钢管穿孔机主传动设计

第三章 传动部分的设计计算及其参数选择
3.1传动方案的选择
如图3-1所示为穿孔机主传动部分的两套传动方案，第一套传动方案是电机串联，通过联轴器，从而实现传动；第二套方案是电机并联排列，实现传动。

选择传动方案时应考虑的问题
1 大功率、高强度、长期工作的工况，宜用齿轮传动。
2 低速、大传动比、可用单级蜗杆传动和多级 齿轮传动，也可采用带—齿轮传动；带—齿轮—链传动，但带宜放在高速级，链放在低速级。
3 带传动多用于平行轴传动，链只能用于平行轴传动，齿轮可用于各向轴线传动，蜗杆常用于空间垂直交错轴传动。
4 带传动可缓冲吸振，同时还有过载保护作用，但因摩擦生电，不宜用于易燃、易爆的场合。
5 链传动、闭式齿轮传动和蜗杆传动，可用于高温、潮湿、粉尘、易燃、易爆的场合。
6 有自锁要求时宜用螺旋传动或蜗杆传动。
7 改变运动形式的机构（连杆、凸轮）应布置在运动系统的末端或低速级。
8 一般外廓尺寸较大的传动（如带）和传动能力较低的传动（如锥齿轮），分配给较小的传动比。
9 小功率机械易用结构简单、标准化高的传动，如减速器、液压缸、带传动、链传动。

3.2斜轧穿孔过程咬入条件的计算
斜轧穿孔过程存在两次咬入，第一次是轧件与轧辊接触，由轧辊带动轧件作螺旋运动，而把轧件拽入变形区中，称为一次咬入；当管坯与顶头相遇，管坯在轧辊带动下克服顶头的阻力而继续被拽入变形区时，称为二次咬入。
每次咬入都必须管坯在变形区作螺旋运动，既要满足旋转条件，又要满足前进条件。
A，旋转条件：即作用在管坯旋转力矩大于或等于阻碍管坯旋转的阻力矩，则有，即
B，前进条件：管坯拽入力大于等于其轴向阻力，则
式中：——管坯旋转力矩；
——管坯旋转阻力矩；
——推钢机推力，非推力穿孔=0；
——轧辊给轧件的摩擦力的轴向分力；
——轧辊给轧件的正压力的轴向分力；
——顶头阻力，第一次咬入时，=0；
——轧辊给轧件的摩擦力的切向分力；
——轧辊给轧件的正压力的切向分力
由于第二次咬入时有顶头阻力，故第二次咬入是关键，在每次咬入时只有旋转才能前进，但是旋转不一定前进，故前进条件是主要的。
穿孔机的两个轧辊是交叉立式布置的，而且在轧制过程中轧辊旋转方向相同，因此轧件做螺旋运动，一边旋转，一边前进。
3.2.1确定辊轴的空间位置
辊轴上的空间位置由辊轴与坐标中的X，Y，Z轴夹角的方向余弦来表示。
直角坐标系OXYZ中，X轴为辊轴的中点（两压下丝杠间的辊轴等分点）到轧制线的最短连线（Z轴相当于转鼓的中心线），ZOY平面垂直于轧制线，是轧机的等分面，如图3-2所示：
第四章 电动机的选择和减速器的选择
4.1 电动机的选择

第五章 轴的设计及其校核
5.1选择轴的材料
该轴无特殊要求，因而选用调质处理的45钢，由《机械设计》表12－2知，
5.2初步估算轴径
对于实心轴有

第六章 联轴器的选用
6.1电机与减速机之间联轴器的选择
根据所选的电机可以得知电机的输出轴直径为，减速器输入轴直径为故选用凸缘联轴器。
第七章 轧辊
7.1材择料选
选择轧辊材料时，除考虑轧辊的工作要求和特点外，还要根据轧辊常见的破坏形式和破坏原因，按轧辊材料标准来选择合适的材质。轧辊质量的好坏对产品的质量，轧机生产率和作业率的影响很大，如果出现断辊，辊面剥落或者轧辊表层不耐磨，不耐热裂等问题，则不仅会打乱生产节奏，降低生产率，而且还将增加轧辊的费用，尤其是在穿孔机这种大型设备中，轧辊材料的选用也就显得尤为重要。因为轧辊材料的选择与轧辊工作特点及其损坏形式有密切的关系。钢管穿孔机穿孔的过程中轧辊受力较大且有冲击负载，应该有足够的强度，而辊面硬度可以放在第二位，穿孔机轧制无缝钢管，应该用高强度铸钢和锻钢。含Cr，Ni，Mo等合金元素的铸钢轧辊适用于轧制合金钢，含钢及高碳铸钢轧辊多用于轧普碳钢的第一架粗轧机上。
根据上述选择轧辊材质为C：047/0.55，Mn:0.60/0.90,Si:
0.15/0.40,P0.35 S0.035 经热处理轧辊表面硬度为220250HB
7.2强度校核
总的来说，轧辊的破坏决定于各种应力（其中包括弯曲应力，扭转应力，接触应力，由于温度分布不均匀或交替变化引起的温度应力以及轧辊制造过程中形成的残余应力等）的综合影响，具体来说，轧辊的破坏可能下列三方面的原因造成，a:轧辊的形状设计不合理或设计强度不够。例如，在额定负载下，轧辊因强度不够而断裂或因接触疲劳超过许用值，使得轧辊疲劳剥落等；b:轧辊的材质和热处理或是加工工艺不合要求。例如轧辊的耐热裂性，耐粘附性及耐磨性差，材料中有夹杂物或残余应力过大等；c:轧辊在生产过程中使用不合理。热轧轧辊在冷却不足或者冷却不均匀时，会因热疲劳造成辊面热裂。
由此可见，为防止轧辊破坏，应从设计制造和使用等诸方面去努力。轧辊在轧制力和轧制力矩作用下，发生弯曲，剪切，扭转，辊间弹性压扁等变形，这些变形不允许超过它们的许用值。
将承载轧辊看作是简支梁，运用材料力学中计算直短梁挠曲方法处理。设轧件和轧辊间作用着均布载荷q，且，式中P为轧制力，b为轧件的宽度。
轧辊辊身中点总的挠度为 式中为弯矩和切力所引起的挠度值
所以有小于其许用值
轧辊轴承的选用
根据机械设计手册，选用双列向心球面滚子轴承，该轴承外圈滚道表面是以轴承中心的球面，能够自动调心，且具有较大的径向承载能力。选用3644型号。