【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用四根立柱!絲杠? 浮動(dòng)球絞聯(lián)結(jié), 構(gòu)成平行六面體形狀的軋輥組合, 由四根立柱承受軋制力, 當(dāng)軋輥受力彎曲時(shí), 軋輥軸承自動(dòng)找正, 減少軸承的邊緣壓力。立柱的位置緊靠軋輥軸承的外圈, 螺母設(shè)置在軸承座應(yīng)力線上，使得軋輥組合的應(yīng)力線呈扁橢圓狀。此外, 盡量減少應(yīng)力線上零件的數(shù)量和接觸面的數(shù)量, 加大軋輥平衡力保證接觸部位緊密接觸, 使軋機(jī)的彈性曲線上初始的非線性段減少。軋機(jī)設(shè)置了從上面對(duì)上下軋輥進(jìn)行調(diào)節(jié)的徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu), 把受力的立柱與傳動(dòng)絲杠巧妙地結(jié)合起來(lái), 立柱一端為右旋螺紋,另一端為左旋螺紋, 均與球面端螺母相配合, 螺母與球面墊浮動(dòng)聯(lián)結(jié), 形成球絞, 球面墊放置軸承座上, 依靠燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6軋輥平衡力壓緊, 當(dāng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng), 從而使上下輥軸承座沿立柱對(duì)稱移動(dòng), 軋輥分離或靠近, 實(shí)現(xiàn)軋輥徑向調(diào)節(jié)。兩雙蝸輪減速機(jī)之間裝有離合聯(lián)軸器,接通離合聯(lián)軸器時(shí), 兩端軸承座同步移動(dòng),斷開離合聯(lián)軸器時(shí), 兩端軸承座單獨(dú)調(diào)節(jié)。在軋輥軸承的非傳動(dòng)側(cè)設(shè)置有能夠承受雙向軸向力的止推軸承機(jī)構(gòu), 非傳動(dòng)側(cè)軸承座的側(cè)蓋與支座立柱相連, 構(gòu)成了剛度較大的軋輥軸向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。軋輥軸承采用剛度大精度高的內(nèi)座圈可拆卸的四列短圓柱滾子軸承,軋制力通過(guò)軸承向軸承座的兩側(cè)傳遞到立柱上, 改善了軋輥軸承負(fù)荷的分布, 延長(zhǎng)了軸承的使用壽命。軋輥平衡多數(shù)采用同步彈份平衡機(jī)構(gòu), 封閉在軸承座內(nèi), 平衡力大小與輥縫無(wú)關(guān)。對(duì)軸向調(diào)節(jié)盆很小的軋機(jī), 也可以采用普通的彈黃平衡, 把彈簧放在上下輥軸承座之間。整體軋機(jī)（圖 1）可以拆分為三大部份。 軋輥組合，雙蝸輪減速機(jī)組， 支座。軋輥組合是軋機(jī)的核心, 它包括四個(gè)立柱, 上下軋輥軸承座, 螺母和球面墊及軋輥平衡機(jī)構(gòu)等。雙蝸輪減速機(jī)組是軋輥徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置, 它包括兩臺(tái)雙蝸輪減速機(jī)及相配合的聯(lián)軸器等。支座是軋輥組合的支承部份, 支承它的重量, 同時(shí)對(duì)軋輥組合起定位作用。軋輥軸向調(diào)節(jié)及換輥：短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)軋機(jī)的不同, 軋輥的徑向調(diào)節(jié), 如圖2所示, 是利用在一根立柱上有正反扣螺紋的方法, 通過(guò)雙蝸輪減速組帶動(dòng)立柱轉(zhuǎn)動(dòng), 使上下軋輥軸承座對(duì)稱移動(dòng), 實(shí)現(xiàn)輥縫調(diào)節(jié)。軋輥軸向調(diào)節(jié), 如圖3所示, 是利用改變軋輥組合平行六面體形狀的第 1 章 緒論 7方法, 首先, 推動(dòng)上軋輥軸承座, 使立柱少許傾斜,調(diào)節(jié)上下軋輥的水平方向的相對(duì)位置, 對(duì)正孔型。上下軋輥軸向均固定在支座的立柱上。軋輥的換輥, 是采取軋輥組合或者整臺(tái)軋機(jī)成組更換方式, 軋輥組合在軋輥間利用專門設(shè)備, 按要求進(jìn)行予裝和予調(diào), 因此大大簡(jiǎn)化了在線調(diào)整工作 [1]。目前短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥軸向調(diào)節(jié)量都比較小, 一般取177。2~177。3mm。因?yàn)檫@種軋機(jī)的制造及裝配精度比較高, 軋輥軸承又采用了滾動(dòng)軸承, 軋輥組合進(jìn)行予裝及予調(diào),所以當(dāng)軋輥組合裝入軋機(jī)的支架后勿需更多的調(diào)整。軋輥軸向調(diào)節(jié)量177。2177。3mm就足夠了。但我們目前情況是軋機(jī)制造廠家很多,水平高低不齊。使用廠家更多, 有的條件很差, 一時(shí)還不能適應(yīng)短應(yīng)力線軋機(jī)的要求。目前為了便于在我國(guó)更廣泛地推廣使用短應(yīng)力線軋機(jī), 應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦龃筌堓佪S向調(diào)節(jié)量。雙蝸輪減速機(jī)組是軋輥徑向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置是由兩臺(tái)雙蝸輪減速機(jī)及其聯(lián)結(jié)組合而成。雙蝸輪減速機(jī)是由一個(gè)蝸桿同時(shí)與兩個(gè)蝸輪相嚙合的減速機(jī), 其結(jié)構(gòu)與一般的蝸輪減速機(jī)相似, 為了同時(shí)向四根立柱輸入轉(zhuǎn)矩, 必須用聯(lián)軸器把蝸桿軸聯(lián)結(jié)起來(lái)。蝸輪輸出端與四根立柱的聯(lián)接方式, 以及兩蝸輪減速機(jī)之間的聯(lián)連方式須要根據(jù)立柱機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理確定。短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥平衡, 是用來(lái)消除球面墊與軸承座, 球面墊與螺母球面端及立柱與螺母螺紋之間的間隙。為了能夠有效地消除這些間隙, 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8保證軋機(jī)的剛度, 軋輥平衡力的選取比通常要大些, 取軋輥平衡力為被平衡重量的兩倍。短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥平衡, 一般是采用彈簧平衡, 同步彈簧平衡或簡(jiǎn)單彈簧平衡。同步彈贊平衡整個(gè)機(jī)構(gòu)放置在軸承座內(nèi), 彈簧放在支承墊板與軸承上壓蓋之間, 支承墊板與立柱之間為螺紋聯(lián)接, 與球面端螺母同移動(dòng)。上壓蓋用螺栓把合在軸承座上, 平衡重量經(jīng)過(guò)彈簧通過(guò)支承墊板傳遞到立柱上。軋輥徑向調(diào)節(jié)時(shí), 轉(zhuǎn)動(dòng)立柱時(shí)支承墊板與軸承座同步移動(dòng), 保持彈簧壓緊力不變, 從而使軋輥平衡力保持不變。短應(yīng)力線軋機(jī)做為型鋼軋機(jī)使用時(shí),它的軸向剛度是一項(xiàng)重要指標(biāo)。軋機(jī)的軸向剛度應(yīng)該是綜合性的, 它包括軋輥軸必要的串動(dòng)量和軋機(jī)的軸向受力系統(tǒng)彈性變形量的總和。短應(yīng)力線軋機(jī)在軋輥組合的非傳動(dòng)側(cè)裝備有足夠雙向支承受力的止推軸承組,利用軸承壓蓋做為受力件, 直接支承在支座的立柱上, 軋制時(shí)上下軋輥軸向力相反, 共同作用在支座的立柱上, 一輥推, 一輥拉構(gòu)成了軸向力的短應(yīng)力線。在橫列式軋機(jī)上選用短應(yīng)力線軋機(jī)時(shí),成品前各架次軋機(jī)軸向力的支承, 受到軋機(jī)布置的限制, 支承點(diǎn)不可能放在軋輥軸線上, 一般是采用懸臂支承機(jī)構(gòu), 這種支承剛性比較差, 影響軋機(jī)的軸向剛度。據(jù)了解有些單位的短應(yīng)力線軋機(jī)的軋輥軸向串動(dòng)量達(dá)。這么大的軸向串動(dòng)是不正常的, 但是軋輥軸向串動(dòng)量為0也是不容易辦到, 串動(dòng)量大的原因很多, 有制造上的原因和裝配上的原因, 最主要的還是結(jié)構(gòu)上的原因。為了減少軋輥軸向串動(dòng), 提高軋機(jī)的剛度, 首先是正確選擇止推軸承, 其次是軸承部件結(jié)構(gòu)組合。在保證受力條件之下,選擇那些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 便于調(diào)整, 必要游隙小的止推軸承, 在結(jié)構(gòu)上保證能夠調(diào)整軸承間隙,便于調(diào)整間隙, 為加強(qiáng)支承的剛性, 可以改變單側(cè)懸臂支承為雙側(cè)懸臂支承。軋輥軸承的零部件要保證加工袋配精度, 在裝配軸承時(shí)要仔細(xì)而精確進(jìn)行調(diào)整, 保證其最小必要的間隙, 在經(jīng)過(guò)使用磨損以后, 還可以重復(fù)進(jìn)行調(diào)整, 使軋輥具有最小的軸向串動(dòng) [2]。第 2 章 軋制力能參數(shù)9第 2 章 軋制力能參數(shù) 機(jī)組組成概況本套軋機(jī)機(jī)組共有 21 架軋機(jī)組成，其中第一架軋機(jī)至第四架軋機(jī)為粗軋區(qū)，第五架軋機(jī)至第九架軋機(jī)為中軋區(qū)，第十架軋機(jī)至第十五架軋機(jī)為預(yù)精軋區(qū)第十六架軋機(jī)至第二十一架軋機(jī)為精軋區(qū)。整套連軋機(jī)組的布置形式為水平輥—立輥—水平輥交替布置，應(yīng)用此種布置形式，可以較大幅度的提高軋制速度，避免了在軋制過(guò)程中對(duì)軋件的扭轉(zhuǎn)翻鋼，在該機(jī)組中，最后一架軋機(jī)（21＃）的軋件出口速度可以達(dá)到 。這樣，就可以大大縮短軋制周期，為提高生產(chǎn)率、提高經(jīng)濟(jì)效益奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本套連軋機(jī)組的坯料為 1651651200mm，在加熱爐內(nèi)加熱至 1030℃，然后進(jìn)行連續(xù)軋制，最后成品為 Φ12 的線材，其生產(chǎn)工藝流程如下：原料準(zhǔn)備→加熱→連軋→吐絲→散卷冷卻→集卷→PF 線運(yùn)輸→打捆→卸卷、稱重→包裝→庫(kù)存由于采用張力單線軋制，這樣有利于穩(wěn)定輥跳值和提高線材的尺寸精度。由于本軋機(jī)組采用立輥機(jī)座，就造成了其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸龐大、設(shè)備笨重的缺點(diǎn)，另外，由于采用直流電機(jī)進(jìn)行單機(jī)傳動(dòng)，故而投資較大。優(yōu)點(diǎn)時(shí)由于采用連軋，速度高，能量損失小，所以軋制時(shí)頭尾的溫差小，產(chǎn)品機(jī)械性能穩(wěn)定。 機(jī)組孔型鋼坯在軋機(jī)上需經(jīng)過(guò)若干道次的軋制才能成為斷面形狀和尺寸符合要求的線材。為了使鋼坯更有效的進(jìn)行變形，在軋輥上必須加工出一定形狀和尺寸的凹型軋槽。一對(duì)軋輥的軋槽按一定條件組合在一起形成使軋件變形的孔腔稱為孔型。要順利獲得所要求的線材斷面形狀和尺寸，孔形的形狀和尺寸以及孔型在軋輥上的配置就應(yīng)符合金屬的變形規(guī)律并且適應(yīng)軋機(jī)的設(shè)備條件。按照金屬變形規(guī)律及軋機(jī)設(shè)備條件等確定孔型系統(tǒng)、軋制道次、變形系數(shù)、每個(gè)孔型的形狀與尺寸以及在軋輥上配置孔型的工作稱之為孔型設(shè)計(jì)。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10 孔型設(shè)計(jì)原則 概述掌握金屬在孔型中的變形規(guī)律是進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行孔型設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)該了解軋制時(shí)在孔型里壓下、寬展和延伸這三個(gè)方向的變形關(guān)系，其中壓下和寬展的對(duì)應(yīng)規(guī)律是孔型設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。良好的孔型設(shè)計(jì)應(yīng)能1） 保證成品線材具有精確的幾何形狀尺寸和良好的表面質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量；2） 使軋制工藝穩(wěn)定，生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單，軋機(jī)調(diào)整方便，并且使軋機(jī)具有盡可能高的生產(chǎn)能力；3） 使軋制能耗和軋輥消耗最小；4） 便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化操作。要達(dá)到上述要求，孔型設(shè)計(jì)者除應(yīng)掌握金屬在孔型中的變形規(guī)律和孔型設(shè)計(jì)的方法步驟外，還必須熟悉軋機(jī)設(shè)備和操作習(xí)慣，針對(duì)具體軋機(jī)和操作條件進(jìn)行相應(yīng)的孔型設(shè)計(jì)，不能機(jī)械的照搬別處的孔型設(shè)計(jì)。 線材孔型分析軋制線材常用的孔型按用途可分為延伸孔型和精軋孔型。按形狀分可分為箱型孔型、菱形孔型、方形孔型、六角孔型、橢圓孔型、圓孔形等。軋制線材常用的孔型系統(tǒng)有：箱型孔型系統(tǒng)、菱方孔型系統(tǒng)、六角方孔型系統(tǒng)、橢圓方孔型系統(tǒng)、橢圓圓孔型系統(tǒng)等。 孔型系統(tǒng)的選擇選擇孔型系統(tǒng)是孔型設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)?？仔拖到y(tǒng)選擇的恰當(dāng)與否直接對(duì)軋機(jī)的生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、各項(xiàng)消耗指標(biāo)以及生產(chǎn)操作有決定性地影響。必須按照具體的原料條件（坯料斷面尺寸及其波動(dòng)范圍、內(nèi)在及表面質(zhì)量、鋼種等） 、設(shè)備條件（軋機(jī)布置方式、機(jī)架形式、數(shù)量及參數(shù)、動(dòng)力情況輔助設(shè)備的配置等） 、產(chǎn)品情況（產(chǎn)品規(guī)格范圍、尺寸精度要求等）以及操作條件具體的選擇合適的孔型系統(tǒng)。介紹如下：1）粗軋機(jī)組孔型系統(tǒng)第 2 章 軋制力能參數(shù)11對(duì)于順列式布置的、采用連續(xù)或半連續(xù)方式軋制的粗軋機(jī)組，當(dāng)原料≥90mm 時(shí)，多采用菱方橢圓方孔型系統(tǒng)，以減少最初道次的翻鋼阻力。2）中軋機(jī)組的孔型系統(tǒng)對(duì)于各類中軋機(jī)組，通常均采用橢圓方孔型系統(tǒng)，以盡快延伸。3）精軋機(jī)組的孔型系統(tǒng)對(duì)于單獨(dú)傳動(dòng)的平立交替順列式連軋機(jī)，均多采用橢圓方橢圓圓孔型系統(tǒng)。 軋制道次的確定和延伸率的分配根據(jù)金屬塑性變形體積不變?cè)?，線材在軋制時(shí)每個(gè)軋制道次軋制前后軋機(jī)斷面面積之比等于軋后長(zhǎng)度和軋前長(zhǎng)度，此比值稱為道次延伸系數(shù)，即： （21）11nnFL???11nnnnnFL???式 中 —第 道 次 的 延 伸 系 數(shù) ；軋 前 軋 件 斷 面 積 ；軋 后 軋 件 斷 面 積 ；軋 前 軋 件 長(zhǎng) 度 ；—軋 后 軋 件 長(zhǎng) 度 。標(biāo) 志 著 第 個(gè) 道 次 的 變 形 程 度 。同樣，對(duì)于有 n 道次軋制的一個(gè)總的軋制過(guò)程，其開始軋制時(shí)軋件斷面積與最終軋出的軋件斷面積之比亦等于軋后軋件長(zhǎng)度與軋前軋件長(zhǎng)度之比，該比值稱為 n 道次軋制的總延伸系數(shù) 。即：?? （22）0nL=F?的大小標(biāo)志著 n 道次軋制的變形程度。顯然?? （23）123n=????A燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12為了表示 n 道次軋制中平均每個(gè)軋制道次的變形程度，常用平均延伸系數(shù)來(lái)表示。平均延伸系數(shù)定義為： （24）0nnF=??均對(duì)于有 n 個(gè)軋制道次的整個(gè)線材軋制過(guò)程， 即為坯料斷面積， 即0nF為成品線材斷面積。對(duì)于某一成品來(lái)說(shuō)，成品斷面積 是已知的，當(dāng)選擇n好了坯料之后， 即為已知，則相應(yīng)的軋制道次即可確定為:0F （25）0lgFln=n??均整個(gè)線材軋制過(guò)程的平均延伸系數(shù)一般為 = 之間，在均整個(gè)軋制過(guò)程總的軋制道次和平均延伸系數(shù)初步確定之后，按粗、中、精軋機(jī)組分配各軋制階段的軋制變形量及軋制道次時(shí)，需按各軋制階段的不同特點(diǎn)考慮。在粗軋階段，為充分利用金屬在高溫階段變形抗力小、塑性好的特點(diǎn)，同時(shí)此階段對(duì)軋件尺寸精度要求不甚嚴(yán)格，通 4 常給予較大的延伸系數(shù)；在中軋階段既要繼續(xù)利用金屬在此較高溫度下變形抗力較小、塑性較好的特點(diǎn)，又要保持軋件尺寸穩(wěn)定，以保證中精軋工藝穩(wěn)定，通常給予中等的延伸系數(shù)；在精軋階段，在工藝上主要保持軋件尺寸穩(wěn)定和尺寸精度，因此給予較小的延伸系數(shù)。各類型軋機(jī)各機(jī)組的平均延伸系數(shù)一般為粗軋機(jī)，中軋機(jī) ，精軋機(jī) 。具體確定各軋制道次的延伸系數(shù)是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。因?yàn)橛绊懘_定各軋制道次的因素較多，它們都在一定程度上限制道次延伸系數(shù)值，這些因素主要是：1）孔型的形狀尺寸；2) 軋輥強(qiáng)度；3）咬入條件；第 2 章 軋制力能參數(shù)134）傳動(dòng)能力；5）軋槽磨損的均衡要求；6）連續(xù)軋制中的金屬秒體積流量基本一致。在不同情況下，這些因素對(duì)每道延伸系數(shù)的影響作用是不等同的。因此需按照具體情況，根據(jù)主要因素初步確定每道次延伸系數(shù)，在大致決定了孔型尺寸之后，從其它因素方面進(jìn)行校驗(yàn)、調(diào)整、修正。在實(shí)踐中往往參照類似的生產(chǎn)條件，按現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)來(lái)確定每道次延伸系數(shù)。 孔型設(shè)計(jì)各道次孔型設(shè)計(jì)如下圖所示：燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15第 2 章 軋制力能參數(shù)16 第二十一架軋機(jī)軋制力的計(jì)算由于單位壓力在接觸弧上的分布是不均勻的，為了便于計(jì)算，一般均以單位壓力的平均值平均單位壓力來(lái)計(jì)算軋制總壓力。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17由于軋件在孔型中軋制，本次軋制平均單位壓力的計(jì)算將采用 S艾克倫德（Ekelund ）方法進(jìn)行計(jì)算。艾克倫德提出下列公式計(jì)算軋制時(shí)的平均單位壓力：Pm = (1+m)(k+ηu) （26）式中 m—考慮外摩擦式對(duì)單位壓力的影響系數(shù)；k－軋制材料在精壓縮時(shí)的變形阻力，Mpa；η－軋件粘性系數(shù)，kgs/mm；u－變形速度，s 1。第二十架及第二十一架軋機(jī)孔型尺寸如上圖所示。 平均壓下量 Δh m的計(jì)算軋制后斷面的面積F1 = π(D/2)2 （27）所以F1