【文章內(nèi)容簡介】 機(jī)架立柱的斷面尺寸 剛性指標(biāo)軋機(jī)類型機(jī)架立柱斷面面積 （cm2） 軋機(jī)剛性（t/mm）四輥中厚板軋機(jī)熱帶鋼四輥軋機(jī)冷帶鋼四輥軋機(jī)9000100007000800060007000 700800 達(dá)625 達(dá)600 軋鋼機(jī)座的剛性軋鋼機(jī)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(jī)架，由機(jī)架來承受。軋鋼機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)座受力后軋機(jī)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(jī)彈跳值愈小說明該軋鋼機(jī)剛性愈好。所以軋鋼機(jī)座的剛性的概念是表示該軋機(jī)抵抗彈性變形的能力。軋機(jī)彈跳值的存在并不妨礙軋機(jī)軋出一定厚度的軋件，因為對于該軋機(jī)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(jī)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(jī)的彈跳值大小將限制軋出鋼板的最小厚度。軋機(jī)彈跳值（或軋機(jī)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(dāng)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(jī)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(fù)量很小，所以軋機(jī)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(biāo)表示軋制力，以橫坐標(biāo)表示軋輥的開口度，由實驗方法作出軋機(jī)的彈性變形曲線(如圖26)。曲線與橫坐標(biāo)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(fù)荷較低時有一 非線性線段，但是在高負(fù)荷部分曲線的斜率逐漸增加，而趨向于一固定值。圖26 軋機(jī)的彈性變形曲線曲線的斜率就是機(jī)座的剛性系數(shù)，所以軋機(jī)的剛性系數(shù)可以這樣來定義：所謂軋機(jī)的剛性系數(shù)，就是當(dāng)軋機(jī)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(jī)彈性變形曲線愈陡，系數(shù)愈大，則軋機(jī)的剛性也愈好。如果軋機(jī)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(jī)的彈性變形曲線方程，軋制力大小與軋出鋼板厚度h之間的關(guān)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(guān)，其公式為： (23)式中 ――平均單位壓力(N) ——鋼板的寬度和厚度(mm)——坯料厚度(mm)——軋輥半徑(mm)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(jī)上，作用于軋機(jī)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(yīng)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(jī)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(jī)的剛性對軋制產(chǎn)品的尺寸公差有著直接的影響，而軋機(jī)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(jī)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(jī)，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(jī)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(guān)。在某一恒定不變的軋制速度情況下，當(dāng)軋制立大于某一定值時，軋機(jī)的彈性變形曲線基本上接近于直線，因此可近似地認(rèn)為軋制立的變化對剛性不發(fā)生影響。軋機(jī)剛性的改變主要由軋制速度的變化引起的，隨著軋制速度的增高，軋機(jī)的剛性系數(shù)下降。2．板寬的影響在軋制不同寬度的鋼板時，單位板寬上的軋制力的大小是不一樣的，在變形區(qū)中工作輥的壓扁量也是互不相同的。另外由于板寬不同，會造成工作輥與支持輥間的接觸壓力沿輥身長度方向有不同的分布情況，從而使工作與支持輥的接觸變形量和支持輥的彎曲變形量都發(fā)生變化。由于這些原因，板寬的大小將會影響到軋機(jī)的剛性。 聯(lián)軸器聯(lián)軸器是用于將動力由齒輪機(jī)座或電動機(jī)傳遞給軋輥，或從一個機(jī)座的軋輥傳遞給另一機(jī)座的軋輥（機(jī)座按橫列式布置時）。目前應(yīng)用較廣泛的連接軸有：萬向接軸、梅花接軸和弧形齒接軸等三種型式。一、梅花接軸與軸套 梅花接軸與軸套應(yīng)用在軋輥中心線夾具變化不大而且接軸的傾角不大于12度軋鋼機(jī)上。當(dāng)傾角很大時，就產(chǎn)生很大的摩擦損失，以及由此而產(chǎn)生的急聚磨損，從而使梅花接軸和軸套的壽命降低。采用聯(lián)合接軸，就可改善軸與軸套的磨損情況。這樣一來，凸輪一端就能很好地維護(hù)，同時由于梅花連接易于拆卸，因而不會使換輥復(fù)雜。對橫列式軋機(jī)來說，梅花軸聯(lián)接是比較通用的。但應(yīng)當(dāng)指出，在橫列式軋機(jī)中也有全部使用萬向接軸的趨勢（雖然換輥較復(fù)雜）。當(dāng)梅花接軸的傾角小于１度時，接軸軸頭為普通的梅花頭。當(dāng)傾角為～２度時，接軸軸頭一般采用外圓具有弧形半徑Ｒ的弧形梅花頭，以改善接軸與套筒的接觸情況。梅花軸聯(lián)接的各個尺寸已成系列。梅花接軸的斷面尺寸及斷面形狀與軋輥完全一樣。接軸的最小長度，應(yīng)根據(jù)在接軸上能放下兩個軸套和給吊車的鋼繩留出4080mm　間隙的條件來決定。為了使軸套在工作時不在接軸上竄動，所以在接軸的槽里應(yīng)放上木塊，并用卡箍或鐵絲捆住。當(dāng)接軸需要平衡時， 的軸頸來安裝軸承。這里指梅花頭的外徑。軸套與接軸之間要留出的間隙。軸套的突瓣與接軸的凹槽以同以半徑制成，但是為了軸套與接軸接觸得更好，應(yīng)采用不同的圓心。軸套的長度等于軋輥梅花　頭長度的兩倍，再加上軋輥梅花頭上接軸梅花頭端面的間隙。通常軸套所用的材料是灰口鑄鐵，當(dāng)應(yīng)力很大時，軸套就應(yīng)當(dāng)有鑄鋼作成。接軸所用材料是強(qiáng)度極限為kg/mm2的鑄鋼或鍛鋼梅花接軸只按扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計算，應(yīng)力的最大值在梅花頭的凹槽中，它等于： (24)式中　　——梅花外徑(mm)　　 ——扭轉(zhuǎn)力矩()圖28梅花軸套梅花軸套的強(qiáng)度計算表明，當(dāng)傾角很大時，符合不能分配在四個突瓣上，而只是由兩個突瓣來承受，這時應(yīng)力幾乎增加了二倍。由于應(yīng)力的這種不固定性，所以不推薦用梅花軸套作保險零件。必須指出，軋輥梅花頭的端部，由于軸套傾斜時產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力，常常會發(fā)生剝落現(xiàn)象，如果軋輥是鑄鐵的則更嚴(yán)重。因此，最好將軸套的突瓣作得與軋輥和接軸的梅花頭端部不相接觸。 輔助機(jī)械設(shè)備1．裝料臺架；2．加熱爐推鋼機(jī)；3．加熱爐出鋼機(jī)；4．輥道；5．分鋼機(jī)與分鋼導(dǎo)板；6．剪機(jī)；7．圍盤裝置；8．卷線機(jī)與成圈器；9．輸送冷卻設(shè)備；10．打捆機(jī)和壓卷機(jī)；11．收卷機(jī)。第3章 軋鋼機(jī)主要參數(shù)的計算及校核 軋輥一、輥身工作輥徑一般小于名義直徑，為防止孔槽切入過深。軋輥直徑可根據(jù)咬入條件咬入角ａ取7，所以輥徑取 230mm，名義輥徑 取300mm圖31軋輥結(jié)構(gòu)輥身長度： (31)——根據(jù)線材的不同，選取的余量，b=500mm，a=200mm，所以L=700mm二、輥頸輥頸的尺寸不能太大，可近似選取d=()D， 取mm三、輥頭在本設(shè)計中，采用梅花接軸。對于線材軋機(jī) mm 所以 mm 梅花接頭的長：mm四、軋輥的材料 選取45鋼，硬度＞五、軋輥的強(qiáng)度校核圖32 軋輥的受力1．輥身 作用于輥身危險斷面的彎曲應(yīng)力： (32) (33)式中 ——軋件作用在軋輥上的壓力(N) ——壓下螺絲的中心距(mm)代入數(shù)值得 MPa 查表得最大極限強(qiáng)度為20MPa所以此設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)。輥頸危險斷面上的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為： (34) (35)式中 ——輥頸直徑(mm)——輥頸危險斷面處的彎矩和扭矩() ——最大支反力(N) ——壓下螺絲中心線至輥身邊緣的距離，可以近似取為輥頸長度之半(mm)代入數(shù)值得：MPa ,MPa查表得 極限應(yīng)力分別為：MPa,MPa所以此設(shè)計符合要求。 機(jī)架1．窗口高度 窗口高度與軋輥樹木、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(guān)。計算時可根據(jù)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和各部件的尺寸具體確定。一般可用下式計算： (36)式中 ——軋輥中心距(mm)，對四輥軋機(jī)是指支承輥中心距，對三輥軋機(jī)是指上下輥中心距 ——輥頸直徑，對四輥軋機(jī)是指支承輥輥頸直徑(mm) ——軸承和軸承座的徑向厚度(mm) ——上軋輥調(diào)整距離(mm) ——慮壓下螺絲頭部伸出機(jī)架外的余量(mm)，以及安放測壓頭的可能性所以有：=600+170+55+300+150+30=1305mm2. 窗口寬度 對開式機(jī)架窗口寬度B可根據(jù)軸承座尺寸來確定，對閉式機(jī)架應(yīng)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。故此取窗口的寬度取350mm。 3．立柱斷面尺寸 機(jī)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛性，機(jī)架剛性表示它抵抗變形的能力，時間上它有機(jī)架立柱斷面尺寸有著密切的關(guān)系。機(jī)架立柱的斷面尺寸可用下面式子近似確定：當(dāng)用鑄鋼軋輥時： 式中 ——輥頸直徑，對三輥軋機(jī)指支承輥輥頸直徑(mm)故此 mm2