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摘要
因为轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因素的影响，往往产生形状缺陷，例如纵向弯曲、横向弯曲、边缘浪形等。为了消除这些缺陷，轧件需要在矫直机上进行矫直。本设计是一矫直厚板的9辊冷矫直机，以当今最新9辊冷矫直机为参照进行设计，并选用了一些较新的，较先进的，较合理的结构及部件，比如万向联轴节选取的是WS型十字轴式万向联轴器、选用整排上工作辊平行调整的矫直机、选用较典型的台架式工作机座等。设计说明书中介绍了矫直机的发展概况及应用范围等，确定了矫直机类型、矫直工艺、矫直机结构，并对矫直机基本参数、力能参数、电动机功率、压下机构等进行了计算。
关键词： 基本参数、力能参数、电动机功率、压下机构
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Abstract
In order to eliminate these shortcomings, the board needs in the leveler on straightening, so I design the straightening of the 9-roll steel plate leveler. Refering to a 9-steel roller leveler of Iron and Steel, the design parameters have a reliable basis, and select a number of newer, more advanced, more reasonable structure and components, such as Universal coupling selected is WS-Cross Coaxial universal joint, choice of the overall reduction of parallel structures, selected more typical rack, and so on. Identified in the design of the straightening machine type, straightening process, straightening machine structure; basic parameters of straightening machine, force and energy parameters, motor power, pressure agencies were calculated.
Key words：basic parameters of straightening machine, force and energy parameters, motor power, pressure agencies
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目录
摘要 ................................................................................ I
ABSTRACT ........................................................................... II 目录 ................................................................................ III 第1章 前言 ....................................................................... 1 第2章 方案确定 ................................................................. 5
2.1 矫直机类型 ..................................................................... 5
2.1.1 压力矫直机 ................................................................ 6 2.1.2 板带材和型钢用的辊式矫直机 ............................................. 6 2.1.3管材、棒材矫直机 .......................................................... 6 2.1.4拉伸矫直机 ................................................................. 7 2.1.5拉伸弯曲矫直机组 .......................................................... 7 2.2 矫直机的矫直工艺 .............................................................. 8 2.3 辊式钢板矫直机结构 ............................................................ 9 2.3.1机列布置 ................................................................... 9 2.3.2主传动系统 ................................................................ 10 2.3.3工作机座 .................................................................. 13
第3章 设计计算 ............................................................... 18
3.1矫直机基本参数的确定 ......................................................... 18 3.2辊式矫直机的力能参数计算 .................................................... 20 3.2.1 作用在矫正辊上的压力（矫正力） ........................................ 20 3.2.2 计算矫直钢板时轧辊上的作用力 .......................................... 21 3.2.3 电动机功率的确定 ........................................................ 22 3.2.4 工作辊的强度校核和轴承校核 ............................................ 24 3.2.5 支承辊及轴承的校核 ...................................................... 28 3.2.6 压下机构的设计计算 ...................................................... 31
结论 ................................................................................ 36 参考文献 .......................................................................... 37 致谢 ................................................................................ 38 附件1 .............................................................................. 39 附件2 .............................................................................. 59
III
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第1章 前言
矫直机是对金属棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊，数量不等。
矫直技术属于金属加工学科的一个分支，已经广泛应用于日用金属加工业，仪器仪表制造业，汽车、船舶和飞机制造业，石油化工业，冶金工业，建筑材料业，机械装备制造业，以及精密加工制造业。矫直技术在广度和深度方面的巨大发展迫切要求矫直理论能进一步解决一些疑难问题，推动开发新技术和研制新设备。首先要在矫直机设计、制造、矫直过程分析、矫直参数设定及矫直质量预测等方面搞好软件开发；其次要进行数字化矫直设备的研制，使矫直技术走上现代化的道路，不断丰富金属矫直学的内容。
矫直技术产生的确切时间尚未找到准确的文字记载。但从文物发掘中看到我国春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工矫直和平整技术已经达到很高的水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品与工具，小自针锥、大到铁杵，都要求用矫直技术来完成成品的制造。手工矫直与平整工艺所用的设备与工具是极简单的，如平锤、砧台等。对大型工件的手工矫直常借助高温加热进行。古代人在矫直及整形的实践中认识到物质的反弹特性，确立了―矫往必须过正‖的哲理，用之于矫直技术颇有一语道破天机之功，用之于改造社会也有指导意义。由于中国社会的特殊条件，好多技术停留在手工状态，18世纪末到19世纪初叶，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽动力代替人力，机械化生产代替手工作坊。 19世纪30年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由7万吨增长到19万吨，增加了2.7倍。19世纪50年代开辟了炼钢技术发展新纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量增长迅速。到19世纪末时，钢产量增加50多倍。钢材产量占钢产量的比重也明显增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入20世纪，以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。英国在1905年制造的辊式板材矫直机大概是我国见到的一台最早的矫直机。到1914年英国发明了212型五辊式矫直机，解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直速度。20世纪20年代，日本已能制造多辊矫直机。20世纪30 年代中期，发明了222型六辊式矫直机，显著提高了管材矫直质量。20世纪60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国萨顿公司研制成功313七辊式矫直机。20世纪30
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到40年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速发展，而且相继进入到中国的钢铁工业及金属制品业。新中国成立前，在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工厂里可以见到德、英、日等国家制造的矫直机。于此同时还出现了拉伸矫直机，20世纪50年代，苏联的矫直机大量的进入到中国，同时，世界上随着电子技术及计算机技术的发展，工业进步速度加快，矫直机的品种、规格、结构及控制系统都得到不断的发展与完善。 20世纪70年代，我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。有小到直径1.6毫米金属丝矫直机和大到直径600毫米管材矫直机。有速度达到每分钟300米的高速矫直机和精度达到0.038mm/m的高精度矫直机。同时也引进许多先进的矫直设备。如英国的布朗克斯矫直机；德国的凯瑟琳、德马克连续拉弯矫直机及高精度压力矫直机；日本的薄板矫直机等。值得自豪的是我国科技界一直在努力提高自己的科研设计和创新能力。从20世纪50年代起就有刘天明提出的双曲线辊形设计的精确计算法及文献提出的矫直曲率方程式。60到80年代在辊形理论方面有絮叨学者进行了深入地研究并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形计算法。与此同时，以西安重型机械研究所为代表的科研单位和以太原重型机械厂为代表的设计制造部门完成了大量的矫直机设计研制工作。不仅为我国生产提供了设备保证还培养了一大批设计研究人员。 进入90年代我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步，一些新研制的矫直机获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市、省级部级科技成果进步奖；有的获得了国家发明奖。近年来我国在反弯辊型七斜辊矫直机，多斜辊薄壁管矫直机、3斜棍薄铜管矫直机、双向反弯辊形2辊矫直机、复合转毂式矫直机，平行辊异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制方面相继取得成功。在较之高强度合金钢方面也已获得很好的矫直质量。其矫后的残留挠度为0.2～0.5mm/m。此外从20世纪60年代以后拉伸与拉弯矫直设备得到很大发展，对带材生产起到重要作用。
本说明书设计的矫直机主要参数为：矫直钢板厚度40mm， 钢板宽度4000mm，钢板材料 Q235，材料屈服极限 300 MPa， 矫直温度 T=400 ℃以下，辊数9辊，矫直速度0.2 m/s, 矫直辊辊径370mm,支承辊辊径450mm。
现代矫直设备及其他冶金设备的开发都受益于当今钢铁工业的迅猛发展。对于现代钢铁工业来说，2004 年是具有历史意义的一年。在这一年粗钢产量首次突破10亿吨。许多钢铁企业的报告称其利润达到了近十年未有过的高水平。
在我们的钢铁行业又有了更多的笑脸，对未来重新充满乐观态度。我们现在面临
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冷矫直机设计
