【正文】 1 0 4 . 1 7 1 2 51 1 4 . 5 92m M P a? ? ??? （ 7） 咬人條件的校核 由公式 cos 1 hD? ??? 得 cos 1 hD? ??? = 190? = ?? ， tan ? 〈 ? =； 故能實現(xiàn)其自然咬入。 （ 1） 本道次壓下量 mmhhh ????? （ 2） 本道次壓下率 ? =0hh? ? 100%= ? 100%=% (31) （ 3） 金屬材料的屈服極限 s? 由圖 33 得 ， as MP580?? 。 （ 4） 變形抗力的確定 因為 ?? 所以得： as MPk 6 1 55 3 ???? ? （ 5） 摩擦系數(shù)的確定 同上，取 ?? ； （ 6） 軋件入口和出口斷面上作用的平均水平張力 012m ???? ?? 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 式 中： 0? —— 軋件入口斷面上作用的水平張力， 此時 帶 寬 B=200mm,斷面厚度為0h =； aa MPPAT 1050 3100 ?? ???? 1? —— 軋件出口斷面上作用的水平張力， 此時 帶寬 B=200mm,斷面厚度為0h =； aa MPPAT 0 2 1050 3211 ?? ???? 則 am ????? （ 7） 咬入 條件的校核 由公式 cos 1 hD? ??? 得： cos 1 hD? ??? = 190? = ?? ， tan ? 〈 ? =； 故能實現(xiàn)其自然咬入。 本道次加工過程中，鋼板厚度由 。 ， 176。由 參考資料 取 ?? 。摩擦力將阻礙金屬的變形，摩擦系數(shù)對軋制力影響較大，并且是變化的。 由圖 33 得 ： as MP515?? 。 軋制力能 計算 主要參數(shù)的確定 本道次加工過程中，鋼板厚度由 被軋制為 ， 鋼板材料為25Cr2MoVA。 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（論文）說明書 13 支承輥直徑 2D =500mm； 軋輥材料 。 完成軋鋼機(jī)機(jī)架設(shè)計和有限單元法分析。 運用所學(xué)專業(yè)知識，完成冷軋機(jī)單體設(shè)計 。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 第 3 章 設(shè)計計算 設(shè)計題目及要求 設(shè)計題目： ? 190/? 500? 450mm四輥冷軋機(jī)設(shè)計之四 —— 軋鋼機(jī)機(jī)架設(shè)計 。液壓平衡優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈敏度高，平衡效果好。上輥 平衡裝置有重錘平衡、彈簧平衡、液壓平衡三種形式。 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。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)及檢測儀表及運算控制系統(tǒng)。所以這類壓下裝置具有以下特點： 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） 必須動作快，靈敏度高； 4） 軋輥平行度的調(diào)整要求嚴(yán)格。 （ 2） 慢速壓下裝置 這類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。其工藝特點是： 1） 工作時要求大行程、快速和頻繁的升降軋輥。 （ 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) 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) 。 是電動機(jī)通過圓柱齒輪減速箱和渦輪減速箱傳遞運動的，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。其缺點是體力勞動繁瑣，壓下速度和壓下能力較小。 壓下裝置的結(jié)構(gòu)形式 壓下裝置目前 就驅(qū)動方式而言 有 手動的、電動的和液壓的三種 結(jié)構(gòu)型式 [1]。 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。其 主要形式是滾動軸承與 滑動軸承。 軋輥軸承與一般軸承的工作條 件差別很大，其特點： 承受能力很高，這是因為軸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 ； 運轉(zhuǎn)速度差別大 ； 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 工作環(huán)境惡劣。 目前，對單機(jī)座小型冷軋機(jī)，采用可逆式有很多有優(yōu)點，它能大大提高生產(chǎn)效率，以減少板帶鋼的吊運與安裝。這類軋機(jī)采用調(diào)速范圍廣、慣性力矩小的直流電動機(jī)傳動。 運轉(zhuǎn)方式可分 為： 幾乎保持嚴(yán)格不變的軋制速度 ；軋件通過時，軋制速度稍微降低；僅在軋機(jī)調(diào)整時才調(diào)節(jié)速度；在軋件通過時，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軋制速度。在連續(xù)式冷帶鋼軋機(jī)上，為了保證通過每個機(jī)座的金屬秒流量相等，保持軋件張力的恒定，需要在軋制過程中不斷調(diào)整軋制速度。 傳動型式 對于單機(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。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 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，有可能實現(xiàn)單輥傳動。在運轉(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，對于這類軋機(jī)，在一定的條件下實際上是單輥傳動的。由于輥頸差事實上不可能消除，使用較大的預(yù)壓力亦是必要。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，以保證受力零件的正常工作，同時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。由于采用單輥傳動，使兩個工作輥自然會產(chǎn)生一定的速度差，從而使軋制力有所降低，據(jù)實際分析證明，當(dāng)變形區(qū)長度上出現(xiàn)搓扎區(qū)，一般可能使軋制壓力下降約 5~20%。 為了解決上述問題，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)動等措施來解決。這樣將會碰到關(guān)于工作輥力的傳遞問題，這就是要增大軋輥的傳 動部件。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 第 2 章 設(shè)計方案的比較 主轉(zhuǎn)動方式 目前，小型四輥冷軋機(jī)的主轉(zhuǎn)動方式有如下三種： （ 1） 傳動工作輥 ；（ 2） 傳動支承輥 ；（ 3） 單輥傳動 。借助準(zhǔn)確可靠的測試儀，并使之與自動控制系統(tǒng)結(jié)成閉環(huán)，可以按要求實現(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。 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 。 防止軋件跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實現(xiàn)軋制的一個重要問題。 3)降低軋件的變形抗力，便于軋制更薄的產(chǎn)品 。單位張力 z? 是青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 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方面： 1） 防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證正確對中軋制） 。 （ 3） 冷軋中采用張力軋制 ： 張力軋制是冷卻的一大特點?？梢暂^好的解決油的循環(huán)使用問題，在這種情況下水是作為冷卻劑與載油劑而起作用的。 冷軋過程中油的耗用量還是相當(dāng)大的。 具有良好的乳化性能，使用方 便。 脫脂性能良好，潤滑劑軋后易于清除，保證成品帶鋼表面光潔 。 生產(chǎn)實踐與實驗表明，采用天然油脂作為冷軋的工藝潤滑劑在潤滑效果上優(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。一方面，在潤滑劑的保護(hù) 下，可防止軋輥表面氧化。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 6 2）冷軋過程中，由于劇烈的摩擦及變形功而產(chǎn)生很大的熱量，工藝潤滑劑可以防止粘輥的發(fā)生。為了降低軋制力、減少摩擦的影響，需進(jìn)行工藝潤滑。 綜上所述，為了保證 冷軋的正常生產(chǎn)，對軋輥和軋件必須應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。 另外，從其對冷軋過程本身的影響來看，輥溫的反常現(xiàn)象以及輥溫分布規(guī)律的反?；蛲蛔兙鶎?dǎo)致正常輥面條件的破壞，直接有害于板形與軋制精度。 由以上關(guān)系可知，在冷卻液種類和冷卻系統(tǒng)均一定的情況下，為增加 q，只有增加流量 m，但這往往受到原有冷卻設(shè)施的限制，所以通常是改變冷卻液的種類和增加冷卻液的溫度來增加其吸熱能力。 從實現(xiàn)強(qiáng)大軋制的角度來看，我們所關(guān)心的是如何提高冷卻液的冷卻能力，即提高冷卻效果。因此通常情況下，冷連軋機(jī)組采用水或以水為主要成分的乳化液作為冷卻劑。 取 ?? ； ?? ； 所以 JJq / 0 0 3 ?? ??????? 。 因此我們必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┪呋蚩刂七@部分熱量，即便變形發(fā)熱率，單位時間發(fā)出的熱量 q。另外，軋輥溫度升高和溫度的分布不均勻會破壞正常的輥型，直接影響 帶鋼的板形和尺寸精度。因此冷軋過程中必須對軋輥和帶鋼進(jìn)行冷卻。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 4 圖 12 冷連軋潤滑液和冷卻液供給系統(tǒng) [1] 實驗表明，帶鋼冷軋時其變形功中約有 84%~88%轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽构ぷ鬏伇砻婵缮郎氐?80℃ ～ 120℃ ， 支撐輥表面溫度可達(dá)到 50℃ ～ 70℃ ， 工作輥輥身中部與邊部溫度差通常為 15℃ ～ 20℃ ，最高可達(dá) 30℃ ～ 40℃ 。軋制速度越高，冷卻問題顯得尤為重要。在冷軋生產(chǎn)過程中，每次軟化退火之前完成的冷軋工作稱為一 個“軋程”，在一定的條件下，鋼質(zhì)愈硬，成品愈薄，所需之軋程愈多 （ 軟化處理，又稱在結(jié)晶退火或固溶處理 ） 。這樣就使軋制力增大，易發(fā)生脆裂。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝 大型軋鋼車間生產(chǎn)鋼軌需要以下工序： 表面清理 →加熱→軋制→鋸切→緩冷→矯直→銑頭鉆孔→淬火→檢查 冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝總的來看有以下三點： 加工溫度低，鋼板在軋制過程中，將產(chǎn)生不同程度的加工硬化現(xiàn)象。 多輥式軋機(jī)：為適應(yīng)冷軋板帶產(chǎn)品尺寸向高精度和大的寬厚比方向發(fā)展需要，出現(xiàn)了六輥、十二輥和二十輥軋機(jī)。 復(fù)二輥式軋機(jī)：此軋機(jī)作用與三輥式相似，但軋輥調(diào)整、孔型配置較方便，用于橫列式中小型軋機(jī)。 三輥勞特式軋機(jī) ： 此軋機(jī)中輥 直徑 較上下 輥為小，浮動在上下輥間 。 三 輥 式 軋機(jī)： 其在同一機(jī)座上軋件可兩向軋制，而軋機(jī)無需反轉(zhuǎn)，由一臺交流電動機(jī)經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動數(shù)臺三輥式軋機(jī)，可實現(xiàn)軋件往復(fù)多道次軋制。連軋機(jī)生產(chǎn)效率高，軋制速度快，但產(chǎn)品單一，變動不大時，最能發(fā)揮其優(yōu)越性。 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 冷軋機(jī)的類型、特點及工作原理 軋機(jī)的類型 軋鋼機(jī)構(gòu)造可以軋輥數(shù)目及其 在機(jī)座中位置為特征進(jìn)行分類為： 二輥式 軋機(jī) 、 三輥式軋機(jī)、三輥勞特 式 軋機(jī) 、 復(fù)二輥式軋機(jī)、四 輥式 軋機(jī)等 。 近年來，冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，主要是增加鋼卷的重量，加快機(jī)組速度，提高產(chǎn)品厚度精度，改 善板形，提高自動化程度及改進(jìn)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，其典型有 WRS 軋機(jī)、 HC 軋機(jī)、 VC 軋機(jī)、 CVC 軋機(jī)、 HVC 軋機(jī)、 FFC 軋機(jī)，全數(shù)字控制高精度可逆式六輥冷軋機(jī)組，或全數(shù)字控制高精度可逆式四輥冷軋機(jī)組等。冷軋帶鋼和薄板的產(chǎn)量在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已占鋼材總產(chǎn)量的 30％ 左右。冷軋帶鋼和薄板具有表面光潔、平整、尺寸精度高和機(jī)械性能好等優(yōu)點，產(chǎn)品大多成卷，并且有很大一部分經(jīng)加工成涂層鋼板出廠。 冷軋帶鋼的生產(chǎn)歷史及發(fā)展方向 冷軋帶鋼生產(chǎn)始于 1660 年 ， 當(dāng)時是在二輥軋機(jī)上進(jìn)行的。 當(dāng)前，大力發(fā)展冷軋帶鋼的生產(chǎn)，逐漸提高冷軋帶鋼在軋鋼產(chǎn)品中的比重，迅速提高冷軋帶鋼的質(zhì)量，不斷增加冷軋帶鋼的產(chǎn)品，滿足各個工業(yè)部門的，特別是與人民生活密切相關(guān)的，輕紡織工業(yè)和日用電器，生活用具等。 Finite Element Method 青島理工大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 III 目錄 摘要 ............................................................................................................. I Abstract ..................................................................................................... II 目錄 .......................................................................................................... III 第 1 章 緒論 .............................................................................................. 1 冷軋帶鋼生產(chǎn)概況和發(fā)展方向 .............................................................................. 1 冷軋機(jī)的類型、特點及工作原理 .......................