【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圓件在水平方向是長(zhǎng)軸，增大了軋件與軋機(jī)的接觸面積，所以增加了軋件在機(jī)架之間運(yùn)行的穩(wěn)定性；—平布置必須采用側(cè)活套。立活套的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)施少、占地面積小，更易檢測(cè)和控制；如果采用立平布置，就必須采用側(cè)活套，因?yàn)榱④垯C(jī)上軋出的扁軋件是立著的，對(duì)水平壓輥或水平推輥磨損嚴(yán)重，所以采用平立布置且使用立活套效果更好；。在立式軋機(jī)上軋出的成品比水平軋機(jī)軋出的成品質(zhì)量好控制，因?yàn)榱⑹杰垯C(jī)的軋輥運(yùn)行更為平穩(wěn)，成品尺寸波動(dòng)小，精度高。平立布置軋機(jī)的缺點(diǎn)：、出口導(dǎo)衛(wèi)裝置更換調(diào)整較困難；。因?yàn)椴捎闷搅⒔惶娴能垯C(jī)布置形式利大于弊，且精軋機(jī)的偶數(shù)架次采用平立可轉(zhuǎn)換式，可以軋制多種規(guī)格的產(chǎn)品[8]。 軋機(jī)布置選擇比較軋鋼機(jī)按工作機(jī)架排列成某種方式稱(chēng)為軋鋼機(jī)布置，可以分為六種：；，包括一列、二列和多列式布置；(跟蹤式)布置；；；。a—單機(jī)架；b—橫列式；c—順列式；d—布棋式；e—半連續(xù)式；f—連續(xù)式 軋鋼機(jī)按機(jī)架排列的分類(lèi)軋鋼機(jī)布置的基本形式只有三種。即橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。布棋式布置可以視為為了縮短車(chē)間長(zhǎng)度所采取的順列式布置的一種變形，而半連續(xù)式布置則常常是連續(xù)式和其它形式(例如：橫列式布置)的組合。 橫列式布置軋機(jī)橫列式布置的軋機(jī)，同一機(jī)列軋輥的轉(zhuǎn)速相同，軋制速度并不隨軋件長(zhǎng)度增加而提高，因而產(chǎn)量小，軋機(jī)勞動(dòng)生產(chǎn)率低，軋制產(chǎn)品的尺寸精度也差，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。其每架軋機(jī)上可以軋制若干道次，變形靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，品種范圍寬廣，控制操作客易。主要用于生產(chǎn)各種型材、線材和開(kāi)坯生產(chǎn)。另外，橫列式布置軋機(jī)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、建廠時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。過(guò)去我國(guó)地方小企業(yè)的軋機(jī)基本都是橫列式軋機(jī)，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外已基本淘汰。 連續(xù)式布置的軋機(jī)連續(xù)式軋制占地少，生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大。除了每架順次軋制一道外，還必須保持成連軋關(guān)系的各架軋機(jī)單位時(shí)間內(nèi)金屬秒流量相等的原則。由于連續(xù)式布置的軋機(jī)易于實(shí)現(xiàn)軋制過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化，可以采用較高的軋制速度，因而具有很大的生產(chǎn)能力。連續(xù)式布置的軋機(jī)是各類(lèi)軋機(jī)發(fā)展的方向。 棒材軋制工藝特點(diǎn)軋制工藝：1～10架軋機(jī)為微張力軋制，10～18架為立活套控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)張力軋制，保證產(chǎn)品尺寸精度，產(chǎn)品尺寸偏差可達(dá)到1/3DIN標(biāo)準(zhǔn)公差范圍的水平。導(dǎo)衛(wèi)裝置使用滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)和滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)的鼻錐(耐磨塊)設(shè)計(jì)，滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)采用油氣潤(rùn)滑和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，延長(zhǎng)了導(dǎo)板和導(dǎo)輪的使用壽命。剪切系統(tǒng)：軋制過(guò)程共設(shè)有三臺(tái)旋轉(zhuǎn)飛剪。其中1旋轉(zhuǎn)式飛剪置于粗軋機(jī)組后，用于切頭切尾和事故碎斷處理。最大剪切直徑72mm，2旋轉(zhuǎn)式飛剪置于中軋機(jī)組后，作用同1飛剪，旋轉(zhuǎn)式飛剪置于精軋機(jī)組后，也叫倍尺剪，是將棒材在上冷床前成倍尺分段，同樣起事故碎斷處理作用。最大剪切直徑為：經(jīng)余熱處理的棒材為40mm，未經(jīng)余熱處理的棒材為50mm。倍尺飛剪采用優(yōu)化剪切技術(shù)可使上冷床的倍尺都為定尺的整倍數(shù)，且每支只出1支短尺并進(jìn)人非尺冷床，提高了成材率及產(chǎn)品定尺率和剪切效率。整個(gè)過(guò)程全部由計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)剪切作業(yè)的高精度。冷床和棒材分組系統(tǒng)：齒條式冷床長(zhǎng)度120m，寬度14m，棒材經(jīng)倍尺飛剪剪切后進(jìn)入撥入裙板的冷床輸入輥道，電氣傳動(dòng)的制動(dòng)裙板使棒材降速并將他們撥入冷床，冷床的初始部分為矯直板，使棒材保持平直。隨后的動(dòng)齒條和固定齒條用于接收和冷卻軋件，動(dòng)齒條自動(dòng)驅(qū)動(dòng)。接著棒材由動(dòng)齒條輸送到分組輸送鏈上，在此棒材按不同規(guī)格產(chǎn)品剪切支數(shù)的要求分組。隨后，由平移小車(chē)將各組棒材送到冷床的輸出輥道以供剪切。齒條末端設(shè)置對(duì)齊輥道用于產(chǎn)品端部的對(duì)齊，經(jīng)冷飛剪將棒材按定尺剪切。此冷床冷卻質(zhì)量高、冷卻均勻，且具有根據(jù)要求自動(dòng)編組的功能，方便定尺剪切[9]。 軋機(jī)機(jī)架數(shù)確定因?yàn)槊考苤卉堃坏赖倪B續(xù)式軋機(jī)，只要知道軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)。首先確定總延伸系數(shù) ()式中：μ——壓縮比；F0——鋼坯斷面積；——成品斷面積。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品大綱中，最小規(guī)格為Φ12mm。其產(chǎn)品橫斷面面積為： 采用165方坯來(lái)軋制產(chǎn)品，則其總延伸系數(shù)為：設(shè)計(jì)孔型系統(tǒng)為箱形孔和橢圓圓的組合孔型生產(chǎn)系統(tǒng)。箱形孔平均延伸系數(shù) μp=～ ；橢圓圓平均延伸系數(shù) μp=～；根據(jù)以上經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再參考同類(lèi)棒材車(chē)間，μp=軋制道次和機(jī)架數(shù)可用下式確定 ()式中：N——機(jī)架數(shù)目μ∑——由坯料到成品的總延伸系數(shù)；μp——各道次的平均延伸系數(shù)。軋制道次由于選用了連續(xù)式軋機(jī)布置形式，因此選取機(jī)架數(shù)為18架。生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品可甩架次（空過(guò)），減少軋制道次。綜上所述，18架軋機(jī)全線選用短應(yīng)力線軋機(jī)，具體規(guī)格為：粗軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)中軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)精軋機(jī)組6架。平/立布置；形式：短應(yīng)力線軋機(jī)(其中；1118機(jī)架為平/立可轉(zhuǎn)換機(jī)架)。 軋輥參數(shù) 軋輥材質(zhì)軋輥由輥身、輥頸和軸頭三部分組成，軸頸安裝在軸承中，并通過(guò)軸承座和壓下裝置將軋制力傳遞給軋機(jī)機(jī)架。軸頭與聯(lián)接軸相連，并傳遞軋制力矩。輥身直接和軋件相接觸。在連軋機(jī)上，要求軋輥有較高的表面硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且其制造過(guò)程簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，故選用鑄鐵軋輥。其性能參數(shù)見(jiàn)表31：表31軋輥材質(zhì)、硬度、強(qiáng)度參數(shù)機(jī)架號(hào)軋輥材質(zhì)硬度（HB）抗彎強(qiáng)度（N/mm2）抗拉強(qiáng)度（N/mm2）1～4鑄鋼310～3508005005～8球墨鑄鐵4308005009～12球墨鑄鐵460125060013～18球墨鑄鐵5141100500 軋輥直徑在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)可以采用兩種方法來(lái)預(yù)選軋輥直徑：按經(jīng)驗(yàn)公式選取；參考相同類(lèi)型的軋機(jī)情況選取。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，軋機(jī)軋輥直徑與軋制的坯料高度有如下的關(guān)系： ()式中D—— 軋輥直徑，(毫米)； K—— 系數(shù)；可按下表選??； H—— 坯料高度，(毫米)。表32 不同軋機(jī)的K值范圍軋機(jī)名稱(chēng)大型軋機(jī)中型軋機(jī)小型軋機(jī)K=D/H～～～參考同類(lèi)車(chē)間，為中型軋機(jī)。則各機(jī)架的軋輥直徑選擇為： 14 D=680mm； 56 D=660 mm； 712 D=600mm； 1316 D=440 mm； 1718 D=360 mm。 (D值為最大直徑) 軋輥輥頸直徑和輥頸長(zhǎng)度輥身長(zhǎng)度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。一般根據(jù)輥身長(zhǎng)度與輥徑的比值(L/D)來(lái)選定。 （）式中： L——軋輥輥身長(zhǎng)度，mm； D——軋輥直徑，mm； k——系數(shù)(～)型鋼軋機(jī)輥身長(zhǎng)度主要取決于孔型配置、軋輥的抗彎強(qiáng)度和剛度。軋輥的輥身長(zhǎng)度與輥徑比小時(shí)軋輥能承受較大彎曲應(yīng)力，另外軋機(jī)的剛性也增加了，為提高產(chǎn)品精度也提供了可能，故現(xiàn)代化軋機(jī)隨著對(duì)產(chǎn)品精度要求的提高L/D值正逐漸減小，本車(chē)間為短應(yīng)力線軋機(jī)，為提高其剛度，一般輥身長(zhǎng)度較短，其尺寸按軋機(jī)制造廠商提供的參數(shù)并從中選取，一般近似地選d=(～)D，l/d=～[10]，具體見(jiàn)表33。 軋輥軸承軋輥軸承是軋機(jī)工作機(jī)座中重要部件，應(yīng)根據(jù)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作條件選用。短應(yīng)力線軋機(jī)一般選用四列短圓柱滾子軸承，其優(yōu)點(diǎn)是：有較好的抗沖擊性能和較小的徑向尺寸，摩擦系數(shù)小，精度高，剛度大，壽命長(zhǎng)，承載能力大，允許軋輥傳遞較大的轉(zhuǎn)矩；另外，裝配的軸承的外圈和內(nèi)圈可以自由脫開(kāi)，故軸承座與軋輥的裝配變成了軸承本身的自由裝配，使操作更方便。 軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)包括壓下機(jī)構(gòu)和軸向調(diào)整機(jī)構(gòu)。：壓下機(jī)構(gòu)的目的就是調(diào)整軋輥相對(duì)軋制線的位置，即輥縫的大小，以保證軋機(jī)按規(guī)定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸。該軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿，使拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在拉桿上加工有與軸承座中壓下螺母相嚙合的左右旋螺紋，使上下軸承座實(shí)現(xiàn)了同步對(duì)稱(chēng)調(diào)整，兩蝸桿可以分開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)左右兩邊軸承座的分別調(diào)整。另外，軋機(jī)上還設(shè)計(jì)了手動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可進(jìn)行方便的調(diào)整。在壓下機(jī)構(gòu)上還設(shè)計(jì)安裝了編碼器和壓下量指示器，以便觀察和遙控輥縫調(diào)整。：軸向調(diào)整機(jī)構(gòu)的目的就是使上下軋輥的孔型具有正確地相對(duì)位置，以保證所軋出的軋件的幾何尺寸符合質(zhì)量要求。由于軋輥的孔型主要靠軋輥開(kāi)槽位置的精確定位來(lái)保證，因此軋機(jī)的軸向調(diào)整量一般較小，本軋機(jī)為3mm，且不需要經(jīng)常調(diào)整。對(duì)短應(yīng)力線軋機(jī)，通常采用上輥手動(dòng)調(diào)整，其調(diào)整機(jī)構(gòu)多為渦輪蝸桿或齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)帶螺紋的軸套，從而推動(dòng)軋輥滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)軋輥的軸向移動(dòng)[11]。表33 軋輥參數(shù)機(jī)架號(hào)軋輥直徑D(mm)輥身長(zhǎng)度L(mm)輥頸直徑d(mm)輥頸長(zhǎng)度l(mm)168076035032026807603503203680760350320468076035032056607603403206660760340320760075032028086007503202809600750320280106007503202801160075032028012600750320280134407502202201444075022022015440750220220164407502202201736065018018018360650180180第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設(shè)計(jì)第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設(shè)計(jì) 孔型設(shè)計(jì)的要求與基本原則成品質(zhì)量好：包括產(chǎn)品斷面幾何形狀正確，尺寸公差合格，表面光潔，無(wú)缺陷，機(jī)械性能好；軋機(jī)產(chǎn)量高：合理的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)使軋制節(jié)奏時(shí)間最短，一般情況是軋制勻形，使串輥的次數(shù)最少，這些有可能提高軋機(jī)的作業(yè)率；產(chǎn)品的成品低，即使金屬消耗、電能消耗合軋輥等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針降到最低；適應(yīng)平立軋機(jī)的設(shè)備條件。 孔型系統(tǒng)的選擇棒材孔型系統(tǒng)一般為橢圓圓系統(tǒng)，這種系統(tǒng)適合平立交替軋機(jī)使用，軋件沒(méi)有尖角低溫處，斷面溫度比較均勻。橢圓孔磨損也較為均勻（相對(duì)方進(jìn)橢）。 箱形孔型系統(tǒng) 箱形孔型系統(tǒng)箱形孔型的優(yōu)點(diǎn)如下：，共用性好。這樣可以減少孔型數(shù)量，減少換孔或換輥次數(shù)，提高軋機(jī)的作業(yè)率。因此孔型磨損均勻，且變形能耗少。，這對(duì)改善軋件表面質(zhì)量是有益的。．箱形孔型在軋輥上的切槽淺．軋輥強(qiáng)度較高，故允許采用較大的道次變形量。其缺點(diǎn)如下：，難以從箱形孔型軋出幾何形狀精確的軋件。，故軋件側(cè)表面不易平直，甚至出現(xiàn)皺紋。，采用箱形孔型軋制大型和中型斷而時(shí)軋制穩(wěn)定，軋制小型斷面時(shí)穩(wěn)定性較差。它適用于小型棒材粗軋機(jī)架。 橢圓－圓孔型系統(tǒng) 橢圓圓孔型系統(tǒng)該孔型系統(tǒng)特點(diǎn)如下：變形較為均勻?？仔托螤钅苁管埣囊环N斷面平滑的轉(zhuǎn)換成另一種斷面，從而避免了金屬由于劇烈的不均勻變形而產(chǎn)生的局部應(yīng)力；在此孔型中軋出的軋件沒(méi)有尖銳的棱角，可以保證軋件斷面各處冷卻均勻，因此，軋制時(shí)不易形成皺紋；孔型形狀有利于去除軋件上的氧化鐵皮，使軋件具有良好的表面；在某些情況下，可以在橢圓－圓孔型系統(tǒng)中的圓孔型軋出成品圓鋼，這樣當(dāng)改變品種規(guī)格時(shí)，可以只換孔不換輥，從而減少軋輥儲(chǔ)量和換輥次數(shù)；延伸系數(shù)小，因而增加了軋制道次，降低了產(chǎn)量，增加了軋輥與設(shè)備的消耗，提高了產(chǎn)品成本；橢圓軋件在圓孔型中不易穩(wěn)定，要求圓孔型入口夾板調(diào)整機(jī)準(zhǔn)確；在圓孔型中，對(duì)寬展敏感大，容易出耳子，因此調(diào)整嚴(yán)格[11]。鑒于橢圓－圓孔型系統(tǒng)的上述特點(diǎn)，主要是由于延伸系數(shù)小，增加了軋制道次，使軋機(jī)工作效率低，產(chǎn)量降低和成本的提高，但是由于質(zhì)量好，減少了精整工序和精整設(shè)備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補(bǔ)償所增加的成本。隨著圓鋼軋制技術(shù)的進(jìn)步與線材連軋的發(fā)展，橢圓－圓孔型系統(tǒng)已逐漸被推廣，應(yīng)用于圓鋼精軋孔型系統(tǒng)與線材的精軋機(jī)上。特別是軋制線材的45176。無(wú)扭轉(zhuǎn)精軋機(jī)組，也用它作為延伸孔型[12]。綜上所述，本設(shè)計(jì)的Φ24棒材的孔型系統(tǒng)為箱型孔與橢圓－圓孔型系統(tǒng)的組合。具體孔型系統(tǒng)為：粗軋： 箱型－方箱－平橢圓—圓—橢圓－圓中軋： 橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓－圓精軋： 橢圓－圓－橢圓－圓—橢圓—圓 典型產(chǎn)品Φ24圓鋼的孔型設(shè)計(jì)由前面設(shè)計(jì)可知，本車(chē)間的軋機(jī)共18架，軋制過(guò)程中用其中的18架，也就是說(shuō)采用18個(gè)孔型系統(tǒng)進(jìn)行軋制。 分配延伸系數(shù)分配延伸系數(shù)的依據(jù)：，軋件的溫度較高，氧化鐵皮多，摩擦系數(shù)小，咬入困難，此時(shí)延伸系數(shù)的分配主要考慮咬入條件的限制；，咬入條件大為改善，此時(shí)充分利用軋件溫度高，塑性好，變形抗力低的特點(diǎn)，給以大變形；，減少孔型磨損，提高軋輥使用壽命，以及降低能耗，應(yīng)采用較小的延伸系數(shù)，此外，由于橢圓孔和圓形孔的不特點(diǎn)，橢圓孔的延伸系數(shù)比圓形孔的相對(duì)大些。連鑄坯斷面積： F0=165165=27225mm2 熱膨脹系數(shù) η=～，一般生產(chǎn)取η=Φ24圓鋼橫截面積：Φ24圓鋼的總延伸系數(shù)為： ()式中：μ∑——總延伸系數(shù)F0——原料斷面面積Fn——成品斷面面積分配各道次延伸系數(shù)：μ∑=μ1μ2μ3…μn=表41 孔型延伸系數(shù) 孔型系統(tǒng)箱型橢圓型圓型延伸系數(shù)