鋼球軋機軋輥的調(diào)整

1、-. z.鋼球軋機軋輥的調(diào)整鋼球軋機軋輥的調(diào)整是鋼球斜軋成型的關(guān)鍵問題之一，它直接影響著產(chǎn)品的形狀、尺寸及質(zhì)量。軋機調(diào)整的實質(zhì)就是使軋輥和導(dǎo)板處在正確的位置，以便軋件順利地實現(xiàn)塑性變形，軋出合格的產(chǎn)品。因為斜軋機的調(diào)整因素較多，并且各因素又相互影響，所以斜軋機的調(diào)整比其它類型軋機的調(diào)整要復(fù)雜得多。軋機調(diào)整的內(nèi)容包括：軋輥的徑向調(diào)整、傾角調(diào)整、軸向調(diào)整、相位調(diào)整、喇叭口調(diào)整、導(dǎo)板相對位置的調(diào)整、試軋調(diào)整等。從圖4-1斜軋機調(diào)整內(nèi)容示意圖中可以看出：軋機調(diào)整因素的空間幾何關(guān)系。有五個自由度需要調(diào)整。4-1 斜軋機調(diào)整內(nèi)容示意圖軋輥的徑向調(diào)整軋輥的徑向調(diào)整是最根本的調(diào)整，其目的是控制產(chǎn)品的徑向尺寸，

2、同時，軋輥徑向調(diào)整還直接影響軋制能否正常進展及產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量的好壞。4.1.1怎樣進展軋輥的徑向調(diào)整軋輥的徑向調(diào)整比擬簡單，其根本調(diào)整如下。首先，根據(jù)孔型設(shè)計的要求，通過側(cè)壓螺絲機構(gòu)，使軋輥移動，到達合理的輥縫尺寸。然后再用卡鉗檢驗，也有用標準樣柱檢驗的。但是按這種方法調(diào)整的軋輥徑向孔型，有時仍不能軋出合格的產(chǎn)品來。這是因為軋輥徑向孔型尺寸在軋制過程中受到軋機的剛性，軋制線的位置，軋輥自身的熱脹冷縮等因素的影響。當軋機的剛性較差，即在軋制過程中輥跳嚴重時，這時軋輥孔型的徑向尺寸應(yīng)當減去輥跳值?？紤]到軋輥熱脹的影響，在穩(wěn)定軋制一定時間后，要適當?shù)胤砰_軋輥孔型的徑向尺寸。當軋輥的熱傳導(dǎo)到達熱平衡狀態(tài)

3、后，軋輥孔型的徑向尺寸處于穩(wěn)定狀態(tài)。所以，對于精軋產(chǎn)品，往往需要預(yù)先對軋輥進展加熱，這樣就可以在軋制一開場便消除這一因素的影響，保證精軋產(chǎn)品的質(zhì)量要求。當軋機中心線與軋制中心線即軋件旋轉(zhuǎn)的軸線位置重合時，這時應(yīng)用卡鉗測得的孔型徑向尺寸，就應(yīng)等于熱軋毛坯直徑。而當軋件貼一個導(dǎo)板軋制時，軋輥與軋件的接觸點將上移或下移。當貼上導(dǎo)板軋制時，接觸點便上移；反之，貼下導(dǎo)板軋制時，接觸點便下移。圖4-2 測量孔型徑向尺寸關(guān)系圖從圖4-2可以看出，用卡鉗測得的軋輥孔型徑向尺寸只能是圖中A、B兩點間的距離l，而軋件與軋輥實際接觸點應(yīng)是A、B兩點間的距離l。顯然ll，如果要使l等于軋件的直徑d，則孔型徑向尺寸便調(diào)

4、大了。由于接觸點A、B間的距離用卡鉗是測量不出來的，故只能通過測量尺寸l間接地控制尺寸l，l與軋件最大半徑r之間有如下的關(guān)系。 4-1式中 R光型輥孔型底半徑，mm；h軋機中心線相對軋制線的偏移量，毫米。4.1.2徑向調(diào)整與軋件旋轉(zhuǎn)的關(guān)系棒料送入軋輥后能否旋轉(zhuǎn)，是斜軋的前提條件，而軋輥的徑向調(diào)整對這個前提條件有直接影響。在軸承鋼球斜軋成形過程中，軋件的旋轉(zhuǎn)條件為。其中，a為驅(qū)動軋件旋轉(zhuǎn)力矩的力臂，b為阻止軋件旋轉(zhuǎn)力矩的力臂。當軋輥孔型徑向尺寸調(diào)得過緊時，如圖4-3所示，軋輥由原實線位置，調(diào)到圖中虛線位置，則出現(xiàn)力臂a減少與力臂b增大的情況，這樣就會出現(xiàn)不能滿足旋轉(zhuǎn)條件的情況，即驅(qū)動軋件旋轉(zhuǎn)力矩

5、MT小于阻止軋件旋轉(zhuǎn)的力矩MP，則軋件不旋轉(zhuǎn)。此外，當徑向調(diào)的過緊，就會造成變形金屬軸向流動困難，增加了軋件的橫向變形和變形阻力，即增大了軋制壓力，造成軋件不易旋轉(zhuǎn)。軸承鋼球軋輥孔型的凸棱比擬陡，為了便于旋轉(zhuǎn)，在設(shè)計軋輥孔型時，在軋輥人口段有一段較長的平直段孔型，在棒料喂入軋輥時就能正常旋轉(zhuǎn)起來。如果孔型徑向尺寸調(diào)得過松，就會出現(xiàn)軋輥孔型入口的平直段夾不住棒料孔型底部與軋件不接觸，這時軋輥僅靠較陡的孔型凸棱接觸軋件，凸棱就象一把刀子一樣切入軋件，不利于軋件旋轉(zhuǎn)，所以，軋輥在徑向調(diào)整時，要力求使軋件與軋輥孔型底部接觸。圖4-3 徑向調(diào)整與軋件的旋轉(zhuǎn)關(guān)系當然，軋件的旋轉(zhuǎn)條件還與其它因素有關(guān)，但軋輥

6、孔型徑向尺寸是影響軋件旋轉(zhuǎn)的根本工藝因素。4.1.3徑向調(diào)整與導(dǎo)板位置的關(guān)系在軋輥徑向調(diào)整時，還要考慮與導(dǎo)板的相互位置。實踐證明這一點是很重要的，即使軋輥孔型徑向尺寸調(diào)整得符合孔型設(shè)計與工藝的要求，假設(shè)與導(dǎo)板位置的相互關(guān)系不正確，同樣也不能實現(xiàn)正常的軋制。軸承鋼球軋機的軋輥為雙腔孔型軋制，孔型的徑向調(diào)得與導(dǎo)板位置不正確，有時會造成軋件從軋輥與導(dǎo)板之間的縫隙中鉆出，即生產(chǎn)中會發(fā)生鉆料現(xiàn)象。這樣不但破壞了正常軋制，而且還會損壞導(dǎo)板或軋輥孔型凸棱，造成事故。當兩個軋輥按逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，軋件則按順時針方向旋轉(zhuǎn)。在軋制過程中，假設(shè)出現(xiàn)上導(dǎo)板刮軋件現(xiàn)象，必然是上導(dǎo)板的左角造成的；假設(shè)出現(xiàn)下導(dǎo)板刮軋件現(xiàn)象

7、，必然是下導(dǎo)板的右角造成的。假設(shè)軋輥旋轉(zhuǎn)方向為順時針，出現(xiàn)導(dǎo)板刮軋件現(xiàn)象恰好與此相反。在軋制過程中，一旦出現(xiàn)導(dǎo)板刮軋件情況，導(dǎo)板就將受到軋件一個水平推力，以軋輥逆時針旋轉(zhuǎn)為例，上導(dǎo)板將會向右彎曲，下導(dǎo)板則向左彎曲。由于導(dǎo)板薄、剛性差，導(dǎo)板受力后將產(chǎn)生較大的彎曲變形。因此，軋件被導(dǎo)板刮傷得更嚴重，同時軋件給導(dǎo)板的推力也越大，直到軋件卡在導(dǎo)板上停頓旋轉(zhuǎn)為止。不旋轉(zhuǎn)的軋件，將被軋輥螺旋孔型的凸棱拽出。有時不旋轉(zhuǎn)的軋件被一個軋輥帶動，軋件從軋輥與導(dǎo)板之間的縫隙中鉆出，造成鉆料事故。在軋輥徑向調(diào)整時，假設(shè)軋輥以逆時針方向旋轉(zhuǎn)，應(yīng)注意保證上導(dǎo)板與左軋輥的間隙，下導(dǎo)板與右軋輥的間隙，在不相碰的前提下，應(yīng)越小

8、越好。反之，假設(shè)兩軋輥以順時針方向旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)保證上導(dǎo)板與右軋輥的間隙，下導(dǎo)板與左軋輥的間隙，在不相碰的前提下，也應(yīng)越小越好。這就是軋輥孔型徑向調(diào)整與導(dǎo)板位置相互關(guān)系的根本要求。按著上述的要求，軋輥與導(dǎo)板調(diào)整順序如圖4-4所示。首先，固定好下導(dǎo)板位置，移動右軋輥，使右軋輥凸棱與下導(dǎo)板的間隙在不相碰的情況下越小越好。在固定好右軋輥位置后，根據(jù)4.1.1所述軋輥徑向調(diào)整的原則，將左軋輥的位置調(diào)整好，并固定下來，最后確定上導(dǎo)板的位置，使上導(dǎo)板與左軋輥的凸棱不相碰的情況下，其縫隙越小越好。調(diào)整的關(guān)鍵就是保持兩處的間隙越小越好。如果在軋制過程中，需要進展軋輥徑向調(diào)整，原則上只能移動左軋輥與上導(dǎo)板。因為下導(dǎo)

9、板不便移動，假設(shè)移動了右軋輥，上述的關(guān)系就被搞亂了。此外，軋輥徑向調(diào)整還應(yīng)注意保證軋制線與導(dǎo)板的軸線平行圖4-5a是正確的位置。假設(shè)軋制線與導(dǎo)板軸線不平行如圖4-5b所示，這是不正確的位置。將破壞上述軋輥和導(dǎo)板相互位置的調(diào)整要求。-. z.圖4-4 軋輥與導(dǎo)板位置調(diào)整順序圖圖4-5 軋輥與導(dǎo)板軸向位置圖-. z.徑向調(diào)整對產(chǎn)品質(zhì)量的影響軋輥徑向調(diào)整不但影響鋼球尺寸形狀，而且也影響鋼球內(nèi)部與外表的質(zhì)量。調(diào)整不當在鋼球的內(nèi)部會產(chǎn)生硫松，嚴重時會中心破裂形成孔腔或在鋼球的外表形成環(huán)溝以及其它缺陷。造成鋼球中心疏松或孔腔的因素很多，其中軋輥徑向調(diào)整是一個重要的工藝因素。如果軋輥徑向尺寸調(diào)得過小，就意味

10、著孔型的型腔容積變小了。這時孔型內(nèi)被封閉的金屬體積將大于孔型型腔的容積，這局部多余的金屬體積，在軸向受到孔型凸棱限制不能流動變形，只能產(chǎn)生切向流動、橫向變形，即鋼球變成橢圓形?？仔蛷较蛘{(diào)得越小，橢圓的長短軸之比就越大，即橢圓度就越大。這局部多余金屬體積在旋轉(zhuǎn)時受到孔型的反復(fù)作用，長短軸反復(fù)交替變化，鋼球就會受到反復(fù)拉、壓、切應(yīng)力的作用。由于這局部金屬不易從孔型中流出去，造成拉、壓、切應(yīng)力作用效果的不斷地積累，最終在鋼球內(nèi)部出現(xiàn)疏松，嚴重時產(chǎn)生破裂而形成空腔。另外，軋輥徑向調(diào)得過緊，鋼球中心產(chǎn)生疏松和空腔的另一方面原因。是由于金屬在孔型未封閉前，軸向流動后滑困難，結(jié)果在孔型封閉后，將造成容納在孔

11、型中的金屬體積過大。在實際生產(chǎn)中，當出現(xiàn)中空的產(chǎn)品時，適當調(diào)整軋輥徑向孔型尺寸，稍微放大孔型的徑向尺寸，將會收到明顯的效果。另一種情況，當軋輥徑向尺寸調(diào)得過松時，這就意味著孔型的型腔容積變大了。這時型腔內(nèi)被封閉的金屬體積將小于孔型型腔的容積，出現(xiàn)孔型未被充滿的現(xiàn)象。在鋼球外表上出現(xiàn)環(huán)溝，盡管溝環(huán)有寬有窄，都是由于金屬未充滿孔型所造成的。只要適當調(diào)小軋輥孔型徑向尺寸，同樣可以收到顯著的效果。軋輥的傾角調(diào)整斜軋的特點是軋輥軸線與軋制中心線不平行，而在空間穿插一個角度，這個角度稱為軋輥傾角。軋輥傾角的調(diào)整，是通過軋機傾角調(diào)整機構(gòu)，變化角度的大小。斜軋傾角調(diào)整的理論依據(jù)是軋輥的圓周速度在軋制線方向上的

12、分速度等于孔型螺旋前進速度在軋制線方向上的分速度，即 4-2)因此，斜軋傾角調(diào)整的實質(zhì)就是通過角度的變化滿足上述的等式，也就是說通過角度的變化，來協(xié)調(diào)軋件靠軋輥摩擦力在軋制線方向的運動和軋輥孔型在軋制線前進方向的運動，并使兩種運動匹配。軋輥傾角調(diào)整，對產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備負荷、軋輥的使用壽命等方面都有很大的影響。4.2.1 怎樣進展軋輥傾角的調(diào)整軋輥傾角調(diào)整的內(nèi)容有兩點，一點是確定軋輥傾角的方向，另一點是確定軋輥傾角大小。軋輥傾角的方向，就是軋輥軸線的傾斜方向。它與軋輥螺旋孔型左右旋有關(guān)。假設(shè)軋輥孔型為右旋時，從軋輥入口端看，右軋輥入口端應(yīng)向上，左軋輥入口端應(yīng)向下。如果軋輥螺旋孔型為左旋時，則與右旋

13、孔型的軋輥傾角方向相反。軋輥傾角的大小可用式4-3來確定。 4-3式中 S為軋輥螺旋孔型的導(dǎo)程，取孔型封閉處的前一變螺距或后一變螺距為宜。D是指鋼球軋輥的孔型平均直徑。這樣首先確定出的軋輥傾角理論值，在軋制過程中可根據(jù)鋼球的實際成形情況作適當?shù)奈⒘空{(diào)整。對于軸承鋼球的軋制，左、右軋輥的傾角相等。傾角調(diào)整對產(chǎn)品質(zhì)量的影響1傾角對產(chǎn)品端面的影響軋件在軋輥孔型中，一邊運動，一邊連續(xù)成形。軋件的變形過程是由于逐漸升高軋輥孔型凸棱的作用，直徑方向逐漸壓細，軸向逐漸延伸。軋輥凸棱在軋件端表上的運動軌跡是一條阿基米德螺旋線，而正常的端面應(yīng)是光滑的外表。如果軋輥傾角調(diào)整不當，會造成軋件的前端面或后端面被孔型凸

14、棱所切，產(chǎn)品的端面不光滑。當軋輥傾角調(diào)得過大，軋件的前端面頂著軋輥孔型凸棱前進，這時前端面被凸棱所切。當軋輥傾角調(diào)得過小，軋件的后端面被軋輥孔型凸棱推著前進，這時后端面被凸棱所切。2傾角對產(chǎn)品幅長的影響產(chǎn)品的幅長是指其回轉(zhuǎn)軸線方向上的長度。產(chǎn)品產(chǎn)生幅短現(xiàn)象，除軋輥孔型軸向錯位以外，還與傾角的調(diào)整有關(guān)。當軋輥傾角調(diào)得小于孔型螺旋升角時，則軋件的前進速度小于軋輥螺旋孔型在軋制線上的前進分速度，這時軋件相對軋輥要產(chǎn)生向后滑動。由于軋件的后滑，軋件在孔型未封閉前會漸漸脫離與孔型的軸向側(cè)面接觸，造成孔型前部充不滿。當軋輥孔型封閉后，軋件繼續(xù)變形。由于孔型前部空隙，還會在軋件本身變形力的推動下向前滑動，造

15、成孔型凸棱兩側(cè)均不與軋件接觸，形成產(chǎn)品短幅現(xiàn)象。當軋輥傾角調(diào)得大于孔型螺旋升角時，也會造成鋼球短幅。在這種情況下，則會出現(xiàn)一個產(chǎn)品不短幅，而另一個產(chǎn)品短幅的現(xiàn)象，并且是間隔地出現(xiàn)。之所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象，是由于軋輥傾角調(diào)得過大，金屬在軸向難于后滑，孔型中金屬過滿。這局部過充滿的金屬，由于軋輥孔型凸棱的限制，難于向前變形。金屬便向切向流動，產(chǎn)生橫向變形，使軋件變成橢圓。當孔型封閉后，這局部多余的金屬在孔型中繼續(xù)變形，在其本身變形力的推動下，還會推動后一個未封閉孔型中的金屬向后滑動，從而造成鋼球短幅。當這個短幅的鋼球被孔型封閉后。多余金屬可以向前滑動，不會推后一個鋼球向后滑，這樣后一個產(chǎn)品就不會短幅。

16、充滿孔型不短幅的產(chǎn)品，由于孔型的限制，多余金屬變形力只能推動后一個未被孔型封閉的金屬向后滑，又會出現(xiàn)產(chǎn)品短幅現(xiàn)象。這樣就會周期性地出現(xiàn)一個鋼球短幅，一個鋼球不短幅的情況。傾角對鋼球疏松的影響傾角調(diào)得過小是不會發(fā)生產(chǎn)品疏松的，只是當傾角調(diào)得過大時才會發(fā)生產(chǎn)品疏松。當傾角調(diào)整過大時，孔型封閉的金屬過多，這局部多余金屬，軸向變形受到孔型凸棱的限制，迫使金屬切向流動，產(chǎn)生橫向變形。軋件在孔型中受到反復(fù)拉、壓、切應(yīng)力的作用。而造成鋼球中心斷裂，形成疏松或孔腔。傾角調(diào)整對軋制壓力與力矩的影響軋輥傾角對軋制壓力和力矩的影響是十分顯著的。從相關(guān)文獻提供的實測數(shù)據(jù)可知，當軋制坯料為65Mn，軋制溫度為1000，

17、其它條件不變時，只要改變軋輥傾角，如由2增加到230，軋制壓力和轉(zhuǎn)矩均要增加1.5倍左右。軋輥的相位調(diào)整所謂相位，是指兩個軋輥型腔在圓周方向要對正。如圖4-6所示，相位對正是指兩軋輥作用于軋件的型腔圓周方向角度一致如圖4-6a。圖4-6b為兩個軋輥作用于軋件的型腔圓周方向角度不一致的情況，圖4-6b所示為兩軋輥相差一個角。圖4-6 軋輥相位調(diào)整示意圖a)相位對正 b相位未對正圖4-7為斜軋鋼球時兩個軋輥型腔相位不正的情形。這樣造成兩個軋輥給軋件的壓入值圖4-7中的影線局部不一致。此時兩個軋輥給軋件每半圈的瞬時展寬量不一樣。相位滯后的軋輥其展寬量減小，而相位超前的軋輥其展寬量增大。這種非對稱軋制

18、會帶來下述問題：eq oac(,1)因為上軋輥比下軋輥對軋件的摩擦力要大，所以造成軋件緊貼一個導(dǎo)板的情形。這樣既加重導(dǎo)板磨損，又容易劃傷軋件的外表當然，假設(shè)相位相羞不多，貼導(dǎo)板的力不大，這對穩(wěn)定軋制是有一定的好處的。eq oac(,2)假設(shè)上軋輥與下軋輥作用在軋件上的力不在一條線上，軋件未變形局部產(chǎn)生彎曲，造成軋制不穩(wěn)定。eq oac(,3)由于沿圓周的變形量不同，上軋輥作用于軋件的軸向力大于下軋輥作用于軋件的軸向力，軋件外表容易產(chǎn)生螺旋痕。圖4-7 斜軋鋼球相位錯位圖為了保證相位對正，解決方法有兩種：第一是在加工軋輥與安裝軋輥時應(yīng)嚴格要求保證安裝相位準確。軋輥的軸向調(diào)整軋輥軸向調(diào)整也是根本調(diào)整之一。它的根本要求是兩個軋輥型腔凸棱軸向要對正。生產(chǎn)中檢驗孔型軸向錯位的方法如下：斜軋孔型軸向錯位的判斷eq oac(,1)從產(chǎn)品形狀判斷孔型軸向是否錯位假設(shè)軋輥孔型軸向發(fā)生錯位，則可以從軋出產(chǎn)品的頭尾形狀來判斷，如圖4-8所示。圖中可見：當孔型軸向錯位時，軋出的產(chǎn)品幅短，而且兩端均帶有圓柱形的凸臺。當采用深淺孔型軋制時即一個軋輥型腔凸棱高于軋制中心線，另一個軋輥型腔凸棱低于軋制中心線軋輥型腔錯位后，就會使軋件的前端或后端出現(xiàn)小凸臺，并且軋件的幅短。從圖可以明顯看出孔型軸向錯位軋出帶小尾巴的產(chǎn)品情形。當右軋輥超前時圖4-9a)，圓柱形小凸臺在鋼球的頭