轧钢机械全资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*, 書式設定, 書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,材料成型设备,*, 書式設定, 書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,材料成型设备,*, 書式設定, 書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,材料成型设备,*, 書式設定, 書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料成型设备,*,教材,：,轧钢机械,下页,参考资料：,1,边金生编,.,轧钢机械设备,.,北京冶金工业出版社,. 1998.4,2,潘慧勤主编,.,轧钢车间机械设备,.,北京冶金工业出版社,. 1994.11,3,桂万荣主编,.,轧钢车间机械设备,.,北京机械工业出版社,. 1980,4,邹家祥主编,.,轧钢机械,.,北京冶金工业出版社,. 1989,课程性质：,专业必修课,课程任务：,介绍轧钢车间中机械设备基本知识，培养学生的设备选型与维护的,初步能力。,学习要求：,加强理论，注重实践，理论联系实际；认真做笔记，按质按量完成,练习与作业；,考核要求：,平时成绩：,30%,，考核内容：出勤、作业、课堂表现等；,期末考核：,70%,。,返回,课 程 内 容 构 架,01,讲,02,讲,03,讲,04,讲,05,讲,06,讲,07,讲,08,讲,09,讲,10,讲,11,讲,12,讲,13,讲,14,讲,15,讲,16,讲,17,讲,18,讲,下 课,课间休息,继续上课,19,讲,20,讲,21,讲,22,讲,23,讲,24,讲,开始上课请点击相应讲次：,课间或返回请点击相应控件：,谢谢大家,下次课再见,9/7/2024,4,材料成型设备,第一讲,轧机概述,下页,9/7/2024 12:18:11 PM,2024/9/7,5,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢生产的作用：,钢铁企业：炼铁炼钢轧钢；,9/7/2024,6,材料成型设备,钢材的作用,:,经济、国防、工业、生活等对钢材需求量非常大,2000km,双轨,40,万吨钢（重轨,50kg/m,）；,万吨轮船,6000,吨钢板；,5000km,石油管线,90,万吨钢板（有缝管）；,一台拖拉机,5,吨钢材,。,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,9/7/2024,7,材料成型设备,轧钢的作用,:,轧钢：将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。,生产工序,90%,的钢材是轧制生产出来的,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,9/7/2024,8,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢车间：,按工艺分,钢坯车间：将钢锭或连铸坯轧成小钢坯，为成品车间提供原料；,成品车间：将钢坯轧制成钢材。,9/7/2024,9,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢车间的产品,:,钢管：截面远小于长度尺寸且中空的经济,型钢材，,8,15%,；,规格：,D,0.2-4500mm,S=0.01-100mm,种类,据生产方式分：无缝管，有缝管；,据断面形状分：圆管,方管,三角形管等,图片,9/7/2024,10,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢车间的产品,:,图片,板带材：横截面远小于长度且厚度尺寸远,小于宽度尺寸的矩形断面钢材。,h: 0.001-0.2mm,箔材，,0.2-4mm,薄板，,4-20mm,中板,20-60mm,厚板，,60,特厚板；,b: 20-60mm,2800mm,5000mm,h,b,组合（板带材规格）：,5000,，,b/h,：达,10000,以上。,图片,9/7/2024,11,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢车间的产品,:,线材：,9mm,棒材,5,9mm,线材,5mm,丝材,图片,9/7/2024,12,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢车间的产品,:,型钢：,简单断面：方钢，圆钢，角钢等,复杂断面：工、,H,、,Z,、,T,字钢等,特殊钢：车轮，轮箍，丝杆，钢球等,图片,1,图片,2,9/7/2024,13,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.1.,轧钢生产,轧钢生产的特点,:,组织、性能得到改善和提高,体积不变（无屑加工），成材率高，,91%,；,产量高，精度高，质量高：带宽,0.025mm0,壁厚,01mm,；,易实现高速化，连续化，自动化。,9/7/2024,14,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.2.,轧钢机械的分类,轧钢生产的基本工序：,坯料处理（加热） 轧钢（热处理） 剪切（矫直）收集（卷取）定尺包装、打印入库。,9/7/2024,15,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.2.,轧钢机械的分类,轧钢机械定义：,完成由钢锭（钢坯）到成品整个生产过程中所需机械设备的统称。,轧钢机械种类：,主设备,辅助设备,9/7/2024,16,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.2.,轧钢机械的分类,主设备,主设备定义：,使金属产生塑性变形（轧制）的机械设备，即完成轧制工序的设备；又称为主机列、轧钢机（简称轧机），它标志了车间的类型。,9/7/2024,17,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.2.,轧钢机械的分类,主设备,主机列组成：,图片,图,7-1,主电机：轧钢原动机，提供动力，直流或交流电机,传动装置：轧钢的主传动，传递动力。有联轴器、飞轮、减速器、齿轮座、连接轴；,工作机座：轧钢执行机构，有机架、辊系、调整及平衡装置；,电气控制装置：连续化、自动化主机列上都有。,图片,图,7-1,9/7/2024,18,材料成型设备,1.,概述,上页,下页,返回,1.2.,轧钢机械的分类,辅助设备,按用途分：翻钢设备，运输设备，精整设备等。,本讲内容结束,9/7/2024,19,材料成型设备,9/7/2024,20,材料成型设备,9/7/2024,21,材料成型设备,返回,9/7/2024,22,材料成型设备,第二讲,轧机的标识及工作制度,下页,9/7/2024 12:18:11 PM,2024/9/7,23,材料成型设备,1.,概述,1.3.,轧钢机,轧钢机的标识：,型钢轧机：以轧辊名义直径（或齿轮座人字齿中心距）标识，如,650,轧机，,1150,轧机等；,板带轧机：以辊身长度（由产品最大宽度确定）标识，如,1700,轧机，,2500,轧机等；,钢球、钢管轧机：以所轧产品的最大外径标识，如,76,钢管轧机，,140,钢管轧机等；,机组：以生产线上的最后成品机架标识，如,350,小型型钢机组。,上页,下页,返回,9/7/2024,24,材料成型设备,按构造分：,具有水平辊的轧机,具有垂直辊的轧机,具有倾斜辊的轧机,1.3.,轧钢机,轧钢机的类型：,按用途分：,开坯机,型钢轧机,板带轧机,钢管轧机,特殊钢轧机,1.,概述,上页,下页,返回,如图,1-1,所示,如图,1-2,所示,如图,1-3,所示,9/7/2024,25,材料成型设备,1.,概述,1.3.,轧钢机,轧钢机的类型：,万能轧机,视频,1,大立辊轧机,视频,2,上页,下页,返回,视频,1,视频,2,9/7/2024,26,材料成型设备,1.,概述,1.3.,轧钢机,工作机座布置形式：,单机座：车间只有一个工作机座（,a,图,）,特点：最简单的一种形式，,用于：轧制大断面的二辊可逆轧机；,轧制钢管及冷轧板带二辊不可逆轧机；,冷、热轧带钢的四辊及多辊轧机等。,横列式：几个工作机座横向排成一列，由一台电机传动（,b,图,）,特点：设备简单，造价低，投产快；,各工作机座轧辊转速不能单独调整；,轧件需要横移，操作不便，生产率低。,用于：小企业的型钢及线材生产。,上页,下页,返回,9/7/2024,27,材料成型设备,1.,概述,1.3.,轧钢机,工作机座布置形式：,纵列式：几个工作机座纵向排成一列,特点：可单独调整速度，生产率较高，,用于：中厚板轧制,阶段式：多个工作机座分成几组，组内成横列式，组间成纵列式排布。,用于：型钢生产,连续式：多个机座纵向排成一列,半连续式：机座中一部分为横列式或纵列式，另一部分为连续式排列,上页,下页,返回,9/7/2024,28,材料成型设备,1.,概述,1.3.,轧钢机,轧机工作制度：,不可逆式工作制度：轧辊不能正反转，有：,恒速轧制；,带飞轮轧制；,不经常调速轧制；,经常调速轧制。,可逆式工作制度：轧辊可正反转。,周期式工作制度：行星轧机、周期式轧管机等。,带张力工作制度：连轧,上页,下页,返回,图,a,图,b,图,c,图,d,图,e,图,f,9/7/2024,29,材料成型设备,1.,概述,1.3.,轧钢机,轧钢机轧制速度及生产率：,轧制速度：轧件从辊缝中流出的速度,不考虑前滑则有,式中：,D,工作辊径，,mm,；,n,轧辊转速，,rpm,。,生产率：机械设备的小时产量,上页,下页,返回,式中：,G,单重,t,；,T,轧制周期,s,；,T,z,纯轧时间,s,；,T,j,间隙时间,s,本讲内容结束,9/7/2024,30,材料成型设备,第三讲,轧辊组成及材质,下页,9/7/2024 12:18:11 PM,2024/9/7,31,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊概念：,定义：是轧机在工作中直接与轧件接触并使其产生塑性变形的重要部件，是易损件。,作用：对高产、优质、低耗各项经济指标有很大的影响,上页,下页,返回,图片,9/7/2024,32,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊工作特点：,工作时承受很大的轧制力和轧制力矩，惯性力及冲击力,在高温和大温变情况下工作，工作环境恶劣,磨损快,上页,下页,返回,9/7/2024,33,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊结构组成：,辊身：轧辊中间部分，与轧件直接接触使其塑性变形,参数：,辊身直径：名义直径,D,（公称直径）,工作直径,Dk,辊身长度,L,性能要求：,高强度，以承受高载荷,高刚性，以减小弹性变形,良好的热稳定性,高的表面硬度及抗疲劳强度,上页,下页,返回,图片,图,2-1,Cr5,大型锻钢支承辊,9/7/2024,34,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊结构组成：,辊颈：轧辊支承部分，与轧辊轴承装配在机座中，将轧制力经压下装置传递给机架,参数：,辊颈直径,d,辊颈长度,l,工作特点：,承受大的弯矩和扭矩；,面压力高；,p,值高；,存在应力集中；,氧化铁皮的摩擦。,上页,下页,返回,图片,图,2-1,锻钢工作辊,9/7/2024,35,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊结构组成：,辊颈：轧辊支承部分，与轧辊轴承装配在机座中，将轧制力经压下装置传递给机架,性能要求：,足够的强度、硬度及耐磨性；,表面要光洁、无麻点和裂纹；,要有防铁皮装置。,种类：,圆柱形：与开式轴承、滚动轴承装配，图片,1,圆锥形：与液体摩擦轴承装配，图片,2,上页,下页,返回,图,2-2,锻钢工作辊,Cr5,大型锻钢支承辊,图片,2,图片,1,9/7/2024,36,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊结构组成：,辊头：,传递动力部分，与连接轴连接，转动轧辊,图片,1,参数：与连接轴有关,类型：,图,2-3,梅花辊头,图片,2,万向辊头,带键槽或圆柱形辊头,平台辊头,上页,下页,返回,图,2-3,图片,2,图片,1,9/7/2024,37,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊种类：,按构造分：,图片,1,，,2,光面辊（平辊）：轧制板材及无孔型轧制；,有槽辊：型钢、线材、管材及特殊钢的孔型轧制。,按用途分：,图片,3,工作辊：与轧件接触使其变形；,支承辊：与工作辊接触，支承工作辊，提高其刚性,上页,下页,返回,图片,1,图片,2,153,吨大型锻钢支承辊,型钢轧辊,图片,3,9/7/2024,38,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊种类：,按辊身表面硬度分：,软面轧辊，,HB,150 -250,，,HS,25 - 35,；,半硬面轧辊，,HB,250 - 400,，,HS,35 - 40,；,冷硬面轧辊,HB,400 - 600,，,HS,60 - 85,；,无限冷硬面轧辊,HB,600 - 800,，,HS,85-100,上页,下页,返回,9/7/2024,39,材料成型设备,2.,轧辊,2.1.,轧辊的类型与结构,轧辊材质：,合金锻钢：,热轧辊：,55Mn ,55Cr ,60CrMnMo,等，,冷轧辊：,9Cr, 9Cr2W, 60CrMoV,等；,合金铸钢：,无标准,铸铁：,普通铸铁：半冷硬面轧辊；,合金铸铁：冷硬面轧辊；,球墨铸铁：无限冷硬面轧辊。,半钢轧辊,：,兼有铸钢的高强度、耐热龟裂性和铸铁的耐磨性。,上页,下页,返回,本讲内容结束,9/7/2024,40,材料成型设备,第四讲,轧辊尺寸设计,下页,9/7/2024 12:18:11 PM,9/7/2024,41,材料成型设备,2.,轧辊,2.2.,轧辊结构尺寸,2.2.1.,辊身尺寸：,型钢轧机：,DgDL,名义直径,D,max,最大咬入角，表,3,1,辊身长度,L,决定于孔型配置及抗弯强度和刚度，,表,3,2,查得,L/DL,注：,D,、,L,要进行圆整，以符合轧辊尺寸系列化标准。,上页,下页,返回,9/7/2024,42,材料成型设备,2.,轧辊,2.2.,轧辊结构尺寸,2.2.1.,辊身尺寸：,板带轧机,：,b,max,L D(D,1,、,D,2,),辊身长度,L,据产品最大宽度,b,max,确定，,L,b,max,a,辊身直径,D,二辊轧机：由表,3-2,查,L/DD,；,四辊轧机：由表,3-3,查,L/D,1,(L/D,2,),和,D,2,/D,1, D,2,、,D,1,；,支承辊传动时，,D,2,/D,1,= 3-4,；,上页,下页,返回,9/7/2024,43,材料成型设备,2.,轧辊,2.2.,轧辊结构尺寸,2.2.1.,辊身尺寸：,轧辊重车率,：,指轧辊从开始使用到报废为止，其全部重车量与轧辊名义直径的百分比。,上页,下页,返回,注：各种轧辊的重车率查表,3-4,9/7/2024,44,材料成型设备,2.,轧辊,2.2.,轧辊结构尺寸,2.2.2.,辊颈尺寸：,与轧辊轴承类型有关，,d,、,r,应尽量大，以提高强度；,滑动轴承,：,d/Dl/dr/D,，表,3-5,；,滚动轴承,：,d = 0.5 0.55D;,l/d,= 0.83 1.0;,r/D,查表,3-5,可得。,油膜轴承：,辊颈锥度,1:50,大头直径,d = 0.75D,上页,下页,返回,9/7/2024,45,材料成型设备,2.,轧辊,2.2.,轧辊结构尺寸,2.2.3.,辊头尺寸：,与连接轴有关,梅花辊头尺寸,基本尺寸：直径,d,1,;,其它尺寸：由,d,1,表,3-6,可得。,万向辊头尺寸：,结构如图所示,尺寸：经验值,上页,下页,返回,d,2,示图,9/7/2024,46,材料成型设备,例：设计,650,轧机的轧辊尺寸，用梅花辊头。,解：,一、辊身尺寸的确定：,由题意知：,D,650,，,由表,3-4,查取重车率,9%,，,取,D,max,= 650,则,:,D,min,= (1-9%)D,max,= 590,由表,3-2,取,L/D = 2.0,则：,L = 2.0D = 1300,二、辊颈尺寸的确定：,设使用滑动轴承，则：,由表,3-5,取：,d/D = 0.55d = 357.5,取,d = 360,l/d = 1.0l = 360,r/D = 0.065r = 42,三、辊头尺寸：梅花辊头,设,650,为三辊型钢轧机，则,d,1,d (10-15),取,d,1,340,，,则由表,3-6,查得：,D,3,= 362, r,1,= 70,l,2,= 225,l,3,= 255,。,例题分析：,上页,下页,返回,9/7/2024,47,材料成型设备,练习与作业：,1,、轧辊直径为,1150mm,，,辊身长度为,L,2800mm,。,该轧机在型轧厂应叫什么轧机，在钢板厂又叫什么轧机？,2,、某型轧厂有两列机组，分别为,700,和 ,500,。这里,700,、,500,是什么意思？,3,、试设计,550,开坯机的轧辊尺寸，梅花辊头。,4,、某二辊单机座薄板轧机轧制钢板的最大宽度为,1000mm,。,试设计轧辊尺寸，梅花辊头。,本讲内容结束,上页,下页,返回,9/7/2024,48,材料成型设备,第五讲,无支承辊轧辊强度计算,下页,9/7/2024 12:18:11 PM,9/7/2024,49,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,轧辊破坏形式,辊身中间部位断裂,轧槽槽底断裂,辊颈扭断,辊头扭断,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,50,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,轧辊破坏原因：,弯曲应力，扭转应力，接触应力，热应力，残余应力，磨损等综合作用,轧辊设计不合理或设计强度不够,材料热处理或加工工艺不合要求,使用不合理,校核内容（静强度）,辊身弯曲应力,辊颈的弯曲应力和扭转应力,辊头的扭转应力,上页,下页,返回,9/7/2024,51,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,2.3.1.,光辊强度计算,受力分析：,如图所示,辊身强度：,弯曲力矩,弯曲应力,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,52,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,2.3.1.,光辊强度计算,辊颈强度：,弯矩及弯曲应力,扭矩及扭转应力,合应力,上页,下页,返回,示图,钢辊，第四强度理论,铁辊，第二强度理论,9/7/2024,53,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,2.3.1.,光辊强度计算,辊头强度：,梅花辊头,扭转应力,强度验算,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,54,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,2.3.1.,带轧槽轧辊强度计算,受力分析：,如图所示,辊身强度：,判定危险截面：,弯矩最大处,直径最小处,弯曲力矩,弯曲应力,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,55,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,2.3.2.,带轧槽轧辊强度计算,辊颈强度：,弯矩,扭矩,应力,:,同前,辊头,:,同前,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,56,材料成型设备,2.,轧辊,2.3.,无支承辊的轧辊强度校核,2.3.3.,轧辊安全系数及允用应力,轧辊载荷：,静载荷,:,计算载荷,动载荷,:,用安全系数保证,上页,下页,返回,9/7/2024,57,材料成型设备,例题分析：,例,1,：二辊薄板轧机，轧辊,D,900,，,l = 600,d = 600,辊身余量,a=200,b,max,= 1000,轧制力,P,15MN,，,压下量为,h = 30mm,，,轧辊为球墨铸铁，轧辊轴承处,=0.02,。试设计轧辊辊身、辊颈尺寸并进行强度验算（辊头等效直径,),。,解：一、设计尺寸：,取,D,min,= D = 900mm,二、受力分析：如图。,三、辊身强度：,四、辊颈强度：,P,P/2,P/2,M,图,M,sh,M,n,上页,下页,返回,9/7/2024,58,材料成型设备,铁,辊，用第二强度理论,五、辊头强度：,六、验算强度：由,P92,内容知，轧辊,故：轧辊强度满足生产要求。,上页,下页,返回,9/7/2024,59,材料成型设备,例,2,：某二辊不可逆式轧机，辊身直径,D=400mm,，长度,L=1200mm,；辊颈直径,d=250mm,，长度,l,264mm,；辊头为梅花辊头，,d,1,=240mm,，,l,1,=180mm,，轴承为布胶轴瓦，摩擦系数为,f=0.04,。轧辊材质为铸钢，轧辊许用应力,=130Mpa,，,=6090Mpa,。轧辊上一轧槽深度,hp=25mm,，距左侧压下螺丝中心,714mm,，该轧槽轧制轧件时，轧制力,P=940kN,，压下量,hmax,=20mm,， 轧件与轧辊摩擦系数,f,0.05,。,试计算轧辊应力并校核强度（不考虑其它轧槽）。,例题分析：,解：一、受力分析，如图所示。,P,R,B,R,A,M,图,M,sh,M,n,二、计算有关参数：,9/7/2024,60,材料成型设备,二、计算应力：,1,、辊身：,2,、辊颈：,9/7/2024,61,材料成型设备,故：轧辊安全。,3,、辊头：,三、强度检验：,9/7/2024,62,材料成型设备,练习与作业：,已知,:,2500mm,二辊轧机轧制,1750mm,宽板,轧制力,P,9.8MN,，,压下量为,h = 15mm,，,轧辊为铸钢，,轧辊轴承处,=0.1,，,万向辊头。,试设计轧辊辊身、辊颈尺寸并进行强度验算（辊头等效直径 ）。,上页,下页,返回,本讲内容结束,9/7/2024,63,材料成型设备,第六讲,四辊轧机的轧辊强度计算,下页,9/7/2024 12:18:11 PM,9/7/2024,64,材料成型设备,2.,轧辊,2.4.,四辊轧机的轧辊强度计算,2.4.1.,轧辊负荷特点,支承辊承受弯矩,工支承辊间接触压力,工作辊承受水平张力,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,65,材料成型设备,2.,轧辊,2.4.,四辊轧机的轧辊强度计算,2.4.2.,弯曲应力和扭转应力的计算,:,见表,上页,下页,返回,图表,轧辊,传动方式,计算内容,辊身,辊颈,辊头,工作辊,工作辊,QM,Q,QM,Q,；,M,n,M,n,支承辊,QM,Q,QM,Q,支承辊,工作辊,PM,p,PM,p,支承辊,PM,p,PM,p,；,M,n,M,n,9/7/2024,66,材料成型设备,2.,轧辊,2.4.,四辊轧机的轧辊强度计算,2.4.3.,接触应力计算,接触压应力,接触剪应力,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,67,材料成型设备,2.,轧辊,2.4.,四辊轧机的轧辊强度计算,2.4.4.,强度检验,弯曲应力、扭转应力不超过许用应力，同前；,接触应力不超过接触许用应力，表,3-8(P,90,),。,上页,下页,返回,9/7/2024,68,材料成型设备,例题分析：,试计算某厂,90/200200,四辊冷轧机轧辊强度。轧辊尺寸如图所示，轧制带钢,宽度,b=150mm,，,压下量,h=0.4mm,，,工作辊材质为,9Cr,b,=833MPa,，,支承辊材质为,40Cr,， ,b,=686MPa,；,由工作辊传动，轧制力,P,313.6kN,，,最大张力差,T,1.96kN,。,解：,一、支承辊强度计算：,1,、辊身：,2,、辊颈：,上页,下页,返回,图,2-11,9/7/2024,69,材料成型设备,3,、辊头：无计算内容。,4,、检验：安全系数,支承辊是安全的。,二、工作辊强度计算：,1,、辊身：,2,、辊颈：,3,、辊头,4,、检验：安全系数,工作辊是安全的。,三、接触应力计算：,第四强度理论,第四强度理论,因工作辊、支承辊均为钢辊，取：,检验：查表,3-7,得,40Cr,钢,HS,35-40,查表,3-8,得,=2000MPa,=610MPa, ,即接触强度满足要求,。,上页,下页,返回,9/7/2024,70,材料成型设备,练习与作业：,2750,1500,2320,1700,P,1250,500,660,350,已知,:,轧制硬铝的,500/12501700mm,四辊轧机的轧辊结构尺寸如图所示，,工作辊传动，辊头,d=250mm,，,工作辊为,9Cr2,钢，支承辊为,9CrV,钢。,最大轧制力为,15MN,，,最大张力差为,0.27MN,，,转动一个工作辊最大扭矩为,170kN-m,。,试计算轧辊强度。,上页,下页,返回,本讲内容结束,9/7/2024,71,材料成型设备,第七讲,开式轴承,下页,9/7/2024 12:18:12 PM,9/7/2024,72,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3,.1.,轧辊轴承的工作特点,作用,用来支承转动的轧辊,保持轧辊在机架中的正确位置,特点,工作负荷大，是普通轴承的,2-5,倍,p,值高，,是普通轴承的,3-20,倍,人工冷却，工作条件恶劣,滚动轴承采用多列式,上页,下页,返回,9/7/2024,73,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3,.1.,轧辊轴承的工作特点,性能要求,足够的强度、刚度,摩擦系数要小，要耐冲击,结构上，径向尺寸尽量小,要有良好的润滑和冷却条件,便于换辊,正确选择轴承的意义,保证轴承正常工作，提高产品尺寸精度,延长轴承使用寿命，提高作业率,减少轴承消耗,上页,下页,返回,9/7/2024,74,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3,.2.,轧辊轴承主要类型,按相对运动分,滑动轴承,滚动轴承,按结构分,开式轴承,闭式轴承,按摩擦分,半干摩擦轴承,液体摩擦轴承,上页,下页,返回,9/7/2024,75,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,金属轴衬的开式轴承,用途：生产工艺落后的叠轧薄板轧机上,材质：耐磨青铜，石墨钢、耐热铸铁等,润滑：无毒石油沥青加少量石墨,结构：如图所示,主衬：受轧制力；侧衬：受水平力,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,76,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,非金属轴衬的开式轴承,用途：轧制精度不高的轧机,材质：,布胶（棉布或帆布加树脂）,润滑：水,上页,下页,返回,9/7/2024,77,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,非金属轴衬的开式轴承,特点：,抗压强度高，,摩擦系数小,;,良好的耐磨性，寿命长；,径向厚度小（,30-40mm),，提高辊颈强度；,质地柔软，耐冲击，能吸收硬质颗粒；,耐热性、导热性差，需强制冷却、润滑；,价格低。,上页,下页,返回,9/7/2024,78,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,非金属轴衬的开式轴承,工作要求：,温度不能超过,60-80,冷却水应干净，不具腐蚀性,连续供水冷却,轴衬布置位置,主衬：,P,方向,托衬：上辊下侧，承受上辊自重,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,79,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,非金属轴衬的开式轴承,形状：,半圆柱形：省料，需切身切向固定装置,长方形：用料多，切向定位性好,三块组形：省料，切向能定位,上页,下页,返回,示图,9/7/2024,80,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,非金属轴衬的开式轴承,尺寸：,结构如图,长度,l,：决定于辊颈长度,包角,：与,l,一起决定承载能力, = 100-140,厚度,h,：决定刚度、导热性寿命,经验值：见表,上页,下页,返回,示图,图表,辊颈直径,d,，,mm,轴衬厚度,h,，,mm,备注,径向轴衬,150-230,25,h,min,= 5-7mm,235-340,30,345-440,35,450-680,40,轴向轴衬,600,组合式,9/7/2024,81,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.1.,开式轴承,非金属轴衬的开式轴承,轴衬固定：,径向轴衬：图,3-23,切向由压板固定；,轴向由轴承座凸台固定；,轴向轴衬：轴承座的燕尾槽固定，图,3-20,结构有整体式、组合式两种,机架结构图：图,3-22,上页,下页,返回,图,3-23,图,3-20,图,3-22,本讲内容结束,9/7/2024,82,材料成型设备,第八讲,液体摩擦轴承及滚动轴承,下页,9/7/2024 12:18:12 PM,2024/9/7,83,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,定义：,在辊颈与轴承之间形成一定厚度的油膜，辊颈与轴承的滑动摩擦转化为油膜内部的液体内摩擦的轴承。,性质：,闭式滑动轴承,上页,下页,返回,9/7/2024,84,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,特点：,摩擦系数非常小，能耗小；,适合于重载高速的条件下工作；,使用寿命长，达,10,年以上；,刚性好，弹性变形小，适于高精度轧机；,结构紧凑，密封性好；,制造、安装、维护复杂、精度高，成本高,上页,下页,返回,9/7/2024,85,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,类型：,动压轴承,静压轴承,动,静压轴承,上页,下页,返回,9/7/2024,86,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,动压轴承：,概念：,利用液体动力效应形成油膜的流体摩擦轴承,工作原理：,如图,3-33,雷诺方程,上页,下页,返回,图,3-33,动压轴承形成过程：,第一阶段，起动（,a,图）；,第二阶段，加速阶段（速度较低）不稳定润滑；,辊径爬升产生偏移,（,b,图） ；,第三阶段，继续加速，进入辊颈轴承间润滑油增多形成,油膜，实现稳定的液体动力润滑（高速）；,辊径反向偏移,（,c,图） ；,当,v =,时，辊颈与轴承同轴心。,9/7/2024,87,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,动压轴承：,承载能力：,油膜厚度承载能力,转速，液体粘度油膜厚度承载能力,载荷油膜厚度承载能力,上页,下页,返回,9/7/2024,88,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,动压轴承：,动压轴承形成条件：,楔形间隙，即,足够高的转速,连续供给高粘度的润滑油,轴套、套筒表面精度、尺寸精度要高,密封性要良好,上页,下页,返回,9/7/2024,89,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,动压轴承：,特点：高速承载能力强,22-25MPa,；,应用：用于不经常启动、制动、正反转、调速的高速重载高精度轧机。,对轧制精度影响：,2,h,min,。,上页,下页,返回,9/7/2024,90,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,静压轴承：,概念：,指依靠油的静压力在辊颈与轴衬处形成油膜实现液体摩擦的轴承,工作原理：,如图,3-35,特点：,高压油膜的形成与辊颈的工作状态无关；,能满足各种载荷及速度要求,上页,下页,返回,图,3-35,轴承有主油腔,1,副油腔,3,和两个侧油腔,2,、,4,，油泵将压力油经滑阀节流器,A,、,B,送入油腔，,A,控制,1,、,3,腔中的压力，,B,控制,2,、,4,腔中压力。无载荷时，辊颈浮在中间，各油腔液压力阻力和节流阻力相等，滑阀在中间位置。当载荷,W,存在时，辊颈下移使油腔,1,的间隙减小油压,P1,增大，而油腔,3,间隙增大油压,P3,减小，形成压力差；滑阀,A,左端油压大于右端，使,A,向右移,x,，右边节流长度增大，节流阻力增大，左边节流长度减小，节流阻力下降，因此进入油腔,1,的油量增加，进入油腔,3,的油量减少，压力差进一步增大，直到与外载平衡，辊颈偏移减小，达到新的平衡位置。,详述,9/7/2024,91,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.2.,液体摩擦轴承,动,-,静压轴承：,概念：,动压轴承与静压轴承的组合,工作原理：,动压系统和静压系统,特点：,启动、制动、反转、调速时使用静压系统,轧辊正常工作时使用动压系统；,既适用于各种轧制情况，又减小静压系统的能耗,供油系统复杂。,上页,下页,返回,9/7/2024,92,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.3.,滚动轴承,特点：,摩擦系数低，能耗小,磨损小，寿命长,刚度大，保证产品精度,密封要求不高；,造价高，径向尺寸大,允许工作速度受限制,对冲击敏感。,上页,下页,返回,9/7/2024,93,材料成型设备,3.,轧辊轴承,3.2.3.,滚动轴承,用途：,轧制力较小、轧制精度较高的轧机的轧辊，如线棒材轧机、钢管轧机等；,四辊轧机的工作辊及低速小轧制力的支承辊,类型：,圆锥滚柱轴承，,球面滚柱轴承，二列式，,图,3-31,圆柱滚柱轴承，四列式，,图,3-32,注：液压弯辊轧机，图,3-24,上页,下页,返回,图,3-32,图,3-31,图,3-24,9/7/2024,94,材料成型设备,练习与作业：,1,、轧辊轴承有哪些工作特点，它们对轧辊轴承的性能、结构有什么要求？,2,、金属轴衬与非金属轴衬各有什么特点，各适用于什么轧机？,3,、液体摩擦轴承有什么特点？动压、静压、动,-,静压轴承各适用于什么轧机，为什么？,4,、三辊型钢轧机的轧辊、四辊轧机的工作辊及支承辊、叠轧薄板轧机的轧辊、钢管及线材轧机的轧辊各用何种轧辊轴承比较适宜，为什么？,上页,下页,返回,本讲内容结束,9/7/2024,95,材料成型设备,第九讲,上辊压下与平衡装置,下页,9/7/2024 12:18:12 PM,2024/9/7,96,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.1.,调整装置的用途及类型用途：,用途：,主要用来调整轧辊在机架中的相对位置，以保证所要求的压下量、精确的轧件尺寸和正确的轧制条件。,种类：,轴向调整装置：图,3-40,对正轧槽，以保证正确的孔型；,径向调整装置：图,3-40,调整两工作辊轴线之间的距离，以保证正确的辊缝；,调整两工作辊间的平行度；,调整轧制线的高度，以保证轧制线一致。,辊型调整装置：图,3-40,，,CVC,轧机,调整两工作辊间的辊缝形状，以保证良好的板型。,上页,下页,返回,图,3-40,CVC,9/7/2024,97,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.,轧辊径向调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,类型：,按驱动方式分,手动压下,图片,1,电动压下,图片,2,液压压下,按调整速度分,快速压下,慢速压下,上页,下页,返回,图片,1,图片,2,9/7/2024,98,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,手动压下装置,(,慢速压下）,用途：,用于不经常调整辊缝的型钢、线材轧机上,调整动作完成于轧制开始之前,类型：,直接转动压下螺丝 ，,b,图,带齿轮传动，,c,d,图,移动楔形块，,a,图,上页,下页,返回,图,3-41,9/7/2024,99,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,手动压下装置,(,慢速压下）,调整方式：图,3-43,单独调整，轧辊水平度靠中辊定位,电动快速压下装置：,1mm/s,特点：,行程大，速度快，能频繁调整；,不“带钢”压下。,上页,下页,返回,图,3-43,9/7/2024,100,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,电动快速压下装置：,1mm/s,性能要求：,传动系统惯性小，以便快速调整；,传动效率高，工作可靠性好；,克服压下螺丝阻塞事故的回松装置,。,压下机构：压下螺丝、螺母。,上页,下页,返回,9/7/2024,101,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,电动快速压下装置：,1mm/s,种类：,卧式电机驱动（垂直传动），图,3-49,立式电机（水平传动），,图,3-46,上页,下页,返回,图,3-49,图,3-46,9/7/2024,102,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,电动慢速压下装置：,1mm/s,用途,：,常用于较高精度、速度的冷、热轧制薄板带轧机上,特点,：,较小的轧辊调整量，较高的调整精度,能“带钢”压下,压下调整动作快，响应快,轧辊平行度要求高。,上页,下页,返回,9/7/2024,103,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,电动慢速压下装置：,1mm/s,传动形式,二级蜗轮蜗杆传动，图,3-50,圆柱齿轮蜗轮蜗杆传动,行星齿轮传动：图,3-51,上页,下页,返回,图,3-50,图,3-51,9/7/2024,104,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,液压压下,特点,响应速度高，,40-60,倍；压下速度快，,10-20,倍,控制精度高，最小压下量达,0.0025mm,可以改变、提高轧机刚度,过载保护简单可靠，可保证轧机安全工作,传动效率高；便于换辊，作业率提高,制造精度、操作难度高，技术复杂，对油液的污染敏感,上页,下页,返回,9/7/2024,105,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.1.,上辊压下装置,液压压下,用途,高精度板带轧机上与,AGC,连用,控制方式,定位式“恒辊缝轧制”,不定位式“恒压力轧制”,安装位置,压上式热轧机组最后一架,压下式冷轧机架上,上页,下页,返回,本讲内容结束,9/7/2024,106,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.2.,上辊平衡装置,作用,消除压下机构中的间隙，避免冲击,图,3-62,抬升轧辊,防止工作辊、支承辊打滑,类型,普通弹簧平衡装置,重锤平衡,液压平衡,上页,下页,返回,图,3-62,9/7/2024,107,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.2.,上辊平衡装置,普通弹簧平衡装置,特点：简单可靠，费时费力,用途：上辊调整量很小的轧机，如型钢、线材轧机,工作原理：图,3-63,上页,下页,返回,图,3-63,9/7/2024,108,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.2.,上辊平衡装置,重锤平衡,特点：,工作可靠，维修方便,设备重量大，基础结构复杂,因惯性大，易产生冲击,用途：,以往广泛用于上辊行程较大的轧机，如初轧机等,工作原理：,图,3-64,上页,下页,返回,图,3-64,9/7/2024,109,材料成型设备,4.2.2.,上辊平衡装置,液压平衡,特点：,调整机构结构紧凑，操作方便，换辊和维修方便,需用专用的液压泵站,用途：,广泛用于二辊、四辊等板带轧机,工作原理：图,4-31,种类：,八缸式图,3-68,五缸式图,3-67,等,4.,轧辊调整装置,上页,下页,返回,图,4-31,图,3-68,图,3-67,9/7/2024,110,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.2.,上辊平衡装置,平衡力,二辊及三辊轧机：,液压平衡：,液压单位压力,广泛用于二辊、四辊等板带轧机,四辊轧机,：,空转不打滑,工作辊传动,支承辊传动,计算值,Q,应满足,上页,下页,返回,9/7/2024,111,材料成型设备,第十讲,压下螺丝与螺母,下页,9/7/2024 12:18:12 PM,2024/9/7,112,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.,压下螺丝与螺母,4.2.3.1,压下螺丝,结构： 图,-52,A,头部（下端）：与上轧辊轴承座接,触，承受来自轧辊的压力和平衡装置的,过平衡力；,形状：球面形，如图,3-53,所示。,上页,下页,返回,图,3-52,图,3-53,9/7/2024,113,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.1,压下螺丝,结构：图,-52,B,尾部（上端）：传动端，承受驱动力矩；,形状：如图,3-55,所示。,方形：用于快速压下，四面镶有青铜滑板；,花键形：用于低速重载的电动压下；,带键槽圆柱形：用于轻载荷的电动、手动压下。,上页,下页,返回,图,3-55,图,3-52,9/7/2024,114,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.1,压下螺丝,结构：图,-52,C,、本体（中部）：带有螺纹与压下螺母配合，,用以传递载荷和运动。,螺纹形状：图,3-54,锯齿形：传动效率高，用于快速压下；,梯形：强度大，用于大轧制力的轧机压下；,线数：单线：一般压下；双线：快速压下；,上页,下页,返回,图,3-54,图,3-52,9/7/2024,115,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.1,压下螺丝,基本参数,外径,d,0,：,最小直径：,式中：,P,轧制力；,d,轧辊辊颈直径；,R,d,压下螺丝,许用应力；锻造碳钢：,R,d,= 100-140MPa,；,上页,下页,返回,9/7/2024,116,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.1,压下螺丝,基本参数,螺距,t,：,t=(0. 2-0.16) d,0,，开坯机，型钢轧机；,t=(0.025-0.05) d,0,，热轧板带四辊轧机；,t0.017 d,0,，冷轧板带轧机。,上页,下页,返回,9/7/2024,117,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.2,压下螺母,结构：图,3-56,特点：,重量较大（,1.8t,4.1t),的易损件,;,要求强度、硬度、耐磨性高。,材质：,青铜（,ZQAl19-4,ZQSn8-12,等）；,黄铜（,ZHAl66-6-3-2,等）。,类型：,上页,下页,返回,图,3-56,9/7/2024,118,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.2,压下螺母,类型：,整体式：制造简单，工作可靠，耗铜；,用于中小型轧机；,组合式：经济，能内部冷却；用于大型轧机。,箍圈：,要求,E,与青铜相近，强度要高，可,选用高强度铸铁。,上页,下页,返回,图,3-56,9/7/2024,119,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.2,压下螺母,基本参数：,高度,H,：据螺纹许用压力为,15-20MPa,确,定；,H,1.2-2.0 d,0,；,外径,D,：据螺母端面与机架接触强度为,60-80MPa,确定，,D=1.5-1.8 d,0,；,上页,下页,返回,图,3-56,9/7/2024,120,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.3.2,压下螺母,固定：,压板固定，如图,3-57,所示。,上页,下页,返回,图,3-57,9/7/2024,121,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.4,压下螺丝的驱动力矩,4.2.4.1,受力分析：,如图,4-22,所示,A,、,P,1,：头部所受轴向载荷。,轧制前压下时为上辊平衡装置的过平衡力；,轧制时为轧制力；,带钢压下时为轧制力。,B,、,M,j,、,M,2,、,M,1,：,分别为压下螺丝所受的驱动力,矩、螺纹间的摩擦力矩；止推轴颈端面的摩擦力矩。,上页,下页,返回,图,4-22,9/7/2024,122,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.4,压下螺丝的驱动力矩,4.2.4.1,受力分析：,如图,4-22,所示,C,、平衡条件：,M,j,M,1,M,2,可求得：,上页,下页,返回,图,4-22,9/7/2024,123,材料成型设备,4.,轧辊调整装置,4.2.4,压下螺丝的驱动力矩,4.2.4.1,受力分析：,如图,4-22,所示,上页,下页,返回,图,4-22,式中：,2,、,1,螺纹处摩擦系数、止推轴颈端面的摩擦系数；,螺纹处摩擦角；,d,2,、,d,3,螺纹中径