畢業(yè)論文(hc軋機(jī)主體設(shè)計(jì))

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　課題名稱 HC軋機(jī)主體設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　機(jī)械與自動(dòng)化工程學(xué)院</p><p>　　2013年 5

2、 月 7日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　HC軋機(jī)主體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　摘要：軋鋼設(shè)備主要指完成由原料到成品整個(gè)軋鋼工藝過(guò)程中所使用的機(jī)械設(shè)備。冷軋是生產(chǎn)冷軋板帶鋼材的主要成品工序，其生產(chǎn)的冷軋板帶屬于高附加值的鋼材品種，是汽車、建筑、家電、食品等行業(yè)所必需的原材料。</p>

3、<p>　　本次課題中涉及的HC軋機(jī)主體設(shè)計(jì)，是對(duì)HC軋機(jī)的各個(gè)部分經(jīng)過(guò)綜合性的考量、各種方案比較后而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。目的是設(shè)計(jì)出可以改善板型的冷軋機(jī)。在本文中，首先介紹了軋鋼、軋機(jī)及HC軋機(jī)的基本概念，接著分析了課題的目的及完成的目標(biāo)，最后詳細(xì)介紹了1450單架可逆式冷軋機(jī)的軋制力的計(jì)算過(guò)程、軋輥調(diào)整裝置的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算、壓下螺絲螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算和軋機(jī)機(jī)架的強(qiáng)度和變形計(jì)算等等。</p><p>　　關(guān)鍵

4、字： 冷軋機(jī)；軋制力；軋輥調(diào)整裝置；軋機(jī)機(jī)架。</p><p>　　The Main Part Design of HC Rolling Mill</p><p>　　Abstract: Rolling equipment mainly refers to the completion of the raw materials to finished the whole rolling p

5、rocess used in machinery and equipment. The purpose of this process is to get required shape and specification of the steel. The cold-rolling is the major process of producing cold-rolled strip steels which are high valu

6、e-added products and the necessary raw materials for automotive, construction, home appliances, food and some other industries. </p><p>　　The main part design of Hitachi High Crown Control mill covered in th

7、is paper is devised though a comprehensive consideration and a comparison of various options. The purpose of this topic is to design a kind of cold rolling mill which can improve the shape of the cold-rolled strip steels

8、. The paper, at first, introduced the basic concept of steel rolling, steel rolling mill and HC rolling mill. Then it analyzed the purpose and objective of the topic. Finally, in detail, it introduced the calcul</p>

9、;<p>　　Key Words: cold rolling mill; rolling force; roller adjustment device; the rack</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論…………………………………………………………………………………………1</p><p>　　

10、軋鋼的概念及其特點(diǎn)………………………………………………………………… 1</p><p>　　軋制技術(shù)的分類及其特點(diǎn)…………………………………………………………… 1</p><p>　　軋鋼機(jī)械的概念……………………………………………………………………… 1</p><p>　　軋鋼機(jī)的分類………………………………………………………………………… 1</p&

11、gt;<p>　　HC軋機(jī)簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………… 2</p><p>　　HC軋機(jī)概述………………………………………………………………… 2</p><p>　　HC軋機(jī)的結(jié)構(gòu)原理………………………………………………………… 2</p><p>　　HC軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)…………………………………………………………

12、2 </p><p>　　軋鋼機(jī)及軋鋼技術(shù)發(fā)展概況………………………………………………………… 2</p><p>　　國(guó)外的發(fā)展情況………………………………………………………………3</p><p>　　我國(guó)的發(fā)展情況………………………………………………………………3</p><p>　　課題內(nèi)容介紹……………………………………………………

13、…………………………4</p><p>　　軋制力能參數(shù)………………………………………………………………………………4</p><p>　　軋制過(guò)程基本參數(shù)…………………………………………………………………… 5</p><p>　　軋制原理基本知識(shí)……………………………………………………………5</p><p>　　軋制過(guò)程變形區(qū)及其參數(shù)…

14、…………………………………………………5</p><p>　　絕對(duì)壓下量和相對(duì)壓下量……………………………………………………5</p><p>　　彈性變形與塑性變形…………………………………………………………5</p><p>　　軋制時(shí)接觸弧上平均單位壓力……………………………………………………… 6</p><p>　　平均單位壓力一般

15、表達(dá)式……………………………………………………6</p><p>　　冷軋帶鋼軋機(jī)平均單位壓力計(jì)算公式……………………………………………8</p><p>　　M.D 斯通（Stone）方法…………………………………………………………………11</p><p>　　軋輥的調(diào)整裝置………………………………………………………………………… 17</p>&

16、lt;p>　　軋輥調(diào)整裝置的類型…………………………………………………………………18</p><p>　　電動(dòng)壓下裝置…………………………………………………………………………18</p><p>　　快速電動(dòng)壓下裝置………………………………………………………… 18</p><p>　　板帶軋機(jī)壓下裝置………………………………………………………… 19<

17、;/p><p>　　壓下螺絲及螺母設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………21</p><p>　　壓下螺絲…………………………………………………………………… 21</p><p>　　壓下螺絲設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 22</p><p>　　壓下螺母…………………………………………………………………

18、… 24</p><p>　　壓下螺母設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 26</p><p>　　壓下螺絲的傳動(dòng)力矩及壓下電機(jī)功率計(jì)算……………………………… 28</p><p>　　軋鋼機(jī)機(jī)架……………………………………………………………………………… 30</p><p>　　機(jī)架的類型………………………………………

19、……………………………………30</p><p>　　閉式機(jī)架…………………………………………………………………… 30</p><p>　　開(kāi)式機(jī)架…………………………………………………………………… 31</p><p>　　機(jī)架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)……………………………………………………………………32</p><p>　　軋機(jī)機(jī)架斷面形狀選擇

20、………………………………………………………………34</p><p>　　軋機(jī)機(jī)架材料的許用應(yīng)力……………………………………………………………34</p><p>　　軋機(jī)機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………………………35</p><p>　　軋機(jī)機(jī)架的變形計(jì)算…………………………………………………………………42</p><p

21、>　　軋機(jī)機(jī)架的傾翻力矩計(jì)算……………………………………………………………44</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)加于機(jī)架上的傾翻力矩………………………………………… 45</p><p>　　水平力引起的傾翻力矩…………………………………………………… 45</p><p>　　支座反力及地腳螺栓的強(qiáng)度計(jì)算………………………………………… 46</p>

22、<p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)匯總…………………………………………………………………………… 49</p><p>　　小結(jié)……………………………………………………………………………………… 50</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………………… 51</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………

23、……………………………………… 52</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 軋鋼的概念及其特點(diǎn)</p><p>　　軋鋼是指將鋼錠或鋼坯軋制成鋼材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是用軋機(jī)對(duì)鋼錠或鋼坯進(jìn)行壓力加工，以獲得需要的形狀規(guī)格和性能的鋼材過(guò)程。</p><p>　　用軋制方法生產(chǎn)鋼材，具有生產(chǎn)率、高

24、品種多、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。因此，它比鍛造、擠壓、拉拔等工藝得到更廣發(fā)的應(yīng)用。目前，約有90%的鋼材都是經(jīng)過(guò)軋制成材的。</p><p>　　1.2 軋制技術(shù)的分類及其特點(diǎn)</p><p>　　在再結(jié)晶溫度以下的軋制稱為冷軋。在再結(jié)晶溫度以上的軋制稱為熱軋。</p><p>　　冷軋是以熱軋鋼卷為原料，經(jīng)酸洗去除氧化皮后進(jìn)行冷連軋，其成品為軋

25、硬卷，由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強(qiáng)度、硬度上升，韌塑指標(biāo)下降，沖壓性能將惡化，因此冷軋只能用于簡(jiǎn)單變形的零件。但冷軋的鋼材產(chǎn)品表面質(zhì)量好，粗糙度低，并可根據(jù)需要賦予板帶材各種特殊的表面；冷軋還可獲得熱軋不能生產(chǎn)的極薄帶材；冷軋鋼材尺寸精、厚度均勻、板型平直，性能好，有較高的強(qiáng)度和良好的深沖性能等；冷軋還可實(shí)現(xiàn)高速連軋，因此有很高的生產(chǎn)率。 冷軋是生產(chǎn)冷軋板帶鋼材的主要成品工序，其生產(chǎn)的冷軋板帶屬于高附加值的鋼材品種，是汽車、

26、建筑、家電、食品等行業(yè)所必需的原材料。</p><p>　　用熱軋的方法軋制鋼材可以破壞鋼錠的鑄造組織，細(xì)化鋼材的晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實(shí)，力學(xué)性能得到改善。熱軋的不均勻冷卻會(huì)造成軋制后的鋼材留有殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力會(huì)對(duì)鋼材的變形、穩(wěn)定性、抗疲勞性等方面產(chǎn)生不利的作用。此外熱軋的鋼材產(chǎn)品，對(duì)于厚度和邊寬這不好控制。</p><p>　　1.3 軋鋼機(jī)械的概念</p

27、><p>　　軋鋼機(jī)械或軋鋼設(shè)備主要指完成由原料到成品的整個(gè)軋鋼工藝過(guò)程中使用的機(jī)械設(shè)備，一般包括軋鋼機(jī)及一系列輔助設(shè)備組成的若干個(gè)機(jī)組。通常把使軋件產(chǎn)生塑性變形的機(jī)器稱為軋鋼機(jī)。軋鋼機(jī)由工作機(jī)座、傳動(dòng)裝置（接軸、齒輪座、減速機(jī)、聯(lián)軸器）及主電機(jī)組成。</p><p>　　1.4 軋鋼機(jī)的分類</p><p>　　軋鋼機(jī)按用途可分為開(kāi)坯軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、版帶軋機(jī)、鋼管軋機(jī)

28、和特殊軋機(jī)。</p><p>　　按軋輥在機(jī)座中的布置形式不同，軋鋼機(jī)可分為具有水平軋輥的軋機(jī)、具有立式軋輥的軋機(jī)、具有水平軋輥和立式軋輥的軋機(jī)、具有傾斜布置軋輥的軋機(jī)以及其他軋機(jī)五大類。</p><p>　　按軋鋼機(jī)的布置形式分類，可分為單機(jī)架式、多機(jī)架順列式、橫列式、連續(xù)式、半連續(xù)式、串列往復(fù)式、布棋式等。軋鋼機(jī)的布置形式是依據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品及軋機(jī)工藝要求來(lái)確定的，機(jī)座排列的順序和數(shù)量的多少

29、，構(gòu)成了不通車間布局的特點(diǎn)。</p><p>　　1.5 HC軋機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　1.5.1 HC軋機(jī)概述</p><p>　　HC軋機(jī)是日本日立與新日鐵公司于70年代初發(fā)明的新型六輥軋機(jī)。HC是英文High Crown Control Mill 的簡(jiǎn)稱，該軋機(jī)輥系由上下對(duì)稱的三對(duì)輥組成，即工作輥、中間輥和支撐輥，其中中間輥可軸向移動(dòng)，并配置液壓彎輥裝置，

30、因此具有很強(qiáng)板形控制能力。目前這種新型軋機(jī)已廣泛應(yīng)用于冷軋、熱軋及平整機(jī)生產(chǎn)中。 </p><p>　　由于其獨(dú)特的板形控制能力,大壓下率,節(jié)能和適宜軋制硬薄帶鋼等優(yōu)點(diǎn),在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展,到1996年世界各地共安裝了413臺(tái)HC軋機(jī)。1982年我國(guó)開(kāi)始研究HC軋機(jī),第1臺(tái)于1985年試車成功。目前國(guó)內(nèi)已有HC軋機(jī)達(dá)40臺(tái)。</p><p>　　1.5.2 HC軋機(jī)的結(jié)構(gòu)原理</p

31、><p>　　HC軋機(jī)是在四輥軋機(jī)的上、下工作輥與上、下支承輥之間各增加一個(gè)中間輥，共有六個(gè)軋輥， 所以也稱為六輥軋機(jī)，兩個(gè)中間輥同時(shí)可沿軋輥軸向相反方向移動(dòng)，移動(dòng)的結(jié)果達(dá)到如下效果：(1)有害接觸區(qū)被消除，故減少了工作輥的撓度，(2)減少了壓力分布的不均勻性；(3)可選用較小的工作輥直徑。</p><p>　　另外， HC軋機(jī)使液壓彎輥裝置能更有效地發(fā)揮控制板形的作用，提高了板帶材的橫向厚度

32、精度與板形平直度，避免了四輥軋機(jī)板形控制的局限性，這是板帶軋機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)進(jìn)步。（工作原理見(jiàn)圖1.1）</p><p>　　1.5.3 HC軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　HC軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)HC軋機(jī)具有良好的板形控制能力， 利用調(diào)整彎輥力及中間輥的軸向位移量， 可獲得最佳板形高質(zhì)量帶材；(2)帶材邊部減薄量少， 收得率提高，由于HC軋機(jī)中間輥的軸向移動(dòng)， 從而可采用直徑比較小的工

33、作輥，使帶材邊部減薄量降低；(3)工作輥可不帶原始凸度， 減少了磨輥、換輥次數(shù)及備用輥的數(shù)量；(4 )節(jié)約能源：HC軋機(jī)比四輥軋機(jī)能耗降低10％～20％，提高產(chǎn)量和質(zhì)量；(5)HC軋機(jī)可增大道次壓下量從而減少軋制遭次， 減少連軋機(jī)機(jī)架數(shù)量。</p><p>　　1.6 軋鋼機(jī)及軋鋼技術(shù)發(fā)展概況</p><p>　　圖1.1 HC軋機(jī)工作原理圖</p><p>　　1

34、.6.1 國(guó)外的發(fā)展情況</p><p>　?。?）工藝流程緊湊化、高效化</p><p>　　軋鋼的連續(xù)化生產(chǎn)和控軋控冷技術(shù)是20世紀(jì)鋼鐵工業(yè)標(biāo)志性的技術(shù)進(jìn)步。它和氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、精煉、連鑄并列為推動(dòng)鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的三大技術(shù)，為緊湊式生產(chǎn)工藝流程奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　（2）高新技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　德國(guó)非常重視鋼鐵工業(yè)

35、的可持續(xù)發(fā)展，制定了包括下列內(nèi)容的相關(guān)計(jì)劃：開(kāi)發(fā)新鋼種，生產(chǎn)滿足用戶要求的新性能材料；開(kāi)發(fā)新的制造設(shè)備，板形自動(dòng)控制，自由規(guī)程軋制，高精度、多參數(shù)在線綜合測(cè)試等，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和成材率及連續(xù)化、自動(dòng)化水平；開(kāi)發(fā)新工藝，簡(jiǎn)化或縮短生產(chǎn)流程；回收利用副產(chǎn)品，如爐渣、泥漿、粉塵；保護(hù)環(huán)境，保護(hù)空氣、水和土壤；節(jié)能，控制CO2排放量；廢鋼循環(huán)使用。</p><p>　　軋機(jī)的控制已開(kāi)始由計(jì)算機(jī)模型控制轉(zhuǎn)向人工智能控制，并

36、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)化，使庫(kù)存率降低，資金周轉(zhuǎn)加快，最終降低成本。</p><p>　　1.6.2 我國(guó)的發(fā)展情況</p><p>　?。?）我國(guó)板帶冷軋機(jī)使用現(xiàn)狀</p><p>　　我國(guó)擁有現(xiàn)代化四輥及六輥冷軋機(jī)108臺(tái)，生產(chǎn)能力2100kt/a，二輥冷軋機(jī)約300臺(tái)，生產(chǎn)能力450kt/a，總計(jì)冷軋板帶生產(chǎn)能力2550kt/a;截至2005

37、年底，引進(jìn)軋機(jī)的生產(chǎn)能力為1000kt/a，中國(guó)四輥軋機(jī)的生產(chǎn)能力為2120kt/a，二輥軋機(jī)的生產(chǎn)能力為380kt/a，總計(jì)冷軋板帶生產(chǎn)能力3500kt/a。有自制的輥寬≥800mm的四輥鋁板帶冷軋機(jī)約150臺(tái)，其中1400mm級(jí)的達(dá)65臺(tái)，占總數(shù)的43%;2006年全國(guó)投產(chǎn)的冷軋機(jī)26臺(tái)，形成板帶生產(chǎn)能力725kt/a，是投產(chǎn)能力最多的一年。另外，2006年在建的冷連軋生產(chǎn)線有2條，四輥及六輥單機(jī)架不可逆式冷軋機(jī)13臺(tái)，總生產(chǎn)能力1

38、750kt/a。</p><p>　?。?）機(jī)組設(shè)備布置緊湊，總體功能齊全，整機(jī)自動(dòng)化程度提高</p><p>　　現(xiàn)代化板帶冷軋機(jī)的軋制形式均為不可逆軋制，配有卷材自動(dòng)運(yùn)輸裝置。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初年設(shè)計(jì)的機(jī)組中，同時(shí)配備了帶卷自動(dòng)測(cè)量和上卷自動(dòng)對(duì)中裝置，可實(shí)現(xiàn)上卸卷的自動(dòng)化操作，使操作強(qiáng)度逐步降低，提高成品率，增加競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p>　?。?）軋制速度

39、提高，單機(jī)產(chǎn)能增加</p><p>　　前些年的國(guó)產(chǎn)板帶冷軋機(jī)，最大軋制速度由原來(lái)的300m/min提高到近800</p><p>　　m/min，隨著板型自動(dòng)控制系統(tǒng)的投入，最高軋制速度不斷提高，達(dá)到1200</p><p>　　m/min，但來(lái)料厚度較大，單機(jī)產(chǎn)量較低，單機(jī)產(chǎn)能由最初的7.5kt/a提高到現(xiàn)在的40kt/a，但軋制速度與國(guó)外相比，仍有一定的差距，

40、單機(jī)產(chǎn)能也有較大差距。</p><p>　?。?） 整機(jī)國(guó)產(chǎn)化程度提高，設(shè)備維護(hù)方便</p><p>　　隨著國(guó)產(chǎn)裝備業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)配套能力進(jìn)一步提高，國(guó)產(chǎn)冷軋機(jī)以前主要靠引進(jìn)的檢測(cè)元件或控制系統(tǒng)逐步被質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的國(guó)產(chǎn)元件或系統(tǒng)代替：如厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（AGC）、帶材自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng)（EPC）、X射線測(cè)厚儀、板型自動(dòng)控制系統(tǒng)（AFC）等。同時(shí)，由于國(guó)產(chǎn)化的提高，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用越來(lái)越經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)品更

41、具競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p><b>　　2 課題內(nèi)容介紹</b></p><p>　　HC軋機(jī)主體設(shè)計(jì)，是對(duì)HC軋機(jī)的各個(gè)部分經(jīng)過(guò)綜合性的考量、各種方案比較后而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。主要爭(zhēng)對(duì)軋機(jī)部分力能參數(shù)計(jì)算、機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算和設(shè)計(jì)、機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及其它零部件設(shè)計(jì)以及計(jì)算，如機(jī)架、壓下裝置的選擇、壓下螺絲和壓下螺母的設(shè)計(jì)等等。在設(shè)計(jì)中要考慮到機(jī)架的選材、加工方法和工藝、熱處理

42、方法以及最后的裝配問(wèn)題。通過(guò)正確的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及不斷的修改認(rèn)證，最終完成對(duì)冷軋機(jī)主體部分的合理的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3軋制力能參數(shù)</b></p><p>　　軋制壓力、軋制力矩和電動(dòng)機(jī)功率這三個(gè)力能參數(shù)是標(biāo)志軋鋼機(jī)負(fù)荷的主要參數(shù)。在設(shè)計(jì)新型軋鋼機(jī)時(shí)，為了計(jì)算零部件強(qiáng)度必須計(jì)算這些參數(shù)。在合理安排工藝、安全使用設(shè)備以及充分發(fā)揮設(shè)備能力來(lái)滿足擴(kuò)大品種和強(qiáng)

43、化軋制過(guò)程時(shí)，也要正確確定各種具體生產(chǎn)條件下的軋制壓力、軋制力矩和電動(dòng)機(jī)功率。因此，對(duì)于設(shè)計(jì)新軋機(jī)或在生產(chǎn)中充分發(fā)揮軋鋼機(jī)潛力，精確確定這些參數(shù)是十分必要的。</p><p>　　3.1 軋制過(guò)程基本參數(shù)</p><p>　　3.1.1 軋制原理基本知識(shí)</p><p>　　在一般的軋制過(guò)程中，軋件只是在一對(duì)工作輥中受到壓力而產(chǎn)生塑性變形。為了便于研究，一般都以簡(jiǎn)單

44、的（即理想的）軋制過(guò)程作為研究的開(kāi)端。具有下列條件的炸制過(guò)程稱為簡(jiǎn)單軋制過(guò)程：1）兩個(gè)軋輥都驅(qū)動(dòng)；2）兩個(gè)軋輥直徑相等；3）兩個(gè)軋輥轉(zhuǎn)速相同；4）被軋金屬作等速運(yùn)動(dòng)；5）被軋金屬上除軋輥施加的力以外，無(wú)任何其他作用力；6）被軋金屬的機(jī)械性質(zhì)是均勻的。然而，在軋制時(shí)，要想得到理想的軋制過(guò)程是很難辦到的。</p><p>　　3.1.2 軋制過(guò)程變形區(qū)級(jí)其參數(shù)</p><p>　　變形區(qū)是指軋

45、件在軋制過(guò)程中直接與軋輥相接觸而發(fā)生變形的那個(gè)區(qū)域，如圖3.1所示，其基本參數(shù)為：</p><p>　　圖3.1 變形區(qū)幾何圖形</p><p>　　、 ——軋制前、后軋件高度（厚度），mm；</p><p>　　——軋制前后軋件的平均高度，mm， = </p><p>　　——壓下量（絕對(duì)壓下量），mm,</p><p&

46、gt;　　、 ——軋制前、后軋件寬度，mm；</p><p>　　、 ——軋制前、后軋件長(zhǎng)度，mm；</p><p>　　l——接觸弧水平投影長(zhǎng)度，mm，可近似認(rèn)為 </p><p>　　D、R——軋輥直徑、半徑，mm。</p><p>　　3.1.3 絕對(duì)壓下量和相對(duì)壓下量</p><p>　　軋制時(shí)，以絕對(duì)壓下量表

47、示軋件高度方向的變形，即軋制前后軋件高度的差值</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　絕對(duì)壓下量與軋件原始高度之比值稱做相對(duì)壓下量或變形程度，用符號(hào) 表示，則</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　3.1.4彈性變形與塑性變形</p&

48、gt;<p>　　物體在外力或內(nèi)力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)去掉使物體發(fā)生變形的力后，變形即行消失，此種變形稱為彈性變形。彈性變形時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變之間關(guān)系可用高次曲線表示：</p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　式中，為應(yīng)變，為應(yīng)力，E為彈性模數(shù)，K為系數(shù)。</p><p>　　在工程運(yùn)用時(shí)，一般忽略高次項(xiàng)，只取

49、第一項(xiàng)為其近似式</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　當(dāng)使物體發(fā)生變形的力消失之后，物體仍不能回復(fù)原來(lái)的形狀，所保留下來(lái)的變形稱為塑性變形。</p><p>　　一個(gè)物體受力后，首先是發(fā)生彈性變形，而后隨著外力增大到一定值之后，變由彈性變形過(guò)渡到塑性變形。所以，在塑性變形中一定有彈性變形存在。</p>

50、<p>　　3.2軋制時(shí)接觸弧上平均單位壓力</p><p>　　3.2.1 平均單位壓力一般表達(dá)式</p><p>　　圖3.3表示了有前后張力軋制時(shí)軋件變形區(qū)內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。在軋制過(guò)程中，軋件在軋輥間承受軋制力而發(fā)生塑性變形。軋件塑性變形時(shí)體積不變，變形區(qū)的軋件在垂直方向產(chǎn)生壓縮，在軋制方向產(chǎn)生延伸，在橫向產(chǎn)生寬展，而延伸和寬展到接觸面上摩擦力的限制，使變形區(qū)中部呈三向

51、壓應(yīng)力狀態(tài)。在有前后張力軋制時(shí)，靠近入口和出口處，由于張力的作用，這兩處金屬呈一向拉應(yīng)力兩向壓應(yīng)力狀態(tài)。</p><p>　　圖3.2有前后張力軋制時(shí)軋件變形區(qū)內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)</p><p>　　在一定的應(yīng)力狀態(tài)下，軋件是否產(chǎn)生塑性變形，必須用塑性方程式來(lái)判別。塑性方程式的簡(jiǎn)化形式為：</p><p><b>　?。?-5）</b></p

52、><p>　　式中 －軋件的金屬變形阻力，它只決定于材料種類（化學(xué)成分）及變形條件（變形程度、變形溫度、變形速度），而與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)。</p><p><b>　?。畲笾鲬?yīng)力；</b></p><p><b>　?。钚≈鲬?yīng)力；</b></p><p>　　－表示中間主應(yīng)力的影響系數(shù)。</p&

53、gt;<p><b>　　當(dāng)或時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，</b></p><p>　　由此可知，中間應(yīng)力影響系數(shù)值在1～1.5范圍內(nèi)變化。</p><p><b>　　板帶軋制時(shí)，取。</b></p><p>　　在軋制時(shí)，為垂直方向主應(yīng)力，近似地可看作軋件與軋輥接觸弧上的單位壓力。為水平方向主應(yīng)力，其大小決定于接觸弧上

54、的摩擦力和前后張力。則為軋件寬展方向的主應(yīng)力。由于各點(diǎn)的、值不同，接觸弧上單位壓力分布不均勻。為了便于計(jì)算，一般均以接觸弧上單位壓力的平均值（平均單位壓力）來(lái)計(jì)算軋制力。</p><p>　　平均單位壓力的一般表達(dá)式為：</p><p><b>　?。?－6）</b></p><p>　　式中 ——應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)，包括外摩擦、外區(qū)（變形區(qū)以外

55、的金屬）和張力三個(gè)影響因素；</p><p>　　——考慮外摩擦對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)；</p><p>　　——考慮外區(qū)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)；</p><p>　　——考慮張力對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)。</p><p>　　在大多數(shù)情況下，外摩擦對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的，而大部分計(jì)算平均單位壓力的理論公式主要是計(jì)算的公式。</p>

56、<p>　　3.2.2 冷軋帶鋼軋機(jī)平均單位壓力計(jì)算公式</p><p>　　冷軋帶鋼軋機(jī)軋制的主要特點(diǎn)是：</p><p>　?。?）軋件寬度比厚度大得多</p><p>　　冷軋帶鋼軋機(jī)的軋件尺寸更接近于推導(dǎo)理論公式時(shí)所做的假設(shè)，即寬度比厚度大得多，寬展很小，可認(rèn)為是平面變形問(wèn)題。</p><p>　?。?）采用大張力軋制<

57、;/p><p>　　冷軋帶鋼一般都采用較大的前后張力軋制，其單位張應(yīng)力一般取（0.3～0.5）。由于采用大張力軋制，因而計(jì)算冷軋平均單位壓力時(shí)，必須考慮張力的影響。</p><p>　　根據(jù)上述軋制特點(diǎn)，冷軋帶鋼軋機(jī)平均單位壓力的一般表達(dá)式</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　在計(jì)算冷軋帶鋼軋

58、機(jī)的平均單位壓力時(shí)，還必須考慮以下三個(gè)問(wèn)題：</p><p>　?。╝）軋輥彈性壓扁的影響</p><p>　　由于冷軋帶鋼較薄較硬，因此接觸弧長(zhǎng)上的單位壓力較大，使軋輥在接觸處產(chǎn)生壓扁現(xiàn)象，加長(zhǎng)了接觸弧的實(shí)際長(zhǎng)度。由于接觸弧長(zhǎng)度的加大，勢(shì)必增強(qiáng)軋輥與軋機(jī)接觸面上摩擦力的影響，從而使單位壓力加大。</p><p>　?。╞）軋件加工硬化的影響</p>

59、<p>　　由圖3.3～圖3.5可見(jiàn)，冷軋時(shí)軋件的變形阻力曲線和公式，只與軋件的加工硬化（變形程度）有關(guān)。</p><p>　　1－20A；2－10Mn2；3－A2；4－Fe；5－08F；6－A1</p><p>　　圖3.3 低碳鋼及低合金鋼的變形阻力曲線</p><p>　　1―65Mn；2―T12；3―T10；4―T8A</p><

60、;p>　　圖3.4 高碳鋼及彈簧鋼的變形阻力曲線</p><p>　　1―1Cr18Ni9T；2―8CrV；3―30CrMnSi；4―25CrMnSiA</p><p>　　圖3.5 合金鋼的變形阻力曲線</p><p>　　因此，冷軋各道次的變形阻力的計(jì)算不僅與本道次的變形程度有關(guān)，而且與退火后在軋制該道次前的各道次的總變形程度有關(guān)。和可分別根據(jù)本道次軋前（

61、入口處）的總變形程度和軋后（出口處）的總變形程度在軋件的變形阻力曲線中求出。和分別為：</p><p><b>　?。?－8）</b></p><p><b>　?。?－9）</b></p><p>　　式中 －退火狀態(tài)坯料的原始厚度；</p><p>　?。镜来诬埱败埣穸龋?lt;/p>

62、<p>　?。镜来诬埡筌埣穸?。</p><p>　　平均總變形程度用下式計(jì)算， </p><p><b>　?。?－10）</b></p><p>　　式中 －系數(shù)，一般??；</p><p><b>　　－系數(shù)，一般取。</b></p><p>　　在選取系

63、數(shù)和時(shí)，與之和必須等于1。一般取，。</p><p>　　計(jì)算冷軋帶鋼軋機(jī)平均單位壓力常用的公式有斯通（M.D.Stone）公式和勃蘭特-福特（D.R Bland-H.Ford）公式。在本次課題中，我選用了斯通公式作為計(jì)算冷軋帶鋼軋機(jī)平均單位壓力的公式。</p><p>　　3.2.3 M.D 斯通（Stone）方法</p><p>　　斯通在研究冷軋薄板的平均單

64、位壓力計(jì)算問(wèn)題時(shí)，考慮到軋輥直徑與板厚之比甚大，以及由于冷軋時(shí)軋制壓力較大，軋輥發(fā)生顯著的彈性壓扁現(xiàn)象，近似地將薄板的冷軋過(guò)程看作為平行平板間的壓縮（圖3.7），并假設(shè)接觸表面上的摩擦力符合于摩擦定律。</p><p>　　在變形區(qū)內(nèi)作用有法向壓力，摩擦力，及水平應(yīng)力和平均張應(yīng)力。以變形區(qū)內(nèi)小單元體為平衡條件，有</p><p><b>　?。?-11）</b><

65、;/p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　因 </p><p>　　故 （3-13）</p><p>

66、;　　根據(jù)假設(shè)為滑動(dòng)摩擦，摩擦系數(shù)為u，則</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　圖3.6 變形區(qū)中單元體應(yīng)力圖</p><p>　　把式3-13、3-14帶入式3-12，得</p><p><b>　　（3-15）</b></p><p>　

67、　積分式3-15，得 （3-16）</p><p>　　假定在軋件的入口和出口斷面上作用有水平張應(yīng)力</p><p>　　式中 、——入口和出口斷面上實(shí)際張應(yīng)力值。</p><p>　　由入口處的邊界條件（當(dāng)）</p><p><b>　?。?-17

68、）</b></p><p>　　帶入式3-16不難求得積分常數(shù)</p><p><b>　　（3-18）</b></p><p>　　再將式3-18帶入式3-16，得</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　接著可以求平均單位壓力pm

69、。設(shè)軋件寬度為b，則軋制力為</p><p><b>　　（3-20）</b></p><p><b>　　平均單位壓力為</b></p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　設(shè)=X，則式3-21可寫(xiě)成</p><p><

70、b>　?。?-22）</b></p><p>　　式中 ，考慮加工硬化時(shí)，；</p><p>　　、——軋制前后軋制材料的變形阻力；</p><p>　　——考慮軋輥彈性壓扁后的接觸弧長(zhǎng)度；</p><p>　　——軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)，主要根據(jù)軋制條件確定，表3.1、3.2給出的數(shù)據(jù)可作參考；</p>&

71、lt;p>　　m——考慮軋輥彈性壓扁接觸弧加長(zhǎng)對(duì)單位壓力的影響系數(shù)（或稱壓力增加系數(shù)P﹒M﹒F﹒）：</p><p>　　根據(jù)赫奇可克公式 </p><p>　　式中 R——軋輥半徑；</p><p>　　E——軋輥彈性模數(shù)，對(duì)于鋼軋輥E=2100MPa；</p><p>　　γ——泊松比，對(duì)于鋼軋輥γ=0.3；</p>

72、<p>　　C——常數(shù)，，對(duì)于鋼軋輥mm3/N。</p><p>　　將x0代入公式，經(jīng)整理后</p><p><b>　　（3-23）</b></p><p>　　將式3-19代入式3-21經(jīng)過(guò)整理變換后，得</p><p><b>　?。?-24）</b></p>&

73、lt;p><b>　　令=X,</b></p><p>　　則式（3-24）可寫(xiě)為</p><p>　　表3.1 冷軋低碳鋼時(shí)的摩擦系數(shù)</p><p>　　表3.2 冷軋時(shí)的摩擦系數(shù)</p><p>　　根據(jù)此式以Y為右邊坐標(biāo)、Z為左邊坐標(biāo)、X為中間曲線坐標(biāo)，做成諾模圖，如圖3.7所示。</p>&

74、lt;p>　　根據(jù)原始條件，可算出Z與Y的數(shù)值，并在圖3.7左、右坐標(biāo)上找到相應(yīng)的兩點(diǎn)，以直線連接之，此直線與圖3.7中間曲線相交即為所求的X值。當(dāng)直線與曲線出現(xiàn)兩個(gè)交點(diǎn)時(shí)（即得到兩個(gè)X值），此時(shí)需進(jìn)行判別，舍去不合理的，選擇其中一個(gè)合理的X值。</p><p>　　根據(jù)圖3.7求得的X值，再由計(jì)算求出m，就可按式3-22計(jì)算出平均單位壓力。</p><p>　　圖3.7 決定壓扁后

75、接觸弧長(zhǎng)度諾模圖</p><p>　　3.2.4 平均軋制壓力的計(jì)算步驟及結(jié)果</p><p>　　根據(jù)已知條件，要求軋件厚度由3.8mm經(jīng)過(guò)軋制后變?yōu)?.8mm。將這一厚度變化均分為6次軋制過(guò)程，即：3.8mm～3.3mm、3.3mm～2.8mm、2.8mm～2.3mm、2.3mm～1.8mm、1.8mm～1.3mm、1.3mm～0.8mm。本次設(shè)計(jì)的軋機(jī)軋制的軋件材料為Q195、Q21

76、5、Q235，如圖3.1所示，以下以第五次軋制計(jì)算為例：</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算步驟，同理可以求得 </p><p><b>　　4 軋輥的調(diào)整裝置</b></p><p>　　4.1 軋輥調(diào)整裝置的類型</p><p>　　軋輥調(diào)整裝置的作用是：</p><p>　?。?）調(diào)整軋輥水平

77、位置，即調(diào)整輥縫，以保證軋件按給定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸；</p><p>　　（2）調(diào)整軋輥與軋道水平面間的相互位置，在連軋機(jī)上，還要調(diào)整各機(jī)座間軋輥的相互位置，以保證軋線高度的一致（調(diào)整下輥高度）；</p><p>　?。?)調(diào)整軋輥軸向位置，以保證軋輥在機(jī)座中對(duì)中及保證有槽軋輥對(duì)準(zhǔn)孔型；</p><p>　?。?）在板帶軋機(jī)上調(diào)整軋輥輥型，其目的是減小板

78、帶材的橫向厚度差并控制板形。</p><p>　　根據(jù)各類軋機(jī)的工藝要求，軋輥調(diào)整裝置可分為：上輥調(diào)整裝置、下輥調(diào)整裝置、中輥調(diào)整裝置、立輥側(cè)壓下調(diào)整裝置和特殊軋機(jī)的調(diào)整裝置。</p><p>　　上輥調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它的用途最廣，安裝在所有的二輥、三輥、四輥和多輥軋機(jī)上。壓下裝置有手動(dòng)的、電動(dòng)的或液壓的。</p><p>　　下輥調(diào)整裝置用在板帶軋機(jī)和三輥型

79、鋼軋機(jī)上，有手動(dòng)的也有電動(dòng)的。其作用是是軋輥對(duì)準(zhǔn)軋制線。</p><p>　　中輥調(diào)整裝置用在三輥軋機(jī)上。在中輥固定的軋機(jī)上、中輥用斜鍥手動(dòng)微調(diào)。在下輥固定軋機(jī)上（如三輥勞特軋機(jī)），中輥交替地壓向上輥和下輥。其傳動(dòng)方式有電動(dòng)、液壓及升降臺(tái)聯(lián)動(dòng)等多種形式。</p><p>　　立輥調(diào)整裝置設(shè)置在立輥的兩側(cè)，用來(lái)調(diào)整立輥之間的距離，一般都是電動(dòng)的。其結(jié)構(gòu)和電動(dòng)壓下類似。</p>

80、<p><b>　　4.2電動(dòng)壓下裝置</b></p><p>　　電動(dòng)壓下裝置是最常見(jiàn)的上輥調(diào)整裝置，它通常包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器，球面墊塊和測(cè)壓儀等部件。在可逆式板軋機(jī)的壓下裝置中，有的還裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)，以處理卡鋼事故。</p><p>　　壓下裝置的結(jié)構(gòu)與軋輥的移動(dòng)距離、壓下速度和動(dòng)作頻率等有密切關(guān)系。電動(dòng)

81、壓下裝置一般可分為快速電動(dòng)壓下裝置和板帶軋機(jī)壓下裝置來(lái)兩大類。</p><p>　　4.2.1 快速電動(dòng)壓下裝置</p><p>　　快速電動(dòng)壓下裝置，一般用于上軋輥調(diào)節(jié)距離大、調(diào)節(jié)速度快（），以及調(diào)節(jié)精度不高的軋機(jī)上，如多用于除渣機(jī)、板坯軋機(jī)、萬(wàn)能軋機(jī)等。</p><p>　　快速壓下機(jī)構(gòu)較多的還是采用臥式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲垂直交叉布置，這種形式中常見(jiàn)的布局

82、是圓柱齒輪和蝸輪副聯(lián)合傳動(dòng)壓下螺絲。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠采用普通臥式電動(dòng)機(jī)、結(jié)構(gòu)較緊湊。在采用球面蝸輪副或平面蝸輪副以后，傳動(dòng)效率顯著提高。如圖4.1所示。</p><p>　　1－壓下渦輪副；2－壓下電動(dòng)機(jī)；3－差動(dòng)機(jī)構(gòu)；4－差動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)；5－極限開(kāi)關(guān)；6－測(cè)速發(fā)電機(jī)；7－自整角機(jī)；8－差動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿；9－左側(cè)太陽(yáng)輪（傘齒輪）；10－右側(cè)太陽(yáng)輪（傘齒輪）</p><p>　　圖4.1 17

83、00熱連軋四輥可逆粗軋機(jī)壓下裝置傳動(dòng)示意圖</p><p>　　快速電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)調(diào)整時(shí)不帶負(fù)荷，即不“帶鋼”壓下。壓下電動(dòng)機(jī)的功率一般均按空載壓下考慮選用。</p><p>　　快速電動(dòng)壓下裝置在生產(chǎn)中常遇到兩個(gè)問(wèn)題。一是壓下螺絲的卡鋼堵塞事故?？ㄤ摃r(shí)，軋件對(duì)軋輥的壓力很大，壓下電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。為解決這一問(wèn)題，在一些中厚板軋機(jī)上增設(shè)了回松機(jī)構(gòu)。如圖4.1所示的壓下傳動(dòng)系統(tǒng)，即是利用差動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)

84、回松壓下螺絲，生產(chǎn)中常遇到的另一個(gè)問(wèn)題是壓下螺絲的自動(dòng)旋松問(wèn)題。</p><p>　　4.2.2板帶軋機(jī)壓下裝置</p><p>　　冷、熱軋板帶軋機(jī)的電動(dòng)壓下速度在0.02～1.0mm/s范圍內(nèi)（有時(shí)，壓下速度也可達(dá)到3mm/s）。由于壓下速度的絕對(duì)值較小，過(guò)去曾稱它為“慢速壓下機(jī)構(gòu)”。但是這個(gè)名稱并沒(méi)有反映出板帶軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。事實(shí)上，在現(xiàn)代化的高速軋機(jī)上，為實(shí)現(xiàn)帶鋼的厚度自動(dòng)控制

85、，需要壓下機(jī)構(gòu)以很高的速度對(duì)軋輥位置（輥縫）做微量調(diào)整。</p><p>　　板帶軋機(jī)的軋件即薄又寬又長(zhǎng)，并且軋制速度快、軋件精度要求高，這些特征使壓下裝置具有以下特點(diǎn)：1）軋輥調(diào)整量較??；2）調(diào)整精度高；3）經(jīng)常的工作制度是“頻繁的帶鋼壓下”。4）必須動(dòng)作快，靈敏度高。5）軋輥平行度的調(diào)整要求嚴(yán)格。</p><p>　　六輥軋機(jī)的電動(dòng)壓下大多采用圓柱齒輪－蝸輪副傳動(dòng)或兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng)的形式

86、，這兩種傳動(dòng)形式可以有多種配置方案。圖4.2示出了六種配置方案。</p><p>　　圖4.2 板帶軋機(jī)電動(dòng)壓下裝置配置方案簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖（4.2－b）是由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)以及蝸輪蝸桿傳動(dòng)的，多用于小型窄帶鋼軋機(jī)；（圖4.2－a、4.2－d、4.2－e）是圓柱齒輪－蝸輪副傳動(dòng)；（圖4.2－c、4.2－f）是兩級(jí)蝸輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)較緊湊，傳動(dòng)比可達(dá)1000～2000。近年來(lái)使用球面蝸

87、輪副和平面蝸輪副，使傳動(dòng)效率和承載能力大大提高，且傳動(dòng)平穩(wěn)使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　根據(jù)對(duì)本次課題的要求的分析，在此次課題中將選用單電機(jī)的板帶軋機(jī)壓下裝置，具體的布置形式見(jiàn)圖4.3所示。</p><p>　　1－球形墊塊；2－上支承輥軸承座；3－下壓裝置；4－位置傳感器；5－壓下電機(jī)；6－減速器</p><p>　　圖4.3 1450六輥可逆冷軋機(jī)壓下系統(tǒng)&

88、lt;/p><p>　　4.3 壓下螺絲及螺母設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.3.1 壓下螺絲</p><p>　　壓下螺絲一般由頭部、本體和尾部三個(gè)部分組成。</p><p>　　頭部與長(zhǎng)軋輥軸承座接觸，承受來(lái)自輥頸的壓力和上輥平衡裝置的過(guò)平衡力。為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時(shí)磨損并使上軋輥軸承具有自動(dòng)調(diào)位能力，壓下螺絲的端部一般都做成球面形狀，并與球

89、面銅墊接觸形成止推軸承。</p><p>　　a―凸形；b―凹形；c―裝配式凹形</p><p>　　圖4.4 壓下螺絲的止推端部</p><p>　　壓下螺絲止推端的球面有凸形和凹形兩種。老式的結(jié)構(gòu)多是凸形（圖4.4－a）這種結(jié)構(gòu)形式在使用時(shí)使凹形球面鑄銅墊承受拉應(yīng)力，因而銅墊易碎裂。改進(jìn)后的壓下螺絲頭部做成凹形（圖4.4－b），這時(shí)，凸形球面銅墊處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)

90、，提高了銅墊的強(qiáng)度，增強(qiáng)了工作的可靠性。壓下螺絲頭部也可做成裝配式（圖4.4－c）。增大球面止推軸頸是為了增大端面的摩擦阻力矩，防止螺絲的自動(dòng)旋松。這種結(jié)構(gòu)用在自鎖能力差的初軋機(jī)上。</p><p>　　在帶鋼軋機(jī)上，由于“帶鋼壓下”，為了減小壓下電機(jī)功率和增加啟動(dòng)加速度，目前，大多數(shù)用滾動(dòng)止推軸承代替滑動(dòng)的止推銅墊。</p><p>　　壓下螺絲的本體部分帶有螺紋，它與壓下螺母的內(nèi)螺紋配

91、合以傳遞運(yùn)動(dòng)和載荷。壓下螺絲的螺紋有鋸齒形和梯形兩種（圖4.5）前者主要用于快速壓下裝置；后者主要用于軋制壓力大的軋機(jī)（如冷軋帶鋼軋機(jī)等）。壓下螺絲多數(shù)是單線螺紋，在初軋機(jī)等快速壓下裝置中有時(shí)采用雙線或多線螺紋。</p><p>　　壓下螺絲的尾部是傳動(dòng)端，承受來(lái)自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。尾部斷面的形狀主要有方形、花鍵形和圓柱形三種（圖4.6）。方形尾部四面鑲有青銅滑板，它主要用于快速壓下裝置?；ㄦI形尾部的承載能力大，

92、尾部強(qiáng)度削弱得少，多用在低速、重載的帶鋼軋機(jī)。帶鍵槽圓柱形尾部?jī)H用于輕負(fù)荷的壓下裝置中。</p><p>　　a―鋸齒形；b―梯形</p><p>　　圖4.5 壓下螺絲、螺母的螺紋斷面</p><p>　　a―方形；b―花鍵形；c―帶鍵槽圓柱形</p><p>　　圖4.6 壓下螺絲的尾部（傳動(dòng)端）形狀</p><p&g

93、t;　　4.3.2 壓下螺絲設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　壓下螺絲的基本參數(shù)是螺紋部分的外徑和螺距，可按照國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取。</p><p>　　壓下螺絲直徑由最大軋制壓力決定。由于壓下螺絲的細(xì)長(zhǎng)比很小，其縱向彎曲可忽略不計(jì)。壓下螺絲最小斷面直徑由下式確定：</p><p><b>　　(4－1)</b></p><p>

94、;　　式中 －作用在螺絲上的最大軋制力</p><p>　?。瓑合侣萁z許用應(yīng)力。一般壓下螺絲材料為鍛造碳鋼，其強(qiáng)度極限約為，。當(dāng)取安全系數(shù)時(shí)，許用應(yīng)力為。</p><p>　　當(dāng)壓下螺絲負(fù)荷很大時(shí)，可采用合金鋼材料，如37SiMn2MoV。為了提高螺紋和樞軸的耐磨性，表面淬火并磨光。</p><p>　　由靜強(qiáng)度分析看，壓下螺絲外徑與軋輥的輥頸的承受能力都與各自的直

95、徑平方成正比。而且兩者均受同樣大小的軋制力，于是可以認(rèn)為他們存在著以下的關(guān)系：</p><p><b>　?。?－2）</b></p><p>　　式中 －表示壓下螺絲的外徑；</p><p><b>　?。С休佪侇i直徑。</b></p><p>　　公式中較小的比例系數(shù)用于鑄鐵軋輥；較大的比例系

96、數(shù)用于鑄鋼及鍛鋼軋輥。</p><p>　　確定后可根據(jù)自鎖條件求壓下螺絲的螺距</p><p><b>　?。?－3）</b></p><p>　　式中為螺紋升角，按自鎖條件要求，，則</p><p><b>　?。?－4）</b></p><p>　　對(duì)于板帶軋機(jī)，則。在

97、、確定后，可參見(jiàn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查處其他參數(shù)。壓下螺絲的有效螺紋長(zhǎng)度，擇優(yōu)調(diào)整量及螺母高度來(lái)確定。</p><p>　　由螺紋外徑確定出其內(nèi)徑，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，即：</p><p><b>　　（4－5）</b></p><p>　　式中 －壓下螺絲實(shí)際計(jì)算應(yīng)力；</p><p>　　－壓下螺絲所承受的軋制力；</p>

98、;<p>　?。瓑合侣萁z材料的許用應(yīng)力，，其中為強(qiáng)度極限，為安全系數(shù)，。</p><p>　　壓下螺絲的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核，壓下螺絲選合金鋼材料（本次設(shè)計(jì)中選用 37SiMn2MoV）。為了提高螺紋和樞軸的耐磨性，表面淬火并磨光。</p><p>　　圖4.7 壓下螺絲簡(jiǎn)圖</p><p>　　4.3.3 壓下螺母</p><p&g

99、t;　　壓下螺母是軋鋼機(jī)機(jī)座中重量較大的易損零件。國(guó)產(chǎn)1150初軋機(jī)和4200厚板軋機(jī)的壓下螺母重達(dá)1.8t和4.1t。螺母通常用貴重的高強(qiáng)度青銅（ZQA19-4、ZQSn8-12、ZQSn10-1）或黃銅（ZHA166-6-3-2）鑄成。采用合理的結(jié)構(gòu)，可以大量節(jié)省有色金屬。</p><p>　　圖4.8是壓下螺母的幾種結(jié)構(gòu)形式。整體螺母（圖4.8－a、4.8－b）耗費(fèi)青銅較多，其中雙極的雖比單級(jí)的省銅，但往往

100、不能保證兩個(gè)階梯端面同時(shí)與機(jī)架接觸，因而很少應(yīng)用。整體螺母加工制造較為簡(jiǎn)單，工作可靠，多用在中小軋機(jī)上。</p><p>　　加箍的螺母(圖4.8－c、4.8－d)比較經(jīng)濟(jì)，在初軋機(jī)及厚板軋機(jī)上的使用情況證明，其工作性能不亞于整體鑄青銅螺母。</p><p>　　a―單級(jí)的；b―雙級(jí)的；c―單箍的；d―雙箍的；e―帶冷卻套的；f―帶鑄青銅芯的鋼螺母；</p><p>

101、;　　g―兩半合并的；h―帶青銅襯的鋼螺母</p><p>　　圖4.8 壓下螺母的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　為了節(jié)省青銅，近年來(lái)在大型軋機(jī)上廣泛使用組合式螺母。</p><p>　　箍圈由高強(qiáng)度鑄鐵鑄成，以H7/m6的過(guò)渡配合套在青（黃）銅的螺母基體上以后，再加工螺母外徑和斷面。當(dāng)采用雙箍時(shí)，則在套上第二個(gè)箍圈以前，必須先車削第一箍圈的外徑及相應(yīng)的螺母外徑。采

102、用加箍螺母時(shí)，在制造工藝上必須保證箍圈的端面緊密地壓在螺母的臺(tái)階上。高強(qiáng)度鑄鐵（例如KTZ45－5）的彈性模數(shù)與青銅相近，這就能保證在受壓時(shí)，箍圈和螺母本體均勻變形。高強(qiáng)度鑄鐵還有較好的塑性，裝配時(shí)，箍圈不易破裂。這一點(diǎn)灰口鑄鐵是無(wú)法保證的。</p><p>　　箍圈不宜采用熱裝配，因?yàn)楣咳鋮s后與螺母的臺(tái)階端面之間會(huì)產(chǎn)生間隙。如果工藝上需要熱裝，則冷卻后應(yīng)再一次將箍圈壓實(shí)。</p><p&g

103、t;　　圖4.8－e是有循環(huán)水冷卻的組合式螺母。在出軋機(jī)上的生產(chǎn)實(shí)踐證明，如有循環(huán)水冷卻，則螺母的使用壽命可以延長(zhǎng)1.5～2倍。循環(huán)水從下部進(jìn)入，由上部流出，出口應(yīng)位于入口的正對(duì)面，這樣既保證冷卻水的環(huán)流又符合熱水的自然流向。圖4.8－f是帶青銅芯的鑄鋼螺母。它是在一個(gè)內(nèi)表面有環(huán)形槽及軸向槽的鑄鋼套內(nèi)先澆鑄一層青銅，然后車制螺紋。螺母外層焊有冷卻水套。這種螺母比較省銅，但鑄銅層不太牢固。據(jù)試驗(yàn)，銅芯與鋼套之間有是有1～1.5mm的間隙，

104、因此，這種形式的落幕很少使用。圖4.8－g是兩半拼合的螺母，是由兩個(gè)青銅半圓環(huán)套用配合螺栓拼合后車制螺紋而成。當(dāng)澆鑄條件受限制時(shí)，可采用這種形式。</p><p>　　圖4.8－h(huán)是帶有青銅襯的鋼螺母。它是上一種螺母的改進(jìn)形式。兩半螺母本體是鋼制的，先車成具有較薄螺紋的毛坯，然后用電熔法涂上一層青銅襯，最后對(duì)螺紋精加工。這種形式的落幕可節(jié)省大量青銅，但要求經(jīng)常檢查螺母的磨損情況，以防銅襯磨完后將壓下螺絲磨壞。這種

105、螺母可以用在熱軋薄板及冷軋機(jī)上，因?yàn)檫@類軋機(jī)的螺母磨損較小。</p><p>　　螺母與機(jī)架鏜孔的配合常采用H8/h9或H8/f9級(jí)的動(dòng)配合，主要為了便于拆裝。</p><p>　　為了將螺母固定在機(jī)架的鏜孔內(nèi)，常采用壓板裝置。壓板嵌在螺母和機(jī)架的凹槽內(nèi)，用雙頭螺栓或T型螺栓固定（圖4.9）。采用T型螺栓的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)架加工較為容易且不需要加工螺紋孔。壓板槽的位置一般不應(yīng)在機(jī)架橫梁的中間斷面上

106、（雖然加工較為方便），因?yàn)槟抢锸茌^大的彎矩。</p><p>　　壓下螺母可用干油或稀油潤(rùn)滑。采用稀油潤(rùn)滑，循環(huán)油從開(kāi)在靠近上端面的徑向油孔送入螺紋，在螺紋孔內(nèi)沿軸向還開(kāi)有油槽，以便潤(rùn)滑油能流入每一圈螺紋。對(duì)于壓下螺絲在螺母中頻繁快速移動(dòng)的軋機(jī)（例如初軋機(jī)）,如果采用稀油潤(rùn)滑，螺母壽命可提高1.5～2倍。</p><p>　　4.3.4 壓下螺母設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p&

107、gt;　　壓下螺母的直徑與螺距隨壓下螺絲確定，此外還要確定壓下螺母的高度和外徑。</p><p>　　由于壓下螺母用青銅制造，抗擠壓強(qiáng)度較低，故壓下螺母高度應(yīng)按螺紋的擠壓強(qiáng)度來(lái)確定。螺紋受力面上的單位擠壓應(yīng)力為：</p><p><b>　?。?－6）</b></p><p>　　式中 －壓下螺母中的螺紋圈數(shù)；</p><p

108、>　　、－壓下螺絲螺紋的外徑及內(nèi)徑；</p><p>　　－壓下螺母與螺絲的內(nèi)徑之差。</p><p>　　根據(jù)式4－7，先求出壓下螺母螺紋圈數(shù)之后，其高度則為：</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)螺母高度可由下式預(yù)選（設(shè)壓下螺母需用單位壓）：</p><p>　　然后再進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核。</p><p>　　作用在壓下

109、螺絲上的軋制力通過(guò)壓下螺母與機(jī)架孔的接觸面?zhèn)鹘o了機(jī)架，因此，壓下螺母應(yīng)按其接觸面的擠壓強(qiáng)度來(lái)確定它的外徑，即：</p><p><b>　?。?－7）</b></p><p>　　式中 －壓下螺母接觸面上的單位壓力；</p><p>　?。瓑合侣菽干献畲笞饔昧?；</p><p>　　、－壓下螺母外徑及壓下螺絲通過(guò)的機(jī)架橫

110、梁上的孔的直徑；</p><p>　　－壓下螺母材料的許用擠壓應(yīng)力，</p><p>　　同樣可先由經(jīng)驗(yàn)公式確定，，然后再按擠壓強(qiáng)度式4－8校核。</p><p>　　壓下螺母的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核，本設(shè)計(jì)壓下螺母，采用高強(qiáng)度青銅鑄造（ZQSn8-12）</p><p>　　圖4.10 壓下螺母簡(jiǎn)圖</p><p>　　

111、4.3.5 壓下螺絲的傳動(dòng)力矩及壓下電機(jī)功率計(jì)算</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲所需的靜力矩也就是壓下螺絲的阻力矩，它包括止推軸承的摩擦力矩和螺紋之間的摩擦力矩（圖4.11）。其計(jì)算公式是：</p><p><b>　?。?－8）</b></p><p><b>　　式中 －螺紋中徑；</b></p>&l

112、t;p>　　－螺紋上的摩擦角，即，為螺紋接觸面的摩擦系數(shù)，一般取，故</p><p>　?。菁y升角，壓下時(shí)用正號(hào)，提升時(shí)用負(fù)號(hào)，，為螺距；</p><p>　?。饔迷谝粋€(gè)壓下螺絲上的力；</p><p>　?。雇戚S承的阻力矩；</p><p><b>　?。菁y摩擦阻力矩。</b></p>&l

113、t;p>　　1―壓下螺絲；2―壓下螺母；3―樞軸；4―止推墊塊；5―上軸承圈</p><p>　　圖4.12 壓下螺絲受力平衡圖</p><p><b>　　對(duì)止推滾動(dòng)軸承</b></p><p><b>　?。?－10）</b></p><p>　　式中 －滾動(dòng)軸承平均直徑；</p&g

114、t;<p>　?。瓕?duì)滑動(dòng)止推軸頸可取。</p><p>　　作用在一個(gè)壓下螺絲上的力，對(duì)冷軋帶鋼軋機(jī)來(lái)講</p><p><b>　?。?－11）</b></p><p><b>　　式中 －軋制壓力。</b></p><p>　　每個(gè)壓下螺絲的傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為</p>

115、<p><b>　　（4－12）</b></p><p>　　式中 －按公式4－9計(jì)算出的轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲的靜力矩；</p><p><b>　?。妱?dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)；</b></p><p><b>　　－傳動(dòng)系統(tǒng)總速比；</b></p><p>　　－傳動(dòng)系統(tǒng)總的機(jī)械效率

116、。</p><p><b>　　5 軋鋼機(jī)機(jī)架</b></p><p><b>　　5.1 機(jī)架的類型</b></p><p>　　軋鋼機(jī)機(jī)架是工作機(jī)座的重要部件，其尺寸及重量最大，機(jī)架牌坊約為機(jī)架重量的70～80%，為工作機(jī)座重量的30～40%，為軋機(jī)主機(jī)列重量的20～25%。軋輥軸承座及軋輥調(diào)整裝置等都安裝在機(jī)架上。機(jī)

117、架因?yàn)橐惺苘堉屏Γ员仨氂凶銐虻膹?qiáng)度和剛度。</p><p>　　根據(jù)軋鋼機(jī)型式和工作要求及結(jié)構(gòu)不同，軋鋼機(jī)機(jī)架分為閉式和開(kāi)式兩種。</p><p>　　5.1.1 閉式機(jī)架</p><p>　　閉式機(jī)架如圖5.1所示，它是一個(gè)整體框架，因?yàn)榫哂休^大的強(qiáng)度和剛度，主要用于大型初軋機(jī)，板坯軋機(jī)和板帶軋機(jī)。對(duì)于板帶軋機(jī)來(lái)說(shuō)，為了提高軋制精度，需要有較高的機(jī)架剛度。對(duì)