【文章內(nèi)容簡介】 上述要求。但是，冷軋過程中油的耗用量還是相當大的。現(xiàn)在，可以通過乳化劑的作用把少量油于大量水混合起來制成乳狀潤液?？梢暂^好的解決油的循環(huán)使用問題，在這種情況下水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。本科畢業(yè)設計（論文）說明書8 軋鋼技術的發(fā)展前景軋鋼工業(yè)的技術進步主要集中在生產(chǎn)工藝流程的縮短和簡化上，最終形成軋材品種規(guī)格多樣化、性能高品質(zhì)化、控制管理計算機化等。未來軋鋼工藝和技術的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1) 軋制過程柔性化。板帶熱連軋生產(chǎn)中壓力調(diào)寬技術和板形控制技術的應用，實現(xiàn)了板寬的自由規(guī)程軋制。棒、線材生產(chǎn)的粗、中軋平輥軋制技術的應用，實現(xiàn)了部分規(guī)格產(chǎn)品的自由軋制。冷彎和焊管機也可實現(xiàn)自由規(guī)格生產(chǎn)。這些新技術使軋制過程柔性化。(2) 鑄軋—體化。利用軋輥進行鋼材生產(chǎn)，因其過程連續(xù)、高效、可控且便于計算機等高新技術的應用，在今后相當一段時間內(nèi)，以輥軋為特征的連續(xù)軋鋼技術仍將是鋼鐵工業(yè)鋼材成型的主流技術。在2O世紀，由于連鑄的發(fā)展，已經(jīng)逐步淘汰初軋工序。而連鑄技術生產(chǎn)的薄帶鋼直接進行冷軋，又使連鑄與熱軋工序合二為一。鑄軋的一體化，將使軋制工藝流程更加緊湊。同時，低能耗、低成本的鑄軋一體化，也是棒、線、型材生產(chǎn)發(fā)展的方向。(3) 軋制過程清潔化。在熱軋過程中，鋼的氧化不僅消耗鋼材與能源，同時也帶來環(huán)境的污染，并給深加工帶來困難。因此，低氧化燃燒技術和低成本氫的應用都成為無氧化加熱鋼坯的基本技術。酸洗除鱗是冷軋生產(chǎn)中最大的污染源，新開發(fā)的無酸清潔型(AFc)除鱗技術，可使帶鋼表面全無氧化物、光滑，并具有金屬光澤。 (4) 鋼材的延伸加工。在軋鋼生產(chǎn)過程中，要不斷擴大多種鋼材的延伸加工產(chǎn)業(yè)，如開發(fā)自潤滑鋼板用于各種沖壓件生產(chǎn)，減少沖壓廠潤滑油污染；開發(fā)建筑帶肋鋼筋焊網(wǎng)等，把鋼材材料生產(chǎn)、服務延伸到各個鋼材使用部門。隨著工業(yè)的發(fā)展和軋鋼技術的進步，軋鋼工藝的裝備水平和自動控制水平不斷提高，老式軋機也不斷被各種新型軋機所取代。按照我國走新型工業(yè)化道路的要求，軋鋼技術發(fā)展的重點轉移到可持續(xù)發(fā)展上來。(5) 高新技術的應用。軋鋼技術取得重大進步的主要特征是信息技術的應用。板形自動控制，自由規(guī)程軋制，高精度、多參數(shù)在線綜合測試等高新技術的應用使軋鋼生產(chǎn)達到全新水平。軋機的控制已開始由計算機模型控制轉向人工智能控制，并隨著信息技術的發(fā)展，將實現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)化，使庫存率降低，資金周轉加快，最終降低成本。本科畢業(yè)設計（論文）說明書9 論文主要研究內(nèi)容本設計主要對 四輥冷軋機的軋輥系統(tǒng)，軋輥是軋鋼機在工作中直190/54??接與軋件接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形的重要部件，是軋制板材的作用部件，軋輥的設計制造好壞直接關系到產(chǎn)品的板形、質(zhì)量以及整個軋鋼機的外形尺寸、加工能力等一系列問題。對所需要的尺寸參數(shù)進行計算確定，對軋輥進行必要的校核，并且根據(jù)軋輥尺寸實際應用情況選擇合適的軸承。結合所學知識設計 VB 計算程序，對軋制力的計算建立了模型，使后續(xù)道次的計算簡便準確。另外根據(jù)實習參觀和結合以前經(jīng)驗繪出工程圖。本科畢業(yè)設計（論文）說明書10第 2 章 設計方案的確定 工作制度對于單機座軋機，有可逆式和不可逆的工作制度。本設計為單機座軋機，現(xiàn)分述如下： 可逆式工作制度可逆式工作制度是當一道軋完之后，為了能在原來的軋輥間進行下一道軋制，將軋輥反轉，這樣軋件便在軋輥間反復進行軋制。在這種工作制度下，軋件的咬入和拋出也是在降低扎輥轉速的情況下進行的。目前，對單機座小型冷帶軋機，采用可逆式有很多有優(yōu)點，它能大大提高生產(chǎn)效率，以減少板帶鋼的吊運與安裝。 不可逆式軋機工作制度不可逆式的工作制度應用最廣，在這種工作制度下，每個軋輥的旋轉方向不變，而軋輥的轉速則有不變與可變的兩種。根據(jù)軋制速度來分析，不可逆式工作制度在實際生產(chǎn)操作中有以下幾種運轉方式：（1）幾乎保持嚴格不變的軋制速度；（2）軋件通過時，軋制速度稍微降低；（3）僅在軋機調(diào)整時才調(diào)節(jié)速度；（4）在軋件通過時，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軋制速度。 主傳動形式目前，小型四輥冷軋機的主轉動方式有三種：（1） 傳動工作輥（2） 傳動支撐輥（3） 單輥傳動電機通過減速器與齒輪座來直接傳遞工作輥，這種形式對于軋制過程比較有利，但是對于較小的軋機，它又受到工作輥輥頸和方向接軸所能傳遞的扭轉力矩的限制，而傳遞工作輥不能達到要求時，就需傳遞支撐輥，而傳遞支承輥是靠摩擦力來傳遞工本科畢業(yè)設計（論文）說明書11作輥的。這樣將會碰到關于工作輥力的傳遞問題，這就是要增大軋輥的傳動部件。同時還要考慮軋輥與軋件間的打滑問題。因此，為了解決上述問題，防止出現(xiàn)支承輥斷輥、工作輥方頭扭斷等現(xiàn)象，可采用異徑軋制、單輥驅動等措施來解決。本次設計由于軋制力與軋制力矩不是很大，故不需考慮此問題，但同時采用單輥驅動又會帶來一系列新的問題。由于采用單輥傳動，使兩個工作輥自然會產(chǎn)生一定的速度差，從而使軋制力有所降低，據(jù)實際分析證明，當變形區(qū)長度上出現(xiàn)搓扎區(qū)，一般可能使軋制壓力下降約 5~20%。由于單傳動軋制時上下輥速度的配合是自然的，過程簡單易行，無需復雜的控制系統(tǒng)。采用異徑軋制，并盡可能的減小空轉輥的直徑，充分發(fā)揮小輥的軋制可降低軋制壓力的優(yōu)點，以保證受力零件的正常工作，同時又有利于增大壓下量，減小道次，從而提高軋機的工作效率。對于普通的四輥軋機，盡管其主機列通常是有主電機通過減速機和齒輪座傳遞兩個工作輥，但是在預壓力作用下，由于工作輥徑的差別等原因，給冷軋薄帶鋼軋機的傳動帶來很大的影響，在薄帶軋制中常出現(xiàn)量接軸傳動力矩的分配不均，某個接觸力矩為零或趨近于零。由于輥頸差事實上不可能消除，使用較大的預壓力亦是必要?？梢哉J為，軋輥的傳動力矩在兩軋輥上的分配并不總是大致想當相等的。在運轉中的軋機上，即從軋輥空轉，壓靠以至軋制階段，輥頸稍大的軋輥接觸中傳動力矩永為正值，而輥頸稍小者，其傳動力矩可在負值至正值的廣大范圍內(nèi)變化，者是薄帶鋼軋制的軋機傳動特點，對于這類軋機，在一定的條件下實際上是單輥傳動的。一般看來，當軋件較薄時使用預壓力較大，直徑稍小的軋輥上，其傳動接觸可能實際上不起作用，甚至反而有害。另一方面，由于軋件較薄，又是成卷軋制的，咬入條件能夠保證，有可能實現(xiàn)單輥傳動。在主機列中，自然可將齒輪座從設計中取消，減小設備的投資，降低動力傳傳遞的能量消耗，從而取得一定的經(jīng)濟效果，并可充分利用換輥，在操作上也會有許多方便。本科畢業(yè)設計（論文）說明書12 壓下裝置的結構形式壓下裝置目前有液壓壓下和電動壓下兩種結構型式。 液壓壓下在冷軋機組和平整機上，可以采用“壓下式”也可以采用“壓上式” 。采用“壓上式”時，在軋機上部可以設置不帶剛壓下的電動壓下機構以便做大行程的調(diào)整。 “壓下式”的液壓缸設置在機架的上部，這種結構造價較高，所需的液壓缸行程也很大，它的懸掛裝置較為復雜，而且為了適應磨損后的軋輥直徑，許配備不同厚度的墊塊。但它的最大優(yōu)點是電液伺服閥可裝在液壓缸附近，這不僅提高液壓缸的反應速度，而且伺服閥的工作條件好，維護也方便。液壓壓下裝置是用液壓缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓下螺絲、螺母來調(diào)整軋輥輥縫的。在這一裝置中，除液壓缸外，還有與之配套的伺服閥、液壓系統(tǒng)及檢測儀表及運算控制系統(tǒng)。與電動壓下裝置相比較，液壓壓下裝置有如下特點：（1）快速響應性好，調(diào)整精度高；（2）機械傳動效率高；（3）便于快速換輥，提高軋機作業(yè)率；（4）過載保護簡單，可靠。 電動壓下電動壓下是最常用的上輥調(diào)整裝置。通常包括：電動機、減速器、制動器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測壓儀等，在可逆式板軋機的壓下裝置中，有的還安裝有壓下螺絲回松機構，以處理卡鋼事故。壓下裝置的結構與軋輥的移動距離、壓下速度和動作頻率等有密切的聯(lián)系。按照壓下速度，電動壓下裝置可分為快速壓下裝置和板帶壓下裝置兩大類。1. 快速壓下裝置由于其壓下速度一般大于 1mm/s，故稱為快速壓下裝置。按照傳動的布置形式，快速壓下裝置有兩種類型：（1）采用立式電動機，傳動軸與壓下螺絲平行的布置形式；（2）采用臥式電動機，傳動軸與壓下螺絲垂直交叉布置形式。2. 板帶軋機電動壓下裝置本科畢業(yè)設計（論文）說明書13冷、熱軋板帶軋機的電動壓下速度約為 ~。由于板帶軋機的軋件既薄又寬又長，而且軋制速度快，軋制精度要求較高，這些工藝特征使其壓下裝置有如下特點：（1）調(diào)整精度高；（2）軋輥調(diào)整量??；（3）動作快，靈敏度高；（4）軋輥平行度的調(diào)整要求嚴格；（5）經(jīng)常的工作制度是“頻繁的帶鋼壓下” 。3. 板帶軋機電動壓下的結構形式：四輥冷軋機的電動壓下大多采用圓柱—蝸輪副傳動或兩級蝸輪副傳動的形式。在設計中選擇壓下裝置的電動機和減速器配置方案是十分重要的。因為在設計壓下機構時，不僅應滿足壓下的工藝要求（壓下速度、加速度、壓下能力及壓下螺絲的單獨調(diào)整方式等） ，而且還應考慮其他因素，如：電動機、減速器能否布置得開；換輥、檢修和處理事故時，吊車吊鉤能否進入；設備檢修是否方便等。 上輥平衡裝置平衡裝置的作用是消除軋制系統(tǒng)間隙，提升上軋輥，用來大大降低咬入軋件時的沖擊和工作輥的頻繁換輥。上滾平衡裝置有重錘平衡、彈簧平衡、液壓平衡三種形式。軋機的型式不同，對平衡裝置的要求也不一樣。液壓平衡裝置是由液壓缸產(chǎn)生的推力來進行工作的，其優(yōu)點是結構緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好，在小型冷軋機上廣泛使用。四輥板帶軋機上軋輥平衡裝置有一下特點：（1）由于工作輥和支承輥之間靠摩擦傳動以及工作輥和支承輥的換輥周期不同，故工作輥和支承輥應分別平衡；（2）上輥移動的行程較?。ㄗ畲笮谐淌前磽Q輥決定的） ，移動的速度不高；（3）工作輥換輥頻繁，平衡裝置的設計需要使換輥方便；（4）在單張軋制的可逆四輥軋機上，工作輥平衡裝置應滿足空載加、減速時工作輥和支承輥之間不打滑的要求。本科畢業(yè)設計（論文）說明書14 軋輥軸承軋輥軸承主要形式是滾動軸承與滑動軸承。滾動軸承主要是用雙列球面滾子軸承，四列圓錐滾子軸承。在某些情況下，由于受軋輥軸承尺寸的限制，可采用滾針軸承。板帶軋機上多用滾動軸承。軋輥軸承與一般軸承的工作條件差別很大，其特點：（1）工作負荷大；（2）運轉速度差別大；（3）工作環(huán)境惡劣。 設計方案的確定根據(jù)所設計的軋機類型、特點和使用實際情況，經(jīng)綜合比較考慮，本設計采用：不可逆工作制度，驅動工作輥，壓下裝置為電動壓下，上輥為單缸平衡，工作輥軸承選用雙列滾針軸承，支承輥軸承選用四列圓柱滾子軸承。本科畢業(yè)設計（論文）說明書15第 3 章 設計計算 軋制力能主要參數(shù)的確定第一道次加工過程中，鋼坯厚度由 被軋制到 .（1）本道次壓下量 = = =?01?（2）本道次壓下率 = =%0??%?.9527m10?（3）平均壓下率 由于存在加工硬化現(xiàn)象，在計算冷軋薄板平均單位壓力時，軋件材料變形阻力（對冷軋亦可稱為屈服極限）需按考慮加工硬化后的選用。由于存在加工硬化影響，各道次的變形阻力不僅與本道次變形程度有關，而且還與前面各道次的總變形程度有關。對本道次來說，沿接觸弧也是變化的，出口處比入口處要大，計算時一般把變形區(qū)作為圓弧（或拋物線）變化來計算平均總變形程度,按此平均總變形程度來選取平均變形阻力。 m??平均總變形程度計算公式： 01mab?????式中 ——系數(shù)，一般取 ～；a ——系數(shù)，一般取 ～。b （通常取 ， 。 ）?b——本道入口處的總變形程度（從退火狀態(tài)開始各道次變形程度的積累） ，0? ；0Hh? ——本道出口處的總變形程度， ；1? 11Hh???——退火狀態(tài)坯料原始厚度； ——該道次軋制前軋件厚度；0h——該道次軋制后軋件厚度；1（4） 金屬材料的屈服極限 s? 冷軋由于存在加工硬化，各道次的屈服極限不同，由圖 31 查得低碳鋼 Q235 在本科畢業(yè)設計（論文）說明書16平均壓下率為 %時的屈服極限 =460MPa。 s?圖 31 冷態(tài)下變形阻力曲線（5）無潤滑劑時的摩擦系數(shù)在一定的軋制條件下，軋件速度和軋輥圓周速度是不相等的，軋件出口速度比軋輥圓周速度大，軋件入口速度比軋輥圓周速度小，從而產(chǎn)生前滑和后滑現(xiàn)象。摩擦力將阻礙金屬的變形，摩擦系數(shù)對軋制力影響較大，并且是變化的。為計算方便取為常數(shù)，由表 31 查得取 ??表 31 冷軋低碳鋼時的摩擦系數(shù)（6）金屬材料變形抗力 ????式中 m—板帶軋制時取 m=。（7）張應力張力軋制是冷軋帶鋼的特點，也可以減小軋制力防止帶鋼跑偏。本科畢業(yè)設計（論文）說明書17 ???????? 咬入條件的校驗 進行軋制時，要經(jīng)過自然咬入階段和繼續(xù)咬入階段，為了完成正常連續(xù)的軋制過程，軋件與軋輥之間需要滿足一定的咬入角。只有軋件被軋輥咬入變形區(qū)，軋制過程才能建立，可分為兩個階段，即開始咬入階段和已經(jīng)咬入階段。根據(jù)經(jīng)驗，冷軋薄帶鋼是允許咬入角為 。由公式5~10? 得 .95hD??????.73???10所以滿足開始咬人階段的要求。由圖 32 可知，當軋件被咬入后，若繼續(xù)咬入，??b則必須滿足條件 ，由于 ，所以 ，這說明了軋件一旦咬入，tan????tant??就會繼續(xù)咬入，軋制過程能建立起來。圖 32 開始咬入 及咬入后 作用于軋件上的力??a??b 軋制力計算軋件對軋輥的總壓力 為軋制平均單位 與軋件和軋輥接觸面積 之積，?接觸面積 的一般形式為F012bl??式中 、 ——軋制前、后軋件的寬度；0b1本科畢業(yè)設計（論文）說