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文檔簡介
1、<p> 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書</p><p> 學(xué)院: 機械學(xué)院 系級教學(xué)單位: 機設(shè)系 </p><p> Φ530空間自位型高剛度軋機結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 小
2、型材在我國國民經(jīng)濟中需求量很大,2003年我國小型材實際產(chǎn)量約為4034萬噸。約占鋼材總產(chǎn)量的25%。我國中小型軋機1350余套,數(shù)量居世界第一。這些軋機中90%左右為橫列式軋機,技術(shù)水平落后,每套軋機平均年產(chǎn)量不足3萬套。但其總產(chǎn)量是小型材的60%左右。</p><p> 隨著國內(nèi)鋼鐵業(yè)的發(fā)展和鋼材市場由賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場,由國內(nèi)競爭轉(zhuǎn)變?yōu)閲H競爭的變化,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、市場競爭中立于不敗之地,要做到這一點,我們必須充分發(fā)揮以建或在建軋機的作用,在完全消化吸收引進設(shè)備的先進即使得前提下,必須加速對現(xiàn)有橫列式軋機的技術(shù)改造。因此,作者結(jié)合江蘇永剛集團線材分廠的實際情況,參看現(xiàn)有軋機,對530軋機進行了設(shè)計與改造。</p><p> 近幾十年來,軋鋼生產(chǎn)的技術(shù)進步取得了長足發(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型軋機軋制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,標志著型
4、鋼生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展到一個新階段。</p><p> 關(guān)鍵詞:橫列式軋機;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5</p><p> 第2章 軋制力能參數(shù)10</p><p> 2.1 機組組成概況10</p><p> 2.2 機組孔型10</p><p> 2.2.1 孔型設(shè)計原則11</p><p> 2.2.
12、2 孔型設(shè)計14</p><p> 2.3 第二十一架軋機軋制力的計算16</p><p> 2.3.1 平均壓下量Δhm的計算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計算19</p><p> 2.3.6 軋制力P的計算19</p><p> 2.4 軋制時的咬入角、中性角以及前滑的計算19</p><p> 2.4.1 咬入角α的計算19</p><p> 2.4.2 中性角γ的確定20</p><
14、;p> 2.4.3 前滑的計算20</p><p> 2.5 軋制力矩和電機功率20</p><p> 2.5.1 計算前后張力差21</p><p> 2.5.2 前后張力差對搖臂的傾翻力矩22</p><p> 2.5.3 確定電機功率22</p><p> 2.6 軋輥強度的校核23
15、</p><p> 2.6.1 軋輥的結(jié)構(gòu)特點23</p><p> 2.6.2 軋輥的尺寸確定23</p><p> 2.6.3 軋輥的強度校核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 軋機軸承短壽損
16、壞及不可靠性28</p><p> 3.2 軋機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29</p><p> 3.2.2 2050mmCVC 熱連軋精軋機29</p><p> 3.3 KZ軋機自位性能的實現(xiàn)30</p><p> 3.3.1 Φ530KZ型高剛度
17、軋機特點及主要參數(shù)31</p><p> 3.3.2 空間自適應(yīng)機構(gòu)原理33</p><p> 3.4 軸承壽命計算34</p><p> 3.4.1軸承壽命的計算34</p><p> 3.4.2 軋機滾動軸承邊界元法簡介35</p><p> 3.5軋機剛度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)計計算41</p><p> 3.7 本章小結(jié)42&
19、lt;/p><p> 第4章 軋機壓下43</p><p> 4.1 軋機壓下的種類43</p><p> 4.2 壓下裝置的選擇43</p><p> 4.2.1 壓下裝置傳動方案的確定43</p><p> 4.2.2 壓下裝置的傳動參數(shù)43</p><p> 4.2.3
20、壓下裝置傳動的幾何計算44</p><p> 4.3 壓下裝置主要零件的強度校核47</p><p> 4.3.1 最大及額定阻力矩47</p><p> 4.3.2 錐齒輪強度的校核48</p><p> 4.3.3 蝸輪強度的校核49</p><p> 4.4 壓下裝置指針盤系統(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)機構(gòu)52</p><p> 5.2 軋輥軸向調(diào)節(jié)端軸承座重心位置計算53</p><p> 5.3 本章小結(jié)54</p><p> 第6章 軋機操作與維護55&l
22、t;/p><p> 6.1 軋機的安裝55</p><p> 6.2 軋機的調(diào)整與試車55</p><p> 6.3 軋機潤滑56</p><p> 6.4 軋機的維修57</p><p> 6.5 滾動軸承的安裝與保護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60</b></p><p><b> 致謝62</b></p><p> 附錄1 開題報告63</p><p> 附錄2 文獻綜述70</p><
24、;p> 附錄3 外文譯文及外文文獻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產(chǎn)先進設(shè)備,其產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量有很大提高。在加入WTO后,面臨著更多的機遇與挑戰(zhàn),相信經(jīng)過軋鋼界的努力會取得
25、更大成就。</p><p> 我國小型、線材無論在軋機數(shù)量上,還是產(chǎn)量上均為世界第1,而且其產(chǎn)量逐年增長很快。美國同期小型、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,幾年來產(chǎn)量平穩(wěn)。而我國小型、線材平均增長速度分別為14.56%與10.96%,無論是所占鋼材比例還是絕對產(chǎn)量均遠高于美國與日本。</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)進步離不開軋機的發(fā)展。目前世界主要產(chǎn)鋼國家普遍采用全連續(xù)高速無扭線材精軋機組和控制冷卻技術(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。其特點是:高速、單線、無扭、微張力、組合結(jié)構(gòu)、碳化鎢輥環(huán)和自動化,采用了快速換輥和導(dǎo)衛(wèi)裝置,其產(chǎn)品特點是盤重大、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)格的盤卷。目前我國高速線材產(chǎn)品大多數(shù)為建筑用材,其次為金屬制品焊絲、焊條和各類標準件用鋼。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98.35%;平均單線年產(chǎn)量為40萬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65萬t,有的已接近70萬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t以上,這對高速線材產(chǎn)品的將會產(chǎn)生較大影響</p><p> 1.3 線材軋機
29、發(fā)展</p><p> 高速線材軋機的發(fā)展主要體現(xiàn)在精軋機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,其終軋速度、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,以及各項經(jīng)濟指標都是過去任何型式的線材軋機不能與之相匹配的。幾年來世界各線材軋機主要生產(chǎn)廠家,已將終軋速度提高到110—120m/s,在實際使用中個別廠家已達140m/s。軋機的架數(shù)已增加到28架,軋制坯料可達160mm×160ram 以上。
30、一套現(xiàn)代化的高速線材軋機主要由坯料處理、加熱、(粗、中、精)軋、控制冷卻、精整運輸和計算機控制的電氣設(shè)備等各項設(shè)備組成。因而,其現(xiàn)代化的先進程度也就體現(xiàn)在上述諸多方面,但其最主要指標還是體現(xiàn)在終軋速度上。</p><p> 摩根新式精軋機是當(dāng)今最具有代表性的高速軋機,自1966年第一臺無扭精軋機在加拿大投產(chǎn)后,摩根軋機的發(fā)展已進入第六代,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)展為單線全無扭軋制,成品卷重已達2000kg以上。1998年摩根公司推出了面向21世紀的線材軋制新技術(shù),其核心是在精軋機后配置定徑/減徑機組,全線單一孔型系列,實現(xiàn)“自由軋制”,產(chǎn)品尺寸范圍擴展到中5.0~~25mm,定徑/減徑機組實行在線快速更換,離線檢修、設(shè)定。進一步將精軋機組由單一電機集體傳動,發(fā)展為每兩架一組單獨傳動,實現(xiàn)在線快速更換。軋機控制方面,將發(fā)展粗中軋機孔型自動對中,輥縫自動檢測,精軋機尺寸自動反饋調(diào)整系統(tǒng)。&
32、lt;/p><p> 除了摩根軋機外,德國DMS公司的高速線材軋機也是目前國際上技術(shù)先進、具有高生產(chǎn)能力的軋機之一,已在十六、七個國家建成20多條生產(chǎn)線。我國的酒鋼和唐鋼就引進了該公司生產(chǎn)的高速線材軋機。</p><p> 另外,德國SMS公司制造的高速線材軋機主要是摩根型無扭精軋機組,斯太爾摩控冷線: 主要特點:小輥徑、大延伸、成品公差小、精度高、表面質(zhì)量好:斯太爾摩控冷線對線材的全長冷
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> 意大利的達涅利公司已制造了幾十套線材軋機,軋制速度最高達120m/s。達涅利采用了ESC先進軋制工藝,在粗軋機組中應(yīng)用了無牌坊軋制新技術(shù),它生產(chǎn)的軋機結(jié)構(gòu)緊湊,軋制程序靈活,快速調(diào)定,無扭轉(zhuǎn)軋制,產(chǎn)品質(zhì)量可靠。目前達涅利用新研制成功的“高壓下定徑機組 (H.R.S.</p><p> M)作為預(yù)精軋機組和其后布置
34、的“雙模塊高速精軋機組”配髓成精軋機組,簡化了孔型系統(tǒng),減少換輥時間,軋機利用系數(shù)提高到90% 以上。我國的南京鋼鐵廠就引進了達涅利生產(chǎn)的單線H/V 配置無扭精軋機組。</p><p> 我國中小型線材的生產(chǎn)與發(fā)達的工業(yè)國家相比差距很大,尤其是產(chǎn)品質(zhì)量,品種不能適應(yīng)市場對中小型線材的需求,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:</p><p> 橫列式軋機數(shù)量多,這部分軋機平均產(chǎn)量,大部分不能形成經(jīng)
35、濟規(guī)模,導(dǎo)致耗能高勞動生產(chǎn)率低,成本高,經(jīng)濟效益差。</p><p> 生產(chǎn)工藝簡單,設(shè)備陳舊,多數(shù)軋機兩火成材,不能與連鑄坯銜接。</p><p> 原料斷面小,單重低,成材率低,國內(nèi)橫列式軋機的成材率一般為60%~80%,而美國可以達到92%,德國則高達94%~96%。</p><p> 軋機裝備水平低,剛度差,產(chǎn)品精度低。國內(nèi)多數(shù)軋機產(chǎn)品精度一般為φ25
36、±0.254mm。</p><p> 車間綜合裝備水平低,缺乏機械化和自動化。</p><p> 隨著國內(nèi)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展以及市場競爭的國際化,中小型材產(chǎn)品必須做到高質(zhì)量,高效益才能在市場中立于不敗之地,要做到這一點我們必須在吸收引進設(shè)備的先進技術(shù)的前提下,對現(xiàn)有軋機進行合理化改造,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)濟規(guī)模,產(chǎn)量低。</p><p> 對一些具有煉鋼,連鑄設(shè)備的企業(yè),要充分發(fā)揮本企業(yè)的優(yōu)勢,采用可靠的新工藝,新技術(shù),新設(shè)備對現(xiàn)有軋機進行全面改造,爭取實現(xiàn)連續(xù)化,采用連鑄坯,一火成材。</p><p> 對那些改造連軋有困難,但自身條件較好,具有特色的調(diào)坯生產(chǎn)的橫列式軋機,要提高軋機的裝備水平,采用高剛度軋機,提高產(chǎn)品尺寸精度,降低能耗,提高產(chǎn)品在市場上的競爭能力,以最低的產(chǎn)品成
38、本參與市場競爭。</p><p> 小型材軋機改造要立足于國內(nèi)設(shè)計,改造。</p><p> 1.4 線材生產(chǎn)的新技術(shù)</p><p> 20世紀80年代以來,世界新建的小型軋機絕大多數(shù)為全線無扭轉(zhuǎn)連續(xù)式軋機。由于機械和電氣控制技術(shù)的進步,孔型設(shè)計的進步,特別是上游連鑄技術(shù)的進步,小型線材軋機產(chǎn)生了根本性的變革?,F(xiàn)代小型線材軋機的主要特點是:</p>
39、;<p> 直接以130x130mm-160x160mm,重達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化,除合金小線材軋機外,一般小型軋機加熱爐前不再復(fù)雜的坯料檢查和修磨設(shè)備;</p><p> 一般步進式加熱爐與一套軋機相配;</p><p> 軋線主軋機平/立交替布置,全線無扭轉(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的標準布置形式;</p><p> 采用新型軋機,粗軋機多位懸臂式或短應(yīng)力線式,中軋機則大部分采用高剛度的短應(yīng)力線軋機;</p><p> 一般在軋制線上設(shè)置兩臺切頭飛剪;</p><p> 各架軋機單獨傳動,采用微張力或無張力軋制;</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,被一臺高效率的單面步進式冷床鎖代替;</p><p> 除少數(shù)合金鋼小型軋機外,一般成品的小型軋機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)推向了一個新的階段?,F(xiàn)在線材軋機的軋制速度提高到120-140m/s,單線產(chǎn)量達到4
42、0-45萬t。</p><p> 1.5 短應(yīng)力線軋機</p><p> 提高軋機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, 提高軋機剛性的最合理途徑是盡量縮短軋機應(yīng)力線長度,為此誕生了一種新型高剛度軋機—短應(yīng)力線軋機,其發(fā)展速度十分迅速, 各種類型的短應(yīng)力線軋機紛紛出現(xiàn)。</p><
43、;p> 短應(yīng)力線軋機又稱為無牌坊軋機, 是一種高剛度軋機, 在做為型鋼軋機使用時, 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。目前國內(nèi)已經(jīng)研制出多種型式的短應(yīng)力線軋機如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,HB型無牌坊軋機,SY型高剛度軋機。這幾種軋機都是參考了瑞典的P-600型無牌坊軋機, 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。</p><p> 據(jù)悉, 某些短應(yīng)力線軋機在使用過程中出現(xiàn)了一些問題, 如軋輥軸向串動大, 軋機軸向剛度差, 對某些廠來說, 軋輥軸向調(diào)節(jié)量偏小, 軋機調(diào)整不靈活等。這些問題的出現(xiàn), 原因可能是多方面的, 但最主要的還是結(jié)構(gòu)上的問題, 如能從結(jié)構(gòu)上改進, 這些問題是不難解決的。</p><p> 軋機的結(jié)構(gòu)特點及
45、其原理:目前我們稱之為短應(yīng)力線軋機的, 其實就是無牌坊軋機。這種軋機的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)軋機的不同, 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, 軋輥軸承自動找正, 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, 使軋機的彈性曲線上初始的非線性段減少。軋機設(shè)置了從上面對上下軋輥進行調(diào)節(jié)的徑向調(diào)節(jié)機構(gòu), 把受力的立柱與傳動絲杠巧妙地結(jié)合起來, 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)動時, 螺母不能轉(zhuǎn)動, 從而使上下輥軸承座沿立柱對稱移動, 軋輥分離或靠近, 實現(xiàn)軋輥徑向調(diào)節(jié)。兩雙蝸輪減速機之間裝
47、有離合聯(lián)軸器,接通離合聯(lián)軸器時, 兩端軸承座同步移動,斷開離合聯(lián)軸器時, 兩端軸承座單獨調(diào)節(jié)。在軋輥軸承</p><p> 整體軋機(圖1)可以拆分為三大部份。 軋輥組合,雙蝸輪減速機組, 支座。軋輥組合是軋機的核心, 它包括四個立柱, 上下軋輥軸承座, 螺母和球面墊及軋輥平衡機構(gòu)等。雙蝸輪減速機組是軋輥徑向調(diào)節(jié)機構(gòu)的傳動裝置, 它包括兩臺雙蝸輪減速機及相配合的聯(lián)軸器等。支座是軋輥組合的支承部份, 支承它的重量
48、, 同時對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)力線軋機的軋輥調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)軋機的不同, 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, 通過雙蝸輪減速組帶動立柱轉(zhuǎn)動, 使上下軋輥軸承座對稱移動, 實現(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位置, 對正
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軋機成組更換方式, 軋輥組合在軋輥間利用專門設(shè)備, 按要求進行予裝和予調(diào), 因此大大簡化了在線調(diào)整工作[1]。</p><p> 目前短應(yīng)力線軋機的軋輥軸向調(diào)節(jié)量都比較小, 一般取±2~±3mm。因為這種軋機的制造及裝配精度比較高, 軋輥軸承又采用了滾動軸承, 軋輥組合進行予裝及予調(diào),所以當(dāng)軋輥組合裝入軋機的支架后勿
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, 一時還不能適應(yīng)短應(yīng)力線軋機的要求。目前為了便于在我國更廣泛地推廣使用短應(yīng)力線軋機, 應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦龃筌堓佪S向調(diào)節(jié)量。</p><p> 雙蝸輪減速機組是軋輥徑向調(diào)節(jié)機構(gòu)的傳動裝置是由兩臺雙蝸輪減速機及其聯(lián)結(jié)組合而成。雙
51、蝸輪減速機是由一個蝸桿同時與兩個蝸輪相嚙合的減速機, 其結(jié)構(gòu)與一般的蝸輪減速機相似, 為了同時向四根立柱輸入轉(zhuǎn)矩, 必須用聯(lián)軸器把蝸桿軸聯(lián)結(jié)起來。蝸輪輸出端與四根立柱的聯(lián)接方式, 以及兩蝸輪減速機之間的聯(lián)連方式須要根據(jù)立柱機構(gòu)的動作原理確定。</p><p> 短應(yīng)力線軋機的軋輥平衡, 是用來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)力線軋機的軋輥平衡, 一般是采用彈簧平衡, 同步彈簧平衡或簡單彈簧平衡。同步彈贊平衡整個機構(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。上壓蓋用螺栓把合在軸承座上, 平衡重量經(jīng)過彈簧通過支承墊板傳遞到立柱上。軋輥徑向調(diào)節(jié)時, 轉(zhuǎn)動立柱時支承墊板與軸承座同步移動, 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)力線軋機做為型鋼軋機使用時,它的軸向剛度是一項重要指標。軋機的軸向剛度應(yīng)該是綜合性的, 它包括軋輥軸必要的串動量和軋機的軸向受力系統(tǒng)彈性變形量的總和。短應(yīng)力線軋機在軋輥組合的非傳動側(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。在橫列式軋機上選用短應(yīng)力線軋
54、機時,成品前各架次軋機軸向力的支承, 受到軋機布置的限制, 支承點不可能放在軋輥軸線上, 一般是采用懸臂支承機構(gòu), 這種支承剛性比較差, 影響軋機的軸向剛度。據(jù)了解有些單位的短應(yīng)力線軋機的軋輥軸向串動量達到了0.3mm。這么大的軸向串動是不正常的, 但是軋輥軸向串動量為0也是不容易辦到, 串動量大的原因很多, 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, 提高軋機的剛度, 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, 為加強支承的剛性, </p><p> 第2章 軋制力能參數(shù)</p><p> 2.1 機組組成概況</p><p> 本套軋機機組共有21架軋機組成,其中第一架軋機至第四架軋機為粗軋區(qū),第五架軋機至第九架軋機為中軋區(qū)
56、,第十架軋機至第十五架軋機為預(yù)精軋區(qū)第十六架軋機至第二十一架軋機為精軋區(qū)。整套連軋機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,避免了在軋制過程中對軋件的扭轉(zhuǎn)翻鋼,在該機組中,最后一架軋機(21#)的軋件出口速度可以達到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)濟效益奠定了堅實的基礎(chǔ)。</p><p> 本套連軋機組的坯料為165×
57、165×1200mm,在加熱爐內(nèi)加熱至1030℃,然后進行連續(xù)軋制,最后成品為Φ12的線材,其生產(chǎn)工藝流程如下:</p><p> 原料準備→加熱→連軋→吐絲→散卷冷卻→集卷→P-F線運輸→打捆→卸卷、稱重→包裝→庫存</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。由于本軋機組采用立輥機座,就造成了其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大、設(shè)備笨重的缺點,另外
58、,由于采用直流電機進行單機傳動,故而投資較大。優(yōu)點時由于采用連軋,速度高,能量損失小,所以軋制時頭尾的溫差小,產(chǎn)品機械性能穩(wěn)定。</p><p><b> 2.2 機組孔型</b></p><p> 鋼坯在軋機上需經(jīng)過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)軋機的設(shè)備條件。按照金屬變形規(guī)律及軋機設(shè)備條件等確定孔型系統(tǒng)、軋制道次、變形系數(shù)、每個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。</p><p> 2.2.1 孔型設(shè)計原則</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)律是進行孔型設(shè)計的基礎(chǔ),在進行孔型設(shè)計時首先應(yīng)該了解軋制時在孔型里壓下、寬展和延伸這三個方向的變形關(guān)系,其中壓下和寬展的對應(yīng)規(guī)律是孔型設(shè)計的核心問題。</p><p><b> 良好的孔型設(shè)計應(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)操作簡單,軋機調(diào)整方便,并且使軋機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> 便于實現(xiàn)機械化自動化操作。</p><p> 要達到上述要求,孔型設(shè)計者除應(yīng)掌握金屬在孔型中的變形規(guī)律和孔型設(shè)計的方法步驟外,還必須熟悉軋機設(shè)備和操作習(xí)慣,針對
62、具體軋機和操作條件進行相應(yīng)的孔型設(shè)計,不能機械的照搬別處的孔型設(shè)計。</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)計的重要環(huán)節(jié)??仔拖到y(tǒng)選擇的恰當(dāng)與否直接對軋機的生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、各項消耗指標以及生產(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范圍、內(nèi)在及表面質(zhì)量、鋼種等)、設(shè)備條件(軋機布置方式、機架形式、數(shù)量及參數(shù)、動力情況輔助設(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> 粗軋機組孔型系統(tǒng)</b></p><p> 對于順列式布置的、采用連續(xù)或半連續(xù)方式軋制的粗軋機組,當(dāng)原料≥90mm時,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> 中軋機組的孔型系統(tǒng)<
65、/b></p><p> 對于各類中軋機組,通常均采用橢圓-方孔型系統(tǒng),以盡快延伸。</p><p><b> 精軋機組的孔型系統(tǒng)</b></p><p> 對于單獨傳動的平立交替順列式連軋機,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原理,線材在軋制時每個軋制道次軋制前后軋機斷面面積之比等于軋后長度和軋前長度,此比值稱為道次延伸系數(shù),即: </p><p><b> ?。?-1)</b></p><p> 同樣,對于有n道次軋制的一個總的軋制過程,其開始軋制時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度與軋前軋件長度之比,該比值稱為
67、n道次軋制的總延伸系數(shù)。即:</p><p><b> ?。?-2)</b></p><p> 的大小標志著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軋制道次的變形程度,常用平均延伸系數(shù)來表示。平均延伸系數(shù)定義為:&
68、lt;/p><p><b> ?。?-4)</b></p><p> 對于有n個軋制道次的整個線材軋制過程,即為坯料斷面積,即為成品線材斷面積。對于某一成品來說,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; 整個線材軋制過程的平均延伸系數(shù)一般為=1.250-1.330之間,在整個軋制過程總的軋制道次和平均延伸系數(shù)初步確定之后,按粗、中、精軋機組分配各軋制階段的軋制變形量及軋制道次時,需按各軋制階段的不同特點考慮。</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,同時此階段對軋件尺寸精度要求不甚嚴格,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,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)。各類型軋機各機組的平均延伸系數(shù)一般為粗軋機1.370-1.450,中軋機1.190-1.350,精軋機1.170-1.250。</p><p> 具體確定各軋制道次的延伸系數(shù)是個復(fù)雜的問題。因為影響確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) 軋輥強度;</b></p><p><b> 3)咬入條件;</b></p><p><b> 4)傳動能力;</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,從其它因素方面進行校驗、調(diào)整、修正。</p><p> 在實踐中往往參照類似的生產(chǎn)條件,按現(xiàn)實生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)來確定每道次延伸系
73、數(shù)。</p><p> 2.2.2 孔型設(shè)計</p><p> 各道次孔型設(shè)計如下圖所示:</p><p> 2.3 第二十一架軋機軋制力的計算</p><p> 由于單位壓力在接觸弧上的分布是不均勻的,為了便于計算,一般均以單位壓力的平均值平均單位壓力來計算軋制總壓力。</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算將采用S·艾克倫德(Ekelund)方法進行計算。</p><p> 艾克倫德提出下列公式計算軋制時的平均單位壓力:</p><p> Pm = (1+m)(k+ηu) (2-6)</p><p> 式中 m—考慮外摩擦式對單位壓力的影響系數(shù);</p><p>
75、 k-軋制材料在精壓縮時的變形阻力,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孔型尺寸如上圖所示。</p><p> 2.3.1 平均壓下量Δhm的計算</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> 大量的實驗資料表明,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計算</p><p> Pm = (1+m)(k+ηu)</p><p> 代入上述的計算參數(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的計算</
87、p><p> 軋制時孔型的接觸面積F由下式計算</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 軋制時的咬入角、中性角以及前滑的計算</p><p> 2.4.1 咬入角α的計算</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 軋制力矩和電機功率</p><p> 在軋制過程中,軋鋼機必須用一定的力矩來
92、驅(qū)動軋輥旋轉(zhuǎn),克服軋制壓力和各種阻力所形成的阻力矩,軋制過程才能進行下去。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,對充分發(fā)揮軋機能力,保證軋機正常運行具有重要的作用。</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)生彈性壓縮時上述公式
94、時正確的,由于不能夠清楚的摩擦力的分布及中性角γ,此種方法不便于實際的應(yīng)用。在工程實際中,一般多采用方法(1)和方法(3)來計算軋制力。</p><p> 下面,我們用方法(1),既由軋制力P來計算軋制力矩:</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為:</p><p><b> ?。?-15)</b>
95、;</p><p> 假設(shè)沒有張力作用,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),則軋制力矩的計算公式可以寫為:</p><p> M = 2P a = 2P ψ l = 2ψB Pm (2-16)</p><p> 現(xiàn)在來確定力臂系數(shù)ψ,根據(jù)實驗研究總結(jié),可以利用下面的公式來確定。<
96、/p><p> ψ = 0.727-0.123(l/)</p><p><b> 變形區(qū)長度</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 前后張力差對搖臂的傾翻力矩</p><p> 由前后張力差可計算出對搖臂的傾翻力矩</p><p> MQ = ΔQ · c = 27.61×1.1 = 30.4 KN·m</p><p> 2.5.
102、3 確定電機功率</p><p> 電機功率的主要消耗來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-電機過載系數(shù),取k = 1.5。</p><p> Mer = 1
105、39.9 / 1.5 = 93.28 KN·m</p><p><b> 電機轉(zhuǎn)速</b></p><p> ner = 650 r/min</p><p><b> 電機功率</b></p><p> ND = Mer · ω = Mer · (πner)/3
106、0 = 93.28×(3.14×650)/30 = 634.59 KW</p><p> 2.6 軋輥強度的校核</p><p> 過去軋輥的制造工藝不完善,軋輥材質(zhì)比較簡單,有鑄鐵、鑄鋼、合金鑄鐵等?,F(xiàn)今軋輥牌號繁多,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化,鑄鐵軋輥分為:冷硬鑄鐵、半冷硬鑄鐵、無限冷硬鑄鐵、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> 萬能軋機選用軋輥最主要出發(fā)點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。根據(jù)實際需要本軋機的軋輥的材料為40Cr合金鍛鋼。</p><p> 2.6.1 軋輥的結(jié)構(gòu)特點</p><p> 萬能軋機的特點是一對
108、水平輥的軸線和一對立輥軸線共位于同一平面上,各軋輥對軋件沿上下及左右方向同時軋制。</p><p> 在國內(nèi),防滑I型扁鋼軋制,目前采用水平-立-水平輥軋機連軋方式。然而,軋制防滑紋所需立輥軋機的固有特點,難于軋成規(guī)范防滑紋I型扁鋼,廢品率達20%,嚴重降低往日本國的出口率。萬能軋機的開發(fā),可將水平-立-水平輥軋制的三架軋機合而為一,實現(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> 由于四輥萬能軋機的機構(gòu)尺寸比較緊張,所以不能以一般的型鋼的經(jīng)驗公式來計算軋輥的尺寸,而是由它的強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 軋輥的強度校核</p>
111、<p> 總的來說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)力以及軋輥制造過程中形成的殘余應(yīng)力等)的綜合影響。</p><p> 具體來說,軋機的破壞可能有下列三方面原因:</p><p> 1)軋輥的形狀設(shè)計不合理或設(shè)計強度不夠。例如在額定負荷下,軋輥因強度不夠而斷裂或因解除疲勞超過許用值,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)過程中使用不合理。熱軋軋輥的冷卻不足或冷卻不均勻時,會因熱疲勞造成輥面熱裂;冷軋時的事故粘附也會導(dǎo)致熱裂甚至表層剝落;在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進行高負荷熱軋或者冷軋機停車,軋機的熱輥驟然冷卻,往往會因溫度應(yīng)力過大,導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥;壓下量過大或因工藝過程安排不合理造成過負荷軋制也會造成軋輥
113、破壞等。</p><p> 由此可見,為防止軋輥破壞,應(yīng)從設(shè)計、制造和使用等諸方面去努力。</p><p> 設(shè)計軋機時通常是按工藝給定的軋制負荷和軋輥參數(shù)對軋輥進行強度校核。由于對影響軋輥強度的各種因素(如溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷值等)很難準確計算,為此,設(shè)計時對軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進行疲勞校核,而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中(為了保護軋機其他重要部件,軋輥的安全系數(shù)
114、是軋機各部件中最小的)。</p><p> 初軋機、型鋼、線材軋機的軋輥,沿輥身長度上布置有許多孔型軋槽。此時,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,作用點是變動的。所以要求分別判斷不同軋槽過鋼時軋輥各斷面的應(yīng)力,進行比較,找出危險斷面。</p><p> 通常對輥身只計算彎曲,對輥頸則計算彎曲和扭轉(zhuǎn)。</p><p> 輥頸強度要按
115、彎扭合成應(yīng)力計算。</p><p> 采用鋼軋輥時合成應(yīng)力應(yīng)按第四強度理論計算:</p><p> 由于在計算軋輥強度時未考慮疲勞因素,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> 對于型鋼軋機,可以近似認為軋制力為集中力,并且作用在軋輥的中間,所以軋輥的中間必須作為危險截面之一進行校核。另外,輥頸與輥身過渡處,往往是軋輥強度最差的地方。
116、所以,輥頸與輥身的過渡處的強度要作為危險截面進行校核。若以上兩處強度滿足要求,則其它各處的強度一定也能滿足強度要求。</p><p> 按照設(shè)計要求最大軋制力 ,最大軋制力矩 對軋輥進行強度校核。</p><p> 圖2-1 軋輥受力圖</p><p><b> 圖2-2 彎矩圖</b></p><p> 1.
117、對輥頸截面1的校核</p><p><b> 兩個支反力</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> 對合金鍛鋼軋輥55Cr,強度極限,軋輥安全系數(shù)取n=5,許用應(yīng)力,所以,對于輥頸斷面 ,輥頸斷面安全。對于輥身斷面,,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高剛度軋機的力能參數(shù)的計算,進而進行
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