《轧机其它零件的设计与计算案例综述》2000字

轧机其它零件的设计与计算案例综述1.1压下油缸的设计1.1.1布置形式及设计要求压上式和压下式为常见的两种液压缸压下布置形式。轧机牌坊窗口上部放置着压下油缸，称其为压上式；轧机牌坊窗口下部放置着压下油缸，称为压下式。在设计压下油缸时，除了满足一般通用油缸的设计要求外，提高控制系统的响应频率及轧制工艺等问题也需要被考虑：（1）尽量减小摩擦阻力。对液压压下装置的响应频率影响较大的有许多方面，摩擦阻力是其中较为明显的方面。在工作载荷作用下，摩擦阻力应该不高于于总载荷的1％。因此，应该选用摩擦系数高的材料作为压下油缸的密封环及导向环，同时提高摩擦副的加工精度和表面粗糙度，即粗糙度Ra≈0.4~0.1（2）压下油缸的固有频率应大于系统的截至频率。为了使压下油缸的固有频率不致影响系统的性能，一般满足下式：式中，WnWc（3）适当提高供油压力。系统的反应速度和精度控制的提高，是供油压力提高的表现。25Mpa为目前常用的供油压力。供油压力的提高受到液压元件的加工精度和液压系统发热的限制。（4）尽量加大油缸的导向长度，以避免因油缸的受力而产生过大倾斜，压下油缸应该设有导向套和导向杆等装置，尽量加大油缸的导向长度。（5）要有良好的密封装置。工作中常用的油缸密封装置有3种：YX（6）位置传感器既要能灵活又需要正确地测量活塞的位移量。工人师傅为了正确地测量活塞相对于缸体的位置，一般将传感器安装在油缸地中心，或者将两个位置传感器分别安装在油缸轴线对称位置来测量。1.1.2压下式和压上式油缸的特点表6—1压下式和压上式油缸比较布置形式压下油缸主要类型特点压下式活塞缸工作条件好，便于维护检修；可实现活塞往返动作，便于油缸的调试和操作；在换辊时需要一套吊挂装置，结构复杂；液压缸密封要求高，绝对不允许漏油；外形尺寸较大。压上式柱塞杠工作条件差，要防止冷却水和氧化铁侵蚀；为了便于柱塞回程，需要增设两个小回程杠；外形尺寸小，液压缸拆卸方便，结构较简单，换辊操作也较方便；控制系统的控制盘可布置在地下室，可提高控制系统的灵敏度。据上述分析，结合我们所需设计的液压缸的条件，选用压上式柱塞缸。1.1.3压上式液压缸的主要参数压下油缸的主要参数是缸底、油压缸内径、厚度、壁厚、行程等。恒定的背压被设计为油压缸的回程，故外负荷回程力之和就是油缸总负荷，此时可按照下式来计算油缸内径：D=式中,D——压下油缸的内径，mm；P——油缸外负荷，N，P=20∗1.2∗10∗10P0——回程力，N，PPs——油缸的供油压力，MPa，取P1——油缸的工作压力，MPa，取带入，得D＝55.8mm,取D＝56mm。（1）油缸壁厚一般按壁厚筒强度公式来计算油缸壁厚，即：δ≥式中，σ——缸体材料的许用拉应力，σb——缸体材料的抗拉极限，取45钢，于是壁厚：δ≥562则油缸外径D1（2）油缸缸底厚度一般采用无支承圆盘承压公式来近似的确定缸底厚度，即：δ式中，P——筒内最大工作压力，P＝25MPa；计算得δ1≥0.433∗56∗251.2平衡弹簧设计计算上横梁由8根弹簧进行平衡轴、轴承座、上轧辊及其零部配件的自重，因此每根弹簧所承受的最大载荷为P=1.2∗1400关于弹簧，选取圆柱螺旋压缩弹簧，将弹簧的两端磨平，选用碳素弹簧钢丝作为材料。考虑轧机本身的结构因素，其心轴直径D＝12mm。查《机械设计手册》，选用如下型号：材料直径弹簧中径节距工作极限载荷单圈弹簧刚度2.5mm18mm1.4mm228.5465.7N/mm有效圈数为n=65.7则其最大的行距s=3.480∗3.5≥10mm,且由于其最大心轴直径Dmax导筒直径最小为Dmin确定完弹簧的主要尺寸参数，该弹簧的主要的几何尺寸及主要参数可求得如下。表6—2压缩弹簧的主要的几何尺寸及主要参数名称代号单位计算公式和确定方法弹簧内径DmmD弹簧外径DmmD=弹簧要求刚度kN/mmK=有效圈数nn=总圈数NN=n+2=5间距δmmδ=p−d=6.4−3=3.4螺旋角γγ=arctan1.3左右立辊单独压下设计在原轧机上，左右立辊的压下系统是由同一个电动机带动的，两立辊必须同时调整压下，且压下量必须对称，即左右压下相等。所以轧机只能轧制左右对称的型钢，对于非对称的，则不能轧制。在压下系统改造过程中，左右立辊的压下系统改由两电机带动，左右电机分别带动左右压下装置系统。在两电机之间装一离合器