1、全套设计(图纸)加扣扣 194535455 摘 要 铸轧机的铸轧过程是靠铝熔体的静压力作用,通过前箱与供料嘴将液态金属输送到被冷却的两个轧辊之间,使液态金属快速凝固结晶,结晶后的固态金属铝被转动的铸轧辊咬入,并给以一定的轧制加工率,经受一定量的变形,连续轧制出板卷坯料。随着铸轧机产业化演进,关键技术环节的突破,铸轧机的运用将更加广泛与深入。我国在铸轧机领域的研究起步较晚,无论在铸轧理论方面,还是在铸轧技术方面,与工业发达国家相比还有一定的差距。为了知道铸轧机轧制出优质铝板的最优条件,设计制造一台可以进行实际生产的铸轧机,并以之进行科学实验。本文详细介绍了铸轧机的工作原理和设计要求,对铸轧机的各
2、种铸轧设备也作了简要介绍。主要工作如下: 1、根据铸轧机的功能要求,设计铸轧机的轧辊部分机械结构; 2、根据铸轧机的结构设计要求和设计参数,对轧辊部分进行强度或刚度校核; 3、对与轧制相关联的部分的结构作简要介绍,必要时进行计算校核。关键词: 铸轧机 轧辊 铝板 机械设计全套设计(图纸)加扣扣 194535455 ABSTRACT Cast-rolling machine by aluminum roll casting process is melt of static pressure effect, through the former box and material feeding
3、his mouth the liquid metal transport to be the cooling of the two roll between, make liquid metal rapid solidification, crystallization of solid metal aluminum after casting roller are rolled into the bite, and given certain rolling processing, after a certain amount of deformation, continuous rolli
4、ng out plate roll blank. Roll casting machine with industrialization evolution, the key technology link breakthrough, roll the use of the machine will be more extensive and in-depth. Our country in cast-rolling machine of research in the field of late start, no matter in cast-rolling theory, or in t
5、he roll casting technology, and the developed countries, there is still a gap compared. In order to accuratelyknowthe optimal conditions when the cast-rolling machine can rolling outquality aluminum , design and manufacture of a cast-rolling machine that can be actual product and do experiments with
6、 the machine to get the optimal conditions. Theworking principle and design requirements of the cast-rolling machine are introduced in detail in this paper ,and it alsogive a brief introductiontotheequipment of the cast-rollingmachine. The main work is as follows: 1, according to the functional requ
7、irement of the machine, design the mechanical structure of roll partof thecast-rolling machine; 2, the structure design of the machine according to roll requirements and design parameters, and check on the strengthand stiffness oftheroll. 3,do a brief introduction onthepart of thestructuresassociate
8、dWithrolling, and check on it when it is necessary.Keywords : Cast-rolling machine ; roller ;aluminum ; mechanical structure .全套设计(图纸)加扣扣 194535455 目录第一章 绪 论11.1 引言11.2 铸轧机技术在国内外的应用与发展概况11.3 铸轧机工作原理31.4 机组设备组成及详细说明31.4.1熔铝的输送和供给系统31.4.2 主机机组组成41.5 本课题主要内容7第二章 铸轧机轧辊部分设计92.1 铸轧机轧辊部分的运作方式92.2 轧辊部分的力能参数
9、计算102.2.1 设计要求102.2.2 轧制力矩的计算112.3 电动机的选择132.3.1主电机容量计算132.3.2 轧机的工作制度与主电机选择142.4 轧辊的基本结构与参数162.4.1 轧辊基本结构162.4.2 轧辊参数172.5 辊芯和辊套材料192.6 轧辊强度校核192.7 轧辊轴承232.7.1 轧辊轴承的运作方式及选择232.7.2 轧辊轴承寿命校核242.8 铸轧辊冷却水用量252.9 牌坊272.9.1 牌坊结构及主要尺寸272.9.2 牌坊的强度校核282.9.3 牌坊的连接方式29第三章 铸轧机传动部分的机械设计313.1 铸轧机传动部分概述313.2 传动的
10、类型和选择原则313.2 螺旋传动的设计323.2.1 螺 旋 传 动 的 构 成 与 功 能323.2.2 来料小车丝杆螺旋传动选择333.2.3 丝杆、套筒材料选择333.3.连接轴343.3.1连接轴类型选择353.3.2 十字滑块万向接轴设计353.4 同步齿轮箱373.4.1 箱体外形和主要参数373.4.2 同步齿轮轴的外形和主要参数37结论39参考文献40致谢41附录:42全套设计(图纸)加扣扣 194535455第一章 绪 论1.1 引言 连续铸扎工艺这种新的板材制造工艺是由国外起始于国外50年代左右。连续铸轧技术的成熟以及其广泛应用于在实际生产制造,是传统铝加工工艺突破已有门
11、槛的标志,同时也为铝加工业指明了发展道路。 与相比于传统热轧法,连续铸轧法具有诸多优点,不仅生产工艺大幅简化,解放了大量的劳动力,同时对厂方要求也大幅降低,极大地减少了生产成本,而且资金回笼快速,投资风险小。因此得到了广泛应用的连续铸轧技术,以极快的速度在国内推广,不久就出现大批年产值在五万吨以下的中小型铝加工企业,其中大部分由于民用铝加工业。同时连续铸轧工艺由于在实际生产中的应用,铸轧技术经过不停地更新改进也的得到了迅速地发展。1.2 铸轧机技术在国内外的应用与发展概况 国外概况 铝板连铸连轧机,简称铝铸轧机, 1922年第一台铝铸轧机在德国投产,它被运用于制作飞机和重工业设备, 1977年
12、底到达洛阳有色研究院,铝板连铸连轧机的主要工作是将高温铝液在快速冷却的同时轧制成铝板,最终通过卷取机卷成铝卷。不同国家研制的辊式连续铸轧机除原理一样外,其他部分并不完全一致,从铸轧辊的布置和浇注形式上可划分如下三种型式:水平下注式、倾斜侧注式、垂直平注式。美国亨特公司1955年开发成功水平下注式铸轧机。该铸轧机能生产6.8mm厚的带板,但铸轧速度很慢,生产能力较低。以亨特铸轧机为代表的倾斜侧注式与水平下注式相比具有产品生产快速,机器单位时间产品吞吐量大,操作方法简单等优点。除驱动结构外,西德克鲁普铸轧机和英国戴维铸轧机和美国倾斜式铸轧机相似.而法国比西涅公司的3C铸轧机是垂直平注式铸轧机的代表
13、 , 除法国外,瑞士和前苏联也拥有这项铸轧技术。垂直平注式铸轧机较倾斜侧注式具有更加强大的生产能力和跟快的加工速率,同时拥有简单高效的换辊装置,便于设备维护。目前各国制造的双辊连续铸轧机都离不开这几种方式。水平下注式已经随着发展逐步退出铝加工舞台,后两种却依然在蓬勃发展中不见衰退。 国内的应用与发展概况 我国对连续铸轧技术的研究开发已有50多年的历史,冶金部于1975年对东北轻合金加工厂研制出的我国首台双辊铸轧机进行鉴定验收,才为我国铝加工领域连续铸轧工艺技术填补了空白。 泳州铝加工试验厂(不久后改为华北铝业有限公式)于1979年试制成功了我国首台直径为650 x1300mm的亨特式倾斜铸轧机
14、,且该机器在之后的实际生产使用中表现令人满意。在此之后又试制成功一台直径650 x1600mm和两台直径980 x 1600mm铸轧机用于实际生产板带、箔材的生产坯料。在经过不停地改进后,在1983年直径650 x1600mm铸轧机正式通过国家技术鉴定,得到国家正式批准后向全国推广,并很快投入到工业生产中。十几年的不懈努力,华北铝业有限公司成功实现将铸轧带坯生产成板带材、铝箔的技术,这为华北铝业创造了巨大的经济利益,同时也在国家的铝业发展道路上踩出了一个坚实的脚印。特别是当0.007 mm铝箔被成功生产出来后,华北铝业将板带材生产带入到了一个新的、更广阔、更有前景的天地。 花开并蒂,各表一枝。
15、华北铝业有限公司于1984年成立子公司琢神公司。之后,涿神公司充分利用其母公司的已有技术,并在此基础上进一步提高,结合其丰富的现有设备资源,使该公司的辊式连续铸轧机技术水平得到了大大的提高。根据统计数据显示,全国的所有辊式铸轧机中有超过70%是由涿神公司自己制造的,可见在铝铸轧这个产业里面,涿神是当之无愧的领头羊。而后机械电子工业部认定琢神公司生产的直径为650680mm铸轧机可以替代进口产品,这让我国成功摆脱轧制机械受制于人的尴尬局面。琢神公司在1995年试制成功了我国首台直径966 x 1550mm超型铸轧机,并在生产实践中,对板厚调节相关的关键装置进行进一步设计改造,使设备性能得到了明显
16、的提高。至此,涿神公司的成功为我国带来了标准型和超型这两种金属轧制机型,受其影响铸轧机轧辊放置方式也趋于采用轧辊轴线所确定的平面垂直于水平面这种方式。这让我国产铸轧机制造走上了标准化、系列化的康庄大道。1.3 铸轧机工作原理 铸轧机的铸轧过程是在熔炉中将铝熔化成铝液,通过导流槽、前箱与供料嘴将液态金属输送到被循环冷却水冷却的两个轧辊之间,液态金属受冷快速凝固结晶,结晶后的固态金属铝被转动中的铸轧辊咬入,受到双辊给与的轧制力,并给以一定的轧制加工率,经受一定量的变形,从双辊另一侧连续轧制出板卷坯料。1.4 机组设备组成及详细说明1.4.1熔铝的输送和供给系统 熔铝的输送和供给系统是铸轧机稳定运行
17、、保证带材质量的关键环节。熔铝的输送和供给系统的最终目的是连续提供给前箱合格的铝液,含氢量控制在0.15 ml /100g以下,合金的化学成分应该在国家标准中规定的含量范围内,不产生巨大的内部金属颗粒的杂质:保证前箱内铝液温度和液面高度恒定,根据铸轧工艺不同,应控制熔炼炉、静置炉、除气过滤装置中铝液的温度,使经过熔铝的输送和供给系统进入到前箱中的铝液温度控制在685-705 ,温度波动应被控制在2的范围内。 保温炉流口至铸轧机之间熔铝的输送系统包括以下设备: 导流槽液面控制装置 流口位置有一个垂直一学向的浮标,采用手动调至精确位置,浮标的高度位置以脉冲形式检测,检测结果送到流口液位控制系统,使
18、电动执行器动作,控制流口的塞杆运动,达到控制流口液位的目的,液面控制精度达13mm;同时该控制系统也可手动进行人上控制。 液面控制装置对流口液而的高位和低位设定一个基准值,当接近开关检测液面波动超过高位或低于低位时,提示操作手进行人工干预,避免事故发生。 钦丝送进器和放丝架 钦丝送进器用交流变频电机驱动,钦丝送给速度可调,操作者可以调整钦丝杆的速度和铸轧机速度匹配。该装置控制钦丝杆送进流槽,目的是用于熔铝的晶粒细化,以使轧板各处性能均衡。 前箱液面控制及报警装置 前箱框架上设有机械式四连杆机构,用于前箱液位控制装置,保证前箱液面控制精度为士1mm。前箱金属液面控制可进行声光报警 前箱热电偶、变
19、送仪、温度数显表 前箱内的热电偶、变送仪、温度数显表用于在线精确测量、显示前箱内铝液温度,为操作人员提供准确工艺参数 热电偶测温范围: 0-10000 C 前箱、前箱框架 前箱由上下两个小箱体组成,并选用强度高、耐热稳定性好的陶瓷纤维材料的输送和供给系统的最后一个箱体,前箱内铝液通过一段中间连接起来,铝液连续稳定地输送到辊缝处,经轧辊的冷却。轧制作用前箱框架放置在前箱外围,用于保护前箱,前箱框架上装有前箱液面自动控装置。1.4.2 主机机组组成 主机机组是铸轧机的主体部分,主耍包含以下项日: 铸嘴调整装置 铸嘴平台在液压缸推动下在滑座上滑动,把铸嘴及其辅助件推至距铸轧机辊缝一定安全距离的位置,
20、然后由铸嘴水平调节装置把铸嘴调节到目标位置,铸嘴的水平和垂直调整由手动进行调节。铸嘴平台为耐热铸铁结构,安装在一经机加工的钢板架上。铸嘴平台设有一快速夹紧装置,用于把铸嘴组件固定在铸嘴平合上。 铸嘴水平方向微调行程:士50mm 铸嘴垂直方向微调行程:130mm 铸轧机轧制方式 本铸轧机两轧辊所组成的平面与地面垂直,铝液水平注入两轧辊滚间缝隙。 该铸轧机前箱内精确的控制装置能保证前箱能在极其精确的压力卜为铸嘴供给铝液。通过铸嘴的注口,可将铝液注入经冷却水冷却的轧辊上,铝液沿轧辊表而宽向分布,而后,铝液冷却、凝固。这时,金属处一于稍前于轧辊中线的辊缝处,接着受热轧制成形。铸铝经热轧成形后出辊即为铸
21、轧板。铸轧机的每个轧辊都由十字滑块联轴器,同步齿轮箱提供力矩,由直齿四级减速器减速,有直流电机提供输出力矩,铝液流速、冷却水流速、轧辊转速的同步控制由数字式直流控制系统进行。 铸轧辊部 包括 : 2根铸轧辊、4个轴承座、12个轧辊轴承、2个轧辊冷却水旋转接头(水套结构) 轧辊型式:热装式 轧辊辊面尺寸:400 mm 500 mm 铸轧辊由辊芯、辊套热装配而成,两端由O形密封圈密封。热装配后进行精磨至目标尺寸。冷却水系统通过安装在铸轧辊右侧的轧辊冷却水旋转接头和铸轧辊内部的冷却水循环通道连通,由冷却水带走轧制热。 轴承和轴承座 轧辊轴承型式 : 圆柱滚子轴承调心滚子轴承圆柱滚子轴承 (三联装)
22、轴承外形尺寸:内径180 mm / 外径 340 mm 轴承座材质 : ZG 35 水套 (水循环结构) 结构图如图2 -2 - 1 所示: 图2 -2 - 1 水套二维图 如上图所示,冷却水从中间水管输入 ,回流水从小管外的大水管内流出(进水小管在出水大管内,两管同轴),进水管道密封采用机械密封方式,由弹簧给予轴向力,让摩擦环死死地顶住进水道管端面,形成良好的端面密封。其实这里可以允许少量的进水泄露,不会影响到铸轧机的正常轧制工作,因为在输入冷却水时,水量一般比计算的最大值大20 % 左右,就是考虑到这种漏水的可能性存在而采取的预防措施。 铸轧辊传动系统 铸轧辊传动系统包括直流电机1件、直齿
23、四级减速箱1件、皮带轮2件、人字齿同步齿轮箱 1件、十字滑块万向联轴器2件、梅花联轴器接头1件。铸轧辊传动系统由一台直流电机驱动直齿四级减速箱,然后通过人字齿同步齿轮箱分流,再由两根万向联轴器驱动铸轧辊同步转动。通过人字齿同步齿轮箱来保证上下辊线角速度一致,即线速度一致。为了换辊时支撑住万向联轴器,需设置一个联轴器座,也可不设置,因十字滑块部分可以拆分,方便转移。 压上油缸 压上油缸安装在铸轧机架的底部,两牌坊窗口底部各1台,用于提供轧制力 ,保持恒定辊缝,并提供机架的预应力。 辊缝控制系统 辊缝控制系统是一手动调节的楔块系统。该系统用一对互锁的楔形滑块建立轧辊轴承座之间的间隙,从而控制粗略辊
24、缝缝隙厚度。在轧制过程中如果轧制出来的轧板横截面,上下两线平行度超出误差范围,可手动调节楔块系统,改变单侧轧辊轴承座之间的间隙,达到在线调节的目的,若差值很小时,通过在操作台上调节相应侧压上缸的压力,也可达到在线调节截面上下边平行度的目的。 楔块的高度调整范围:士5 mm (由设计要求的最大扎板厚推断) 换辊装置 轧辊需要定期从机架上取下重磨。换辊装置可以简便、迅速地执行换辊操作。机内换辊轨道和机外换辊轨道连接起来,减速机驱动链轮链条将轧辊部件沿着换辊轨道拉出和推进。机外换辊轨道结构形式 : 滑架型 滑架为机加工的焊接钢结构,带有锁定杆,滑动由链条和链轮通过行星齿轮减速箱和交流电机变频调速驱动
25、。机架架间装有换辊用的固定轨道,轧辊的下轴承座装有轮子。换辊时,先要拆除端面定位挡板,使轧辊能轴向自由移动。 1.5 本课题主要内容 介于工厂要求了解铝板材铸轧机在什么工作条件下才能轧制出优质板材,什么工作条件下经济效益最好。本毕业设计的目的是设计一台可用于实际生产的铝板铸轧机并用这台机器进行实际生产实验,以得到最优工作条件,解决工厂的实际生产问题。设计中要求完成该产品装配图与部分部件图设计,完成该产品主要零件图的设计,要求所有图纸质量达到工厂的现场实际生产要求。 其中在中南大学机电工程学院中铝机电大楼1楼有一台正在正常使用中的二辊铝铸轧机,设计过程中可以将其作为参考实物。铸轧机设备的具体设计
26、要求如下所示: 最大轧制力: 60 t ; 轧制板厚范围2mm -8 mm ; 辊面线速度 0.5 3 mm; 轧辊:400500 mm ; 轧制铝板板宽控制在50400mm。 8全套设计(图纸)加扣扣 194535455 第二章 铸轧机轧辊部分设计 图2 - 1 铸轧轧辊部分总体结构图2.1 铸轧机轧辊部分的运作方式 连续铸轧技术是将金属铝液直接转变成冷轧薄板坯的捷径,是从两个旋转辊中间浇注金属液,通过一对内部具有循环冷却作用的铸辊辊缝间隙,结晶,凝固,变形后从另一侧引出铸轧带坯,按轧辊和金属的流向可分为三类:、双棍水平下注式。两辊中心连线与地面平行,金属浇铸流向与地面垂直,简称垂直式铸轧机
27、。、双棍垂直平注式。两辊中心连线与地面垂直,金属浇铸流向与地面水平线平行,简称水平式铸轧机。、双辊倾斜侧注式。两辊中心连线与地面水平线成一定角度,一般为75角,简称倾斜式铸轧机。设计要求辊径400mm,小于常用标准辊径。本铸轧机主要用于科学实验,为了保证生产过程中铝板铸轧各环节(液固态转变过程)直观可见,便于控制,本次设计采用双棍垂直平注式板带驻轧(如图2 -2 )。 图2 -2 双棍垂直平注式 1轧辊辊套 ; 2金属铝液 ; 3金属铝板2.2 轧辊部分的力能参数计算2.2.1 设计要求 、铸轧机型号为400500mm; 、轧制铝板厚度控制在28mm; 、轧制铝板板宽控制在50400mm; 、
28、铸轧线速度为v = 0.53 m/min; 、最大轧制力为= 60 T。2.2.2 轧制力矩的计算 图2 -3 轧辊辊系受力简图 目前所采用的轧制力矩计算方法仍沿用有关热轧板的计算公式,即: 式中 平均单位压力; b 铸轧带坯宽度; X力臂系数; 铸轧变形区长度。 如上图所示,铸板件所受外力(上辊)有法向力N1和摩檫力T1。N1与T1 的合力为P1,且与辊芯连线垂直,即与轧件的运动方向垂直。由于对称性知必有与P1等大反向的合力P2,且与P1作用于同一直线上。即P1=P2= 同时轧制力; 力臂系数X=/A/; 变形区长度可看作力臂A. 故轧制力矩为 = = 2A = 2XL 由上图可得A= Rs
29、in=D/2sin式中 A轧制力相对于轧辊中心的力臂; X轧制力P1相对于轧辊中心的力臂系数; L接触弧长; D轧辊直径; 合压力作用角。 其中力臂系数根据大量统计实验数据确定,一般有以下结论: 热轧板带时,X=0.420.50 。 在此力臂系数取X=0.5。则A= D/2sin=0.50L=D/2即sin= 解得=0.066 轧制力力臂A=0.2sin0.066=0.013m则轧制力矩为= = 2A=25.880.013=15.3 KNm 只是轧件变形给轧辊的轧制力矩,因为轧制过程中铸件受到牵引机构的牵引张力,轧辊轴承的摩擦力等力作用,固实际总力矩要大于,这里就不做详细介绍。2.3 电动机的
30、选择2.3.1主电机容量计算 主电机容量计算通常根据轧制时作用在电机轴上的扭矩来初选主电机容量。初选主电机时可依据以下公式: KW式中 轧制力矩、两轧辊轴承处的摩擦力矩、轧机空转力矩与轧机变速动力距之和,由于此处只是初选主电机容量,且两轧辊轴承处的摩檫力矩、轧机空转力矩与轧机变速动力距之和相对于轧制力矩要小很多,所以摩擦力矩、轧机空转力矩与轧机变速动力距之和可忽略不计 KNm V铸轧线速度为v = 0.53 m/min 取极值3m/min 传动系统的总传动效率 R铸轧辅半径m又 式中 皮带传动的传动效率 0.80-0.90 取=0.85 由电动机到轧辊,除皮带传动以外的总传动效率 一般为0.8
31、5-0.90 取=0.85 则 =0.850.85=0.723 由前面数据可知 = 15.3 KNm , V = 3m/min , R = 0. 2 m则可得: N =5.29 KW2.3.2 轧机的工作制度与主电机选择、轧机工作制度 轧机的工作制度按照操作方式可分为可逆式和不可逆式两种,按照轧制状态又可分为有带张力的带式工作制和无带张力的块片式工作制两种。 不可逆式工作制 不可逆式工作制度应用最广,当采用这种工作制时,乳辊与轧件的运动方向始终不 变,但轧制速度有可调和不可调两种。在某些轧机上,不一定总是生产同一种轧板,在轧制时不需改变速度,但生产不同的板材所需轧制速度一般不同,需要重新调节轧
32、辊的线速度,这类轧机通常采用调速范围广,工作稳定的直流电动机。 可逆式工作制度 当釆用这种工作制时,轧辊即能逆转又能调速,并有低速咬入,满足升速轧制和降速抛出轧件等要求。本设计不适合采用这种工作制度,不需要轧辊能逆向转动。 有带张力工作制度 当采用这种工作制时,轧件不仅承受轧辊所施加的轧制力,同时还要承受卷取机和开卷机所施加的前后张力,轧件时刻处于易塑性变形的良好应以状态,这使轧制条件大大改善,减小对了轧制大小力的要求,有助于整个铸轧结构的稳定。这种工作制度下铸轧机容易轧 制平直的薄带,但需要较大调速范围,一般都采用直流电动机传动。 按照实际情况,本次设计采用不带带张力的工作制度,且为不可逆式
33、工作制度,主电机类型选择直流电 动机。、主电机选择 类型选择 本次设计电动机的机械负载要求:调速范围大、负载较平稳、连续轧制、三班制工作。 异步交流电动机结构简单 , 维护方便,重量较轻成本较低,工作效率较高,负载 特性较硬。直流电动机调速性能优良,过载能力大,可实现频繁的无级快速启动,制动 和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。 综合考虑以上因素选择直流电动机。 电动机参数确定 当电动机功率一定 时,电动机转速越低,其尺寸越大,价格越贵,而且效率越低,所以选择电动机时其转速通常不能低于500r/min,但高速电动机会加大机械减速机构的传动比,导致机械传动部分结构复杂,影响传
34、动效率。现有以下已知参数: 主电机容量N = 5.29 KW; 减速器传动比为90 :1; 皮带轮传动比为2 :1。得电动机转速为430 r/min (最小值) 考虑到需要一定的安全系数及其他方面的因素, 选择电动机型号为: Z418011 JB/T63162006其主要技术参数为:额定功率P=15 KW (铸轧作业是高危行业,因而在我这里取了较大的安全系数) 额定转速n = 600 r/min 最高转速=2000 r/min 额定电压V=440v 在选择电动机之后,根据选定的主传动系统的总速比i对电动机做超载和发热校核,这里不做详细表述。2.4 轧辊的基本结构与参数2.4.1 轧辊基本结构
35、图2 - 4 轧辊外形 图2 - 5 轧辊辊芯结构图 轧辊由辊身、辊径和轴头三部分组成,辊径安装在轴承中,通过轴承座和上垫块把轧制力传递给机架,左轴头和十字滑块连接轴相连接,传递轧制扭矩,右轴头和进水管相连。 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。但带双键槽的轴头在使用过程中,键槽壁容易崩裂,目前常用易加工的带平台的轴头。 本次设计所采用的轴头形式为带平台轴头。其截面如图2 - 6 图2 - 6 轴头截面 图2 - 7 水槽横截面 流动 循环冷却水的槽沟开在中间辊芯表面上,循环水对轧辊的冷却强度主要取决于槽沟形式,槽沟形式种类繁多。但不管釆用哪种形式,其冷 却强度应保证
36、铸扎辊辊身长度上的温度差5C。 本次设计采用轴向与环向槽沟相结合的联合槽沟(图2 - 5、图2 - 7),具有极好的冷却效果。2.4.2 轧辊参数 轧辊的主要尺寸参数是: 轧辊面直径D=400mm 辊套厚度=30mm 轧辊辊身长度L=500mm 轧辊经使用磨损后可允许重车或重磨以便多次使用,直到乳辊直径削弱到最低限度为止。对于直径400mm的轧辊,要求辊套厚度在20-45mm左右,考虑到本次设计的铸轧机主要用于探究优化轧制工艺的方法,而不是用于工业实际生产,即辊面的磨损速率相对较慢,30mm的辊厚满足需求。 而设计要求轧板宽度可达400mm,考虑到安全与散热,留出一定长度余量,取其身长为500
37、mm。 其他基本参数:辊径直径d=180mm 辊径长度=195mm =295mm (安装密封部件) 辊身的过渡圆角r=20mm ( 这里因辊身直径不大,且辊身端面要安装挡环,用以密封定位辊套,同时辊身与辊径之间采用了二级台阶过渡,固过渡圆角取了较小值) 槽沟及通水孔: 本次设计循环冷却水槽沟形式釆用轴向和环向相结合的结构形式,槽沟轴向槽形为梯形,均宽为26.2mm, 沟槽布置形式为70mm(中心弧长)X18 (个),沿圆周均匀分布,环向槽形为梯形,均宽取30mm, 共7 个。(见图2 - 5、图2 - 7) 在第一环向槽内部有四个相互垂直同时又垂直于辊身轴线的进水孔,孔径20mm,均与直径为4
38、0mm的进水孔相连;第七环向槽内部有四个相互垂直同时又垂直于辊身轴线的的出水孔,孔径20mm,且分别与辊身轴向的四个出水孔(直径20mm)相连,通水方式为一进四出,水循环利用中间无间断。(见图2 - 5) 参考:在设计过程中,发现另有一种有效冷却轧辊的冷却方式存在,这里作简要介绍 以作参考备用: 其在轧辊表面的循环冷却水槽布局方式与本次设计采用的结构相似,但通水方式为一进二出或二进二出(进出水孔直径相同,位于轧辊接口端的圆孔圆心连线呈正方形),且每一环向漕中都有两进水孔和两出水孔,这样辊身每一部分的水温温差更小,冷却效率很高。在保护轧辊本身,延长轧辊辊套的使用寿命这点上比本次设计采用的冷却方式要优秀,同时可在一定程度上提高轧辊轴承部位的许应用力的大小(开的