小型冷带钢卷取机设计

小型冷带钢卷取机设计

摘要

冷轧带钢的卷取绝大多数采用卷筒式卷取机，其设备配置较为简单，主要由卷筒及其传动系统，压紧辊，活动支撑和推卷、卸卷等装置组成。

小型冷带钢卷取机不仅用来缠卷，有时还用来开卷。在轧制过程中依靠这类卷取设备可以建立前后张力，这样可以降低轧制压力，改善轧辊的轧制稳定性。

根据现场调研，原卷取机的张力较小，现增加了带钢的张力，同时重选了电机容量。进行了主要零件的强度计算，并进行了轧机经济效益评价。该卷取机采用直流可调速电机，保证卷取的恒定张力，提高了带钢的表面质量。

该轧机可供小型冷轧厂使用，具有良好的经济效益。

关键词：卷取机，表面质量，恒定张力

The design of cold-strip reel

abstract

One of the cold-rolled belted steel fetches the overwhelming majority and adopts reel type a fetching machine, its device layout is comparatively simple, by the reel and transmission mainly , compress tightly the roller , support and pushes one , unload the devices , such as one ,etc. to make up in activity.

Small-scale cold a fetching machine of belted steel is not only used for twining one but also used for opening a book sometimes. Tension before and after depending on this each and fetching equipment and can be set up in the rolling course, so can reduce the rolling pressure , improve the rolling stability of the roll .

According to surveying and studying live, the tension of original fetching machines is relatively small, increase the tension with steel now, selected the capacity of the electrical machinery again at the same time . The intensity of carrying on the major part is calculated, and carry on the economic benefits of the rolling mill and appraise . This fetching machine adopts the adjustable speed electrical machinery of direct current, guarantee a invariable tension fetched, have improved the surface quality with steel.

This rolling mill is for small-scale cold-rolled factory to use , have good economic benefits.

Keyword: cold-strip reel, surface quality, invariable tension

目录1绪论 1

1.1选题的背景和目的 1

1.2带钢卷取机国内外发展现状3

1.3冷带钢卷取机研究内容和方法4

2 冷带钢卷取机方案的选择与评述7

3 电机的选择 9

3.1带钢张力的计算及最大张力的确定9

3.2卷取机主要结构尺寸的选择9

3.3初选电动机容量10

3.4电动机轴上的力矩的计算12

3.5电动机的校核14

4 卷取减速机的选择与计算16

4.1减速机的速比的分配16

4.2减速机齿轮的计算16

5 主要零件的强度计算23

5.1卷筒轴的设计与计算23

5.2卷筒轴轴承的计算34

5.3凸轮机构的设计36

6 润滑方法及润滑油的选择37

6.1润滑油的选择37

6.2润滑方法37

7 设备可靠性与经济评价38

7.1机械设备的有效度38

7.2投资回收期38

结论40

致谢41

参考文献42附录43

小型冷带钢卷取机设计

1 绪论

1.1 选题的背景和目的

地上式卷取机是为与卷取宽带钢地下式卷取机相区别而提出的，它的类型很多。又由于它主要用于卷取窄带钢，所以称为窄带钢卷取机，按着其结构特点可分为无筒式卷取机和卷筒式卷取机。

无筒式辊式卷取机不是往卷筒上卷取带钢，而是将带钢送到弯曲辊间弯曲后卷绕成钢带也称为打卷机。由于结构简单、卸卷方便，用于带钢表面要求不高的冷卷2~5毫米厚的带钢或热带钢卷取。

冷带钢卷取机是冷钢生产的重要设备用于酸洗机组的卷取、纵切机组成品窄带条的卷取和冷轧机的卷取等。将轧制的很长的冷带钢卷成钢卷以便恒张力轧制，有利于生产运输和贮存如图1.1所示各类冷轧机上卷取机布置图。

a可逆式b不可逆式c连续式

1开卷机2卷取机3导向辊4压板5轧机

图1.1各类冷轧机上卷取机布置

1.1.1 张力问题

张力在冷轧机轧制过程中起重要作用。张力轧制可以降低轧制负荷，使板型平直，提高带钢表面质量。同时张力卷取使钢卷卷紧，整齐。为此，轧制冷带刚时，在保证不损伤带钢的前提下，均采用大张力轧制。在可逆轧制2~4毫米的带钢张应力б0= （0.1~0.2）бs，对轧制0.3~1毫米带钢б0=（0.5~0.8）бs。在连轧时张应力常取б0=

（0.3~0.5）бs ，张力由前后卷取来实现。

1.1.2 调速问题

在带钢卷取过程中，钢卷直径是变化的。为保证钢卷外层线速度与轧机速度相适应并保证张力恒定，就要求卷取机速度是可调的，其速度调整范围应满足轧机速度变化和卷径变化两种情况。在张力恒定范围内，根据张力计发出的信号，调整电机转速。

1.1.3 卷取机的边缘控制

在轧机组中，带钢由于各种原因，在行进中会产生左右偏斜即跑偏，为使最后卷取的钢卷边缘整齐。在卷取机上常设置边缘控制即跑偏控制机构。通常采用移动液压缸，使换取机在滑道上根据带钢的偏斜程度左、右移动以使钢卷整齐。选题的背景就是对卷取机重要性和它的特点的基础而选择冷带钢卷取机的设计。其目的就是对小四辊前后卷取机进行改进设计。因为小四辊的卷取机原设计卷径很小，随着使用过程中小径影响生产的发展，只有采用大直径带钢生产生产率才能提高，为此必须扩大卷取电机的调速范围，以保证卷取机生产要求。卷取设有推卷装置夹紧机构有时夹不紧而使带钢卷不紧。为此，这次设计对小型带钢卷取机进行研究，根据存在的问题制出合理的改进方案，使卷取机夹紧装置和胀缩机构满足工艺要求。选择合适电机满足调速范围，通过计算保证在最大张力下各零件的强度为提高带钢质量保证实现恒张力轧制。

1.2 带钢卷取机国内外发展现状

热带钢卷取机是地下卷取机，最早是人辊式卷取机即由8个成型辊和导板组成。由于成型辊和导板太多，相互间缝隙多容易发生卡钢事故。另外，成型辊和卷筒间缝隙不均匀，压力不等。卷取成塔形多严重时卡钢不能工作。为减少事故改成四辊式每个成型辊单独驱动，结构简单多了工作可靠，但随着钢卷直径加大压紧不好，不能卷大直径的钢卷。以后又采用二辊式卷取机结构更简单成型辊小，但导板长度增加，卷取困难，只用于厚度大的带钢。

现在采用三辊式卷取机，采用计算机进行控制。卷筒与最后一架精轧机直接建立张力卷取最好自动控制卷取是近代最好的卷取机，为防止悬臂卷筒弯曲采用活动支承。

冷带钢卷取机是地上卷取机，早期冷带钢卷取机选用圆柱形实心卷筒，有夹紧机构

的钳口无胀缩机构，采用重卷机以便卸卷。也可用在小型冷轧机上，不重卷只要卷筒反转便可由人工取下带卷，以后发展成弓形块卷取机。该卷取机刚性差，弓形块结构不对称，不利于高速，大负荷运转。为了满足高速大负荷要求又出现了扁形块式卷取机。由于扁形块结构对称、强度高，可在冷轧机上使用多年。近年来，冷轧机向告诉、大重卷、自动化方向发展。为保证卷取质量，减少卷取机的转动惯量，采用八棱锥扇形块卷取机。最近卷取机又采用牙条扇形块式无缝隙卷筒，用于窄带冷轧机上。

卷取机的胀缩机构开始时采用凸轮机构，以后又发展成四棱锥、八棱锥用液压缸移动锥轴使弓形块、扇形块位置变化达到胀缩的目的。最近新的卷取机反回来又采用凸轮机构代替四棱锥，为保证板边整齐采用液压缸推动卷取机在滑座上移动进行自动控制板边缘保证边缘齐整。

1.3 冷带钢卷取机研究内容和方法

1.3.1 冷轧机组平面布置和卷取机的作用

200冷轧机组平面布置如图1.2所示

1卷取机（前、后各一台） 2 张力辊（前、后各一组）

3 200冷轧机

4 机前压板

5 转盘

图1.2 200冷轧机平面布置图

200冷轧机是四辊可逆式轧机，工艺过程是将钢卷平放到转盘5上，用钳子夹头钢头经机前压板送入轧机由机后卷取机卷几圈后把压板压紧进第一道轧制。轧完后其带钢尾部由机前卷取机卷好几圈进行逆轧制。这时压板抬起由前后卷取机产生前后张力，一般轧五道次后卸卷退火再重复上述流程进行轧制以便轧薄。