of the system . Through this servo control system can precisely control the thickness of steel plate rolling mill.Keywords Cold Rolling MillHydraulic AGCPumping Station图1-1 AGC 控制方式简图 1 绪论1.1 冶金AGC 系统在国内外发展现状及存在的问题1.1.1 AGC 概述AGC (Automation Gauge Control ),即为厚度自动控制.厚度是板带钢最主要的尺寸之一,随着技术的进步,厚度自动控制已成为现代化板带钢生产中不可缺少的重要组成部分.厚度自动控制(AGC-Automation Gauge Control )的基本方式是通过测厚仪或者其他传感器对带钢的实际轧出厚度进行连续测量,根据实测值与给定值相比较得到的偏差信号,借助各种测量装置调整压下量、张力或压下速度,将轧机出口厚度控制在允许的偏差范围内.其基本方式就是通过测厚仪或者其他传感器对带钢的实际轧出厚度进行连续测量,根据实测值与给定值相比较得到的偏差信号,借助各种测量装置调整压下量、张力或压下速度,将轧机出口厚度控制在允许的偏差范围内.1.1.2AGC 控制的发展情况 近30年来,国外轧机的装备水平发展很快.在冷带轧机上广发利用液压压下、液压弯辊、厚度自动控制、板形控制和计算机控制等技术、在新技术运用方面均已采用液压AGC 系统与计算机控制相结合的DCS ,装设了测量精度高的三测仪表(测厚、测压、测张),且装设了板形检测装置.而国内轧机设备还比较落后,特别是自动控制系统.即使60年代中期从日本、美国等引进的当时属于较先进的单机架轧机,由于当时技术水平的限制,多数未达到设计目标,面临着改造.在采用新技术方面,部分设备采用了液压压下,少数设备将原有的机液伺服改成了电液伺服系统,并装设了AGC 系统,安装了三测仪表,实现了张力闭环控制,但是精度不高.面对国内轧机的这种情况及资金短缺的实情,在吸收国外AGC 先进控制的基础上,开发实用性、高精度自控系统装备现有的设备,能使我国钢铁冷轧设备的控制水平进一步提高.由于轧机自动化水平及对板带材的质量要求越来越高,对轧机执行机构及控制系统性能的要求也越来越高.目前,液压技术的应用程度和水平,已成为冶金设备技术水平高低的一项衡量指标.其中液压AGC(Automatic Gauge Control)系统是所有冶金设备中液压技术应用的典型代表,是现代化轧机设备的核心技术.液压AGC系统运行状态的好坏,直接决定了轧机的工作可靠性.长期以来,由于机械设备水平的整体差距,我国的轧机设备主要依赖进口,在技术特别是核心技术方面受到限制.虽然近年来在先进技术的应用方面有重大突破,但仍局限在单机应用的水平.因此,开展液压AGC系统故障诊断技术的研究不仅对提高轧机设备的生产率、提高设备的维护管理水平具有重要意义,同时也对提高国产轧机设备的应用水平具有重要的社会意义.1.1.3AGC控制的发展趋势在连轧工艺发展过程中,轧制过程模型研究一直为钢铁研究企业所重视,由于轧制内部机理十分复杂,目前对数学模型研究多集中在轧机体系模型,分析轧制过程中某一因素对厚度的影响,如张力、轧辊变形等,所建的模型缺乏全面、完整性.因此,建立一个全面、完整、正确的机电一体化轧制模型,进行轧机体系在轧制过程中的实时动态研究是目前的发展趋势.采用智能控制技术(如神经网络)提高自适应学习的精度.模型计算过程中考虑单元细化,如有限元方法和有限元思想的使用.在控制策略的研究方向,基于反馈控制理论,控制模型出现了两个研究方向.一是复合控制,即在常规PID控制的基础上,加入前馈、压力、秒流量等控制策略.这种方法在轧钢工业中得到广泛应用,效果良好;二是利用被控对象建模的新方法(如人工神经网络)、自适应控制、预测控制、优化控制的新算法,构造单环反馈系统,由于这些算法在理论推到研究上有许多假设条件,与实际有很大差距,随着算法的进一步改进,这个方向无疑有很大的发展前景.1.1.4AGC控制存在的问题虽然AGC在各个方面都有了不同程度的发展,但是,由于各方面因素的限制以及AGC控制方式很多,各种AGC复合体统往往相互关联,相互影响,实际上存在最优组合方案.存在的问题和带来的难点主要有:1) 建立真实反映被控对象内在本质的数学模型比较复杂.冷轧机阀控液压系统是一个多变量、非线性、强耦合、参数时变的且带有随机干扰的不确定系统.目前轧机系统的模型都用二阶惯性环节简化代替,由此利用经典的控制方法设计的控制器很难进一步提高厚度控制的精度,难以适应轧制工艺.2) 对于闭环系统而言,系统设定值的精度难以保证,从而限制了AGC的控制精度.3) 影响出口厚度波动的因素很多.4) 测厚仪的安装位置,导致了检测到的出口厚度在反馈控制上的滞后.2 方案论述及确定2.1液压压下装置的特点随着工业的发展,带钢的轧制速度不断提高,产品的尺寸精度日趋严格.特别是采用厚度自动控制(AGC)系统以后,电动压下装置已远远不能满足工艺要求.目前,新建的冷连轧机组生产线几乎全部采用液压压下装置,热带钢连轧机精轧机组最后一架轧机也往往装有液压压下装置.所谓全液压压下装置,就是取消了电动压下装置,其辊缝的调整均由带位移传感器的液压缸来完成.与电动压下装置比较,全液压压下装置有以下特点:1.快速响应性好,调整精度高;2.过载保护简单可靠;3.采用液压缸压下可以根据需要改变轧机当量刚度,轧机实现从“恒辊缝”;4.到“恒压力”轧制,以适应各种轧制及操作情况;5.较机械传动效率高;6.便于快速换辊,提高轧机作业率.2.2方案论证及确定经过小组讨论,针对该设计要求的工序动作,拟定以下三种方案:第一种方案原理分析:该系统采用双变量液压泵作为油源,一台工作,一台备用,这样可以减少故障带来的经济损失,采用伺服变量泵可以调节流量,来控制系统运行速度,达到调速的目的,在控制油路上采用三位四通电磁伺服阀来进行调平,当系统出现倾斜时,位移传感器和压力传感器反馈信息,控制伺服阀调整进油,以保持两个液压缸同步,该系统将冷却油路设在系统回油路上,不需要另外的液压泵进行循环,这样减少了液压站投资.该系统结构紧凑,既能达到调速的目的,又能实现双缸同步运行.图2-1 方案一第二种方案原理分析:辅泵有三个作用:给主泵柱塞泵供油以延长主泵工作寿命、给执行元件液压缸有杆腔产生被压、使多余流量通过溢流阀形成冷却循环;主泵定为恒压变量泵,保证阀台伺服阀的工作稳定性;主泵出口的电磁溢流阀做安全阀用,蓄能器作为辅助动力源,两个温度控制器的作用是保证冷却器和加热器使用时的适当温度.该系统冷却回路单独使用液压泵进行循环,这样减少了系统回路的压力损失,在总油路上有一个较大的蓄能器进行保压蓄能,在两个液压缸的压下油路上没有进行保压,不能及时补充压下压力.:图2-2 方案二第三种方案原理分析:该系统使用定量泵进行供油,使用伺服阀进行变换油路,而且该系统使用的是单作用缸,需要另外使用平衡缸,该系统也没有调速回路,不能实现变速,也没有保压蓄能设备,不能及时补充系统压力.图2-3 方案三综合分析以上三种方案的优缺点,第一种方案经济,结构紧凑,又能达到设计需求的动作,故选择第一种方案.3液压系统主要参数计算及元件选择3.1 初选系统工作压力根据各种机械常用的系统工作压力数据,由表3-1,初定系统工作压力Ps=10Mpa表3-1 各种机械常用的系统工作压力图3.2 液压缸尺寸计算及选择3.2.1缸尺寸的确定前面初选系统压力Ps=10Mpa 已知:总轧制力Fmax=2.6MN 则液压缸最压下力 Fmax1 = 1.3MN 液压缸压下速度Vc=15mm/s 液压缸最大行程S=150mm 1)活塞直径D 的确定mKP F D S 441.01085.014.33.1440=⨯⨯⨯==π (3-1)取D=500mm其中K 为负荷系数,取K=0.85 2)确定活塞杆直径d因为取d 与Do 的比值大于0.6 所以d =0.7Do得出d=0.7⨯500=350mm3.2.2 负载压力的计算轧辊直径mm d 5001= 支承辊直径mm d 9002=tm 21.28.7101450)10500(43231=⨯⨯⨯⨯⨯=--πtm 19.78.7101450)10900(43232=⨯⨯⨯⨯⨯=--πN g m m F 4213104.9)(⨯=⨯+=B P 为系统背压,根据参考,估计MP P B 5.0=51.0222=-=D d D c (3-2)Jg η液压缸的机械效率,取92.0=J g η表3-2 各工况负载压力3.2.3系统流量计算表3-3系统流量3.3液压缸主要尺寸确定1)液压缸的最大行程L=150mm 2)最小导向长度最小导向长度H 是指活塞杆全部伸出时,从活塞宽度的中点到导向套滑动面中点的距离.mm D L 26025002150220H max =+=+≥取H=350mm (3-3) 活塞宽度B 根据液压缸工作压力和密封方式确定,一般取B=(0.6~1)D 所以 300mm 5000.60.6D B =⨯== 3)缸筒壁厚计算[]σδ2P max D≥(3-4)405.1227.85.15.1P max =⨯==P MP (P 取最大工作压力)缸体选用45热轧无缝钢管,调质处理,屈服强度MP 353s =σ 取安全系数n=5 材料的许用应力为[]MP n s 25.884/353/===σσ[]mm D 14.3525.882500405.122P max =⨯⨯=≥σδ考虑一定的刚度取mm 40=δ ,缸的外径mm D D 58040250021=⨯+=+=δ 4)缸筒底部厚度底部设计为平面[]mm P D17.8125.8827.85.1500433.0433.0max =⨯⨯⨯==σδ取mm 85=δ5)导向套滑动面长度导向套滑动面长度,80mm D ≥时,取 1)d ~(0.6A = 所以 210mm 3500.60.6d A =⨯==为保证最小导向长度,不宜过分的增大导向套长度和活塞宽度,最好的办法是在导向套与活塞之间加装一个隔离套K ,其长度mm 95300)/2(210-350B)/2(A -H C =+=+= (3-5)3.4 液压缸强度和稳定性计算:3.4.1缸筒壁厚的校核由《机械设计手册》公式23.6—22 ,[]δδ2y DP ≥[]δ—缸体材料许用应力,取[]δ=120(MPa ),Py - 实验压力,取Py =1.25P 则,[]mmmm x x DP 10593.75120225.1209002y <=⨯=δ由于δ=105mm >102.5mm,故缸筒壁厚符合要求.3.4.2活塞杆稳定性验算因为活塞杆在工作时承受很大的压力,所以当活塞杆计算长度L 与活塞杆直径D 之比大于10时,则应该校核活塞杆的稳定性.活塞杆计算长度就是就是在它全部伸出时活塞杆端支点与缸安装点之间的距离,本液压缸计算长度L=0.45m ,因为L/D=0.45/0.5<10,故不作活塞杆稳定性校核.3.5 液压泵和电动机的选择3.5.1选择液压泵(1)计算液压泵的最高工作压力.快速上行时工作压力最大,估取沿程压力损失MP p 5.01=∆∑MP p p p b 77.85.027.81=+=∑∆+= (3-6)(2)计算液压泵的流量,根据前面的流量计算结果,并取系统泄漏修正因数K=1.1快速上行需泵流量min 14.23395.2111.11'L Kq q b=⨯==慢速上行需泵流量min 26.1946.1761.12''L Kq q b =⨯==慢速下行需泵流量min 96.184147.1681.13'''L Kq q b=⨯==(3)选择液压泵的规格根据压力和流量值,查相关液压元件产品目录,选取变量柱塞泵,排量为r mL V b 250=,容积效率为0.95,额定压力为32MP ,额定转速为min 1000r n =型号为250CCY14-1B ,变量方式为伺服控制,生产厂家:启东高压泵厂.图3-1 液压泵则:泵的实际流量min 5.237100095.0102503L n V q bv b b =⨯⨯⨯==-η (3-7)3.5.2选择电动机按液压泵最大功率确定电机功率.从前面的压力计算图可知,快速上行时,液压缸压力最大.此时液压泵的压力为MP p p p b 77.85.027.81=+=∑∆+= (3-8)流量为min 5.237100095.0102503L n V q bv b b =⨯⨯⨯==-η (3-9)则电动机功率KWW q p P b b b b 57.388.38571609.0105.2371077.8)(36max ≈=⨯⨯⨯⨯==-η (3-10)选用功率为45KW ,转速为min 980r ,型号为Y250M 的电动机.3.6 液压辅助元器件选择3.6.1过滤器选择1)过滤器一般由滤芯和壳体组成由滤芯上无数微小间隙和小孔组成通流面积.当混入液压介质的污染物粒子的尺寸大于微小间隙活小孔时,杂质被阻隔分离出来.过滤器按精度分可分为粗过滤器和精过滤器两种;按过滤方式分为表面性过滤器、深度性过滤器和中间型过滤器三种;按滤芯的结构分为网式过滤器、线隙式过滤器、纸式过滤器、磁性过滤器、烧结式过滤器、不锈钢纤维式过滤器和合成树脂过滤器.选择过滤器时,应考虑以下几方面:(1) 根据使用目的选择过滤器的类型,根据安装位置情况选择过滤器的安装形式.(2) 过滤器应有足够大得通油能力,并且压力损失要小.(3) 过滤精度应满足液压系统或元件的所需清洁度要求.(4) 滤芯使用的滤材应满足所使用工作介质的要求,并且有足够的强度.(5) 过滤器的强度及压力损失是选择是需要重点考虑的因素,安装过滤气候会对系统造成局部压降或产生背压.(6) 滤芯的更换及清洗要方便.(7) 应根据系统的需要选择合适的滤芯保护附件.(8) 结构应尽量简单、紧凑、安装形式合理.2)辅泵出口过滤器的选择选用过滤器为泵出口过滤器,型号号 ZUH-63 10S,数量:1,过滤精度为μ10.为精过滤器.3)回油过滤器的选择选用过滤器为油箱回油过滤器,为油箱内置回油过滤器,型号号 XU-63 50S,数量:2,过滤精度为μ50.3.6.2蓄能器的选择1)蓄能器压力的选择蓄能器是液压系统中一种能量储存装置,它存储多余的压力油液,并在需要时放出来供给系统,补充系统流量和压力.蓄能器的种类很多,分为重力式、弹簧式和充气式.常用的是充气式,它又分为活塞式,气囊式和隔膜式三种.选择蓄能器应考虑以下因素:工作压力及耐压性;公称容积及允许吸(排)流量或气体容积;允许使用的工作介质及介质温度等等.其次还要考虑到蓄能器的重量级占用的空间问题;价格、质量及使用寿命;安装维修的方便.蓄能器为压力容器,必须有生产许可证才能生产,所以,一般不能自行设计,制造蓄能器,应选图3-2蓄能器择专业厂家的产品.本系统中选用气囊式蓄能器.2)蓄能器容积的选择气囊式蓄能器惯性小,反应灵敏,结构紧凑,质量轻,充气方便,一次充气后能长时间的保存气体,在液压系统中应用广泛.估算系统压力,选取管路中蓄能器型号,NXQ1-L4,公称容积4L,公称通径32mm,公称压力31.5MP,生产厂家:上海东方液压件产泵站的蓄能器作用是:做辅助动力源,根据经验选用>20L所以,主泵出口处选择型号:NXQ1-L25,公称容积25L,公称通径40mm,公称压力31.5MP,生产厂家:南京锅炉厂.3.6.3其他元器件根据在系统中各阀的最大工作压力和流量选择液压阀.选出的液压阀如下表:表3-4 液压系统各元件一览表图3-3蓄能器3.7油箱尺寸计算3.7.1油箱容量的经验公式b q V β= (3-11)式中,b q —— 液压泵的额定流量a —— 与系统压力有关的经验系数, 低压取2~4,中压取5~7,高压取8~10 取L q Vb 16252505.65.6=⨯==油箱主要设计参数如图所示.选取油箱长b 、宽a 、高h 之比为2:1:1,则 V=abh得a=1175mm ,b=1175mm ,h=1175mmL V 162211753==油箱容量应能保证液压系统工作时,其最低油面高于滤油器上端200mm 以上,以防止泵吸入空气.液压系统停止工作时,其最高液面不得超过油箱高度的80%.而当液压系统中的油液全部返回油箱时,油液不能溢出油箱外.3.7.2油箱结构的设计1)过滤器的设置油箱的回油口一般都设置系统所要求的过滤精度的回油滤油器,以保持返回油箱的油液具有允许的污染等级.油箱的排油口(即泵的吸油口)为了防止意外落入油箱中的污染物,有时也装设吸油网式过滤器.由于这种过滤器侵入油箱深处,不好清理,因此,即使设置,过滤网目也是很低的,一般为60目以下.本油箱选择的是XU-63 50S ,数量:2 2)设置油箱的主要油口油箱的排油口与回油口之间的距离尽可能远些,管口应插入最低油面之下,以免发生吸空和回油冲溅产生气泡.泵的吸油管所装过滤器的下端距油箱底面距离不小于20mm.回油管管口应插入最低油面以下,离油箱底面距离应大于管径的2~3倍.吸油管和回油管管口宜切成45度斜口,以增大液流面积.3)油箱隔板布置隔板将吸油、回油管路隔开,防止回油被直接吸走,油流中的气泡与杂质分离和沉淀.隔板的高度为油面高度的2/3~3/4.本设计的隔板为整体式,底部有过油孔.4)在开式油箱上部的通气孔上必须配置空气滤清器.兼作注油口的作用.油箱的注油口一般不从油桶中将油液直接注入油箱,而是经过过滤车从注油口注入,这样可以保证注入油箱中的油液具有一定的污染等级.5)放油孔的安装.放油口要设置在油箱的底部最低位置,使患有换油时油液和污物能顺利地从放油孔流出.在设计油箱,从结构上应考虑清洗换油的方便,设置清油孔,以便于油箱内沉淀物的定期清理.该油箱的放油孔根据要求设置在油箱的底部,直接焊接管接头连接截止阀.1—吸油管 2—过滤器 3—空气过滤器 4—回油管5—盖板 6—液位指示器 7.9—隔板 8—放油管3.7液压压下系统性能验算1) 进油路:沿程压力损失: 主要是液压缸推动下刀架在实施剪切时进油路中的压力损失.本系统压力较高,故选用L-HL32液压油,其密度 为890kg/m 3,200C 时的运动粘图3-3 1—吸油管 2—过滤器 3—空气过滤器 4—回油管 5—盖板 6—液位指示器 7、9—隔板 8—放油管度为s m 24100.1-⨯,油路中流量为泵的流量为250L/min ,管路直径d=30mm ,进、回油路管长约20m. 流量:250L/min 流速:≈⨯⨯⨯⨯==-6003.010*******21ππd q v 5.9m/s (3-12) 雷诺数:41013.00.95-⨯⨯==νvdR e =1770<2320 ,属层流 沿程阻力因数:λ=75/=75/1770=0.042 (3-13)沿程压力损失 MP v d l p 433.02109.589003.020042.026221=⨯⨯⨯⨯==∆-ρλ局部压力损失:进油路经过两个三位四通换向阀,两个个三位四通伺服阀阀,一个单向阀MP P e 1.03=∆,7个直角弯头ζ=1.1227)()(2)(22313221221111v q q p q q p q q p p e e e e e e r ρζ+∆+∆+∆=∆ (3-14) 21089012.17)1200250(1.02)80250(2.02)80250(2.06222-⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯==7.8MP2) 回油路沿程压力损失: 流量:min 5.12725051.012L cq q =⨯== 流速:≈⨯⨯⨯⨯==-6003.0105.127442321ππd q v 3.008m/s (3-15) 雷诺数:41013.003.008-⨯⨯==νvdR e =902.4<2320 ,属层流 沿程阻力因数:λ=75/=75/902.4=0.083沿程压力损失 MP v d l p 2228.0210008.389003.020083.026221=⨯⨯⨯⨯==∆-ρλ局部压力损失:进油路经过两个三位四通换向阀,5个直角弯头ζ=1.1225)(2221212v q q p p e e r ρζ+∆=∆ (3-16)MP 02.121089012.152)805.127(2.062=⨯⨯⨯+⨯⨯=- 进回油路总压力损失:进油路:=8.233MPa回油路:=1.2428MPa4 液压压下系统的安装与维护4.1液压压下系统的安装液压系统安装质量的好坏是关系到液压系统能否可靠工作的关键.必须科学、正常、合理地完成安装过程中的每个环节,才能使液压系统能够正常运行;充分发挥其效能.1. 安装前的准备工作1)明确安装现场施工程序及施工进度方案.2)熟悉安装图样,掌握设备分布及设备基础情况.3)落实好安装所需人员、机械、物资材料的准备工作.4)做好液压设备的现场交货验收工作,根据设备清单进行验收.通过验收掌握设备名称、数量、随机备件、外观质量等情况,发现问题及时处理.5)根据设计图纸对设备基础和预埋件进行曲检查,对液压设备地脚尺寸进行复核,对不符合要求的地方进行处理,防止影响施工进度.2 .液压设备的就位1)液压设备应根据平面布置图对号吊装就位,大型成套液压设备,应由里向外依次进行吊装.2)根据平面布置图测量调整设备安装中心线及标高点,可通过调整安装螺栓旁的垫板达到将设备调平找正,达到图纸要求.3)由于设备基础相关尺寸存在误差,需在设备就位后进行微调,保证泵吸油管处于水平、正直对接状态,4)油箱放油口及各装置集油盘放污口应在设备微调时给予考虑,应是设备水平状态时的最低点.5)应对安装好的设备做适当防护,防止现场脏物污染系统.6)设备就位调整完成后,一般需对设备底座下面进行混凝土浇灌,即二次灌浆.4.2 液压压下系统的维护加油时液压油必须过滤加注,加油工具应可靠清洁.不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器.加油人员应使用干净的手套和工作服,以防固体杂质和纤维杂质掉入油中.保养时拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位,造成系统油道暴露时要避开扬尘,拆卸部位要先彻底清洁后才能打开.如拆卸液压油箱加油盖时,先除去油箱盖四周的泥土,拧松油箱盖后,清除残留在接合部位的杂物(不能用水冲洗以免水渗入油箱),确认清洁后才能打开油箱盖.如需使用擦拭材料和铁锤时,应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤.液压元件、液压胶管要认真清洗,用高压风吹干后组装.选用包装完好的正品滤芯(内包装损坏,虽然滤芯完好,也可能不洁).换油时同时清洗滤清器,安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物.参考文献[1].邹家祥,轧钢机械,北京,冶金工业出版社 2005[2].朱新才等,液压传动【M】,重庆,重庆大学出版社 2009[3].金兆光,冷轧机压下油缸的设计,北京,化学工业出版社 1998[4].机械设计手册缩委会,机械设计手册(单行本),液压传动与控制【M】,北京,机械工业出版社 2007[5].成大先,机械设计手册,北京,化学工业出版社 2006[6].张利平,液压控制系统及设计,北京,化学工业出版社 2006[7].朱新才,液压传动与气压传动,北京,冶金毕业出版社 2009[8].陆望龙,典型液压元器件结构600例,北京,化学工业出版社 2008[9].陈晶,液压缸,北京,化学工业出版社 2009。
轧钢机压下装置的分类和设计方法
轧钢机压下装置的分类和设计方法工程论文2009-07-16 15:54:53 阅读418 评论0 字号:大中小订阅压下装置的设计与计算一、概述轧机的压下装置是轧机的重要结构之一,用于调整辊缝,也称辊缝调整装置,其结构设计的好坏,直接关系着轧件的产量与质量。
压下装置按传动方式可分为手动压下、电动压下和液压压下,手动压下装置一般多用于不经常进行调节、轧件精度要求不严格、以及轧制速度要求不高的中、小型型钢、线材和小型热轧板带轧机上。
电动压下装置适用于板坯轧机、中厚板轧机等要求辊缝调整范围大、压下速度快的情况,主要由压下螺丝、螺母及其传动机构组成。
在中厚板轧机中,工作时要求轧辊快速、大行程、频繁的调整,这就要求压下装置采用惯性小的传动系统,以便频繁的启动、制动,且有较高的传动效率和工作可靠性。
这种快速电动压下装置轧机不能带钢压下,压下电机的功率一般是按空载压下考虑选用,所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、“坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故,这时上辊不能动,轧机无法正常工作,压下电动机无法提起压下螺丝,为了克服这种卡钢事故,必须增设一套专用的回松机构。
电动压下装置的主要缺点之一是运动部分的惯性大,因而在辊缝调节过程中反应慢、精度低,对现代化的高速度、高精度轧机已不适应,提高压下装置响应速度的主要途径是减少其惯性,而用液压控制可以收到这样的效果。
液压压下装置,就是取消了传统的电动压下机构,其辊缝的调节均由液压缸来完成。
在这一装置中,除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外,还包括检测仪表及运算控制系统。
全液压压下装置有以下优点:1. 惯性小、动作快,灵敏度高,因此可以得到高精度的板带材,其厚度偏差可以控制到小于成品厚度的1%,而且缩短了板带材的超差部分长度,提高了轧材的成品率,节约金属,提高了产品质量,并降低了成本;2. 结构紧凑,降低了机座的总高度,减少了厂房的投资,同时由于采用液压系统,使传动效率大大提高;3. 采用液压系统可以使卡钢迅速脱开,这样有利于处理卡钢事故,避免了轧件对轧辊的刮伤、烧伤,再启动时为空载启动,降低了主电机启动电流,并有利于油膜轴承工作;4. 可以实现轧辊迅速提升,便于快速换辊,提高了轧机的有效作业率,增加了轧机的产量。
HT系列短应力轧机的平衡系统与压下系统的计算
F = Gx k
Nr - 上辊平衡单元的弹力, 单位N F 一…. 拉杆预拉力, 单位N n . …一拉杆数量 m…一 . 不 平 衡 系 数 G…一. 辊系重力 , 单位N k - ……预紧系数 所 以N, = 3 1 2 0 0 N
等组成 。 上下 辊 系 与 机 架 通 过 四组 拉 杆 装 配 串在 一起 , 压 下装 置 安 装 在 四根
拉 杆 的端 部 。
拉 杆 装 配 是 由拉 杆 、 铜螺母、 副螺母 、 辊系平衡 单元、 球面垫 、 铜套等组 成 。辊系平衡单元是一种有弹性的装置, 使铜螺母与副螺母有一 定的斥 力, 消除螺母与拉杆支架 的螺纹 间隙。通过辊系平衡单 元、 铜螺母 、 副螺母 、 拉
产 生预拉作用 , 所 以平衡单元产 生的弹力必须大于辊系 自 身 的重力 。 拉杆的 预 拉力最 好是辊系重力的0 . 3  ̄ 0 . 4 倍, 所 以预 紧系数取0 . 3 , 辊系的重量 由4 组 拉杆 的平衡单元承担, 辊系分为传动侧与操作侧, 操作侧 的重量 比传动侧要 重, 取不平衡系数为1 . 2 , 所 以上辊平衡 单元的弹力应为
所 以取上辊系的平衡系统的平衡单元 的弹力为N。 = 3 1 2 0 0 N 。 下辊平衡系统的平衡单元的弹力为N ̄ = 9 6 0 0 N。 三、 压下 系统 的计算 平轧机与立轧机相 比较而言, 平轧的压下系统的受力稍微大一点 , 现就 以平轧为例来计算压下系统的传动能力 。 当压下系统工作时有 以下几种阻力 : 上辊平衡系统的铜螺母、 副螺母与 拉杆之间产 生的摩擦力矩M ; 下辊平衡 系统的铜螺母 、 副螺母与拉杆 之间 产生 的摩擦力矩M2 ; 当辊缝调整时, 总有上辊或下辊其 中一个 被提 升, 对辊 系的提升力而产生的力矩M3 ; 上下辊系的 自身重量全都通 过铜套 支撑 在机 架上, 当辊缝调整时拉杆与铜套之 间产生摩擦力矩M 。
梅钢1420mm冷轧机液压压下系统的设计计算
D esign of the H ydraulic Scr ew D ow n System of the 1 420 mm C old R ollingM ill in M eishan S teel
1 压下油缸的设计计算
压下油缸的设计主要是油缸的尺寸和行程、 以及油缸的稳定性计算。 1. 1 设计条件和前提
梅钢 1 420 mm冷连轧机压下油缸的主要设
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宝钢技术
2010年第 6期
计条件和前提有: 产品大纲中要求的最大轧制 力; ! 与轧机弯辊、窜动系统合并考虑后的液压系 统压力; 与轧机牌坊、支撑辊轴承座合并考虑后 的外形尺寸和安装要求; # 与轧辊工作尺寸变化 相匹配的油缸工作行程。 1. 2 已知基本参数
单个压下缸最大轧制力 F 为 9MN, 最大工作 压力 P 为 26 MPa, 背压 P L为 7 MPa。
工作辊辊径范围为 0. 435~ 0. 385 m, 中间辊 辊径范围为 0. 490~ 0. 440 m, 支撑辊辊径范围为 1. 300~ 1. 150 m, 轧制 线上 方换 辊辊 缝累计 为 0. 05 m。 1. 3 压下缸的设计计算 1. 3. 1 压下缸行程的确定
S > ( 1. 300- 1. 150) /2+ ( 0. 435- 0. 385) + ( 0. 490 - 0. 440) + 0. 050 = 0. 225
取压下缸行程为 0. 235 m, 考虑到油缸稳定 性和牌坊高度, 采用了油缸与推拉垫块相结合的 形式, 即油缸行程选 0. 135m, 与厚度 0. 100 m的推 拉垫块组合使用, 在轧辊组直径变化小于 0. 075 m 时, 只使 用压下油 缸, 此 时工作 行程为 0. 050 ~ 0. 125 m; 当 轧辊组 直径变化 大于等于 0. 075 m 时, 将推 拉 垫块 投 入, 此 时 压 下 缸 工作 行 程 为 0. 025~ 0. 125 m。 1. 3. 2 压下缸尺寸的确定 1. 3. 2. 1 活塞直径 D 的确定
二辊轧机力能参数计算-分享
二、轧制压力计算根据原料尺寸、产品要求及轧制条件,轧制压力计算采用斯通公式。
详细计算按如下步骤进行。
1、轧制力计算:首先要设定如下参数作为设计计算原始数据:1.1轧制产品计算选用SPCC ,SPCC 常温状态屈服强度MPa S 200=σ; 1.2成品最大带宽,B=1000mm ;1.3轧制速度,m in /12m in/20m m v MAX 常轧制速度(鉴于人工喂料),正=; 1.4轧辊直径g D ;αcos 1-∆≥hD g轧制时的单道次压下量-∆h ;;数咬入角,取决于摩擦系b μα-;取用煤油作为润滑剂,则轧制摩擦系数,轧制采06.0=-b b μμ ︒=<433.3b actg μα代入数据计算得 35.1=∆h 则mm hD g 17.793cos 1=-∆≥α05.1=∆h 则mm hD g 585cos 1=-∆≥α 2.1=∆h 则mm hD g 705cos 1=-∆≥α取mm D g 860~810= 初定轧辊直径:mm D g 860=2、根据来料厚度尺寸数据,选择最典型的一组进行轧制压力计算,初步道次分配见下表:3、轧制压力计算3.1、第1道次轧制压力计算 3.1.1、咬入条件校核︒=⨯∆=∂2878.3180πR h ,即满足咬入条件 3.1.2、变形区长度lmm h R l 7945.21=∆⨯=3.1.3、平均压下率ε106.04.0εεε⨯+⨯=00=ε 83.201=ε%则,%5.126.04.010=⨯+⨯=εεε经第1道次轧制后材料的变形阻力:MPa S 7.3799.334.2256.01=⨯+=εσ3.1.4、求解轧辊弹性压扁后的接触弧长度l ' 依次求解Y 、Z ,最后得出接触弧长度l 'a-求解诺莫图中Ymh k C Y μσσ)2(210+-=N mm RC /909003=; MPa k S S 335)2(15.110=+=σσ力轧制时的前张力、后张、-10σσ,人工辅助咬入为无张力轧制,前后张力均为零;mm hH h m 375.52=+=代入以上各项数据,得Y=0.0415b-求解诺莫图总Z2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mhl Z μ,代入各项数据,得Z=0.105诺莫图由以上a 、b 两项根据诺莫图求交点,得X=0.34 则 mm h X l m84.22=⨯='μ3.1.5、平均单位轧制压力()()m k ee k p m XX m**1σσ-=--= 依次得出,187.134.0171.2134.0=-=-=X e m X m k p ⋅==395.57MPa3.1.6、轧制总压力Pt p l B P 6.90357.39584.2210001=⨯⨯=⨯'⨯=3.2、轧制总压P 的确定依次求解第2、3道次的轧制压力 按照初步道次分配表计算出结果如下:t P 13802= ;t P 16003=轧制压力呈逐步增大,轧制时难以保证轧件发生均匀变形,即压下规程设计不合理。
轧钢机下压机构设计 正文
1 引言轧机的压下装置是轧机的重要结构之一,用于调整辊缝,也称辊缝调整装置,其结构设计的好坏,直接关系着轧件的产量与质量。
压下装置按传动方式可分为手动压下、电动压下和液压压下,手动压下装置一般多用于不经常进行调节、轧件精度要求不严格、以及轧制速度要求不高的中、小型型钢、线材和小型热轧板带轧机上。
电动压下装置适用于板坯轧机、中厚板轧机等要求辊缝调整范围大、压下速度快的情况,主要由压下螺丝、螺母及其传动机构组成。
在中厚板轧机中,工作时要求轧辊快速、大行程、频繁的调整,这就要求压下装置采用惯性小的传动系统,以便频繁的启动、制动,且有较高的传动效率和工作可靠性。
这种快速电动压下装置轧机不能带钢压下,压下电机的功率一般是按空载压下考虑选用,所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、“坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故,这时上辊不能动,轧机无法正常工作,压下电动机无法提起压下螺丝,为了克服这种卡钢事故,必须增设一套专用的回松机构。
电动压下装置的主要缺点之一是运动部分的惯性大,因而在辊缝调节过程中反应慢、精度低,对现代化的高速度、高精度轧机已不适应,提高压下装置响应速度的主要途径是减少其惯性,而用液压控制可以收到这样的效果。
液压压下装置,就是取消了传统的电动压下机构,其辊缝的调节均由液压缸来完成。
在这一装置中,除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外,还包括检测仪表及运算控制系统。
全液压压下装置有以下优点:1、惯性小、动作快,灵敏度高,因此可以得到高精度的板带材,其厚度偏差可以控制到小于成品厚度的1%,而且缩短了板带材的超差部分长度,提高了轧材的成品率,节约金属,提高了产品质量,并降低了成本;2、结构紧凑,降低了机座的总高度,减少了厂房的投资,同时由于采用液压系统,使传动效率大大提高;3、采用液压系统可以使卡钢迅速脱开,这样有利于处理卡钢事故,避免了轧件对轧辊的刮伤、烧伤,再启动时为空载启动,降低了主电机启动电流,并有利于油膜轴承工作;4、可以实现轧辊迅速提升,便于快速换辊,提高了轧机的有效作业率,增加了轧机的产量。
950可逆式轧机结构设计说明书
目录引言 (5)第1章概述 (6)1.1 1轧钢机的发展 (6)1.2 1轧钢机类型及组成 (6)1.3轧钢机压下系统的发展 (6)1.3.1 万能式板坯初轧机迅速发展。
(6)1.3.2 向重型化发展。
(6)1.3.3 缩短轧机辅助机械工作时间。
(6)1.3.4 采用自动化控制。
(7)1.3.5 总结 (7)1.4φ950可逆式轧机主传动 (7)第2章总体设计方案 (8)2.1主传动 (8)2.2机架 (8)2.3轧辊 (8)2.4轧辊轴承 (8)2.5万向接轴 (8)2.6压下装置 (8)2.6.1 压下装置的作用: (8)2.6.2 快速压下装置工艺特点: (9)2.6.3 平衡装置 (9)第3章力能参数的计算 (10)3.1轧制力能参数 (10)3.1.1 轧制时接触弧上平均单位压力 (10)3.1.2 轧制力的计算 (12)3.1.3 轧制力矩的计算 (13)3.1.4 主电动机力矩 (15)3.2各道次轧件断面和当量长度 (17)3.3各道次轧制时间的确定 (18)3.4主电动机的选用 (19)3.4.1 选择电动机的原则: (19)3.4.2 根据过载条件选择电动机容量 (19)3.4.3 电动机的发热校核 (20)第4章零件的强度计算和校核 (23)4.1机架的设计 (23)4.1.1 机架的形式: (23)4.1.2 机架强度的计算 (23)4.1.3 机架应力的计算和校核 (27)4.2轧辊强度的校核 (28)4.2.1 轧件咬入条件的校核 (29)4.2.2 辊身、辊颈强度的校核 (30)4.3万向接轴的选用及校核 (32)4.3.1 开口式扁头受力分析和强度计算 (32)4.3.2 闭口式扁头受力分析和强度计算 (35)4.3.3 叉头受力分析和强度计算 (36)第5章轧钢机械的润滑 (37)5.1轧钢机械润滑的特点 (37)5.2润滑的方法 (37)5.3润滑的种类 (37)5.4Φ950可逆式轧机部件的润滑方式 (38)第6章压下装置的设计 (39)6.1压下螺丝的设计 (39)6.1.1 压下螺丝的计算 (39)6.1.2 压下螺丝的校核: (40)6.2压下螺母的设计 (40)6.2.1 压下螺母的计算 (41)6.2.2 压下螺母的校核 (41)6.3压下螺丝的传动力矩 (41)6.4压下电动机的选择 (43)6.5压下装置的耐磨校核 (44)6.6压下装置螺纹牙的强度校核 (44)6.7压下装置自锁的校核及松脱的措施 (45)结论 (46)附录A (48)表目录表3.1Ф950钢坯轧制图表(MM) (10)表3.2第一道次数据 (12)表3.3第二道次数据 (13)表3.4第三道次数据 (15)表3.5第五道次数据 (17)表3.6各道次轧件断面和当量长度(MM) (18)表3.7各道次轧制时间(S) (19)表5.1润滑方式 (38)图目录图3-1简单轧制时作用在轧辊上的力 (14)图3-2可逆运转电动机转速和力矩与时间的关系图 (20)图4-1矩形自由框架弯曲力矩图 (24)图4-2横梁简图 (25)图4-3立柱简图 (26)图4-4闭式机架中的应力图 (27)图4-5开始咬入(A)及咬入后(B)作用于轧件上的力 (29)图4-6轧辊的弯曲、扭转力矩图 (31)图4-7开口式扁头受力分析简图 (33)图4-8闭口式扁头受力简图 (35)图6-1压下螺丝受力平衡图 (42)引言Φ950可逆轧机的设计- 压下装置的设计是我毕业项目的内容。
中板轧机压下装置结构特点
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_ I— 一
C i aNe e h oo isa d P o u t hn w T c n lge n rd cs
高 新 技 术
中板 轧 机压下 装置 结构特 点
李 春 生
( 一重集 团大连设 计研 究院有限公司 , 辽宁 大连 16 0 ) 16 0
摘 要 : 的 压 下装置 是轧 机 的 重要 结构之 一 , 于调 整辊 缝 , 称 辊缝 调 整装 置 , 结构 设 计 的好 坏 , 轧机 用 也 其 直接 关 系着轧件 的产 量与 质 量 。简要介 绍 轧机压 下装 置的 几种 形式及 优 缺点
关键 词 : 辊缝 ; 下螺 丝 ; 下螺母 、 压 压 中图分 类 号 : 2 49 + U 6装 置按传 动方式 可分为手 动压下 、 电 科 学技 术的发展 ,液压压下板厚 自 控制系统 动 G1. 上支承辊平衡缸平衡件重量 1 即 G1 = 3 _ G + T G&_ G 1 G _ 2 4G + 1 + ( + O 将会愈来愈完善。 手动 压 下装 置一 般 多用 于不 经 常进行 调 某钢厂 20 中板轧机压下装置 , 80 由于轧制 G 2 工作 辊平衡 缸平衡 件重 量 1止 即 G1 = + + 6 2: G2 G G1 节、 轧件精度要求 不严格 、 以及轧制速度要 求不 范 围大 ,压下启动频繁 ,且要求辊缝 调整精度 高 的中 、小型 型钢 、线材和小型热轧板 带轧机 高 , 用了电动压下 自 采 动控制 ( P ) 压压下 A C 和液 G 3 全部 被平 衡件重 量 即 G 3G 1: 1= 1+ 1 2 上。 自动厚度控 制 ( G ) A C 相结合 的联 合压下 形式 。 Gl 电动压下装置适 用于板坯轧机 、中厚板轧 电动 A C用 于空载辊缝调 整 , P 在压下螺丝顶 部 2各平衡缸 出力情况 ( 缸处于伸 出状态 ) 机 等要 求辊缝调整范 围大 、 速度快 的情况 , 的辊缝仪 控制下 , 压下 可进行 高速度 、 高精度 的压下 2 . 1上支承辊 平衡缸 出力 F l Fl .5 =08  ̄ Kx G11 主要由压下螺丝 、 螺母及其传动机构组成 。 在中 辊缝设 定 ; 压压 下 A C用于带钢 自 液 G 动厚 度调 厚 板轧机 中 , 工作 时要求 轧辊 快速 、 大行程 、 频 节 , 可在轧制 过程 中 , 随着坯 料厚度 、 压力 轧制 注 :-z p4 衡压力 繁的调整 ,这就要求压下装 置采用惯性小 的传 以及成品厚度的变化 ,通过设在窗 口 底部 的测 S上支承辊平衡 缸内腔面积 - 动系统 , 以便频 繁的启 动 、 动 , 制 且有 较高 的传 压仪及相应的计算机程序控 制 ,随时对 轧辊辊 安全 系数 动效率 和工作 可靠性 。这种快速 电动压 下装置 缝进行微量校正 ,从而可 以保证板 厚偏 差控制 z 2上工作辊平衡缸 出力 F 2 轧机不能带钢 压下 ,压下电机的功率一般 是按 在公差规定的范围内 ,同时 由于采用液压 A C G F - x 8 x x = G1 2 . 0.5 P S Kx 2 4 空载压 下考 虑选用 , 以常常 由于操 作失误 、 所 压 可使卡钢迅速脱开 , 既节省 了时间 , 也避免 了轧 注 :_ P平衡压力 下量过 大等原 因产生卡钢 、 “ ”或压下螺丝 件对轧辊的刮伤 、 伤。 坐辊 烧 此种压下装 置在 目 国 前 s上工作辊平衡缸 内腔面积 _ 超 限提升 而发生压 下螺丝 无法退 回 的事故 , 这 内中板轧机中属先进水平行 列。 K 安全 系数 . 时上 辊不能动 , 轧机无法正 常工作 , 压下 电动机 此 钢 厂 20 8o中 板轧 机 压 下 装 置 由 两 台 2 . 3各个平衡缸总出力 无法提 起压下螺丝 , 了克服 这种卡钢事故 , 为 必 Z J 1T 2 K ,5/ 0d i直流电机通过联 F _ lF = 3 F + 2K总x 3 G1 Z88( 0 w5 0 00 m n 3 1 ) 须增设 一套专用 的回松机 构。电动压下装置 的 轴节 、L 220 D M -50电磁 离合器驱动 两台组合式 注: K总一 总安全系数 主要 缺点之一是运 动部分的惯性大 ,因而在辊 斜齿轮 蜗轮蜗杆减速机带动压下螺 丝上 、下移 3电机功率计算 缝调 节过程 中反应 慢 、 度低 , 现代化 的高速 动实现压下及辊缝调节 。压下螺母用压板 固定 精 对 条件 : 度 、 度轧机 已不适应 , 高压 下装置 响应 速 在机架 窗 口上部阶梯孔 内,在压下螺丝下 部下 高精 提 A只考虑被 平衡 件垂直力 , . 不计摩擦 ; 计算 度的主要途径 是减 少其惯性 ,而用液压控制 可 端有 带 凸球面的重 型止推轴 承 , 连同接油盘等 , 运动状态时 ,只考虑液压缸 和压 下螺纹副 之摩 以收到这样的效果 。 通过轴承盒下部直接与液压 A C缸接触, G 为防 擦力。 液压压下装置 ,就是取消 了传 统的电动压 止意外 串动 , 轴承盒与每个 A C 间设 有两个 G 缸 B . 缸平衡 总出力按 F , 液压 3 即总过平衡 系 下机构 , 其辊缝 的调节 均 由液压缸来完成。 在这 定位销 。 电磁离合器设在两台电机之间 , 用来完 数为 K总。 装置 中 ,除液压 缸以及与之配套 的伺 服阀和 成压下螺丝的同步调节或单 独调节 。 c . 液压缸 运 动时 , 尼系数 取 0 5 平衡 阻 .( 8 上 液压 系统外 , 括检测仪表及运算 控制系统 。 还包 压下装置用以按照压下规程调节辊缝开 口 升1 ZT ̄) 、 x 。 全液 压压下 装置有 以下优 点 : 小 、 作快 , 度 ,可在程序控制下 对不 同规格 的板材进行辊 惯性 动 D 基速 , 按 轧机压下时 计算 电机功率 。 灵敏度 高 , 因此可以得到高精度 的板带材 , 其厚 缝设定 。装在 蜗轮端 的主令控制器控制压下螺 3 . 1液压缸过平衡 阻力 度偏差 可以控制到小 于成 品厚 度的 1 而且缩 丝 的极 限行程 。 %, 在压下减速机轴端装有光码盘 , F 庐F308 x .- 3 + .5 12 G1 短 了板 带材的超差部分长 度 ,提高了轧材 的成 在压下螺丝顶部装 有辊缝仪 ,作为实现压下 速 注: o F作用在一对压下螺丝螺母之 间 品率 , 约金属 , 高 了产品质 量 , 降低 了成 度控制及液压 A C控制 的执行件。 节 提 并 G 此两件的供 3 作用在每个压下螺丝上静力矩( 2 压下时) 本 ; 紧凑 , 了机 座的 总高度 , 少 了厂 货 , 结构 降低 减 数据采集等由外商负责并纳入其控制系统 哗F d × F 房 的投资 , 由于采用液压 系统 , 同时 使传动效 率 中。 制动器安装 在电机 端部 , 其功能是锁住电机 其 中:p ̄纹中径 d- - 大大提高 ; 采用液压 系统可以使卡钢迅 速脱开 , 高速轴 , 进一步 防止压下螺丝 回松现象 。 . 摩 擦角 ‘ a t 2 P rg =c 这样 有利于处理 卡钢事故 ,避免 了轧件 对轧辊 压下 电机功 率计算如下 : r 螺纹 间摩擦系数 通常取 I-.  ̄-1 z 0 的刮伤 、 , 动时 为空载 启动 , 了主 烧伤 再启 降低 1基本数据 ( 非换辊状态 ) a螺纹升角 aa tS r ) - =r g/d c ( ̄ p 电机启动 电流 , 利于油膜轴承 工作 ; 以实 并有 可 G: I 支承辊光辊重量 s压下螺丝螺距 - 现轧辊迅速 提升 , 于 陕速换辊 , 了轧机 的 便 提高 G: 2 每个支承辊上随之转 动的油膜轴承 d一 压下螺丝端部球 面垫直径 有效作业率 , 加了轧机的产量。 增 零部件重量 r _ 止推轴承滚动摩擦系数 全液压压下也存在 一些缺点 :压下系统 复 G : 轴承重量 ( 3 油膜 —个辊上 ) 3 . 3单个 压下电机 功率初 定 杂, 工作条件要求 高 , 些元件 ( 有 如压力传感器 、 G: 4 上支承辊轴承座 重量( 操作侧 和传 动 本轧机为双 电机压下 , 中间设 电磁离 合器 、 位移传感器及 测厚仪等测量元 件 )和伺服 阀等 侧 ) 制动器 ,通过两 台联合压下减速机驱 动压下螺 制造精度要 求很 高 , 并要求在高温 、 高压及有 振 G. 5 上支承辊辊 系重量 丝。 动 条件下 ,工作 不应失灵或下 降测量精度 和控 即 G- + +4 5 GIG3 G 以基速压下时 , 初定电机功率 : 制灵 敏度 , 因此制造 困难 、 本高 , 成 维护 保养要 N= n9 5q M ̄/7 ' G: 6—套上工作辊重量 求很严格 , 以保证控制精度。 虽然液压压下相对 G: T轧机除鳞及导卫装置中移动件重量 其中: 于 电动压下还存在着一些 缺点 ,但是 由于 电动 G: 8一对压下螺丝及头部组件 r压下螺丝转数;— 卜 传动系统效率 压下 无法满足 目前正在发 展的高生产率 、高产 包括接油盘 、 止推轴承 、 球面垫 、 压下 4电机启 动计算 品 质
四辊轧机
四辊可逆式冷轧机的压下装置设计摘要压下系统是连轧机的关键设备之一,其设计制造水平直接影响成品的质量和生产企业的经济效益。
目前国内广泛应用的连轧管机组中大部分采用的是电动压下系统。
和电动压下相比,液压压下有其无可比拟的优势。
由于国内在这方面的研究起步较晚,只有宝钢、天津钢管公司等少数大型企业连轧机采用了液压压下系统。
液压压下系统代表了当今轧机组工艺设计和制造的最新发展水平,为了打破国外企业在这方面的技术垄断,提高我国连轧机组设计制造在国际上的竞争力,设计制造出国产采用液压压下系统的连轧机组是十分必要的,因此对连轧管机液压压下系统的研究具有重要的理论和实际意义。
本课题研究的主要内容是设计出一套用于连轧机的液压伺服压下系统,用来对连轧机轧辊的压下位置进行控制。
关键词:四辊可逆冷轧机;液压压下系统;液压缸ABSTRACTThe press down device is one of the key equipment of the tube mill,its design and manufacture level directly influences the end product quality of seamless steel pipe and the benefit of production enterprise.At present the electric screw down gear is mostly used in the tube rolling train that is widely applied in home.With electric screw down gear comparing,the hydraulic press down system has its incomparable superiority.Because the domestic studies on this aspect are late,only the tube mills from oversea that are adopted in the minority major corporations such as Bao Steel Corporation、Tianjin Steel pipe Company and So on useing the hydraulic press down system,which has represented now most recent development level of the technological design and manufacture of the tube rolling train.It is very necessary to design andmanufacture the homemade tube rolling train with hydraulic press down system,in order to break the monopoly of overseas enterprise and enhance our countrymanufacture the homemade tube rolling train with hydraulic press down system,in order to break the monopoly of overseas enterprise and enhance our country.KEY WORDS:draulic press down system;tube mill;Four-high reversing mill第一章 绪论1.1 液压控制系统1.1.1 液压控制系统概述液压系统是以电机提供动力基础,使用液压泵将机械能转化为压力,推动液压油。
中厚板轧机压下规程设计说明
中厚板轧机压下规程设计原料:200×1500×2500mm ,45#钢,T k =1150℃, 切边量=100~150mm 成品:20×2200mm轧机:双机架四辊可逆轧机,无立辊,D g =900mm ,D 支=1800mm ,L=2800mm ,P Z =5000t ,扭转力矩=2×172kn *m , W=2×4000KW设计及校核:1.轧制方法:切边量2.采用按经验分配压下量再进行校核及修订的设计方法:先按经验分配各道压下量,排出压下规程如表-1。
3.校核咬入能力:热轧钢板时最大咬入角一般为15°~22°,低速咬入时取为20°,则最大压下量△h max =900(1一cos20°) =53毫米。
故咬入不成问题(D 取900毫米)。
4.确定速度制度:为操作方便,采用梯形速度图。
根据经验资料取平均加速度a=40转/分/秒,平均减速度b=60转/分/秒。
由于咬入能力很富余,且咬入时速度高更有利于轴承油膜的形成,故采用稳定速度咬入。
对第1~4道,咬入速度等于抛出速度,n 1=n 2=20转/分;对5~9道取n 1=40转/分;对10~14道取n 1=60转/分,为了减少反转的时间,采用较低的抛出速度n 2=20转/分。
5.确定轧制延续时间:㈠、对1~4道,如图-1,取n 1=20=n 2,轧制周期时间t =t z h 十t 。
,其中t 。
为间隙时间,t zh 为纯轧时间,v 为t zh 时间的轧制速度,l +为在t zh 时间轧过的轧件长度,l 为该道轧后轧件长度,则:l BHL h =v = 160D n π米/秒t zh =图 1对第1道 v = 160D n π米/秒 = 3.149002060⨯⨯=0.942米/秒t zh =166795942+=1.87秒 计算各道次v 、t zh 列入表-1。
初轧机压下装置设计
初轧机压下装置设计周扬胜① 张荣滨(中冶赛迪工程技术股份有限公司 重庆400013)摘 要 电动压下装置是初轧机的重要组成部分,本文介绍了电动压下装置的结构,阐述了蜗杆减速机的选型计算及强度校核公式。
同时介绍了压下铜螺母的结构,分析其传动副的自锁问题。
电动压下装置采用APC自动控制,文中对APC控制的原理进行了分析。
最后给出了典型钢厂的压下装置的主要参数。
关键词 初轧机 压下 APC中图法分类号 TG156 TH1232.422 TH131 文献标识码 ADoi:10 3969/j issn 1001-1269 2023 05 006DesignofBreakdownMillScrew downDeviceZhouYangsheng ZhangRongbin(CISDIEngineeringCo.,Ltd.,Chongqing400013)ABSTRACT Theelectricscrew downdeviceisanimportantcomponentofthebreakdownmill.Thisarticleintroducesthestructureoftheelectricscrew downdeviceandprovidesthecalculationandstrengthcheckingformulaofwormreducer.Thestructureofthescrew downcoppernutisintroduced,andtheself lockingproblemofitstransmissionpairisanalyzed.Theelectricscrew downdeviceadoptsAPCautomaticcontrol,andtheprincipleofAPCcontrolisdescribedinthearticle.Finally,themainparametersofthescrew downdeviceinatypicalsteelmillaregiven.KEYWORDS Breakdownmill Screw down APC1 前言近年来在优特合金钢棒材生产线上,初轧机应用比较广泛。
轧制压力轧制力矩功率计算模型
轧制压⼒轧制⼒矩功率计算模型1.1.5轧制压⼒模型⼯程计算中经常采⽤如下简化的专⽤于孔型轧制的轧制压⼒公式计算轧制压⼒:Q F K P d m =(1.25)式中:m K ——平均变形抗⼒;d F ——接触投影⾯积;确定轧件与轧辊的接触⾯积,经常采⽤如下公式:⽤矩形-箱形孔,⽅-六⾓,六⾓-⽅,⽅-平椭圆,平椭圆-⽅以及矩形-平辊系统轧制时-+=1122101ηA B B H S (1.26)按⽅-椭轧制⽅案时 75.0)1(121-+=A H S ηξη(1.27)()++ -++ -++=213.009.011845.0375.01128.0)1(29.071.0221k k a a ηηηδξ按椭-椭,椭-圆,圆-椭,椭-⽴椭和⽴椭-椭轧制时-=1121ηξA H S (1.28)椭圆-圆 )1.01)(62.1(201K K a a --=δδξ(1.29)圆-椭圆 )4.01)(62.1(2101δδδξK K a a +-=(1.30)Q ——载荷系数,针对各种孔型轧制情况的Q 值回归模型为:W W Q /61.10771.0731.0++-=+=其中:10,F F 分别1.1.6轧制⼒矩及功率模型轧制⼒矩计算公式为:ψm z PL M =(1.31)式中:P ——轧制压⼒m L ——平均接触弧长度ψ——⼒臂系数⼒臂系数ψ也采⽤对各种孔型轧制情况的回归模型:W W /083.0108.0705.0+-=ψ(1.34)轧制功率是单位时间所做的功,即:tAN =(1.35)式中:A ——变形功,KJ ; t ——轧制时间,s 。
⼜由轧制所消耗的功与轧制⼒矩之间的关系为:VtAR t A AM ===ωθ(1.36)式中:θ——⾓度,rad ;ω——⾓速度,rad/s ; R ——轧辊半径,mm ; V ——轧辊线速度,m/s 。
得:ωM N =将上式⽤⼯程上常⽤的参数和质量单位表⽰为:Mn N 013.1=(KW )(1.37)式中 M ——轧制⼒矩,t·m ;n ——轧辊转速,r/m 。
4300mm厚板轧机液压AGC系统设计和计算
随着用户对厚板质量要求不断提高. 轧机液压压下控制系统的精 度也需要继续提高 作为消除来料厚差的重要手段 . 液压板厚 自动控 制( A G C ) 系统对 于提高板带材的成品精度起着至关重要 的作用 轧钢 机液压压下位置控制 系统 . 能够承受最大轧制负载 . 满钢机轧辊辊缝 调节最 大行程 . 提高压下系统的控制精度和 响应速 度 . 保证产品的 且 标厚度 、 同板差和异板差 本文将 结合某公司厚板生产线 的液压 A G C 系统, 介绍其组成和主要参数的计算及液压 系统 的设计。
2 AG C 液 压 伺 服 系统 确 定
2 . 1 系统参数要求 位置精度: 0 . 0 0 5 m m: 系统响应频率 : 2 O H z; 4 0 0 0 0 k N时 , 打开速 度: 2 0 m m / s . 车 L 制速度 : 1 5 mm / s 。 2 . 2 液压油缸参数 的确定及液压谐振频率核试验 由于受机架结 构影 响 . 并 考虑到可靠性和维护水平选定 油缸参 数。 油缸 的主要参数 : 直径 1 5 0 0 am, r 最大行程 1 5 0 mm, 实际工作行程 1 2 5 am: r 承受最大 轧制 力 : 4 5 0 0 T x 2 。偏摆 ≤0 . 5 m m; 位置滞环 ≤O . 0 0 1 1 1 1 / / 1 ; 启 动压力 ≤0 . 2 5 b a r ; 空 载下 , 当运行速度为 0 . 0 2 5 m n s 时, 无爬 行现象 ; 耐压值 4 0 0 b r: a 无泄漏现象。 位移 传感器 : 每 只油缸安装 2只 , 中央一 只 , 靠机 架外部 边缘一 只。 主要 目的 : 1 ) 检测油缸 的倾斜程度 , 调整油缸标零使用 ; 2 ) 2只油缸 轧钢 时均使用中间位移传感器 . 传感器的平均值用作位置 闭环 的反馈 值 。测量范 围: 0 ~ 1 5 0 m m: 位置分辨率 : 0 . 0 0 2 5 m m 。 压力传感器 : 油缸 腔装有 1 只。测量范围 : 0 ~ 3 5 0 b r; a 检测精度 : 最 大误差 ≤实测值的士 0 . 5 %
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轧机压下装置设计计算第一章绪论 (1)1.1选题背景及目的 (1)1.2轧钢生产在国民经济中的主要地位与作用 (1)1.3国内外轧钢机械的发展状况 (1)1.3.1粗轧机的发展 (2)1.3.2带钢热连轧机发展 (2)1.3.3线材轧机的发展 (3)1.3.4短应力线轧机 (3)1.4轧机压下装置的分类和特点 (5)1.4.1电动压下装置 (5)1.4.2手动压下装置 (6)1.4.3双压下装置 (6)1.4.4全液压压下装置 (8)1.5电动压下装置经常发生的事故及解决措施..................... 错误!未定义书签。
1.5.1压下螺丝的阻塞事故..................................................... 错误!未定义书签。
1.5.2压下螺丝的自动旋松..................................................... 错误!未定义书签。
第二章..................................................... 方案选择.................................................. 错误!未定义书签。
2.1轧制过程基本参数............................................................. 错误!未定义书签。
2.1.1简单轧制过程................................................................. 错误!未定义书签。
2.2.2轧制过程变形区及其参数............................................. 错误!未定义书签。
第三章力能参数的计算............................. 错误!未定义书签。
3.1轧制力能参数..................................................................... 错误!未定义书签。
3.1.1计算第一道次轧制力..................................................... 错误!未定义书签。
3.1.2计算第二道次轧制力.................................................... 错误!未定义书签。
3.1.3计算第三道次轧制力.................................................... 错误!未定义书签。
3.1.4计算第四道次轧制力..................................................... 错误!未定义书签。
3.1.5计算第五道次轧制力..................................................... 错误!未定义书签。
3.2电机容量的选择................................................................ 错误!未定义书签。
3.3压下螺丝与螺母的设计计算 (9)3.3.1压下螺丝的设计计算 (9)3.3.2压下螺母的结构尺寸设计 (11)3.4齿轮设计计算 (12)3.4.1选精度等级、材料及齿数 (12)3.4.2按齿面接触强度设计 (12)3.4.3按齿根弯曲强度设计 (14)3.4.4几何尺寸的计算 (15)第四章主要零件的强度校核 (16)4.1圆锥齿轮轴的强度校核 (16)4.2轴承使用寿命的校核 (18)第五章润滑与维护 (20)5.1润滑 (20)5.2维护 (22)5.2.1轧机主传动装置维护 (22)5.2.2在轧机维护中应用故障诊断技术 (22)总结.............................................. 错误!未定义书签。
致谢. (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1 选题背景及目的随着国民经济的发展,需要更多数量、更多品种、更高质量的型钢,特别是大型型材。
为满足这一需要,型钢轧机的发展不外于两个,一是改造旧轧机;二是更新设备,采用新技术和新工艺在旧型钢轧机上逐渐完善及工艺改进,这是我国改造挖潜以少花钱多办事见效快的新方针,是节约经济的客观需要。
大学生活即将结束,为了检验我们的所学是否能够真正应用到实际当中,使我们认识到作为一个合格的设计人员应该具备的基本素质,学校为我们安排了这次毕业设计。
用半年时间完成一个设计方案。
轧机是现代钢厂中最常见的一种冶金设备。
因此,轧机设备的好坏对轧钢厂的效益有很大的影响。
我们的任务是通过所学的理论知识设计一台两辊轧机。
因为实际条件有限,我们的设计只是经过相关理论与经验公式的推导来设计我们所选的冶金设备,经过理论校核检验是否达到设计要求。
1.2轧钢生产在国民经济中的主要地位与作用轧钢生产是将钢锭及连续铸坯轧制成材的生产环节。
用轧制的方法生产钢材,具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现自动化等优点。
钢材的生产方法有轧制、锻造、挤压、拉拔等。
用轧制方法得到的钢材,具有生产过程连续性、生产效率高、品种多、质量好、易与机械化、自动化等优点,因此得到广泛的应用。
目前,约有90﹪的钢都是经过轧制成材的。
有色金属成材,主要也用轧制的方法。
轧钢生产在国民经济中所起的作用是十分显著的。
钢铁工业生产中,除少量的钢用铸造或铸造方法制成零件外,炼钢厂生产的钢锭与连铸坯有85~90%以上要经过轧钢车间轧成各种钢材,供应国民经济各部门。
可见在现代钢铁企业中,作为使钢成材的轧钢生产,在整个国民经济中占据着异常重要的地位,对促进我国经济快速发展起十分重要的作用。
1.3国内外轧钢机械的发展状况十九世纪中叶轧钢机械只是轧制一些熟铁条的小型轧机,设备简陋,产量不高;有的轧机是用原始的水轮来驱动。
大上个世纪五十年代以后,钢的产量大增;各先进工业国的铁路建设与远洋航运的发展,蒸汽驱动的中型、大型轧机先后出现了。
上个世纪的电气化使功率更大的粗轧机迅速发展起来。
上个纪50~70年代,由于汽车、石油、天然气的运输,电器电子工业与食品罐头工业的发展,钢材生产是以薄板占优势为特征的。
总的来说,轧钢机械向着大型、连续、高速和计算机控制方向发展。
1.3.1粗轧机的发展在发展连铸的同时,国外仍在新建后扩建粗轧机,以扩大开坯能力。
这是由于开坯机具有产品化灵活,便于实现自动化等优点,如日本1969年有三台板坯粗轧机和一台方坯粗轧机投入生产。
至1970年止,世界上有粗轧机达200多台。
拥有粗轧机最多的国家为美国达130台,日本42台,绝大部分为二辊可逆式轧机,开坯能力达3亿吨以上。
七十年代的粗轧机直径增大到1500毫米。
我国拥有1000毫米以上大型粗轧机七套,还有750~850毫米小型粗轧机八套,主要于合金钢厂,为数不多的650毫米轧机是中小钢厂的主要开坯设备。
1959年我国开始自行设计制造开坯机,已制成的开坯机有700、750、825、850/650、1150等毫米粗轧机。
粗轧机将向着万能式板坯轧机,重型化发展,并且缩短轧机辅助机械工作时间发展。
1.3.2带钢热连轧机发展带钢热轧机分为连续式带钢热轧机、四辊及多辊可逆式轧机、炉卷轧机和行星式轧机等。
带钢热连轧机分为全连轧、1/2连轧和3/4连轧机。
带钢连续式热轧机主要是生产1.0~16(20)毫米的热钢板卷的,其生产的品种以普通炭钢为主。
在世界上美国首先在1926年采用了热连轧板机,这台轧机安装在哥伦比亚钢铁公司,轧机规格为1030毫米,是1/2连轧,只是有一个粗轧机架,是近代热连轧机的雏形。
四十年代以前,带钢热连轧机,几乎全部集中在美国。
1961~1971年,美国新建了11台辊身长度为1473毫米以上的热连轧机,称为“第二代轧机”。
第二代轧机具有轧制速度高、产量高、自动话程度高的特点。
我国从1966~1970年开始发展热连轧板机,1700毫米3/4热连轧板机以投产,其他规格的热连轧板机还有1450毫米半连轧、1450毫米全连轧、750毫米全连轧等。
这些年来,薄钢板的生产比重日趋增加,这是现代轧钢生产发展的一个趋势。
热轧钢板是汽车、造船、桥梁、电机、化工等工业不可缺少的原料,也是冷轧机的坯料,随着焊管、冷弯型钢的发展,钢板的需要量日益增长。
现代带钢热连轧机发展趋势是提高产量、扩大品种、提高精度、提高自动化程度。
采取的主要措施有:提高轧制速度、加大带卷和坯料重量、建造宽辊身的全连轧、粗轧机架近距离布置、采用快速换辊装置、提高产品精度和轧机刚度、采用板厚自动控制系统、精轧机轧辊辊型控制、采用计算机控制。
90年代以来,钢铁生产短流程迅速开发和推广,薄板坯连铸连轧工艺的出现,正在改变着传统的热轧机市场。
自1987年7月第一套薄板坯连铸连轧生产线在美国纽柯公司投产以来,到1997年已建成的有33套。
连铸连轧技术是将钢的凝固成型与变形成型两个工序衔接起来,将连铸坯在热状态下继续送入精轧机组,直接轧制成带卷产品。
德国西马克公司的CSP技术、德马克公司的ISP技术、奥钢联开发的Conroll技术等都有用户采用。
1.3.3线材轧机的发展近些年来,国外线材生产是稳定的,线材产量的7~8%。
用线材轧机常生产5~12.7毫米的圆形断面轧材。
为了提高线材的质量和产量,六十年代发展了无机架轧机、预应力轧机、Y型轧机、步进式加热炉等新型轧制线材设备。
轧机的轴承广泛采用滚动轴承或油膜轴承。
线材直径公差可达±0.1~±0.3毫米。
20世纪70年代,摩根无扭高速线材精轧机组有很大发展,投产的以达160多套。
目前,高速线材轧机的机型可概括为三辊式、45°、15°、75°和平-立交替式四种。
1.3.4 短应力线轧机1.提高轧机刚性的途径提高轧机的刚性是获得高精度产品,减少轧制废品和工艺事故,稳定工艺参数,提高轧机作业率和产品成材率,尤其是提高轧制速度的必备条件。
提高轧机刚性也正是实现轧机机械化及电子计算机控制自动化生产的先决条件,因为轧制程序的稳定及生产过程的自控,必须有稳定的工艺及准确稳定的指令,高速线材轧机更是如此。
提高轧机刚性的途径有:1)增加轧辊尺寸和机架断面尺寸。
但这会使工作机座结构庞大,增加设备重量和制造困难,而且,机座刚度不仅仅决定于机架断面积的增加,也与机架的结构和几何尺寸有关。
随着轧辊直径和机架断面积的增加,机架高度也相应增加,这就影响了机座刚度的进一步提高。