【文章內(nèi)容簡介】 405～ 500mm。每臺 Y 型機座有三個互成 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 型軋機的主要特點是： 1． 相鄰機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 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 機架為閉口框架 ，采用雙支撐滾動軸承， 傳動軸與地面成 45176。，各軋輥互成 90176。， 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 通常有 8～ 11 個機架組成，傳動軋制速度達 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 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 20 世紀 70 年代，摩根無扭高速線材精軋機組有了很大的發(fā)展，投產(chǎn)的已 達到 160多套。 70 年代后期投產(chǎn)的懸臂式無扭精軋機組出口速度多為 65～ 80m/s，有的達到120m/s。 45176。精軋機組一般由 23～ 26 個機座串聯(lián)組成，中心距 500mm 左右。每套機組有 8～ 10 對碳化鎢軋輥，各機座軋輥交錯成 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。 這樣的軋機應(yīng)用廣泛，是現(xiàn)代軋機的樣版 。 線材生產(chǎn)的工藝 線材生產(chǎn)主要工藝流程 坯料準備→步進式加熱爐加熱→粗軋機組軋制→剪 切 機切頭→中軋機組軋制→精軋→噴水冷卻→卷取→空冷（斯太爾摩冷卻線）→檢驗→打包→入庫 。 軋制工藝的進步 1． 軋制速度進一步提高 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)的進步，使高速線材軋制速 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 度已達 120m/s 以上，保證速度 達 112m/s。由此帶來以下三個變化 ： (1) 隨著軋制速度提高，線材軋機的規(guī)格范圍擴大到 φ 26mm 左右，可生產(chǎn)一部分過去只能由棒材軋機生產(chǎn)的產(chǎn)品。 (2) 由于軋制速度提高，單線軋機產(chǎn)量增加，故多建單線及雙線軋機，并且出現(xiàn)將多線軋機改建為雙線或單線軋機的趨勢。 (3) 由于軋制速度提高，受入口速度限制的坯料斷面允許進一步增加。目前，對100m/s 級的軋機坯料斷面尺寸已擴大到 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，沒有進一步增加的趨勢。 為適應(yīng)高速軋制，過去常用的中軋機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，須采用無扭精軋機前的預水冷，并須在無扭精軋機內(nèi)設(shè)置機架間水冷裝置，在任何情況下，進無扭精軋機的軋件溫度不能高于 1000℃ 。機架間水冷一般設(shè)置于圓斷面道次，為此將機架間距加大到 1200mm。 2． 采用減定徑機組進行 精 密軋制 減定徑機組是近年來在高速線材軋機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、機械性能等進一步提高。在這些方面，傳統(tǒng)高線軋機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)出了減定徑機組，主要有摩根（ MORGAN） 和達涅利（ DANIELI） 兩種型式。 (1) 摩根（ MORGAN）公司開發(fā)的減定徑機組 （ RSM） RSM 機組 4 架組成，前兩架為減徑機組，后兩架為定徑機組。由一臺 3200KW 左右調(diào)速電機經(jīng)兩級減速箱驅(qū)動。機架形式 均與精軋機組相同，為懸臂 式結(jié)構(gòu)， 采用碳化鎢輥環(huán)，呈頂交 45176。布置，機架間距十分緊湊。 采用減定徑機組后，粗、中、預精軋和 8 架無扭精軋機只有一套孔型，所有成品均由 4 架減定徑機組上 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%，減徑機組最大約為 20%，定徑機組約為 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。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 該機組布置在無扭精軋機下游，無扭精軋機由傳統(tǒng)配置的 10 架減為 8 架。在無扭精軋機組與減定 徑機組之間設(shè)有水冷箱及溫度恢復區(qū)。軋件經(jīng) 8 道次精軋其溫升較傳統(tǒng)10 架機組 小，然后經(jīng)水冷可將軋件溫度冷卻到 750℃ ～ 800℃ ，然后進入減定徑機組，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，只需更換減定徑機組輥環(huán)。該機組設(shè)有機架快速更換裝置，可實現(xiàn) 4 架同時更換，也可單架更換；同時，也可以只進行輥環(huán)更換。這樣就節(jié)省了換輥時間，提高了軋機利用率。 減定徑機組與無扭精軋機組之間的速度控制采用電氣 “ 鎖定 ” 控制，軋件在此兩機組間為微張力軋制。 (2) 減徑機組 為減少投資，摩根公司還推出了只有兩架的減徑機組方案，其傳動系統(tǒng)大大簡化。在這種情況下，精、中、預軋、精軋就需要 2 個孔型系統(tǒng)。 (3) 達涅利（ DANIELI） 公司開發(fā)的雙模塊機組 (TMB） TMB 機組與摩根公司的減定徑機組大同小異。其不同是 將 4 架減定徑機組分為兩組，各由一臺調(diào)速電機驅(qū)動，故稱為“雙模塊 ” 。每一模塊有兩種速比，機組間無活套，速度控制同樣采用電氣鎖定方法，這樣就允許將機械部分的減速箱大為簡化。 (4)減定徑機組的優(yōu)越性 1） 對 φ ～ 20mm 全部范圍產(chǎn)品可達到 177。 的 高精度公差，橢圓度可達。 2） 簡化孔型，減少了軋輥更換和軋輥儲備 。 3） 減定徑機組采用快速更換裝置，軋機利用率可提高 10%～ 15%。 4） 可進行 750℃ ～ 800℃ 低溫軋制，細化晶粒，改善線材性能 。 5） 可進行自由尺寸軋制 。 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)減定徑機組軋制后，頭尾可不切除，收得率可提高到 % 。 預計這項技術(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)備引進費用較高，應(yīng)盡快研制國產(chǎn)裝備。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 3． 預精軋機采用“微型無扭軋機” 以往預精軋機組為單獨驅(qū)動懸臂機架，平立交替布置。而線材軋機的最新進展之一就是將無扭精軋機組的概念擴展到預精軋機組。預精軋機采用懸臂輥環(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”。其優(yōu)點是軋機重量輕，基礎(chǔ)減?。卉垯C強度高；可省去一個機架間活套；主電機和傳動裝置由 4 套減為 2 套，其造價比常規(guī)預精軋機可減少 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。但需將軋機強度及電機功率提高。目前最新的軋件開軋溫度可至 850℃ ，進無扭軋機溫度也可低至850℃ ，進減定徑機溫度可低至 750℃ 。與此相應(yīng) ，開發(fā)了重負荷及超重負荷無扭精軋機組 。 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行軋制，這樣可消除各鋼坯之間的間隙，從而可提高軋機生產(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)代化軋機在精軋機后或定徑機后設(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。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 棒線材 φ 450 軋機的研究方法和方向 棒線材軋機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，了解有關(guān)棒線材軋機的軋制過程和生產(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． 選擇棒線材軋機的設(shè)計方案并 對方案進行評述。 3． 進行必要的設(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)備進行經(jīng)濟分析和評價。 遼寧科技大學本科生畢業(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。對線材化學成分、機械性能、 晶粒組織及晶粒粒度都做檢驗，符合標準方可出廠，這樣就需要合適的線材軋機。此次設(shè)計方案 選擇 φ 450 粗軋 機組 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 線材軋機采用 連續(xù)式 布置， 七架 軋機 分別 單獨 驅(qū)動。 主電機選擇 直流電動機 ，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，使用維護也復雜，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。