【正文】 will be strictness under the heavy roll force. Therefore, it’s important to design the rollers’ size and choose of the material, it is must to checkout the rollers and the bearings.Keywords：4high cold rolling mill、roller、roller bearing、roll force本科畢業(yè)設計（論文）說明書III前言50 年代以來，我國的鋼鐵工業(yè)取得了巨大的成就，軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠或鋼坯軋制成鋼材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。到 20 世紀 70 年代初，軋機的軋輥直徑已增大到了 1500mm。因此，具有更加靈活性軋制品種多、使用要求低的四輥單機座軋機也得到了不斷的改進和發(fā)展，在中小型鋼廠中得到廣泛的應用。針對目前的現(xiàn)狀和達到本次設計的目的，我有幸去濟鋼進行了實習，在具有先進技術水平的中板廠、中厚板廠、冷連軋廠、熱連軋廠等廠的參觀學習中，掌握了一些冶金機械知識并對軋機的結構、工作原理等有了一定的了解認識。新技術、新工藝、新設備的出現(xiàn)，使冶金生產(chǎn)發(fā)生了巨大的變化，中國的鋼鐵工業(yè)也在迅速的發(fā)展，鋼產(chǎn)量已躍居世界第一，但主要還是資源消耗式增長，離世界先進的冶金水平還有一定的差距，這就要求我們要不斷地對軋鋼機械設備進行改進和創(chuàng)新，只有這樣才能使我國的鋼鐵工業(yè)走到世界的前列。60 年代末，隨著二次冷軋機和箔材軋機，平整軋機光整軋機的出現(xiàn)，使冷軋的可軋厚度大大減少，目前，最小可達 。自此以后，無論是國內還是國外，冷軋都得到廣泛應用，軋輥軸頸和軸承的改進也促進了冷軋機的應用。為了提高產(chǎn)量，冷卷卷重已達 60t。對于高速、高產(chǎn)量的帶鋼冷連軋機，實現(xiàn)了計算機控制。4）萬能式板坯初軋機迅速發(fā)展，軋機帶有立輥，減少軋件翻鋼道次和軋制時間。冷連軋及普遍應用了液壓彎輥技術，設置板形儀及靈敏的液壓系統(tǒng)，改善工藝冷潤技術，特別是研制出一批有效控制板形的新軋機，如 HC 軋機、本科畢業(yè)設計（論文）說明書2CVC 軋機、UC 軋機等。這樣可提高酸洗、冷軋工序的成材率 1%～3%，提高機時產(chǎn)量 30%～50% ，減少中間倉庫 5000～10000 ，降低投資及生產(chǎn)成本等優(yōu)點。HC 軋機正逐步代替具有100 多年歷史的普通四輥軋機。按機架排列方案分為單機可逆（不可逆）式與連續(xù)多機軋制式兩種。二輥可逆式軋機也可用于軋制軌梁和中厚板。機座是由四個位于同一垂直平面內的水平軋輥組成，軋制是在兩個工作輥中間進行的。3） 六輥式軋機：工作輥靠另一側卷行彈簧撐開，壓下螺絲有電機通過齒輪傳動，工作輥軸承為抗磨式，而支承輥則采用油膜軸承。其主要特點如下：(1) 具有好的控制性。4） 偏八輥式軋機：其工作輥直徑約為支承輥直徑的六分之一，且中心線相對上下支承輥中心連線有較大偏移。由于有多層中間輥和支承輥支承，工作輥的直徑可大大減小，而機座的剛度與強度都很高。多輥軋機多用作生產(chǎn)冷軋薄帶鋼。單位張力 是作用在帶材斷面 A 上的平均張z?本科畢業(yè)設計（論文）說明書5應力： ( )zTA??2/Kgm式中 T——總張力。因此，防止跑偏的方法有：（1）采用張力軋制；（2）采用凸形輥縫；（3）采用導板夾逼。z?s 冷軋中產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象在冷軋中，冷軋是在金屬再結晶溫度以下進行的軋制，金屬的晶粒被破碎且不能產(chǎn)生再結晶回復，導致金屬產(chǎn)生加工硬化。因此板帶經(jīng)一定的冷軋總變形量之后，須經(jīng)熱處理（再結晶退火或固溶處理） ，恢復塑性，降低變形抗力，以利于繼續(xù)軋制。如何合理的強化冷卻過程的冷卻已成為發(fā)展現(xiàn)代冷軋機的重要的研究課題。h?油的冷卻能力比水差得多。 ）固大多數(shù)生產(chǎn)軋機都傾向與水或以水為主的冷卻劑。冷卻液簡單地噴澆在軋輥和軋件上，與高壓冷卻液霧化，冷卻效果大大不同，實際資料表明，即使在采用有效的工藝冷卻的條件下，冷軋板卷在卸卷后的溫度優(yōu)勢仍達 130~ ，甚至還要高，由此可見在軋制變形區(qū)的料溫一150oc定比這還要高，輥面溫度過高會引起工作輥淬火層硬度的下降，并有可能促使淬火層內發(fā)生組織分解（殘余奧氏體的分解） ，使輥面出現(xiàn)附加的組織應力。 冷軋中的工藝潤滑生產(chǎn)實踐與實驗表明，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構上與特性上有質的差別所致。并且易于軋后的板面去除，不留任何影響質量的殘渣等特點?？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。棒、線材生產(chǎn)的粗、中軋平輥軋制技術的應用，實現(xiàn)了部分規(guī)格產(chǎn)品的自由軋制。利用軋輥進行鋼材生產(chǎn)，因其過程連續(xù)、高效、可控且便于計算機等高新技術的應用，在今后相當一段時間內，以輥軋為特征的連續(xù)軋鋼技術仍將是鋼鐵工業(yè)鋼材成型的主流技術。同時，低能耗、低成本的鑄軋一體化，也是棒、線、型材生產(chǎn)發(fā)展的方向。酸洗除鱗是冷軋生產(chǎn)中最大的污染源，新開發(fā)的無酸清潔型(AFc)除鱗技術，可使帶鋼表面全無氧化物、光滑，并具有金屬光澤。按照我國走新型工業(yè)化道路的要求，軋鋼技術發(fā)展的重點轉移到可持續(xù)發(fā)展上來。軋機的控制已開始由計算機模型控制轉向人工智能控制，并隨著信息技術的發(fā)展，將實現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)化，使庫存率降低，資金周轉加快，最終降低成本。另外根據(jù)實習參觀和結合以前經(jīng)驗繪出工程圖。目前，對單機座小型冷帶軋機，采用可逆式有很多有優(yōu)點，它能大大提高生產(chǎn)效率，以減少板帶鋼的吊運與安裝。這樣將會碰到關于工作輥力的傳遞問題，這就是要增大軋輥的傳動部件。由于采用單輥傳動，使兩個工作輥自然會產(chǎn)生一定的速度差，從而使軋制力有所降低，據(jù)實際分析證明，當變形區(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%。由于輥頸差事實上不可能消除，使用較大的預壓力亦是必要。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，有可能實現(xiàn)單輥傳動。采用“壓上式”時，在軋機上部可以設置不帶剛壓下的電動壓下機構以便做大行程的調整。在這一裝置中，除液壓缸外，還有與之配套的伺服閥、液壓系統(tǒng)及檢測儀表及運算控制系統(tǒng)。壓下裝置的結構與軋輥的移動距離、壓下速度和動作頻率等有密切的聯(lián)系。2. 板帶軋機電動壓下裝置本科畢業(yè)設計（論文）說明書13冷、熱軋板帶軋機的電動壓下速度約為 ~。因為在設計壓下機構時，不僅應滿足壓下的工藝要求（壓下速度、加速度、壓下能力及壓下螺絲的單獨調整方式等） ，而且還應考慮其他因素，如：電動機、減速器能否布置得開；換輥、檢修和處理事故時，吊車吊鉤能否進入；設備檢修是否方便等。液壓平衡裝置是由液壓缸產(chǎn)生的推力來進行工作的，其優(yōu)點是結構緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好，在小型冷軋機上廣泛使用。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。本科畢業(yè)設計（論文）說明書15第 3 章 設計計算 軋制力能主要參數(shù)的確定第一道次加工過程中，鋼坯厚度由 被軋制到 .（1）本道次壓下量 = = =?01?（2）本道次壓下率 = =%0??%?.9527m10?（3）平均壓下率 由于存在加工硬化現(xiàn)象，在計算冷軋薄板平均單位壓力時，軋件材料變形阻力（對冷軋亦可稱為屈服極限）需按考慮加工硬化后的選用。b （通常取 ， 。為計算方便取為常數(shù)，由表 31 查得取 ??表 31 冷軋低碳鋼時的摩擦系數(shù)（6）金屬材料變形抗力 ????式中 m—板帶軋制時取 m=。根據(jù)經(jīng)驗，冷軋薄帶鋼是允許咬入角為 。l計算接觸面積實際是計算接觸弧長度。lq?式中 ——考慮壓扁時的接觸弧長度；39。?hR??、 、 公式聯(lián)解，一般可采用迭代法，其具體步驟如下：39。l本科畢業(yè)設計（論文）說明書193）再將 帶入 計算公式，再求得 ；39。 39。1il?39。l件與軋輥的接觸面積和總軋制力。l——接觸弧長度的水平投影 ；sinlRh???? ——軋制前后軋件平均高度；mh ——軋輥彈性模數(shù)，取 ；E210EMPa ——泊松比，對于鋼軋輥取 ；? .3?? ——常數(shù)， ，對于鋼軋輥取 。39。2 2101()(.5)(()2mlhsm ml lCeh h?????????因為 ，整理得： ； 39。???? ?????將 代入式 求得： 39。mp39。39。?~.4????式中 ——咬入角， ；?arcos(1)72hR????取 ???則 。1fMRM1KRf??（1） 求軋制力矩 ZZPa?式中 ——軋制力；P ——軋制力臂，其大小與軋制力作用點及前后張力大小有關，a時， ，其中：10T?1sin2Da?——工作輥直徑；D——不考慮張力時軋制力作用點對應的軋輥中心角；?本科畢業(yè)設計（論文）說明書24 ——前后張力對軋制方向影響的偏轉角。工作輥的這種自由狀態(tài)會造成軋件厚度不均，軋輥軸承遭受沖擊，工作輥和支承輥之間正常摩擦關系將被破壞以及軋輥磨損加劇等不良后果。F根據(jù)工作輥力的平衡條件，正向軋制時，工作輥臨界偏移距 0102022 ())()() m??????????單向帶張力軋制時，工作輥應向出口方向偏移，可取。 軋輥的基本尺寸及校核 軋輥的類型及結構軋輥按照軋機類型可分為板軋機軋輥和型鋼軋機軋輥兩大類。軸頭和聯(lián)接軸相連，傳遞軋制扭矩。DdLl（1）軋輥名義直徑 和輥身長度 。軋輥工作表面的每次重車量為 ，重磨量為 ，~~.5m使用。dl軋輥輥頸尺寸 和輥頸長度 與軋輥軸承型式及工作載荷有關。r此設計軋輥軸承使用滾動軸承，由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過大，一般取， 。39。22145ll?（4）軋輥傳動端的型式與尺寸本科畢業(yè)設計（論文）說明書28軋輥除基本尺寸外，還有軸頭型式與尺寸的選擇問題，本軋機為工作輥傳動，傳動端為雙鍵傳遞扭矩。1(0~)dm?39。2）軋輥的材質、熱處理或加工工藝不合要求等。由于對影響軋輥強度的各種因素（如溫度應力、殘余應力、沖擊載荷值等）很難準確計算，為此，設計時對軋機的彎曲和扭轉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)是軋機各部件中最小的） 。在輥頸的 斷面和 斷面上彎曲1?2應力應滿足強度條件，即本科畢業(yè)設計（論文）說明書30 ???????式中 ——總軋制 ； ? 、 —— 和 斷面的1d?2直徑， ， ；3m247d?圖 37 四輥軋機支承輥計算簡圖 、 —— 和 斷面至支反力 處的距離， ， 1C21?22P135Cm?275?——許用彎曲應力，對于合金鍛鋼軋輥，當強度極限 時，bR 70~bMPa?。若認為兩個軸承反力間的距離 等于兩個壓下3 l螺絲的中心距 ，而且把工作輥對支承輥的壓力簡化成均布載荷（計算誤差不超過0l） 。(15)bNmPaR????????（3）工作輥與支承輥間的接觸應力工作輥和支承輥之間承載時有很大的接觸應力，在軋輥設計及使用時應進行校核計算。最大壓應力及接觸區(qū)寬度 可2b由下式計算。在軋輥接觸區(qū)中，除了需校核最大正壓力 外，對于軋輥體內的最大切應力也max?應該進行校核，如下圖 39 所示。 軋輥的變形計算 軋輥在軋制力和軋制力矩作用下，將發(fā)生彎曲、扭轉、剪切、輥間彈性壓扁等變形，這些變形均不得超過允許值。 為軋制力， 為軋件寬度， 為qPb?bL輥身長度， 為支反力作用點到輥邊的距離。?????帶入數(shù)值得： ??2?則支承輥輥身中點總撓度： ???（2）軋輥輥身中點與軋件邊緣處的撓度差值 39。12f??彎矩引起的 ??39。26?則軋輥輥身中點與軋件邊緣處的撓度差值： 39。f 39。 ??引力引起的 39。39。39。 212./K??帶入數(shù)值得： 39。39。 軋輥軸承的工作特點軋輥軸承是軋鋼機工作機座中的重要部件，由于各類軋機的結構及工作條件差別很大，因而必須采用不同類型的軸承。492NA主要參數(shù)： 125wFm?150D?? 基本額定載荷 38rCKN2or本科畢業(yè)設計（論文）說明書38圖 313 雙列滾針軸承 軋輥軸承的校核 支承輥軸承強度校核支承輥軸承承受很大的軋制力，以承受軸向載荷為主。對于板帶軋機：rFa ~.1arF? 故 ， ， 。.?106 () hn????????????????? 工作輥軸承壽命校核工作輥的兩端各有兩個滾針軸承。3687FfK6 103129.() hnP?????????????????故兩軋輥的軸承均符合要求。但是在高軋制力時，機構的變形會很明顯。本設計軋本科畢業(yè)設計（論文）說明書41機為單機座小型四輥冷軋機，零部件多采用標準件，加工件要求加工精度和裝配精度很高，具有高剛性，所以外形尺寸緊湊，結構簡單、合理，便于安裝，維護費用較低，比較適用于中小型鋼廠軋制低碳鋼。在設計過程中我們運用所學知識及有關參考資料，對所設計的題目進行了縝密的考慮、對比，選擇方案，對設計內容進行主要參數(shù)的計算并做必要的檢驗校核，使所學理論知識前后得到貫通，并且應用于實踐，增強實際的動手能力，開闊了思維。眾多問題的出現(xiàn)，使我更進一步懂得了“書到用時方恨少”蘊含的哲理及“學習學習再學習”的