【正文】 （ 3）確定外力的大小及作用點。 （ 2） 機架窗口寬度 B 在閉式機架中，機架窗口應(yīng)稍大于軋輥最大直徑，以便于換輥。 （ 1） 閉式機架 如圖 310 所示，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，具較強的強度和剛度， 但換輥不便。 由于計算過程較復(fù)雜 ，故我們用 VB 編了個小程序（見附錄） 。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 21 根據(jù)希奇可克公式： 39。 軋制力計算 （計算板材從 ） 在軋制時軋輥加 于軋件使之塑性變形的力。 =﹤ ? =（ tanθ 為摩擦系數(shù)） ,故能實現(xiàn)其自然咬入。 設(shè)計要求： 在滿足生產(chǎn)工藝及強度、剛度的條件下尺寸盡量小 。 這類壓下裝置多用在初軋機、板坯軋機、中厚板軋機、連軋機組的可逆式粗軋機上。 軋輥軸承 軋輥軸承用來支承轉(zhuǎn)動的軋輥，并保持軋輥在機架中正確的位置 。 在普通的四輥軋機工作中，盡管其主機列通常是有主電機通過減速機和齒輪座傳遞兩個工作輥，但是在預(yù)壓力作用下，由于工作輥徑的差別等原因，給冷軋薄帶鋼軋機的傳動帶來很大的影響：在薄帶軋制中常出現(xiàn)量接軸傳動力矩的分配不均，某個接觸力矩為零或趨近于零。 4)其適當調(diào)整冷軋機主電機負荷的作用。另一方面，帶有潤滑劑軋制對被軋帶鋼起到了“拋光”作用。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 5 實驗證明，水是一種比較理想的冷卻劑，它具有比熱大、吸收率高、成本低等優(yōu)點。它使變形抗力增加，塑性降低。鋼種除普通碳鋼外，還有硅鋼、不銹鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼等。在以往機架的設(shè)計中，安全系數(shù)取得很高但仍不能保證機架可靠工作。 機架的設(shè)計步驟 可 分為以下 幾步 ： 1） 初步確定機架的形狀和尺寸 ； 2）常規(guī)計算 ： 利用材料力學(xué)、彈性力學(xué)等固體力學(xué)理論和計算公式，對機架進行強度、剛 度和穩(wěn)定性等方面的校核； 3） 有限元靜態(tài)受力 分析 。冷軋帶鋼和薄板具有表面光潔、平整、尺寸精度高和機械性能好等優(yōu)點，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。 多輥式軋機：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。 因此我們必須采取適當?shù)拇胧┪呋蚩刂七@部分熱量，即便變形發(fā)熱率，單位時間發(fā)出的熱量 q。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（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。單位張力 z? 是青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（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方面： 1） 防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證正確對中軋制） 。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%。這類軋機采用調(diào)速范圍廣、慣性力矩小的直流電動機傳動。 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) 。液壓平衡優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好。由 參考資料 取 ?? 。 （ 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?? 。 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。mP 代入公式求出 5l? ； 如是循環(huán)， 當 39。 機架的設(shè)計計算 機架的類型 軋鋼機機架是工作機座的重要部件，軋輥軸承座及軋輥調(diào)整裝置等都安裝在機架上。 （ 1） 機架窗口高度 H 機架窗口高度 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)。 機架強度和變形計算 軋鋼機機架強度和變形的計算，一般可采用如下步驟： （ 1）將機架結(jié)構(gòu)圖簡化成為 平面 剛架， 可取出工作機架橫梁和立柱的軸線，把機架按長方形框架處理。 用材料力學(xué)方法計算時，為了簡化計算，一般做以下假設(shè)： 1）每片機架只在上下橫梁的中間端面處受有垂直力 R，而且這兩個力大小相等、方向相反，作用在同一直線上，即機架的外負荷是對稱的。 查 軋鋼機械第三版 表 51 得： 四輥軋機機架立柱斷面積與軋輥頸平方的比值 ：~ ?dF 。采用閉 式機架的工作機座，在換輥時，軋輥是沿其軸線方向從機架窗口中抽出或裝入，這種軋機一般都設(shè)有專用的換輥裝置。 此軋制過程 01TT? ， 此時 1sin2Da ?? （前后張力對軋制力方向影響的偏轉(zhuǎn)角0?? ）； 式 中： 1D —— 工作輥直徑； ? —— 不考慮張力時軋制力作用點對應(yīng)的軋輥中心角。 2 200l l x x? ? ?，經(jīng)整理后 得： 39。圖 34 給出軋輥加于軋件的力， Pr 為軋制力 ,它垂直于軋輥表面； T為摩擦力； Lp 為變形區(qū)水平投影長度。 （ 4） 變形抗力的確定 因為 ?? 所以得： as MPk 6 1 55 3 ???? ? （ 5） 摩擦系數(shù)的確定 同上，取 ?? ； （ 6） 軋件入口和出口斷面上作用的平均水平張力 012m ???? ?? 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 式 中： 0? —— 軋件入口斷面上作用的水平張力， 此時 帶 寬 B=200mm,斷面厚度為0h =； aa MPPAT 1050 3100 ?? ???? 1? —— 軋件出口斷面上作用的水平張力， 此時 帶寬 B=200mm,斷面厚度為0h =； aa MPPAT 0 2 1050 3211 ?? ???? 則 am ????? （ 7） 咬入 條件的校核 由公式 cos 1 hD? ??? 得： cos 1 hD? ??? = 190? = ?? ， tan ? 〈 ? =； 故能實現(xiàn)其自然咬入。 完成軋鋼機機架設(shè)計和有限單元法分析。 （ 2） 慢速壓下裝置 這類裝置通常用在熱軋或冷軋薄板和帶鋼軋機上，其軋制速度很高。其 主要形式是滾動軸承與 滑動軸承。在運轉(zhuǎn)中的軋機上，即從軋輥 空轉(zhuǎn)，壓靠以至軋制階段，輥頸稍大的軋輥接觸中傳動力矩永為正值，而輥頸稍小者，其傳動力矩可在負值至正值的廣大范圍內(nèi)變化，者是薄帶鋼軋制的軋機傳動特點，對于這類軋機，在一定的條件下實際上是單輥傳動的。 防止跑偏的方法有： 1)采用凸行輥縫 ； 2)采用導(dǎo)板夾逼 ； 3)采 用張力軋制 。 脫脂性能良好，潤滑劑軋后易于清除，保證成品帶鋼表面光潔 。 從實現(xiàn)強大軋制的角度來看，我們所關(guān)心的是如何提高冷卻液的冷卻能力，即提高冷卻效果。在冷軋生產(chǎn)過程中，每次軟化退火之前完成的冷軋工作稱為一 個“軋程”，在一定的條件下，鋼質(zhì)愈硬，成品愈薄，所需之軋程愈多 （ 軟化處理，又稱在結(jié)晶退火或固溶處理 ） 。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 冷軋機的類型、特點及工作原理 軋機的類型 軋鋼機構(gòu)造可以軋輥數(shù)目及其 在機座中位置為特征進行分類為： 二輥式 軋機 、 三輥式軋機、三輥勞特 式 軋機 、 復(fù)二輥式軋機、四 輥式 軋機等 。而有限單元法不但能求出整個機架各部位的應(yīng)力場，特別能真實地反映局部部位高應(yīng)力水平的數(shù)值。 教學(xué)院長簽字 日 期 教研 室 主任簽字 日 期 指導(dǎo) 教師 簽字 日 期 指 導(dǎo) 教 師 評 語 指導(dǎo)教師 : 年 月 日 指 定 論 文 評 閱 人 評 語 評閱人 : 年 月 日 答 辯 委 員 會 評 語 評 定 成 績 指導(dǎo)教師給定 成績 (30%) 評閱人 給定 成績 (30%) 答辯成績 （ 40%） 總 評 答辯委員會主席 簽字 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 I 摘要 本軋機為小型四輥冷軋機，重點設(shè)計了機架部分。以及外貿(mào)出口對冷軋帶鋼急劇增加的需要，是重型機械制造和鋼鐵生產(chǎn)部門面臨的一項重要而有十分緊迫的任務(wù)。軋機由交青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 3 流馬達經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動軋機上下兩輥，中輥靠摩擦力轉(zhuǎn)動，軋件可往復(fù)多道次軋制，用于軋制中厚板或薄板開坯 。否則，軋輥表面會由于溫度過高引起淬火層硬度降低，從而影響帶鋼的表面質(zhì)量和軋輥壽命。 （ 2） 工藝潤滑 ： 冷軋過程中，帶鋼與軋輥接觸表面存在摩擦。 此時乳化劑需滿足濃度、皂化值、 PH 值、鐵含量等要求。同時還要考慮軋輥與軋件間的打滑問題。這類軋機，一般都采用調(diào)速范圍廣、超載能力大、慣性力矩小的直流電動機來傳動。 電動壓下 電動壓下是最常用的上輥調(diào)整裝置。 提升上軋輥，用來大大降低咬入 軋件時的沖擊和工作輥的頻繁換輥。 圖 32 屈服極限 圖 圖 33 冷態(tài)下變形阻力曲線 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 （ 4） 變形抗力的確定 因為 ?? ， 所以得 ： as MPk 5 9 25 1 ???? ? （ 5） 摩擦系數(shù)的確定 冷軋時由于出口和入口軋件的速度與軋輥的速度不同步，從而產(chǎn)生前滑和后滑現(xiàn)象。 （ 4） 變形抗力的確定 因為 ?? 所以得： as MPk 5 9 25 1 ???? ? （ 5） 摩擦系數(shù)的確定 同上，取 ?? 。此曲線的斜率 (k)稱為軋機剛性系數(shù)，在其直線部分意義為產(chǎn)生單位彈跳量所需的軋制力。51 1 .3 3 1 0 mpq ??? ? ? 式中 ： ? —— 咬入角， 0 .4 0 .0 3 295hR? ?? ? ? 則 10 5 ???? ?q mmqll ????? 。 軋輥與電機間的效率 電動機到工作輥之間要經(jīng)過人字齒輪座、減速器、萬向接軸。 （ a） 螺栓連接 (b)套環(huán)連接 (c)銷軸連接 (d)斜楔連接 圖 311 機架上蓋連接方式 因機架重量大、制造復(fù)雜，一般給予很大的安全系數(shù)，并作為永久使用的不更換零件來設(shè)計。一般機架的安全 系數(shù) 為 m=~15； 對于 ZG270— 500 來說，許用應(yīng)力 [? ]采用以下數(shù)值 ： 對于橫梁 [? ] MPa70~50? ； 對于立柱 [? ] MPa50~40? ； 為了防止機架在過載時破壞，在軋輥斷裂時機架要不產(chǎn)生塑性變形。由于水平分力的數(shù)值一般都較小，約為垂直分力的 3%~4%，故可以忽略不計。 所以根據(jù)經(jīng)驗值 取端面尺寸為 360mm? 270mm。采用開式機架，只要拆下上蓋，就可以很方便地將軋輥從上面吊出或裝入。則 0?? ； ? —— 軋輥連心線與反力 R 的夾角， 22arcsin2mD?? ?? ； 其 中， m—— 在工作輥和支撐輥接觸處偏移的一個滾動摩擦力矩的距離（一般情況下 m=~ m，取 m= ） 。 2 * 2( ) 2 ( ) ( 1