【文章內(nèi)容簡介】 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(gòu)，以處理卡鋼事故。壓下裝置的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(qū)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(guān)，而且還與前面各道次的總變形程度有關(guān)。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）說明書18 ——接觸弧長度的水平投影。l計算接觸面積實際是計算接觸弧長度。在不考慮軋輥彈性壓扁時，當兩個軋輥直徑相同時，接觸弧長度的水平投影為 sinlRh?????式中 ——軋輥半徑； ——壓下量。Rh冷軋薄板時，由于單位壓力較高，因此軋輥產(chǎn)生局部彈性壓縮變形，它將使得接觸弧長度有較顯著的增加，如圖 33 所示。圖 33 軋輥彈性壓扁后接觸弧變化 39。lq?式中 ——考慮壓扁時的接觸弧長度；39。l ——不考慮壓扁時的接觸弧長度； ——壓扁系數(shù)。q在軋薄板時可簡化為 39。??????式中 ——咬入角， 。?hR??、 、 公式聯(lián)解，一般可采用迭代法，其具體步驟如下：39。lR39。mp1）選擇不考慮彈性壓扁 計算公式算出 ；mpmp2）將計算的 代入式 求出 ；m39。lq?39。l本科畢業(yè)設計（論文）說明書193）再將 帶入 計算公式，再求得 ；39。lmp39。mp4）又將 代入公式求出 。39。 39。l這樣反復數(shù)次，使計算所得的 或 。根據(jù)最后 ， 計算軋39。39。1il?39。39。1mii???39。mp39。l件與軋輥的接觸面積和總軋制力。以第一道次（）為例，計算步驟如下：根據(jù) （）方法求平均單位壓力公式如下： ()mPk????式中 ??——平均張應力 m? ???? ——考慮軋輥彈性壓扁接觸弧加長對單位壓力的影響系數(shù) ， 1Xe??39。mlh?? 根據(jù)赫奇可克公式 39。20lx?08(1)mRpCE??????式中 ——軋輥半徑；R ——考慮軋輥彈性壓扁后的接觸弧長度39。l——接觸弧長度的水平投影 ；sinlRh???? ——軋制前后軋件平均高度；mh ——軋輥彈性模數(shù)，取 ；E210EMPa ——泊松比，對于鋼軋輥取 ；? .3?? ——常數(shù)， ，對于鋼軋輥取 。C28()RE???? 3/90RCmN?將 代入公式 ，經(jīng)整理后得：0x39。20lx?本科畢業(yè)設計（論文）說明書2039。 22()mmllCphh????將式 代入上式，整理得：39。39。39。 1()lhmmPepkbl?????39。39。2 2101()(.5)(()2mlhsm ml lCeh h?????????因為 ，整理得： ； 39。lX?01()mkY?2()lZ??則可綜合寫成： 2)XeYZ???代入數(shù)值得： 01 ()()(514.).0390 (7518)mmRYCkkhh?????????? ??? 239。(.758)() .0mlZh???????根據(jù)此式以 為右邊坐標， 為左邊坐標， 為中間曲線坐標，做成諾謨圖如圖YZX34 所示：本科畢業(yè)設計（論文）說明書21圖 34 決定壓扁后接觸弧長度諾謨圖根據(jù)此圖求得 值， ?則 .? 即不考慮彈性壓扁單位壓力。()(5294.) MPa??????將 代入式 求得： m39。???? ?????將 代入式 求得： 39。l?39。 .679..3l?再將 代入 計算公式，再求出 ，又將 代入公式求出 。39。mp39。mp39。 39。l如是反復循環(huán)，當 ，當 時，計算結(jié)束。39。39。1il???由于計算過程比較復雜，故利用所學 程序編寫計算機計算程序（見附錄） 。VB最后算得： ??則得出軋制過程總軋制力 ?表 32 各道次軋制力計算結(jié)果 項目道次 H(mm) h(mm) △h(mm) (%)?(%) k(MPa) f (MPa)?s本科畢業(yè)設計（論文）說明書221 529 4602 552 3803 350 項目道次 hm(mm) (mm)L1Z Y X M ?mL(mm)1 2 3 軋制力在接觸弧上作用點的位置軋制力在接觸弧上作用點的位置即 角的確定。?~.4????式中 ——咬入角， ；?arcos(1)72hR????取 ???則 。..???? 軋制力矩的計算工作輥的軋輥的受力情況如下圖 35 所示 本科畢業(yè)設計（論文）說明書23 圖 35 帶張力軋制時四輥軋機軋輥受力圖工作輥上的作用力有三個：軋制力 ，它與力臂 組成軋制力矩；工作輥軸承處Pa的摩擦力 ，它與摩擦圓半徑 相切；支承輥對工作輥的反力 ?？紤]支承輥軸承處F1?R的摩擦及工作輥與支承輥間的滾動摩擦時，支反力 的方向應與摩擦圓半徑 相切，2?并在工作輥與支承輥接觸處偏離一個滾動摩擦力臂的距離，一般情況下mm，取 mm。~3m??傳動工作輥的四輥冷軋機，傳動軋輥所需力矩有軋制力矩 ，由工作輥軸承中摩ZM擦力矩 與工作輥帶動支承輥的力矩 三部分之和，即 。1fMRM1KRf??（1） 求軋制力矩 ZZPa?式中 ——軋制力；P ——軋制力臂，其大小與軋制力作用點及前后張力大小有關(guān)，a時， ，其中：10T?1sin2Da?——工作輥直徑；D——不考慮張力時軋制力作用點對應的軋輥中心角；?本科畢業(yè)設計（論文）說明書24 ——前后張力對軋制方向影響的偏轉(zhuǎn)角。? ????????? （2）求工作輥傳動支承輥的力矩 RM RCcos()P?????由于工作輥偏移距 的數(shù)值（一般為 ）相對于工作輥與支承輥直徑來說e5~10m很小，在計算傳動力矩時，為了簡化，可認為 ，即工作輥不偏移，此時計算結(jié)果e誤差不超過 ，故可將其忽略不計。1%式中 ——工作輥與支承輥連心線與垂直線夾角， ；? 12arcsin0eD???? ——軋輥連心線與反力 的夾角， ，其中：?R2rim?? 為當量摩擦系數(shù)， ，當兩接觸面沿整個圓周均勻接觸時，f? (1~)fk??? 取2k??2?? 為圓柱滾子軸承內(nèi)徑，r36rm ；??????? ——反力 對工作輥的力臂CR ；1 ?? ?????? ——工作