【正文】 （ 1） 支承 輥強(qiáng)度校核 軋制時(shí)的彎曲力矩絕大部分由支承輥承擔(dān)，對支。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 由于對影響軋輥強(qiáng)度的各種因素（如溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷值等）很難準(zhǔn)確計(jì)算，為此， 設(shè)計(jì)時(shí)對軋機(jī)的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中（為了保護(hù)軋機(jī)其他重要部件，軋輥的安全系數(shù)是軋機(jī)各部件中最小的）。冷軋時(shí)的事故粘附也會導(dǎo)致熱裂甚至表層剝落；在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進(jìn)行高負(fù)荷熱軋或者冷軋機(jī)停車，軋熱的軋輥驟然冷卻，往往會因溫度應(yīng)力過大 ，導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過大或因工藝過程安排不合理造成過負(fù)荷軋制也會造成軋輥破壞等。 2）軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求等。 表 33 各類軋機(jī)軋輥材料選用及輥面硬度 兩軋輥的機(jī)構(gòu)簡圖如下圖 36 所示 ： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 ()a 工作輥結(jié)構(gòu)簡圖 ()b 支承輥結(jié)構(gòu)簡圖 圖 36 兩軋輥的機(jī)構(gòu) 簡圖 軋輥的強(qiáng)度校核 軋輥承受軋制力并直接接觸軋件， 軋輥的破壞決定于各種應(yīng)力（其中包括彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力，由于溫度分布不均或交替變化引起的溫度應(yīng)力以及軋輥制造過程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。傳動端長度應(yīng)依照實(shí)際裝配時(shí)確定。1 (100 ~ )d m m? ，取 39。 （ 4） 軋輥傳 動端的型式與尺寸 軋輥除基本尺寸外，還有軸頭型式與尺寸的選擇問題， 本軋機(jī)為工作輥傳動，傳動端為雙鍵傳遞扭矩。 考慮實(shí)際設(shè)計(jì)及安裝問題， 39。2d 可取大些，取 39。 11( ~ ) ( ~ 110 )l d mm??。 此 設(shè)計(jì)軋輥軸承使用滾動軸承，由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過大，一般 取( ~ )dD? ， ~ ? 。因此輥頸與輥身過渡處往往是軋輥強(qiáng)度最差的地方。 軋輥輥頸尺寸 d 和輥頸長度 l 與軋輥軸承型式及工作載荷有關(guān)。本軋 機(jī)工作輥重磨量為 ，重車量為 4mm ，支承輥重磨量為 ，重車量為 5mm 。軋輥工作表面的每次重車量為 ~5mm ，重磨量為 ~ ，軋輥直徑減小到一定程度后即不能再使用。 （ 2） 軋輥的重車率 軋輥從開始使用直到報(bào)廢，其全部重車輛與軋輥名義直徑的百分比稱為重車率。 （ 1） 軋輥名義直徑 D 和輥身長度 L ?？紤]到本設(shè)計(jì)軋機(jī)受力相對較小，且為加工方便，采用帶雙鍵槽的軸頭。軸頭和聯(lián)接軸相連，傳遞軋制扭矩。 軋輥由輥身、輥頸和軸頭三部分組成。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 軋輥的基本尺寸及校核 軋輥的類型及結(jié)構(gòu) 軋輥 按照軋機(jī)類型可分為板軋機(jī)軋輥和型鋼軋機(jī)軋輥兩大類 。 軋輥與電 機(jī)的傳動比 011000 6 .6 41 5 0 .6ni n? ? ?，取 7i? 。 根據(jù)工作輥 力的平衡條件，正向軋制時(shí)，工作輥臨界偏移距 0e 1020 1 22190 500 ( ) ( ) ( ) ( 0) 22 2TTme R R m mR???? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 單向帶張力軋制時(shí)，工作輥應(yīng)向出口方向偏移， 可 取 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 0 e mm? ? ? 。 保持工作輥穩(wěn)定的方法是使工作輥中心相對 支承輥中心線有一個(gè)偏移 e 。工作輥的這種自由狀態(tài)會造成軋件厚度不均，軋輥軸承遭受沖擊，工作輥和支承輥之間正常摩擦關(guān)系將被破壞以及軋輥磨 損加劇等不良后果。 式中 ?—— 工作輥與支承輥連心線與垂直線夾角，12a rc si n 022eDD? ???； ? —— 軋輥連心線與反力 R 的夾角，22arcsin2mD?? ?? ，其中： f? 為當(dāng)量摩擦系數(shù)， ( 1 ~ )2f kf k? ???，當(dāng)兩接觸面沿整個(gè)圓周均勻接觸時(shí)，2k ?? 2ff? ??? 取 ? r為圓柱滾子軸承內(nèi)徑，2 320 1602r m m m m?? 2 0 . 0 0 4 1 6 0 12 m m m m??? ? ? ? ? 1 r c s i n 755002? ??? ? ?； C—— 反力 R 對工作輥的力臂 1 190c o s s in 0 . 2 c o s 0 . 2 7 5 s in 0 . 2 7 5 0 . 6 5 622DC m m m m m m m?? ??? ? ? ? ? ； 1D —— 工作輥直徑， 1 190D mm? ； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 2D —— 支承輥直徑， 2 500D mm? ； e —— 工作輥軸線相對支承輥軸線的偏移距。 （ 1） 求軋制力矩 ZM 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 ZM Pa? 式中 P—— 軋制力； a—— 軋制力臂，其大小與軋制力作用點(diǎn)及前后張力大小有關(guān) ， 10TT? 時(shí)， 1 sin2Da ?? ，其中： 1D —— 工作輥直徑 ； ? —— 不考慮張力時(shí)軋制力作用點(diǎn)對應(yīng)的軋輥中心角； ?—— 前后張力對軋制方向影響的偏轉(zhuǎn)角?？紤]支承輥軸承處的摩擦及工作輥與支承輥間的滾動摩擦?xí)r，支反力 R 的方向應(yīng)與摩擦圓半徑 2? 相切，并 在 工作 輥與 支承 輥接 觸處 偏離 一個(gè) 滾動 摩擦 力臂 的 距離 ，一 般情 況 下~ ? mm，取 ? mm。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 0 .3 5 ~ 0 .4 5?? ??? 式中 ?—— 咬入角， a r c c o s( 1 ) 5 .7 32 hR? ??? ? ?； 取 ????? 則 2 2 3 1?? ??? ? ? ?。 由于計(jì)算過程比較復(fù)雜，故利用所學(xué) VB 程序編寫計(jì)算機(jī)計(jì)算程序（見 附錄 ）。39。l 。mp 代入公式求出 39。l 代入 mp 計(jì)算公式，再求出 39。l ql? 求得： 39。 將 mp 代入式 39。ml Xh? ? ，整理得： 012 ( )2mC k Yh?? ????； 2()ml Zh? ? 則可綜合寫成： 2 ( 1)XX e Y Z? ? ? 代入數(shù)值得： 01 2 2 1 9 0 0 . 0 9 22 ( ) ( ) ( 5 2 9 1 1 4 . 9 ) 0 . 0 32 9 0 9 0 0 2 9 0 9 0 0 ( 2 . 7 5 1 . 8 0 )mmmRY C k khh?? ?? ? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? 239。39。39。 2 2 2( ) ( )mmm m m ml l C Cpph h h h? ? ? ?? ? ? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 將式39。 將 0x 代入公式 39。 2 200l l x x? ? ? 20 8 (1 ) mmRx p C pE ?? ?? ? ? 式中 R—— 軋輥半徑； 39。 以第一道次 （ ） 為例，計(jì)算步驟如下 ： 根據(jù) （ ） 方法求平均單位壓力 公式如下： ()mmP k m???? 式中 529sk M Pa??? m?? —— 平均張應(yīng)力 01 9 0 . 9 1 1 3 8 . 8 9 1 1 4 . 922m M P a M P a M P a??? ? ? ?? ? ? 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) 1Xem X?? ， 39。mp ， 39。1mi mipp ????。1iill?? 或 39。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 這樣反復(fù)數(shù)次，使計(jì)算所得的 39。39。mp ； 4） 又將 39。l ； 3） 再將 39。mp 公式聯(lián)解，一般可采用迭代法，其具體步驟如下： 1） 選擇不考慮彈性壓扁 mp 計(jì)算公式算出 mp ； 2） 將計(jì)算的 mp 代入式 39。 39。 在軋薄板時(shí)可簡化為 39。l ql? 式中 39。 冷軋薄板時(shí) ， 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。 計(jì)算接觸面積實(shí)際是計(jì)算接觸弧長度。 由圖 32??b 可知，當(dāng)軋件被咬入后，若繼續(xù)咬入，則必須滿足條件 tan??? ， 由于 ??? ，所以 tan tan??? ，這說明了 軋件一旦咬入，就會繼續(xù)咬入，軋制過程能建立起來。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冷軋薄帶鋼是允許咬入角為 5~10 。 300 0 5 0 1 0 9 0 .9 12 .7 5 2 0 0T M P aS? ?? ? ?? 311 1 5 0 1 0 1 3 8 .8 91 .8 0 2 0 0T M P aS? ?? ? ?? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 咬入條件的校驗(yàn) 進(jìn)行軋制時(shí)，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。為計(jì)算方便取為常數(shù)，由表 31 查得取 ?? 表 31 冷軋低碳鋼時(shí)的摩擦系數(shù) （ 6） 金屬材料變形抗力 1 .1 5 4 6 0 5 2 9sk m M P a M P a?? ? ? ? 式中 m— 板帶軋制時(shí)取 m=。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 圖 31 冷態(tài)下變形阻力曲線 （ 5） 無潤滑劑時(shí)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。 （ 通常取 a? ， b? 。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(jì)算時(shí)一般把變形區(qū)作為圓弧（或拋物線）變化來計(jì)算平均總變形程度m?? ,按此平均總變形程度來選取平均變形阻力。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 第 3 章 設(shè)計(jì) 計(jì)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 h? = 01hh? =? = （ 2） 本 道次壓下率 0hh? ?? 100%? = 100%? =% （ 3） 平均 壓下率 由于存在加工硬化現(xiàn)象，在計(jì)算冷軋薄板平均單位壓力時(shí)，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。 軋輥軸承與一般軸承的工作條件差別很大，其特點(diǎn)： （ 1）工作負(fù)荷大； （ 2）運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大； （ 3）工作環(huán)境惡劣。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。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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。 液壓平衡裝置是由液壓缸產(chǎn)生的推力來進(jìn)行工作的 ，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好， 在小型冷軋機(jī)上 廣泛使用 。上滾平衡裝置有重錘平衡、彈簧平衡、液壓平衡三種形式。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)壓下機(jī)構(gòu)時(shí)，不僅應(yīng)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(dú)調(diào)整方式等），而且還應(yīng)考慮其他因素，如：電動機(jī)、減速器能否布置得開；換輥、檢修和處理事故時(shí)，吊車吊鉤能否進(jìn)入；設(shè)備檢修是否方便等。 3. 板帶軋機(jī)電動壓下的結(jié)構(gòu)形式： 四輥冷軋機(jī)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。 2. 板帶軋機(jī)電動壓下裝置 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 冷、熱軋板帶軋機(jī)的電動壓下速度約為 ~。 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。 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。 電動壓下 電動壓下是最常用的上輥 調(diào)整裝置。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(yùn) 算控制系統(tǒng)。但它的最大優(yōu)點(diǎn)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(yīng)速度，而且伺服閥的工作條件好，維護(hù)也方便。采用“壓上式”時(shí)，在軋機(jī)上部可以設(shè)置不帶剛壓下的電動壓下機(jī)構(gòu)以便做大行程的調(diào)整。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 壓下裝置的結(jié)構(gòu)形式 壓下裝置目前有液壓壓下和電動 壓下兩種結(jié)構(gòu)型式。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。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力矩永為正值，而輥頸稍小者，其傳動 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)傳動特 點(diǎn)，對于這類軋機(jī)，在一定的條件下實(shí)際上是單輥傳動的。由于輥頸差事實(shí)上不