活套设计过程总结.doc

活套设计过程总结
设计内容：一号活套完全新制，二至六号活套更改起套方式。
1、一号活套设计要求：
将原有的水平活套新制为一套立活套，而且气缸安装与活套侧面。起套高度0-800mm，压套辊间距2500mm，压套辊可以实现上下调动，调动范围30-100mm之间。提供气缸型号参考QGB200-140-F，气缸推力不小于11.8KN，现场提供气压0.4-0.6MPa，气缸安装于活套后侧。轧制线中心与地脚中心保持原有的110mm的偏位量。活套辊加工成带有V型。过钢板要求平面型即可，考虑安装时不能焊接，用螺栓连接，以方便磨损后进行更换。进出口需要加导卫（简单滑动结构导卫）。
2、二至六号活套改造要求：
将原有的立式活套的起套方式由下方改至活套侧面，从而减少生产过程中水，油及氧化铁皮对气缸寿命的影响。要求起套高度0-500mm，气缸参考型号QGB200-140-F，气缸推力不小于11.8KN，现场提供气压0.4-0.6MPa，气缸安装于活套后侧面，活套辊带有V型。
3、一号套设计过程：
参考原有设计方案，了解整个结构的组成，各个部件在整体中的作用，结构中如何实现起套这一过程，起套高度与气缸伸出量之间的关系（设计重点）。压套辊如何实现上下调动。
初步设计思想为将已有的整体结构保持不变，只考虑起套高度与起套结构设计问题及压套辊如何实现上下调动问题与压套结构问题。
（1）起套高度设计过程：原有设计方案中的起套高度为500mm,气缸伸出长度为197mm。而现在要求的起套高度为800mm，根据起套高度与气缸伸出长度成正比关系，并修改拐臂角度后计算出气缸伸出长度为295mm。因此气缸行程选择不得小于295mm。
（2）起套结构设计过程：初步按照原有机构设计出拐臂结构，根据设计出的拐臂结构可知长臂长度，而且根据活套特点起套时活套辊与轧钢线是相切关系。做出长臂不起套，起套以及转动点的一个三角形，该三角形中必然有一对相等长度的边，即可确定拐臂长度为该边长减掉活套辊半径（活套辊按原有结构设计）。再根据初步确定的拐臂短臂的长度、已经确定的长臂长度、三角形关系以及气缸伸出长度所组成的三角形关系核算出短臂长度符合初步确定长度要求。
（3）拐臂夹角、起套夹角设计过程：根据已有的拐臂结构、两组三角形关系确定出起套时的切点设计出起套夹角为44°（起套时拐臂与水平过钢线之间夹角）。而起套辊在不起套时应该在水平钢线以下（即活套辊静止时最高点与水平过刚线重合，可低3-5㎜）。确定出不起套时辊子的位置，根据这两点和长臂长度可确定出转动点安装位置。再根据短臂长度、气缸伸出长度、以及两个三角关系（两三角形相似）确定出拐臂夹角为110°。确定出夹角、长短臂长度后可根据原有设计拐臂结构最终确定出拐臂的结构及尺寸。
（4）气缸的选择设计过程：根据设计出的拐臂结构、参考以前的辊子结构计算出重量，根据拐臂结构计算力矩，用重量和力矩核算出气缸应该所提供的最小推力，并将此推力至少富余30%得到气缸的推力，再根据（1）中计算出的气缸行程，将此行程至少富余50%得到气缸的行程，依据推力、行程两组参数选择可以满足要求的气缸。
（5）压套上下调动及结构设计过程：按照原有的结构进行改造，原有机构中用单一螺栓拉杆将整体结构上下调动。该结构存在一定的缺陷，单一螺纹拉杆受力大，稳定性差。将原有结构单一螺纹拉杆做成两侧双连杆，两连杆带动两侧板，两侧板开孔安装压套辊轴，轴带动压套辊实现上下调动。
（6）进出口导卫设计过程：参考原有设计结构，将进口导卫的口部设计出带有一定喇叭口的结构，而出口导卫出口部设计出收口结构。以保证整体结构对钢料的导向稳定。
（7）整体支撑部分设计过程：根据原有结构以及压套辊距离要求、进出口导卫结构尺寸确定出支撑底座的外形尺寸。高度根据整条轧线高度设计（并考虑给地脚支撑座留有足够的高度），宽度根据要求中两压套辊间距，并且考虑到进出口导卫留安装位置，计算出整个结构所需要的最小宽度值，并按照原有结构进行整体结构的新设计。
（8）地脚支撑结构设计过程：参考原有设计结构，并根据现场地脚位置、整体受力情况，确定出地脚支撑座的结构。
（9）护板的设计过程：护板的作用就是将整个起套过程中的钢保护起来，不让出现偏钢，跑钢等事故，因此护板结构高度需要比最高起套高度高100-150mm，长度满足可安装在两压套辊中间位置即可。即比2500减去两压套辊向中间延伸的距离，可以稍小10-30㎜即可，为方便安装。将结构设计为L型，L型短边固定，长边起护板作用。
（10）过钢板设计过程：要求中过钢板只需要一平板结构，而且是用螺栓进行装配，不能焊接，这样的结构存在两种，一是直接用以较厚的钢板，而在钢板两侧开孔，用螺栓固定，二是做成П型，上面起过钢板的作用，而两侧边钢板打孔固定，第一种方案钢板侧边打孔，而且是盲孔，由于结构长，加工起来不易。第二种在侧板打孔，安装位置的钢板可以薄一点，打孔方便，而且易于安装。最终使用第二种结构。
4、二至六改造方案设计过程：
根据设计要求，改造只需要设计出新的拐臂，及新的安装位置即可。拐臂的设计与安装位置参考新活套拐臂设计思路。而轴只需要根据原有设计方案中辊子设计出轴的结构尺寸。拐臂的安装位置确定后即可确定出气缸的安装位置。
5、对设计进行整理过程：
对整体设计的尺寸进行作图，电脑模拟装配，再对部分配合有误尺寸进行调整。对整体设计进行最终核算，对比设计要求，确认无误后完成设计。
设计中出现的问题及解决办法
1、设计出现的问题：
（1）疏忽了设计中的几点重要要求，包括轧制线中心与地脚中心偏距110mm，过钢板结构，辊子做成V型结构。
（2）做图时不够细致，导致在加工过程中无法完成部分零部件的加工。
2、针对问题的解决办法：
（1）轧制线中心与地脚中心偏距110mm。2010.08.20跟客户确认最终设计方案时客户方发现地脚中心与轧线中心有110mm的偏移量没有做出。此问题疏忽属于严重的设计问题，是没有注意到设计要求所犯下的错误。如果按没有偏距加工完成，导致的结果就是整个活套都无法使用。针对此问题和王总找原因发现2010.08.14给客户发送邮件中图纸将此问题疏忽，而之前的发送的图纸中没有出现问题。和同事交接中没有对设计要求进行一一核对。因此导致生产后出现问题，延误工期并造成损失。此问题的解决方法是将已经设计好的地脚支撑座50mm的下垫板拆除，更换成较大垫板,厚度35mm，将偏位地脚孔加工在下垫板上来实现轧制线中心与地脚中心偏距110mm的要求。
（2）过钢板结构问题做成了带U槽型。2010.08.20客户最终确认设计方案时发现过钢板结构与要求结构不符。要求修改方案。此问题主要是与和客户要求以及沟通方面的问题，没有及时了解清楚客户具体要求，而且在后面沟通过程中产生错误思维，而将平板型做成了带有U槽型的结构。而且加工方已经将错误方案的过钢板加工完毕。跟客户沟通后此结构过钢板存在两种修改方法，一是用一块较厚钢板，在侧壁开盲螺纹孔，直接装配于活套底座中。二是用Π型，上面钢板用于过钢板，两侧板用于固定，跟客户及加工方商议后决定使用第二种方案。2010.08.24与加工方讨论，两侧固定板长度长，下料加工难度大，易变性，讨论是否可以将固定板做成100*60的小块。同样可以保证整体结构的强度及安装方式，并同意修改方案。解决办法是将以制造好的结构拆除，而将新的过钢板装上。
（3）辊子做V型结构。2010.08.20与客户最终确认方案时客户方发现辊子没有按照要求加工成带有V型结构，要求修改。此问题主要出现在与客户要求沟通方面，对客户要求的信息没有及时得知，改造方法是将现在正加工的直辊子加工出V型槽。
（4）加工方在加工过程中多次询问图纸中尺寸问题，主要的问题是图纸尺寸标注不清楚，漏标。作图时出现的问题属于设计作图时疏忽，对制图整体把握不足，并且相关配合知识了解不深，造成图纸标注不清楚或者漏标尺寸，配合部分公差标注不合理。解决办法是将出现的问题及时查手册，对相关漏标尺寸和不合理的公差进行补标修改。以确保加工没有问题。
（5）轴二安装时与护板固定螺钉部分发生干涉：2010.08.24加工方反映安装轴二时后法兰与护板干涉。此问题其实是加工方不了解设计思路所致，设计之初考虑到此问题时是将护板干涉部分割掉，以保证轴二的正确安装点，但加工方反映割掉护板影响整体外观，后经商议后决定对轴二的法兰割掉，不影响安装及强度的情况下，还使得外观漂亮。同意方案并实施。
（6）气缸部分配作出现与之前设计尺寸不合理。2010.08.27气缸运回后带至加工厂发现之前设计的气缸安装座，气缸前后连接，前后连接轴，起套辊轴，气缸带动拐臂限位装置，拐臂短臂转动部分干涉均出现问题，需根据实际气缸形式进行重新设计。这些问题的出现均属于设计步骤的错误，不应该在没有气缸之前就将这些零件设计出成品，而应当在气缸回来后进行设计。即这些零件与实际气缸结构进行配作。设计时还应注意零件的强度，以保证满足气缸的安装。
（7）压套结构设计存在不合理之处。2010.08.27去加工方看发现压套辊结构的大压板设计存在不合理之处，原始设计是将大压板直接焊接在护板上，没有考虑到拆装方便和更换，设变结构在护板中间焊接两条25*30*176的钢板，将大压板用螺栓锁在焊接的两条钢板上即可。此结构即保证原有结构的使用要求，又可以使大压板实现可拆装。使设计更加完善。
（8）两护板上顶处加限位拉杆，防止热变形导致的两护板间距离变小。从而增加了护板强度及使用性能。