【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上的力 （）上式右邊的第二項(xiàng)和第三項(xiàng)分別為后滑和前滑區(qū)摩擦力在垂直方向上的分力，它們與第一項(xiàng)相比，其值甚小，可以忽略不計(jì)，則軋制力可寫成下式： （）常用下式表示： （）—接觸面上的單位壓力—接觸弧面積—單位壓力 影響平均單位壓力的因素影響平均單位壓力的因素有：軋件的力學(xué)性能因素，軋件應(yīng)力狀態(tài)特性因素。跟均研究，屬于影響軋件力學(xué)性能（簡(jiǎn)單拉、壓條件下的實(shí)際變形抗力）的因素有：金屬的本性、溫度、變形程度和變形速度，可寫成下式： （） 式中：、分別為考慮溫度、變形程度和變形速度對(duì)軋件力學(xué)性能的影響系數(shù)?！胀o態(tài)機(jī)械試驗(yàn)條件下的金屬屈服極限。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)可寫成下式： （）式中：—考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)—外摩擦影響系數(shù)—外端影響系數(shù)—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。水平應(yīng)力是單位壓力和單位摩擦力在水平方向投影的代數(shù)和除以該截面軋件的厚度得到的。單位摩擦力和摩擦系數(shù)越大，水平應(yīng)力就越大，單位壓力也就越大，單位壓力的平均值自然也就越大。試驗(yàn)表明，隨著軋件厚度的增加，單位壓力相應(yīng)降低。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。軋輥直徑對(duì)單位壓力的影響，一般以軋輥直徑與軋件厚度的比值反映，隨著比值的減小，單位壓力也降低。因?yàn)檐堓佒睆綔p小后，摩擦力的水平分力減小，從而水平應(yīng)力也減小，使單位壓力降低，軋制力降低。另一方面，由于軋輥直徑減小將使接觸面積減小，也會(huì)使軋制力降低。所以在軋制薄板時(shí)，要采用小直徑的軋輥。外摩擦對(duì)單位壓力的綜合影響，用來(lái)表示。變形區(qū)長(zhǎng)度與軋件平均告訴的比值小于1時(shí)，外摩擦影響可以不考慮。(2) 外區(qū)金屬影響即變形區(qū)以外金屬對(duì)單位壓力的影響，主要是由于軋制時(shí)變形區(qū)內(nèi)金屬的不均勻變形引起變形區(qū)外的盡速局部變形，從而改變了變形區(qū)內(nèi)金屬的應(yīng)力狀態(tài)，使單位壓力加大。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。這種不均勻變形的趨勢(shì)，受到變形區(qū)前后端外部金屬的限制，引起變形區(qū)內(nèi)水平應(yīng)力的增加，因而使單位壓力增高。當(dāng)變形區(qū)長(zhǎng)度與軋件平均高度的比值小于1時(shí)，不均勻變形較大，外區(qū)金屬影響變得明顯，隨著的減小，不均勻變形愈加嚴(yán)重，外區(qū)金屬影響也就逐漸加大。（3） 張力的影響 張力軋制時(shí)，變形區(qū)金屬在軋制方向產(chǎn)生附加應(yīng)力，使三向應(yīng)力狀態(tài)的水平方向主應(yīng)力減小，這就降低了平均單位壓力。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。 根據(jù)各類軋機(jī)軋制條件的差別，主要反映在軋件高度，各道壓下量和軋輥半徑等參數(shù)的不同上。如前所述，變形區(qū)特征參數(shù)綜合反映了這三個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響。初軋機(jī)其軋制特點(diǎn)是軋件厚度大，的比值較小，～，當(dāng)＜1時(shí)，外區(qū)金屬對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的，而外摩擦對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響不是主要的，此時(shí)可取外摩擦影響系數(shù)=1，初軋時(shí)無(wú)張力，故張力影響系數(shù)=1。厚板、中板軋機(jī)從軋制特點(diǎn)來(lái)看，厚板、中板軋機(jī)的頭幾個(gè)軋制道次與初軋、開(kāi)柸軋機(jī)相近，外區(qū)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的。由于厚板、中板軋機(jī)軋機(jī)寬度較大，可近似認(rèn)為是平面變形問(wèn)題，不考慮寬展的影響，故平均單位壓力公式為： （）軋制力平均單位壓力可用下列公式的一般形式表示： （）或 （）除了外，所有系數(shù)都大于1，在有些張力大而外端摩擦力小的情況下，實(shí)際上，這一系數(shù)對(duì)單位壓力影響最大，而且隨軋制條件和外摩擦的變化，此系數(shù)能在很大范圍內(nèi)變化：平均=。綜上所述，確定軋件對(duì)軋輥的總壓力，必須求出接觸面積F,應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)及反應(yīng)軋件力學(xué)性能的實(shí)際變形抗力。 接觸面積的確定根據(jù)分析，在一般軋制情況下，軋件對(duì)軋輥的總壓力作用在垂直方向上，或近似于垂直方向上，而接觸面積應(yīng)與此總壓力作用方向垂直，故在一般實(shí)際計(jì)算中接觸面積F并非軋件與軋輥的實(shí)際接觸面積，而是實(shí)際接觸面積的水平投影。習(xí)慣上稱此面積為接觸面積。考慮軋輥的彈性壓扁，在冷軋較硬的合金時(shí)，由于軋輥承受軋件的高壓作用，產(chǎn)生局部彈性壓扁的現(xiàn)象，結(jié)果使接觸弧長(zhǎng)度顯著增大，在接觸弧長(zhǎng)很小的薄板與帶材軋制中，此影響非常大。四輥熱軋中厚板，軋制時(shí)接觸弧長(zhǎng)由于軋輥彈性壓扁而增長(zhǎng)影響比較小，可以忽略不計(jì)，其面積計(jì)算方法如下：輥徑相同，軋件與軋輥接觸面積一般公式為 （）式中：l—變形區(qū)長(zhǎng)度 —在變形區(qū)軋件的平均寬度變形區(qū)長(zhǎng)度： （） R= =其中：軋件厚度=250mm軋件原始寬度=2150mm/=250/2150=軋件寬度遠(yuǎn)大于厚度，軋制時(shí)的寬展可視為零，則：=2150150= 金屬變形抗力的確定金屬及合金的實(shí)際變形抗力取決于金屬及合金的本性屈服極限、軋制溫度、軋制速度和變形程度的影響，下面分別加以討論。金屬的化學(xué)成分和組織對(duì)變形阻力有顯著的影響。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。同一化學(xué)成份的金屬和合金，由于組織不同，其變形阻力也不同。晶粒小者具有較大變形阻力，組織不均勻、具有加工硬化的比組織均勻、退火軟化狀態(tài)者有更大的變形阻力。 金屬屈服極限對(duì)金屬變形抗力的影響通常用金屬及合金的屈服極限來(lái)反映金屬及合金本性對(duì)實(shí)際變形抗力的影響。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。如鋼壓縮時(shí)的屈服極限比拉伸的屈服極限比拉伸時(shí)的屈服極限大10%；而有些金屬壓縮時(shí)和拉伸時(shí)的屈服極限相同。因此，在選取時(shí)，一般用壓縮時(shí)的屈服極限，它與軋制變形較接近。對(duì)有些金屬在靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)中很難測(cè)出，尤其是在高溫下更困難，這時(shí)可以用屈服強(qiáng)度來(lái)代替。近年來(lái)由于熱變形模擬試驗(yàn)機(jī)的出現(xiàn)，為各種狀態(tài)下的的測(cè)定提供了有力條件。是在一定條件測(cè)得的，其值可查相關(guān)資料得到。 軋制溫度對(duì)金屬變形抗力的影響軋制溫度對(duì)金屬屈服極限有很大影響。一般情況是隨著軋制溫度升高，屈服極限下降，這是由于降低了金屬原子間的結(jié)合力。在高溫下，含碳量對(duì)金屬變形阻力影響不大。軋制溫度對(duì)盡速屈服極限的影響用變形溫度影響系數(shù)來(lái)表示，其值可查。在確定溫度影響系數(shù)時(shí)，一方面要有可靠的屈服極限與溫度關(guān)系的資料，另一方面還要確定出金屬熱軋時(shí)的實(shí)際溫度，也就是要確定熱軋時(shí)溫度的變化。 軋件變形程度對(duì)金屬變形抗力的影響變形程度影響系數(shù)可以分為冷軋和熱軋兩種情況。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。所以在冷軋時(shí)只需要考慮變形程度對(duì)變形抗力的影響。在一般情況下，這種影響是用金屬屈服極限與壓縮率關(guān)系曲線來(lái)判斷的，其變化規(guī)律對(duì)不同金屬是不同的，合金比純金屬要大些。熱軋時(shí)，金屬雖然沒(méi)有加工硬化，但實(shí)際上變形程度對(duì)屈服極限是有影響的。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(kāi)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。所以在熱軋時(shí)也必須考慮這種情況。 在熱軋時(shí)，變形程度對(duì)變形阻力的影響較小，一般隨著變形速度的提高，變形阻力稍有增大。這是由于熱軋一般是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的，在強(qiáng)化的同時(shí)存在著強(qiáng)化的消除，通過(guò)再結(jié)晶和恢復(fù)使組織均勻長(zhǎng)大，從而降低變形阻力。 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 。在熱軋生產(chǎn)中，變形速度對(duì)變形阻力的影響顯著。通常隨著變形速度的提高，變形阻力增大。根據(jù)研究可知，冷軋時(shí)由于變形速度的影響小，所以，變形速度影響系數(shù)可取為1。而熱軋時(shí)，由于軋制過(guò)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。 熱軋時(shí)金屬實(shí)際變形抗力確定在熱軋條件下，加工硬化的影響可忽略不計(jì)，≈1，因此熱軋時(shí)金屬實(shí)際抗力公式為： ()，變形溫度對(duì)變形抗力的影響.....ε=40%,———ε=20%為了便于實(shí)際應(yīng)用，用試驗(yàn)的方法將上述綜合影響反映在一個(gè)曲線圖中。的值可以從曲線圖中直接查出。在確定的曲線圖中，反映出鋼種、變形速度、變形溫度和壓下量對(duì)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(zhǎng)度內(nèi)的平均值。變形速度： ()式中：—平均軋制速度，初軋取=2m/s l=150mm H=250mm =45mm 假設(shè)為第一道軋制，則平均壓下率為： () ： () 總軋制力的計(jì)算 ()F=6 壓下部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)壓下是上輥調(diào)整裝置中最常用的，通常包括：電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、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(cè)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)。在初軋機(jī)，板柸軋機(jī)、萬(wàn)能軋機(jī)等軋機(jī)上，幾乎每一道軋制都需要調(diào)整輥縫，以保證軋件按給定壓下量軋出所要求的斷面尺寸。在軋制過(guò)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。上輥調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它用途最廣，安裝在所有軋機(jī)上，壓下機(jī)構(gòu)的選擇要滿足工藝的要求，其中電動(dòng)壓下是最常用的壓下裝置。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(cè)壓儀等部件。在可逆軋機(jī)上還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)，以處理卡鋼事故。在軋制過(guò)程中，有很多因素會(huì)引起軋件的厚度偏差。這些因素都與軋件和軋機(jī)有關(guān)。軋件方面的因素有：軋件厚度不均勻、軋件沿長(zhǎng)度方向溫度或機(jī)械性能不均勻等。軋機(jī)方面的因素有：軋制速度和張力的變化、軋輥熱膨脹和磨損及軋輥偏心、軋制過(guò)程中機(jī)架的變形等。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(guò)程中能調(diào)整輥縫，以控制和減小軋件縱向厚度偏差。壓下控制系統(tǒng)輥縫的控制最后都是由軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行的，選擇合理的壓下機(jī)構(gòu)，及合理的設(shè)計(jì)壓下機(jī)構(gòu)以調(diào)整輥縫。 。 壓下螺絲壓下螺絲一般由頭部、本體和尾部三個(gè)部分組成。頭部與上軋輥軸承座接觸，承受來(lái)自軸頸的壓力和上輥平衡裝置的過(guò)平衡力。為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時(shí)的磨損并使上軋輥軸承具有自動(dòng)調(diào)位能力，壓下螺絲的端部一般都做成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推軸承。壓下螺絲尾部是傳動(dòng)端，承受來(lái)自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。尾部斷面的形狀主要有方形、花鍵形和圓柱形三種。方形尾部四面鑲有青銅板，它主要用于快速壓下裝置。花鍵形尾部的承載能力大，尾部強(qiáng)度削弱得小，多用在低速、重載的帶鋼軋機(jī)上。帶鍵槽圓柱形尾部?jī)H用在輕負(fù)荷的壓下裝置中。壓下螺絲的基本參數(shù)是螺紋部分的外徑d和螺距t, 可按照國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取。 壓下螺絲外徑的確定壓下螺絲的直徑由最大軋制力確定。由于壓下螺絲的細(xì)長(zhǎng)比很小，其縱向彎曲可忽略不計(jì)。由于壓下螺絲和軋輥頸承受同樣大