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方案三:采用减速电机带动螺旋副来实现上横梁升降:如图1.5所示
1-摆线针轮电机直联型电机减速速器 2-过度座 3-联轴器 4-上横梁 5-丝杠 6-活动梁 7-座板 8-立柱 9-拉杆 10-平衡缸
图2.3 采用减速电机带动螺旋副传动简图
优点:调整精确度较高;结构简单,易于加工;控制维护简单 缺点:螺旋传动效率低;
综上所述,方案三虽然传动效率低,但此方案用于调整,在调整结束进入稳定矫直阶段后,固定不动。所以采用此方案。
2、要实现稳定、精确矫直、在工作过程中上工作辊系不能上、下窜动,也就是上工作辊系必须紧密的与上横梁在一起,不能有任何动态或静态间隔,有三种方案: 方案一:采用弹簧来实现稳定、平衡: 优点:结构简单,成本低。
缺点:上工作辊系在调整过程中弹簧的压缩在不断的变化,根据虎克定律,
F??S?E可知弹簧产生的是一个变力,所以很不稳定。
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方案二:采用螺杆与大螺母相配合来实现: 优点:结构简单,成本低。
缺点:在调整过程中如果工人没有放松螺杆,那么很容易损坏传动部件,造成事故, 而且每次调整后工人要爬到上横梁上锁紧螺杆,所以很不方便。 方案三:采用液压缸来实现调平衡:
优点:结构紧凑,工作可靠,调整系统压力可以得到不同的平衡锁紧力。 缺点:需要一液压站,成本相对较高。 综上三种方案,方案三最佳。
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3 矫直机结构参数的计算
3.1φ219矫直机的主要参数
矫直力为:3000KN 钢管直径:φ133~φ219 钢管壁厚:4~20mm 角度调整范围:27°~37° 钢管材质:优质碳素钢,低合金钢 最大屈服强度:?500MPa 矫直精度:0.5mm/m
下压力不小于10t,下压速度为0.8~1.2mm/s。 3.2矫直辊辊形尺寸的确定 3.2.1辊径的确定
初选辊径Dg:由文献[2] 264页 (4-20)式得:
dmax?150mm时:
Dg??1.5?2.5?dmax 式中:Dg— 矫直辊辊腰直径,单位为mm; dma—x 管材最大直径,单位为mm;
取系数为1.7,则辊径Dg为:
Dg?1.7d?1.7?219?372.3mm
3.2.2辊子长度的确定
初选辊子长度Lg:由文献[2] 264页 (4-21)式得:
dmax?150mm时:
Lg??1.3?2.5?Dg 取系数为1.5,则辊子长度Lg为:
3.1)3.2) (
(
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Lg?1.5Dg?1.5?372.3?558.45mm
3.2.3辊距的确定
初选辊距p:
p??2?2.5?Lg (3.3)
取系数为2,则辊距p为:
p?2Lg?2?558.45?1116.9mm
根据现场的实际情况和以往的经验,及参照同类型设备和有关标准,最后确定辊形的工艺参数为:
Dg?380mm Lg?560mm p?1000mm
3.3矫直力的计算
在上横粱压下传动过程中,中间辊所受的矫直力最大,所以在下面的丝杠设计及辊轴的校核过程中都用此力来计算。
查文献[1]288页,式4-78
??t?2.335Lg?1.35p?1.35?2?Mt (3.4) F2???LgLg???t?Lp?????g??22?????式中:t— 为工件的螺旋导程;
Mt— 弹性极限弯矩,Mt??sWs,Ws?WS; Ws— 塑性断面系数;
W— 抗弯断面模数;
?D4?d4W?0.0982??D???2194?1794???0.0982??219???3
??571098.84mm ?? 查文献[5]第378页,表8-2取S?1.5
Ws?WS?571098.84?1.5?856648.265 mm Mt??sWs?550?856648.265?471156545.17N·
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t?tan32???D?tan32????219?429.92mm
???2.335Lg?1.35p?t1.35?2?Mt F2???LLg???gt?Lp????g??22???????2.335?380?1.351000?429.92?1.352??471156545?.17 =?380429.92Lg??380?1000??22??????=2808057.185N
中间上辊的压紧力可有可无。但是,它的导向作用不可少。因此可以考虑具有轻微的压紧力并按0.3F2来计算。
于是矫直力为:
?F2?F2?0.3F2?2808057.185?0.3?2808057.185?1965640.03N
3. 4主电机的选择
主电机的型号:24-280-21 功率:110KW×2 转数:600/1500r/min 主减速器速比:16.57
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