九棍開(kāi)平機(jī)的設(shè)計(jì)

1、浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱： 九輥開(kāi)平機(jī) 學(xué)生姓名 高煒 學(xué) 號(hào) 130105133487 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)制1334 指導(dǎo)教師 周洪發(fā) 起訖時(shí)間： 2016 年3 月21 日2016 年5 月13 日I摘 要開(kāi)平機(jī)是對(duì)金屬棒材、管材、線材等進(jìn)行矯直的設(shè)備。本課題首先對(duì)開(kāi)平機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)作了簡(jiǎn)單的介紹，接著闡述了開(kāi)平機(jī)的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)組成和理論計(jì)算；然后在開(kāi)平機(jī)原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)此次設(shè)計(jì)的目的，進(jìn)行鋼板開(kāi)平機(jī)的設(shè)計(jì)，再對(duì)開(kāi)平機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)組成所需類型、尺寸進(jìn)行計(jì)算和校核；接著用PLC設(shè)計(jì)整個(gè)開(kāi)平機(jī)的控制方案，

2、最后進(jìn)行總結(jié)和展望。本次設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括以下內(nèi)容：矯直機(jī)類型，矯直原理，矯直機(jī)結(jié)構(gòu)的確定，矯直機(jī)基本力能參數(shù)計(jì)算、力能參數(shù)計(jì)算、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算、工作輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核。關(guān)鍵詞：開(kāi)平機(jī)，九輥矯直，板材，工作輥，PLC控制目 錄1 緒論-11.1選題背景及其意義-11.2文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)）-21.3研究?jī)?nèi)容-61.4課題設(shè)計(jì)要求-72九棍開(kāi)平機(jī)的總體設(shè)計(jì)-92.1九棍開(kāi)平機(jī)的相關(guān)參數(shù)-92.2開(kāi)平機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)-103開(kāi)平機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算-173.1 開(kāi)平機(jī)基本參數(shù)的確定-173.2 輥式開(kāi)平機(jī)的力能參數(shù)確定-193.3工作輥強(qiáng)度計(jì)算-223.4輥?zhàn)虞S承校核-244 開(kāi)平機(jī)的PLC

3、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-274.1 PLC基礎(chǔ)-274.2 開(kāi)平機(jī)的PLC控制方案-274.3 開(kāi)平機(jī)的PLC控制I/O端口分配表-274.4 開(kāi)平機(jī)的PLC控制接線圖-284.5 開(kāi)平機(jī)的PLC控制梯形圖-295 結(jié)論-31參考文獻(xiàn)-32致謝-34 1 緒論1.1選題背景及其意義1.1.1應(yīng)用背景在板帶材的軋制生產(chǎn)中，由于軋件溫度不均，變形不均及軋后冷卻不均、運(yùn)輸和其他因素的影響，致使軋制出來(lái)的產(chǎn)品常出現(xiàn)波浪彎和瓢曲等缺陷。為此軋后鋼材必須經(jīng)過(guò)矯正，以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足用戶的使用要求。矯直技術(shù)屬于金屬加工學(xué)科的一個(gè)分支，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日用金屬加工業(yè)，儀器儀表制造業(yè)，汽車、船舶和飛機(jī)制造業(yè)，石

4、油化工業(yè)，冶金工業(yè)，建筑材料業(yè)，機(jī)械裝備制造業(yè)，以及精密加工制造業(yè)。矯直技術(shù)在廣度和深度方面的巨大發(fā)展迫切要求矯直理論能進(jìn)一步解決一些疑難問(wèn)題，推動(dòng)開(kāi)發(fā)新技術(shù)和研制新設(shè)備。尤其在黨的十六大之后，要求用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，矯直技術(shù)也要跟上時(shí)代。首先要在矯直機(jī)設(shè)計(jì)、制造、矯直過(guò)程分析、矯直參數(shù)設(shè)定及矯直質(zhì)量預(yù)測(cè)等方面搞好軟件開(kāi)發(fā)；其次要進(jìn)行數(shù)字化矯直設(shè)備的研制，使矯直技術(shù)走上現(xiàn)代化的道路，不斷豐富金屬矯直學(xué)的內(nèi)容。 矯直技術(shù)多用于金屬條材加工的后部工序，在很大程度上決定著產(chǎn)成品的質(zhì)量水平。矯直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在20世紀(jì)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，相應(yīng)的矯直理論也取得了很大的進(jìn)步。不過(guò)理論滯后于實(shí)踐的

5、現(xiàn)象比較明顯。例如矯直輥負(fù)轉(zhuǎn)矩的破壞作用在20世紀(jì)下半葉才得以解決，但其破壞作用的機(jī)理直到20世紀(jì)80年代末才被闡明。另外，就矯直理論的總體來(lái)看，仍然處于粗糙階段，首先就是其基本參數(shù)的確定還要依靠許多經(jīng)驗(yàn)算法和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如輥數(shù)、輥距、輥徑、壓彎量及矯直速度等；其次是許多技術(shù)現(xiàn)象如螺旋彎廢品、矯直縮尺、矯直噪聲、斜輥矯直特性、斜輥輥形特性、拉彎變形匹配特性等都缺乏理論闡述；再次是理論的概括性不夠，一套公式不僅不能包括各種斷面型材，甚至不能包括同類斷面而尺寸和材質(zhì)不同的工件，如彎距和矯直曲率等都缺少通用表達(dá)式。1.1.2 設(shè)計(jì)意義由于運(yùn)輸方便，包裝簡(jiǎn)單等原因，大部分的鋼材生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的板材都是卷的

6、形式，而鋼板在實(shí)際使用的過(guò)程中希望是平板形式?；谏鲜銮闆r，本課題提出設(shè)計(jì)一種鋼板開(kāi)平機(jī)，目的在于將卷狀的金屬板材整形成平板形式，方便后續(xù)鋼板的加工。該課題的研究對(duì)于提高學(xué)生的工程能力，拓展生存空間有著非常重要的意義，以及為今后鋼板開(kāi)平機(jī)的深入研究做一個(gè)前期的準(zhǔn)備工作，具有重要的社會(huì)意義。1.2文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)）矯直技術(shù)歷史悠久，但其產(chǎn)生時(shí)間并未有確切的時(shí)間記載。但從文物發(fā)掘中看到我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期寶劍的平直度可以使人想象到當(dāng)時(shí)手工矯直和平整技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。在我國(guó)古代人的生活與生產(chǎn)中使用的物品與工具，小自針錐、大到鐵杵，都要求用矯直技術(shù)來(lái)完成成品的制造。手工矯直與平整工

7、藝所用的設(shè)備與工具是極簡(jiǎn)單的，如平錘、砧臺(tái)等。對(duì)大型工件的手工矯直常借助高溫加熱進(jìn)行。古代人在矯直及整形的實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的反彈特性，確立了“矯往必須過(guò)正”的哲理，用之于矯直技術(shù)頗有一語(yǔ)道破天機(jī)之功。現(xiàn)代矯直機(jī)的快速發(fā)展是從18世紀(jì)末的歐洲產(chǎn)業(yè)革命開(kāi)始的。到19世紀(jì)30年代，冶鐵技術(shù)發(fā)展起來(lái)，鋼產(chǎn)量迅速成倍的增長(zhǎng)。到19世紀(jì)末期時(shí)，鋼產(chǎn)量增加了50多倍。鋼材產(chǎn)量占鋼產(chǎn)量的比重也明顯增加。這時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了鍛造機(jī)械、軋鋼機(jī)械和矯直機(jī)械。進(jìn)入20世紀(jì)，以電力驅(qū)動(dòng)代替蒸汽動(dòng)力為標(biāo)志，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。到1914年英國(guó)發(fā)明了212型五輥式矯直機(jī)，解決了鋼管矯直問(wèn)題，同時(shí)提高了棒材矯直速度。20世紀(jì)20

8、年代，日本已能制造多輥矯直機(jī)。20世紀(jì)30 年代中期，發(fā)明了222型六輥式矯直機(jī)，顯著提高了管材矯直質(zhì)量。20世紀(jì)60年代中期，為了解決大直徑管材的矯直問(wèn)題，美國(guó)薩頓公司研制成功313七輥式矯直機(jī)。20世紀(jì)30到40年代國(guó)外技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的型材矯直機(jī)及板材矯直機(jī)也得到了迅速發(fā)展，而且相繼進(jìn)入到中國(guó)的鋼鐵工業(yè)及金屬制品業(yè)。新中國(guó)成立前，在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工廠里可以見(jiàn)到德、英、日等國(guó)家制造的矯直機(jī)。20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)的矯直機(jī)大量的進(jìn)入到中國(guó)，同時(shí)，世界上隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)進(jìn)步速度加快，矯直機(jī)的品種、規(guī)格、結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)都得到不斷的發(fā)展與完善。20世紀(jì)70年

9、代，我國(guó)改革開(kāi)放以后接觸到大量的國(guó)外設(shè)計(jì)研制成果，同時(shí)也引進(jìn)許多先進(jìn)的矯直設(shè)備。如英國(guó)的布朗克斯矯直機(jī)；德國(guó)的凱瑟琳、德馬克連續(xù)拉彎矯直機(jī)及高精度壓力矯直機(jī)；日本的薄板矯直機(jī)等。與此同時(shí)，我國(guó)科技界一直在努力提高自己的科研設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。從20世紀(jì)50年代起提出的雙曲線輥形設(shè)計(jì)的精確計(jì)算法及文獻(xiàn)提出的矯直曲率方程式到80年代提出的等曲率反彎輥形計(jì)算法。此外，以西安重型機(jī)械研究所為代表的科研單位和以太原重型機(jī)械廠為代表的設(shè)計(jì)制造部門(mén)完成了大量的矯直機(jī)設(shè)計(jì)研制工作。進(jìn)入90年代之后，我國(guó)在趕超世界先進(jìn)水平方面又邁出了一大步，一些新研制的矯直機(jī)獲得了國(guó)家的發(fā)明專利；一些新成果獲得了市、省級(jí)部級(jí)科技成

10、果進(jìn)步獎(jiǎng)；有的獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。如已經(jīng)研制成功的雙向反彎輥形2輥矯直機(jī)、復(fù)合轉(zhuǎn)轂式矯直機(jī)，平行輥異輥距矯直機(jī)及矯直液壓自動(dòng)切料機(jī)等。1.2.1 矯直機(jī)類型(1) 壓力矯直機(jī)軋件在活動(dòng)壓頭和兩個(gè)固定支點(diǎn)間，利用一次反彎的方法進(jìn)行矯直。這種矯直機(jī)用來(lái)矯直大型鋼梁、鋼軌和大直徑（大于200300毫米）鋼管或用作輥式矯直機(jī)的補(bǔ)充矯直。壓力矯直機(jī)的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低且操作較繁重。壓力矯直機(jī)有立式（圖1-1a）和臥式（圖1-1b）兩種。(2) 拉伸矯直機(jī)拉伸矯直機(jī)也稱張力矯直機(jī)，主要用于矯直厚度小于0.6毫米的薄鋼板和有色金屬板材。通常，輥式板帶材矯直機(jī)只能有效的矯直軋件的橫向或縱向彎曲（即二元形狀缺陷）

11、。至于板帶材的中間瓢曲和邊緣浪形（三元形狀缺陷）則是由于板材沿長(zhǎng)度的方向各纖維變形量不等造成的。為了矯正這種缺陷，需要使軋件產(chǎn)生適當(dāng)?shù)乃苄匝由?。在普通輥式矯直機(jī)上雖然能使這種缺陷有所改善，但矯直效果不理想。這時(shí)需要采用拉伸矯直方法。拉伸矯直的主要特點(diǎn)是對(duì)軋件施加超過(guò)材料屈服極限的張力，使之產(chǎn)生彈塑性變形，從而將軋件矯直。圖1-1j是矯直單張板材的鉗式拉伸矯直機(jī)。這種設(shè)備生產(chǎn)率低且?jiàn)A鉗夾住的部分要切除，造成的金屬損耗太大。圖1-1k是張力平整組。他能對(duì)成卷帶材進(jìn)行粗矯，也能改善軋件的機(jī)械性能。圖1-1l是連續(xù)拉伸機(jī)組。它由兩個(gè)張力輥組成 。拉伸所需的張力由張力輥對(duì)帶材的摩擦力產(chǎn)生。這種矯直機(jī)主要

12、用于有色金屬。圖1-1m是帶有張力的輥式矯直機(jī)組。這種結(jié)構(gòu)用于連續(xù)矯直高強(qiáng)度薄帶材。但因輥式矯直機(jī)的工作輥很難單獨(dú)調(diào)整，同時(shí)，在張力作用下，工作輥容易竄動(dòng)，因而影響了矯直質(zhì)量。目前，這種結(jié)構(gòu)的矯直機(jī)已被拉伸彎曲矯直機(jī)取代。(3) 拉彎矯直機(jī)為了提高軋件矯直質(zhì)量，近年來(lái)拉伸彎曲矯直機(jī)組(圖1-1n)得到較大發(fā)展。拉伸彎曲的基本原理是當(dāng)帶材在小直徑輥?zhàn)由蠌澢鷷r(shí)，同時(shí)施加張力，使帶材產(chǎn)生彈塑性延伸，從而較平。這種矯直機(jī)組一般用在連續(xù)作業(yè)線上，可以矯直各種金屬帶材（包括高強(qiáng)度極薄鋼板）。拉伸彎曲機(jī)組也可在酸洗機(jī)組上進(jìn)行機(jī)械破鱗，以提高酸洗速度。 圖1-1 矯直機(jī)的基本類型(4) 管材、棒材矯直機(jī)管、棒

13、材矯直的原理也是利用多次反復(fù)彎曲軋件，是軋件矯直 。圖1-1g是斜輥式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的工作輥具有類似雙曲線的空間曲線的形狀。兩排工作輥軸線相互交叉。管棒材在矯直時(shí)邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)，從而獲得對(duì)軸線對(duì)稱的形狀。圖1-1h是“313”型輥式矯直機(jī)。這種矯直機(jī)的設(shè)備重量輕，易于調(diào)整和維修，用于矯直管棒材時(shí)，效果很好。圖1-1i是偏心軸式矯直機(jī)用來(lái)矯直薄壁管。(5) 輥式矯直機(jī)在輥式矯直機(jī)上軋件多次反復(fù)彎曲而得到矯直。輥式矯直機(jī)生產(chǎn)率高而且容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，在型鋼車間和板帶材車間獲得廣泛應(yīng)用。輥式矯直機(jī)的類型很多，在圖1-1中圖ch列出了幾種主要的類型。圖1-1c是上排每個(gè)工作輥可單獨(dú)調(diào)整的輥式矯直機(jī)。這

14、種調(diào)整方式較靈活，但由于結(jié)構(gòu)配置上的原因，它主要用于輥數(shù)較少、輥距較大的型鋼矯直機(jī)。圖1-1d是整排上工作輥平行調(diào)整的矯直機(jī)。通常，出入口的兩個(gè)上工作輥（也稱導(dǎo)向輥）做成可以單獨(dú)調(diào)整的，以便于軋件的導(dǎo)入和改善矯直質(zhì)量。這種矯直機(jī)廣泛用來(lái)矯直412mm以上的中厚板。圖1-1e是整排上工作輥可以傾斜調(diào)整的矯直機(jī)。這種調(diào)整方式使軋件的彎曲變形逐漸減小，符合軋件矯直時(shí)的變形特點(diǎn)。它廣泛用于矯直4毫米以下的薄板。圖1-1f是上排工作輥可以局部?jī)A斜調(diào)整（也稱翼傾調(diào)整）的矯直機(jī)。這種調(diào)整方式可增加軋件大變形彎曲的次數(shù)，用來(lái)矯直薄板。1.2.2 矯直原理 若軋件具有單值曲率的圓弧，則用三個(gè)輥?zhàn)邮蛊浞磸澲燎蕿?/p>

15、，且連續(xù)通過(guò)，即可完全矯直。但實(shí)際情況中，軋件的原始曲率沿長(zhǎng)度方向往往是變化的，不僅是多值的，而且彎曲方向也不同，所以僅用三個(gè)輥?zhàn)拥某C直方法是不行的。為了保證矯直質(zhì)量，必須增加矯直輥的數(shù)量。輥式矯直機(jī)一般至少要五個(gè)工作輥。本設(shè)計(jì)方案采用的是上下輥平行排列的矯直方案，即上排輥相對(duì)下排輥平行排列，集體升降，矯直時(shí)所有上排輥?zhàn)拥膲合铝肯嗤?，除首尾輥外，其余各輥?zhàn)犹庈埣澢料嗤那?。?dāng)時(shí)，矯直原始曲率為的軋件，若第2輥使變?yōu)?，?輥使變?yōu)?，由于彈性變形不足和殘余?yīng)力的影響，后面的輥?zhàn)幼饔貌淮螅埣臍堄嗲蕰?huì)接近于。為了提高矯直精度，較徹底的消除殘余曲率，必須。圖1-2 上下輥平行排列矯直原理圖如

16、圖1-2所示，軋件的原始曲率為。通過(guò)第2輥?zhàn)雍?，變?yōu)?，殘余曲率為，通過(guò)第3輥?zhàn)雍?，變?yōu)楹妥優(yōu)?，殘余曲率為；通過(guò)第4輥?zhàn)雍?，變?yōu)?，殘余曲率為；依次類推，殘余曲率范圍逐漸縮小，經(jīng)若干輥?zhàn)雍?，殘余曲率趨于定值。若矯直機(jī)的出口輥的壓下可單獨(dú)調(diào)整，則可完全消除該定值的殘余曲率，即軋件得到完全矯直。實(shí)際上輥數(shù)是有限的，只能達(dá)到限定的矯直精度，若是軋件反復(fù)通過(guò)矯直機(jī)，則起到增加輥數(shù)的作用，即可提高矯直精度。1.3 研究?jī)?nèi)容本課題研究的主要內(nèi)容包括根據(jù)現(xiàn)有鋼板開(kāi)平機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，完成對(duì)鋼板開(kāi)平機(jī)的設(shè)計(jì)方案的選定，矯直力、矯直力矩的計(jì)算以及矯直機(jī)主電機(jī)功率的計(jì)算，對(duì)主要零部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定其結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)所選

17、軸承進(jìn)行壽命計(jì)算。完成矯直機(jī)的主要零部件、總體設(shè)計(jì)圖紙。要解決的主要問(wèn)題：通過(guò)方案設(shè)計(jì)矯直機(jī)主體結(jié)構(gòu)，包括升降系統(tǒng)，上輥?zhàn)?，下輥?zhàn)?，牽引輥?zhàn)右约皞鲃?dòng)系統(tǒng)等并闡述矯直機(jī)結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，介紹工藝過(guò)程。 1.4 課題設(shè)計(jì)要求1.4.1.開(kāi)平機(jī)結(jié)構(gòu)組成、工作原理的介紹開(kāi)平機(jī)主體結(jié)構(gòu)由上輥?zhàn)雍拖鹿髯咏M成，上下輥?zhàn)幼饔糜阡摪?，使得由于運(yùn)輸方便而做成卷狀的鋼板整形成平板形式。開(kāi)平機(jī)的上部設(shè)計(jì)了一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，由蝸桿與蝸輪互相嚙合組成的交錯(cuò)軸間的齒輪傳動(dòng)，形成升降的形式，使得上輥?zhàn)雍拖螺佔(zhàn)娱g的距離可以控制，來(lái)對(duì)不同厚度的鋼板進(jìn)行輥?zhàn)泳嚯x的調(diào)整。開(kāi)平機(jī)的入口處設(shè)計(jì)了一個(gè)送料裝置，將鋼板送入開(kāi)平機(jī)中。開(kāi)平機(jī)的出

18、口處設(shè)計(jì)了一對(duì)牽引輥?zhàn)?，?duì)鋼板形成引導(dǎo)。1.4.2.開(kāi)平機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)平機(jī)整體結(jié)構(gòu)參數(shù)（輥徑和輥距、輥數(shù)、輥身長(zhǎng)度L等）進(jìn)行詳盡的設(shè)計(jì)和選用，并用Autocad二維繪圖軟件進(jìn)行最終整體組成結(jié)構(gòu)的繪制。1.4.3.開(kāi)平機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算根據(jù)矯直材料、矯直厚度、矯直寬度和矯直速度進(jìn)行矯直工藝的初步制定。對(duì)矯直機(jī)的力能參數(shù)（矯直力、矯直力矩和矯直功率等）進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。1.4.4.開(kāi)平機(jī)剛度、強(qiáng)度的校核根據(jù)已選定的零件材料和計(jì)算出來(lái)的力能參數(shù)對(duì)各部分結(jié)構(gòu)部件（機(jī)架、矯直輥、矯直輥軸承）的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行最終的校核。1.4.5.電動(dòng)機(jī)的選擇 首先介紹并闡述了電動(dòng)機(jī)選擇的基本方法，然后根據(jù)計(jì)算出來(lái)的矯直

19、功率以及矯直機(jī)的工作制度對(duì)矯直機(jī)各部分所使用的電機(jī)進(jìn)行正確的選擇，選用三相交流異步電機(jī)。1.4.6.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本九棍開(kāi)平機(jī)擬采用可編程序控制器PLC對(duì)開(kāi)平機(jī)進(jìn)行控制。首先選取PLC型號(hào)，然后根據(jù)開(kāi)平機(jī)的工作流程繪制PLC控制原理圖，編制出PLC程序，最后畫(huà)出梯形圖?？刂撇糠郑哼x擇三菱PLC程序編寫(xiě)，確定PLC型號(hào)，進(jìn)而分配I/O點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)作順序分析畫(huà)出流程圖，然后通過(guò)PLC編程的知識(shí)，編寫(xiě)出梯形圖和控制原理圖。1.4.7.預(yù)期能達(dá)到的目標(biāo)通過(guò)本次課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)將自己四年中所學(xué)到機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)、液壓傳動(dòng)、PLC控制技術(shù)等等知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)自己的努力以及指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和糾正，

20、設(shè)計(jì)出要求的九棍開(kāi)平機(jī)。2 鋼板開(kāi)平機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1 鋼板開(kāi)平機(jī)的相關(guān)參數(shù)本矯直機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：矯直材料Q235；鋼板厚度H=316mm；最大板寬B=2100mm；矯直溫度400600；矯直速度0.41.35m/s；矯直輥輥距280mm；輥徑250mm；輥身長(zhǎng)2350mm；5個(gè)上輥，4個(gè)下輥；升降裝置采用一臺(tái)40kw、1455r/min的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)；矯直輥?zhàn)与姍C(jī)一臺(tái)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)：200kw、額定轉(zhuǎn)速為1490r/min。牽引輥?zhàn)与姍C(jī)一臺(tái)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)：200kw。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在本方案中，設(shè)計(jì)計(jì)算了矯直機(jī)的基本力能參數(shù)，如輥距，輥徑等；工作輥的結(jié)構(gòu)與裝配方案，并對(duì)其進(jìn)行了

21、校核；升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)方案設(shè)計(jì)矯直機(jī)主體結(jié)構(gòu)，包括升降系統(tǒng)，上輥?zhàn)?，下輥?zhàn)?，牽引輥?zhàn)右约皞鲃?dòng)系統(tǒng)等并闡述矯直機(jī)結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，如圖2-1所示。 圖2-1 浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)圖2.2 開(kāi)平機(jī)的各個(gè)結(jié)構(gòu)2.2.1 上下輥?zhàn)?（用于矯直鋼板）按工作輥的調(diào)整方法和排列方式不同，工作輥的結(jié)構(gòu)有以下幾種基本形式： 1）每個(gè)上輥可單獨(dú)調(diào)整高度的。如圖2-2a，每個(gè)上輥都具有單獨(dú)的軸承座和壓下調(diào)整機(jī)構(gòu)，保證任意調(diào)整高度。此外通常還可以移動(dòng)機(jī)架的上部分相對(duì)下部分進(jìn)行集體調(diào)整。能夠得到較高的矯直精度。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以在實(shí)際中一般輥數(shù)較少。 2）上排輥?zhàn)蛹w平行調(diào)整高度。如圖2-2b，

22、上排輥?zhàn)庸潭ㄔ谝粋€(gè)平行升降的橫梁上，只能集體上下平行調(diào)整，所以輥?zhàn)拥膲合铝肯嗤?，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但這種調(diào)整方式只能用較小的（甚至是最小的）有效彎曲變形，才能得到較高的矯直精度，否則將出現(xiàn)較大的殘余曲率。為解決上述缺點(diǎn)，通常出入口上輥為單獨(dú)調(diào)整的。這種結(jié)構(gòu)方案廣泛應(yīng)用于中厚板的矯直。 3）上排輥?zhàn)蛹w傾斜調(diào)整。如圖2-2c，上排輥?zhàn)影惭b在一個(gè)可傾斜調(diào)整的橫梁上，由入口至出口軋件彎曲逐漸減小，可以實(shí)現(xiàn)大變形，小變形倆種矯直方案，能得到較高的矯直速度，調(diào)整也很方便，所以應(yīng)用廣泛。圖2-2 板材輥式矯直機(jī)上輥調(diào)整方案a-每個(gè)上輥單獨(dú)調(diào)整；b-上輥集體平行調(diào)整；c-上輥集體傾斜調(diào)整圖2-3 混合排列的輥式

23、矯直機(jī)a-入口平行、出口傾斜；b-中間平行、倆端傾斜 4）平行和傾斜混合排列的矯直機(jī)。如圖2-3，一種是入口段為平行排列，出口段為傾斜排列，增加了入口段軋件的大變形過(guò)程，可提高矯直質(zhì)量。另一種是中間為平行排列，倆端為傾斜排列，它不僅能提高矯直質(zhì)量，而且可改善咬入條件和作用于可逆矯直。2.2.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)(1) 機(jī)列布置機(jī)列布置是指電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)座的總體安排。他取決于車間內(nèi)與之聯(lián)系的設(shè)備布置情況、安置該矯直機(jī)的面積亦即傳動(dòng)裝置的布置形式等。圖2-4是幾種典型的機(jī)列布置示意圖。圖2-4a是機(jī)列布置中最簡(jiǎn)單的一種，扭矩由電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)合減速機(jī)傳到工作輥。由于減速機(jī)與齒輪座放在一個(gè)箱體內(nèi)，機(jī)列

24、布置較緊湊，占地面積小，重量輕，潤(rùn)滑集中。但是，聯(lián)合減速機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，比較不容易加工制造和維修。圖2-4b是電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)傳到齒輪座，齒輪座再通過(guò)幾根輸出軸傳動(dòng)工作輥的布置形式。這種布置方式中的減速機(jī)與齒輪座的結(jié)構(gòu)均較簡(jiǎn)單，但機(jī)列長(zhǎng)度較長(zhǎng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率超過(guò)6080千瓦時(shí)，通常采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這樣不僅可以使減速機(jī)負(fù)荷均勻，而且可縮短機(jī)列長(zhǎng)度。一般情況，這種布置方式的機(jī)列總寬均不超過(guò)工作機(jī)座的寬度，故適于在連續(xù)機(jī)組中布置。圖2-4d除具有圖b、c的優(yōu)點(diǎn)外，還有機(jī)列總長(zhǎng)度較短的優(yōu)點(diǎn)，只是這種布置形式需要使用較為復(fù)雜的傘齒輪減速機(jī)。圖2-4 幾種典型的機(jī)列布置示意圖圖2-4e與圖2-4d相似，但是采用

25、了球面蝸輪減速機(jī)。一般只在齒輪座必需采用兩根相距較遠(yuǎn)的輸入軸時(shí)，才使用這種布置形式。圖2-4e與圖2-4d所示的機(jī)列其寬度很大，只是在機(jī)列長(zhǎng)度受限制時(shí)，才采用。(2) 主傳動(dòng)系統(tǒng) 主傳動(dòng)系統(tǒng)包括減速機(jī)、齒輪座和萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)等。1）減速機(jī)。在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中，減速機(jī)除有減速作用外，還有均衡分配傳動(dòng)扭矩的作用，因此也稱減速分配器。它有三種主要形式：圓柱齒輪型、圓柱-圓錐齒輪型和蝸輪型。在這種形式中，每種又可分為單支（指單根輸出軸）、雙支、三支和四支等幾種結(jié)構(gòu)。在輥數(shù)大于7的矯直機(jī)上，不易使用單支減速分配器。這是因?yàn)閭鬟f的總扭矩大，齒輪座的齒輪尺寸也大，使齒輪座輸出軸的間距很難與矯直機(jī)輥間距相適應(yīng)。

26、因此，在輥式鋼板矯直機(jī)上，大多使用多支的減速分配器，這樣也可使齒輪座的載荷均勻。由于矯直機(jī)的第三輥（或第二輥）受的矯直扭矩最大，因此，對(duì)該輥要盡可能由減速機(jī)的一根輸出軸經(jīng)齒輪座直接傳動(dòng)，以減輕齒輪座的負(fù)荷。優(yōu)勢(shì)，為適應(yīng)矯直機(jī)在連續(xù)機(jī)組中的安裝，將矯直機(jī)設(shè)計(jì)成可以雙向進(jìn)料的結(jié)構(gòu)。這時(shí)，矯直機(jī)另一端的第三輥（或第二輥）也由減速機(jī)的一根輸出軸傳動(dòng)。在這種情況下，減速機(jī)中心距總和應(yīng)等于齒輪座兩邊第三軸或第二軸之間的距離。這一值受齒輪座最大中心距的限制。齒輪座最大中心距是按照矯直輥?zhàn)畲笾行木嗪腿f(wàn)向接軸的長(zhǎng)度以及接軸傾角不超過(guò)6°的條件確定的。在綜合考慮上述因素后，選定減速機(jī)中心距，然后對(duì)減速機(jī)

27、、齒輪座的齒輪和軸進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。如計(jì)算結(jié)果不能滿足，則考慮增加減速機(jī)支數(shù)。在某些情況下，也可將直接傳動(dòng)第三輥改為傳動(dòng)鄰近的輥，以改變齒輪座的負(fù)荷分配情況。圓柱齒輪減速機(jī)的制造和安裝較為簡(jiǎn)單，因此在矯直機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。在制造能力許可下，也可使用聯(lián)合減速機(jī)。將減速機(jī)和齒輪座連成一個(gè)整體，可減少傳動(dòng)件，且結(jié)構(gòu)緊湊，能減小機(jī)列總長(zhǎng)度。2）齒輪座 一般情況，為防止鋼板在工作輥間打滑，輥式鋼板矯直機(jī)所有的工作輥都是驅(qū)動(dòng)的。齒輪座的作用是將減速機(jī)傳來(lái)的扭矩分配給各個(gè)矯直輥。齒輪座輸入軸數(shù)目與減速機(jī)的支數(shù)相同。每根輸入軸帶動(dòng)一組齒輪。在輸入軸數(shù)量較多時(shí)，各組齒輪之間互不聯(lián)結(jié)，以避免功率傳遞路線閉合

28、，惡化齒輪嚙合條件。按照齒輪的嚙合列數(shù)，可分為單列齒輪座和多列齒輪座。單列齒輪座的制造、安裝簡(jiǎn)單，各齒輪軸和軸承可以通用且齒輪軸的剛性高。一般在工作輥距小于50毫米時(shí)，一采用這種形式。與單列齒輪座比較，多列齒輪座的總中心距小，因?yàn)槊繉?duì)齒輪的齒寬是根據(jù)傳遞的扭矩確定的，同時(shí)，齒輪避免了重復(fù)嚙合，因而可適當(dāng)減小中心距。多列齒輪座的齒輪軸剛性較低。為保證齒輪軸的剛度，通常只在輥距大于50毫米時(shí)才采用這種結(jié)構(gòu)。由于在矯直機(jī)的功率中，軸承摩擦損耗占得比重較大，所以齒輪座、減速機(jī)和矯直機(jī)本體一般均采用滾動(dòng)軸承。3）萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 由于齒輪座的總中心距大于矯直機(jī)的總中心距，因此齒輪座輸出軸與矯直輥采用萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)

29、聯(lián)接。矯直機(jī)上常用的萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)除了一般的滑塊式叉頭扁頭型外，在輥徑小于120毫米時(shí)，也采用球型萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)。球型萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)有多種型式。圖2-5是鋼球上帶有十字槽的結(jié)構(gòu)。齒輪座傳動(dòng)端的叉頭6通過(guò)方槽孔，套在齒輪座輸出軸上，叉頭6的另一端通過(guò)帶槽的球2（見(jiàn)圖2-5b）與叉頭5相連接。同樣工作輥端的叉頭1也通過(guò)球2與叉頭3相連。拆卸接軸時(shí)，需將花鍵軸上的柱銷取下，脫開(kāi)接軸將軸折轉(zhuǎn)90°，即可將叉頭從鋼球上取下。在小輥距矯直機(jī)上也可采用簡(jiǎn)易型鋼球萬(wàn)向接軸（圖2-6）。這種聯(lián)軸節(jié)中采用標(biāo)準(zhǔn)鋼球（GB30864），它只起定心作用，矯直扭矩是靠?jī)刹孱^的側(cè)面直接接觸來(lái)傳遞的。這種聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制

30、造。拆卸時(shí)，松開(kāi)鋼絲6，去掉夾木7，叉頭3即可沿軸向取下。在有的矯直機(jī)上還采用滾動(dòng)軸承鉸鏈?zhǔn)饺f(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，其允許傾斜角度可達(dá)18°，但結(jié)構(gòu)尺寸較大。圖2-5 帶槽球形萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)a-聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)；b-球結(jié)構(gòu)1-工作輥端叉頭；2-帶槽鋼球；3-接軸叉頭；4-接軸；5-接軸叉頭；6-齒輪座端叉頭圖2-6 簡(jiǎn)易球形萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)1-叉頭；2-鋼球；3-叉頭；4-接軸；5-導(dǎo)向鍵；6-緊固鋼絲；7-夾木根據(jù)課題的具體情況，選用簡(jiǎn)易球形萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)。2.2.3 牽引輥?zhàn)?通過(guò)一對(duì)牽引輥?zhàn)觼?lái)控制鋼板的運(yùn)動(dòng)方向，穩(wěn)定鋼板的前進(jìn)方向。如圖2-7所示，圖中兩個(gè)牽引輥?zhàn)油ㄟ^(guò)電機(jī)拖動(dòng)，引導(dǎo)鋼板的方向。圖2-7 牽引輥

31、子 2.2.4升降機(jī)構(gòu) 通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和螺紋間的嚙合實(shí)現(xiàn)控制上下輥?zhàn)娱g的距離，從而適應(yīng)不同鋼板的厚度。 如圖2-8所示，電機(jī)拖動(dòng)蝸桿，蝸桿拖動(dòng)蝸輪，蝸輪拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸底部有螺紋，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)通過(guò)螺紋拖動(dòng)上輥?zhàn)纳仙拖陆?。圖2-8 牽引輥?zhàn)?2.2.5送料機(jī)構(gòu) 平穩(wěn)輸送鋼板到矯直系統(tǒng)中，當(dāng)中加了一個(gè)電感接近開(kāi)關(guān)，來(lái)控制鋼板輸送的張力。如圖2-9所示，送料平臺(tái)底部有一個(gè)軌道，在裝卸九棍的時(shí)候，底部的軌道把左部的支撐座移動(dòng)到導(dǎo)軌的一端，方便裝卸，裝卸完成后再把支撐座還原。中間的電感式傳感器接近開(kāi)關(guān)用來(lái)控制九棍輸送的速度。圖2-9 送料機(jī)構(gòu)2.2.6左右限位調(diào)節(jié) 在送料機(jī)構(gòu)的末端通過(guò)導(dǎo)軌滑

32、塊實(shí)現(xiàn)鋼板左右方向上的固定。如圖2-10所示，通過(guò)導(dǎo)軌的左右調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板的限位作用。圖2-10 左右限位調(diào)節(jié) 2.2.7龍門(mén)架構(gòu) 通過(guò)一個(gè)支撐架上的兩對(duì)導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)對(duì)上輥?zhàn)姆€(wěn)定支撐作用。 如圖2-11所示，導(dǎo)軌安裝在一個(gè)類似龍門(mén)架的支撐座上，導(dǎo)軌與上輥?zhàn)B接，使得上輥?zhàn)谲壍览锩嫔仙拖陆?，起到穩(wěn)定支撐的作用。圖2-11 龍門(mén)架構(gòu) 3.開(kāi)平機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 開(kāi)平機(jī)基本參數(shù)的確定3.1.1 輥距t的確定輥距t的確定對(duì)保證矯直機(jī)的矯直質(zhì)量有重要影響。在矯直軋件時(shí)，其基本條件是軋件應(yīng)產(chǎn)生彈塑性彎曲變形，例如，對(duì)鋼板矯直機(jī)，根據(jù)前面幾個(gè)輥?zhàn)拥姆磸澢时仨殱M足下列條件： （3-1）顯然，若板

33、材的E已確定，則s越大或h越小，反彎曲率半徑也應(yīng)越小。與此對(duì)應(yīng)，矯直輥徑D與輥距t也應(yīng)越小。確定輥距的原則是既要保證軋件矯直質(zhì)量，又要滿足輥?zhàn)拥膹?qiáng)度條件。最小允許輥距受輥?zhàn)訌?qiáng)度條件限制；最大允許輥距取決于軋件矯正質(zhì)量。根據(jù)公式得最小允許輥距為 ： （3-2） 根據(jù)公式得最大允許輥距為： （3-3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值輥距取t=280mm 。3.1.2 輥徑D的確定由下表可知道工作輥直徑D=(0.85-0.90)t=238252mm ， 取D=250mm 。表31 輥徑與輥距的比值矯直機(jī)類型矯直機(jī)類型薄板矯直機(jī)0.90.95厚板矯直機(jī)0.70.85中板矯直機(jī)0.850.90型鋼矯直機(jī)0.750.903.1

34、.3 輥數(shù)n的確定增加輥數(shù)即增加軋件的反彎次數(shù)，可以提高矯直質(zhì)量但也會(huì)增加軋件的加工硬化和矯直機(jī)的功率。為此，選擇輥數(shù)n的原則是在保證矯直質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。對(duì)于板材輥式矯直機(jī)，輥數(shù)n隨著軋件寬厚比(bh)的增加而增加。因?yàn)檐埣捄癖扔螅睦诵螐澢嘤@著，需要多次的反復(fù)彎曲才能保證矯直質(zhì)量。輥數(shù)與殘余曲率關(guān)系如圖32所示。圖3-1 殘余曲率與輥數(shù)的關(guān)系從圖3-2中可以看出，7輥輥系完全可以滿足高精度矯直需要，超過(guò)7輥后，對(duì)提高矯直精度的效果緩慢。但實(shí)際上，各輥壓彎量的調(diào)整由于材質(zhì)不勻及尺寸公差會(huì)造成理論與實(shí)際之間有差距。另外，機(jī)架剛度、側(cè)彎、扭曲等對(duì)矯直效果都有影響，為此常用增加

35、輥數(shù)的辦法來(lái)彌補(bǔ)上述的不足，根據(jù)熱矯板材矯直機(jī)的經(jīng)驗(yàn)輥數(shù)(一般板厚460mm的寬板輥數(shù)n=911)及此次設(shè)計(jì)的要求，取工作輥9輥，上下導(dǎo)輥各1個(gè)，共計(jì)11輥。3.1.4 輥身L的確定輥身長(zhǎng)度L取決于軋件最大寬度，根據(jù)公式得： L=bmax+a （3-4）當(dāng)bmax<200mm時(shí)， a=50mm ；當(dāng)bmax>200mm時(shí)，a=100300mm 。所以 L=2100+250=2350mm 。3.1.5 矯直速度v 的確定矯直速度的大小，首先要滿足生產(chǎn)率的要求，要與軋件生產(chǎn)能力相協(xié)調(diào)，要與所在機(jī)組的速度相一致。 由于矯直速度的上限尚沒(méi)有理論的計(jì)算方法，但人為設(shè)定矯直速度所依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)是可

36、以遵循的。本矯直機(jī)速度取為0.21.35m/s。3.2 輥式開(kāi)平機(jī)的力能參數(shù)確定3.2.1 作用在開(kāi)平機(jī)輥?zhàn)由系膲毫ΓǔC直力）作用在矯直機(jī)輥?zhàn)由系膲毫砂凑赵澢鷷r(shí)所需的力矩來(lái)計(jì)算。此時(shí)，將扎件看成是受很多集中載荷的連續(xù)梁。這些集中載荷就是各輥?zhàn)訉?duì)扎件的壓力，它們?cè)跀?shù)值上等于扎件對(duì)輥?zhàn)拥膲毫?。?）扎件彎矩計(jì)算由以上分析可知，欲求得作用在輥?zhàn)由系膲毫Γ仨毚_定在輥?zhàn)犹幵膹澗刂?。而扎件彎矩值決定于扎件彎曲變形量得大小，即決定于扎件原始曲率與壓下?lián)隙惹手汀＞_計(jì)算出彎矩值是很困難的，通常采用一些假設(shè)條件:第2、3、4輥?zhàn)犹幵膹澢丶僭O(shè)為純塑性彎曲力矩，即：= = 出口端除最后第9輥

37、以外的3個(gè)輥?zhàn)酉旅娴脑澢乜杉僭O(shè)為純彈性彎矩力矩，即：=其余輥?zhàn)樱ǖ?輥?zhàn)雍偷?輥?zhàn)映猓┰澢氐扔谏鲜鰞蓚€(gè)彎曲力矩的平均值，即：。各式中，S塑性斷面系數(shù)， ； W彈性斷面系數(shù)， 。（2）矯直力計(jì)算彎曲力矩確定以后，就可以計(jì)算出作用于扎件的壓力P：式中，t工作輥輥距。用類似的方法可確定最后3個(gè)輥?zhàn)由系膲毫椋鹤饔迷诘谒妮伒降趎-3輥之間各中間輥?zhàn)由系膲毫?，可取和的平均值，即?當(dāng)矯直輥數(shù)大于6時(shí)，作用在所有輥?zhàn)由系膲毫偤蜑椋荷鲜鲇?jì)算表明，第三根輥?zhàn)由鲜芰ψ畲?，所以?yīng)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。3.2.3 電機(jī)功率的確定 1)工作輥?zhàn)拥闹麟姍C(jī)的確定如果分別考慮各輥?zhàn)酉萝埣乃苄宰冃?，則根據(jù)公

38、式矯正扭矩為： （3-5）a- 塑性變形曲率折算系數(shù)。對(duì)于單向波浪形的軋件，為4.56，根據(jù)塑性變形曲率折算系數(shù)計(jì)算圖選取a值，此處取5，則根據(jù)圖3-3查機(jī)械手冊(cè)得a=6 s-材料的屈服極限 300MPa ；b- 鋼板寬度 2100mm ；h- 鋼板厚度 16mm ；D- 矯直輥直徑 250mm ；E- 材料的彈性模量 ；圖3-2 塑性變形折算系數(shù)a的計(jì)算圖 根據(jù)公式得電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算公式為： （3-6）則 - 矯正扭矩，5.5KN·M ；- 作用在輥?zhàn)由系膲毫偤?，6720KN ；f- 輥?zhàn)优c軋件的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，對(duì)于鋼板f =0.0002m如果考慮可能出現(xiàn)的較大的滑動(dòng)摩擦，則對(duì)于鋼

39、板，f =0.0008m；對(duì)于型鋼，f =0.00080.0012m；- 輥?zhàn)虞S承的摩擦系數(shù)，滾動(dòng)軸承 =0.005；滾針軸承 =0.01；滑動(dòng)軸承=0.050.07 ；D- 輥?zhàn)又睆剑?50 mm ；d- 輥?zhàn)虞S承處直徑（滾動(dòng)軸承取中徑 ）150 mm ；-矯直速度 0.4 m/s ；- 傳動(dòng)效率，=0.850.7（有支承輥時(shí)取較小值） ；查閱機(jī)械手冊(cè)，選用1臺(tái)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y315L2-4，其基本參數(shù)如下： 額定功率為200千瓦，電流362A，重量為1270kg， 額定轉(zhuǎn)速為1490r/min，總長(zhǎng)度為1340mm，寬度899mm，高度865mm。 2)牽引輥?zhàn)拥闹麟姍C(jī)的確定牽引輥?zhàn)?/p>

40、是給于鋼板一個(gè)牽引力，讓鋼板能有一個(gè)確定的前進(jìn)方向。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，額定功率定為20KW。查閱機(jī)械手冊(cè)，選用1臺(tái)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y180M-2，其基本參數(shù)如下： 額定功率為22千瓦，電流42.2A， 重量為180kg， 額定轉(zhuǎn)速為2940r/min，總長(zhǎng)度為670mm，寬度465mm，高度430mm。3.3 工作輥強(qiáng)度計(jì)算工作輥的強(qiáng)度條件是工作輥各處的計(jì)算應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力。工作輥的許用應(yīng)力是其材料的強(qiáng)度限除以安全系數(shù)。通常工作輥的安全系數(shù)選取5。圖3-3 工作輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖矯直輥的材料為55Cr，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：由于工作輥有支承輥，故無(wú)需考慮工作輥的彎曲力矩，而只需考慮其扭轉(zhuǎn)。由于

41、各輥系中的第三個(gè)輥受力最大，當(dāng)?shù)谌仢M足要求時(shí)起于各輥均可以滿足要求，所以只校核第三輥即可。第三輥扭矩為： 其中， D 工作輥直徑； 塑性彎曲力矩； 鋼板在相應(yīng)輥?zhàn)酉碌膹澢霃?；對(duì)于9輥矯直機(jī)， =90h=90×16=1440mm 。假定倒數(shù)第二個(gè)輥僅實(shí)現(xiàn)彈性彎曲，則其曲率半徑為： 即： 則帶入值得： 則工作輥危險(xiǎn)斷面在輥徑處，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為:（工作輥輥徑取250mm） 合成應(yīng)力按第四強(qiáng)度理論計(jì)算： 由計(jì)算結(jié)果可知：矯直輥滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。3.4輥?zhàn)虞S承校核矯直機(jī)所有工作輥均采用調(diào)心滾子軸承，且工作輥大徑端的軸承為 23222CC/W33，其內(nèi)徑d= 110，外徑D=200，寬度B=6

42、9.8。壽命計(jì)算：查機(jī)械手冊(cè)得：基本額定動(dòng)載荷Cr=520kN，基本額定靜載荷Cr0=800kN圖3-4 軸承受力圖每個(gè)軸承所受的徑向力為：-第三輥?zhàn)铀艹C直力因無(wú)軸向載荷，故 所以徑向當(dāng)量動(dòng)載荷： （3-7）其中-載荷系數(shù)=1.21.8, 此處取1.5 ；-軸承所受徑向力 157.2 KN ；-軸承所受軸向力 0 KN 。所以軸承壽命： （3-8）其中：C- 基本額定動(dòng)載荷 KN ；n- 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 ；-對(duì)于滾子軸承 ； 根據(jù)工廠的實(shí)際情況軸承壽命已滿足要求 。4 開(kāi)平機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 PLC基礎(chǔ)本次開(kāi)平機(jī)的控制部分需要控制的對(duì)象有兩個(gè)，利用三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制原理，選擇PL

43、C進(jìn)行控制，PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便，易于操作。4.2開(kāi)平機(jī)的PLC控制方案4.2.1 控制對(duì)象利用三個(gè)電機(jī)對(duì)上輥?zhàn)蜖恳佔(zhàn)M(jìn)行升降的控制。上輥?zhàn)姍C(jī)1和電機(jī)2控制上輥?zhàn)纳?。牽引輥?zhàn)姍C(jī)控制牽引輥?zhàn)纳?。利用了三相異步電?dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)PLC控制原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)PLC控制原理因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向決定的，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于定子繞組中通入三相電流的相序。因此，要改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向非常容易，只要將電動(dòng)機(jī)三相供電電源中的任意兩相對(duì)調(diào)，這時(shí)接到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流相序被改變，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向也被改變，電動(dòng)機(jī)就實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。4.3開(kāi)平機(jī)的PL