【正文】 這對(duì)于減輕機(jī)架的重量是有利的。四輥軋機(jī)機(jī)架窗口寬度一般為支承輥直徑的 ~ 倍。 （ 1） 機(jī)架窗口高度 H 機(jī)架窗口高度 H 與軋輥數(shù)目、輥身直徑、輥頸直徑，軸承、軸承座 徑向厚度，以及上輥的調(diào)整距離等因素有關(guān)。常見的上蓋連接方式有四 種。因?yàn)?，在橫列式型鋼軋機(jī)上如果采用閉式機(jī)架，由于受到相鄰機(jī)座和連接軸的妨礙，沿軋輥軸線方向換輥是很困難得。 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，如 軋制力較大的軋機(jī)、板坯軋機(jī)和板帶軋機(jī)等。 機(jī)架的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)架的類型 軋鋼機(jī)機(jī)架是工作機(jī)座的重要部件，軋輥軸承座及軋輥調(diào)整裝置等都安裝在機(jī)架上。 同上 11 0 .0 0 4 5 5 0 .3 52k fr m m?? ? ? ? ? ? 則 mmKNmmKNM f ????? 綜合上述： 軋制力矩為 mmKNMMMM fRZK ???????? 傳動(dòng)兩個(gè)工作輥總傳動(dòng)力矩為 mmKNMM kK ?????? 0 5 5 2 622 軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率的確定與選擇 軋輥與電機(jī)的速比 軋制速度： 2/v m s? ； 工作輥轉(zhuǎn)速：1 1 2 / 3 . 3 5 / 2 0 0 / m in3 . 1 4 0 . 1 9vn r s r s rD?? ? ? ??； 支承輥轉(zhuǎn)速：2 2 2 / 1 . 2 7 / 7 6 / m in3 . 1 4 0 . 5vn r s r s rD?? ? ? ??； 軋輥與電機(jī)的速比： ??i （此時(shí)軋輥轉(zhuǎn)速為 1500r/min） 。 則 mma in190 ???? )( 6 0 1 5 6 mmKNPaM Z ????? 圖 39 當(dāng) 01TT? 帶張力軋制時(shí)四輥軋機(jī)軋輥受力圖 [5] 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 求工作輥傳 動(dòng)支承輥的力矩 RM CRMR ?? (310) coscos( )PR ???? ? (311) 式中 ： ? —— 前后張力對(duì)軋制力方向影響的偏轉(zhuǎn)角， 01TT? 時(shí) 0?? ； ? —— 工作輥與支承輥連心線與垂直線的夾角，12arcsin22eDD? ??； 由于工作輥偏移距 e 的數(shù)值（一般為 5~10mm） 相對(duì)于工作輥和支撐輥的直徑來說很小，再計(jì)算傳動(dòng)力矩時(shí)，為了簡化， 可認(rèn)為 e=0，即工作輥不偏移，此時(shí)計(jì)算結(jié)果誤差不超過 1%。 最后算得： 2/ 2 2 mmKNPm ? ； mml ? ， 則軋件對(duì)軋輥的總壓力青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 KNSPP m ????? 。mP 代入公式求出 5l? ； 如是循環(huán)， 當(dāng) 39。 在冷軋薄板時(shí) 39。39。 2 200l l x x? ? ? 20 8 (1 ) mmRx p C pE ?? ??? （ 34） 式中， R—— 軋輥半徑； E—— 軋輥彈性模數(shù)，對(duì)于鋼軋輥 E=2100MPa； ? —— 泊松比，對(duì)于鋼軋輥 ? =； C—— 常數(shù)， 28(1 )CRE???? ，對(duì)于鋼軋輥 390900R mmC N? 。 圖 37 變形區(qū)中單元體應(yīng)力圖 [5] 平均單位壓力為 ： **1( ) ( )Xm m mep k k mX???? ? ? ? (33) 式中 ： k、 *m? 已知； 39。 但在熱軋薄板及冷軋薄板時(shí)由于單位壓力較高，因此軋輥產(chǎn)生局部彈性壓縮變形，它將使得接觸弧長度有較顯著的增加，如下圖 35； 軋機(jī)的輥縫彈跳量與軋制力的關(guān)系曲線稱為軋機(jī)彈性曲線 圖 36。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 圖 34 為了便于分析，可把影響軋制力的因素分為兩類： 影響軋件材料在簡單應(yīng)力狀態(tài)下變形抗力 0? 的因素，如化學(xué)成分、組織、軋制溫度和速度、加工硬化等； 影響變 形的應(yīng)力狀態(tài)的因素 ,如軋輥直徑、軋件尺寸、表面摩擦、外力（張力或推力）等。但通常把軋件作用于軋輥上并通過壓下螺絲傳遞給機(jī)架的力稱做軋制力，即是軋件加于軋輥的反作用力的垂直分量。 （ 1） 本道次壓下量 mmhhh ????? （ 2） 本道次壓下率 ? =0hh? ? 100%= ? 100%=% (31) （ 3） 金屬材料的屈服極限 s? 由圖 33 得， as MP610?? 。 （ 1） 本道次壓下量 mmhhh ????? （ 2） 本道次壓下率 ? =0hh? ? 100%= ? 100%=1 （ 31) （ 3） 金屬材料的屈服極限 s? 由圖 33 得 ， as MP515?? 。 （ 1） 本道次壓下量 mmhhh ????? （ 2） 本道次壓下率 ? =0hh? ? 100%= ? 100%=% (31) （ 3） 金屬材料的屈服極限 s? 由圖 33 得 ， as MP580?? 。 本道次加工過程中，鋼板厚度由 。由 參考資料 取 ?? 。 由圖 33 得 ： as MP515?? 。 軋輥參數(shù)的確定 工作輥直徑 1D =190mm； 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 支承輥直徑 2D =500mm； 軋輥材料 。 運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，完成冷軋機(jī)單體設(shè)計(jì) 。液壓平衡優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好。 軋 輥平衡裝置 平衡裝置的作用是消除軋制系統(tǒng)間隙， 避免沖擊。所以這類壓下裝置具有以下特點(diǎn)： 1） 較小的軋輥調(diào)整量與較高的調(diào)整精度； 2） 帶鋼壓下； 3） 必須動(dòng)作快，靈敏度高； 4） 軋輥平行度的調(diào)整要求嚴(yán)格。其工藝特點(diǎn)是： 1） 工作時(shí)要求大行程、快速和頻繁的升降軋輥。 壓下裝置的結(jié)構(gòu) 在很大程度上與軋輥的調(diào)整速度、調(diào)整距離 、 調(diào)整頻率、和調(diào)整精度有關(guān) 。其缺點(diǎn)是體力勞動(dòng)繁瑣，壓下速度和壓下能力較小。 在某些情況下，由于受軋輥軸承尺寸的限制，可采用滾針軸承。 軋輥軸承與一般軸承的工作條 件差別很大，其特點(diǎn)： 承受能力很高，這是因?yàn)檩S承受外圍尺寸的限制和在較短的輥頸內(nèi)可用很大的許用應(yīng)力所決定的 ； 運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大 ； 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 工作環(huán)境惡劣。這類軋機(jī)采用調(diào)速范圍廣、慣性力矩小的直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。在連續(xù)式冷帶鋼軋機(jī)上，為了保證通過每個(gè)機(jī)座的金屬秒流量相等，保持軋件張力的恒定，需要在軋制過程中不斷調(diào)整軋制速度。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 另一方面，由于軋件較薄，又是成卷軋制的，咬入條件能夠保證，有可能實(shí)現(xiàn)單輥傳動(dòng)。由于輥頸差事實(shí)上不可能消除，使用較大的預(yù)壓力亦是必要。由于采用單輥傳動(dòng)，使兩個(gè)工作輥?zhàn)匀粫?huì)產(chǎn)生一定的速度差，從而使軋制力有所降低，據(jù)實(shí)際分析證明，當(dāng)變形區(qū)長度上出現(xiàn)搓扎區(qū)，一般可能使軋制壓力下降約 5~20%。這樣將會(huì)碰到關(guān)于工作輥力的傳遞問題，這就是要增大軋輥的傳 動(dòng)部件。借助準(zhǔn)確可靠的測試儀，并使之與自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)成閉環(huán)，可以按要求實(shí)現(xiàn)恒張力控制，配備這種張力閉環(huán)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代冷軋機(jī)的起碼要求。 防止軋件跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)軋制的一個(gè)重要問題。單位張力 z? 是青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 作用在帶材斷面 A 上的平均張應(yīng)力 [3]： 2/ mmKgATZ ?? 式中 ： T—— 總張力； 張力的主要作用有以下幾個(gè)方面： 1） 防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證正確對(duì)中軋制） ?？梢暂^好的解決油的循環(huán)使用問題，在這種情況下水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。 具有良好的乳化性能，使用方 便。 生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)表明，采用天然油脂作為冷軋的工藝潤滑劑在潤滑效果上優(yōu)于礦物油，這是由于天然油脂與礦物油在分子的結(jié)構(gòu)上與特性上有質(zhì)的差別所致。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 2）冷軋過程中，由于劇烈的摩擦及變形功而產(chǎn)生很大的熱量，工藝潤滑劑可以防止粘輥的發(fā)生。 綜上所述，為了保證 冷軋的正常生產(chǎn)，對(duì)軋輥和軋件必須應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。 由以上關(guān)系可知，在冷卻液種類和冷卻系統(tǒng)均一定的情況下，為增加 q，只有增加流量 m，但這往往受到原有冷卻設(shè)施的限制，所以通常是改變冷卻液的種類和增加冷卻液的溫度來增加其吸熱能力。因此通常情況下，冷連軋機(jī)組采用水或以水為主要成分的乳化液作為冷卻劑。 因此我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┪呋蚩刂七@部分熱量，即便變形發(fā)熱率，單位時(shí)間發(fā)出的熱量 q。因此冷軋過程中必須對(duì)軋輥和帶鋼進(jìn)行冷卻。軋制速度越高，冷卻問題顯得尤為重要。這樣就使軋制力增大，易發(fā)生脆裂。 多輥式軋機(jī)：為適應(yīng)冷軋板帶產(chǎn)品尺寸向高精度和大的寬厚比方向發(fā)展需要，出現(xiàn)了六輥、十二輥和二十輥軋機(jī)。 三輥勞特式軋機(jī) ： 此軋機(jī)中輥 直徑 較上下 輥為小，浮動(dòng)在上下輥間 。連軋機(jī)生產(chǎn)效率高，軋制速度快，但產(chǎn)品單一，變動(dòng)不大時(shí)，最能發(fā)揮其優(yōu)越性。 近年來，冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，主要是增加鋼卷的重量，加快機(jī)組速度，提高產(chǎn)品厚度精度，改 善板形，提高自動(dòng)化程度及改進(jìn)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，其典型有 WRS 軋機(jī)、 HC 軋機(jī)、 VC 軋機(jī)、 CVC 軋機(jī)、 HVC 軋機(jī)、 FFC 軋機(jī)，全數(shù)字控制高精度可逆式六輥冷軋機(jī)組，或全數(shù)字控制高精度可逆式四輥冷軋機(jī)組等。冷軋帶鋼和薄板具有表面光潔、平整、尺寸精度高和機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品大多成卷，并且有很大一部分經(jīng)加工成涂層鋼板出廠。 當(dāng)前，大力發(fā)展冷軋帶鋼的生產(chǎn)，逐漸提高冷軋帶鋼在軋鋼產(chǎn)品中的比重，迅速提高冷軋帶鋼的質(zhì)量，不斷增加冷軋帶鋼的產(chǎn)品，滿足各個(gè)工業(yè)部門的，特別是與人民生活密切相關(guān)的，輕紡織工業(yè)和日用電器，生活用具等。 Design steps。機(jī)架的破壞多在壓下螺母孔、機(jī)架窗口轉(zhuǎn)角處等應(yīng)力集中大的部位。 機(jī)架的設(shè)計(jì)步驟 可 分為以下 幾步 ： 1） 初步確定機(jī)架的形狀和尺寸 ； 2）常規(guī)計(jì)算 ： 利用材料力學(xué)、彈性力學(xué)等固體力學(xué)理論和計(jì)算公式，對(duì)機(jī)架進(jìn)行強(qiáng)度、剛 度和穩(wěn)定性等方面的校核； 3） 有限元靜態(tài)受力 分析 。 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 3 月 14 日 — 3 月 16 日 ： 石橫特鋼參觀實(shí)習(xí)，寫實(shí)習(xí)報(bào)告及查閱相關(guān)資料 ； 3 月 17 日 — 4 月 09 日：比較各種結(jié)構(gòu) ， 選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案； 4 月 10 日 — 4 月 19 日：對(duì)整機(jī)及部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算； 4 月 20 日 — 5 月 24 日： CAD 制圖； 5 月 25 日 — 6 月 03 日：編寫設(shè)計(jì)說明說； 6 月 04 日 — 6 月 15 日：畢業(yè) 答辯審查準(zhǔn)備； 6 月 15 日 — 6 月 21 日：審閱與答辯。 主要技術(shù)參數(shù) 軋制材料： 25Cr2MoVA； 原料規(guī)格： ? 200； 軋制規(guī)程： ? ? ? ? ?； 軋制速度： 2m/s。因機(jī)架重量大、制造復(fù)雜一般給予很大安全系數(shù)，并作為永久使用的不更換零件來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在以往機(jī)架的設(shè)計(jì)中，安全系數(shù)取得很高但仍不能保證機(jī)架可靠工作。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)架 ； 設(shè)計(jì)步驟； 計(jì)算方法 ；有限單元法 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 II Abstract The mill is a small fourhigh cold rolling mill. The project is on the design of the Mill Housing. Mill Housing is one of the most important ponents which is used for installing the whole system of Roll, the device which regulates Mill Roll and supporting all of rolling pressure. Mill Housing has been designed the perpetual and unsubstitutive ponent for its large weight, plex technological process and high safety coefficient. Frame design steps can be divided into the following steps: 1) The frame is determine d primarily shape and size 2) The co