【正文】 軋制力能參數(shù)是主要的。 (3) 壓下螺母的選擇： ① 壓下螺母的結(jié)構(gòu)形式（整體或組合式）； ② 壓下螺母在機(jī)架上的固定方式。 第 8 頁 共 45 頁 裝 訂 線 第二章 軋制過程簡介 軋制過程是考旋轉(zhuǎn)的軋輥與軋件之間形成的摩擦力將軋件咬進(jìn)輥縫之間，并使之受到壓縮產(chǎn)生塑性變形的過程。 我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、 鍍錫板包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。 當(dāng)軋輥的直徑確定以后，軋輥的其他參數(shù)受剛度、強(qiáng)度或機(jī)構(gòu)上的限制也隨之確定。為避免孔型槽切入過深，軋輥名 第 9 頁 共 45 頁 裝 訂 線 義直徑與工作直徑的比值一般不大于 。軋輥的許用應(yīng)力是其材料的強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)，通常安全系數(shù)選取 5。 表 各種軋機(jī)的 L/D 軋 機(jī) 名 稱 L/D 軋 機(jī) 名 稱 L/D 初軋機(jī) ～ 中厚板軋機(jī) ～ 型鋼軋機(jī) ～ 裝甲板軋機(jī) ～ 開柸和粗軋機(jī)座 ～ 二輥薄板軋機(jī) ～ 精軋機(jī)座 ～ 二輥鐵皮軋機(jī) ～ 第 10 頁 共 45 頁 裝 訂 線 輥身長度 L 應(yīng)大于所軋鋼板的最大寬度 maxb ,即 L= maxb +a () 式中 a 值視鋼板厚度而定。 四輥軋機(jī)的輥身長度 L 確定以后，可根據(jù) [1]表 32 和表 33確定工作輥直徑 1D 和支撐輥直徑 2D 。軋輥工作面的每次重車量為 ～ 5mm；重磨量為 ～ ，軋制直徑減小到一定程度后，就不能再使用。因此輥頸與輥身固定處 ，往往是軋輥強(qiáng)度最差的地方，只要條件允許，輥身直徑和輥頸與輥身的過渡圓角 r 均應(yīng)選大些。扁頭寬度 0B 與傳動(dòng)端直徑 2d 之比值約為 ～ 。通常，型鋼軋機(jī)以齒輪座的中心距作為軋輥名義直徑；初軋機(jī)則是把輥環(huán)外徑作為名義直徑。 在本設(shè)計(jì)中取 a=200mm 則 L=2150+200=2350mm 對(duì)于熱軋機(jī)，支撐輥直徑 2D 與輥身長度 L 的關(guān)系可用下式表示：2D =(～ )L(L 值愈大，系數(shù)愈小 ) 在本設(shè)計(jì)中取 2D ＝ 2350＝ 對(duì)于四輥軋機(jī)，為減小軋制力，應(yīng)盡量使工作輥直徑小些。 按照軋輥的咬入條件，軋輥的工作直徑 1D 應(yīng)滿足下式 1D ≥ 1 cosh??? （ ） 式中 Δ h—— 壓下量，毫米。則： 1D ≥ 1 cosh??? ＝ 451 cos18??＝ 在軋制過程中 ,軋輥輥面因工作磨損，需不止一次地重車或重磨。 表 各種軋機(jī)的軋輥重車率 軋機(jī)名稱 工作輥?zhàn)畲笾剀嚶?% 支撐輥?zhàn)畲?重車率 % 初軋機(jī) 10～ 12 型鋼軋機(jī) 8～ 10 中厚板軋機(jī) 5～ 8 第 13 頁 共 45 頁 裝 訂 線 薄板軋機(jī) 4～ 6 四輥熱連軋 3～ 6 6 四輥冷連軋 3～ 6 10 考慮重車率，并圓整得 1D =1000mm 2D =1800mm 軋輥軸頸 1d 和輥頸長度 1l 的確定 輥頸直徑1d和長度 1l 與軋輥軸承形式及工作輥載荷有關(guān)。傳動(dòng)端 長度與直徑之比，冷軋機(jī)上取 ～ 。 第 14 頁 共 45 頁 裝 訂 線 第 四章 軋輥材料 常用的軋輥材料 常用的軋輥材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼和鑄鐵等。 合金鑄鋼 用于軋輥的和靜鑄鋼種類尚不多，也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，有半冷硬、冷硬和無限冷硬軋輥之分。 鑄鐵軋輥硬度高，表面光滑、耐磨，制造過程簡單且價(jià)錢便宜。 初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)軋輥受力較大且有沖擊負(fù)荷，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，而輥面硬度可放在第二位。 帶鋼熱軋機(jī)的工作輥選擇軋輥材料時(shí)以輥面硬度 要求為主，多采用鑄鐵軋輥或在精軋機(jī)組前幾架采用半鋼軋輥以減緩輥面的糙化過程。 為了軋制高碳鋼和其它難變形的合金鋼，在冷軋機(jī)上也采用帶硬質(zhì)合金輥套的復(fù)合式冷軋工作輥。鑄鐵的 E 值只有鋼的一半，為此，在冷軋帶鋼時(shí)，使用鑄鐵軋輥是不利的。 F=PmBmL （ ） Pm— 接觸弧上平均單位壓力 F — 軋件與軋輥的接觸面積（實(shí)際接觸弧面積的水平投影） Bm— 軋制前后軋件的平均寬度 L — 接觸弧長度（即變形區(qū)長度） 總壓力計(jì)算的一般公式 一般情況下 ，如果沿軋件寬度方向上的摩擦應(yīng)力和和單位壓力變化忽略不計(jì)，并取軋件寬度等于 1 個(gè)單位時(shí)，則軋制力用下式來表示，見圖 。 影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力、外端張力等，因此應(yīng)力狀態(tài)系數(shù) n? 可寫成下式： n n n n n? ? ? ? ?? ?? ???? 第 18 頁 共 45 頁 裝 訂 線 （ ） 式中： n? — 考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù) n?? — 外摩擦影響系數(shù) n??? — 外端影響系數(shù) n???? — 張力影響系數(shù) （ 1） 外摩擦的影響 外摩擦對(duì)單位壓力的影響是綜合因素的影響，它包含軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)、軋件高度和軋輥直徑相等因素。這是因?yàn)楹穸燃哟蠛?，摩擦力?duì)水 平應(yīng)力的影響減弱了，因此，單位壓力降低。所以在軋制薄板時(shí)，要采用小直徑的軋輥。 當(dāng)軋件軋輥間產(chǎn)生塑性變形時(shí)，靠近接觸面的表面層由于摩擦力的限制，其縱向流動(dòng)速度比中間層低，即表面層的延伸比中間層小，產(chǎn)生不均勻變形，變形區(qū)入口端和出口端的斷面形成向外凸出的彎曲形狀。試驗(yàn)結(jié)果表面，前后張力都使單位壓力降低，且后張力影響更為顯著，這是由于中性面偏向出口，故后張力影響大與前張力。 厚板、中板軋機(jī)從軋制特點(diǎn)來看，厚板、中板軋機(jī)的頭幾個(gè)軋制道次與初軋、開柸軋機(jī)相近，外區(qū)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的。習(xí)慣上稱此面積為接觸面積。合金鋼的變形阻力要比碳鋼大得多，純金屬的變形阻力遠(yuǎn)比其它合金小，鋼中碳、硅、錳、鎳、鉬、鈦等的含量增加，將使變形阻力增大。但應(yīng)注意，有些金屬壓縮時(shí)的屈服極限大于拉伸時(shí)的屈服極限。近年來由于熱變形模擬試驗(yàn)機(jī)的出現(xiàn)，為各種狀態(tài)下的 s? 的測定提供了有力條件。在高溫下，含碳量對(duì)金屬變形阻力影響不大。冷軋時(shí)，金屬的變形溫度低于再結(jié)晶溫度，因此金屬只產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，變形抗力提高。各種鋼的試驗(yàn)表明，在較小變形程度（一般在 20%～ 30%以下），屈服極限隨變形程度加大而劇增，在中等變形程度時(shí)，即大于 30%，屈服極限隨變形程度加大而增大的速度開始減慢，在許多情況下，當(dāng)繼續(xù)增大變形程度時(shí)，屈服極限反而有些降低。 軋制速度對(duì)金屬變形抗力的影響 隨著軋制速度的提高，變形速度范圍隨之?dāng)U大，其平均變形速度范圍為11000s1 。而熱軋時(shí)，由于軋制過程中，同時(shí)發(fā)生加工硬化，恢復(fù)和再結(jié)晶現(xiàn)象，隨變形速度的增加，后者進(jìn)行得不完全，故使變形抗力提高，因此必須考慮變形速度的影 響。 上述 ?? 為變形區(qū)金屬實(shí)際變形抗力的平均值，所以，變形速度、變形溫度和壓下率影響必須取變形區(qū)長度內(nèi)的平均值。在軋制過程中要輥縫的調(diào)整直接影響板厚誤差，根據(jù)各類軋機(jī)的工藝要求，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、立輥調(diào)整裝置和特殊軋機(jī)的調(diào)整裝置。 在軋制過程中，有很多因素會(huì)引起軋件的厚度偏差。 軋機(jī)參數(shù)的變動(dòng)將使輥縫發(fā)生周期性的變 化，因而導(dǎo)致軋件厚度發(fā)生變化，為了提高軋件的厚度精度，在現(xiàn)代化軋機(jī)上，往往設(shè)置厚度自動(dòng)控制裝置，使軋機(jī)在軋制過程中能調(diào)整輥縫，以控制和減小軋件縱向厚度偏差。 頭部與上軋輥軸承座接觸，承受來自軸頸的壓力和上輥平衡裝置的過平衡力。方形尾部四面鑲有青銅板，它主要用于快速壓下裝置。 壓下螺絲外徑的確定 壓下螺絲的直徑由最大軋制力確定。 輥徑比 21DD 的選擇，主要取決于工藝條件。 本設(shè)計(jì)中： 工作輥直徑 1D =1000mm 取 21DD = 則 211. 8 1. 8 10 00 18 00 .0 0D D m m? ? ? ? 輥頸直徑和長度與軋輥軸承形式及工作輥載荷有關(guān)。一般來說 , 壓下螺絲和螺母在負(fù)荷下的變形僅次于軋輥和機(jī)架。230?? 則 (0 .12 )td?? 對(duì)于本設(shè)計(jì)初軋機(jī)： 取 0 .0 9 0 .0 9 5 6 0 5 0 .4 0t d m m? ? ? ? 取整得 t= 壓下螺絲螺母尺寸 壓下螺絲的本體部分帶有螺紋，它與壓下螺母的內(nèi)螺紋配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和載荷。 當(dāng)壓下螺絲外徑 d 和螺距 t 確定后，根據(jù) [2]標(biāo)準(zhǔn)來確定壓下螺絲的其他參數(shù)。鋸齒形螺紋主要應(yīng)用于單 向受力。受較大的軸向載荷應(yīng)作強(qiáng)度校核。采用合理的結(jié)構(gòu)，可以大量節(jié)省有色金屬。壓板槽的位置一般不應(yīng)在機(jī)架橫梁的中間斷面上，因?yàn)槟抢锸艿捷^大的彎矩。 加箍的螺母，比較經(jīng)濟(jì) ，在初軋機(jī)上的使用情況證明：其工作性能不亞于整體青銅螺母。高強(qiáng)度鑄鐵（例如KTZ455）的彈性模數(shù)與青銅相近，這就保證在受壓時(shí)，箍圈和螺母本體都均勻變形。如果工藝上 需要熱裝，則冷卻后再次將箍圈壓緊。螺母外層焊有冷卻水套。當(dāng)澆鑄條件受限制時(shí)，可采用這種形式。據(jù)試驗(yàn)，銅芯與鋼套之間有時(shí)有 1～ 的間隙，因此，這種形式的螺母很少使 用。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，這樣既能保證冷卻水的環(huán)流又符合熱水的自然流向。這一點(diǎn)灰口鑄鐵是無法保證的。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。整體螺母加工制造比較簡單，工作可靠，多用在中小軋機(jī)上。 為將螺母固定在機(jī)架的鏜孔內(nèi)，常用壓板裝置。如國產(chǎn) 1150 初軋機(jī)和4200 厚板軋機(jī)的壓下螺母重量達(dá)到 和 。 對(duì)于傳導(dǎo)螺旋，其失效形式主要是由于磨損而產(chǎn)生過大的間隙或變形造成傳導(dǎo)螺旋的運(yùn)動(dòng)精度降低。 滑動(dòng)螺旋的螺紋通常為梯形、鋸齒形、矩形三種，它們的特點(diǎn)、適用場 第 29 頁 共 45 頁 裝 訂 線 合、基本尺寸和精度等級(jí)詳見參考文獻(xiàn) [2] 。鋸齒形螺紋主要用于快速壓下裝置；梯形螺紋主要用于軋制力大的軋機(jī)。 故：本設(shè)計(jì)中壓下螺絲外徑取 5 5 0 1 0 5 6 0 .0 0d m m? ? ? 壓下螺絲螺距 （ 1）壓下螺絲的螺距 t，對(duì)于開柸機(jī)， t=()；對(duì)于鋼板軋機(jī)這一比值較小，四輥熱連軋帶材機(jī) t=()d 。因此輥頸與輥身固定處，往往是軋輥強(qiáng)度最差的地方，只要條件允許，輥身直徑和輥頸與輥身的過渡圓角 r 均應(yīng)選大些。 因此，厚板軋機(jī)和熱帶剛軋機(jī)、初軋機(jī)座比精軋機(jī)座的輥徑比小些，熱軋機(jī)比冷軋機(jī)的輥徑比小些。 由于壓下螺絲和軋輥頸承受同樣大小的軋制力，故二者之間有一定的比例關(guān)系，即： d=() gd () 式中： d — 壓下螺絲外徑 第 27 頁 共 45 頁 裝 訂 線 gd — 輥頸直徑，對(duì)于四輥軋機(jī)則應(yīng)是支撐輥輥頸直徑 支撐輥輥頸的計(jì)算 支撐輥的直徑主要取決于剛度和強(qiáng)度要求。帶鍵槽圓柱形尾部僅用在輕負(fù)荷的壓下裝置中。 壓下螺絲尾部是傳動(dòng)端，承受來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。 壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡圖如圖 。軋件方面的因素有：軋件厚度不均勻、軋件沿長度方向溫度或機(jī)械性能不均勻等。通常包括電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊、和測壓儀等部件。在可逆板軋機(jī)的壓下裝置中，有的還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)。 ?? 的值可以從曲線圖中直接查出。通常隨著變形速度的提高，變形阻力增大。 在熱軋時(shí)，變形程度對(duì)變形阻