【正文】 （21）式中 ——輥頸內(nèi)的彎曲應力 ——作用在軸承襯投影面上的單位壓力 ——輥頸直徑 和——軸承襯上長度和寬度設計軸承時必須考慮其工作特點，目的是保證軸承的正常工作，提高產(chǎn)品的尺寸精確度，延長軸承的使用壽命，也就是說在使用期內(nèi)爭取多軋一些合格的鋼材。 軸承的主要類型軸承的式樣可分為兩類：一種是滑動軸承，一種是滾動軸承。新式的液體摩擦軸承其基本結(jié)構(gòu)也屬于滑動軸承類型，但運轉(zhuǎn)時能在摩擦面間建立其一層油膜使金屬面不相接觸，這樣以液體摩擦取代固體摩擦，使摩擦系數(shù)大大降低，因而減小功率消耗，改善發(fā)熱狀況，減少磨損，延長工作壽命，達到理想軸承的要求。滾動軸承在工作時滾動摩擦代替滑動摩擦，也具有摩擦系數(shù)低，精度高，壽命長等優(yōu)點。因此它被廣泛地應用于冷軋機上以生產(chǎn)帶材或箔材，也用于生產(chǎn)小型鋼材、薄板和管子等其他軋機上。但它的缺點是外形尺寸大，使機架窗口尺寸相應地加大或軋輥的輥頸尺寸減小，在制造上工藝較復雜，成本也較高，在高壓、高速和沖擊載荷大的情況下，它的適應性比油膜軸承差一些。軋鋼機的軸承也有采用膠木瓦或塑料軸瓦，它的優(yōu)點是摩擦系數(shù)低，膠木瓦的摩擦系數(shù)為=，塑料軸瓦的摩擦系數(shù)與軸承的負載、速度及潤滑情況有關。表21 軋輥軸承的主要類型軸承類型特 點用 途滑動軸承帶金屬軸襯的滑動軸承耐熱，剛性較好，摩擦系數(shù)高，壽命短，耗銅大疊軋薄板軋機，舊式冷軋機帶層壓膠布的膠木軸承摩擦系數(shù)低=，壽命長，耐熱性與剛性均差用于開坯，中板及型鋼軋機液體摩擦軸承摩擦系數(shù)低=~，耐磨性好，耐熱性與剛性均差，其外廓尺寸比滾動軸承小適合于高速載荷時用，它廣泛應用于熱軋及冷軋四輥軋機的支承輥，國外也有用于初軋機上滾動軸承摩擦系數(shù)低=~，剛性好速度受限制，不耐沖擊，維護使用方便，軸承的外廓尺寸比其他軸承大主要用于冷軋機上以生產(chǎn)帶材或箔材，小型鋼材，軋管機以及連軋線材軋機 調(diào)整裝置軋輥調(diào)整裝置的作用主要是調(diào)整軋輥在機架中的相對位置，以保證要求的壓下量、精確的軋件尺寸和正常的的軋制條件。軋輥的調(diào)整裝置主要有軸間調(diào)整裝置和徑向調(diào)整裝置兩種。軋輥的軸向調(diào)整裝置主要是用來對正軋槽，以保持正確的孔型形狀，一般用簡單的手動裝置。軋輥的徑向裝置的作用是：（1）調(diào)整兩工作輥軸線的距離，以保持正確的輥縫開度，給定壓下量；（2）調(diào)整兩工作輥的平行度；（3）條種軋制線的高度（在連軋機上要調(diào)整各機座間軋輥的相互位置，以保證軋制線高度一致）。一、壓下裝置的類型上輥調(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、四輥和多輥軋機上。就驅(qū)動方式而言，壓下裝置可分為手動的、電動的和液壓的三類。手動壓下裝置大多用于型鋼軋機上，也用在小型熱軋或冷軋鋼板和帶鋼軋機上。軋輥的手動調(diào)整通?？捎靡苿有▔K，轉(zhuǎn)動壓下螺絲或轉(zhuǎn)動壓下螺母等方法來實現(xiàn)。手動壓下裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低。其缺點是體力勞動繁重，壓下速度和壓下能力較小。圖22 軋輥開度指示器傳動系統(tǒng)圖圖22所示為轉(zhuǎn)動系統(tǒng)圖。軋輥開低指示器主要采用了一種行星初論減速器機構(gòu)。在這種機構(gòu)中，指針既可以隨壓下螺絲而轉(zhuǎn)動，亦可由專設的小電機單獨驅(qū)動。這樣就可以實現(xiàn)指針的自由調(diào)零操作。指針的只有調(diào)零是軋輥磨損以后以及更換軋輥或軸承后所必需的操作。 軋輥平衡裝置（1）消除間隙，避免沖擊。由于軋輥、軸承以及壓下螺絲等零件自重的影響，在軋件進入軋機之前，這些零件之間不可避免地存在著一定的間隙。例如上輥軸承座和壓下螺絲之間存在間隙，壓下螺絲和螺母之間存在間隙。若不消除這些間隙，則喂鋼時將產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，使設備受到嚴重損害。為消除上述問題，須上輥平衡裝置，它是壓下裝置的組成部分。（2）抬起軋輥時幫助軋輥上升的作用彈簧平衡 彈簧平衡主要是用在上輥調(diào)整很小的軋機上，型鋼軋機，線材軋機一般都用這種平衡裝置（如圖23）。彈簧置于機架蓋上部，上輥的下瓦座通過拉桿吊掛在平衡彈簧上。當上輥上升時，彈簧放松，當上輥下降時，彈簧逐步壓縮，彈簧力是隨彈簧變形相應的軋輥位置而變化的（如圖24）彈簧平衡的優(yōu)點是簡單可靠。缺點是換輥時要人工拆裝彈簧，費力、費時。圖23型鋼機的彈簧平衡圖24 彈簧力與彈簧變形的關系 機 架每個軋鋼機座除了軋輥、軸承和調(diào)整裝置等部分外，在軋輥身兩側(cè)還配置有兩個機架。機架俗稱牌坊，是軋鋼工作機座的骨架，它承受著經(jīng)軸承座傳來的全部軋制力，因此要求它具備足夠的強度和剛性。從結(jié)構(gòu)上看，還要求機架能便利于裝卸軋鋼機座上的各零件，以及有快速換輥的可能性。機架根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為兩類：閉式機架和開式機架。閉式機架是一 個將上下橫梁與立柱鑄成一體的封閉式整體框架(圖25)，因此它的強度和剛性較大，但換輥不便。它常用在受力大或要求軋件精度高而不經(jīng)常換輥的軋鋼機上，如初軋機、板坯軋機、鋼板軋機、鋼管軋機和多輥式冷軋機等。圖25 閉式機架開式機架上的蓋可以從U形架體上拆開，它的剛性不及閉式機架，但它換輥方便的優(yōu)點使它廣泛地應用在型鋼軋機上。雖然機架的型式種類很多，但它們的結(jié)構(gòu)具有許多共同點。機架上橫梁中部鏜有與下壓螺母外徑相配合的孔，裝入壓下螺母后，下面用壓板固定。為了保證上橫梁有足夠強度，上橫梁中部厚度要適當加大。機架立柱的中心線應和裝入其中的軋輥軸承座的中心線相重合。對于上輥經(jīng)常作上下移動的初軋機，和鋼板軋機，立柱的內(nèi)側(cè)面與上輥軸承座相接觸的一段應鑲上銅滑板，以避免立柱被磨損，銅滑板用埋頭螺釘緊固在立柱上。對于帶有H架的型鋼軋機，立柱內(nèi)側(cè)中部有凸緣，用以固定中輥之下軸承座。近代的鋼板軋機為了適應快速換輥的需要，常把彎輥液壓缸由原來安裝在軸承座上而改為安裝在機架上，因而在立柱內(nèi)側(cè)都增加了附加支座。機架的側(cè)面沿軋輥軸線方向，一般還固定有軸向調(diào)節(jié)裝置。兩機架之間裝有導板梁。機架立柱的斷面形狀有近似正方形、矩形和工字形三種。近似正方形斷面的機架。慣性矩小，適用于窄而高的閉式機和水平力不大的四輥軋機。矩形和工字形斷面的機架慣性矩大，抗彎能力大，適用于水平力較大，而機架矮而寬的閉式二輥式軋機，如初軋機和板坯軋機。機架下部有機架底腳，機架靠它座在地腳軌上，并用底腳螺釘來緊固。在大型初軋機上，為了縮短軋輥與工作輥道之間的距離，往往在軋輥的兩側(cè)各增加一個機架輥，機架輥的軸承裝在機架上。機架各部尺寸大多根據(jù)軋輥直徑來決定的。在很多有關軋鋼設備的書籍種給出了計算機架的經(jīng)驗式，可供參考。這里僅對機架的幾個主要尺寸加以簡要說明。1．窗口高度 窗口高度H與軋輥樹木、輥身直徑、輥頸直徑、軸承和軸承座徑向厚度，以及上輥的調(diào)整距離等因素有關。計算時可根據(jù)軋機的結(jié)構(gòu)形式和各部件的尺寸具體確定。一般可用下式計算： (22)式中 ——軋輥中心距，對四輥軋機是指支承輥中心距，對三輥軋機是指上下輥中心距； ——輥頸直徑，對四輥軋機是指支承輥輥頸直徑 ——軸承和軸承座的徑向厚度 ——上軋輥調(diào)整距離 ——慮壓下螺絲頭部伸出機架外的余量，以及安放測壓頭的可能性2．口寬度 對開式機架窗口寬度B可根據(jù)軸承座尺寸來確定，對閉式機架應使窗口寬度比軋輥身直徑稍大，以便在換輥時能順利地從窗口取出軋輥。3．立柱斷面尺寸 機架應具有足夠的強度和剛性，機架剛性表示它抵抗變形的能力，時間上它有機架立柱斷面尺寸有著密切的關系。機架立柱的斷面尺寸可用下面式子近似確定：當用鑄鐵軋輥時： 當用鑄鋼軋輥時： 對開坯機 對其他軋機 對用合金鋼軋輥時： 式中 ——輥頸直徑，對四輥軋機指支承輥輥頸直徑為了提高鋼板和帶鋼的厚度精度，減小鋼板和帶鋼的厚度公差范圍，目前有把機架立柱的斷面尺寸和軋鋼機剛性增大的趨勢。大多數(shù)情況下，確定機架立柱的斷面尺寸都已突破上述式子的限制。具體選擇時可以參照現(xiàn)有的軋機的數(shù)據(jù)確定（見表22）表22 剛性指標軋機類型機架立柱斷面面積 （） 軋機剛性（）四輥中厚板軋機熱帶鋼四輥軋機冷帶鋼四輥軋機9000~100007000~80006000~7000 700~800 達625 達600 軋鋼機座的剛性軋鋼機在軋鋼生產(chǎn)時產(chǎn)生的巨大軋制力，通過軋輥、軸承、壓下螺絲、最后傳遞至機架，由機架來承受。軋鋼機上的所有這些零件都是受力部分，它們在軋制力作用下都要產(chǎn)生彈性變形。因為這個緣故，軋機受力時軋輥之間的實際間隙要比空載時為大。通常我們將空載時的軋輥間隙稱為輥縫，而把軋鋼時軋機的輥縫彈性增大量稱為彈跳值。彈跳值是從總的方面來反映軋鋼機座受力后軋機變形的大小，它是與軋制力的大小成正比的。在相同的軋制力作用下，如果軋機彈跳值愈小說明該軋鋼機剛性愈好。所以軋鋼機座的剛性的概念是表示該軋機抵抗彈性變形的能力。軋機彈跳值的存在并不妨礙軋機軋出一定厚度的軋件，因為對于該軋機可以采用予先調(diào)整原始輥縫的辦法，使彈跳后的輥縫恰好與軋件厚度相同。但軋制薄鋼板時，有時由于壓下裝置能力的限制，即使采用予壓緊的辦法，軋機的彈跳值仍然大于鋼板厚度，這時就無法軋出較薄的鋼板來，也就是說軋機的彈跳值大小將限制軋出鋼板的最小厚度。軋機彈跳值（或軋機剛性）對產(chǎn)品質(zhì)量有很多影響，它是決定軋出鋼板厚度有波動量的主要原因之一，如果鋼板的厚度波動差別過大時，將使鋼板成為不合格產(chǎn)品。造成板厚波動的主要原因是在一道軋制過程中(一定)，當軋制壓力由于某種原因而發(fā)生變化時(例如張力發(fā)生變化，軋件溫度和機械性能不均勻等)，輥縫的彈性增大量也隨著變化。由于軋材出輥縫后彈性恢復量很小，所以軋機輥縫彈性增大量的變化就是軋出鋼板板厚的變化。為了了解軋制力變化對輥縫彈性增大量的影響，我們以縱坐標表示軋制力，以橫坐標表示軋輥的開口度，由實驗方法作出軋機的彈性變形曲線(如圖26)。曲線與橫坐標軸的交點，即為原始輥縫，以后隨軋制力增大，軋輥的開口度加大。由圖中可以看出，在軋制負荷較低時有一 非線性線段，但是在高負荷部分曲線的斜率逐漸增加，而趨向于一固定值。圖26 軋機的彈性變形曲線曲線的斜率就是機座的剛性系數(shù)，所以軋機的剛性系數(shù)可以這樣來定義：所謂軋機的剛性系數(shù)，就是當軋機的輥縫值產(chǎn)生單問距離的變化時所需的軋制力的增量值，即式中——彈跳值。上式說明 ，軋機彈性變形曲線愈陡，系數(shù)愈大，則軋機的剛性也愈好。如果軋機的彈性變形曲線為一直線，則由圖27a可知，軋出鋼板的厚度可以用下式表示： 即上式為軋機的彈性變形曲線方程，軋制力大小與軋出鋼板厚度之間的關系。另方面由塑性變形方程知，軋制力大小又與軋件變形時的壓下量值有關，其公式為： （23）式中 ——平均單位壓力 ——鋼板的寬度和厚度——坯料厚度——軋輥半徑由平均單位壓力也是的函數(shù)，因而軋制力方程為一非線性方程，其塑性變形曲線如圖27b所示。在一臺軋機上，作用于軋機上的力P與使軋件變形的軋制力P是成對出現(xiàn)的作用力與反作用力，兩者應該相等，因此聯(lián)立上面的公式即可求得鋼板的厚度。如用圖形表示，就是圖27c中軋機彈性變形曲線與塑性線的交點，此交點成為工作點，上兩式中任何一參數(shù)發(fā)生變化都將引起工作點的改變，即板厚發(fā)生變化。圖27 塑性變形曲線前面說過的，軋機的剛性對軋制產(chǎn)品的尺寸公差有著直接的影響，而軋機的剛性又不是一成不變的常數(shù)，它受外界條件的改變而改變。究竟有哪些因素影響軋機的剛性呢？下面就來回答這個問題。1．軋制速度的影響對于采用液體摩擦軸承的軋機，由于軸承的油膜厚度在生產(chǎn)過程中是經(jīng)常發(fā)生變化的，因此它將直接影響到軋機剛性的改變。造成油膜厚度變化的原因，對于某一性質(zhì)穩(wěn)定的潤滑油，在冷卻充分的條件下，它僅與軋制速度的大小有關。在某一恒定不變的軋制速度情況下，當軋制立大于某一定值時，軋機的彈性變形曲線基本上接近于直線，因此可近似地認為軋