【文章內(nèi)容簡介】 15— 30min。 圖 15CSP工藝過程及主要設(shè)備： (a)鋼包目轉(zhuǎn)臺； (b)連鑄機： (b)均熱爐 。 (d)連軋機 . 傳統(tǒng)熱軋帶鋼生產(chǎn)的新技術(shù)和新設(shè)備還有： (a)連鑄坯熱裝熱送和直接軋制。將連鑄坯在 600℃以上的高溫直接裝爐或先放入保 溫裝置，待機裝入加熱護(hù)。直接軋制是把 1050℃以上的高溫連持坯，經(jīng)邊部加熱后直接軋制。 (b)無頭軋制。將粗軋后的帶坯在中間輥道上焊合起來，并連續(xù)通過精軋機組，精軋后將帶鋼切斷并卷取。這樣提高了成材率和生產(chǎn)率。 (c)在線調(diào)寬及板坯大側(cè)壓技術(shù)。目前在線調(diào)寬有四種形式：獨立的擠壓機、可逆式大立輥、調(diào)寬機架 (立、平輥 )、粗軋機配大型立輥。最大有效側(cè)壓下量可達(dá) 300咖。 (d)板形控制。隨著對板帶質(zhì)量要求的提高，近年來出現(xiàn)了數(shù)十種不同結(jié)構(gòu)的機型和輥系，還應(yīng)用了在線磨輥技術(shù)。 (e)寬度自動控制、厚度自動控制和帶鋼 溫度控制等技術(shù)又有新的進(jìn)展。 ； ； ； 圖 11 CSP 工藝工程及主要設(shè)備 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第一章 緒論 6 中小型 軋機存在的主要問題與 改造途徑 當(dāng)前我國中小軋機存在的主要問題 當(dāng)前我國中、小型軋機存在的主要問題概括起來有 3個：軋機的產(chǎn)品精度低；軋機的效能低，主要依靠工人技能維持生產(chǎn)，生產(chǎn)條件不穩(wěn)定； 軋機成材率低，這三者是互相關(guān)聯(lián)的的。 軋機效能低主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （ 1） 軋機剛度低，難以進(jìn)行精密軋制。軋機剛度低，尺寸精度低。目前我國現(xiàn)有的這些老軋機 生產(chǎn)的產(chǎn)品，雖能達(dá)到普通精度公差，但達(dá)不到較高精度的公差。與國外同類型的軋機軋制的產(chǎn)品相比，有一定差距，處于競爭劣勢。對于合金鋼熱軋材來說，如要執(zhí)行 ASTM、ISO等標(biāo)準(zhǔn)，這就對軋機的性能，特別是軋機的剛度提出了更高的要求。國際標(biāo)準(zhǔn)與我國 1968年制訂的部頒標(biāo)準(zhǔn)差別較大。而與 80年代制訂的部頒標(biāo)準(zhǔn)接近。以軸承鋼為例， ASTM與部頒標(biāo)準(zhǔn) YB9— 6 YBT一 1— 80在軋材的尺寸精度方面差別如表 1— 1所示。 可見， ASTM對軋材尺寸精度的要求要比我國部頒標(biāo)準(zhǔn) YB9— 68高一倍。如 440mm圓鋼，按 YB9— 68公差為 +1． 2mm，按 YBT— l一 80為 +0． 8mm，按 ASTM標(biāo)準(zhǔn)為十 0． 8mm，即后兩者的尺寸精度比前者的尺寸精度提高近一倍。 (2)生產(chǎn)條件不穩(wěn)定。老軋機軋鋼時彈跳大，自鎖性能又差，軋件尺寸波動，產(chǎn)品精度差，容易造成卡鋼等工藝事故，對連軋影響更大，造成成材率和作業(yè)低。另外，為了保證正常生產(chǎn)，軋鋼工必須頻繁進(jìn)行軋機調(diào)整，即靠工人技藝進(jìn)行調(diào)整，勞動強度大。一旦這些熟東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第一章 緒論 7 練工人離開崗位，生產(chǎn)便難以正常進(jìn)行。 (3)軋機預(yù)調(diào)性能差。老軋機一般不能在換輥前預(yù)調(diào)，只能邊試軋邊調(diào)整。這在很大程度上依靠調(diào)整工 的經(jīng)驗，因此廢品多，影響了成材率。而合金鋼材由此所造成的損失更為明顯。 (4)調(diào)整性能差，不能實現(xiàn)對稱調(diào)整。老軋機由于一輥固定，另一輥可調(diào)，軋制線是變化的。為了適應(yīng)軋制線的變化，必須經(jīng)常移動橫梁以保證導(dǎo)衛(wèi)裝置處于正常安裝位置，防止工藝事故的發(fā)生。但橫梁的位置移動是難以保證精確的，且移動起來很麻煩，因此軋鋼工往往湊合使用，彎頭、纏輥等工藝事故明顯增加。據(jù)某廠生產(chǎn)鋼板、角鋼的小型軋鋼車間統(tǒng)計，僅由上述原因引起的工藝 事故可占全部生產(chǎn)事故的 30％左右。此外，老軋機有下調(diào)整，而下調(diào)整又常失靈，因此，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量 且易造成人身事故。 (5)軋機軸承壽命低?，F(xiàn)有軋機由于軋機和軸承結(jié)構(gòu)所限，滾動軸承使用壽命低。如某特殊鋼廠使用國產(chǎn)球面滾子軸承 2個月左右就要消耗一套軸承，而改進(jìn)軋機結(jié)構(gòu)和軸承的類型后，可使軸承壽命成倍增加。 中小型軋機的改造 由上節(jié)內(nèi)容知，我國現(xiàn)有的許多老軋機還存在許多問題急需改進(jìn)來達(dá)到制造業(yè)所要求的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)我國國情，得出以下結(jié)論： (1)提高軋機剛度 X是獲得高精度產(chǎn)品經(jīng)濟而有效的方法。 (2)只將 XI、 X5三架老式膠木瓦軋機換以 GY短應(yīng)力線軋機，就足以保證產(chǎn)品格度由 普通級別達(dá)到國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而不必更新全部的老式軋機。這是實現(xiàn)型鋼、線材高精度軋制的新的具有特色的途徑。 (3)根據(jù)論點 2，擬定改造現(xiàn)有老軋機的新方案：現(xiàn)有軋鋼車間的軋機布置、主傳動及軋機基礎(chǔ)均不須變更，只把 K X K3三架軋機取下，換以 GY短應(yīng)力線軋機 (以后的實踐證明，只換 X X5兩架即可 )即可實現(xiàn)高精度軋制，此方案被稱之為中小軋機改造技術(shù)。按此 “ 三不變 ” 方案改造老軋機，投資只須幾十萬元，停產(chǎn)時間只要幾天，其綜合效益是十分可觀的。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第二章 軋鋼機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 8 第二章 軋 鋼 機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 2． 1 短應(yīng)力線軋機的基 本原理 本次設(shè)計的是 GY型水平短應(yīng)力線軋機。其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同，為了取得短應(yīng)力線它去掉了牌坊，是一種高剛度軋機。剛度之所以高，是因為其采用了短應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。應(yīng)力線是指軋鋼時所經(jīng)過的路線，如軋制壓力作用在輥上，再經(jīng)過軸承，軸承座，壓下螺絲，螺母傳給機架。舊式軋機由于結(jié)構(gòu)原因應(yīng)力線較長。短應(yīng)力線軋機改變了傳統(tǒng)的工作機座結(jié)構(gòu)，使應(yīng)力減小到最小程度。軋輥承受的壓制力通過軋輥軸頸上的四列短圓柱滾子軸承傳給軸承座的立柱（螺桿）。由兩側(cè)共四個處于拉緊狀態(tài)的立柱來承受徑向軋制力。 GY型短應(yīng)力線軋機具有下列基本特點： (1)短的應(yīng)力線保證了軋機座的高剛度。這種軋機是通過盡量縮短應(yīng)力線來提高剛度的。由于取消了壓下螺絲，螺桿安裝得與輥徑軸承的外因極其靠近，使軋機的 W極度減小。 圖 2— 1表示普通軋機和 GY型短應(yīng)力線軋機的剛度曲線。由圖可見，短應(yīng)力線軋機較普通軋機的彈跳小很多，即其剛度遠(yuǎn)大于普通輪機。實測表明，短應(yīng)力線軋機的剛度，至少不低于普通應(yīng)力軋機的剛度。 (2）軸承和軸承座受力情況好。 GY型短應(yīng)力線軋機，由于取消了壓下螺絲，變集中載荷為分散載荷，顯著改善了軸承和軸承座的受力情況，提高了軸承壽命。圖 2— 2為一般軋機軸承座受力簡 圖，其作用力為集中力，作用在軸承中間。壓下螺絲與軸承對軸承座的作用力相當(dāng)大，使軸承和軸承座受壓縮變形，受力區(qū)小，包角小。這樣，每個滾動體所受的力就大，嚴(yán)重影響軸承壽命。 圖 2— 2為 GY型短應(yīng)力線軋機軸承座受力圖，其受力狀態(tài)相當(dāng)于一簡支梁中間受力，使軸承座產(chǎn)生了彎曲，因而增大了軸承包角，導(dǎo)致受力的軸承滾 動體數(shù)增加，顯著地提高了軸承的壽命。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第二章 軋鋼機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 9 圖 2— 1 載荷彈跳曲線 (a)一般軋機軸承座受力簡圖 。(b)短應(yīng)力線軋機軸承座受力簡圖 圖 2— 2 軋機軸承座受力簡圖 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第二章 軋鋼機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 10 (3)實現(xiàn)了對稱調(diào)整。由于軋機的四根螺桿上有 正、反螺紋，故能作到上、下軋輥的對稱調(diào)整。這一特點對于連軋機，尤其重要。 (4)預(yù)調(diào)性能好。在軋機上裝有精密壓頭和軋制負(fù)荷指示器，能經(jīng)常測得軋制負(fù)荷，由此可以模擬生產(chǎn)條件在換輥前預(yù)調(diào)輥縫，換輥后即可保證生產(chǎn)合格產(chǎn)品，減少了試軋廢品，提高了成材率。 (5)整體更換輥系，顯著減少在線換輥時間，作業(yè)率高。 (6)軋輥平衡彈簧置于軸承座內(nèi)，是封閉的，能保持恒定的平衡力，此力與輥縫的大小無關(guān)。這樣不必另設(shè)液壓缸或外吊彈簧來進(jìn)行軋輥平衡，結(jié)構(gòu)緊湊。 2． 2 短應(yīng)力線軋機的結(jié)構(gòu) GY型水平短應(yīng)力線軋機的構(gòu)成，分為輥系 、徑向調(diào)整裝置、鈾向調(diào)整裝置、支架、安全裝置和導(dǎo)衛(wèi)裝置 6個系統(tǒng) (見圖 2— 3)。 （ 1） 輥系 軋輥系統(tǒng)由四根螺桿、兩個軸承座、兩個軋輥、螺母、彈簧和球面墊等組成，如圖 2— 4所示。在調(diào)整輥縫時，轉(zhuǎn)動螺桿，其正反螺紋使調(diào)整螺母升降，從而帶動軸承座和軋輥的升降，達(dá)到調(diào)整輥縫大小的目的。調(diào)整螺母上面設(shè)有 一個附加螺母和 6 個螺旋彈簧，用以平衡軋輥。調(diào)整螺母下面是球面墊，用來保證螺桿和軸承座的鉸鏈連接，允許螺桿的軸線有一定傾斜，以降低軸承受力時的邊緣負(fù)荷。 軸承座內(nèi)裝有四列短圓柱軸承和推力軸承。四列短圓柱軸承是軋 機的專用軸承。其尺寸緊湊，能承受較大的負(fù)荷；內(nèi)外因可分，故軋輥的拆裝很方便。軋機機架的徑向剛度，就由這個輥系確定。為保證這個剛度，裝配時一定要消除各接觸零件間的間隙，調(diào)整螺母的定位螺栓要嚴(yán)格按要求進(jìn)行裝配。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第二章 軋鋼機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 11 圖 23 GY型短應(yīng)力線軋機 1一軸承座； 2一軸承； 3一 軋輥； 4一螺桿 5一螺母； 6一球面墊 圖 2— 4 輥系圖 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第二章 軋鋼機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 12 （ 2） 徑向調(diào)整裝置 徑向調(diào)整裝置的主要部分是一個蝸輪箱。四個蝸輪與二根用牙嵌離臺器聯(lián)結(jié)的蝸桿嚙合，每個蝸輪與輥系的一根螺桿相連。這樣，蝸桿的外端裝上液壓馬達(dá)，則可以實現(xiàn)輥縫的自動調(diào)整。若采用手動，則在蝸桿外端安裝大、小手輪二個拉或推小手輪可使離臺器臺上或分開，便可做到輥縫的兩端同時調(diào)整或一端單獨調(diào)整。轉(zhuǎn)動手輪可帶動螺桿轉(zhuǎn)動，軋輥便對稱張開或合攏。調(diào)整裝置上部裝有到度盤和指針，輥縫調(diào)整量可以直接讀出來。這對于輥縫預(yù)調(diào)整以及事故后復(fù)位，都既方便又迅速。 （ 3） 軸向調(diào)整裝置與支架 GY型短應(yīng)力線軋機的軸向調(diào)整有兩種型式。一種是同軸心式，另一種是偏軸心式。前者是由裝在軸承座非傳動端之軸向調(diào)整端蓋和三角支架上的凸緣滑軌以及調(diào)整螺栓等組成。轉(zhuǎn)動左、右螺栓，端蓋帶動軸承座及軋輥實現(xiàn)向左 或向右軸向移動，即袖向調(diào)整。后者則是由三角支架上的導(dǎo)槽、袖向調(diào)整板、軸承座非傳動端上的帶孔耳子 (不與軋輥軸線同心 )以及調(diào)整螺栓等所組成。松開固定螺栓，轉(zhuǎn)動圖偏軸心式軸向調(diào)整螺栓即可實現(xiàn)軸向調(diào)整。 同軸心式受力較好，但只能用于單機座。偏軸心式受力較差，但可用于橫列式軋機的非成品架。軸向固定部分，除上述零件外，還包括惟力軸承、固定推力軸承的內(nèi)、外螺紋圈和擋圈。有些短應(yīng)力線軋機使用一個推力軸承，有些軋機使用兩個推力軸承，這視軋機的結(jié)構(gòu)而定。Φ 400mm 以下的 GY 型短應(yīng)力線軋機僅使用一個推力軸承，結(jié)構(gòu)比較簡 便。袖向調(diào)整和固定裝置確定了軋機的一個重要性能即軸向剛度。所以在軋機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用中，都必須給予足夠的注意。 GY短應(yīng)力線軋機的支架有兩種型式：三角架式與 U型架式。輥組裝在支架上，支架承受傾翻力矩。為了適應(yīng)老軋機改造的需要，支架地腳螺栓孔的位置可設(shè)計成與現(xiàn)有軋機相同，這樣就可以不更換地腳板與軌道，利用小修時間即可更換軋機。 （ 4） 安全裝置 力線軋機多數(shù)在上軸承座和徑向調(diào)整箱之間的螺桿上，安裝一套安全裝置。當(dāng)軋制力東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第二章 軋鋼機的工作原理和結(jié)構(gòu)特征 13 超過最大允許值時，起保護(hù)軋輥不致于斷裂的作用。 在上軸承座球面墊與軸承座之間還可以安裝測壓頭，一方面用來測量軋制時的負(fù)荷值，另一方面，可根據(jù)軋制負(fù)荷情況，精確地校準(zhǔn)輥縫。 （ 5） 導(dǎo)衛(wèi)裝置 出、入口導(dǎo)衛(wèi)的型式，根據(jù)各廠的習(xí)慣和條件選用。導(dǎo)衛(wèi)安裝在與機架獨立的導(dǎo)衛(wèi)支架上，或可移動的支架上、這樣更換孔型時，可以把導(dǎo)衛(wèi)移離軋輥處。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第三章 軋制能力參 數(shù)的計算 14 第三章 軋制能力參數(shù)的計算 軋輥基本尺寸的設(shè)計計算 軋輥直徑 D和輥身長度 L的確定 軋輥是由輥身，輥徑。軸頭三部分組成的，而軋輥的基本尺寸；軋輥的直徑 D輥身長度L輥頸直徑 d和輥頸長度 l。 其中已經(jīng)給定了軋 輥的直徑 D為 320mm對于二輥扎機根據(jù)咬入條件及軋輥強度參照文獻(xiàn)1表 32可知 L/D的取值范圍為 — 所以 L的取值范圍為 480mm— 704mm L=500mm 軋輥輥徑尺寸 d和 l的確定 軋輥輥徑 d和長度 l與軋輥的軸承形式及工作載荷有關(guān)由于受軋輥軸承徑向尺寸的限制，輥徑直徑比輥身直徑要小的多。因此輥徑和軸身過度處，往往是軋輥強度最差處，只要條件允許，輥徑和軸身過度處 r均應(yīng)盡量大些。 使用滾動軸承時，由于軸承外