小型轧钢机优化结构设计

郝绘坤 刘啸林

摘要：轧钢机是我国钢铁行业中必不可少的重要角色，它是钢铁型变的基础工序，在我国的钢铁行业中普遍存在。随着我国钢铁产量的越来越高，轧钢机的需求也变得紧缺起来。这就需要一种既效率高又投资少的轧钢机。这时，小型轧钢机就出现在大家的面前。在设计的初期阶段，我去各大中小型钢材企业做了大量的调研工作，发现各大企业基本以大型轧钢机为主，所以小型轧钢机具有广阔的市场。小型轧钢机的优化结构设计借助轧辊与轧材之间的接触摩擦作用将轧材（金属体）拽入，在轧辊的压力作用下，将轧材塑造成型。根据平时所学的知识，利用猜想假设、分析证明、试验的方法，最终确定了一个比较理想的结构设计。本次设计的重点是对轴和齿轮等传动驱动装置的设计与安装，并参考了机械设计手册的数据与方法，确保了设计的合理性。最终性能稳定，工作效率高，设计成本低的小型轧钢机设计成功。

关键词：小型轧钢机;结构设计;轴和齿轮;传动驱动装置

引言

据国内资料显示，我国小型轧机主要存在以下几个问题，一，轧机结构落后。二，自动化程度低，工艺比较落后。三，轧机的速度较低，生产能力小且功耗很高。四，轧机的性能不稳定，产品存在尺寸偏差。隨着时代的进步，我国的钢铁行业发展重点已经转变，高质量的产品已经被国人所认可，但是我国大部分小型轧机设备落后，生产耗能大，产品的尺寸偏差大，迫切需要对小型轧机进行技术改造，从而提高产品质量与经济社会效益。

1 小型轧钢机的整体优化方案设计

小型轧钢机是由一个主机列构成，整体结构如图所示。主体是由原动机，执行装置和传动装置组成。执行装置又名工作机座，它由上轧辊的径向平衡机构和轴承轧辊的径向调整机构，引导需要轧制的轧件进入轧辊中轧制，工座机座通过支撑机座把轧钢机固定在地面上，来确保辊轴的横向稳定性。传动装置由联轴器和减速器组成。联轴器的主要部件是主联轴器（连接减速器与机轮机座）和电机联轴器（连接电动机与减速器）。

2 小型轧钢机的工作原理

大部分中小形轧钢机的工作原理可以分为以下几种方式：1不可逆式的，2可逆式的，3 带张力轧制等。其工作原理就是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体拽入轧辊的缝隙，在轧辊压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。

3 电动机的选择

在实际生产活动中，电动机的型号选择对轧钢机的运行方式是十分重要。本次设计的小型轧钢机安装了减速器，故可以选用价格较便宜的高速电动机。但本次不需要调制轧制速度且速度不可逆，所以采用三相异步交流电动机。

本次设计的轧钢机型号为200×3式轧钢机，直径为300 mm的轧辊基本可以满足需求。采用三辊式工作机座，主电机不可逆转，轧辊的转速和转向不可逆转，中下辊与中上辊交替过钢，实现多道次的轧制。本轧机性能优越，可以完成多种工序，即既可以开坯又可以轧件，这就需要经常更换钢件的种类，因此，为了更换轧辊，这就需要采用梅花接轴连接。

选用的小型三相异步电动机型号为Y160L——9。电机功率为7.8KW，额定电流为17.7A，转速720r/min，效率为86%。最大的转矩为2.2N·m。通过计算分析，各项参数符合小型轧钢机和轧件的要求。

4 结语

本次轧钢机的设计实在积极探索，大量的实训和实地考察，查阅了大量的资料，再深入了解轧钢机的基础上，科学的设计了电动机的基础结构，主要包括了传动部分的设计，电动机的选取，主机的设计，减速器的设计，各部分机架与箱体的设计，在整个设计过程中，每一部分设计都按照国家标准进行，各部分数据细致，严谨。通过查阅大量资料，尽可能地简化机器的尺寸，做到经济合理，能满足中小企业的加工需求。

在设计过程中，指导老师的指导和帮助让我铭记心中，在此我对老师表示忠心的感谢。

在本次设计期间，由于我的专业知识比较浅薄，实际设计的经验不足，本次设计的产品有很多的缺陷，还望各位老师专家不吝赐教，以便我在今后的生活中中引以为戒，时刻铭记，能更好的完成以后的学习工作任务。报效社会。

参考文献：

[1]马鞍山钢铁设计院等编.中小型轧钢机械设计与计算. 冶金工业出版社.1981

[2]吴宗泽.机械设计师（上下册）[M].北京：机械工业出版社，

[3]于光瑜，秦惠民.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2013：170-380.

[4]孙桓，陈作模.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2000：89-132.

[5]成大先.机械设计手册[M].第3卷.北京：化学工业出版社.2001

[6]王世刚.机械设计实践.哈尔滨：哈尔滨工业大学.2001

[7]唐大放，冯晓宁，杨现卿.机械设计工程学[M].徐州：中版社，2001

[8]孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编.机械设计[M].沈阳：东北大学出社，2000

[9]孙恒，陈作模，机械原理.第六版，北京：高等教育出版社，2000

[10]熊秀文，机械零件高等教育出版社，1996

[11]机械设计手册1、2、3、4、5机械工业出版社

[12]程志彦.轧钢机和轧钢技术的发展[J].科学情报开发与经济期刊，2005，15（13）：30-52.

[13]机械设计手册编委会.机械设计手册[J].第5卷.北京：机械工业出版社，2004.