【文章內(nèi)容簡介】 405～ 500mm。每臺 Y 型機(jī)座有三個互成 120176。布置的盤形軋輥，構(gòu)成三角孔型。三個互為 120176。的軋輥如同字母 Y，故而得名。這類軋機(jī)前后道次變形均勻，張力可控制在2%的范圍內(nèi)，采用恒微張力軋制。 Y 型軋機(jī)的主要特點是： 1． 相鄰機(jī)架之間軋輥位置相互錯開。在軋制時軋件位置經(jīng)常變化，因此各部位溫度比較均勻，變化 也比較均勻 。 2． 相鄰機(jī)架軋輥的中心線相互錯開一個角度。所以軋件不必扭轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)高速無扭軋制，成品線速度可達(dá) 50～ 60m/min，而且表面質(zhì)量好，直徑公差 177。 。 3． 整體傳動，結(jié)構(gòu)緊湊， 容易實現(xiàn)現(xiàn)代化 。 Y 型軋機(jī)的缺點是無法換輥，只能整體更換組合體，在特殊磨床上穩(wěn)定孔型磨削加工，不易除去氧化鐵皮，磨損大。 框架式 45176。無扭轉(zhuǎn)精軋機(jī) 機(jī)架為閉口框架 ，采用雙支撐滾動軸承， 傳動軸與地面成 45176。，各軋輥互成 90176。， 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 通常有 8～ 11 個機(jī)架組成，傳動軋制速度達(dá) 50m/s。成組吊裝，用液壓缸移動軋輥來更換孔型。其特點 是： 1． 相鄰的機(jī)架交錯 90176。，但是軋制線不變，頭尾無扭軋制 。 2． 傳動系統(tǒng)中減少接軸與聯(lián)接軸，降低了傳動件之間的振動，提高產(chǎn)品尺寸精度（一般能達(dá) 到 ?? . mm）。 3． 單線軋制軋輥彈跳穩(wěn)定。因為事故停軋時，不受相鄰軋制線的影響 。 4． 成品線速度等達(dá)到 50m/s， 生產(chǎn)率很高。 它的主要缺點是延伸率 不好，而且部分構(gòu)件制造困難，不方便維修，投資也很大。 懸臂式 45176。高速無扭精軋機(jī) 20 世紀(jì) 70 年代，摩根無扭高速線材精軋機(jī)組有了很大的發(fā)展，投產(chǎn)的已 達(dá)到 160多套。 70 年代后期投產(chǎn)的懸臂式無扭精軋機(jī)組出口速度多為 65～ 80m/s，有的達(dá)到120m/s。 45176。精軋機(jī)組一般由 23～ 26 個機(jī)座串聯(lián)組成，中心距 500mm 左右。每套機(jī)組有 8～ 10 對碳化鎢軋輥，各機(jī)座軋輥交錯成 90176。布置，并與地面成 45176。角布置 。 其優(yōu)點歸納如下： 1． 軋制速度快，生產(chǎn)率高。 2． 成品精度高 ，延伸率高，線材表面質(zhì)量好。 3． 事故停工少，槽孔壽命長，操作效率高，快速換輥，節(jié)省換輥換槽孔時間，設(shè)備磨損少。 這樣的軋機(jī)應(yīng)用廣泛，是現(xiàn)代軋機(jī)的樣版 。 線材生產(chǎn)的工藝 線材生產(chǎn)主要工藝流程 坯料準(zhǔn)備→步進(jìn)式加熱爐加熱→粗軋機(jī)組軋制→剪 切 機(jī)切頭→中軋機(jī)組軋制→精軋→噴水冷卻→卷取→空冷（斯太爾摩冷卻線）→檢驗→打包→入庫 。 軋制工藝的進(jìn)步 1． 軋制速度進(jìn)一步提高 由于各項制造技術(shù)、自動化控制技術(shù)的發(fā)展，檢測技術(shù)的進(jìn)步，使高速線材軋制速 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 度已達(dá) 120m/s 以上，保證速度 達(dá) 112m/s。由此帶來以下三個變化 ： (1) 隨著軋制速度提高，線材軋機(jī)的規(guī)格范圍擴(kuò)大到 φ 26mm 左右，可生產(chǎn)一部分過去只能由棒材軋機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品。 (2) 由于軋制速度提高，單線軋機(jī)產(chǎn)量增加，故多建單線及雙線軋機(jī)，并且出現(xiàn)將多線軋機(jī)改建為雙線或單線軋機(jī)的趨勢。 (3) 由于軋制速度提高，受入口速度限制的坯料斷面允許進(jìn)一步增加。目前，對100m/s 級的軋機(jī)坯料斷面尺寸已擴(kuò)大到 150mm～ 160mm 方坯，也有的使用 180mm 方坯，這對于保證線材產(chǎn)品質(zhì)量和連鑄生產(chǎn)都是有利的。與此同時，坯料單重和成品盤重由于運輸和開卷的原 因仍維持在 2t～ 之間，沒有進(jìn)一步增加的趨勢。 為適應(yīng)高速軋制，過去常用的中軋機(jī)組出口處的圍盤已被取消，采用了直線的布置。為抵消高速軋制時產(chǎn)生的過大溫升，須采用無扭精軋機(jī)前的預(yù)水冷，并須在無扭精軋機(jī)內(nèi)設(shè)置機(jī)架間水冷裝置，在任何情況下，進(jìn)無扭精軋機(jī)的軋件溫度不能高于 1000℃ 。機(jī)架間水冷一般設(shè)置于圓斷面道次，為此將機(jī)架間距加大到 1200mm。 2． 采用減定徑機(jī)組進(jìn)行 精 密軋制 減定徑機(jī)組是近年來在高速線材軋機(jī)上采用的一項最新技術(shù)。隨著軋速的提高，軋件溫升變得更加劇烈，會使軋件內(nèi)部組織惡化，這就限制了軋速的 進(jìn)一步提高；另外，隨著市場要求多品種、小批量訂貨的增多，必需頻繁更換軋制計劃；再者，線材用戶要求產(chǎn)品質(zhì)量包括尺寸精度、表面質(zhì)量、機(jī)械性能等進(jìn)一步提高。在這些方面，傳統(tǒng)高線軋機(jī)顯出了它的一些不足。在這種客觀需要下，各主要供貨廠商相繼開發(fā)出了減定徑機(jī)組，主要有摩根（ MORGAN） 和達(dá)涅利（ DANIELI） 兩種型式。 (1) 摩根（ MORGAN）公司開發(fā)的減定徑機(jī)組 （ RSM） RSM 機(jī)組 4 架組成，前兩架為減徑機(jī)組，后兩架為定徑機(jī)組。由一臺 3200KW 左右調(diào)速電機(jī)經(jīng)兩級減速箱驅(qū)動。機(jī)架形式 均與精軋機(jī)組相同，為懸臂 式結(jié)構(gòu)， 采用碳化鎢輥環(huán)，呈頂交 45176。布置，機(jī)架間距十分緊湊。 采用減定徑機(jī)組后，粗、中、預(yù)精軋和 8 架無扭精軋機(jī)只有一套孔型，所有成品均由 4 架減定徑機(jī)組上 軋出。其 4 架的孔型系統(tǒng)為橢 圓 圓 圓。 4 道的延伸較小，平均為8%～ 16%，減徑機(jī)組最大約為 20%，定徑機(jī)組約為 4%。各架速比可根據(jù)需要改變，以適應(yīng)不同成品規(guī)格所需的不同延伸率。軋件在各架間為微張力軋制。由于采用上述變形均勻的孔型系統(tǒng)且延伸 率 很小，故可使成品尺寸精度提高。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 該機(jī)組布置在無扭精軋機(jī)下游，無扭精軋機(jī)由傳統(tǒng)配置的 10 架減為 8 架。在無扭精軋機(jī)組與減定 徑機(jī)組之間設(shè)有水冷箱及溫度恢復(fù)區(qū)。軋件經(jīng) 8 道次精軋其溫升較傳統(tǒng)10 架機(jī)組 小，然后經(jīng)水冷可將軋件溫度冷卻到 750℃ ～ 800℃ ，然后進(jìn)入減定徑機(jī)組，給以一定程度的變形壓下量，這就是控制軋制。在軋制合金鋼和高合金鋼時，中間冷卻解決了多道次連續(xù)軋制導(dǎo)致的過高溫升，故這些鋼種也可以提高軋制速度。 改變產(chǎn)品規(guī)格時，只需更換減定徑機(jī)組輥環(huán)。該機(jī)組設(shè)有機(jī)架快速更換裝置，可實現(xiàn) 4 架同時更換，也可單架更換；同時，也可以只進(jìn)行輥環(huán)更換。這樣就節(jié)省了換輥時間，提高了軋機(jī)利用率。 減定徑機(jī)組與無扭精軋機(jī)組之間的速度控制采用電氣 “ 鎖定 ” 控制，軋件在此兩機(jī)組間為微張力軋制。 (2) 減徑機(jī)組 為減少投資，摩根公司還推出了只有兩架的減徑機(jī)組方案，其傳動系統(tǒng)大大簡化。在這種情況下，精、中、預(yù)軋、精軋就需要 2 個孔型系統(tǒng)。 (3) 達(dá)涅利（ DANIELI） 公司開發(fā)的雙模塊機(jī)組 (TMB） TMB 機(jī)組與摩根公司的減定徑機(jī)組大同小異。其不同是 將 4 架減定徑機(jī)組分為兩組，各由一臺調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，故稱為“雙模塊 ” 。每一模塊有兩種速比，機(jī)組間無活套，速度控制同樣采用電氣鎖定方法，這樣就允許將機(jī)械部分的減速箱大為簡化。 (4)減定徑機(jī)組的優(yōu)越性 1） 對 φ ～ 20mm 全部范圍產(chǎn)品可達(dá)到 177。 的 高精度公差，橢圓度可達(dá)。 2） 簡化孔型，減少了軋輥更換和軋輥儲備 。 3） 減定徑機(jī)組采用快速更換裝置，軋機(jī)利用率可提高 10%～ 15%。 4） 可進(jìn)行 750℃ ～ 800℃ 低溫軋制，細(xì)化晶粒，改善線材性能 。 5） 可進(jìn)行自由尺寸軋制 。 6） 保證軋制速度可提高到 112m/s，合金鋼軋速可提高到與碳鋼相同 。 7） 可生產(chǎn) φ 線材 。 8） 經(jīng)減定徑機(jī)組軋制后，頭尾可不切除，收得率可提高到 % 。 預(yù)計這項技術(shù)將會有一定程度的推廣。我國采用這項技術(shù)滯后不多，今后也還 會有一些企業(yè)采用。但此項設(shè)備引進(jìn)費用較高，應(yīng)盡快研制國產(chǎn)裝備。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 3． 預(yù)精軋機(jī)采用“微型無扭軋機(jī)” 以往預(yù)精軋機(jī)組為單獨驅(qū)動懸臂機(jī)架，平立交替布置。而線材軋機(jī)的最新進(jìn)展之一就是將無扭精軋機(jī)組的概念擴(kuò)展到預(yù)精軋機(jī)組。預(yù)精軋機(jī)采用懸臂輥環(huán)、 頂交 45176。布置、油膜軸承、 兩架一組集體驅(qū)動，故稱為“微型無扭軋機(jī)”。其優(yōu)點是軋機(jī)重量輕，基礎(chǔ)減??；軋機(jī)強(qiáng)度高；可省去一個機(jī)架間活套；主電機(jī)和傳動裝置由 4 套減為 2 套，其造價比常規(guī)預(yù)精軋機(jī)可減少 22%。 4． 采用連鑄坯為原料并采用熱裝工藝 目前國外高速線材軋機(jī)均采用連鑄坯為原料，與 采用軋制坯相比，從煉鋼到成材，工序能耗可降低 80kg(標(biāo)煤 )/t，收得率提高 10%左右。 采用熱裝工藝可大大降低燃料消耗，提高加熱爐產(chǎn)量，減少金屬損耗、 少倉庫面積。線材軋機(jī)坯料尺寸單一，各規(guī)格產(chǎn)量相近，熱裝條件較好。我國近年十分重視熱裝，例如張家港潤忠高線、杭鋼、安陽、萍鄉(xiāng)等采用了熱裝。 5． 采用低溫軋制技術(shù) 采用低溫軋制可降低燃料消耗，減少脫碳、燒損，改善軋件表面質(zhì)量。但需將軋機(jī)強(qiáng)度及電機(jī)功率提高。目前最新的軋件開軋溫度可至 850℃ ，進(jìn)無扭軋機(jī)溫度也可低至850℃ ，進(jìn)減定徑機(jī)溫度可低至 750℃ 。與此相應(yīng) ，開發(fā)了重負(fù)荷及超重負(fù)荷無扭精軋機(jī)組 。 6． 無頭軋制 無頭軋制是應(yīng)用在棒線材軋制領(lǐng)域的一項最新技術(shù)。其要點是將剛出爐的鋼坯頭部與前一根尾部焊接起來進(jìn)行軋制，這樣可消除各鋼坯之間的間隙，從而可提高軋機(jī)生產(chǎn)率 12%～ 15%； 此外減少了切頭和軋廢，在盤卷打捆前不需切頭尾，軋制參數(shù)穩(wěn)定，線材分卷在集筒內(nèi)進(jìn)行，可根據(jù)用戶要求選定。 7． 廣泛采用在線測徑及渦流探傷儀 許多現(xiàn)代化軋機(jī)在精軋機(jī)后或定徑機(jī)后設(shè)置了熱態(tài)在線測徑裝置和渦流探傷儀，對線材從頭到尾全長的尺寸精度和表面狀況進(jìn)行檢測，可及時發(fā)現(xiàn)不合格品及軋制工具的缺陷。 此外，線材直接軋制技術(shù)、不銹鋼線材連鑄連軋技術(shù)、四輥自由規(guī)格線材軋制技術(shù)等已經(jīng)出現(xiàn)，應(yīng)密切注意其發(fā)展。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 棒線材 φ 450 軋機(jī)的研究方法和方向 棒線材軋機(jī)的研究方法和方向不是唯一的，一沉不變。其中研究方法包括以下幾條： 1． 下廠實習(xí)，了解有關(guān)棒線材軋機(jī)的軋制過程和生產(chǎn)中存在的問題。收集有關(guān)的技術(shù)性能參數(shù)以及有關(guān)的結(jié)構(gòu)特點。 2． 選擇棒線材軋機(jī)的設(shè)計方案并 對方案進(jìn)行評述。 3． 進(jìn)行必要的設(shè)計計算。 4． 畫出總裝配圖、部件圖和 主要的零件圖。 5． 對設(shè)備的控制方法提出要求 ，并 選擇潤滑的方法和 潤滑劑 。 6． 給 出 設(shè)備的安裝方法和維修的過程。 7． 對設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評價。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 2 方案的選擇與評價 方案的選擇 近年來，隨著高速線材軋制技術(shù)的不斷發(fā)展， 對線材性能及表面質(zhì)量要求越來越高。對線材化學(xué)成分、機(jī)械性能、 晶粒組織及晶粒粒度都做檢驗，符合標(biāo)準(zhǔn)方可出廠，這樣就需要合適的線材軋機(jī)。此次設(shè)計方案 選擇 φ 450 粗軋 機(jī)組 它可以滿足生產(chǎn)品種和規(guī)格的要求， 提供的原料允許發(fā)揮成品車間的生產(chǎn)能力，保證坯料的內(nèi)部組織和表面質(zhì)量。從而保證成品車間成材率和生產(chǎn)率的不斷上升。 方案評價 φ 450 水平 兩 輥 閉式 線材軋機(jī)采用 連續(xù)式 布置， 七架 軋機(jī) 分別 單獨 驅(qū)動。 主電機(jī)選擇 直流電動機(jī) ，經(jīng)過 聯(lián)合減速器（包括減速級和分速級） 帶動軋輥轉(zhuǎn)動。減速級 采用 斜 圓 柱齒輪 ，分速級采用 人字齒輪 ，這樣可以使載荷分布均勻，軸承平均受載。 連接軸有有很多種，如梅花接軸、滑塊萬向接軸、十字頭萬向接軸。 由于十字 萬向接軸能傳遞 較大 的轉(zhuǎn)矩，允許有較大的傾角， 因此采用 十字頭萬向接軸 。 電機(jī)與 聯(lián)合減速 器之間 采用彈性柱銷聯(lián)軸器 ，因為彈性柱銷聯(lián)軸器是利用彈性元件的彈性變形來補償兩軸相對位置，因此可動元件之間所需要的間隙小 。 軋輥軸承 是 用來支撐轉(zhuǎn)動的 軋輥，并保持軋輥在機(jī)架中正確的位置。軋輥軸承應(yīng)具有小的摩擦系數(shù)，足夠的強(qiáng)度和剛度，并便于換輥。軋輥軸承的主要類型有帶層壓膠布軸襯的滑動軸承、油膜軸承、滾動軸承。油膜軸承雖然摩擦系數(shù)低、使用壽命長，但油膜軸承的制造精度和成本高，安裝精度要求較嚴(yán)，使用維護(hù)也復(fù)雜，特別是高速重載、頻繁起止制動和可逆運轉(zhuǎn)的情況下，不易形成膜。 在本次設(shè)計中 軋輥 軸承采用軋機(jī)用四列圓柱滾子軸承。 軋輥平衡裝置采用液壓平衡裝置 。液壓平衡裝置結(jié)構(gòu)緊湊，與其他平衡方式比較，使用方便，易于操作，能改變油缸壓力，而且可以使上輥不受壓下螺絲的約 束而上下移動。所以有利于換輥操作。