【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 設(shè)施的限制，所以通常是改變冷卻液的種類(lèi)和增加冷卻液的溫度來(lái)增加其吸熱能力。冷卻液簡(jiǎn)單地噴澆在軋輥和軋件上，與高壓冷卻液霧化，冷卻效果大大不同，實(shí)際資料表明，即使在采用有效的 工藝?yán)鋮s的條件下，冷軋板卷在卸卷后的溫度優(yōu)勢(shì)仍達(dá) 130~150oc ，甚至還要高，由此可見(jiàn)在軋制變形區(qū)的料溫一定比這還要高，輥面溫度過(guò)高會(huì)引起工作輥淬火層硬度的下降，并有可能促使淬火層內(nèi)發(fā)生組織分解（殘余奧氏體的分解），使輥面出現(xiàn)附加的組織應(yīng)力。 另外，從其對(duì)冷軋過(guò)程本身的影響來(lái)看，輥溫的反?，F(xiàn)象以及輥溫分布規(guī)律的反常或突變均導(dǎo)致正常輥面條件的破壞，直接有害于板形與軋制精度。同時(shí)，輥面過(guò)高也會(huì)使冷軋工藝潤(rùn)滑劑失效（油膜破裂），使冷軋不能順利進(jìn)行。 綜上所述，為了保證 冷軋的正常生產(chǎn)，對(duì)軋輥和軋件必須應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。 （ 2） 工藝潤(rùn)滑 ： 冷軋過(guò)程中，帶鋼與軋輥接觸表面存在摩擦。為了降低軋制力、減少摩擦的影響，需進(jìn)行工藝潤(rùn)滑。工藝潤(rùn)滑的作用包括： 1）通過(guò)潤(rùn)滑劑在軋輥和帶鋼表面形成一層油膜，當(dāng)潤(rùn)滑劑滲入軋輥與帶鋼接觸表面的凸凹部時(shí)，可以把帶鋼與軋輥分隔開(kāi)，從而降低接觸表面的摩擦系數(shù)，降低軋制負(fù)荷。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 6 2）冷軋過(guò)程中，由于劇烈的摩擦及變形功而產(chǎn)生很大的熱量，工藝潤(rùn)滑劑可以防止粘輥的發(fā)生。 3）工藝潤(rùn)滑對(duì)保護(hù)軋輥表面、改善帶鋼的表面質(zhì)量起著重要作用。一方面，在潤(rùn)滑劑的保護(hù) 下，可防止軋輥表面氧化。另一方面，帶有潤(rùn)滑劑軋制對(duì)被軋帶鋼起到了“拋光”作用。 生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)表明，采用天然油脂作為冷軋的工藝潤(rùn)滑劑在潤(rùn)滑效果上優(yōu)于礦物油，這是由于天然油脂與礦物油在分子的結(jié)構(gòu)上與特性上有質(zhì)的差別所致。 如 表 11所示 ： 表 11 軋制油的組成 冷軋用乳化液應(yīng)滿(mǎn)足如下要求： 高溫、高壓條件下，具有良好的潤(rùn)滑特性和冷卻效果 。 脫脂性能良好，潤(rùn)滑劑軋后易于清除，保證成品帶鋼表面光潔 。 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，帶鋼不易生銹，不易腐蝕 。 具有良好的乳化性能，使用方 便。 成體低，廢 液易處理，無(wú)環(huán)境污染。 冷軋過(guò)程中油的耗用量還是相當(dāng)大的。現(xiàn)在，可以通過(guò)乳化劑的作用把少量油于大量水混合起來(lái)制成乳狀潤(rùn)液?？梢暂^好的解決油的循環(huán)使用問(wèn)題，在這種情況下水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。 此時(shí)乳化劑需滿(mǎn)足濃度、皂化值、 PH 值、鐵含量等要求。 （ 3） 冷軋中采用張力軋制 ： 張力軋制是冷卻的一大特點(diǎn)。所謂“張力軋制”， 就是軋件在軋輥中的輾軋變形是有一定的前張力與后張力作用下實(shí)現(xiàn)的 。單位張力 z? 是青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 作用在帶材斷面 A 上的平均張應(yīng)力 [3]： 2/ mmKgATZ ?? 式中 ： T—— 總張力； 張力的主要作用有以下幾個(gè)方面： 1） 防止帶鋼在軋制過(guò)程中跑偏（即保證正確對(duì)中軋制） 。 2)使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過(guò)程中的保持板形平直以及軋板型良好） 。 3)降低軋件的變形抗力，便于軋制更薄的產(chǎn)品 。 4)其適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用。 防止軋件跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)軋制的一個(gè)重要問(wèn)題。跑偏將破壞正常板型，引起操作事故甚至設(shè)備事故，若不很好加以控制，將不能保證冷軋的正常進(jìn)行。 防止跑偏的方法有： 1)采用凸行輥縫 ； 2)采用導(dǎo)板夾逼 ； 3)采 用張力軋制 。 通過(guò)改變卷取機(jī)，開(kāi)卷機(jī)及軋機(jī)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及各架壓下可以使軋制力，張力在較大的范圍內(nèi)變動(dòng)。借助準(zhǔn)確可靠的測(cè)試儀，并使之與自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)成閉環(huán)，可以按要求實(shí)現(xiàn)恒張力控制，配備這種張力閉環(huán)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代冷軋機(jī)的起碼要求。 生產(chǎn)中張力的選擇主要是平均單位 z? ，從理論上講，單位張力似乎應(yīng)當(dāng)盡量選的高一些， 但是不 應(yīng)超過(guò) 帶鋼的 屈服極 限 s? ， 根據(jù)以往的經(jīng) 驗(yàn)，一 般軋機(jī)sZ ?? )~(? ；而冷軋薄帶剛 sZ ?? )~(? 。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 8 第 2 章 設(shè)計(jì)方案的比較 主轉(zhuǎn)動(dòng)方式 目前，小型四輥冷軋機(jī)的主轉(zhuǎn)動(dòng)方式有如下三種： （ 1） 傳動(dòng)工作輥 ；（ 2） 傳動(dòng)支承輥 ；（ 3） 單輥傳動(dòng) 。 一般是電機(jī)通過(guò)減速器與齒輪座來(lái)直接傳遞工作輥，這種形式對(duì)于軋制過(guò)程比較有利，但是對(duì)于較小的軋機(jī)，它又受到工作輥輥頸和方向接軸所能傳遞的扭轉(zhuǎn)力矩的限制，而傳遞工作輥不能達(dá)到要求時(shí)，就需傳遞支承輥，而傳遞支承輥是靠摩擦力來(lái)傳遞工作輥的。這樣將會(huì)碰到關(guān)于工作輥力的傳遞問(wèn)題，這就是要增大軋輥的傳 動(dòng)部件。同時(shí)還要考慮軋輥與軋件間的打滑問(wèn)題。 為了解決上述問(wèn)題，防止出現(xiàn)支承輥斷輥、工作輥 輥 頭扭斷等現(xiàn)象，可采用異徑軋制、單輥驅(qū)動(dòng)等措施來(lái)解決。本次設(shè)計(jì)由于軋制力與軋制力矩不是很大，故不需考慮此問(wèn)題，但同時(shí)采用單輥驅(qū)動(dòng)又會(huì)帶來(lái)一系列新的問(wèn)題。由于采用單輥傳動(dòng)，使兩個(gè)工作輥?zhàn)匀粫?huì)產(chǎn)生一定的速度差，從而使軋制力有所降低，據(jù)實(shí)際分析證明，當(dāng)變形區(qū)長(zhǎng)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(dòng)軋制時(shí)上下輥速度的配合是自然的，過(guò)程簡(jiǎn)單易行，無(wú)需復(fù)雜的控制系統(tǒng)。采用異徑軋制，并盡可能的減小空轉(zhuǎn)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(diǎn)，以保證受力零件的正常工作，同時(shí)又有利于增大壓下量，減小道次，從而提高軋機(jī)的工作效率。 在普通的四輥軋機(jī)工作中，盡管其主機(jī)列通常是有主電機(jī)通過(guò)減速機(jī)和齒輪座傳遞兩個(gè)工作輥，但是在預(yù)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(jī)的傳動(dòng)帶來(lái)很大的影響：在薄帶軋制中常出現(xiàn)量接軸傳動(dòng)力矩的分配不均，某個(gè)接觸力矩為零或趨近于零。由于輥頸差事實(shí)上不可能消除，使用較大的預(yù)壓力亦是必要?？梢哉J(rèn)為，軋輥的傳動(dòng)力矩在兩軋輥上的分配并不總是大致想當(dāng)相等的。在運(yùn)轉(zhuǎn)中的軋機(jī)上，即從軋輥 空轉(zhuǎn)，壓靠以至軋制階段，輥頸稍大的軋輥接觸中傳動(dòng)力矩永為正值，而輥頸稍小者，其傳動(dòng)力矩可在負(fù)值至正值的廣大范圍內(nèi)變化，者是薄帶鋼軋制的軋機(jī)傳動(dòng)特點(diǎn)，對(duì)于這類(lèi)軋機(jī)，在一定的條件下實(shí)際上是單輥傳動(dòng)的。一般看來(lái)，當(dāng)軋件較薄時(shí)使用預(yù)壓力較大，直徑稍小的軋輥上，其傳動(dòng)接觸可能實(shí)際上不起作用，甚至反而有害。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 9 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(shí)現(xiàn)單輥傳動(dòng)。 在主機(jī)列中，自然可將齒輪座從設(shè)計(jì)中取消，減小設(shè)備的投資，降低動(dòng)力傳傳遞的能量消耗，從而取得一定的經(jīng)濟(jì)效果并可充分利用換輥，在操作上也會(huì) 有許多方便。 傳動(dòng)型式 對(duì)于單機(jī)座軋機(jī)，有可逆式和不可逆的工作制度，現(xiàn)分述如下 [1]： 不可逆式軋機(jī)工作制度 小型冷帶軋機(jī)采用不可逆式工作制度最多。當(dāng)采用這種工作制度時(shí)，軋輥與軋件的運(yùn)動(dòng)方向始終不變，但軋制速度卻有可調(diào)和不可調(diào)兩種，軋制速度不需要調(diào)整的小型冷帶軋機(jī)，通常選用交流同步電動(dòng)機(jī)和異步電機(jī)。在連續(xù)式冷帶鋼軋機(jī)上，為了保證通過(guò)每個(gè)機(jī)座的金屬秒流量相等，保持軋件張力的恒定，需要在軋制過(guò)程中不斷調(diào)整軋制速度。這類(lèi)軋機(jī)，一般都采用調(diào)速范圍廣、超載能力大、慣性力矩小的直流電動(dòng)機(jī)來(lái)傳動(dòng)。 運(yùn)轉(zhuǎn)方式可分 為： 幾乎保持嚴(yán)格不變的軋制速度 ；軋件通過(guò)時(shí)，軋制速度稍微降低；僅在軋機(jī)調(diào)整時(shí)才調(diào)節(jié)速度；在軋件通過(guò)時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軋制速度。 可逆式工作制度 用可逆式冷軋機(jī)軋制時(shí)，軋輥既能逆轉(zhuǎn)又能調(diào)速。這類(lèi)軋機(jī)采用調(diào)速范圍廣、慣性力矩小的直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。為提高軋機(jī)的生產(chǎn)能力，可逆式冷軋機(jī)一般都有快速啟動(dòng)和制動(dòng)的要求。 目前，對(duì)單機(jī)座小型冷軋機(jī)，采用可逆式有很多有優(yōu)點(diǎn)，它能大大提高生產(chǎn)效率，以減少板帶鋼的吊運(yùn)與安裝。 軋輥軸承 軋輥軸承用來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)的軋輥，并保持軋輥在機(jī)架中正確的位置 。 軋輥軸承與一般軸承的工作條 件差別很大，其特點(diǎn)： 承受能力很高，這是因?yàn)檩S承受外圍尺寸的限制和在較短的輥頸內(nèi)可用很大的許用應(yīng)力所決定的 ； 運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大 ； 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 10 工作環(huán)境惡劣。 軋輥軸承 的性能與摩擦功率的損耗成正比，表征了軸承的發(fā)熱率。其 主要形式是滾動(dòng)軸承與 滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)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(jī)上多用滾動(dòng)軸承。 壓下裝置的結(jié)構(gòu)形式 壓下裝置目前 就驅(qū)動(dòng)方式而言 有 手動(dòng)的、電動(dòng)的和液壓的三種 結(jié)構(gòu)型式 [1]。 手動(dòng)壓下 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，價(jià)格低。其缺點(diǎn)是體力勞動(dòng)繁瑣，壓下速度和壓下能力較小。 電動(dòng)壓下 電動(dòng)壓下是最常用的上輥調(diào)整裝置。 是電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓柱齒輪減速箱和渦輪減速箱傳遞運(yùn)動(dòng)的，它可以用于所有的軋機(jī)上，如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、冷板帶軋機(jī)等。其優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)距離可達(dá)較大的數(shù)值，壓下能力較大，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、反應(yīng)時(shí)間較慢、效 率較低。 壓下裝置的結(jié)構(gòu) 在很大程度上與軋輥的調(diào)整速度、調(diào)整距離 、 調(diào)整頻率、和調(diào)整精度有關(guān) 。按照壓下速度 的大小 ，電動(dòng)壓下裝置可分為快速壓下裝置和 慢速 壓下裝置兩大類(lèi)。 （ 1） 快速壓下裝置 由于其壓下速度一般大于 1mm/s， 故稱(chēng)為快速壓下裝置。 這類(lèi)壓下裝置多用在初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、中厚板軋機(jī)、連軋機(jī)組的可逆式粗軋機(jī)上。其工藝特點(diǎn)是： 1） 工作時(shí)要求大行程、快速和頻繁的升降軋輥。 2） 軋輥調(diào)整時(shí)，不“帶鋼”壓下，即不帶軋制負(fù)荷壓下。 （ 2） 慢速壓下裝置 這類(lèi)裝置通常用在熱軋或冷軋薄板和帶鋼軋機(jī)上，其軋制速度很高。軋制精度要求也高。所以這類(lèi)壓下裝置具有以下特點(diǎn)： 1） 較小的軋輥調(diào)整量與較高的調(diào)整精度； 2） 帶鋼壓下； 3） 必須動(dòng)作快，靈敏度高； 4） 軋輥平行度的調(diào)整要求嚴(yán)格。 液壓壓下 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(lái)調(diào)整軋輥輥青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 11 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(cè)儀表及運(yùn)算控制系統(tǒng)。與電動(dòng)壓下裝置相比較，液壓壓下裝置有如下特點(diǎn)： 1） 快速響應(yīng)性好，調(diào)整精度高 ； 2） 過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單、可靠 ； 3） 機(jī)械傳動(dòng)效率高 ； 4） 便于快速換輥，提高軋機(jī)作業(yè)率 ； 5） 采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，消耗的功率小，效率高。 軋 輥平衡裝置 平衡裝置的作用是消除軋制系統(tǒng)間隙， 避免沖擊。 提升上軋輥，用來(lái)大大降低咬入 軋件時(shí)的沖擊和工作輥的頻繁換輥。上輥 平衡裝置有重錘平衡、彈簧平衡、液壓平衡三種形式。 現(xiàn)在在小型冷軋機(jī)上，廣泛使用液壓平衡裝置，它是由液壓缸產(chǎn)生的推力來(lái)進(jìn)行工作的。液壓平衡優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好。 設(shè)計(jì)方案的確定 本設(shè)計(jì)采用： 不可逆工作制度， 電動(dòng) 驅(qū)動(dòng) 支撐輥 ， 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 ，壓下裝置為電動(dòng)壓 下，上輥為單缸平衡，輥型調(diào)整采用液壓 壓下彎輥，直流電動(dòng)機(jī)。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 12 第 3 章 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)題目及要求 設(shè)計(jì)題目： ? 190/? 500? 450mm四輥冷軋機(jī)設(shè)計(jì)之四 —— 軋鋼機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì)要求： 在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝及強(qiáng)度、剛度的條件下尺寸盡量小 。 運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，完成冷軋機(jī)單體設(shè)計(jì) 。 對(duì)已有設(shè)備進(jìn)行綜合分析，提出最佳方案 。 完成軋鋼機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)和有限單元法分析。 軋鋼機(jī)架 類(lèi)型 如 圖 31 所示： 圖 31 機(jī)架 原始數(shù)據(jù) 1.、 軋制帶材 25Cr2MoVA(調(diào)質(zhì)處理 )； 2.、 帶寬 B=200mm,帶厚 0h =,帶長(zhǎng) L=450mm,成品厚度 1h =； 3.、 軋輥直徑 190/500mm； 4.、 軋制速度 v=2m/s； 5.、 張力 0150T T KN?? 。 軋輥參數(shù)的確定 工作輥直徑 1D =190mm； 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 13 支承輥直徑 2D =500mm； 軋輥材料 。 工作輥 ： 92rC Mo輥面硬度 HS=90~95； 支承輥 ： 92rC Mo輥面硬度 HS=60~65。 軋制力能 計(jì)算 主要參數(shù)的確定 本道次加工過(guò)程中，鋼板厚度由 被軋制為 ， 鋼板材料為25Cr2MoVA。 （ 1） 本道次壓下量 mmhhh ?????? （ 2） 本道次壓下率 %%100 %1000 ?????? h h? (31) （ 3） 金 屬材料的屈服極限 s? 材料屈服極限是使試樣產(chǎn)生給定的永久變形時(shí)所需要的應(yīng)力，金屬材料試樣承受的外力超過(guò)材料的彈性極限時(shí)，雖然應(yīng)力不再增加，但是試樣仍發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱(chēng)為屈服，即材料承受外力到一定程度時(shí)，其變形不再 與外力成正比而產(chǎn)生明顯的塑性變形，產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服極限，圖 32 為屈服極限圖。 由圖 33 得 ： as MP515?? 。 圖 32 屈服極限 圖