Φ219七辊矫直机压下装置设计论文

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1、第34页 1 绪论 1．1矫直设备的发展 1．1．1矫直设备的发展概况 矫直技术多用于金属条材加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。20世纪初已经有矫直圆材的二辊式矫直机。20世纪30年代中期发明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型七辊式矫直机。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φ1.6mm金属丝矫直机和大到φ600mm管材矫直机。有速度达到300m/min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

2、。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、省及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形七斜辊矫直机，多斜辊薄壁转毂式矫直机，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， 1．1．2矫直作用 轧制和热处理后的管材有一系列的缺陷，其中主要的是纵向弯曲和横断面的椭圆度。为了消除这些缺陷，需设置斜辊式钢管矫直机，在矫直过程中，钢管在矫直辊间作直线前进的同时还进行旋转运动，通过钢管在矫直辊中反复多次弹性弯曲使钢管达到矫直的目的。 1． 2矫直设备分类 1．2．1矫直机的分类 按工作

3、原理不同划分为五大类。第一类称为反复弯曲矫直机，它们是靠压头或辊子在同一平面内对工件进行反复压弯并逐渐减小压弯量，直到压弯量与弹复量相等而变直。第二类称为旋转弯曲式矫直机，是工件在塑性弯曲状态下以旋转变形方式从大的等弯矩区向小的等弯矩区过渡，在走出塑性区时弹复变直。第三类称为拉伸矫直机，它依靠拉伸变形把原来长短不一的纵向纤维拉成等长度并进入塑性变形后经卸载及弹复而变直。第四类称为拉弯矫直机。它是把拉伸与弯曲变形合成起来使工件两个表层的较大拉伸及全截面的拉伸变形三者不在同一时间发生，全断面各层纤维的弹复变形也不是同时发生的，既防止了板带的断裂，又提高了矫直质量。第五类称为拉坯矫直设备，它是在拉动

4、连铸坯下行的同时使铸坯的弧形弯曲渐伸变直，其拉力主要用于克服外部阻力，而铸坯本身在高温状态下所需的矫直力是较小的。 具体进一步分类如图1.1所示： 　　　　　　　　 ,图1.1 （５）拉坯矫直机 拉坯矫直机在连铸系统中占有重要位置，取得了很大发展，已经自成体系。 1．2．2钢管矫直机分类及适用范围　 在矫直管、棒等圆形断面条材时若采用平行辊矫直机则存在两个致命的缺点：第一，只能矫直圆材垂直于辊轴的纵向剖面上的弯曲。若矫直其它各方面的纵向剖面的弯曲常需要进行多次的变方位的矫直过程；第二，圆材在矫直过程中容易产生自转现象，不仅达不到矫直目的，反而要产生严重的螺旋形弯曲（俗

5、称麻花弯），使产品报废。为了消除上述的缺点，在生产中常采用斜辊矫直机。 常见的斜辊矫直机的类型及用途： 1、 2斜辊矫直机：这种矫直机用于矫直棒材，也可用于矫直厚壁管材。 2、 3斜辊矫直机：只适用于矫直长度较小，直径较大，壁厚很薄的小量管材，故至今没有发展起来。 3、 多斜辊矫直机 (1)、212型5辊式矫直机：适用范围宽，表面质量好，可以一机多用。但上辊稳定性低，传动系统复杂，制造成本高。 (2)、222型6辊式矫直机：这种矫直机既可以矫直管材又可以矫直棒材。 4、6辊以上的斜辊矫直机 (1)、12121型7辊式矫直机：这种矫直机主要用于矫直高强度管材及厚壁管材，不仅可以矫

6、直管材的弯曲度也可以消除管材的随圆度。 (2)、1－12（8）型8辊式矫直机：它有较广的适用范围，可以用于管材张力减径生产线、焊管生产线、挤压生产线、电镀生产线及有色金属管的轧制生产线。 5、313型斜辊矫直机：这种矫直机只能用于大直径圆材的矫直。 1．2．3斜辊矫直机的典型辊系 1、1-1（5）辊系 如图1.2（a）所示，上下辊一一交错，此辊系常驻由５个辊子组成，上三下二，上辊短，下辊长。入口侧长辊处可使圆材得到较大的均匀的塑性弯曲，到出口侧长辊处则按较小的塑性弯曲进行压弯在反复后达到矫直的目的。 2、212辊系　如图1.2（b）所示，5辊式管材矫直机的专用辊系，它把原来

7、辊系中两端短辊移到长辊上方，形成两对压紧辊。 3、2辊系 如图1.2（c）所示，它的矫直功能来自辊形的凸凹变化，它是以矫直短圆材的独特性而受到重视，又以能矫直圆材两端和能压光圆材表面而得到不断发展。 4、12121辊系　如图1.2（d）所示，可以把它看成是图1.2（a）和图1.2（b）两种辊系的综合。圆材在压紧辊间的塑性变形区得到延长，压扁矫直和圆整能力得到增强，矫直速度有所提高，对管棒材矫直都可适用。 5、222或2-2（6）辊系　如图1.2（e）所示，６个辊子全部为驱动辊，这种辊系的两端辊主要起压扁矫直和圆整作用，并有利于工件的咬入，中间辊可以保证较长的塑性弯曲区，使已经压扁矫直部

8、分尚存的弯曲得到矫直。 6、2221或2-21（7）辊系　如图1.2（f）所示，此辊系是在222辊系后面增加一辊，新增加一个辊子起的作用很大，它可以增大第3对辊处塑性弯曲区的长度，并在压下量合适的条件下易于达到工作弹复变直的要求。而且这种改进的辊系对于矫直管材也有提高质量的作用。 7、21-1（9）辊系　如图1.2（g）所示，这种矫直辊系入口端的一对压紧辊可以保证工件快速咬入和对管材的压扁矫直作用，3个长辊处可以实现３段递减的等曲率性变性区，有助于提高矫直速度。 8、313辊系　如图1.2（h）所示，此辊系比较特殊，前后各用３个斜辊按相隔120°环抱管材，既可以按三角压扁方式起到矫直和圆

9、整作用，又可以利用中间辊进行三段的连续压弯，可用较小的压弯改善压扁矫直效果，使大直径薄壁管找到了较好的矫直途径。 图1.2 斜辊矫直机的典型辊系 1．3斜辊矫直的工作原理 斜辊矫直机一般采用旋转反弯矫直原理，旋转反弯矫直主要用于圆材矫直，旋转矫直中最常见的方法是多斜辊矫直法，是在斜辊矫直机上进行的。由于圆材的原始弯曲是多方位的。因此，在矫直时要使圆材绕轴线旋转，并在旋转的同时能使其反弯程度由小到大，再由大到小连续变化，才能使任何方位的原始弯曲都能得到可靠的反弯矫直。斜辊矫直机的作用是强迫圆材在反弯状态下旋转前进，达到矫直的

10、目的。如图1.4所示： 1——K-x曲线 2——M-x曲线 图1.4 旋转反弯矫直过程中弯矩与塑性区分布 圆材在斜辊间反弯前进，走过每一个螺旋导程时反弯量的减少梯度和圆材塑性变形层的深度及均匀度是矫直质量的决定因素。因此，圆材在塑性区内旋转次数或称高频弯曲次数越多，各处纵向纤维的变形量差别越小，结果各处的残余曲率差也越小，从而使圆材变直。相对而言，如果使弯曲延长，在旋转导程不变的条件下，也等于增加高频弯曲次数，同样可提高矫直质量。 1． 4φ219矫正机简介 本次毕业设计的φ219矫正机采用八柱预紧式封闭机架和2-2-2-1复合辊系统。 下面简述工作

11、过程和结构特点。 矫直机组具有手动控制和半自动控制两种工作方法。手动控制用于安装调试，换辊，检修作业；半自动控制用于正常矫直生产作业。其机组工作过程简述如下： 上料台架上排布好待矫直的钢管后，拔料器动作将一支待矫直钢管送入输送辊道。布轩在输送辊道的光电检测装置检测到钢管后，入口辊道升起，输送钢管前进；当布轩在入口辊道出口端的光电检测装置检测到钢管后，入口导板动作，使钢管对中顺利进入矫直机；当钢管头部被咬入第一对矫直辊后，入口导板打开，入口辊道下降，钢管在桥直机城经反复旋转弯曲变形后被矫直。当钢管尾部离开第七号辊（导辊）后，出口辊道升起，将矫直后的钢管输送到下一工序，即完成一根钢管的矫直。当

12、钢管离开第三对辊子后，主传动系统发出信号指令输入辊道抬起迎接下一根待矫钢管。 2、结构特点： (1)、采用了八柱预紧式封闭机架和2-2-2-1复合辊系统，提高机架刚度和矫直度。 (2)、上辊座升降采用二柱导向，导向精度较高，安装调整方便。 (3)、上辊采用液压平衡和锁紧，消除了螺旋副的间隙和其他安装间隙， (4)、提高了机架的刚度，消除了咬入时的冲击。 (5)、下辊采用液压缸锁紧，工作可靠。 (6)、下辊升降电气传动安装在机座侧面，以便于检修和调整。 (7)、转角调整采用电机螺旋升降器机构 (8)、矫直辊轴承座与转盘做成一体式 (9)、换辊工具采用杠杆平衡砣结构形式。 (

13、10)、润滑（稀油和干油）按钮安装在主操作台上，以方便操作。 2 矫直机总体方案的确定 2． 1矫直方案及传动方案的确定 2．1．1矫直方案 方案一： 采用2-2-2-1型7辊式矫直机，此矫直机是使用数量最多的矫直机之一。这种矫直机既可矫直管材也可以矫直棒材，具有稳定性高，矫直表面质量好，操作方便等优点。 方案二： 采用2-1-2型5辊式矫正机，这种矫直机的优点是适用范围宽，表面质量好，可以一机多用。缺点为上辊稳定性低，传动系统复杂，制造成本高。 方案三： 采用1-2-1-2-1型7辊式矫正机，这种

14、矫直机主要用于矫直高强度管材及厚壁管材， 可以保持工作的良好的表面质量，并且可以提高矫直速度。所以它有较广的适用范围，可以用于管材张力减径生产线、焊管生产线等。但制造成本高。 综上分析，采用方案一。 2．1．2传动方案 斜辊矫直机的传动方式有齿轮和万向接轴传动两种。 方案一：齿轮传动如图2.1所示 1-长辊 2-拉杆 3-右立板 4-集油盘 5-端板 6-传动轮 8-短辊 9-左立板 10-压下手轮 图2.1 卧式矫直机齿轮传动 此图为齿轮传动的卧式斜辊矫直机，它是由两个分配轴及圆锥齿轮直接传动矫直辊的。这种传动比较紧凑，调节辊子斜角的范围可以很

15、大，但辊子轴头齿轮受辊径限制不能太大，其强度也受限制。此外，齿轮系统包含在辊座转盘之内，润滑及密封也不太方便。 方案二：万向接轴传动（如图2.2所示） 图2.2 立式斜辊矫直机结构图 万向接轴的一端与辊子轴头相联，电动机与减速分配齿轮箱的出轴相联，电动机与减速分配齿轮箱用联轴器联接。这种传动方式使润滑、维修及换辊等工作得到改善。此图为立式机架的斜辊矫直机。这种矫直机采用万向接轴传动比较普遍，其优越性更大。电动机及减速分配齿轮箱可单独装在地基上，与机器本体分离较远，使结构明显简化。具有调节方便，工作线高度不变，机器本体与传动系统的震动互不干扰等优点。由于其上下辊都可传动，因此，咬入条

16、件及表面质量有改善。这种矫直机传动方式的不足之处是占地面积和机架高度大。 2．2上横梁的压下装置 2．2．1上横梁工作原理描述 为适应不同规格钢管能在矫直机中顺利的实现矫直，上横梁装配必须实现以下功能： 1、 应不同规格的待矫直钢管，上、下工作辊系中的辊距要求可调，同时必须能够承受上工作辊系传递给上横梁的反力； 2、 矫直机要能稳定、精确矫直，必须在工作过程中上工作辊系不能上、下窜动；保证矫直辊辊面与钢管能够良好的接触，矫直辊必须圆周方向能够调整； 3、 矫直机要达到高精度，上、下工作辊必须锁紧，在工作过程中不能转动； 2．2．2压下调整方案的确定 为了满足上述工作

17、原理要求，下面分别对上述四点要求分别阐述： 1、矫直机要适应不同规格的待矫直钢管，上、下工作辊系中的辊距要求可调。这一要求，我们采取三种方案加以分析和比较。 上工作辊系上下调整有很多种方案可以实现： 方案一：通过液压缸推、拉动上横梁来实现上工作辊系移动。 优点：结构简单，制造成本低廉，控制简单。 缺点：液体具有可压缩性和液压传动准确性随油温变化较为明显等原因，所以上工作辊系调整好后很难保证准确位置不变，这样矫直机的工作精度很难保证。 方案二：采用减速电机带动齿轮齿条： 优点：可以通过机械制动实现上横梁准确定位并锁紧，工作较为可靠。 缺点：传动机构相当笨拙、复杂，制造成本高，可靠

18、性一般。 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

19、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，可知弹簧产生的是一个变力，所以很不稳定。 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。

20、 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：由文献[2] 264页 （4-20）式得： mm时： （3.1）

21、式中：— 矫直辊辊腰直径，单位为mm； — 管材最大直径，单位为mm； 取系数为1.7，则辊径为： mm 3．2．2辊子长度的确定 初选辊子长度：由文献[2] 264页 （4-21）式得： mm时： （3.2） 取系数为1.5，则辊子长度为： mm 3．2．3辊距的确定 初选辊距： (3.3) 取系数为2，则辊距为： mm 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： mm mm mm 3．3

22、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 (3.4) 式中：— 为工件的螺旋导程； — 弹性极限弯矩，，； — 塑性断面系数； — 抗弯断面模数； mm3 查文献[5]第378页，表8-2取 N·mm mm = =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0.3来计算。 于是矫直力为： N 3．

23、 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 4 压下机构设计 4．1螺旋螺母的设计 图4.1 螺旋传动的受力分析 4．1．1选择螺旋螺母材料 螺旋采用45钢淬火，由文献[9]第1卷3-15页表3-1-7]查得其抗拉强度MPa，屈服强度MPa，螺母材料用铝青铜ZcuAl10Fe3（考虑速度低）。 4．1．2耐磨性计算 由文献[1]92页式（5-44） （4

24、.1） 式中：— 螺纹的中直径，单位为mm； — 作用于螺杆上的轴向载荷，单位为N；即 — 螺距，单位为mm； — 螺纹的牙形高度，单位为mm； — 许用压强，单位为MPa； — 可根据螺母形式选定，对于整体式螺母，由于磨损后不能调整， 取1.2～2.5； 考虑到螺杆对强度要求较高并单向传动，采用锯齿形螺纹。 按国家标准：30°锯齿形螺纹 。 取 由文献[1]第93页表5-12查得许用压强MPa。取MPa mm 查文献[9]第2卷 5-25页表5-1-13（GB/T13576.3-1992）螺纹的基本尺寸： mm；mm；mm；mm； mm； mm 螺

25、母高度： (4.2) mm 取mm 螺母的螺纹圈数： (4.3) 取 4．1．3校核螺旋副自锁条件 螺旋升角： (4.4) 查文献[1]第93页表5-12得摩擦系数。 摩擦角： (4.5) ∵，∴证明螺旋自锁可靠。 4．1．4校核螺母螺纹牙强度 图4.2 螺母螺纹圈的受力分析 由文献[1]第94页表5-13知螺母螺牙许用应力，对于青铜材料有M

26、Pa， MPa，考虑载荷接近静载，铝青铜材料强度较高，许用应力取大值。 螺纹牙危险截面a-a的剪切强度条件为： (4.6) 螺纹牙危险截面a-a的弯曲强度条件为： (4.7) 式中：— 螺纹牙根部的厚度，单位为mm； 对于30°锯齿形螺纹，。 — 螺母材料的许用切应力，单位为MPa； — 螺母材料的许用弯曲应力，单位为MPa； MPa

27、1、 螺旋升角： (4.8) 2、 总摩擦力矩： (4.9) 式中：— 螺纹的摩擦力矩，单位为N·mm； — 轴承的摩擦力矩，单位为N·mm； 螺杆所受的横向力： 螺杆所受的摩擦阻力： (4.10) 式中：— 作用于螺纹上的正压力，单位为N； — 摩擦系数； 查文献[9]第1卷1-8页表1-1-7摩擦系数，无油润滑， ∴t t N·mm N·mm N·mm=3684.1 N·

28、m 螺杆所受的扭矩： (4.11) 式中：— 为轴承的传动效率； — 为联轴器的传动效率； 查文献[9]第1卷1-5页表1-1-3 N·m 初选丝杠的下压速度为mm/s， 初定电机输出转速： (4.12) r/min KW 式中：— 电机功率，单位为KW； 杳文献[9]第4卷16-186页 表16-2-142 考虑到传动比较大，输出功率小，选用 XLEDC2.2-8185A-473 摆线针轮电机直联型减速器。其传动比，输出转速r/

29、min，输出转矩N·m 当r/min时， 压下速度： mm/s<1.2mm/s 4．2．2选压下电动机 电机的转速： r/min r/min 选电机的同步转速为1500 r/min，电机功率为2.2Kw，满载转速r/min。 查文献[9]第4卷22-52页表22-1-28 选电机为Y100L1-4。因为电机转子和减速哭中的齿轮有一定的转动惯量，所以辊距调定好后的电机不能马上停下来，容易造成高速过量，所以选用YEJ系列电动机。YEJ系列电动机是在Y系列电动机前盖与风扇之间附加一个圆盘型直流电磁制动器组成的派生产品，其工作条件与Y系列相同。 安装型式选B5。

30、 所以电动机型号：YEJ100L1-4-B5 2.2KW 1430r/min 5 压下机构锁紧力和辊轴的强度计算 5．1压下机构锁紧力 5．1．1压下机构轴向调整锁紧力计算 压下机构轴向调整锁紧力，是液压缸向上抬起时的锁紧力，目的是保证矫直辊不上、下窜动。 图5.1 液压缸简图 液压缸向上抬起时的锁紧力F，如图5.1所示； （5.1） 式中：A— 液压缸的环形面积，单位为mm2； — 公称压强，单位为MPa； 在冶金设备中，工程

31、压强一般取16MPa（中高压）， N 活动梁及活动梁上所有零件的重量： G=6131.735Kg 则作用在活动梁上所有零件的重力： N ∵∴在工作过程中工作辊不能上、下窜动。 5．1．2矫直辊周向锁紧 工作辊工作时不能转动，如下图所示：辊距为1000mm，钢管从上一对辊到下一对矫直辊时，钢管的头部并不直接与矫直辊的辊径相接触，而是与矫直辊辊径的大端切线 方向相接触。可以把这时的钢管看做成一悬臂梁，则在图纸上测量l=879.64mm。矫直精度为0.5%。 图6.2 矫直辊周向锁紧受力图 已知：mm，挠度mm，壁厚mm 文献[9]第3版1-110页

32、 （5.2） 式中：I— 弹性模量； E— 轴向惯性矩，单位为MPa； m 查文献[9]第3版 第1卷 表1-1-6 第1-7页 20号钢为碳钢，取E=200GPa。 N 上工作辊旋转时所需力矩： N·m N 查文献[9]第3版 表1-1-7 摩擦系数钢-钢的为： N·m ∵> ∴安全。 5．2轴的校核 5．2．1 轴的受力分析 图5.3 轴的受力分析图 5．2．2按弯扭合成校核 1、支反力： ===982820.015N 1、

33、 弯矩： M=×（280+5+80）=982820.015×（280+5+80）=358729.3 N·m 2、 扭矩： 查文献[9]第1卷 1-25页 表1.1-22 得， =0.95 =0.98 KW r / min 取 =50 r / min 式中：— 传到矫直辊上的功率，单位为KW ； — 电动机的总功率，单位为KW ； — 电动机的总效率，单位为 r / min ；

34、 — 联轴器的效率； — 轴承的效率； — 矫直辊的转速，单位为 r / min ； — 总效率； — 总传动比； T=N·m (5.3) 由于扭转切应力为脉动循环变应力，因此，取=0.6 将上列数值代入式(5.3)得， = 65.4MPa 查文献[9]第3卷 19- 4页 表19.

35、1-1得， []=180～207 MPa 取 []=180 MPa ＜[] 故安全 式中：— 轴的计算应力 单位为MPa ； []— 轴的许用弯曲应力 单位为MPa ； M— 轴所受的弯矩 单位为N·mm； T— 轴所受的扭矩 单位为N·mm； W— 轴的抗弯截面系数 单位为mm ； 5．2．3 按疲劳强度进行校核 1、判断危险截面 截面Ⅰ-Ⅰ处有过渡配合

36、、圆角、键槽、扭矩和较大的弯矩。 截面 Ⅲ-Ⅲ处有过渡配合、圆角、扭矩、和少量的弯矩。 因此，此轴的危险截面为Ⅰ-Ⅰ，故校核截面Ⅰ-Ⅰ即可。 截面Ⅰ-Ⅰ（右） 抗弯截面系数：W=0.1d=0.1×380=5487200 mm 抗扭截面系数：W=0.2d=0.2×380=10974400 mm 截面Ⅰ-Ⅰ的弯矩M为： M=358729.3N·m 截面Ⅰ-Ⅰ的扭矩T为： T=18582.39N·m 截面上的弯曲应力：

37、===65.4MPa 截面上的扭转切应力： ===1.69 MPa 轴的材料为45钢，调质处理。由文献[1] 355页 表15 – 1得， =640 MPa =275 MPa =155 MPa 截面处由于没有轴肩存在，故取 ： =1 =1 及 =1 =1 故有效应力集中系数按文献[1] 37页 （附3 – 4 ）式 得， K =1+=1+1×（1-1）=1 K =1+=

38、1+1×（1-1）=1 查《机械设计手册（中册）》 780页 表8 – 369得， 弯曲尺寸系数：=0.6 扭转尺寸系数： =0.6 轴按磨削加工， 查文献[1] 40页 附图 3 – 4得， =0.91 轴未经表面强化处理， 即 =1 查文献[1] 25页（3 – 12） 式 得综合系数为： 式中：— 弯曲疲劳极限的综合影响系数； — 在弯曲应力下零件的有效应力集中系数； — 在弯曲应力下零件的尺寸系数； — 在弯曲应

39、力下零件的表面质量系数； — 在弯曲应力下零件的强化系数； 式中：— 扭转疲劳极限的综合影响系数； — 在剪切应力下零件的有效应力集中系数； — 在剪切应力下零件的尺寸系数； — 在剪切应力下零件的表面质量系数； — 在剪切应力下零件的强化系数； 查文献[1] 24页 对于碳钢， 取 查文献[1] 26页 对于碳钢， 取 计算安全系数值 ： = ＞S (5.4) 由文献[1] 366页 得 S=1.5

40、 (5.5) 式中：— 仅有弯曲应力时的安全系数； — 弯曲疲劳极限的综合影响系数； — 在弯曲应力下的应力幅 单位为MPa ； — 材料常数 ； — 在弯曲应力下的平均应力 单位为MPa ； — 弯曲疲劳极限 单位为MPa ； (5.6) 式中：— 仅有扭转应力时的安全系数； — 扭转疲劳极限 单位为MPa ； — 扭转疲劳极限的综合影响系数； — 在扭转应力下的应力幅 单位为MPa ； — 材料常数 ； — 在扭转应力下的平均应力 单位为MPa ；

41、 将上列数值代入式(5.4)中 得， =＞S ∴故合格 式中： — 危险截面的计算安全系数 ； — 仅有弯曲应力时的安全系数 — 仅有扭转应力时的安全系数 ； S— 安全系数 ； 6 丝杠上的零件的验算 6．1轴承的的验算 作用于丝杠上的止推垫可以看成是一个镶嵌轴承，为了能达到能正常工作，要对其在动载和静载时分别进行校核。 静载时： (6.1) 动载时： (

42、6.2) 式中：— 轴向载荷，N； — 滑动轴承的环形面积，mm2； — 滑动轴承的大径，mm； — 电机的转速，m／s； ∵滑动轴承采用的是固体自润滑，∴取： 查文献[9]得：MPa； m／s； KNmm2 mm2 (6.3) MPa < m／s< ∴安全。 6．2键的校核 1、键的选择 为了便于安装和拆卸内齿套，内齿套与丝杠的头部用花键联接。为了能满足定心精度高，定心的稳定性好的特点，选用矩形花键。矩形花键的字心方式为小径定心。 根据小径mm

43、，查文献[9]第2卷 第5-206页表5-3-20选用的矩形花键的规格为： mm取键长mm（比轮毂宽度小些）。 即花键的齿数，大径mm，小径mm，键宽mm。 2、校核花键联接的强度 校核键的挤压强度： （6.4） 式中：— 载荷分配不均系数，与齿数有关，一般取=0.7～0.8，齿数多时取偏小值；取=0.7 — 花键的齿数； — 齿的工作长度，单位为mm； — 花键齿侧的工作高度，矩形花键，，C为倒角尺寸，单位为mm； — 花键平均直径，矩

44、形花键，单位为mm； (6.5) — 花键联接时的许用挤压应力，单位为MPa； 查文献[1]第108页表6-3，取的值为40MPa； N·m mm mm MPa< ∴键的强度合格。 结 论 在老师的悉心指导下，经过3个月的努力，我的毕业设计完成了。通过此次实习与设计，我受益匪浅。 首先，就对大学期间所学知识的系统运用和综合运用。从前，总是觉得学的知识太零荼了，什么都学了，可是有许多学得不够深入。这次设计让我把学过的相关专业知

45、识又学习了一遍，能够做到系统化，综合化。 其次，就是理论联系实际能力的提高。知识就该是活学活用的。虽然是学机械专业的，但不能机械地学习。要把所学知识真正与生产密切相连，敢于提出问题，并提出改进方案。 最后，是对我所设计的φ219七辊矫直机压下装置的总结。通过计算并考虑实际工作情况，我分别选择了压下装置的减速器，压下电机；设计并校核了丝杠与螺母；压下机构轴向调整和周向调整的锁紧力的计算；计算结果表明在调整矫直辊时，矫直辊在轴向和周向都不会发生窜动现象；我还计算了辊轴的强度，计算结果表明满足强度要求；同时对内齿套的端部的花键和丝杠上部的滑动轴承进行了校核，校核结果均满足要求。

46、 致 谢 这次毕业实习和设计是对我大学期间所学的知识一种检验，是一次运用知识、掌握系统知识体系的完善。在此，我向指导我的黄老师致以最真挚的谢意。感谢黄老师用渊博的知识、诲人不倦的严谨学风以及循循善诱的耐心作风不辞辛苦的悉心教导我，使我在学习的过程中受益匪浅，铭记终身。黄老师这种兢业精神更让我深受感动。 感谢鞍钢无缝钢管厂的各位师傅们，在实习期间所给予我们的支持和帮助。 此外，还要感谢同组的崔宇同学和崔爽同学在毕业设计期间对我的鼓励和支持。 参考文献 [

47、1] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M]. 北京：高等教育出版社，2001. [2] 崔甫.矫直原理与矫直机械[M]. 北京：冶金工业出版社，2002. [3] 李连诗，韩观昌.小型无缝钢管生产[M].北京：冶金工业出版社，1989. [4] 邹家祥，施东成.轧钢机械理论与结构设计[M]. 北京：冶金工业出版社，1993. [5] 邹家祥.轧钢机械[M]. 北京：冶金工业出版社，1995. [6] 孙桓，陈作模.机械原理[M]. 北京：高等教育出版社，2000. [7] 张才安.无缝钢管生产技术[M]. 重庆：重庆大学出版社，1997. [8] 李长穆等.现代钢管生产[M].北京：冶金工业出版社，1982. [9] 机械设计手册.化学工业出版社. [10] Ding Baiqun , Wu Haoquan , Guo J inghai[J]. J.Northeast Heavy Machinery Institute ( inChin1) , 1989 , 13 (3) : 651