開題報告1780熱連軋四輥可逆粗軋機三維結構設計及分析

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1、燕山大學 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱：1780熱連軋四輥可逆粗軋 機二維結構設計及分析 學院系）:里仁學院 年級專業(yè)： 車L鋼-12—3班 學生姓名： 指導教師： 完成日期：3月16日 （一）綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 1。1選題的背景及意義 采用軋制成型法來生產(chǎn)鋼板材，具有生產(chǎn)率高、板厚規(guī)格多、生產(chǎn)過程連續(xù)性強、易于實 現(xiàn)機械化自動化等諸多優(yōu)點.早期，我國依靠從國外大規(guī)模引進冷軋、熱連軋技術，隨著國內(nèi)各 高校以剛才生產(chǎn)企業(yè)對軋制技術研究與實踐經(jīng)驗的豐富，現(xiàn)以成形了一套成熟軋制技術［1］。 （完整word版）開題報告1780熱連軋四

2、輥可逆粗軋機三維結構設計及分析--3月23日修改 國外發(fā)展出的無頭軋制技術，利用薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)線，將鑄造較長鑄坯進行精軋， 且軋后進行剪切，在精軋機組中形成有限的無頭連軋，適合于穩(wěn)定生產(chǎn)薄規(guī)格的帶鋼［2-3 L德 國開發(fā)出基于薄板坯連鑄連軋技術的無頭軋制技術，通過提高鑄坯的拉速，使連軋機和連鑄機 的速度得到匹配，實現(xiàn)板料的連鑄連軋。 現(xiàn)代熱連軋技術發(fā)展主要集中在對板形、厚度精度及板料表面質(zhì)量控制等，因此，這對軋機 設備性能及質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性有更高要求，對軋機系統(tǒng)高精度要求也越來越高，四輥軋機作 為板帶材生產(chǎn)的主要設備，對產(chǎn)品精度起著不可忽視的作用［4］。 現(xiàn)代中厚板軋機越來越趨于大

3、型化、精密化、自動化，以滿足鋼板控制軋制技術的要求， 能夠生產(chǎn)高強度的合金板。采用熱裝爐時燃耗已降至0。6x109J/t以下，及高剛度（2kN/mm 以上）的現(xiàn)代化中厚板軋機，大大超過日本和美國現(xiàn)有中厚板軋機性能，生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能中厚板 創(chuàng)造了有利條件［5-6 L 因此，本課題選擇對熱連軋四輥可逆粗軋機結構進行設計與分析，對提高其工作可靠性因素 進一步研究。該課題對提高熱連軋設備的應用，具有深遠的社會價值與經(jīng)濟效益。 1。2車L鋼機械設備的發(fā)展與應用現(xiàn)狀 隨著國內(nèi)鋼材總產(chǎn)量逐年的提高，對軋鋼設備的能力也逐漸由向大型化、高速化、連續(xù)化、 自動化的發(fā)展方向，以滿足鋼材生產(chǎn)能力需求。對于大型

4、化軋機設備，一方面是增加卷重，例 如熱連軋卷重可以達45噸,令連軋卷重最高可達60噸,伴隨坯料增重，相應的需要提高對加熱 設備、軋機設備、運輸設備等能力。另一方面，加大軋制速度，提高生產(chǎn)效率，熱連軋速度達 到30米每秒，冷連軋機達到41。5米每秒，線材軋制速度甚至更高.自動化控制及采用計算機 技術在線監(jiān)測軋機設備運行狀態(tài)，實施輸出檢測信號是目前很多大型鋼企的發(fā)展方向［7-8］。 中小型企業(yè)軋機設備也逐漸向新工藝、新結構、高效率、大卷壓下的方向邁進。目前，我 國有了一批自行設計裝備大型軋鋼機械設備加115。萬能板坯初軋機、2300冷軋機、4200特 厚板軋機等軋輥設備［9］,同時，國內(nèi)還裝備了

5、諸多中小型軋鋼機械設備，奠定了我國軋鋼生產(chǎn)需 求。 但是，通過國外先進軋機設備相比，國內(nèi)軋鋼設備無論在高速化、自動化、連續(xù)化方面，還 是在設備性能或節(jié)能、環(huán)保方面都還存在加大差距［10］。因此，繼續(xù)有針對性地將現(xiàn)有的軋鋼 設備進一步加以改造與更新，研究新軋鋼工藝與設備，也是我們現(xiàn)在迫切面臨的問題。 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，追求質(zhì)量、品種、效益將是中厚板軋機今后和發(fā)展的方向，以寬厚 板為主，并有很高的強度，加大軋制力和主傳動電機容量為保證板坯加熱的均勻性，使得軋制的鋼 板尺寸和性能均勻一致［11］。以四輥軋機代替粗軋機，發(fā)揮四輥精整線軋機的能力，提高產(chǎn)品 的質(zhì)量. 圖1.1典型的軋機設備

6、 軋機設備的工作原理:軋件通過兩相對旋轉(zhuǎn)的軋輥以壓力進行加工，使其產(chǎn)生塑性變形，稱 為軋制工藝過程。軋機通過工作輥來完成這一過程,工作輥包含有旋轉(zhuǎn)和移動兩種運動。前者靠 摩擦力進行軋制運動，由軋機主傳動實現(xiàn)；控制軋件的變形程度，由軋機壓下裝置實現(xiàn)。因此， 軋機設備的關鍵部件是對其輥系部件的設計，保證其運行中精確的精度，另一方面，機架良好 的結構穩(wěn)定性，要求輥系在運行中剛度滿足要求[12-13 ]. 二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本文研究對象是1780熱連軋四輥可逆粗軋機的三維結構設計及關鍵部件分析，本文研究的 主要內(nèi)容如下： (1) 通過查閱國內(nèi)外四輥軋機設備相關資料，設計原始數(shù)

7、據(jù)要求，對四輥軋機的工作原理 及結構方案進行確定。 1.壓下裝置2機架3工作輥系4機座5連接軸6支撐輥系 圖1。2四輥軋機結構示意圖 (2) 輥系的設計與計算，主要包含軋輥結構類型、軋輥材料、軋輥尺寸參數(shù)計算、軋輥軸 頭軸承室的設計、軸承選型及壽命計算。 (3) 下壓裝置的設計，機架部件設計等關鍵部件設計。 (4) 運用Solidworks三維繪圖軟件建立四輥軋機的三維實體模型，在Solidworks中進 行裝配軋機模型，且檢查零部件之間是否發(fā)生干涉，然后完成四輥軋機的CAD出圖，包含裝配圖 及關鍵零部件出圖。 （完整word版）開題報告1780熱連軋四輥可逆粗軋機三維結構設計

8、及分析--3月23日修改 （5）將軋輥及機架三維建模分別導入ansys軟件進行有限元分析，模擬分析其在軋制力矩 和軋制力的作用下，軋輥與機架的應力分布及變形量情況，并根據(jù)模擬結果對其進行結構改進 與優(yōu)化。 三、 研究步驟、方法及措施 課題研究的主要步驟及方法： （1） 確定課題后，需查閱國內(nèi)外熱連軋四輥軋機設備的相關文獻資料,了解熱連軋設備的工 作原理，結構特點及應用情況，現(xiàn)階段此類設備存在的問題，并提出相關改進及優(yōu)化方案，為本 課題的開展奠定理論基礎。 （2） 根據(jù)設計要求，參考現(xiàn)有設備的結構特點，完成四輥軋機的總體方案設計。 （3） 運用現(xiàn)有的機械設計與材料軋制成型工藝基礎知識

9、，完成對四輥軋機的軋輥零件設計、 軸承選型、壓下裝置設計等計算與校核。 （4） 通過solidworks軟件對四輥軋機的各非標零件進行三維建模，對標準零件進行選型, 然后整體設備的裝配，且檢查零部件之間是否發(fā)生干涉。 （4） 應用CAD軟件完成四輥軋機的工程出圖。 （5） 應用ansys軟件進行對軋輥與機架的進行有限元分析，模擬分析其在軋制力矩和軋制 力的作用下,其應力分布及變形量，并對結構進行優(yōu)化。 四、 研究工作進度 時間安排 進度安排 2月10日~3月15 日 收集課題相關文獻資料，完成開題才報告的撰 寫； 3月15日~ 3月31 日 初步確定四輥軋機的結構方案，并開

10、始熟悉 solidworks、ansys及CAD軟件的熟悉使 用； 4月01日?4。月 10日 關鍵部件的設計計算，確定如輥系、軸承、 壓下裝置、機架等部件，設計說明書的攥寫 4月11日?4月20 日 完成四輥軋機各零件的三維建模，標準零件 的選型，并在solidworks軟件中完成裝配。 4月20日?4月30 日 完成四輥軋機的CAD裝配圖及各關鍵零件 的CAD出圖； 5月1日?5月10 日 用ansys軟件對軋輥及機架進行有限元分 析，并進行論文部分的撰寫。 5月11日?5月20 日 對說明書進行修改完善，圖紙的修改檢查； 5月20日?6月1 準備答辯相關工作準備

11、 日 五、 主要參考文獻 [1 ]濮良貴，紀名剛。機械設計第8版。[M].北京:高等教育出版社，2005 [2 ]王懷民，四輥熱軋機的有限元動力學分析；2009.3:13-15 [3] 鄒家祥.車L鋼機械[M ]北京:冶金工業(yè)出版社,2010 : 151-172;177-184 [4] 孫占剛，韓志凌等。車L機閉式機架的有限元分析及優(yōu)化設計[J].冶金設備,2014 ,3 :8—11 [5 ] Turner M J, Clough R W ,Martin H C, Topp L J , Stiffness and deflation analysis of comple

12、x structures。 Journal of Aeronautical ciences , 2006,23 : 805-824 [6] L Chefneux, J Fischbach and Gouzou , etal。 Study and Industrial Control of Chater in Cold Rolling[J ] . Iron and Steel Engineer.2014, 61(11) :l7一26。 [7 ]鞏云鵬，田萬祿，張偉華，黃秋波.機械設計課程設計。科學出版社，2010 [8] 成大先.機械設計手冊第5.卷。[M]。北京：機械工業(yè)出版社，2012

13、 [9] 劉鴻文。材料力學第4版。[M].北京:高等教育出版社,2013 [10 ]程靳。理論力學第7版。[M].北京：高等教育出版社，2009 [11] Courant R。 Variational methods for the solution of problems equilibrium and vibrators。Bulletin of American Mathematical Society , 2011,49 : 1—23 [12 ]黃慶學，肖宏，孫斌煜，軋鋼機械設計，冶金工業(yè)出版社,2015.6 , 22-31 [13 ]孫'志輝，鄒家祥，何汝迎等.2030板帶冷連

14、軋機的振動分析[J].北京科技大學學報，2007 年12月增刊。61-64 六、 指導教師意見 指導教師簽字： 年 月 日 七、系級教學單位審核意見： 審查結果：口通過 □完善后通過 □未通過 負責人簽字： （完整word版）開題報告1780熱連軋四輥可逆粗軋機三維結構設計及分析--3月23日修改 年 月曰 說明： 1. 開題報告版面設置為：B5紙，上下頁邊距分別為2.5cm和2cm，左右頁邊距分別為2。 4cm 和 2cm。 2. 開題報告正文標題及內(nèi)容，宋體，小四號，行間距為固定值20磅. 3. 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告一般不少于1000字。 4. 頁面不夠可加頁