30軋鋼機畢業(yè)設計說明書.doc

齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1 軋鋼機的定義及組成11.1.1軋鋼機的定義11.1.2軋鋼機械設備組成11.2 軋鋼機的分類21.3 軋鋼機主機列的組成21.4 輔助設備分類31.5 軋鋼設備的發(fā)展動向3第2章 軋鋼機的結(jié)構(gòu)52.1 軋輥的工作特點與分類52.1.1軋輥的工作特點52.1.2輥的分類52.2 軋輥的結(jié)構(gòu)和參數(shù)52.2.1輥身52.2.2軋輥的結(jié)構(gòu)62.3 軋輥軸承62.3.1軋輥軸承的工作特點62.4 軸承的主要類型72.5 調(diào)整裝置82.6 軋輥平衡裝置92.6.1上輥平衡的作用92.6.2上軋輥平衡裝置102.7 機 架102.7.1機架型式112.7.2機架結(jié)構(gòu)112.7.3機架主要參數(shù)122.8 軋鋼機座的剛性132.8.1軋鋼機剛性的概念132.8.2影響軋機剛性的因素162.9 聯(lián) 軸 器162.10輔助機械設備18第3章 軋鋼機主要參數(shù)的計算及校核193.1 軋 輥193.2 機 架213.2.1機架的主要參數(shù)213.2.2機架的強度計算22第4章軋鋼機的潤滑要求及用油264.1軋鋼機對潤滑的要求264.2軋鋼機潤滑采用的潤滑油、脂274.3軋鋼機常用潤滑系統(tǒng)簡介27第5章 軋鋼機用電刷的選擇與維護295.1軋鋼機用直流電機的特點和供電方式對直流電機換向的影響295.2軋鋼機用直流電機的運行情況295.3軋鋼機用電刷遇到的問題對電刷運行性能的要求305.4軋鋼機用電刷的選擇31總 結(jié)35參考文獻36附錄1 專題孔型設計37致 謝4442摘 要針對軋鋼機的只要特點，在分析其結(jié)構(gòu)的基礎上，進行設計。主要設備 直接使軋件產(chǎn)生塑性變形的設備稱為主要設備，也稱為主機列。它包括：工作機座（軋輥、軸承、軋輥調(diào)整裝置、導衛(wèi)裝置及機架等），萬向或梅花接軸，齒輪機座，減速器，主連軸節(jié)，主電機等。輔助設備 是指主機列以外的各種設備，它用于完成一系列輔助工序。輔助設備種類繁多，車間機械化程度越高，輔助設備所占整個車間機械設備總重比例也越大。關(guān)鍵字：軋輥；工作機架；軸承abstractoutside the abstract presses the question in view of the steam turbinehigh school which the cylinder processes, in analyzes its unique feature in the foundation, should use the processing center processing, like this can increase the processing precision, the uniformity is good, moreover greatly enhanced the productivity, thus reduced the processing cost. because the ordinary engine bed is controlled to the operation worker, therefore, uses on the ordinary engine bed is only a technological process card, the engine bed labor cutting specifications, the route, theorking procedure labor step and so on often all is operates the worker voluntarily to designate. the numerical control processing procedure is the numerical control engine bed instructional document. the processing center is controlled to the program directive, the processing entire process all is automatically enters according to the program directive for. therefore, the numerical control processing procedure and the ordinarykey words：to greet ；work function ；anec第1章 緒論中小鋼鐵廠是我國鋼鐵業(yè)的一個重要組成部分。中小型軋鋼機生產(chǎn)的各種鋼材，在我國鋼材生產(chǎn)中占有一定的比重。充分發(fā)揮這些軋鋼機的能力，生產(chǎn)質(zhì)量更好、品種更多的鋼材進一步滿足國民經(jīng)濟各部門的需要，是當前中小型軋鋼機生產(chǎn)的一個重要任務。目前，各地的中小型軋鋼機種類很多，可開坯、型鋼、線材、中板、薄板、帶鋼和無縫鋼管軋機等。本文內(nèi)容包括軋鋼工藝的主要機械設備和輔助設備，著重講解各項設備類型選擇、參數(shù)確定、主要部件受力分析和強度驗算。1.1 軋鋼機的定義及組成1.1.1軋鋼機的定義狹義的定義 軋制鋼材的機器設備稱為軋鋼機，它使軋件在轉(zhuǎn)動的軋輥間產(chǎn)生塑性變形，軋出所需要斷面形狀和尺寸的鋼材。此外，為完成全部生產(chǎn)工藝過程，還必須有一系列輔助工序，如：加熱、運輸、矯正、剪切、包裝動，故它還有廣義定義。廣義的定義 用于軋制剛才生產(chǎn)工藝全部所需的主要和輔助工序成套機組也稱為軋鋼機，它包括：軋制、運輸、翻鋼、剪切、矯直等設備。1.1.2軋鋼機械設備的組成軋鋼機械設備的組成可分為兩大類：主要設備和輔助設備。1主要設備 直接使軋件產(chǎn)生塑性變形的設備稱為主要設備，也稱為主機列。它包括：工作機座（軋輥、軸承、軋輥調(diào)整裝置、導衛(wèi)裝置及機架等），萬向或梅花接軸，齒輪機座，減速器，主連軸節(jié)，主電機等。2輔助設備 是指主機列以外的各種設備，它用于完成一系列輔助工序。輔助設備種類繁多，車間機械化程度越高，輔助設備所占整個車間機械設備總重比例也越大。有時達主要設備重量的34倍。1.2 軋鋼機的分類1. 二輥式軋機 次軋機結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，由直流電動機驅(qū)動，用于二輥可逆式初軋機，可將鋼錠往復軋制成各種矩形坯。二輥可逆式軋機也可用于軋制軌梁和中厚板。2. 三輥式軋機 其在同一機座上軋件可兩向軋制，二軋機無需反轉(zhuǎn)，由一臺交流電動機經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動數(shù)臺三輥式軋機，可實現(xiàn)軋件往復多道次軋制。它用于開坯和型鋼生產(chǎn)，具有設備簡單和投資少的特點。軌梁軋機及大型軋機可用直流電動機驅(qū)動，在生產(chǎn)中必要時可調(diào)速改善軋制條件。3. 復二輥式軋機 此軋機作用與三輥式相似，但軋輥調(diào)整、孔型配置較方便，用于橫列式中小型軋機。4. 特殊軋機 它是根據(jù)不同產(chǎn)品設計的專用軋機，例：鋼球軋機、周斷面三輥斜軋機、輪箍軋機、車輪軋機等。此外還有很多種軋機，本文就不列舉1.3 軋鋼機主機列的組成軋鋼機的主要設備由一個或數(shù)個主機列組成。主要包括：主電機、傳動機構(gòu)和工作機座等部分。如圖1-1軋鋼機主機列。圖1-1 軋鋼機主機列1為齒輪機座，它將動力傳給三個軋輥，由三個直徑相等的齒輪封閉在箱體中組成。2為減速器，它以一定速比降低主軸轉(zhuǎn)速，以適應軋輥轉(zhuǎn)速需要。3為飛輪，用于蓄存和釋放能量，均衡主電機負荷。4為萬向接軸，連接齒輪座和軋輥傳遞動力。5、6為主聯(lián)接軸節(jié)，它們將齒輪座、減速器和主電機連接一起傳遞動力。7為主電機。8為工作機座。工作機座是使軋件產(chǎn)生軋制變形的設備,工作機座主要部件包括：軋輥，機架，軋輥軸承，軋輥調(diào)整裝置，導板和固定橫梁，地腳板等。雖然軋機類型很多，但工作機座組成部分大體上是一致的。1.4 輔助設備分類從軋鋼車間生產(chǎn)鋼材全部工藝過程可看出，除在主機列上完成塑性 變形軋制外，還要有很多輔助工序，把這些工序連貫起來才能使車間生產(chǎn)從坯料到成品連續(xù)進行。輔助設備概括可分為兩類：(1) 改變軋件外形的設備，如：剪切、矯直、卷取等。(2) 移送軋件的設備，如：輥道、翻鋼機、推床、升降臺等。1.5 軋鋼設備的發(fā)展動向近代一些鋼鐵工業(yè)發(fā)達國家的軋鋼設備發(fā)展動向是大型化、連續(xù)化、高速化和自動化。這是對鋼材要求不斷提高產(chǎn)品和質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低原材料和能源消耗及產(chǎn)品成本的發(fā)展結(jié)果，這也和軋鋼設備制造水平有關(guān)的重型機器制造、電機 、計算機和自動控制以及液壓系統(tǒng)等科學計算發(fā)展技術(shù)有密切關(guān)系。1. 大型化方面增大鋼錠或帶卷重量。過去初軋機錠一般為1020噸，現(xiàn)在有加大到4050噸。熱軋的最大帶卷和坯料重量已由15噸增到45噸。冷連軋卷重達60噸，線材盤重已達24噸。2. 高速化方面軋鋼設備高速化是機械制造和自動控制技術(shù)水平不斷提高的結(jié)果，另外，軋鋼設備結(jié)構(gòu)不國改進以適應高速化需要液是一個重要方面。3. 連續(xù)化方面全連續(xù)式冷軋機實現(xiàn)了無頭軋制，最近十年來已在生產(chǎn)上應用。它能進一步提高冷連軋機產(chǎn)量、改善產(chǎn)品質(zhì)量、有效地解決板卷的穿帶和拋尾問題，并能實現(xiàn)動態(tài)變規(guī)格和高速飛剪的剪切，這套控制系統(tǒng)使投資約增加15%20%4. 自動化方面目前寬帶鋼熱連軋機的計算機自動控制水平在各類軋機重是最高的，從板坯上料到卷取全部采用電子計算機控制。在我國軋鋼生產(chǎn)的發(fā)展中，今后一個時期在適當建設現(xiàn)代化新企業(yè)、新裝備的同時，大力進行原有設備的技術(shù)改造的和更新挖潛，逐步提高大型化、高速化、連續(xù)化和自動化的水平是擺在軋鋼工作者的一項重要任務。 第2章 軋鋼機的結(jié)構(gòu)2.1 軋輥的工作特點與分類軋輥是軋鋼機在工作中直接與軋件接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形的重要部件，也是消耗性零件，它在軋鋼生產(chǎn)中對高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗各項指標影響很大。冶金企業(yè)常專門設有制造各類形扎輥的車間以保證扎鋼生產(chǎn)消耗需要。2.1.1軋輥的工作特點（1） 工作時能承受很大的軋制力和力矩，有時還有動載荷，例如初軋工作時，輥承受很大的慣性力和沖擊。（2） 能在高溫或溫度變化很大的條件下工作。由于軋件溫度很高而且還有冷卻水，軋輥旋轉(zhuǎn)冷熱交加，因此在交變應力作用下逐漸產(chǎn)生龜裂和裂紋。在冷軋條件下，由于軋輥經(jīng)常接觸應力作用，冷軋壓力很大，故工作條件也極為重要 (3) 由于軋輥在軋制過程中不斷被磨損，故直接影響軋件質(zhì)量，也影響軋輥壽命。2.1.2輥的分類按軋機的類型軋輥可分為三種。1帶孔的軋輥 它用于軋制大、中、小、各種形鋼、線材及初軋開坯，在軋輥面上刻有軋槽使軋件成形。2平面軋輥 板帶軋機軋滾屬于此類，為保證軋件具有良好的板型，輥面做成稍有凸凹的輥型。3特殊軋輥 它用于穿孔機、車輪軋機等專用軋機，軋輥具有各種不同形狀。 2.2 軋輥的結(jié)構(gòu)和參數(shù)軋輥的結(jié)構(gòu)由輥身、輥頸和輥頭三部分組成。2.2.1輥身輥身是軋輥與軋件接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形的部分。輥身直接d是軋鋼機的一個重要參數(shù)。這輥的輥身直徑有公稱直徑和工作直徑之分。公稱直徑通常指軋機人字齒輪中心距并以此值表示軋機的大小。對于初軋機一般按最末道軋輥中心距來確定。工作直徑是指軋輥與軋件接觸進行壓下變形而直接工作的直徑，鋼板軋機的軋輥工作輥徑就是軋輥外徑。初軋機軋輥的工作輥則表示孔型槽底直徑，對于復雜斷面型鋼軋輥工作輥徑確定方法將在孔型設計種專門討論。因此，工作輥徑一般小于名義直徑，為防止孔槽切入過深，比值不大于1.4。軋輥直徑可根據(jù)咬入條件 冷軋薄板及帶鋼軋機，尤其在軋制變形抗力較大的材料時，其軋輥直徑應根據(jù)最小可軋厚度選擇。當軋輥直徑很大時，彈性變形增加，致使薄帶鋼及鋼板的正常軋制成為不可能。2.2.2軋輥的結(jié)構(gòu)軋鋼機的軋輥如圖2-1軋輥圖2-1 軋輥1為輥身 ；2為輥頸；3為輥頭常用的軋輥材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼、鑄鐵和半鋼等。輥頸是軋輥的支撐部分，它與軸承裝配在機座中，將軋制力經(jīng)壓下調(diào)整裝置傳遞到機架上。2.3 軋輥軸承2.3.1軋輥軸承的工作特點軋輥軸承用來支承轉(zhuǎn)動的軋輥，并保持軋輥在機架中正確的位置，軋輥軸承應具有小的摩擦系數(shù)，足夠的強度和剛度，壽命長，并便于換輥。軋輥軸承的工作特點是能承受很高的、比普通標準軸承所允許要大幾倍的單位負荷，這是因為軸承受外圍尺寸的限制和在較短的輥頸內(nèi)可用很大的許用應力所決定的。例如對開放式的滑動軸承（既具有可拆軸承襯的），根據(jù)輥頸上允許應力而決定的軸承上最大單位壓力，可用下關(guān)系式求出： （2-1）式中 輥頸內(nèi)的彎曲應力 作用在軸承襯投影面上的單位壓力 輥頸直徑 和軸承襯上長度和寬度設計軸承時必須考慮其工作特點，目的是保證軸承的正常工作，提高產(chǎn)品的尺寸精確度，延長軸承的使用壽命，也就是說在使用期內(nèi)爭取多軋一些合格的鋼材。2.4 軸承的主要類型軸承的式樣可分為兩類：一種是滑動軸承，一種是滾動軸承。新式的液體摩擦軸承其基本結(jié)構(gòu)也屬于滑動軸承類型，但運轉(zhuǎn)時能在摩擦面間建立其一層油膜使金屬面不相接觸，這樣以液體摩擦取代固體摩擦，使摩擦系數(shù)大大降低，因而減小功率消耗，改善發(fā)熱狀況，減少磨損，延長工作壽命，達到理想軸承的要求。滾動軸承在工作時滾動摩擦代替滑動摩擦，也具有摩擦系數(shù)低，精度高，壽命長等優(yōu)點。因此它被廣泛地應用于冷軋機上以生產(chǎn)帶材或箔材，也用于生產(chǎn)小型鋼材、薄板和管子等其他軋機上。但它的缺點是外形尺寸大，使機架窗口尺寸相應地加大或軋輥的輥頸尺寸減小，在制造上工藝較復雜，成本也較高，在高壓、高速和沖擊載荷大的情況下，它的適應性比油膜軸承差一些。軋鋼機的軸承也有采用膠木瓦或塑料軸瓦，它的優(yōu)點是摩擦系數(shù)低，膠木瓦的摩擦系數(shù)為=0.005左右，塑料軸瓦的摩擦系數(shù)與軸承的負載、速度及潤滑情況有關(guān)。表2-1 軋輥軸承的主要類型軸承類型特 點用 途滑動軸承帶金屬軸襯的滑動軸承耐熱，剛性較好，摩擦系數(shù)高，壽命短，耗銅大疊軋薄板軋機，舊式冷軋機帶層壓膠布的膠木軸承摩擦系數(shù)低=0.005，壽命長，耐熱性與剛性均差用于開坯，中板及型鋼軋機液體摩擦軸承摩擦系數(shù)低=0.0010.008，耐磨性好，耐熱性與剛性均差，其外廓尺寸比滾動軸承小適合于高速載荷時用，它廣泛應用于熱軋及冷軋四輥軋機的支承輥，國外也有用于初軋機上滾動軸承摩擦系數(shù)低=0.00110.005，剛性好速度受限制，不耐沖擊，維護使用方便，軸承的外廓尺寸比其他軸承大主要用于冷軋機上以生產(chǎn)帶材或箔材，小型鋼材，軋管機以及連軋線材軋機2.5 調(diào)整裝置軋輥調(diào)整裝置的作用主要是調(diào)整軋輥在機架中的相對位置，以保證要求的壓下量、精確的軋件尺寸和正常的的軋制條件。軋輥的調(diào)整裝置主要有軸間調(diào)整裝置和徑向調(diào)整裝置兩種。軋輥的軸向調(diào)整裝置主要是用來對正軋槽，以保持正確的孔型形狀，一般用簡單的手動裝置。軋輥的徑向裝置的作用是：（1）調(diào)整兩工作輥軸線的距離，以保持正確的輥縫開度，給定壓下量；（2）調(diào)整兩工作輥的平行度；（3）條種軋制線的高度（在連軋機上要調(diào)整各機座間軋輥的相互位置，以保證軋制線高度一致）。一、壓下裝置的類型上輥調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它的用途最廣，安裝在所有的二輥、三輥、四輥和多輥軋機上。就驅(qū)動方式而言，壓下裝置可分為手動的、電動的和液壓的三類。手動壓下裝置大多用于型鋼軋機上，也用在小型熱軋或冷軋鋼板和帶鋼軋機上。軋輥的手動調(diào)整通?？捎靡苿有▔K，轉(zhuǎn)動壓下螺絲或轉(zhuǎn)動壓下螺母等方法來實現(xiàn)。手動壓下裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、價格低。其缺點是體力勞動繁重，壓下速度和壓下能力較小。圖2-2 軋輥開度指示器傳動系統(tǒng)圖圖2-2所示為轉(zhuǎn)動系統(tǒng)圖。軋輥開低指示器主要采用了一種行星初論減速器機構(gòu)。在這種機構(gòu)中，指針既可以隨壓下螺絲而轉(zhuǎn)動，亦可由專設的小電機單獨驅(qū)動。這樣就可以實現(xiàn)指針的自由調(diào)零操作。指針的只有調(diào)零是軋輥磨損以后以及更換軋輥或軸承后所必需的操作。2.6 軋輥平衡裝置2.6.1上輥平衡的作用（1）消除間隙，避免沖擊。由于軋輥、軸承以及壓下螺絲等零件自重的影響，在軋件進入軋機之前，這些零件之間不可避免地存在著一定的間隙。例如上輥軸承座和壓下螺絲之間存在間隙，壓下螺絲和螺母之間存在間隙。若不消除這些間隙，則喂鋼時將產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，使設備受到嚴重損害。為消除上述問題，須上輥平衡裝置，它是壓下裝置的組成部分。（2）抬起軋輥時幫助軋輥上升的作用2.6.2上軋輥平衡裝置彈簧平衡 彈簧平衡主要是用在上輥調(diào)整很小的軋機上，型鋼軋機，線材軋機一般都用這種平衡裝置（如圖2-3）。彈簧置于機架蓋上部，上輥的下瓦座通過拉桿吊掛在平衡彈簧上。當上輥上升時，彈簧放松，當上輥下降時，彈簧逐步壓縮，彈簧力是隨彈簧變形相應的軋輥位置而變化的（如圖2-4）彈簧平衡的優(yōu)點是簡單可靠。缺點是換輥時要人工拆裝彈簧，費力、費時。圖2-3型鋼機的彈簧平衡圖2-4 彈簧力與彈簧變形的關(guān)系2.7 機 架每個軋鋼機座除了軋輥、軸承和調(diào)整裝置等部分外，在軋輥身兩側(cè)還配置有兩個機架。機架俗稱牌坊，是軋鋼工作機座的骨架，它承受著經(jīng)軸承座傳來的全部軋制力，因此要求它具備足夠的強度和剛性。從結(jié)構(gòu)上看，還要求機架能便利于裝卸軋鋼機座上的各零件，以及有快速換輥的可能性。2.7.1機架型式機架根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可分為兩類：閉式機架和開式機架。閉式機架是一 個將上下橫梁與立柱鑄成一體的封閉式整體框架(圖2-5)，因此它的強度和剛性較大，但換輥不便。它常用在受力大或要求軋件精度高而不經(jīng)常換輥的軋鋼機上，如初軋機、板坯軋機、鋼板軋機、鋼管軋機和多輥式冷軋機等。圖2-5 閉式機架開式機架上的蓋可以從u形架體上拆開，它的剛性不及閉式機架，但它換輥方便的優(yōu)點使它廣泛地應用在型鋼軋機上。2.7.2機架結(jié)構(gòu)雖然機架的型式種類很多，但它們的結(jié)構(gòu)具有許多共同點。機架上橫梁中部鏜有與下壓螺母外徑相配合的孔，裝入壓下螺母后，下面用壓板固定。為了保證上橫梁有足夠強度，上橫梁中部厚度要適當加大。機架立柱的中心線應和裝入其中的軋輥軸承座的中心線相重合。對于上輥經(jīng)常作上下移動的初軋機，和鋼板軋機，立柱的內(nèi)側(cè)面與上輥軸承座相接觸的一段應鑲上銅滑板，以避免立柱被磨損，銅滑板用埋頭螺釘緊固在立柱上。對于帶有h架的型鋼軋機，立柱內(nèi)側(cè)中部有凸緣，用以固定中輥之下軸承座。近代的鋼板軋機為了適應快速換輥的需要，常把彎輥液壓缸由原來安裝在軸承座上而改為安裝在機架上，因而在立柱內(nèi)側(cè)都增加了附加支座。機架的側(cè)面沿軋輥軸線方向，一般還固定有軸向調(diào)節(jié)裝置。兩機架之間裝有導板梁。機架立柱的斷面形狀有近似正方形、矩形和工字形三種。近似正方形斷面的機架。慣性矩小，適用于窄而高的閉式機和水平力不大的四輥軋機。矩形和工字形斷面的機架慣性矩大，抗彎能力大，適用于水平力較大，而機架矮而寬的閉式二輥式軋機，如初軋機和板坯軋機。機架下部有機架底腳，機架靠它座在地腳軌上，并用底腳螺釘來緊固。在大型初軋機上，為了縮短軋輥與工作輥道之間的距離，往往在軋輥的兩側(cè)各增加一個機架輥，機架輥的軸承裝在機架上。2.7.3機架主要參數(shù)機架各部尺寸大多根據(jù)軋輥直徑來決定的。在很多有關(guān)軋鋼設備的書籍種給出了計算機架的經(jīng)驗式，可供參考。這里僅對機架的幾個主要尺寸加以簡要說明。1窗口高度 窗口高度h與軋輥樹木、輥身直徑、輥頸直徑、軸承和軸承座徑向厚度，以及上輥的調(diào)整距離等因素有關(guān)。計算時可根據(jù)軋機的結(jié)構(gòu)形式和各部件的尺寸具體確定。一般可用下式計算： (2-2)式中 軋輥中心距，對四輥軋機是指支承輥中心距，對三輥軋機是指上下輥中心距； 輥頸直徑，對四輥軋機是指支承輥輥頸直徑 軸承和軸承座的徑向厚度 上軋輥調(diào)整距離 慮壓下螺絲頭部伸出機架外的余量，以及安放測壓頭的可能性2口寬度 對開式機架窗口寬度b可根據(jù)軸承座尺寸來確定，對閉式機架應使窗口寬度比軋輥身直徑稍大，以便在換輥時能順利地從窗口取出軋輥。3立柱斷面尺寸 機架應具有足夠的強度和剛性，機架剛性表示它抵抗變形的能力，時間上它有機架立柱斷面尺寸有著密切的關(guān)系。機架立柱的斷面尺寸可用下面式子近似確定：當用鑄鐵軋輥時： 當用鑄鋼軋輥時： 對開坯機 對其他軋機 對用合金鋼軋輥時： 式中 輥頸直徑，對四輥軋機指支承輥輥頸直徑為了提高鋼板和帶鋼的厚度精度，減小鋼板和帶鋼的厚度公差范圍，目前有把機架立柱的斷面尺寸和軋鋼機剛性增大的趨勢。大多數(shù)情況下，確定機架立柱的斷面尺寸都已突破上述式子的限制。具體選擇時可以參照現(xiàn)有的軋機的數(shù)據(jù)確定（見表2-2）表2-2 剛性指標軋機類型機架立柱斷面面積 （） 軋機剛性（）四輥中厚板軋機熱帶鋼四輥軋機冷帶鋼四輥軋機9000100007000800060007000 700800 達625 達6002.8 軋鋼機座的剛性2.8.1軋鋼機剛性的概念軋鋼機在軋鋼生產(chǎn)時產(chǎn)生的巨大軋制力，通過軋輥、軸承、壓下螺絲、最后傳遞至機架，由機架來承受。軋鋼機上的所有這些零件都是受力部分，它們在軋制力作用下都要產(chǎn)生彈性變形。因為這個緣故，軋機受力時軋輥之間的實際間隙要比空載時為大。通常我們將空載時的軋輥間隙稱為輥縫，而把軋鋼時軋機的輥縫彈性增大量稱為彈跳值。彈跳值是從總的方面來反映軋鋼機座受力后軋機變形的大小，它是與軋制力的大小成正比的。在相同的軋制力作用下，如果軋機彈跳值愈小說明該軋鋼機剛性愈好。所以軋鋼機座的剛性的概念是表示該軋機抵抗彈性變形的能力。軋機彈跳值的存在并不妨礙軋機軋出一定厚度的軋件，因為對于該軋機可以采用予先調(diào)整原始輥縫的辦法，使彈跳后的輥縫恰好與軋件厚度相同。但軋制薄鋼板時，有時由于壓下裝置能力的限制，即使采用予壓緊的辦法，軋機的彈跳值仍然大于鋼板厚度，這時就無法軋出較薄的鋼板來，也就是說軋機的彈跳值大小將限制軋出鋼板的最小厚度。軋機彈跳值（或軋機剛性）對產(chǎn)品質(zhì)量有很多影響，它是決定軋出鋼板厚度有波動量的主要原因之一，如果鋼板的厚度波動差別過大時，將使鋼板成為不合格產(chǎn)品。造成板厚波動的主要原因是在一道軋制過程中(一定)，當軋制壓力由于某種原因而發(fā)生變化時(例如張力發(fā)生變化，軋件溫度和機械性能不均勻等)，輥縫的彈性增大量也隨著變化。由于軋材出輥縫后彈性恢復量很小，所以軋機輥縫彈性增大量的變化就是軋出鋼板板厚的變化。為了了解軋制力變化對輥縫彈性增大量的影響，我們以縱坐標表示軋制力，以橫坐標表示軋輥的開口度，由實驗方法作出軋機的彈性變形曲線(如圖2-6)。曲線與橫坐標軸的交點，即為原始輥縫，以后隨軋制力增大，軋輥的開口度加大。由圖中可以看出，在軋制負荷較低時有一 非線性線段，但是在高負荷部分曲線的斜率逐漸增加，而趨向于一固定值。圖2-6 軋機的彈性變形曲線曲線的斜率就是機座的剛性系數(shù)，所以軋機的剛性系數(shù)可以這樣來定義：所謂軋機的剛性系數(shù)，就是當軋機的輥縫值產(chǎn)生單問距離的變化時所需的軋制力的增量值，即式中彈跳值。上式說明 ，軋機彈性變形曲線愈陡，系數(shù)愈大，則軋機的剛性也愈好。如果軋機的彈性變形曲線為一直線，則由圖2-7a可知，軋出鋼板的厚度可以用下式表示： 即上式為軋機的彈性變形曲線方程，軋制力大小與軋出鋼板厚度之間的關(guān)系。另方面由塑性變形方程知，軋制力大小又與軋件變形時的壓下量值有關(guān)，其公式為： （2-3）式中 平均單位壓力 鋼板的寬度和厚度坯料厚度軋輥半徑由平均單位壓力也是的函數(shù)，因而軋制力方程為一非線性方程，其塑性變形曲線如圖2-7b所示。在一臺軋機上，作用于軋機上的力p與使軋件變形的軋制力p是成對出現(xiàn)的作用力與反作用力，兩者應該相等，因此聯(lián)立上面的公式即可求得鋼板的厚度。如用圖形表示，就是圖2-7c中軋機彈性變形曲線與塑性線的交點，此交點成為工作點，上兩式中任何一參數(shù)發(fā)生變化都將引起工作點的改變，即板厚發(fā)生變化。圖2-7 塑性變形曲線2.8.2影響軋機剛性的因素前面說過的，軋機的剛性對軋制產(chǎn)品的尺寸公差有著直接的影響，而軋機的剛性又不是一成不變的常數(shù)，它受外界條件的改變而改變。究竟有哪些因素影響軋機的剛性呢？下面就來回答這個問題。1軋制速度的影響對于采用液體摩擦軸承的軋機，由于軸承的油膜厚度在生產(chǎn)過程中是經(jīng)常發(fā)生變化的，因此它將直接影響到軋機剛性的改變。造成油膜厚度變化的原因，對于某一性質(zhì)穩(wěn)定的潤滑油，在冷卻充分的條件下，它僅與軋制速度的大小有關(guān)。在某一恒定不變的軋制速度情況下，當軋制立大于某一定值時，軋機的彈性變形曲線基本上接近于直線，因此可近似地認為軋制立的變化對剛性不發(fā)生影響。軋機剛性的改變主要由軋制速度的變化引起的，隨著軋制速度的增高，軋機的剛性系數(shù)下降。2.板寬的影響在軋制不同寬度的鋼板時，單位板寬上的軋制力的大小是不一樣的，在變形區(qū)中工作輥的壓扁量也是互不相同的。另外由于板寬不同，會造成工作輥與支持輥間的接觸壓力沿輥身長度方向有不同的分布情況，從而使工作與支持輥的接觸變形量和支持輥的彎曲變形量都發(fā)生變化。由于這些原因，板寬的大小將會影響到軋機的剛性。2.9 聯(lián) 軸 器聯(lián)軸器是用于將動力由齒輪機座或電動機傳遞給軋輥，或從一個機座的軋輥傳遞給另一機座的軋輥（機座按橫列式布置時）。目前應用較廣泛的連接軸有：萬向接軸、梅花接軸和弧形齒接軸等三種型式。一、梅花接軸與軸套 梅花接軸與軸套應用在軋輥中心線夾具變化不大而且接軸的傾角不大于12度軋鋼機上。當傾角很大時，就產(chǎn)生很大的摩擦損失，以及由此而產(chǎn)生的急聚磨損，從而使梅花接軸和軸套的壽命降低。采用聯(lián)合接軸，就可改善軸與軸套的磨損情況。這樣一來，凸輪一端就能很好地維護，同時由于梅花連接易于拆卸，因而不會使換輥復雜。對橫列式軋機來說，梅花軸聯(lián)接是比較通用的。但應當指出，在橫列式軋機中也有全部使用萬向接軸的趨勢（雖然換輥較復雜）。當梅花接軸的傾角小于度時，接軸軸頭為普通的梅花頭。當傾角為度時，接軸軸頭一般采用外圓具有弧形半徑的弧形梅花頭，以改善接軸與套筒的接觸情況。梅花軸聯(lián)接的各個尺寸已成系列。梅花接軸的斷面尺寸及斷面形狀與軋輥完全一樣。接軸的最小長度，應根據(jù)在接軸上能放下兩個軸套和給吊車的鋼繩留出mm間隙的條件來決定。為了使軸套在工作時不在接軸上竄動，所以在接軸的槽里應放上木塊，并用卡箍或鐵絲捆住。當接軸需要平衡時，在它的中部應車出直徑為. 的軸頸來安裝軸承。這里指梅花頭的外徑。軸套與接軸之間要留出的間隙。軸套的突瓣與接軸的凹槽以同以半徑制成，但是為了軸套與接軸接觸得更好，應采用不同的圓心。軸套的長度等于軋輥梅花頭長度的兩倍，再加上軋輥梅花頭上接軸梅花頭端面的間隙。通常軸套所用的材料是灰口鑄鐵，當應力很大時，軸套就應當有鑄鋼作成。接軸所用材料是強度極限為的鑄鋼或鍛鋼梅花接軸只按扭轉(zhuǎn)應力計算，應力的最大值在梅花頭的凹槽中，它等于： （2-4）式中梅花外徑 扭轉(zhuǎn)力矩圖2-8梅花軸套梅花軸套的強度計算表明，當傾角很大時，符合不能分配在四個突瓣上，而只是由兩個突瓣來承受，這時應力幾乎增加了二倍。由于應力的這種不固定性，所以不推薦用梅花軸套作保險零件。必須指出，軋輥梅花頭的端部，由于軸套傾斜時產(chǎn)生很大的接觸應力，常常會發(fā)生剝落現(xiàn)象，如果軋輥是鑄鐵的則更嚴重。因此，最好將軸套的突瓣作得與軋輥和接軸的梅花頭端部不相接觸。2.10輔助機械設備，裝料臺架；，加熱爐推鋼機；，加熱爐出鋼機；，輥道；，分鋼機與分鋼導板；，剪機；，圍盤裝置；，卷線機與成圈器；，輸送冷卻設備；，打捆機和壓卷機；，收卷機。第3章 軋鋼機主要參數(shù)的計算及校核3.1 軋 輥一、輥身工作輥徑一般小于名義直徑，為防止孔槽切入過深，比值不大于1.4。軋輥直徑可根據(jù)咬入條件咬入角取7，所以輥徑取 230 mm，名義輥徑 取300mm圖3-1軋輥結(jié)構(gòu)輥身長度： （3-1）根據(jù)線材的不同，選取的余量，b=500mm，a=200mm，所以l=700mm二、輥頸 輥頸的尺寸不能太大，可近似選取d=（0.5-0.55）d， 取三、輥頭 在本設計中，采用梅花接軸。對于線材軋機 所以 梅花接頭的長：四、軋輥的材料 選取45#鋼，硬度五、軋輥的強度校核圖3-2 軋輥的受力1輥身 作用于輥身危險斷面的彎曲應力： (3-2) (3-3) 式中 軋件作用在軋輥上的壓力 壓下螺絲的中心距代入數(shù)值得 查表得最大極限強度為 所以此設計符合標準。2.輥頸輥頸危險斷面上的彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力分別為： (3-4) (3-5)式中 輥頸直徑輥頸危險斷面處的彎矩和扭矩 最大支反力 壓下螺絲中心線至輥身邊緣的距離，可以近似取為輥頸長度之半。代入數(shù)值得：查表得 極限應力分別為：所以此設計符合要求。3.2 機 架3.2.1機架的主要參數(shù)1窗口高度 窗口高度與軋輥樹木、輥身直徑、輥頸直徑、軸承和軸承座徑向厚度，以及上輥的調(diào)整距離等因素有關(guān)。計算時可根據(jù)軋機的結(jié)構(gòu)型式和各部件的尺寸具體確定。一般可用下式計算： (3-6)式中 軋輥中心距，對四輥軋機是指支承輥中心距，對三輥軋機是指上下輥中心距 輥頸直徑，對四輥軋機是指支承輥輥頸直徑 軸承和軸承座的徑向厚度 上軋輥調(diào)整距離 慮壓下螺絲頭部伸出機架外的余量，以及安放測壓頭的可能性所以有：=600+170+55+300+150+30=1305mm2. 窗口寬度 對開式機架窗口寬度b可根據(jù)軸承座尺寸來確定，對閉式機架應使窗口寬度比軋輥身直徑稍大，以便在換輥時能順利地從窗口取出軋輥。故此取窗口的寬度取350mm。 3立柱斷面尺寸 機架應具有足夠的強度和剛性，機架剛性表示它抵抗變形的能力，時間上它有機架立柱斷面尺寸有著密切的關(guān)系。機架立柱的斷面尺寸可用下面式子近似確定：當用鑄鋼軋輥時： 式中 輥頸直徑，對三輥軋機指支承輥輥頸直徑 故此 3.2.2機架的強度計算1中心線距離 和 =494mm (3-7)=248mm2.下橫梁斷面處的慣性矩 (3-8)立柱斷面處的慣性矩 (3-9)3.求機蓋閂的反作用力 （1）在中上輥間軋制時： (3-10) 式中 mm mm mm mm mm mm mm 取0把數(shù)值代入上式中，得 （2）在中下軋輥間軋制時： (3-11)把上面的參數(shù)代入得 4機架承受的彎曲力矩有關(guān)斷面的應力 （1）在中上輥間軋制時，僅計算機架c點處的應力 作用于c點的彎曲力矩： (3-12)式中 代入得：圖3-3 機架代入得c點處的彎和拉的合成力為： (3-13)其中 代入得：安全系數(shù)： （2）在中下軋輥間軋制時，僅計算下橫梁斷面處的應力： (3-14)式中 代入得所以斷面處的應力為：安全系數(shù) 上述的安全系數(shù)符合材料力學中的指數(shù)。 第4章軋鋼機的潤滑要求及用油冶金設備的品種繁多，主要包括燒結(jié)設備、煉鐵、煉鋼及有色冶金設備、軋壓設備等，冶金設備的潤滑具有許多特殊問題，特別是現(xiàn)代大型成套設備，自動化程度高，需要承受帶沖擊性的重負荷，工作溫度高及運動速度高，有些露天作業(yè)設備在惡劣環(huán)境條件下作業(yè)，具有多粉塵、潮濕的作業(yè)，易于腐蝕。對設備潤滑提出了較高的要求。4.1軋鋼機對潤滑的要求（1）軋鋼機 軋鋼機的主要設備包括軋鋼機工作機座、萬向接軸及其平衡裝置、齒輪機座、主聯(lián)軸器、減速機、電動機聯(lián)軸器和電動機以及前后卷取機、開卷機等。（2）軋鋼機對潤滑的要求1）干油潤滑。如熱帶鋼連軋機中爐子的輸入輥道、推鋼機、出料機、立輥、機座、軋機輥道、軋機工作輥、軋機壓下裝置、萬向接軸和支架、切頭機、活套、導板、輸出輥道、翻卷機、卷取機、清洗機、翻錠機、剪切機、圓盤剪、碎邊機、垛板機等都用干油潤滑。2）稀油循環(huán)潤滑。如寶鋼2030五機架冷連軋機為例，帶鋼冷卻與潤滑的乳液系統(tǒng)和給油系統(tǒng)的開卷機、五機架、送料輥、滾動剪、導輥、轉(zhuǎn)向輥和卷取機、齒輪軸、平整機等的設備潤滑；各機架的油膜軸承系統(tǒng)等。3）高速高精度軋機的軸承，用油霧潤滑和油氣潤滑。（3）軋鋼機工藝潤滑冷卻常用介質(zhì) 在軋鋼過程中，為了減小軋輥與軋材之間的摩擦力，降低軋制力和功率消耗，使軋材易于延伸，控制軋制溫度，提高軋制產(chǎn)品質(zhì)量，必須在軋輥和軋材接觸面間加入工藝潤滑冷卻介質(zhì)。對軋鋼機工藝潤滑冷卻介質(zhì)的基本要求有：適當?shù)挠托?；良好的冷卻能力；良好的抗氧化安定性、防銹性和理化穩(wěn)定性；過濾性能好；對軋輥和制品表面有良好的沖洗清潔作用；對冷軋帶鋼的退火性能好；不損害人體健康；易于獲得油源，成本低。4.2軋鋼機潤滑采用的潤滑油、脂（1）軋鋼機采用的潤滑油、脂 軋鋼機經(jīng)常采用的潤滑油、脂，參看表4-1。表4-1 軋鋼機經(jīng)常選用的潤滑油、脂舉例設備名稱潤滑材料選用設備名稱潤滑材料選用中小功率齒輪減速器l-an68、l-an100全損耗系統(tǒng)用油或中負荷工業(yè)齒輪油與6% acc-et混合軋鋼機油膜軸承油膜軸承油與6% acc-et混合小型軋鋼機l-an100、l-an150全損耗系統(tǒng)用油或中負荷工業(yè)齒輪油與6% acc-et混合干油集中潤滑系統(tǒng)、滾動軸承acc-gr鋰基脂高負荷及苛刻條件用齒輪、蝸輪、鏈輪中、重負荷工業(yè)齒輪油與6% acc-et混合重型機械、軋鋼機acc-gr鋰基脂軋機主傳動齒輪和壓下裝置，剪切機、推床軋鋼機油，中、重負荷工業(yè)齒輪油與6% acc-et混合干油集中潤滑系統(tǒng)，軋機輥道acc-gr極壓鋰基脂、中、重負荷工業(yè)齒輪油與6% acc-et混合干油集中潤滑系統(tǒng)、齒輪箱、聯(lián)軸器1700軋機acc-gr鋰基脂、中、重負荷工業(yè)齒輪油與6% acc-et混合4.3軋鋼機常用潤滑系統(tǒng)簡介（1）稀油和干油集中潤滑系統(tǒng) 由于各種軋鋼機結(jié)構(gòu)對潤滑的要求有很大差別，故在軋鋼機上采用了不同的潤滑系統(tǒng)和方法。如一些簡單結(jié)構(gòu)的滑動軸承、滾動軸承等零、部件可以采用油杯、油環(huán)等單體分散潤滑方式。而對復雜的整機及較為重要的摩擦副，則采用了稀油或干油集中潤滑系統(tǒng)。從驅(qū)動方式看，集中潤滑系統(tǒng)可分為手動、半自動及自動操縱三類系統(tǒng)，從管線布置等方面看可分為節(jié)流式、單線式、雙線式、多線式、遞進式等類，（2）軋鋼機工藝潤滑系統(tǒng) 根據(jù)工況和所用介質(zhì)不同，軋機工藝潤滑系統(tǒng)壓力常在0.4-1.8mpa左右,每分鐘流量可大至幾百到幾千升,介質(zhì)過濾精度小于5m.常用噴嘴和分段冷卻裝置將介質(zhì)噴射到軋輥及軋材上,對噴出介質(zhì)的壓力、溫度等有嚴格的要求。所以，對噴出介質(zhì)、油（介質(zhì)）液溫度由壓力、溫度控制閥控制。（3）軋鋼機油膜軸承潤滑系統(tǒng) 軋鋼機油膜軸承潤滑系統(tǒng)有動壓系統(tǒng)、靜壓系統(tǒng)和動靜壓混合系統(tǒng)。動壓軸承的液體摩擦條件在軋輥有一定轉(zhuǎn)速時才能形成。當軋鋼機起動、制動或反轉(zhuǎn)時，其速度變化就不能保障液體摩擦條件，限止了動壓軸承的使用范圍。靜壓軸承靠靜壓力使軸頸浮在軸承中，高壓油膜的形成和轉(zhuǎn)速無關(guān)，在起動、制動、反轉(zhuǎn)，甚至靜止時，都能保障液體摩擦條件，承載能力大、剛性好，可滿足任何載荷、速度的要求，但需專用高壓系統(tǒng)，費用高。所以，在起動、制動、反轉(zhuǎn)、低速時用靜壓系統(tǒng)供高壓油。而高速時關(guān)閉靜壓系統(tǒng)，用動壓系統(tǒng)供油的動靜壓混合系統(tǒng)效果更為理想。（4）軋鋼機油霧潤滑和油氣潤滑系統(tǒng) 油霧潤滑以壓縮空氣為動力使油液霧化，經(jīng)管道，凝縮嘴送入潤滑部位。用于齒輪、蝸輪、特別常用于大型、高速、重載的滾動軸承潤滑。它潤滑、冷卻效率高；且可節(jié)約用油；因油霧有一定壓力（2-3kpa）又可防雜質(zhì)和水侵入摩擦副，使軸承壽命提高40%。第5章 軋鋼機用電刷的選擇與維護5.1軋鋼機用直流電機的特點和供電方式對直流電機換向的影響軋鋼用直流電機尤其是中大型粗軋機、開坯機、無縫鋼管軋機、冷熱連軋機等的特點概括為：(1)電機容量大 ；(2)經(jīng)常啟動，加速、減速和制動；(3)正反轉(zhuǎn)(可逆運行)；(4)負載變化劇烈，頻繁，沖擊電流-過載電機可高達額定電流的2.75倍;(5)電機轉(zhuǎn)速和電樞電流經(jīng)常處于變化狀態(tài)，電機經(jīng)常處于動態(tài)換向過程之中;(6)電機經(jīng)常處于無負荷條件下運行；(7)周圍環(huán)境溫度高、干燥、濕度低，使換向器不易形成氧化膜。軋鋼機用直流電機的供電方式有兩種：一種是早期的變流機組供電方式；另一種為目前廣為應用的可控硅整流給電樞和勵磁供電方式。由于軋鋼機用直流電機本身的特點，變流機組供電的軋鋼機用直流電機的換向已是十分困難，改用可控硅整流供電后換向條件更趨惡劣。這是由于可控硅供電和勵磁對直流電機有兩個突出的影響。一是經(jīng)可控硅整流的電流含有脈動份量，這將使換向極磁通隨之脈動，換向狀態(tài)惡化，無火花換向區(qū)的寬度隨負載電流脈動率的增加而變窄，容易出現(xiàn)火花；二是脈動電源的電流值在各瞬時是波動的，因此使用脈動電源時產(chǎn)生的火花大小在各瞬時也是不一樣的，由于電流的脈動是周期性的，因而火花大小的變化也可以是周期性的，于是系統(tǒng)反映速度加快，因可控硅系統(tǒng)的時間常數(shù)比發(fā)電機組的要小很多，所以其輸出電壓的變化很快，電樞電流的變化率di/dt比變流機組供電的要大5-8倍，從而使動態(tài)換向惡化，在負荷突然增加或減少時，電機產(chǎn)生滯后換向或超前換向，使電刷與換向器的接觸面的滑入邊或滑出邊出現(xiàn)火花，上述兩點是可控硅供電和勵磁的直流電機比變流機組供電換向困難的主要原因，再加上軋鋼機用電機的運行工況的特 點，所以使電機的換向性能要比一般用途的直流電機惡劣得多。 5.2軋鋼機用直流電機的運行情況軋鋼機用直流電機裝有電刷的有同步電動機和異步繞線型電動機，繞線型異步電動機的電刷大部只是在電機起動時通過電流，起動完畢后由電刷提升裝置將電刷提起。恒速運行的同步電動機在軋鋼機上很少使用，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速的同步電動機在軋鋼企業(yè)中已開始逐步替代大中型直流電動機。交流電機用的集電環(huán)與直流電機的換向器 不一樣，在集電環(huán)的情況下，電流是不間斷的，它必須在完全無火花的狀態(tài)下運行，火花只是在電刷發(fā)生異常振動和許多電刷并聯(lián)使用時由于電流分布不均引起的電流過度集中而產(chǎn)生的。集電環(huán)的材料必須是電的良導體，還要具有耐熱性，在與電刷滑動接觸時，具備耐磨性和穩(wěn)定的滑動接觸特性，一般都采用鋼或不銹鋼。使用石墨電刷和鋼質(zhì)集電環(huán)導電會顯示極性效應，負極下的集電環(huán)的損傷比正極側(cè)嚴重而電刷的磨損則正極側(cè)偏大。在鋼質(zhì)的集電環(huán)上經(jīng)常發(fā)生尺寸與電刷相同的白濁化傷痕，一開始只有非常小的傷痕是由于電刷在這些部位導電不良而產(chǎn)生火花，一旦產(chǎn)生火花，傷痕就逐漸惡化擴大起來，最后形成與電刷滑動接觸面的尺寸同樣大小的傷痕。因而，集電環(huán)的電刷即使產(chǎn)生非常小的火花，也必須予以充分注意。為了改善并聯(lián)電刷的電流發(fā)布，可移動集電環(huán)滑動接觸面的通電點，在集電環(huán)上開螺旋狀的溝槽，由于改變了滑動接觸時的通電點，接觸狀態(tài)得到了改善，從而可以防止火花和傷痕的發(fā)生。 5.3軋鋼機用電刷遇到的問題對電刷運行性能的要求在中大型軋鋼機用直流電機上運行的電刷遇到的問