轧机主传动装置与主电机选择

M2 M sin α
力矩
M
1
对扁头起扭转作，而力矩
M
则起弯曲的作用，相应地在危险断面I-I
2
产生的扭转应力和弯曲应力分别为：
M cos
τ
S 3
合成应力（按第四强度理论）:
6M sin
σ bS 2
σj
σ 2 3τ 2 M S2
36sin 2 3cos2
b2
2S 2
9
⑵ 十字轴式万向接轴
十字轴式万向接轴即带有(滚动)轴承的万向接轴，它广泛用 于汽车工业，近年来在钢管轧机、带钢轧机、立辊轧机上得到 较多的应用，并有逐步取代滑块式万向接轴的趋势。
结构——由两个叉头，通过轴承与十字轴相联接，轴承可 以是滚动轴承也可以是滑动轴承。
优点——与滑块式万向接轴相比，它的最大优点是磨损小， 效率高，传递扭矩大，寿命长，传动平稳。在可能的情况下， 应优先使用十字轴式万向接轴。目前，十字轴式万向接轴已标 准化（JB3241——83等）
14
图7-7 弧形齿接轴齿形示意图 1-内齿圈；2-外齿轴套
图7-8 接轴倾角与承载能力关系
15
16
与滑块式万向接轴相比，弧形齿接轴具有下述优点：
① 因为在运动过程中，弧形齿接轴的角速度几乎是恒定的， 加之径向间隙甚小，所以传动平稳，冲击和振动小，有 利于提高轧速和改善产品质量；
② 传动效率高； ③ 轮齿啮合处便于密封和润滑，使用寿命长； ④ 结构紧凑，重量轻，装拆方便，易于换辊。
6
7
图7-3月牙形滑块和销轴安装顺序示意图 a-待装位置；b-轴向装入叉头；c-旋转90°
8
这种万向接轴具有带孔的扁头和径向镗孔中没有凹槽的叉头， 以圆销代替小方轴，圆销轴贯穿叉头和扁头后，用螺母将其固定。 如将圆销轴拆卸抽出后，扁头和月牙形滑块可从叉头侧向拆卸。
图7-4 侧向拆卸的滑块式万向接轴
10
11
11
图7-5轴承盖固定式十字轴式万向接轴 1-轴承盖；2-法兰叉头；3-综合式迷宫密封；4-滚子轴承；5-十字轴
12
图7-5-1十字轴式刚性万向节 1－轴承盖 2、6－万向节叉 3－油嘴 4－十字轴 5－安全阀 7－油封
8－滚针 9－套筒
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7.1.1.2 弧形齿接轴
图7-6 1700冷连轧机弧形齿接轴 1-轧辊辊头；2-楔形滑块；3-外轴套；4-压板；5-外齿轴套；6-内齿圈； 7-密封装置；8-接轴本体；9-弹簧；10-带弹簧的球面顶头；11-弹簧；12-螺栓
③接轴本体直径
。
d0 0.5 0.6D
④叉头开口度 B1
20
⑤扁头厚度 S 0.25 0.28D
⑥扁头长度 l 0.415 0.5D
⑦万向接轴的倾角 。万向接轴的最大倾角可达8°～10°。
⑧万向接轴的长度L , L hs tan α
对于主机列中有人字齿轮机座的接轴（见图7-10a所示）： hs H Dmax hx A
M

b0

2 3
bbS 2
36x2 1 b4
12 2S 2
26
② 闭口式扁头强度计算（见图7-12b所示）
在扁头的危险断面I-I处同样受有弯曲力矩和扭转力矩的作用。此时若以向量
M 表示接轴传递的总扭矩，则计算更为简便。它可以分解为两个分力矩：
M M1 M2
M1 M cosα
第七章 轧机主传动装置及主电机的选择
7.1
联接轴与联轴节
7.2
主传动中的齿轮装置
7.3
轧机主电机的选择
1
基本要求：
了解轧机主传动组成及其作用，了解联接轴与联轴 节的类型及万向接轴工作原理，了解接轴平衡及主传 动中齿轮装置类型及其结构；掌握接轴强度验算及主 电机发热校核方法，能对主传动装置、主电机进行结 构选型并提出合理参数。
图7-12接轴扁头强度计算示意图 a-带有切口的扁头受力图； b-带孔扁头的计算简图
24
① 带切口式扁头受力，见图7-12a所示
合力 F 可按下式计算：
F
M
b0

2 3
b
当接轴在倾角 α下工作时，合力 F 的作力点由扁头铰链中心移向一侧。力 F 在
危险断面（支叉的根部，距F力x处）产生弯曲力矩 M w和扭转力矩 M n 。
重点与难点：
主传动装置及主电机结构选型；万向接轴强度校核； 主电机功率计算及其发热校核；连轧机主减速器速比 选择。
2
7.1 联接轴与联轴节
联接轴的用途为：将（电机、减速机、齿轮座的）运动和力矩 传递给轧辊；在横列式轧机上，各架之间也是通过联接轴传 动的。
轧机常用的联接轴有梅花接轴、万向接轴和弧形齿接轴等几种形式。
3
• 联轴节包括主电机联轴节（从电机到减速机）和主 联轴节（减速机到齿轮座） 。目前应用最广的是齿 轮联轴节,对带飞轮轧机采用安全联轴节以保护电机。
4
7.1.1 联接轴的结构
7.1.1.1 万向接轴
图7-1 十字轴万向铰链示意图
5
⑴ 滑块式万向接轴
图7-2滑块式万向接轴铰链结构 1-扁头；2-叉头；3-销轴；4-月牙形滑块
对于主机列中无人字齿轮机座的接轴（见图7-10b）：
hs H Dmax hx A
21
图7-10 接轴配置简图
a-有人字齿轮机座的配置型式；b-由主电机直接传动的配置型式
22
7.1.2 2 弧形齿接轴齿型参数
图7-11 弧形齿接轴齿型参数
23
7.1.3 联接轴的强度计算
7.1.3.1 万向接轴的强度计算 ⑴ 材料力学计算法 a 接轴扁头强度计算
弯曲力矩M w: M w Fx
x

0.5
b0

2 3
b

tan
α

x1
25
扭矩 M n :
Fb Mn 6
扁头危险断面的弯曲应力 σ :
6M w
bS 2
扁头危险断面的扭转应力 τ ：
τ Mn
S 3
危险截面的合成应力（按第四强度理论）:
σj
σ 2 3τ 2
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b 接轴叉头强度计算
合力 F 为：
F 2M (7-20) 3b1
式中:
M -接轴传递的扭矩，N.mm；
17
187.1.2 联接轴的主要数7.1.2.1 滑块式万向接轴的主要结构尺寸及有关参数
图7-9 滑块式万向接轴结构尺寸
19
主要参数有：
①叉头直径 D。通常叉头直径应比磨削后的轧辊改径小5～15mm， 或叉头直径等于轧辊名义直径的85～ 95％。
②叉头膛孔直径d。
d 0.46 0.5D