650粗轧机可靠化及有限元概述

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1、650粗轧机可靠化及有限元概述第1章绪论1.1乳钢生产的发展背景从16世纪人类开始乳钢到今天，经历了相当长的发展过程。从1530年代初开始，第一台用于乳钢或乳铁的乳机被依尼雪在纳堡（Nnnnberg)发明，接着，1782年，英国的约翰.培尼（Johivpayne)在安装有俩个刻成不同形状旳孔型的轧辑的机器中加工了锻造棒材。1759年，英国的托马斯?布洛克利(Thomas-Blockley)取得了孔型轧制的另外一个专利，标志着型钢的生产正式幵始。到20世纪末期，世界轨钢技术得到了高速发展。乳钢生产控制和精度方面取得了较大进步。目前来说，乳钢机械向着大型、连续高精度和计算机控制方向发展。初乳机的发

2、展，在连铸机发展的同时，在国外初乳机仍在不断新建，以增强开还的能力。这是由于开还机是乳线第一道工序，产品变化多样，有利于自动化控制的优点。日本在1969年仅有3台粗乳机，到1970年末，世界上有粗乳机达200多台。拥有粗乳机最多的大多是欧美国家，其中美国130台，日本40多台。很大部分为两辊可逆乳机，有3亿吨以上的开还生产能力。当时的粗乳机乳辅直径就已经增大到了1500mm。目前，我们山东钢铁莱宪分公司已经运行的宽厚板现代化生产线，具备乳制4300min宽度的中厚板材的能力，整条生产线由德国西门子奥钢联公司设计并制造，可实现连续性，高速度生产。另外，2013年莱钢已经投产的特钢100T产能乳钢

3、生产线，由意大利达涅利公司设计并制造，可乳制最大直径850mm的钢还，其产品可用于生产轴承钢、齿轮钢、汽车用轴，合金结构钢及高压炉管等。.1.2乳钢机械的发展现状及趋势在现代化生产乳钢的机械设备中，其组成部分可分为主要设备部分和辅助设备部分，其中的主机列主要是指乳辑中发生变形的部分，乳钢机的主机列由若干个部分组成，根据各种不同方式进行划分，也可分为许多不同形式。例如轧机一般由机架，轧辑，乳辑调整装置，乳辑平衡装置，乱辑轴承等组成。在接下来的部分主要对乳辑进行简单介绍。轧棍在轧机的正常工作中具有非常重要的作用，按其种类的不同包括板带式、型钢式以及钢管式乳机乱辑几种。板带式孰机乳辑在高温下仍可保持

4、较好的形状，能够承受一定的温度；冷乳式在承受力矩时仍可保持较好的形状；型钢式乳机乳辑上加工有沟槽，可根据具体要求进行适当加工。钢管轧制中利用斜乳方式的也包括若干种形状。对于轧棍一般工况下的要求具体有良好的耐磨性，较好的强度和耐热性。首先要满足的就是乱制强度，不管是冷乳还是热乳，乳辑均是导致变形的直接工具，因此乳棍的质量好坏直接影响到其使用寿命。除了对质量必须有过硬的要求外，乳辑要有适当的耐磨性，无论是材质，结构还是尺寸上都要足以承受冲击或其他外力作用。随着乳制技术的发展及市场的激烈竞争，对乳辑的要求越来越高，如何提高乳辅的使用寿命，从而降低成本是每个企业都必须考虑的问题。传统的机架设计方法，是

5、以材料力学、结构力学和弹性力学为主。首先运用材力中的强度理论来进行局部设计，但出于该种方法的弊端，只能求得部分应力值，且它的安全系数一般要大于0-15，但这样做往往会使乳机机架整体尺寸变大。即便如此，机架在实际工作时仍有断裂事故发生，说明此设计方法不能充分保证机架可靠性。这样做的结果往往是既不能节省材料同时还会存在很大的安全隐患。实际测得的应力值表明，造成机架意外断裂的原因主要是应力集中、疲劳破坏等，而奇瑞发生故障的部位主要有螺母和机架转角处且等地方。采用传统的强度理论分析方法，只能求出某些部位的数值，但得不到机架各部位的真实应力值、应变数值及其分布规律，故无法提供可靠的分析结果。第2章轧机的

6、初步设计2.1轧机布置形式及机架结构的选择足够的稳定性、刚度和强度是机架结构应该满足的。遵循这个原则，大多数用开口式机架，只有一些小型钢乳机，这之中只有某些小型和线材乳机有时釆用闭口式机架。釆用开口式机架的好处在于方便换辊，但机架的刚度会因此而降低。设计型钢乳机的机架时，依据具体条件处理这两个相互矛盾的因数，使其正确。三辊开口式机架多应用于横列式中小型乳机中距人字齿轮座最远的机架或成品机架中，为了加工制造更加方便，一致的结构型式也可用于同一列的轧机中。可用抗弯能力较大的长方形或工字型来做机架立柱断面。从固定滑板的方面看，釆用工字型断面是不错的，釆用工字型断面的优点是，可以用螺栓通穿过翼缘的通孔

7、来使滑板固定；若是矩形断面的话，要釆用螺钉来固定滑板，这就要在窗口表面来加工螺孔，加工机架比较困难，而滑板的更换也较麻烦。机架轴承座内侧分为：有设置轴承座滑板的，不设置轴承座滑板的。有滑板比没有滑板更好，这在某种程度上可以使机架防止被磨损。俱是，对小型型钢、线材乳机来说，虽然在乳制过程中会因轴承座的弹跳而对机架立柱内侧的不可避免的造成某种冲击滑动，但是由于轴承座的比较小滑动量，对机架的立柱造成的磨