轧辊直径计算

设计目录前言 (1)第一章轧辊的工艺计算1.1 轧辊的基本参数 (5)1.2 轧辊的材料、轧辊的硬度面 (5)1.3 轧辊的强度校核 (6)1.4 工作辊与支承辊的接触应力 (9)1.5 轧辊的变形计算 (10)1.6 工作辊与支承辊间的弹性变形 (11)1.7 轧辊轴承的选择 (12)1.8 轴承寿命的计算 (12)1.9 轧辊轴承润滑 (13)第二章压下螺丝与螺母的工艺参数2.1 压下螺丝的选择 (14)2.2 压下螺母的选择 (15)2.3 电机的选择 (17)第三章轧辊平衡系统的工艺参数3.1 支承辊平衡缸的选择 (18)3.2 工作辊平衡缸的选择 (19)第四章机架的工艺参数4.1 机架的主要结构参数 (20)4.2 机架的结构 (21)4.3 机架的强度计算 (24)第五章工作机座刚度计算5.1 轧辊系统的弹性变形 (25)5.2 轧辊轴承的弹性变形 (26)5.3 轴承座的弹性变形 (27)5.4 压下系统的弹性变形 (28)5.5 支承辊轴承座和压下螺丝间各零件的弹性变形 (30)5.6 压力调心板的接触变形 (31)5.7 机架的弹性变形 (32)第六章轧辊轧制力矩的计算 (33)第七章减速器 (34)第八章万向接轴的选择 (35)第九章电动机容量计算与校核9.1 主电机容量的计算 (36)9.2 主电机容量的校核…………………………….结束语 (39)参考文献 (40)前言随着汽车、制罐、无线电技术等部门的迅速发展，冷轧薄板的产量日益增加。

冷轧的生产成本比热轧的高10%，投资费用比热轧多20-25%，但冷轧钢板的性能和质量都比热轧的好，在同样的用途下，可以节约金属达30%，故冷轧薄板得到迅速发展。

美国使用的薄板几乎百分之百都是冷轧的，热轧薄板的焊管冷弯型钢的坯料都是冷轧的。

目前，国外绝大多数薄板是连续式生产，成卷供应。

冷轧薄板轧机有：连续式冷轧机，多辊式轧机（八辊，十二辊，二十辊等），四辊可逆冷式轧机，六辊冷轧机和特殊轧机。

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。

2．轧辕的类型和结构如何?轧辊是轧机的重要部件，按照轧机类型可分为领带轧机轧辊、型钢轮机扎辊和钢管轧机轧辊三大类。

板带轧机轧辊的辊身呈圆柱形，热乾板带轧辊的辊身微凹，当受热膨胀时，可保持较好的扳形；冷轧板带轧辊的辊身呈微凸，当它受力弯曲时可保证良好扳形；型钢轧机轧辊的辊身上有轧槽，根据型钢轧制工艺要求，安排孔型。

钢管轧制中采用斜轧原理轧制的轧辊有圆锥形、腰鼓形或盘形。

轧辊按辊团硬度可分为：(1)软辊；肖氏硬度约为30一40，用于开坯机、大型型钢轧机的租轧机等。

(2)半硬辊：肖氏硬度约为40一60，用于大型、中型、小型型钢轧机和钢板轮机的租轧机。

(3)硬面辊：肖氏硬度约为60一85，用于薄板、中板、中型型钢和小型型钢轧机的稿轧机及四辊轧机的支撑辊。

(4)特硬辊le氏硬度约为85—100，用于冷轧机。

轧辊由辊身、辊颈和轴头二部分组成。

辊颈安装在轴承中，并通过袖承座和压下装置把轧制力传给机架。

铂头和连接轴相连接，传递轧制扭矩。

轴头有三种主要形式；梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。

实践表明，带双镀槽的轴头在使用过程中，镶槽壁容易崩裂，目前常用易加工的带平台的袖头代替双因槽的抽头。

直径超过400mm的冷轧轧辊，在锻造后，多半在中心馒一个670一250mm的通7L。

这样，一力面可以使轧辊经热处理店的内应力分朽均勾；另一方面在轧辊表面淬火时，可对轧辊通水冷却，提高淬火效果。

3P轧辊的技术要求是什么?不论热轧或冷轧，轧相都是实现轧制过程中金属变形的直接工具，因此，对轧辊质量要求严格。

其主要质量要求有强度、硬度、耐热性及耐用性。

轧制强度是最基本的指标，在满足强度要求的同时，还必须有一定的耐冲击韧性。

要使轧辊具有足够的强度，主要从选择轧辊材质及确定合理的轧辊结构与尺音上全面考虑。

轧辊强度足够与否，可根据轧辊强度计算确定。

硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，也是轧辊的主要质旦指标。

它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上决定轧辊的使用寿命。

二辊轧机的传动设计320摘要轧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。

但一般所说的轧机往往仅指主要设备。

随着钢铁加工工业结构调整步伐的加快，小型轧机生产技术装备的发展趋势正在向大坯重、连续化、高精度、高质量方向发展。

小型材的种类也正在从普通钢向合金钢、高精钢方向发展。

现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化,产品质量高,消耗低。

本次对轧机电动机、轧辊、轴承及轴承座以及压下装置中蜗轮蜗杆减速器进行了设计和说明。

轧机在轧制的过程中，轧件的厚度主要受轧辊的结构和压下调整装置的限制，因此对轧辊的结构的设计和强度的校核以及蜗轮减速器的设计是本次设计的主要方向。

关键词：轧机，轧辊，蜗杆，蜗轮，轧件DIAMETER 320 DUO MILL TRANSMISSION DESIGNSABSTRACTThe rolling mill is the apparatus which realizes the rolling course of metal. Refer to finish rolling the material and producing the overall equipment in general, include the capital equipment, auxiliary equipment, transporting equipment of jack-up and accessory equipment and so on. But generally said rolling mill often only means the capital equipment.With the quickening of steel and iron processing industrial restructuring paces, the rolling mill development trend for producing technical equipment of miniature rolling is heavy to the big base, melt continuously, high precision, high-quality direction develop. The steel of the small-scale material is also being developed from steel of general to the Alloy steel and to the High accuracy copper. The trend of development of modern rolling mill is melting continuously, automation, specialization, high in quality, low to consume.This time to in the rolling mill electric motor, the roller, the bearing and the bearing seat as well as the holding-down device the turbine wheel worm reducer has carried on the design and the explanation. Rolling mill in rolling process, rolled piece thickness mainly roller structure and holding-down device adjustment limit, therefore the breaker roll structure design and the intensity examination as well as the turbo-accelerator design is this design main direction.KEY WORDS: Rolling mill，Roller，Worm，Turbine wheel，Rolled piece目录前言 (1)第1章轧机的概述 (3)1.1 轧机的用途及其发展 (3)1.1.1 轧机的用途 (3)1.1.2 轧机的发展 (3)1.2 轧机的结构及原理分析 (3)1.2.1 轧机的工作机座的介绍 (3)1.2.2 轧机传动装置及其他装置的介绍 (5)第2章电动机的选择 (6)2.1 电动机的设计参数 (6)2.1.1 电动机的输出功率 (6)2.1.2 电动机所需的工作功率 (6)2.2 电动机的选择 (7)第3章轧辊的选择 (8)3.1 轧辊的介绍及材料的选用 (8)3.1.1 轧辊的结构与特点 (8)3.1.2 轧辊的材料及选用 (8)3.2 轧辊的结构设计及尺寸的确定 (9)3.2.1 轧辊的长度及辊身 (9)3.2.2 确定各段的直径及长度 (9)3.2.3 轧辊的强度校核 (10)3.3 轧辊的使用与维护 (12)3.3.1 辊的使用与检查 (12)3.3.2 辊的维修 (13)第4章轴承与轴承座的设计 (14)4.1 轴承的选择 (14)4.1.1 轴承的介绍 (14)4.1.2 轧机中轴承的选用 (14)4.2 轴承寿命计算 (14)4.3 轴承座的分析 (16)第5章蜗杆传动的设计 (18)5.1 蜗杆传动的介绍 (18)5.1.1 蜗杆传动的类型 (18)5.1.2 蜗杆传动的特点 (19)5.2 蜗杆传动的结构及尺寸的确定 (19)5.2.1 选择材料 (19)5.2.2 确定许用应力 (19)5.2.3 按接触疲劳强度设计 (20)5.2.4 求蜗轮圆周速度并校核效率 (21)5.2.5 校核蜗轮齿面接触强度 (22)5.2.6 校核热平衡 (23)5.2.7 计算蜗杆传动的主要尺寸 (23)5.3 蜗杆传动的安装与维护 (24)5.3.1 蜗杆传动的润滑 (24)5.3.2 蜗轮蜗杆的安装调整 (25)5.3.3 蜗杆传动的跑合和试运行 (25)第6章压下装置与机架的设计 (26)6.1 压下装置 (26)6.1.1 压下装置的概念和分类 (26)6.1.2 320轧机压下装置的分析 (26)6.2 机架的选择 (27)6.2.1 机架的用途和分类 (27)6.2.2 机架的选用 (27)结论 (28)谢辞 (29)参考文献 (30)前言带钢加工钢材，以其优良的导电、传热、廉价等性能被广泛应用于国民经济部门，为机械制造、交通运输、建筑、能源、轻工、高科技和国防发展不可缺少的基础材料。

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。

转关于粗轧，中轧，预精轧，精轧，0粗轧机组的参数包括:1)轧辊直径前4架轧机轧辊辊身直径为φ530~650mm，后3~5架为φ450~480mm(均指新辊)。

粗轧机组轧辊辊身直径一般为轧件平均高度的4~5倍。

2)轧辊辊身长度悬臂辊轧机实际上是装配式轧辊的辊环宽度，一般是最大轧件宽度的2.1~2.5倍;其他类型的轧机轧辊辊身长度均为新辊直径的1.6~1.9倍。

采用较短的轧辊辊身有利于提高轧辊的刚度，有利于保证连轧工艺的稳定。

3)轧辊的径向调整量粗轧机轧辊径向调整量较大，一般为轧辊直径的15%。

4)轧辊的轴向调整量悬臂辊轧机以辊环精确的加工和辊环固定机构准确定位而无需设置轴向调整装置。

其余型式粗轧轧机的轧辊轴向调整量为±2~3mm，这样的调整量对于在线材粗轧中无不均匀的轧辊轴向磨损的对称轧制，足以满足装配时的轧辊孔型对中调整。

5)工作机座的移动调整量用来更换扎槽的工作机座移动调整量等于其轧辊上最边缘的两个孔型的中心距。

通常高速线材轧机的轧制线是固定的，粗轧机组各机架以其中心线或其轧制线与全轧线的固定轧制线相重合，来进行垂直于轧制线的定位。

粗轧机组各机架间距应满足下列条件:(1)安装轧机工作机座及其传动装置的必要空间;(2)安装及调整轧机导卫所需的必要空间;(3)在采用直流电动机单独传动并以电流比较法进行微张力控制的情况下，当轧件已穿孔尚未建立连轧关系时，主传动电机动态速度降及其恢复过程所需时间内轧件的必要行程，动态恢复过程的时间按目前的电气水平应不小于0.5s。

在满足上列条件的前提下，机架间距越小越好。

各类粗轧机组机架中心距一般为:悬臂式轧机:轧辊辊身直径的3.6~3.8倍。

其他轧机:轧辊辊身直径的5倍。

中轧及预精轧通常平均延伸系数为1.28~1.34。

为加大减面效率通常初始4个道次的平均道次延伸率为1.32~1.35;而以后几个道次为保证轧件断面尺寸的稳定性和获得较高的断面尺寸精度，采用较小的变形量，其平均道次延伸系数为1.21~1.27.对于高速线材轧机，在中轧及预精轧阶段由于轧制速度已较高，轧件的变形热已大于轧机在轧制及运行过程中传导及辐射的热量，轧件温度在此阶段开始升高，随轧速的增加轧件温度也急剧升高。

1、延伸系数的确定（1）平均延伸系数来料尺寸为φ75mm，故其断面面积为： F6=πD2/4=4415.625mm2成品尺寸为φ18mm，故其断面面积为: F c=πD2/4=254.34mm2则总延伸系数：u∑=F6/F c=17.36取μ＝1.27／㏑μ＝11.94则轧制道次N＝㏑μ∑取N=12，即取12架次。

（2）各架次延伸系数取中轧μ=1.28，精轧μ=1.262、各架次轧辊名义直径3、圆孔孔型设计 孔型高度 h k =d k 孔型圆角半径：r=1.5-5mm ，用于延伸孔型 辊缝： s=（0.008-0.02）D 0 孔型开口倾角度（开口切线连接法） α=30°，用于延伸孔型 式中 d k 轧件直径热尺寸 D 0——轧辊名义直径 （1）18#轧机圆孔型尺寸 d k =18mm h k =18mm r=3mm s=2.5mm α=30°b k =d k /cos α-stan α=19.3mm (2)16#轧机圆孔型尺寸F 16=389.1438172mm 2π/4*16F d k ==22.3mmh k =22.3mm r=3mm s=3mm α=30°b k =d k /cos α-stan α=24.0mm (3)14#轧机圆孔型尺寸F 14=617.8047242mm 2π/4*14F d k ==28mm h k =28mm r=3mm s=3mm α=30°b k =d k /cos α-stan α=30.6mm (4)12#轧机圆孔型尺寸F 12=1004.30336mm 2 π/4*12F d k ==36mm h k =36mm r=4mm s=5mm α=30°b k =d k /cos α-stan α=38.7mm(5)10#轧机圆孔型尺寸F 10=1619.740459mm 2π/4*10F d k ==45mm h k =45mm r=4mm s=6mm α=30°b k =d k /cos α-stan α=48.5mm (6)8#轧机圆孔型尺寸F 8=2633.050089mm 2 π/4*8F d k ==58mm h k =58mm r=5mm s=8mm α=30°b k =d k /cos α-stan α=62.4mm 4、椭圆孔型设计轧件尺寸由如下公式可以得出： b= d 0 +（d 0-h ）β1 h=d-（b-d ）β2其中： d 0---来料圆直径； d ---下道次圆直径；h ---孔型高； b ---轧件宽；β1---圆形轧件在椭孔中的绝对宽展系数,（0.5～0.9）本设计取0.7β2---椭圆轧件在圆孔中的绝对宽展系数,（0.3～0.4）本设计取0.35辊缝:取s=(0.01~0.02) D0 ,其中 D0为轧辊名义直径椭圆半径：R=［（h-s）2＋b k2］／4（h-s）轧槽宽b k＝b＋Δ，Δ----- 宽展余量Δ=(0.088-0.11)b 取Δ=0.1b孔型槽口圆角半径r=（0.05-0.12）b k(1)17#轧机椭圆孔型设计解得：b=27.7mmh=14.6mms=3mmb k＝30.5mmh k=14.6mmR=23.0mmr=3mm（2）15#轧机椭圆孔型设计解得：b=35.1mmh=17.8mms=3mmb k＝38.6mmh k=17.8mmR=28.9mmr=3mm（3）13#轧机椭圆孔型设计解得：b=46.0mmh=21.7mms=6mmb k＝50.6mmh k=21.7mmR=44.7mmr=4mm(4)11#轧机椭圆孔型设计解得：b=56.3mmh=28.9mms=6mmb k＝61.9mmh k=28.9mmR=47.6mmr=5mm(5)9#轧机椭圆孔型设计解得：b=74.3mmh=34.8mms=7mmb k＝81.7mmh k=34.8mmR=67.0mmr=5mm(6)7#轧机椭圆孔型设计解得：b=96.3mmh=44.6mms=7mmb k＝105.9mmh k=44.6mmR=84.0mmr=7mm5、轧件尺寸（轧件断面积由CAD作图求得）6、各道次延伸率计算7、各道次压下力量。