畢業(yè)設(shè)計(jì)---φ530空間自位型高剛度軋機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)</p><p>　　學(xué)院： 機(jī)械學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位： 機(jī)設(shè)系 </p><p>　Φ530空間自位型高剛度軋機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　小

2、型材在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中需求量很大，2003年我國(guó)小型材實(shí)際產(chǎn)量約為4034萬(wàn)噸。約占鋼材總產(chǎn)量的25%。我國(guó)中小型軋機(jī)1350余套，數(shù)量居世界第一。這些軋機(jī)中90%左右為橫列式軋機(jī)，技術(shù)水平落后，每套軋機(jī)平均年產(chǎn)量不足3萬(wàn)套。但其總產(chǎn)量是小型材的60%左右。</p><p>　　隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵業(yè)的發(fā)展和鋼材市場(chǎng)由賣(mài)方市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橘I(mǎi)方市場(chǎng)，由國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)際競(jìng)爭(zhēng)的變化，中小型產(chǎn)品必須做到高質(zhì)量，高效益，這樣才能在激烈的

3、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，要做到這一點(diǎn)，我們必須充分發(fā)揮以建或在建軋機(jī)的作用，在完全消化吸收引進(jìn)設(shè)備的先進(jìn)即使得前提下，必須加速對(duì)現(xiàn)有橫列式軋機(jī)的技術(shù)改造。因此，作者結(jié)合江蘇永剛集團(tuán)線材分廠的實(shí)際情況，參看現(xiàn)有軋機(jī)，對(duì)530軋機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與改造。</p><p>　　近幾十年來(lái)，軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步取得了長(zhǎng)足發(fā)展，尤其是在型鋼生產(chǎn)方面，H型鋼自由尺度軋制，型鋼的多線切分軋制，三輥Y型軋機(jī)軋制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，標(biāo)志著型

4、鋼生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新階段。</p><p>　　關(guān)鍵詞：橫列式軋機(jī)；H型鋼；小型材</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Small section of China's national economy in great demand, in 2003 actual production of C

5、hina's small section of about 40.34 million tons. Steel production accounts for about 25%. Small and medium-sized mill in China more than 1350 sets the number of the world. These rolling mill in about 90% for the bar

6、 mill, technological backwardness, the average annual output per mill less than 3 million units. But its output is a small section of around 60%.</p><p>　　With the development of the domestic steel industry

7、and steel market from a seller's market into a buyer's market, from domestic competition into the changes in international competitiveness, small and medium-sized products must be high quality, high efficiency, s

8、o as to in the fierce market competition does not stand lost land, it is necessary to do this, we must bring into full play so as to construction or the role of rolling mill under construction, like found in the complete

9、 digestion of th</p><p>　　Keywords: H-shaped steel bar, small section</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p&

10、gt;<p><b>　　目 錄III</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 鋼材生產(chǎn)概況1</p><p>　　1.2 線材產(chǎn)品1</p><p>　　1.3 線材軋機(jī)發(fā)展2</p><p>　　

11、1.4 線材生產(chǎn)的新技術(shù)4</p><p>　　1.5 短應(yīng)力線軋機(jī)5</p><p>　　第2章 軋制力能參數(shù)10</p><p>　　2.1 機(jī)組組成概況10</p><p>　　2.2 機(jī)組孔型10</p><p>　　2.2.1 孔型設(shè)計(jì)原則11</p><p>　　2.2.

12、2 孔型設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.3 第二十一架軋機(jī)軋制力的計(jì)算16</p><p>　　2.3.1 平均壓下量Δhm的計(jì)算17</p><p>　　2.3.2 變形抗力確定17</p><p>　　2.3.3 軋件粘度系數(shù)η的計(jì)算18</p><p>　　2.3.4 外摩擦影響系數(shù)m的確定18&l

13、t;/p><p>　　2.3.5 平均單位壓力Pm計(jì)算19</p><p>　　2.3.6 軋制力P的計(jì)算19</p><p>　　2.4 軋制時(shí)的咬入角、中性角以及前滑的計(jì)算19</p><p>　　2.4.1 咬入角α的計(jì)算19</p><p>　　2.4.2 中性角γ的確定20</p><

14、;p>　　2.4.3 前滑的計(jì)算20</p><p>　　2.5 軋制力矩和電機(jī)功率20</p><p>　　2.5.1 計(jì)算前后張力差21</p><p>　　2.5.2 前后張力差對(duì)搖臂的傾翻力矩22</p><p>　　2.5.3 確定電機(jī)功率22</p><p>　　2.6 軋輥強(qiáng)度的校核23

15、</p><p>　　2.6.1 軋輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)23</p><p>　　2.6.2 軋輥的尺寸確定23</p><p>　　2.6.3 軋輥的強(qiáng)度校核24</p><p>　　2.7 本章小結(jié)27</p><p>　　第3章 空間自位性28</p><p>　　3.1 軋機(jī)軸承短壽損

16、壞及不可靠性28</p><p>　　3.2 軋機(jī)軋輥彎曲微尺度等效輥系28</p><p>　　3.2.1 方柱型高剛度軋機(jī)29</p><p>　　3.2.2 2050mmCVC 熱連軋精軋機(jī)29</p><p>　　3.3 KZ軋機(jī)自位性能的實(shí)現(xiàn)30</p><p>　　3.3.1 Φ530KZ型高剛度

17、軋機(jī)特點(diǎn)及主要參數(shù)31</p><p>　　3.3.2 空間自適應(yīng)機(jī)構(gòu)原理33</p><p>　　3.4 軸承壽命計(jì)算34</p><p>　　3.4.1軸承壽命的計(jì)算34</p><p>　　3.4.2 軋機(jī)滾動(dòng)軸承邊界元法簡(jiǎn)介35</p><p>　　3.5軋機(jī)剛度38</p><

18、p>　　3.5.1 軸承座變形量與軋輥撓度38</p><p>　　3.5.2 拉桿及壓下螺母的變形38</p><p>　　3.5.3 球面墊壓縮量計(jì)算39</p><p>　　3.6 平衡彈簧40</p><p>　　3.6.1 下平衡彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算41</p><p>　　3.7 本章小結(jié)42&

19、lt;/p><p>　　第4章 軋機(jī)壓下43</p><p>　　4.1 軋機(jī)壓下的種類43</p><p>　　4.2 壓下裝置的選擇43</p><p>　　4.2.1 壓下裝置傳動(dòng)方案的確定43</p><p>　　4.2.2 壓下裝置的傳動(dòng)參數(shù)43</p><p>　　4.2.3

20、壓下裝置傳動(dòng)的幾何計(jì)算44</p><p>　　4.3 壓下裝置主要零件的強(qiáng)度校核47</p><p>　　4.3.1 最大及額定阻力矩47</p><p>　　4.3.2 錐齒輪強(qiáng)度的校核48</p><p>　　4.3.3 蝸輪強(qiáng)度的校核49</p><p>　　4.4 壓下裝置指針盤(pán)系統(tǒng)50</

21、p><p>　　4.5 本章小結(jié)51</p><p>　　第5章 軸向調(diào)節(jié)裝置52</p><p>　　5.1 軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)52</p><p>　　5.2 軋輥軸向調(diào)節(jié)端軸承座重心位置計(jì)算53</p><p>　　5.3 本章小結(jié)54</p><p>　　第6章 軋機(jī)操作與維護(hù)55&l

22、t;/p><p>　　6.1 軋機(jī)的安裝55</p><p>　　6.2 軋機(jī)的調(diào)整與試車(chē)55</p><p>　　6.3 軋機(jī)潤(rùn)滑56</p><p>　　6.4 軋機(jī)的維修57</p><p>　　6.5 滾動(dòng)軸承的安裝與保護(hù)58</p><p>　　6.6 本章小結(jié)58</p

23、><p><b>　　小結(jié)59</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)60</b></p><p><b>　　致謝62</b></p><p>　　附錄1 開(kāi)題報(bào)告63</p><p>　　附錄2 文獻(xiàn)綜述70</p><

24、;p>　　附錄3 外文譯文及外文文獻(xiàn)80</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 鋼材生產(chǎn)概況</p><p>　　近年我國(guó)小型、線材生產(chǎn)發(fā)展很快，其裝備既有世界一流水平的，也有具有一定水平的國(guó)產(chǎn)先進(jìn)設(shè)備，其產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量有很大提高。在加入WTO后，面臨著更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，相信經(jīng)過(guò)軋鋼界的努力會(huì)取得

25、更大成就。</p><p>　　我國(guó)小型、線材無(wú)論在軋機(jī)數(shù)量上，還是產(chǎn)量上均為世界第1，而且其產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)很快。美國(guó)同期小型、線材產(chǎn)量占鋼材產(chǎn)量總比例分別為17%與5%左右；日本同期小型、線材產(chǎn)量占鋼材產(chǎn)量總比例分別為20%與8%左右，幾年來(lái)產(chǎn)量平穩(wěn)。而我國(guó)小型、線材平均增長(zhǎng)速度分別為14.56%與10.96%，無(wú)論是所占鋼材比例還是絕對(duì)產(chǎn)量均遠(yuǎn)高于美國(guó)與日本。</p><p>　　線材是

26、鋼鐵產(chǎn)品的重要品種之一，廣泛應(yīng)用于建筑和制品工業(yè)，線材生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步離不開(kāi)軋機(jī)的發(fā)展。目前世界主要產(chǎn)鋼國(guó)家普遍采用全連續(xù)高速無(wú)扭線材精軋機(jī)組和控制冷卻技術(shù)作為線材生產(chǎn)的主要工藝裝備手段，它集中了當(dāng)代線材生產(chǎn)工藝和設(shè)備的新成就。其特點(diǎn)是：高速、單線、無(wú)扭、微張力、組合結(jié)構(gòu)、碳化鎢輥環(huán)和自動(dòng)化，采用了快速換輥和導(dǎo)衛(wèi)裝置，其產(chǎn)品特點(diǎn)是盤(pán)重大、精度高、質(zhì)量好。</p><p><b>　　1.2 線材產(chǎn)品<

27、;/b></p><p>　　目前我國(guó)高速線材產(chǎn)品的主要品種有普碳鋼、優(yōu)碳鋼、焊條鋼、焊絲鋼、彈簧鋼、軸承鋼、碳結(jié)鋼、不銹鋼、高速工具鋼、冷墩鋼、低合金鋼等。寶鋼、武鋼、馬鋼、酒鋼等還可生產(chǎn)一部分鋼簾線。產(chǎn)品規(guī)格一般為5．5～12mm的圓鋼或螺紋鋼。包鋼、武鋼、杭鋼、馬鋼等可生產(chǎn)5～20mm的圓鋼，邢鋼還可生產(chǎn)大規(guī)格的盤(pán)卷。目前我國(guó)高速線材產(chǎn)品大多數(shù)為建筑用材，其次為金屬制品焊絲、焊條和各類標(biāo)準(zhǔn)件用鋼。線材

28、生產(chǎn)的平均成材率為96．1％，其中唐鋼、酒鋼的成材率最高達(dá)98．35％；平均單線年產(chǎn)量為40萬(wàn)t左右，其中天鋼、湘鋼、宣鋼、酒鋼、昆鋼、沙鋼、萍鋼的單線年產(chǎn)量均已達(dá)65萬(wàn)t，有的已接近70萬(wàn)t。目前各地正在籌劃和正在建設(shè)中的高速線材生產(chǎn)線還有不少，預(yù)計(jì)2005年至2007年期間將有26～30條生產(chǎn)線陸續(xù)建成投產(chǎn)，新增產(chǎn)能將在l000萬(wàn)t以上，這對(duì)高速線材產(chǎn)品的將會(huì)產(chǎn)生較大影響</p><p>　　1.3 線材軋機(jī)

29、發(fā)展</p><p>　　高速線材軋機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在精軋機(jī)組和控制冷卻工藝方面的發(fā)展，它提高了線材的產(chǎn)量和質(zhì)量?，F(xiàn)代的高速線材軋機(jī)，其終軋速度、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都是過(guò)去任何型式的線材軋機(jī)不能與之相匹配的。幾年來(lái)世界各線材軋機(jī)主要生產(chǎn)廠家，已將終軋速度提高到110—120m／s，在實(shí)際使用中個(gè)別廠家已達(dá)140m／s。軋機(jī)的架數(shù)已增加到28架，軋制坯料可達(dá)160mm×160ram 以上。

30、一套現(xiàn)代化的高速線材軋機(jī)主要由坯料處理、加熱、(粗、中、精)軋、控制冷卻、精整運(yùn)輸和計(jì)算機(jī)控制的電氣設(shè)備等各項(xiàng)設(shè)備組成。因而，其現(xiàn)代化的先進(jìn)程度也就體現(xiàn)在上述諸多方面，但其最主要指標(biāo)還是體現(xiàn)在終軋速度上。</p><p>　　摩根新式精軋機(jī)是當(dāng)今最具有代表性的高速軋機(jī)，自1966年第一臺(tái)無(wú)扭精軋機(jī)在加拿大投產(chǎn)后，摩根軋機(jī)的發(fā)展已進(jìn)入第六代，軋制速度由第一代的43m／s發(fā)展到120m／s。軋線的配置由粗／中軋多線有

31、扭軋制發(fā)展為單線全無(wú)扭軋制，成品卷重已達(dá)2000kg以上。1998年摩根公司推出了面向21世紀(jì)的線材軋制新技術(shù)，其核心是在精軋機(jī)后配置定徑／減徑機(jī)組，全線單一孔型系列，實(shí)現(xiàn)“自由軋制”，產(chǎn)品尺寸范圍擴(kuò)展到中5．0～~25mm，定徑／減徑機(jī)組實(shí)行在線快速更換，離線檢修、設(shè)定。進(jìn)一步將精軋機(jī)組由單一電機(jī)集體傳動(dòng)，發(fā)展為每?jī)杉芤唤M單獨(dú)傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在線快速更換。軋機(jī)控制方面，將發(fā)展粗中軋機(jī)孔型自動(dòng)對(duì)中，輥縫自動(dòng)檢測(cè)，精軋機(jī)尺寸自動(dòng)反饋調(diào)整系統(tǒng)。&

32、lt;/p><p>　　除了摩根軋機(jī)外，德國(guó)DMS公司的高速線材軋機(jī)也是目前國(guó)際上技術(shù)先進(jìn)、具有高生產(chǎn)能力的軋機(jī)之一，已在十六、七個(gè)國(guó)家建成20多條生產(chǎn)線。我國(guó)的酒鋼和唐鋼就引進(jìn)了該公司生產(chǎn)的高速線材軋機(jī)。</p><p>　　另外，德國(guó)SMS公司制造的高速線材軋機(jī)主要是摩根型無(wú)扭精軋機(jī)組，斯太爾摩控冷線： 主要特點(diǎn)：小輥徑、大延伸、成品公差小、精度高、表面質(zhì)量好：斯太爾摩控冷線對(duì)線材的全長(zhǎng)冷

33、卻處理，使之獲得均勻的組織，顯著提高了線材的拉伸性能。</p><p>　　意大利的達(dá)涅利公司已制造了幾十套線材軋機(jī)，軋制速度最高達(dá)120m／s。達(dá)涅利采用了ESC先進(jìn)軋制工藝，在粗軋機(jī)組中應(yīng)用了無(wú)牌坊軋制新技術(shù)，它生產(chǎn)的軋機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，軋制程序靈活，快速調(diào)定，無(wú)扭轉(zhuǎn)軋制，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。目前達(dá)涅利用新研制成功的“高壓下定徑機(jī)組 (H．R．S．</p><p>　　M)作為預(yù)精軋機(jī)組和其后布置

34、的“雙模塊高速精軋機(jī)組”配髓成精軋機(jī)組，簡(jiǎn)化了孔型系統(tǒng)，減少換輥時(shí)間，軋機(jī)利用系數(shù)提高到90％ 以上。我國(guó)的南京鋼鐵廠就引進(jìn)了達(dá)涅利生產(chǎn)的單線H／V 配置無(wú)扭精軋機(jī)組。</p><p>　　我國(guó)中小型線材的生產(chǎn)與發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家相比差距很大，尤其是產(chǎn)品質(zhì)量，品種不能適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)中小型線材的需求，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　橫列式軋機(jī)數(shù)量多，這部分軋機(jī)平均產(chǎn)量，大部分不能形成經(jīng)

35、濟(jì)規(guī)模，導(dǎo)致耗能高勞動(dòng)生產(chǎn)率低，成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。</p><p>　　生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備陳舊，多數(shù)軋機(jī)兩火成材，不能與連鑄坯銜接。</p><p>　　原料斷面小，單重低，成材率低，國(guó)內(nèi)橫列式軋機(jī)的成材率一般為60%~80%，而美國(guó)可以達(dá)到92%，德國(guó)則高達(dá)94%~96%。</p><p>　　軋機(jī)裝備水平低，剛度差，產(chǎn)品精度低。國(guó)內(nèi)多數(shù)軋機(jī)產(chǎn)品精度一般為φ25

36、±0.254mm。</p><p>　　車(chē)間綜合裝備水平低，缺乏機(jī)械化和自動(dòng)化。</p><p>　　隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化，中小型材產(chǎn)品必須做到高質(zhì)量，高效益才能在市場(chǎng)中立于不敗之地，要做到這一點(diǎn)我們必須在吸收引進(jìn)設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)的前提下，對(duì)現(xiàn)有軋機(jī)進(jìn)行合理化改造，改造原則是：</p><p>　　首先淘汰一批工藝落后，設(shè)備陳舊，不能形

37、成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，產(chǎn)量低。</p><p>　　對(duì)一些具有煉鋼，連鑄設(shè)備的企業(yè)，要充分發(fā)揮本企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，采用可靠的新工藝，新技術(shù)，新設(shè)備對(duì)現(xiàn)有軋機(jī)進(jìn)行全面改造，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，采用連鑄坯，一火成材。</p><p>　　對(duì)那些改造連軋有困難，但自身?xiàng)l件較好，具有特色的調(diào)坯生產(chǎn)的橫列式軋機(jī)，要提高軋機(jī)的裝備水平，采用高剛度軋機(jī)，提高產(chǎn)品尺寸精度，降低能耗，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，以最低的產(chǎn)品成

38、本參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　小型材軋機(jī)改造要立足于國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)，改造。</p><p>　　1.4 線材生產(chǎn)的新技術(shù)</p><p>　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，世界新建的小型軋機(jī)絕大多數(shù)為全線無(wú)扭轉(zhuǎn)連續(xù)式軋機(jī)。由于機(jī)械和電氣控制技術(shù)的進(jìn)步，孔型設(shè)計(jì)的進(jìn)步，特別是上游連鑄技術(shù)的進(jìn)步，小型線材軋機(jī)產(chǎn)生了根本性的變革?，F(xiàn)代小型線材軋機(jī)的主要特點(diǎn)是：</p>

39、;<p>　　直接以130x130mm-160x160mm，重達(dá)1.5-2.5t的連鑄坯為原料；</p><p>　　設(shè)備和布置都比以前大大簡(jiǎn)化，除合金小線材軋機(jī)外，一般小型軋機(jī)加熱爐前不再?gòu)?fù)雜的坯料檢查和修磨設(shè)備；</p><p>　　一般步進(jìn)式加熱爐與一套軋機(jī)相配；</p><p>　　軋線主軋機(jī)平/立交替布置，全線無(wú)扭轉(zhuǎn)軋制，粗軋4架，中軋5架，

40、精軋6架的組合成為普通線材小型軋機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)布置形式；</p><p>　　采用新型軋機(jī)，粗軋機(jī)多位懸臂式或短應(yīng)力線式，中軋機(jī)則大部分采用高剛度的短應(yīng)力線軋機(jī)；</p><p>　　一般在軋制線上設(shè)置兩臺(tái)切頭飛剪；</p><p>　　各架軋機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)，采用微張力或無(wú)張力軋制；</p><p>　　軋線設(shè)置有完備的用于低溫軋制和控軋控冷的控溫設(shè)備

41、；</p><p>　　曾在50年代至70年代流行的雙面冷床，被一臺(tái)高效率的單面步進(jìn)式冷床鎖代替；</p><p>　　除少數(shù)合金鋼小型軋機(jī)外，一般成品的小型軋機(jī)已不需要在線探傷和檢查設(shè)備；在線矯直和在線飛剪定尺剪切的開(kāi)發(fā)成功，一改70年代繁雜龐大的線材精整系統(tǒng)，使精整線的設(shè)備和面積大大減少，把線材生產(chǎn)技術(shù)推向了一個(gè)新的階段?，F(xiàn)在線材軋機(jī)的軋制速度提高到120-140m/s，單線產(chǎn)量達(dá)到4

42、0-45萬(wàn)t。</p><p>　　1.5 短應(yīng)力線軋機(jī)</p><p>　　提高軋機(jī)的剛性是獲得高精度產(chǎn)品, 減少軋制廢品和工藝事故,穩(wěn)定工藝參數(shù), 提高軋機(jī)作業(yè)率和產(chǎn)品成材率, 尤其是提高軋制速度的必備條件， 提高軋機(jī)剛性的最合理途徑是盡量縮短軋機(jī)應(yīng)力線長(zhǎng)度，為此誕生了一種新型高剛度軋機(jī)—短應(yīng)力線軋機(jī),其發(fā)展速度十分迅速, 各種類型的短應(yīng)力線軋機(jī)紛紛出現(xiàn)。</p><

43、;p>　　短應(yīng)力線軋機(jī)又稱為無(wú)牌坊軋機(jī), 是一種高剛度軋機(jī), 在做為型鋼軋機(jī)使用時(shí), 它不僅應(yīng)該具有較高的徑向剛度, 而且還應(yīng)該具有較高的軸向剛度。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制出多種型式的短應(yīng)力線軋機(jī)如GY型,HB型,CW型,SY型,GW型,DW型等, 其中有代表性的有三種,它們是GY型短應(yīng)力線軋機(jī),HB型無(wú)牌坊軋機(jī),SY型高剛度軋機(jī)。這幾種軋機(jī)都是參考了瑞典的P-600型無(wú)牌坊軋機(jī), 結(jié)合各自不同情況自行研制的, 所以它們主要受力部份的短應(yīng)

44、力線結(jié)構(gòu)是相似的, 只在支承方式及某些具體結(jié)構(gòu)上有些不同, 各有其特點(diǎn)。</p><p>　　據(jù)悉, 某些短應(yīng)力線軋機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題, 如軋輥軸向串動(dòng)大, 軋機(jī)軸向剛度差, 對(duì)某些廠來(lái)說(shuō), 軋輥軸向調(diào)節(jié)量偏小, 軋機(jī)調(diào)整不靈活等。這些問(wèn)題的出現(xiàn), 原因可能是多方面的, 但最主要的還是結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題, 如能從結(jié)構(gòu)上改進(jìn), 這些問(wèn)題是不難解決的。</p><p>　　軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及

45、其原理：目前我們稱之為短應(yīng)力線軋機(jī)的, 其實(shí)就是無(wú)牌坊軋機(jī)。這種軋機(jī)的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)軋機(jī)的不同, 為了取得短應(yīng)力線的效果, 它去掉了牌坊, 上下輥軸承座直接用四根立柱!絲杠?浮動(dòng)球絞聯(lián)結(jié), 構(gòu)成平行六面體形狀的軋輥組合, 由四根立柱承受軋制力, 當(dāng)軋輥受力彎曲時(shí), 軋輥軸承自動(dòng)找正, 減少軸承的邊緣壓力。立柱的位置緊靠軋輥軸承的外圈, 螺母設(shè)置在軸承座應(yīng)力線上，使得軋輥組合的應(yīng)力線呈扁橢圓狀。此外, 盡量減少應(yīng)力線上零件的數(shù)量和接觸面的數(shù)量

46、, 加大軋輥平衡力保證接觸部位緊密接觸, 使軋機(jī)的彈性曲線上初始的非線性段減少。軋機(jī)設(shè)置了從上面對(duì)上下軋輥進(jìn)行調(diào)節(jié)的徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu), 把受力的立柱與傳動(dòng)絲杠巧妙地結(jié)合起來(lái), 立柱一端為右旋螺紋,另一端為左旋螺紋, 均與球面端螺母相配合, 螺母與球面墊浮動(dòng)聯(lián)結(jié), 形成球絞, 球面墊放置軸承座上, 依靠軋輥平衡力壓緊, 當(dāng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng), 從而使上下輥軸承座沿立柱對(duì)稱移動(dòng), 軋輥分離或靠近, 實(shí)現(xiàn)軋輥徑向調(diào)節(jié)。兩雙蝸輪減速機(jī)之間裝

47、有離合聯(lián)軸器,接通離合聯(lián)軸器時(shí), 兩端軸承座同步移動(dòng),斷開(kāi)離合聯(lián)軸器時(shí), 兩端軸承座單獨(dú)調(diào)節(jié)。在軋輥軸承</p><p>　　整體軋機(jī)（圖1）可以拆分為三大部份。 軋輥組合，雙蝸輪減速機(jī)組， 支座。軋輥組合是軋機(jī)的核心, 它包括四個(gè)立柱, 上下軋輥軸承座, 螺母和球面墊及軋輥平衡機(jī)構(gòu)等。雙蝸輪減速機(jī)組是軋輥徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置, 它包括兩臺(tái)雙蝸輪減速機(jī)及相配合的聯(lián)軸器等。支座是軋輥組合的支承部份, 支承它的重量

48、, 同時(shí)對(duì)軋輥組合起定位作用。</p><p>　　軋輥軸向調(diào)節(jié)及換輥：短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)軋機(jī)的不同, 軋輥的徑向調(diào)節(jié), 如圖2所示, 是利用在一根立柱上有正反扣螺紋的方法, 通過(guò)雙蝸輪減速組帶動(dòng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng), 使上下軋輥軸承座對(duì)稱移動(dòng), 實(shí)現(xiàn)輥縫調(diào)節(jié)。軋輥軸向調(diào)節(jié), 如圖3所示, 是利用改變軋輥組合平行六面體形狀的方法, 首先, 推動(dòng)上軋輥軸承座, 使立柱少許傾斜,調(diào)節(jié)上下軋輥的水平方向的相對(duì)位置, 對(duì)正

49、孔型。上下軋輥軸向均固定在支座的立柱上。軋輥的換輥, 是采取軋輥組合或者整臺(tái)軋機(jī)成組更換方式, 軋輥組合在軋輥間利用專門(mén)設(shè)備, 按要求進(jìn)行予裝和予調(diào), 因此大大簡(jiǎn)化了在線調(diào)整工作[1]。</p><p>　　目前短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥軸向調(diào)節(jié)量都比較小, 一般取±2~±3mm。因?yàn)檫@種軋機(jī)的制造及裝配精度比較高, 軋輥軸承又采用了滾動(dòng)軸承, 軋輥組合進(jìn)行予裝及予調(diào),所以當(dāng)軋輥組合裝入軋機(jī)的支架后勿

50、需更多的調(diào)整。軋輥軸向調(diào)節(jié)量±2-±3mm就足夠了。但我們目前情況是軋機(jī)制造廠家很多,</p><p>　　水平高低不齊。使用廠家更多, 有的條件很差, 一時(shí)還不能適應(yīng)短應(yīng)力線軋機(jī)的要求。目前為了便于在我國(guó)更廣泛地推廣使用短應(yīng)力線軋機(jī), 應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦龃筌堓佪S向調(diào)節(jié)量。</p><p>　　雙蝸輪減速機(jī)組是軋輥徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置是由兩臺(tái)雙蝸輪減速機(jī)及其聯(lián)結(jié)組合而成。雙

51、蝸輪減速機(jī)是由一個(gè)蝸桿同時(shí)與兩個(gè)蝸輪相嚙合的減速機(jī), 其結(jié)構(gòu)與一般的蝸輪減速機(jī)相似, 為了同時(shí)向四根立柱輸入轉(zhuǎn)矩, 必須用聯(lián)軸器把蝸桿軸聯(lián)結(jié)起來(lái)。蝸輪輸出端與四根立柱的聯(lián)接方式, 以及兩蝸輪減速機(jī)之間的聯(lián)連方式須要根據(jù)立柱機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理確定。</p><p>　　短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥平衡, 是用來(lái)消除球面墊與軸承座, 球面墊與螺母球面端及立柱與螺母螺紋之間的間隙。為了能夠有效地消除這些間隙, 保證軋機(jī)的剛度, 軋輥

52、平衡力的選取比通常要大些, 取軋輥平衡力為被平衡重量的兩倍。短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥平衡, 一般是采用彈簧平衡, 同步彈簧平衡或簡(jiǎn)單彈簧平衡。同步彈贊平衡整個(gè)機(jī)構(gòu)放置在軸承座內(nèi), 彈簧放在支承墊板與軸承上壓蓋之間, 支承墊板與立柱之間為螺紋聯(lián)接, 與球面端螺母同移動(dòng)。上壓蓋用螺栓把合在軸承座上, 平衡重量經(jīng)過(guò)彈簧通過(guò)支承墊板傳遞到立柱上。軋輥徑向調(diào)節(jié)時(shí), 轉(zhuǎn)動(dòng)立柱時(shí)支承墊板與軸承座同步移動(dòng), 保持彈簧壓緊力不變, 從而使軋輥平衡力保持不變。&

53、lt;/p><p>　　短應(yīng)力線軋機(jī)做為型鋼軋機(jī)使用時(shí),它的軸向剛度是一項(xiàng)重要指標(biāo)。軋機(jī)的軸向剛度應(yīng)該是綜合性的, 它包括軋輥軸必要的串動(dòng)量和軋機(jī)的軸向受力系統(tǒng)彈性變形量的總和。短應(yīng)力線軋機(jī)在軋輥組合的非傳動(dòng)側(cè)裝備有足夠雙向支承受力的止推軸承組,利用軸承壓蓋做為受力件, 直接支承在支座的立柱上, 軋制時(shí)上下軋輥軸向力相反, 共同作用在支座的立柱上, 一輥推, 一輥拉構(gòu)成了軸向力的短應(yīng)力線。在橫列式軋機(jī)上選用短應(yīng)力線軋

54、機(jī)時(shí),成品前各架次軋機(jī)軸向力的支承, 受到軋機(jī)布置的限制, 支承點(diǎn)不可能放在軋輥軸線上, 一般是采用懸臂支承機(jī)構(gòu), 這種支承剛性比較差, 影響軋機(jī)的軸向剛度。據(jù)了解有些單位的短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥軸向串動(dòng)量達(dá)到了0.3mm。這么大的軸向串動(dòng)是不正常的, 但是軋輥軸向串動(dòng)量為0也是不容易辦到, 串動(dòng)量大的原因很多, 有制造上的原因和裝配上的原因, 最主要的還是結(jié)構(gòu)上的原因。為了減少軋輥軸向串動(dòng), 提高軋機(jī)的剛度, 首先是正確選擇止推軸承, 其

55、次是軸承部件結(jié)構(gòu)組合。在保證受力條件之下,選擇那些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 便于調(diào)整, 必要游隙小的止推軸承, 在結(jié)構(gòu)上保證能夠調(diào)整軸承間隙,便于調(diào)整間隙, 為加強(qiáng)支承的剛性, </p><p>　　第2章 軋制力能參數(shù)</p><p>　　2.1 機(jī)組組成概況</p><p>　　本套軋機(jī)機(jī)組共有21架軋機(jī)組成，其中第一架軋機(jī)至第四架軋機(jī)為粗軋區(qū)，第五架軋機(jī)至第九架軋機(jī)為中軋區(qū)

56、，第十架軋機(jī)至第十五架軋機(jī)為預(yù)精軋區(qū)第十六架軋機(jī)至第二十一架軋機(jī)為精軋區(qū)。整套連軋機(jī)組的布置形式為水平輥—立輥—水平輥交替布置，應(yīng)用此種布置形式，可以較大幅度的提高軋制速度，避免了在軋制過(guò)程中對(duì)軋件的扭轉(zhuǎn)翻鋼，在該機(jī)組中，最后一架軋機(jī)（21＃）的軋件出口速度可以達(dá)到31.7m/s。這樣，就可以大大縮短軋制周期，為提高生產(chǎn)率、提高經(jīng)濟(jì)效益奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　本套連軋機(jī)組的坯料為165×

57、165×1200mm，在加熱爐內(nèi)加熱至1030℃，然后進(jìn)行連續(xù)軋制，最后成品為Φ12的線材，其生產(chǎn)工藝流程如下：</p><p>　　原料準(zhǔn)備→加熱→連軋→吐絲→散卷冷卻→集卷→P-F線運(yùn)輸→打捆→卸卷、稱重→包裝→庫(kù)存</p><p>　　由于采用張力單線軋制，這樣有利于穩(wěn)定輥跳值和提高線材的尺寸精度。由于本軋機(jī)組采用立輥機(jī)座，就造成了其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大、設(shè)備笨重的缺點(diǎn)，另外

58、，由于采用直流電機(jī)進(jìn)行單機(jī)傳動(dòng)，故而投資較大。優(yōu)點(diǎn)時(shí)由于采用連軋，速度高，能量損失小，所以軋制時(shí)頭尾的溫差小，產(chǎn)品機(jī)械性能穩(wěn)定。</p><p><b>　　2.2 機(jī)組孔型</b></p><p>　　鋼坯在軋機(jī)上需經(jīng)過(guò)若干道次的軋制才能成為斷面形狀和尺寸符合要求的線材。為了使鋼坯更有效的進(jìn)行變形，在軋輥上必須加工出一定形狀和尺寸的凹型軋槽。一對(duì)軋輥的軋槽按一定條件

59、組合在一起形成使軋件變形的孔腔稱為孔型。要順利獲得所要求的線材斷面形狀和尺寸，孔形的形狀和尺寸以及孔型在軋輥上的配置就應(yīng)符合金屬的變形規(guī)律并且適應(yīng)軋機(jī)的設(shè)備條件。按照金屬變形規(guī)律及軋機(jī)設(shè)備條件等確定孔型系統(tǒng)、軋制道次、變形系數(shù)、每個(gè)孔型的形狀與尺寸以及在軋輥上配置孔型的工作稱之為孔型設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2.1 孔型設(shè)計(jì)原則</p><p><b>　　2.2.1.1概

60、述</b></p><p>　　掌握金屬在孔型中的變形規(guī)律是進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)該了解軋制時(shí)在孔型里壓下、寬展和延伸這三個(gè)方向的變形關(guān)系，其中壓下和寬展的對(duì)應(yīng)規(guī)律是孔型設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。</p><p><b>　　良好的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)能</b></p><p>　　保證成品線材具有精確的幾何形狀尺寸和良好的表面質(zhì)量

61、及內(nèi)在質(zhì)量；</p><p>　　使軋制工藝穩(wěn)定，生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單，軋機(jī)調(diào)整方便，并且使軋機(jī)具有盡可能高的生產(chǎn)能力；</p><p>　　使軋制能耗和軋輥消耗最??；</p><p>　　便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化操作。</p><p>　　要達(dá)到上述要求，孔型設(shè)計(jì)者除應(yīng)掌握金屬在孔型中的變形規(guī)律和孔型設(shè)計(jì)的方法步驟外，還必須熟悉軋機(jī)設(shè)備和操作習(xí)慣，針對(duì)

62、具體軋機(jī)和操作條件進(jìn)行相應(yīng)的孔型設(shè)計(jì)，不能機(jī)械的照搬別處的孔型設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2.1.2線材孔型分析</p><p>　　軋制線材常用的孔型按用途可分為延伸孔型和精軋孔型。按形狀分可分為箱型孔型、菱形孔型、方形孔型、六角孔型、橢圓孔型、圓孔形等。</p><p>　　軋制線材常用的孔型系統(tǒng)有：箱型孔型系統(tǒng)、菱-方孔型系統(tǒng)、六角-方孔型系統(tǒng)、橢圓-方孔

63、型系統(tǒng)、橢圓-圓孔型系統(tǒng)等。</p><p>　　2.2.1.3孔型系統(tǒng)的選擇</p><p>　　選擇孔型系統(tǒng)是孔型設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。孔型系統(tǒng)選擇的恰當(dāng)與否直接對(duì)軋機(jī)的生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、各項(xiàng)消耗指標(biāo)以及生產(chǎn)操作有決定性地影響。必須按照具體的原料條件（坯料斷面尺寸及其波動(dòng)范圍、內(nèi)在及表面質(zhì)量、鋼種等）、設(shè)備條件（軋機(jī)布置方式、機(jī)架形式、數(shù)量及參數(shù)、動(dòng)力情況輔助設(shè)備的配置等）、產(chǎn)品情況（產(chǎn)品規(guī)

64、格范圍、尺寸精度要求等）以及操作條件具體的選擇合適的孔型系統(tǒng)。介紹如下：</p><p><b>　　粗軋機(jī)組孔型系統(tǒng)</b></p><p>　　對(duì)于順列式布置的、采用連續(xù)或半連續(xù)方式軋制的粗軋機(jī)組，當(dāng)原料≥90mm時(shí)，多采用菱-方-橢圓-方孔型系統(tǒng)，以減少最初道次的翻鋼阻力。</p><p><b>　　中軋機(jī)組的孔型系統(tǒng)<

65、/b></p><p>　　對(duì)于各類中軋機(jī)組，通常均采用橢圓-方孔型系統(tǒng)，以盡快延伸。</p><p><b>　　精軋機(jī)組的孔型系統(tǒng)</b></p><p>　　對(duì)于單獨(dú)傳動(dòng)的平立交替順列式連軋機(jī)，均多采用橢圓-方-橢圓-圓孔型系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.1.4軋制道次的確定和延伸率的分配</p&g

66、t;<p>　　根據(jù)金屬塑性變形體積不變?cè)?，線材在軋制時(shí)每個(gè)軋制道次軋制前后軋機(jī)斷面面積之比等于軋后長(zhǎng)度和軋前長(zhǎng)度，此比值稱為道次延伸系數(shù)，即： </p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　同樣，對(duì)于有n道次軋制的一個(gè)總的軋制過(guò)程，其開(kāi)始軋制時(shí)軋件斷面積與最終軋出的軋件斷面積之比亦等于軋后軋件長(zhǎng)度與軋前軋件長(zhǎng)度之比，該比值稱為

67、n道次軋制的總延伸系數(shù)。即：</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　的大小標(biāo)志著n道次軋制的變形程度。顯然</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　為了表示n道次軋制中平均每個(gè)軋制道次的變形程度，常用平均延伸系數(shù)來(lái)表示。平均延伸系數(shù)定義為：&

68、lt;/p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　對(duì)于有n個(gè)軋制道次的整個(gè)線材軋制過(guò)程，即為坯料斷面積，即為成品線材斷面積。對(duì)于某一成品來(lái)說(shuō)，成品斷面積是已知的，當(dāng)選擇好了坯料之后，即為已知，則相應(yīng)的軋制道次即可確定為:</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p&g

69、t;　　整個(gè)線材軋制過(guò)程的平均延伸系數(shù)一般為=1.250-1.330之間，在整個(gè)軋制過(guò)程總的軋制道次和平均延伸系數(shù)初步確定之后，按粗、中、精軋機(jī)組分配各軋制階段的軋制變形量及軋制道次時(shí)，需按各軋制階段的不同特點(diǎn)考慮。</p><p>　　在粗軋階段，為充分利用金屬在高溫階段變形抗力小、塑性好的特點(diǎn)，同時(shí)此階段對(duì)軋件尺寸精度要求不甚嚴(yán)格，通4常給予較大的延伸系數(shù)；在中軋階段既要繼續(xù)利用金屬在此較高溫度下變形抗力較小

70、、塑性較好的特點(diǎn)，又要保持軋件尺寸穩(wěn)定，以保證中精軋工藝穩(wěn)定，通常給予中等的延伸系數(shù)；在精軋階段，在工藝上主要保持軋件尺寸穩(wěn)定和尺寸精度，因此給予較小的延伸系數(shù)。各類型軋機(jī)各機(jī)組的平均延伸系數(shù)一般為粗軋機(jī)1.370-1.450，中軋機(jī)1.190-1.350，精軋機(jī)1.170-1.250。</p><p>　　具體確定各軋制道次的延伸系數(shù)是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。因?yàn)橛绊懘_定各軋制道次的因素較多，它們都在一定程度上限制道次延

71、伸系數(shù)值，這些因素主要是：</p><p>　　1）孔型的形狀尺寸；</p><p><b>　　2) 軋輥強(qiáng)度；</b></p><p><b>　　3）咬入條件；</b></p><p><b>　　4）傳動(dòng)能力；</b></p><p>　　5）軋

72、槽磨損的均衡要求；</p><p>　　6）連續(xù)軋制中的金屬秒體積流量基本一致。</p><p>　　在不同情況下，這些因素對(duì)每道延伸系數(shù)的影響作用是不等同的。因此需按照具體情況，根據(jù)主要因素初步確定每道次延伸系數(shù)，在大致決定了孔型尺寸之后，從其它因素方面進(jìn)行校驗(yàn)、調(diào)整、修正。</p><p>　　在實(shí)踐中往往參照類似的生產(chǎn)條件，按現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)來(lái)確定每道次延伸系

73、數(shù)。</p><p>　　2.2.2 孔型設(shè)計(jì)</p><p>　　各道次孔型設(shè)計(jì)如下圖所示：</p><p>　　2.3 第二十一架軋機(jī)軋制力的計(jì)算</p><p>　　由于單位壓力在接觸弧上的分布是不均勻的，為了便于計(jì)算，一般均以單位壓力的平均值平均單位壓力來(lái)計(jì)算軋制總壓力。</p><p>　　由于軋件在孔型中軋

74、制，本次軋制平均單位壓力的計(jì)算將采用S·艾克倫德（Ekelund）方法進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　艾克倫德提出下列公式計(jì)算軋制時(shí)的平均單位壓力：</p><p>　　Pm = (1+m)(k+ηu) （2-6）</p><p>　　式中 m—考慮外摩擦式對(duì)單位壓力的影響系數(shù)；</p><p>　

75、　k－軋制材料在精壓縮時(shí)的變形阻力，Mpa；</p><p>　　η－軋件粘性系數(shù)，kg·s/mm；</p><p>　　u－變形速度，s-1。</p><p>　　第二十架及第二十一架軋機(jī)孔型尺寸如上圖所示。</p><p>　　2.3.1 平均壓下量Δhm的計(jì)算</p><p><b>　　軋制

76、后斷面的面積</b></p><p>　　F1 = π(D/2)2 （2-7）</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　F1 = 3.14×(12/2)2 = 113.097 mm2</p><p><b>　　利用秒流量相等<

77、;/b></p><p>　　F1 V1 = F0 V0 （2-8）</p><p>　　113.097×31.6584＝F0×25.1161</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　軋制前斷面面積</b>

78、;</p><p>　　F0 = 142.5568 mm2</p><p><b>　　軋制前軋件的高度</b></p><p>　　h0 = F0/Bk = 142.557/18.72 = 7.62 mm</p><p><b>　　軋制后軋件的高度</b></p><p>

79、;　　h1 = F1/Bk = 113.097/12.75 = 8.87 mm</p><p><b>　　平均壓下</b></p><p>　　Δhm = h1 - h0 = 8.87-7.62 = 1.25 mm</p><p>　　2.3.2 變形抗力確定</p><p>　　大量的實(shí)驗(yàn)資料表明，變形抗力σ數(shù)值與變

80、形溫度t、變形速度u及變形程度ε有關(guān)，即</p><p>　　σ = σ(t, u, ε) （2-7）</p><p><b>　　平均變形程度為</b></p><p>　　εm = (Δhm /h)×(2/3) = (2/3)×(1.25/18.72) = 4.45%</p>

81、;<p>　　變形速度u按下面的公式計(jì)算</p><p><b>　　軋件速度</b></p><p>　　vr = 31.7m/s</p><p><b>　　變形速度</b></p><p>　　u = = = 21.99 s-1</p><p>　　軋

82、制溫度t = 1030℃，軋件的材料為普通碳素鋼A3，根據(jù)資料查得</p><p>　　σ = 88 Mpa</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　k = 1.15σ = 1.15×88 = 101.2 Mpa</p><p>　　2.3.3 軋件粘度系數(shù)η的計(jì)算</p>

83、<p>　　η = 0.01(14-0.01t) c （2-8）</p><p>　　由于vr = 31.66m/s > 6m/s，故取c = 0.35。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　η = 0.01(14-0.01×1030) ×0.35 =

84、0.0130Kg·S/mm2</p><p><b>　　或?qū)憺?lt;/b></p><p>　　η = 0.0130Kg·S/mm2×9.8 = 0.130 N·S/ mm2</p><p>　　2.3.4 外摩擦影響系數(shù)m的確定</p><p><b>　　對(duì)于鋼軋輥&

85、lt;/b></p><p>　　μ = 1.05-0.0005t = 1.05-0.0005×1030 = 0.535</p><p>　　m = （2-9）</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　m = = 0.711</p>&l

86、t;p>　　2.3.5 平均單位壓力Pm計(jì)算</p><p>　　Pm = (1+m)(k+ηu)</p><p>　　代入上述的計(jì)算參數(shù)，得到</p><p>　　Pm = (1＋0.640)×(101.2+0.130×21.99) = 170.66 Mpa</p><p>　　2.3.6 軋制力P的計(jì)算</

87、p><p>　　軋制時(shí)孔型的接觸面積F由下式計(jì)算</p><p>　　F = 0.54(BH + Bh) （2-10）</p><p>　　式中 H－孔型中央位置軋前的軋件斷面高度；</p><p>　　h－孔型中央位置軋后的斷面高度；</p><p>　　BH－軋制前軋件斷面的最大寬度；&l

88、t;/p><p>　　Bh－軋制后軋件斷面的最大寬度；</p><p>　　R－孔型中央位置的軋輥半徑。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　F = 0.54×(18.72＋12.75)×= 717.13 mm2</p><p><b>　　軋制

89、壓力</b></p><p>　　P = Pm·F = 170.66 × 717.13 = 122.4 KN</p><p>　　2.4 軋制時(shí)的咬入角、中性角以及前滑的計(jì)算</p><p>　　2.4.1 咬入角α的計(jì)算</p><p>　　α = = = 0.0687 rad

90、（2-11）</p><p>　　2.4.2 中性角γ的確定</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　γ = = 0.0227 rad</p><p>　　2.4.3 前滑的計(jì)算</p><p><b>　　利用芬克公式</b></p&g

91、t;<p>　　Sh = (1-cosγ)(D·cosγ/h-1) （2-13）</p><p>　　Sh = (1-cos0.0227)(530·cos0.0227/12-1) = 0.033%</p><p>　　2.5 軋制力矩和電機(jī)功率</p><p>　　在軋制過(guò)程中，軋鋼機(jī)必須用一定的力矩來(lái)

92、驅(qū)動(dòng)軋輥旋轉(zhuǎn)，克服軋制壓力和各種阻力所形成的阻力矩，軋制過(guò)程才能進(jìn)行下去。在總阻力距之中，由軋制壓力和軋件與軋輥接觸表面摩擦力所形成的阻力距成為軋制力矩。在一般情況下，軋制力矩占總阻力距的絕大部分。因此，正確確定軋制力矩，對(duì)充分發(fā)揮軋機(jī)能力，保證軋機(jī)正常運(yùn)行具有重要的作用。</p><p>　　確定軋制力矩的方法有三種：</p><p>　?。?）按金屬作用在軋輥上的總壓力P計(jì)算軋制力矩；

93、</p><p>　　（2）按金屬作用在軋輥上的切向摩擦力計(jì)算軋制力矩：軋制力矩等于前滑區(qū)與后滑區(qū)切向摩擦力與軋輥半徑之乘積的代數(shù)和：</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　（3）軋制時(shí)的能量消耗確定軋制力矩。</p><p>　　在上述三種方法中，方法（2）在軋輥不產(chǎn)生彈性壓縮時(shí)上述公式

94、時(shí)正確的，由于不能夠清楚的摩擦力的分布及中性角γ，此種方法不便于實(shí)際的應(yīng)用。在工程實(shí)際中，一般多采用方法（1）和方法（3）來(lái)計(jì)算軋制力。</p><p>　　下面，我們用方法（1），既由軋制力P來(lái)計(jì)算軋制力矩：</p><p>　　單位壓力垂直分量為Py，軋件的平均寬度為，則軋制力矩公式可以寫(xiě)為：</p><p><b>　?。?-15）</b>

95、;</p><p>　　假設(shè)沒(méi)有張力作用，在此情況下，總軋制壓力P的方向平行于軋輥的軸線，軋制力矩的力臂為a = ψl，ψ為力臂系數(shù)，則軋制力矩的計(jì)算公式可以寫(xiě)為：</p><p>　　M = 2P a = 2P ψ l = 2ψB Pm （2-16）</p><p>　　現(xiàn)在來(lái)確定力臂系數(shù)ψ，根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)，可以利用下面的公式來(lái)確定。<

96、/p><p>　　ψ = 0.727-0.123(l/)</p><p><b>　　變形區(qū)長(zhǎng)度</b></p><p>　　= (h0+h1)/2</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　= 17.89 mm</p><p><

97、;b>　　軋件的平均高度</b></p><p>　　= (12+7.8)/2 = 9.9mm</p><p><b>　　得到力臂系數(shù)ψ</b></p><p>　　ψ = 0.727-0.123(l/) = 0.727-0.123×(17.89/9.9) = 0.505</p><p>&

98、lt;b>　　平均寬度</b></p><p>　　= (18.72+12.75)/2 = 15.735 mm</p><p><b>　　所以軋制力矩為</b></p><p>　　M = 2ψPm = 2×0.505×170.66×15.735× = 69.81KN·m&l

99、t;/p><p>　　2.5.1 計(jì)算前后張力差</p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　式中 f－摩擦系數(shù)，取f = 0.302；</p><p><b>　　Qh－前張力；</b>

100、;</p><p><b>　　QH－后張力；</b></p><p><b>　?。埣骄鶎挾?；</b></p><p>　　Pm－單位軋制壓力。</p><p>　　將已知參數(shù)代入上式，得</p><p>　　ΔQ = 4×0.302×15.735&

101、#215;170.66×530×= -27.61 KN</p><p>　　2.5.2 前后張力差對(duì)搖臂的傾翻力矩</p><p>　　由前后張力差可計(jì)算出對(duì)搖臂的傾翻力矩</p><p>　　MQ = ΔQ · c = 27.61×1.1 = 30.4 KN·m</p><p>　　2.5.

102、3 確定電機(jī)功率</p><p>　　電機(jī)功率的主要消耗來(lái)自于于軋制力矩和摩擦力矩。</p><p>　　其中，消耗于軋輥軸承的摩擦力矩可由下式計(jì)算</p><p>　　Mf = P μ d （2-19）</p><p>　　式中 P－軋制力，P = 122.4 KN；</p><p

103、>　　μ－滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取μ = 0.004；</p><p>　　d－軸承平均摩擦直徑，d = 110 mm。</p><p>　　Mf = P μ d = 63.2×0.004×0.11 = 0.147 KN·m</p><p><b>　　最大力矩</b></p><p>　　M

104、max = 2×(M + Mf) = 2×(69.81＋0.147) = 139.9 KN·m</p><p><b>　　額定靜力矩</b></p><p>　　Mer = Mmax / k</p><p>　　式中 k－電機(jī)過(guò)載系數(shù)，取k = 1.5。</p><p>　　Mer = 1

105、39.9 / 1.5 = 93.28 KN·m</p><p><b>　　電機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　ner = 650 r/min</p><p><b>　　電機(jī)功率</b></p><p>　　ND = Mer · ω = Mer · (πner)/3

106、0 = 93.28×(3.14×650)/30 = 634.59 KW</p><p>　　2.6 軋輥強(qiáng)度的校核</p><p>　　過(guò)去軋輥的制造工藝不完善，軋輥材質(zhì)比較簡(jiǎn)單，有鑄鐵、鑄鋼、合金鑄鐵等?，F(xiàn)今軋輥牌號(hào)繁多，除可按化學(xué)成分粗略的劃分為鐵、鋼、合金鑄鐵、合金鍛鋼等幾大類。還可以按工藝和軋輥的基本組織細(xì)化，鑄鐵軋輥分為：冷硬鑄鐵、半冷硬鑄鐵、無(wú)限冷硬鑄鐵、球

107、墨鑄鐵等，鋼軋輥分為普通鑄鋼、超高碳鑄鋼、石墨鋼、合金鑄鋼軋輥等。</p><p>　　萬(wàn)能軋機(jī)選用軋輥?zhàn)钪饕霭l(fā)點(diǎn)是保證軋件的表面質(zhì)量，最主要是保證有槽孔的形狀幾粗糙度。所以軋輥的耐磨性和輥身徑向硬度的均勻性是軋輥的主要指標(biāo)。根據(jù)實(shí)際需要本軋機(jī)的軋輥的材料為40Cr合金鍛鋼。</p><p>　　2.6.1 軋輥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　萬(wàn)能軋機(jī)的特點(diǎn)是一對(duì)

108、水平輥的軸線和一對(duì)立輥軸線共位于同一平面上，各軋輥對(duì)軋件沿上下及左右方向同時(shí)軋制。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)，防滑I型扁鋼軋制，目前采用水平－立－水平輥軋機(jī)連軋方式。然而，軋制防滑紋所需立輥軋機(jī)的固有特點(diǎn)，難于軋成規(guī)范防滑紋I型扁鋼，廢品率達(dá)20%，嚴(yán)重降低往日本國(guó)的出口率。萬(wàn)能軋機(jī)的開(kāi)發(fā)，可將水平－立－水平輥軋制的三架軋機(jī)合而為一，實(shí)現(xiàn)防滑I型扁鋼滑紋的最佳成形軋制方式，提高成品率，還取得顯著的短流程和省能效

109、果。</p><p>　　2.6.2 軋輥的尺寸確定</p><p>　　由于四輥萬(wàn)能軋機(jī)的機(jī)構(gòu)尺寸比較緊張，所以不能以一般的型鋼的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算軋輥的尺寸，而是由它的強(qiáng)度選擇選擇盡量小的截面尺寸。</p><p>　　初步確定： a=1330mm（軸承支點(diǎn)跨距）</p><p>　　L=930mm（輥身寬度）</p&g

110、t;<p>　　D=530mm（輥身直徑）</p><p>　　d=300mm（輥頸直徑，即軸承內(nèi)徑）</p><p>　　軋輥的材料為40Cr，即合金鍛鋼。σb=700-750 MPa</p><p>　　取安全系數(shù)n=5，許用應(yīng)力為140-150MPa。</p><p>　　2.6.3 軋輥的強(qiáng)度校核</p>

111、<p>　　總的來(lái)說(shuō)軋輥的破壞決定于各種應(yīng)力(其中包括彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力、出于溫度分布不均或交替變化引起的溫度應(yīng)力以及軋輥制造過(guò)程中形成的殘余應(yīng)力等)的綜合影響。</p><p>　　具體來(lái)說(shuō)，軋機(jī)的破壞可能有下列三方面原因：</p><p>　　1)軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。例如在額定負(fù)荷下，軋輥因強(qiáng)度不夠而斷裂或因解除疲勞超過(guò)許用值，使輥面疲勞脫落等；&l

112、t;/p><p>　　2)軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求;</p><p>　　3)軋輥在生產(chǎn)過(guò)程中使用不合理。熱軋軋輥的冷卻不足或冷卻不均勻時(shí)，會(huì)因熱疲勞造成輥面熱裂；冷軋時(shí)的事故粘附也會(huì)導(dǎo)致熱裂甚至表層剝落；在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進(jìn)行高負(fù)荷熱軋或者冷軋機(jī)停車(chē)，軋機(jī)的熱輥驟然冷卻，往往會(huì)因溫度應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過(guò)大或因工藝過(guò)程安排不合理造成過(guò)負(fù)荷軋制也會(huì)造成軋輥

113、破壞等。</p><p>　　由此可見(jiàn)，為防止軋輥破壞，應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造和使用等諸方面去努力。</p><p>　　設(shè)計(jì)軋機(jī)時(shí)通常是按工藝給定的軋制負(fù)荷和軋輥參數(shù)對(duì)軋輥進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于對(duì)影響軋輥強(qiáng)度的各種因素(如溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷值等)很難準(zhǔn)確計(jì)算，為此，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中(為了保護(hù)軋機(jī)其他重要部件，軋輥的安全系數(shù)

114、是軋機(jī)各部件中最小的)。</p><p>　　初軋機(jī)、型鋼、線材軋機(jī)的軋輥，沿輥身長(zhǎng)度上布置有許多孔型軋槽。此時(shí)，外力(軋制壓力)可以近似地看成集中力。軋件在不同的軋槽中軋制時(shí)，作用點(diǎn)是變動(dòng)的。所以要求分別判斷不同軋槽過(guò)鋼時(shí)軋輥各斷面的應(yīng)力，進(jìn)行比較，找出危險(xiǎn)斷面。</p><p>　　通常對(duì)輥身只計(jì)算彎曲，對(duì)輥頸則計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)。</p><p>　　輥頸強(qiáng)度要按

115、彎扭合成應(yīng)力計(jì)算。</p><p>　　采用鋼軋輥時(shí)合成應(yīng)力應(yīng)按第四強(qiáng)度理論計(jì)算：</p><p>　　由于在計(jì)算軋輥強(qiáng)度時(shí)未考慮疲勞因素，故軋輥的安全系數(shù)一般取。軋輥材料的許用應(yīng)力為：。</p><p>　　對(duì)于型鋼軋機(jī)，可以近似認(rèn)為軋制力為集中力，并且作用在軋輥的中間，所以軋輥的中間必須作為危險(xiǎn)截面之一進(jìn)行校核。另外，輥頸與輥身過(guò)渡處，往往是軋輥強(qiáng)度最差的地方。

116、所以，輥頸與輥身的過(guò)渡處的強(qiáng)度要作為危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核。若以上兩處強(qiáng)度滿足要求，則其它各處的強(qiáng)度一定也能滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　按照設(shè)計(jì)要求最大軋制力 ，最大軋制力矩 對(duì)軋輥進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　圖2-1 軋輥受力圖</p><p><b>　　圖2-2 彎矩圖</b></p><p>　　1.

117、對(duì)輥頸截面1的校核</p><p><b>　　兩個(gè)支反力</b></p><p><b>　　它的彎曲應(yīng)力 </b></p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　所以， </b></p><p&

118、gt;　　由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式 得 </p><p>　　2.對(duì)軋輥中間斷面2的校核</p><p><b>　　圖2-3 彎矩圖</b></p><p><b>　　其彎矩 </b></p><p><b>　　其彎曲應(yīng)力 </b></p><p&

119、gt;<b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　對(duì)合金鍛鋼軋輥55Cr,強(qiáng)度極限，軋輥安全系數(shù)取n=5，許用應(yīng)力，所以，對(duì)于輥頸斷面 ，輥頸斷面安全。對(duì)于輥身斷面，，輥身斷面也安全。</p><p><b>　　2.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要闡述了KZ530高剛度軋機(jī)的力能參數(shù)的計(jì)算，進(jìn)而進(jìn)行