【文章內容簡介】 圓件在水平方向是長軸，增大了軋件與軋機的接觸面積，所以增加了軋件在機架之間運行的穩(wěn)定性；—平布置必須采用側活套。立活套的優(yōu)點：設施少、占地面積小，更易檢測和控制；如果采用立平布置，就必須采用側活套，因為立軋機上軋出的扁軋件是立著的，對水平壓輥或水平推輥磨損嚴重，所以采用平立布置且使用立活套效果更好；。在立式軋機上軋出的成品比水平軋機軋出的成品質量好控制，因為立式軋機的軋輥運行更為平穩(wěn)，成品尺寸波動小，精度高。平立布置軋機的缺點：、出口導衛(wèi)裝置更換調整較困難；。因為采用平立交替的軋機布置形式利大于弊，且精軋機的偶數(shù)架次采用平立可轉換式，可以軋制多種規(guī)格的產品[8]。 軋機布置選擇比較軋鋼機按工作機架排列成某種方式稱為軋鋼機布置，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 軋鋼機按機架排列的分類軋鋼機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間長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。 橫列式布置軋機橫列式布置的軋機，同一機列軋輥的轉速相同，軋制速度并不隨軋件長度增加而提高，因而產量小，軋機勞動生產率低，軋制產品的尺寸精度也差，不易實現(xiàn)自動控制。一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。其每架軋機上可以軋制若干道次，變形靈活，適應性強，品種范圍寬廣，控制操作客易。主要用于生產各種型材、線材和開坯生產。另外，橫列式布置軋機具有設備簡單、投資少、建廠時間短的優(yōu)點。過去我國地方小企業(yè)的軋機基本都是橫列式軋機，現(xiàn)今國內外已基本淘汰。 連續(xù)式布置的軋機連續(xù)式軋制占地少，生產率高，產量大。除了每架順次軋制一道外，還必須保持成連軋關系的各架軋機單位時間內金屬秒流量相等的原則。由于連續(xù)式布置的軋機易于實現(xiàn)軋制過程的機械化和自動化，可以采用較高的軋制速度，因而具有很大的生產能力。連續(xù)式布置的軋機是各類軋機發(fā)展的方向。 棒材軋制工藝特點軋制工藝：1～10架軋機為微張力軋制，10～18架為立活套控制，實現(xiàn)無張力軋制，保證產品尺寸精度，產品尺寸偏差可達到1/3DIN標準公差范圍的水平。導衛(wèi)裝置使用滑動導衛(wèi)和滾動導衛(wèi)，進口導衛(wèi)的鼻錐(耐磨塊)設計，滾動導衛(wèi)采用油氣潤滑和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，延長了導板和導輪的使用壽命。剪切系統(tǒng)：軋制過程共設有三臺旋轉飛剪。其中1旋轉式飛剪置于粗軋機組后，用于切頭切尾和事故碎斷處理。最大剪切直徑72mm，2旋轉式飛剪置于中軋機組后，作用同1飛剪，旋轉式飛剪置于精軋機組后，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：經余熱處理的棒材為40mm，未經余熱處理的棒材為50mm。倍尺飛剪采用優(yōu)化剪切技術可使上冷床的倍尺都為定尺的整倍數(shù)，且每支只出1支短尺并進人非尺冷床，提高了成材率及產品定尺率和剪切效率。整個過程全部由計算機控制，實現(xiàn)剪切作業(yè)的高精度。冷床和棒材分組系統(tǒng)：齒條式冷床長度120m，寬度14m，棒材經倍尺飛剪剪切后進入撥入裙板的冷床輸入輥道，電氣傳動的制動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。隨后的動齒條和固定齒條用于接收和冷卻軋件，動齒條自動驅動。接著棒材由動齒條輸送到分組輸送鏈上，在此棒材按不同規(guī)格產品剪切支數(shù)的要求分組。隨后，由平移小車將各組棒材送到冷床的輸出輥道以供剪切。齒條末端設置對齊輥道用于產品端部的對齊，經冷飛剪將棒材按定尺剪切。此冷床冷卻質量高、冷卻均勻，且具有根據(jù)要求自動編組的功能，方便定尺剪切[9]。 軋機機架數(shù)確定因為每架只軋一道的連續(xù)式軋機，只要知道軋制道次即可確定機架數(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。本設計的產品大綱中，最小規(guī)格為Φ12mm。其產品橫斷面面積為： 采用165方坯來軋制產品，則其總延伸系數(shù)為：設計孔型系統(tǒng)為箱形孔和橢圓圓的組合孔型生產系統(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)以上經驗數(shù)據(jù)，再參考同類棒材車間，μp=軋制道次和機架數(shù)可用下式確定 ()式中：N——機架數(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)式軋機布置形式，因此選取機架數(shù)為18架。生產大規(guī)格產品可甩架次（空過），減少軋制道次。綜上所述，18架軋機全線選用短應力線軋機，具體規(guī)格為：粗軋機組6架。平/立布置；形式：短應力線軋機中軋機組6架。平/立布置；形式：短應力線軋機精軋機組6架。平/立布置；形式：短應力線軋機(其中；1118機架為平/立可轉換機架)。 軋輥參數(shù) 軋輥材質軋輥由輥身、輥頸和軸頭三部分組成，軸頸安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置將軋制力傳遞給軋機機架。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。在連軋機上，要求軋輥有較高的表面硬度、強度和耐磨性，且其制造過程簡單，價格便宜，故選用鑄鐵軋輥。其性能參數(shù)見表31：表31軋輥材質、硬度、強度參數(shù)機架號軋輥材質硬度（HB）抗彎強度（N/mm2）抗拉強度（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 軋輥直徑在進行工藝設計時可以采用兩種方法來預選軋輥直徑：按經驗公式選??；參考相同類型的軋機情況選取。根據(jù)經驗，軋機軋輥直徑與軋制的坯料高度有如下的關系： ()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 不同軋機的K值范圍軋機名稱大型軋機中型軋機小型軋機K=D/H～～～參考同類車間，為中型軋機。則各機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度輥身長度是軋輥尺寸的另一重要參數(shù)。一般根據(jù)輥身長度與輥徑的比值(L/D)來選定。 （）式中： L——軋輥輥身長度，mm； D——軋輥直徑，mm； k——系數(shù)(～)型鋼軋機輥身長度主要取決于孔型配置、軋輥的抗彎強度和剛度。軋輥的輥身長度與輥徑比小時軋輥能承受較大彎曲應力，另外軋機的剛性也增加了，為提高產品精度也提供了可能，故現(xiàn)代化軋機隨著對產品精度要求的提高L/D值正逐漸減小，本車間為短應力線軋機，為提高其剛度，一般輥身長度較短，其尺寸按軋機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]，具體見表33。 軋輥軸承軋輥軸承是軋機工作機座中重要部件，應根據(jù)軋機的結構及工作條件選用。短應力線軋機一般選用四列短圓柱滾子軸承，其優(yōu)點是：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，承載能力大，允許軋輥傳遞較大的轉矩；另外，裝配的軸承的外圈和內圈可以自由脫開，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。 軋輥的調整機構軋輥的調整機構包括壓下機構和軸向調整機構。：壓下機構的目的就是調整軋輥相對軋制線的位置，即輥縫的大小，以保證軋機按規(guī)定的壓下量軋出所要求的斷面尺寸。該軋機的壓下機構采用液壓馬達驅動渦輪蝸桿，使拉桿轉動，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，使上下軸承座實現(xiàn)了同步對稱調整，兩蝸桿可以分開，以實現(xiàn)左右兩邊軸承座的分別調整。另外，軋機上還設計了手動驅動機構，可進行方便的調整。在壓下機構上還設計安裝了編碼器和壓下量指示器，以便觀察和遙控輥縫調整。：軸向調整機構的目的就是使上下軋輥的孔型具有正確地相對位置，以保證所軋出的軋件的幾何尺寸符合質量要求。由于軋輥的孔型主要靠軋輥開槽位置的精確定位來保證，因此軋機的軸向調整量一般較小，本軋機為3mm，且不需要經常調整。對短應力線軋機，通常采用上輥手動調整，其調整機構多為渦輪蝸桿或齒輪傳動驅動帶螺紋的軸套，從而推動軋輥滾動軸承的內圈移動，實現(xiàn)軋輥的軸向移動[11]。表33 軋輥參數(shù)機架號軋輥直徑D(mm)輥身長度L(mm)輥頸直徑d(mm)輥頸長度l(mm)168076035032026807603503203680760350320468076035032056607603403206660760340320760075032028086007503202809600750320280106007503202801160075032028012600750320280134407502202201444075022022015440750220220164407502202201736065018018018360650180180第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設計第4章 孔型系統(tǒng)選擇與設計 孔型設計的要求與基本原則成品質量好：包括產品斷面幾何形狀正確，尺寸公差合格，表面光潔，無缺陷，機械性能好；軋機產量高：合理的孔型設計應使軋制節(jié)奏時間最短，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的作業(yè)率；產品的成品低，即使金屬消耗、電能消耗合軋輥等技術經濟指針降到最低；適應平立軋機的設備條件。 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)適合平立交替軋機使用，軋件沒有尖角低溫處，斷面溫度比較均勻。橢圓孔磨損也較為均勻（相對方進橢）。 箱形孔型系統(tǒng) 箱形孔型系統(tǒng)箱形孔型的優(yōu)點如下：，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)，提高軋機的作業(yè)率。因此孔型磨損均勻，且變形能耗少。，這對改善軋件表面質量是有益的。．箱形孔型在軋輥上的切槽淺．軋輥強度較高，故允許采用較大的道次變形量。其缺點如下：，難以從箱形孔型軋出幾何形狀精確的軋件。，故軋件側表面不易平直，甚至出現(xiàn)皺紋。，采用箱形孔型軋制大型和中型斷而時軋制穩(wěn)定，軋制小型斷面時穩(wěn)定性較差。它適用于小型棒材粗軋機架。 橢圓－圓孔型系統(tǒng) 橢圓圓孔型系統(tǒng)該孔型系統(tǒng)特點如下：變形較為均勻。孔型形狀能使軋件從一種斷面平滑的轉換成另一種斷面，從而避免了金屬由于劇烈的不均勻變形而產生的局部應力；在此孔型中軋出的軋件沒有尖銳的棱角，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，這樣當改變品種規(guī)格時，可以只換孔不換輥，從而減少軋輥儲量和換輥次數(shù)；延伸系數(shù)小，因而增加了軋制道次，降低了產量，增加了軋輥與設備的消耗，提高了產品成本；橢圓軋件在圓孔型中不易穩(wěn)定，要求圓孔型入口夾板調整機準確；在圓孔型中，對寬展敏感大，容易出耳子，因此調整嚴格[11]。鑒于橢圓－圓孔型系統(tǒng)的上述特點，主要是由于延伸系數(shù)小，增加了軋制道次，使軋機工作效率低，產量降低和成本的提高，但是由于質量好，減少了精整工序和精整設備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補償所增加的成本。隨著圓鋼軋制技術的進步與線材連軋的發(fā)展，橢圓－圓孔型系統(tǒng)已逐漸被推廣，應用于圓鋼精軋孔型系統(tǒng)與線材的精軋機上。特別是軋制線材的45176。無扭轉精軋機組，也用它作為延伸孔型[12]。綜上所述，本設計的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 典型產品Φ24圓鋼的孔型設計由前面設計可知，本車間的軋機共18架，軋制過程中用其中的18架，也就是說采用18個孔型系統(tǒng)進行軋制。 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，此時充分利用軋件溫度高，塑性好，變形抗力低的特點，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，橢圓孔的延伸系數(shù)比圓形孔的相對大些。連鑄坯斷面積： F0=165165=27225mm2 熱膨脹系數(shù) η=～，一般生產取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)