四辊初轧轧机的压下机构设计

毕业设计（论文）任务书摘要近年来世界上的冶金工业技术及设备又有长足进步，新工艺、新技术、新设备的出现，使冶金生产过程发生了本质的变化，特别是中国的钢铁工业迅速发展，这就要求对轧钢设备进行充实和更新。

本轧机为Φ190/Φ500*450四辊冷轧机小型四辊冷轧机，本次设计重点为电动压下部分。

电动压下是最常用的上辊调整装置，通常包括：电动机、减速机、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器和球形垫片等，其特点有轧辊调整量小、调整精度高、动作快，灵敏度高等。

同时，该轧机的主传动方式为传动工作辊，这种形式对于轧制过程比较有利。

设计中运用斯通公式计算轧制力，传动方式采用不可逆式轧机工作制度，电动压下装置是电动机通过蜗轮减速箱传递运动的，其移动距离可达到较大的数值，速度和加速度亦可达到一定的要求，压下能力较大，采用电动压下装置。

关键词：四辊冷轧机，上辊调整，电动压下AbstractIn recent years the metallurgical industry in the world technology and equipment and rapid progress, new technology, new technology, new equipment, metallurgy process appears essential changes happened, especially in China's steel industry developing rapidly, it is required to rolling equipment to enrich and updated.This mill for Φ 190 / Φ 500 * 450 four cold rolling mi ll small four cold rolling mill, and this graduation project focused on the design of the electrical pressure. Electric pressure is the most commonly used on the roll of the adjustment device, usually including: electromotor, reducer, arrester, pressure screws, pressure nut, ball pressure pads, etc.; characterized by a small amount of roll adjustment, the adjustment of high precision, fast action, high sensitivity, and so on. At the same time, drive work roll is the main drive mode for this mill, which form is more favorable for the rolling process.Design using stone formula, the transmission way rolling force by not reversible rolling mill work system, electric pressure the device is motor through the worm gear reducer relay, the mobile distance movement can be up to larger values, speed and acceleration can also achieve certain request, press ability, using electric pressure the larger device.Keywords:Four-roller cold rolling mill，roller adjust ，electric pressure前言改革开放30多年来，我国轧钢技术装备同其他行业一样有了突飞猛进的发展，目前我国已经从引进消化国外先进技术装备，发展到自主创新自我集成，基本掌握了独立设计制造全线成套技术，能够提供整条生产线工艺装备。

四辊轧机液压压下装置液压系统设计摘要在一个轧机中最核心的部分就是它的压下装置，所以有必要对轧机的压下装置及其它的液压系统进行深入的了解，本次课题设计的任务是设计出一套完整的四辊轧机液压压下装置的液压系统。

首先通过阅览轧机的压下装置方面的资料文献，设计一套电液伺服系统。

根据其液压缸的安装位置，确定系统的结构形式为压上，将液压缸安装在轧机机架的下面，将电液伺服阀、电磁溢流阀、压力传感器一起安装在阀块上，这样就形成了压下阀装置，将这套装置安装于液压缸的侧面，这样设计的目的是减少了管路连接进而提高执行元件的响应频率，从而提高了整个系统的动态特性。

在旁路回路中使用了双联泵、过滤器、冷却器用来过滤循环油液，保持油液的清洁。

组成系统的其它元件有辅助元件：蓄能器、压力表，控制元件：单向阀、止回阀还有动力元件恒压变量泵。

关键词：轧机；液压系统；压下装置；伺服系统1 绪论1.1 研究背景自从我国改革开放以来，尤其是进入21世纪以来，我国的钢铁工业发展迅速，为中国社会和经济的发展做出了巨大贡献[1]。

而轧钢行业是钢铁工业中材料成材的关键工序，通过引进国外的先进技术，并且在消化和吸收的基础上，开展集成创新和自主创新，在轧制技术工艺，装备的自动化等方面都取得了很大的发展和突破，为我国钢铁行业的可持续发展做出了突出贡献。

近年来，由于板带材的轧制速度越来越高，在热连轧静轧机组的后机架，电动压下装置由于惯性大，已很难满足快速、高精度的调整辊缝的要求，因而开始采用电动压下与液压压下相结合的压下方式[2]。

在现代化的冷连轧机组中，几乎已全部采用液压压下装置。

1.3 本课题主要研究内容本课题主要是设计一套四辊轧机压下装置的液压系统，以前冷轧机的压下装置是靠大功率电动机带动牌坊顶部的蜗轮蜗杆和压下螺丝来实现的，自从采用液压技术后，轧制速度提高了10倍以上，精度也大大提高了。

采用液压压下系统的轧机一旦发现误差，能以极短的时间调整辊缝。

所以有必要对轧机液压压下装置进行研究，具体内容如下：（1）首先查阅轧机压下装置液压系统方面的相关资料，了解压下装置的工作原理并对组成压下装置液压系统中的电液伺服阀有一定了解，伺服阀是液压系统中最关键的元件，是液压系统同电气系统的连接元件。

摘要本次设计的课题是四辊初轧轧机的压下机构设计，主要是对四辊初轧机压下机构的压下螺丝、压下螺母、压下止推轴承进行了改造设计。

通过对四辊轧机压下机构的改造设计，电机通过两级圆柱齿轮减速和一级蜗杆蜗轮减速传动压下螺丝。

压下螺丝和压下螺母选择了合理的机构，压下螺丝传动端选择了花键的结构形式，承载能力大；传动端花键采用了连续压力油润滑，能将润滑油输送到压下螺丝的各个润滑点，便于操作；压下螺丝的止推端部做成凹形，这时，凸形球面止推轴承处于压缩应力状态，可以提高了压下止推轴承的强度。

压下螺母为整体螺母，整体螺母加工制造较为简单，工作可靠。

压下螺母中油孔的设计有利于螺纹的润滑，能有效的提高其使用寿命。

本课题根据螺纹的自锁条件进行了梯型螺纹设计，通过螺纹的自锁设计并增大压下螺丝球面止推轴颈有效防止了压下螺丝的自动旋松，提高了轧制时的辊缝精度。

压下螺丝的止推轴承是推力圆锥滚子止推轴承，推力圆锥滚子轴承比铜垫滑动止推轴承提高承载能力35%左右，在轧制时轧辊弯曲时能实现压下螺丝自位调心。

最后本设计讨论了压下螺丝阻塞事故的动力学机理，提出了操作注意事项。

关键词：四辊轧机；压下机构；压下螺丝；压下螺母；压下止推轴承毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

三、设备组成及结构特点机组由电动机、齿轮联轴器、减速机、齿轮联轴器、人字齿轮座、万向接轴托架、万向接轴、工作机座等组成。

由电动机通过一系列传动机构驱动轧机工作辊进行轧制。

工作机座由电动压下装置、平衡装置、工作辊装配、支承辊装配、机架装置、轨座等部件组成。

1 电动压下装置:电动压下装置是调整上轧辊位置的传动机构，以保证按给定的压下量轧制出所要求的断面尺寸。

该装置是由电动机带动两级蜗轮机构，传给压下螺杆移动轧辊向上或向下运动所达到的。

其中低速级传动蜗杆为球面蜗杆，这种蜗杆承载能力大，体积小，传动效率高。

电动压下装置由两套独立传动机构组成，这可保证在调整轧机时，两个上轧辊的轴承座可以单独运动，该装置在控制电路的配合下，可单独点动，亦可左右连动。

并配有数字显示装置，分别显示左右压下螺杆的压下量。

2 平衡装置:为了避免轧件进出轧辊时产生冲击，因此在机架窗口板上装有液压平衡装置，借此来消除轧机空载时上支撑辊轴承座与压下螺杆间的间隙以及压下螺杆螺纹间的间隙，液压平衡装置由四个液压油缸通过活塞杆对上轧辊轴承座进行平衡，油缸压力最大为130kg/cm2。

平衡力大小可自动调节。

3 辊子装配:工作辊材质为60CrMo，两端采用三列滚针轴承以承受径向载荷，并在辊子换辊侧用两只推力球轴承以承受左、右轴向载荷。

支承辊材质为9Cr2Mo，采用双列圆柱滚子轴承(FC轴承)，辅以四点接触球轴承承受轴向分力。

每个支承辊轴承座内各装一只，其两个轴承的外侧与端盖及支承辊轴承座内孔底部留有一定的游动间隙，以免在运转过程中发热卡死。

在工作辊轴承座设有槽子，用压板插入槽内作固定轴承座之用。

下支承辊轴承座通过圆弧板与机架窗口底面实现圆弧接触，用以克服轧辊负载后产生变形给轴承带来的不利影响，从而延长其寿命。

工作辊出厂时加工成圆柱形辊身，使用时由用户按需要自行加工合适的辊形，工作辊辊身磨损后可重新加工再用，当辊子直径减小到图纸规定最小值时，就不能再继续使用，应以堆焊方法修复或者更换新工作辊。

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。

题目： 2300四辊热轧钢板初轧机的结构设计姓名：班级学号：指导教师：摘要在热轧带钢的生产工艺和设备领域内，从全面引进武钢2300mm热轧开始，我们走了近30年的引进、消化、移植的道路。

这种依靠引进技术武装起来的我国轧钢工业不仅不能够使我国成为钢铁强国，而且还会阻碍我国在轧钢工艺与设备方面的技术进步。

就我国在热轧带钢生产这一技术领域内的技术现状、我们的技术积累等进行了分析，并就该领域内面对技术装备国产化战略所应采取的对策和措施提出建议。

为了提高对产品质量的控制能力及实现短流程钢厂的效益最大化而进行了技术改造。

关键词轧钢系统技术改造轧制力热轧带钢工艺设备AbstractIn the field of hot strip production, China has passed a path of import, absorbing and transplantation of foreign technology and equipment for 30 years since import of WISCO 1700 mm hot strip mill. Our steel rolling which is supported by imported technology never makes our country powerful but also restrain our progress in process and equipment development. The strategy and measures, which should be taken for localization of our process and equipment technology are suggested based on the analysis on existing situation.Keywords steel rolling system ; technology reformation; hot strip, technology, equipment目录摘要IAbstract II第1章绪论 (1)1.1轧制的简介 (1)1.2轧制工艺的特点和发展趋势 (1)第2章轧辊的设计 (3)2.1 轧辊 (3)2.1.1工作辊及支承辊的计算 (3)2.1.2钢板轧辊的强度计算 (6)2.2工作辊和支承辊的组合分析 (8)2.2.1四辊轧机轧辊的接触强度计算 (10)第3章轧辊轴承及轴承座 (15)3.1 轧辊轴承 (15)3.2压下装置 (17)第4章轧辊轴承 (26)4.1 轧辊轴承的负荷的性质 (26)4.2结构示例 (27)4.3 滚动轴承装置设计与安装要点 (28)第5章机架 (31)5.1 机架的主要型式 (31)5.2 机架的结构 (31)5.3 机架设计要点 (32)第6章换辊装置 (33)参考文献35致谢36附录1 37第1章绪论1.1轧制的简介轧制方法是金属材料成型的主要方法，轧制成型的钢材是数量最大的金属材料制品。

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。

毕业设计（论文）任务书摘要∅∅⨯小型四辊冷轧机，其特点是工作稳定、操作简单、轧制本轧机为190/500450板形好。

本设计主要是针对此轧机的轧辊系统，考虑到产品的稳定性、结构布局、使用寿命，进行轧辊的尺寸计算、刚强度校核、弯曲变形校核、轧辊轴承的选择和使用寿命校核。

同时采用了工作辊传动，这种形式对轧制过程比较有利。

设计中运用斯通公式计算轧制力，由于轴承座的固定性，轴承座要承受偏负荷，轴承磨损严重不但减小使用寿命而且影响轧辊的外形进而对轧制板形产生极大的影响，轧制力大时影响更明显。

因此轧辊的尺寸设计、材料选择很重要而且必须对轧辊和轴承进行必要的校核。

关键词：四辊冷轧机、轧辊、轧辊轴承、轧制力Abstract∅∅⨯small four-high cold rolling mill, characterized by The mill is 190/500450stability、simple in operation and good shape by rolling. This design main for the mill’s roller system, take the mill’s stability、configuration and the service life, it’s necessary to checkout the intensity、barely and distortion by bending of the rollers and the service life of the bearing besides calculate the sizes of the rollers and choosing the bearings. At the same time, drive work roll is the main drive mode for this mill, which form is more favorable for the rolling process.I t’s well-off during the design. In the design I have found that due to the fixity of the bearing chock, the biased load will appear in the bearing chock, and the bearings will fray badly, which leads to the short service life of the bearings and influences the rollers’ shape , and then influence of the sizes of the rolling steels, the infection will be strictness under the heavy roll force. Therefore, it’s important to design the rollers’ size and choose of the material, it is must to checkout the rollers and the bearings.Keywords：4-high cold rolling mill、roller、roller bearing、roll force前言50年代以来，我国的钢铁工业取得了巨大的成就，轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。

摘要本轧机为小型四辊冷轧机，其特点是采用了响应速度快的液压压上，八缸平衡液面AGC厚度自动控制可以得到更严密的厚度公差。

同时，采用了工作辊移动，以改善支承辊的压力分布，从而得到良好的板型。

采用了可逆轧机，提高了生产效率。

近年来世界上的冶金工业技术及设备又有长足进步，新工艺、新技术、新设备的出现，是冶金生产过程发生了本质的变化，特别是中国的钢铁工业迅速发展，这就要求对轧钢设备进行充实和更新。

本次设计主要考虑到近现代工业的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，产品的尺寸精度要求日趋严格等因素，采用了液压压下装置。

液压系统过载简单、可靠，它主要采用标注液压元件，即简化了机械结构，提高了传动效率，相应的提高了轧机作业率。

关键词：冷轧机、液压压上、板型、冶金、平衡AbstractThe mill is small four-high cold rolling mill, characterized by a fast response by the hydraulic pressure, the eight-cylinder liquid balance AGC thickness can be more closely control the thickness of tolerance. At the same time, using a mobile work roll, to improve the distribution of the pressure roller bearing, well-plate. Using a reversible mill, increased production efficiency.In recent years the world's metallurgical industry technology and equipment have made great progress, the new technology, new technologies, the emergence of new equipment, metallurgical production process is in the nature of the changes, in particular, China's iron and steel industry developed rapidly, which requires the Rolling Enrich and update equipment.The main consideration to the design of modern industrial development, the rolling strip gradually increase the speed, precision products the size of the increasingly stringent requirements and other factors, using a hydraulic pressure device. Hydraulic system overload simple, reliable, it marked a major hydraulic components, namely, to simplify the mechanical structure, improve the transmission efficiency, the corresponding rate of increase mill operations.Keywords：Cold rolling mill, hydraulic pressure, the plate-type, metallurgical, and balance.随着现代轧制技术的发展，轧制设备也趋向于方便，高效，尤其是板带材轧制设备趋于多样，适用，易改进等，因此，具有更加灵活性轧制品种多，使用情况要求低的四辊单机座轧机也得到了了不断的改进和发展。

四辊冷轧机压下系统设计摘要轧辊调整装置的作用主要是调整轧辊在机架中的相对位置，以保证要求的压下量、精确的轧件尺寸和正常的轧制条件。

压下装置也称上辊调整装置，它是用途最广的一种轧辊调整装置，安装在所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上，就驱动方式而言，压下装置可分为手动的、电动的、和液压三类。

本论文介绍了轧机的发展历史和未来，介绍并分析了轧机的几种压下形式，列举了其各自的优缺点以及各种压下形式的工作原理。

首先通过实习和所查资料确定设计方案并进行方案评述，根据实际情况选择了电动压下方式。

其次根据所给定的基本参数计算轧制力以及选择电动机容量，设计压下螺丝和压下螺母并进行强度和刚度校核;选择轴承并进行寿命校核，设计蜗杆传动和减速器中的齿轮传动，并进行环保性和经济性分析等。

关键词: 冷轧机；电动压下；压下螺丝；蜗杆传动；齿轮Design on Pressure System of Four-roller coldrolling millAbstractThe role of roller adjustment device to adjust roll mainly the relative position in the rack to ensure that the requirements reduction, precise size and normal rolling Rolling. Reduction device, also known as the roller adjustment device, which is the most widely used as a roller adjustment device, installed in all of the two rollers, three rollers, four rollers and multi-roll rolling mill, the drive mode, the pressure device divided manually, electric, and hydraulic three. This paper describes the history and future of the mill, rolling mill introduced and analyzed several pressure form, listed with their respective advantages and disadvantages, and various forms of pressure works. First of all, to find information through the established practice and the design and conduct programs reviewed, according to the actual way to choose a power reduction. Second, according to the calculation of basic parameters of a given choice of rolling force and motor capacity, design pressure once again screws and screw down nuts and check the strength and rigidity; choice for life bearings and check the design of the worm drive and gear box transmission, and for environmental protection and economic analysis.Key words:cold rolling mill; electric pressure; pressure nut; worm; Gear目录1 绪论 (1)选题背景 (1)国内外研究成果 (1)课题研究的内容 (3)2总体方案设计 (4)3 压下电机的选择 (6)轧制力的计算 (6)第一道次的轧制力计算 (6)第二道次的轧制力计算 (7)第三道次的轧制力计算 (9)第四道次的轧制力计算 (10)第五道次的轧制力计算 (12)压下螺旋传动设计 (14)材料选择 (14)压下螺丝和螺母主要尺寸的确定 (14)驱动压下螺丝的力矩 (15)压下螺丝的强度计算 (16)螺母的强度计算 (17)压下电机的容量选择 (18)速比分配 (19)4. 圆柱齿轮的设计 (20)选定齿轮相关参数及工作情况 (20)按齿面接触强度设计 (20)按齿根弯曲强度设计 (22)几何尺寸计算 (23)5 蜗杆传动的设计 (25)选择蜗杆传动类型 (25)选择材料 (25)按齿面接触疲劳强度进行设计 (25)蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (26)齿根弯曲疲劳强度校核 (27)受力分析 (28) (28)6．设备可靠性与经济评价 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1 绪论选题背景钢产量是一个国家经济实力的体现，为了生产更多的钢材就要有更先进的炼钢轧钢技术，现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化和大型化,产品质量高,消耗低。