畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)姓名下發(fā)日期201136題目四輥冷軋機(jī)設(shè)計(jì)之一190/54專題軋輥系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1計(jì)算本設(shè)計(jì)道次（第一道次275MM180MM）的軋制力、軋輥的驅(qū)動(dòng)力矩、選擇電動(dòng)機(jī)；2該系統(tǒng)主要零部件強(qiáng)度、剛度校核并選取軋輥的軸承；3完成軋輥總圖設(shè)計(jì)；4工作輥裝配圖設(shè)計(jì)；5撰寫設(shè)計(jì)說明書，要求內(nèi)容完整、編寫規(guī)范。主要技術(shù)參數(shù)1軋制材料Q2352原料規(guī)格2750M3軋制規(guī)程4軋制速度275180421/S進(jìn)度及完成日期3月6日3月19日山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司參觀實(shí)習(xí)，寫實(shí)習(xí)報(bào)告及查閱相關(guān)資料。3月20日3月27日比較各種結(jié)構(gòu)，選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。3月28日4月10日對(duì)整機(jī)及部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。4月11日5月21日CAD制圖。5月22日6月4日編寫設(shè)計(jì)說明書。6月5日6月20日畢業(yè)答辯審查準(zhǔn)備。教學(xué)院長簽字日期教研室主任簽字日期指導(dǎo)教師簽字日期指導(dǎo)教師評(píng)語指導(dǎo)教師年月日指定論文評(píng)閱人評(píng)語評(píng)閱人年月日答辯委員會(huì)評(píng)語指導(dǎo)教師給定成績(jī)30評(píng)閱人給定成績(jī)30答辯成績(jī)（40）總評(píng)答辯委員會(huì)主席簽字評(píng)定成績(jī)摘要本軋機(jī)為小型四輥冷軋機(jī)，其特點(diǎn)是工作穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、軋制190/54板形好。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)此軋機(jī)的軋輥系統(tǒng)，考慮到產(chǎn)品的穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)布局、使用壽命，進(jìn)行軋輥的尺寸計(jì)算、剛強(qiáng)度校核、彎曲變形校核、軋輥軸承的選擇和使用壽命校核。同時(shí)采用了工作輥傳動(dòng)，這種形式對(duì)軋制過程比較有利。設(shè)計(jì)中運(yùn)用斯通公式計(jì)算軋制力，由于軸承座的固定性，軸承座要承受偏負(fù)荷，軸承磨損嚴(yán)重不但減小使用壽命而且影響軋輥的外形進(jìn)而對(duì)軋制板形產(chǎn)生極大的影響，軋制力大時(shí)影響更明顯。因此軋輥的尺寸設(shè)計(jì)、材料選擇很重要而且必須對(duì)軋輥和軸承進(jìn)行必要的校核。關(guān)鍵詞四輥冷軋機(jī)、軋輥、軋輥軸承、軋制力ABSTRACTTHEMILLISSMALLFOURHIGHCOLDROLLINGMILL,CHARACTERIZEDBY190/54STABILITY、SIMPLEINOPERATIONANDGOODSHAPEBYROLLINGTHISDESIGNMAINFORTHEMILLSROLLERSYSTEM,TAKETHEMILLSSTABILITY、CONFIGURATIONANDTHESERVICELIFE,ITSNECESSARYTOCHECKOUTTHEINTENSITY、BARELYANDDISTORTIONBYBENDINGOFTHEROLLERSANDTHESERVICELIFEOFTHEBEARINGBESIDESCALCULATETHESIZESOFTHEROLLERSANDCHOOSINGTHEBEARINGSATTHESAMETIME,DRIVEWORKROLLISTHEMAINDRIVEMODEFORTHISMILL,WHICHFORMISMOREFAVORABLEFORTHEROLLINGPROCESSITSWELLOFFDURINGTHEDESIGNINTHEDESIGNIHAVEFOUNDTHATDUETOTHEFIXITYOFTHEBEARINGCHOCK,THEBIASEDLOADWILLAPPEARINTHEBEARINGCHOCK,ANDTHEBEARINGSWILLFRAYBADLY,WHICHLEADSTOTHESHORTSERVICELIFEOFTHEBEARINGSANDINFLUENCESTHEROLLERSSHAPE,ANDTHENINFLUENCEOFTHESIZESOFTHEROLLINGSTEELS,THEINFECTIONWILLBESTRICTNESSUNDERTHEHEAVYROLLFORCETHEREFORE,ITSIMPORTANTTODESIGNTHEROLLERSSIZEANDCHOOSEOFTHEMATERIAL,ITISMUSTTOCHECKOUTTHEROLLERSANDTHEBEARINGSKEYWORDS4HIGHCOLDROLLINGMILL、ROLLER、ROLLERBEARING、ROLLFORCE前言50年代以來，我國的鋼鐵工業(yè)取得了巨大的成就，軋鋼生產(chǎn)是將鋼錠或鋼坯軋制成鋼材的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。用軋制方法生產(chǎn)鋼材，具有生產(chǎn)率高、品種多、生產(chǎn)過程連續(xù)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。因此，它比鍛造、擠壓、拉拔等工藝更廣泛地應(yīng)用。目前，約有90的鋼材都是經(jīng)過軋制成材的。到20世紀(jì)70年代初，軋機(jī)的軋輥直徑已增大到了1500MM。我國從1959年開始自行設(shè)計(jì)制造開坯機(jī)，目前已制成700MM，750MM，850MM，1150MM初軋機(jī)。20世紀(jì)80年代以來，軋機(jī)得到了飛速發(fā)展，從過去單純追求速度比產(chǎn)量過渡到同時(shí)對(duì)質(zhì)量的要求?，F(xiàn)在，軋制技術(shù)飛速發(fā)展，軋制設(shè)備趨向于方便、高效，尤其是板材軋制設(shè)備趨于多樣、適用、易改進(jìn)等。因此，具有更加靈活性軋制品種多、使用要求低的四輥單機(jī)座軋機(jī)也得到了不斷的改進(jìn)和發(fā)展，在中小型鋼廠中得到廣泛的應(yīng)用。它具有如下幾個(gè)特點(diǎn)1工作穩(wěn)定性要好；2剛性要求要高一些；3軋縫的控制簡(jiǎn)單、便利；4軋制板材的質(zhì)量高、板型好。雖然冷軋板材的生產(chǎn)成本、投資費(fèi)用雖然很高，但是冷軋板材的性能和質(zhì)量都比熱軋好，在同樣的用途下，可以節(jié)約金屬材料達(dá)30，某些工業(yè)發(fā)達(dá)國家如美國使用的薄板，幾乎100是冷軋的，而冷軋板材的板形直接關(guān)系到板材的質(zhì)量。板形的好壞取決于金屬在輥縫中塑性變形的一瞬間，而軋輥是直接與金屬接觸，相接觸的部件，所以軋輥的設(shè)計(jì)成功與否直接影響板形的好壞，軋輥的設(shè)計(jì)基本上說明了世界各主流軋機(jī)板形的調(diào)控能力。針對(duì)目前的現(xiàn)狀和達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的，我有幸去濟(jì)鋼進(jìn)行了實(shí)習(xí)，在具有先進(jìn)技術(shù)水平的中板廠、中厚板廠、冷連軋廠、熱連軋廠等廠的參觀學(xué)習(xí)中，掌握了一些冶金機(jī)械知識(shí)并對(duì)軋機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理等有了一定的了解認(rèn)識(shí)。本次要做的是190/500450MM四輥冷軋機(jī)設(shè)計(jì)之一軋輥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求軋制帶寬200MM，軋制速度15M/S，將板帶厚度由275MM軋制到12MM。本設(shè)計(jì)書共分四部分總論部分、確定設(shè)計(jì)方案部分、設(shè)計(jì)計(jì)算部分和外文資料部分，并附參考資料、附錄等，力求詳盡的介紹本設(shè)計(jì)的內(nèi)容。在設(shè)計(jì)中，主要計(jì)算了軋制力、軋制力矩、軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率、校核軋輥剛度、強(qiáng)度以及選擇軋輥軸承并對(duì)軸承進(jìn)行了校核。新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的出現(xiàn)，使冶金生產(chǎn)發(fā)生了巨大的變化，中國的鋼鐵工業(yè)也在迅速的發(fā)展，鋼產(chǎn)量已躍居世界第一，但主要還是資源消耗式增長，離世界先進(jìn)的冶金水平還有一定的差距，這就要求我們要不斷地對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，只有這樣才能使我國的鋼鐵工業(yè)走到世界的前列。由于本人水平有限，錯(cuò)誤在所難免，誠懇地歡迎老師指正批評(píng)。目錄摘要IABSTRACTII前言III目錄V第1章緒論111課題研究的意義及現(xiàn)狀112冷軋機(jī)的類型、工作原理及其特點(diǎn)213冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝514軋鋼技術(shù)的發(fā)展前景815論文主要研究?jī)?nèi)容9第2章設(shè)計(jì)方案的確定1021工作制度1022主傳動(dòng)形式1023壓下裝置的結(jié)構(gòu)形式1224上輥平衡裝置1325軋輥軸承1426設(shè)計(jì)方案的確定14第3章設(shè)計(jì)計(jì)算1531軋制力能參數(shù)的計(jì)算1532咬入條件的校驗(yàn)1733軋制力計(jì)算1734軋制力在接觸弧上作用點(diǎn)的位置2135軋制力矩的計(jì)算2236工作輥傳動(dòng)的四輥軋機(jī)軋輥的穩(wěn)定性2437軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)力矩與電動(dòng)機(jī)功率2538軋輥的基本尺寸及校核2639軋輥軸承的選擇及校核37第4章結(jié)論4141設(shè)計(jì)中存在的問題及改進(jìn)方法4142價(jià)值及成本核算41畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)43參考文獻(xiàn)43致謝43附錄45附件147附件252第1章緒論11課題研究的意義及現(xiàn)狀20年代，隨著二輥可逆軋機(jī)的出現(xiàn)，軋制效率大大提高。四輥可逆軋機(jī)出現(xiàn)于30年代。60年代末，隨著二次冷軋機(jī)和箔材軋機(jī)，平整軋機(jī)光整軋機(jī)的出現(xiàn)，使冷軋的可軋厚度大大減少，目前，最小可達(dá)0001MM。冷軋帶鋼生產(chǎn)始于1660年，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。隨著容器包裝、精密儀器、汽車的制造、房屋建設(shè)、機(jī)械制造和船舶工業(yè)的迅速發(fā)展以及家用電器和各種日常生活的需求量成倍增長，對(duì)冷軋帶鋼的需求量也迅速增加。冷軋帶鋼是在二輥軋機(jī)上進(jìn)行的。自此以后，無論是國內(nèi)還是國外，冷軋都得到廣泛應(yīng)用，軋輥軸頸和軸承的改進(jìn)也促進(jìn)了冷軋機(jī)的應(yīng)用。板帶冷軋鋼的發(fā)展，只是在近代隨著技術(shù)的進(jìn)步，才真正得到了推動(dòng)。冷軋鋼板及帶鋼今年來得到較大的發(fā)展。冷連軋機(jī)末架出口速度可達(dá)25417M/S。為了提高產(chǎn)量，冷卷卷重已達(dá)60T。一套冷連軋機(jī)年產(chǎn)量可達(dá)250萬T。由于冷軋帶鋼厚度公差要求高，為增加軋機(jī)壓下裝置的響應(yīng)速度，在冷軋機(jī)上采用了全液壓壓下裝置及厚度自動(dòng)控制裝置。因此，在帶鋼冷連軋機(jī)上，廣泛地采用液壓彎輥裝置或抽動(dòng)工作輥裝置來改善板形。對(duì)于高速、高產(chǎn)量的帶鋼冷連軋機(jī)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制。初軋機(jī)具有以下特點(diǎn)1）提高自動(dòng)化程度，從均熱爐到板坯精整均已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。2提高鋼坯質(zhì)量，改進(jìn)精整工序，采用大噸位板坯剪切機(jī)及在線火焰清理機(jī)。3）向重型化方向發(fā)展，軋制鋼錠重量達(dá)4570T，最高年產(chǎn)量達(dá)500600萬T。4）萬能式板坯初軋機(jī)迅速發(fā)展，軋機(jī)帶有立輥，減少軋件翻鋼道次和軋制時(shí)間。連續(xù)鑄鋼技術(shù)的迅速發(fā)展，連鑄比將達(dá)到80或更高。這樣，初軋機(jī)將不會(huì)有更大的發(fā)展，只能起到配合和補(bǔ)充連鑄生產(chǎn)的作用，許多初軋廠都面臨改造的任務(wù)。進(jìn)些年來冷軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備又有新的發(fā)展1）板形控制技術(shù)。冷連軋及普遍應(yīng)用了液壓彎輥技術(shù)，設(shè)置板形儀及靈敏的液壓系統(tǒng)，改善工藝?yán)錆櫦夹g(shù)，特別是研制出一批有效控制板形的新軋機(jī)，如HC軋機(jī)、CVC軋機(jī)、UC軋機(jī)等。2）連續(xù)退火、全氫罩式退火技術(shù)的應(yīng)用及多種涂鍍生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的生產(chǎn)線及新的設(shè)備，使軋鋼機(jī)械在這些領(lǐng)域得到發(fā)展。3）酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組。這種機(jī)組改變了傳統(tǒng)冷軋生產(chǎn)將酸洗和軋鋼兩個(gè)工序分開的方式，而聯(lián)合為一個(gè)機(jī)組。這樣可提高酸洗、冷軋工序的成材率13，提高機(jī)時(shí)產(chǎn)量3050，減少中間倉庫500010000，降低投資及生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)。2M4）帶鋼連鑄連軋工藝。帶鋼連鑄機(jī)澆鑄出的鋼坯須經(jīng)熱軋或稍經(jīng)熱軋即可進(jìn)入冷軋機(jī)生產(chǎn)冷軋帶鋼，使這一工藝在今后經(jīng)進(jìn)一步完善和推廣。因此，冷軋帶鋼生產(chǎn)的大力發(fā)展，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(gè)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，生活用品等，以及外貿(mào)出口對(duì)冷軋帶鋼急劇增加的需要，可以認(rèn)為HC軋機(jī)是板帶軋機(jī)改造和新建的主選優(yōu)良機(jī)型，可提供具有優(yōu)良板形的高精度板帶滿足工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω呔鹊囊蟆C軋機(jī)正逐步代替具有100多年歷史的普通四輥軋機(jī)。12冷軋機(jī)的類型、工作原理及特點(diǎn)121冷軋機(jī)的類型冷軋機(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)行分類為具有水平軋輥的軋機(jī)，具有互相垂直軋輥的軋機(jī)和呈斜角布置及其它的特殊軋機(jī)。按照軋輥的配列方案分為二輥式、四輥式、多輥式三種。按機(jī)架排列方案分為單機(jī)可逆（不可逆）式與連續(xù)多機(jī)軋制式兩種。其靈活性大，適用中小型企業(yè)及科研教研學(xué)用。連軋機(jī)生產(chǎn)效率高，軋制速度快，但產(chǎn)品單一，變動(dòng)不大時(shí)，最能發(fā)揮其優(yōu)越性。其常用類型如圖11所示圖11常用軋輥類型圖122各類冷軋機(jī)的工作原理及其特點(diǎn)由于軋輥的數(shù)目和布置不同，所以各類軋機(jī)的特點(diǎn)也不同1）二輥式軋機(jī)此軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，有直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于二輥可逆式初軋機(jī)，可將鋼錠往復(fù)軋制成各種矩形抷。二輥可逆式軋機(jī)也可用于軋制軌梁和中厚板。2）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)，有一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器和齒輪座驅(qū)動(dòng)數(shù)臺(tái)三輥式軋機(jī)，可實(shí)現(xiàn)軋件往復(fù)多道次軋制。三輥軋機(jī)廣泛應(yīng)用于軌梁軋機(jī)、型鋼軋機(jī)及小型開坯軋機(jī)。3）四輥式軋機(jī)四輥式軋機(jī)是由兩個(gè)較小工作輥和較大的兩個(gè)支承輥組成。機(jī)座是由四個(gè)位于同一垂直平面內(nèi)的水平軋輥組成，軋制是在兩個(gè)工作輥中間進(jìn)行的。支承輥的作用是增強(qiáng)輥系的剛度，所以其直徑較工作輥要大上一倍以上。四輥式軋機(jī)是帶鋼冷軋機(jī)中最通用的機(jī)組，這種軋機(jī)采用閉口式機(jī)架，兩個(gè)牌坊有橫梁或其它軋機(jī)連接形成一個(gè)剛體，通常采用工作輥驅(qū)動(dòng)，但是近來趨向于支承輥驅(qū)動(dòng)。四輥式軋機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼板生產(chǎn)，如中厚板軋機(jī)、熱軋鋼板軋機(jī)、冷軋鋼板及帶鋼軋機(jī)等。3）六輥式軋機(jī)工作輥靠另一側(cè)卷行彈簧撐開，壓下螺絲有電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)，工作輥軸承為抗磨式，而支承輥則采用油膜軸承。為使用直徑相同的小直徑工作輥并提供水平及垂直剛度。六輥式軋機(jī)得到了廣泛應(yīng)用通?？繌椈蓧毫ζ胶馍舷螺伣M件及消除壓下螺絲于軸承座間產(chǎn)生的松弛或松動(dòng)。近年來發(fā)展很快的是中間輥可以軸向抽動(dòng)的六輥軋機(jī)，即HC軋機(jī)通過抽動(dòng)中間輥或工作輥來改善板形的控制能力，配合使用彎輥裝置可使橫向剛度無窮大。其主要特點(diǎn)如下1具有好的控制性。2可顯著提高帶鋼的平整度。3具有較大的剛度，穩(wěn)定性。4壓下量由于不受板形的控制而顯著提高。4）偏八輥式軋機(jī)其工作輥直徑約為支承輥直徑的六分之一，且中心線相對(duì)上下支承輥中心連線有較大偏移。為防止工作輥水平彎曲，在出口方向設(shè)有側(cè)中間輥和側(cè)支承輥，使機(jī)座水平剛度提高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滿足防止工作輥水平彎曲增加剛度，通過調(diào)節(jié)個(gè)別支承輥改變工作輥的凸度，工作輥支承系統(tǒng)剛度大，換輥方便，其工作輥直徑可自由選擇而軋制不同的品種。其軋制力小，壓下率高，應(yīng)用于薄帶材生產(chǎn)。5）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)了十二輥、二十輥及復(fù)合式十二輥等多輥軋機(jī)型式。由于有多層中間輥和支承輥支承，工作輥的直徑可大大減小，而機(jī)座的剛度與強(qiáng)度都很高。一般都驅(qū)動(dòng)中間輥，使工作輥不承受扭轉(zhuǎn)負(fù)荷。支承輥?zhàn)龀煞侄问降模赏ㄟ^專門機(jī)構(gòu)來調(diào)整工作輥軸向撓度曲線。二十輥軋機(jī)多采用森吉米爾型和羅恩型。多輥軋機(jī)多用作生產(chǎn)冷軋薄帶鋼。我國自主開發(fā)的二維中部支撐的多輥軋機(jī)，具有使軋制帶材橫向精度高的特點(diǎn)。13冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝?yán)滠垘т摰纳a(chǎn)工藝主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)131冷軋中采用張力軋制張力軋制是冷卻的一大特點(diǎn)。所謂“張力軋制”，就是軋件在軋輥中的輾軋變形是有一定的前張力與后張力作用下實(shí)現(xiàn)的。單位張力是作用在帶材斷面A上的平均張Z應(yīng)力ZTA2/KGM式中T總張力。張力的主要作用有以下幾個(gè)方面（1）防止帶鋼在軋制過程中跑偏（即保證正確對(duì)中軋制）；（2）降低軋件的變形抗力，便于軋制更薄的產(chǎn)品；（3）適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用；（4）使所軋帶鋼保持平直（包括在軋制過程中的保持板形平直以及軋后板形良好）。防止軋件跑偏是冷軋操作中關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)軋制的一個(gè)重要問題。跑偏將破壞正常板型，引起操作事故甚至設(shè)備事故，若不很好加以控制，將不能保證冷軋的正常進(jìn)行。因此，防止跑偏的方法有（1）采用張力軋制；（2）采用凸形輥縫；（3）采用導(dǎo)板夾逼。通過改變卷取機(jī)，開卷機(jī)及軋機(jī)主電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及各架壓下可以使軋制力，張力在較大的范圍內(nèi)變動(dòng)。借助準(zhǔn)確可靠的測(cè)試儀，并使之與自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)成閉環(huán)，可以按要求實(shí)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。生產(chǎn)中張力的選擇主要是平均單位，從理論上講，單位張力似乎應(yīng)當(dāng)盡量選的Z高一些，但是不應(yīng)超過帶鋼的屈服極限，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般軋機(jī)（0106）；SZS而冷軋薄帶剛（0103）。ZS132冷軋中產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象在冷軋中，冷軋是在金屬再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制，金屬的晶粒被破碎且不能產(chǎn)生再結(jié)晶回復(fù)，導(dǎo)致金屬產(chǎn)生加工硬化。由于加工硬化，使金屬變形抗力增大，軋制壓力升高，金屬的塑性降低，容易產(chǎn)生脆斷。當(dāng)鋼種一定時(shí)，加工硬化程度與冷軋的變形程度有關(guān)，變形程度愈大，加工硬化愈嚴(yán)重。加工硬化超過一定程度后，因金屬過于硬脆而不能繼續(xù)軋制。因此板帶經(jīng)一定的冷軋總變形量之后，須經(jīng)熱處理（再結(jié)晶退火或固溶處理），恢復(fù)塑性，降低變形抗力，以利于繼續(xù)軋制。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(gè)“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。133冷軋中采用工藝?yán)鋮s冷軋過程中變形熱與摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，故需要采用有效的人工冷卻。軋制速度越高，冷卻問題顯得尤為重要。如何合理的強(qiáng)化冷卻過程的冷卻已成為發(fā)展現(xiàn)代冷軋機(jī)的重要的研究課題。實(shí)驗(yàn)研究與理論分析表明，冷軋板帶鋼的變形功有8488轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使軋件與軋輥的溫度升高。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(shí)間發(fā)出的熱量Q。其表達(dá)式為BQHJA式中系數(shù)084088小于1的修正系數(shù)；所軋材的寬度；B機(jī)械功的熱當(dāng)量；J軋制時(shí)的平均單位壓力；軋制速度；該道次的絕對(duì)壓下量。H油的冷卻能力比水差得多。水是比較理想的冷卻劑，因其比熱大，吸熱率比較高且成本低廉。水的比熱比油大一倍，熱傳導(dǎo)率為油的375倍，揮發(fā)潛熱大10倍以上。由于水具有如此優(yōu)越的吸熱的性能，（只有某些特殊的軋機(jī)，由于工藝潤滑與軋輥軸承共用一種潤滑劑，才采用全部油冷，但為了保證冷卻效果，需給予足夠大油量。）固大多數(shù)生產(chǎn)軋機(jī)都傾向與水或以水為主的冷卻劑。從實(shí)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。有物理學(xué)可知一定質(zhì)量的液體在單位時(shí)間內(nèi)所吸收的熱量可表示為12QMTC式中單位時(shí)間所需冷卻液的體積；M比重；冷卻液的比熱；C、冷卻液前后的溫度。2T1由此可知，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。冷卻液簡(jiǎn)單地噴澆在軋輥和軋件上，與高壓冷卻液霧化，冷卻效果大大不同，實(shí)際資料表明，即使在采用有效的工藝?yán)鋮s的條件下，冷軋板卷在卸卷后的溫度優(yōu)勢(shì)仍達(dá)130，甚至還要高，由此可見在軋制變形區(qū)的料溫一150OC定比這還要高，輥面溫度過高會(huì)引起工作輥淬火層硬度的下降，并有可能促使淬火層內(nèi)發(fā)生組織分解（殘余奧氏體的分解），使輥面出現(xiàn)附加的組織應(yīng)力。此外，從其對(duì)冷軋過程本身的影響來看，輥溫的反?，F(xiàn)象以及輥溫分布規(guī)律的反常或突變均導(dǎo)致正常輥面條件的破壞，直接有害于板形與軋制精度。同時(shí)，輥面過高也會(huì)使冷軋工藝潤滑劑失效（油膜破裂），使冷軋不能順利進(jìn)行。因此，為了保證冷軋的正常生產(chǎn)，對(duì)軋輥和軋件必須應(yīng)采取有效的冷卻和控溫措施。134冷軋中的工藝潤滑生產(chǎn)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)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。冷軋采用工藝潤滑的主要作用是減少金屬的變形抗力這不但有助于保證已有的設(shè)備能力條件下實(shí)現(xiàn)更大的壓力，而且還可使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)上可行的地生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。此外，采用有效的工藝潤滑也直接對(duì)冷軋過程的發(fā)熱率以及軋輥的溫度起到了良好的影響，在軋制某些產(chǎn)品時(shí)采用的工藝潤滑還可以防止金屬粘輥的作用。冷軋潤滑效果的優(yōu)劣誠然是衡量工藝潤滑劑的重要指標(biāo)，但是一種真正有經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值的工藝潤滑劑還應(yīng)來源廣，成本低，便于保存。并且易于軋后的板面去除，不留任何影響質(zhì)量的殘?jiān)忍攸c(diǎn)。目前還只有為數(shù)不多的幾種工藝潤滑劑能滿足上述要求。但是，冷軋過程中油的耗用量還是相當(dāng)大的?，F(xiàn)在，可以通過乳化劑的作用把少量油于大量水混合起來制成乳狀潤液?？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。14軋鋼技術(shù)的發(fā)展前景軋鋼工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步主要集中在生產(chǎn)工藝流程的縮短和簡(jiǎn)化上，最終形成軋材品種規(guī)格多樣化、性能高品質(zhì)化、控制管理計(jì)算機(jī)化等。未來軋鋼工藝和技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面1軋制過程柔性化。板帶熱連軋生產(chǎn)中壓力調(diào)寬技術(shù)和板形控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了板寬的自由規(guī)程軋制。棒、線材生產(chǎn)的粗、中軋平輥軋制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了部分規(guī)格產(chǎn)品的自由軋制。冷彎和焊管機(jī)也可實(shí)現(xiàn)自由規(guī)格生產(chǎn)。這些新技術(shù)使軋制過程柔性化。2鑄軋?bào)w化。利用軋輥進(jìn)行鋼材生產(chǎn)，因其過程連續(xù)、高效、可控且便于計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)的應(yīng)用，在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，以輥軋為特征的連續(xù)軋鋼技術(shù)仍將是鋼鐵工業(yè)鋼材成型的主流技術(shù)。在2O世紀(jì)，由于連鑄的發(fā)展，已經(jīng)逐步淘汰初軋工序。而連鑄技術(shù)生產(chǎn)的薄帶鋼直接進(jìn)行冷軋，又使連鑄與熱軋工序合二為一。鑄軋的一體化，將使軋制工藝流程更加緊湊。同時(shí)，低能耗、低成本的鑄軋一體化，也是棒、線、型材生產(chǎn)發(fā)展的方向。3軋制過程清潔化。在熱軋過程中，鋼的氧化不僅消耗鋼材與能源，同時(shí)也帶來環(huán)境的污染，并給深加工帶來困難。因此，低氧化燃燒技術(shù)和低成本氫的應(yīng)用都成為無氧化加熱鋼坯的基本技術(shù)。酸洗除鱗是冷軋生產(chǎn)中最大的污染源，新開發(fā)的無酸清潔型AFC除鱗技術(shù)，可使帶鋼表面全無氧化物、光滑，并具有金屬光澤。4鋼材的延伸加工。在軋鋼生產(chǎn)過程中，要不斷擴(kuò)大多種鋼材的延伸加工產(chǎn)業(yè)，如開發(fā)自潤滑鋼板用于各種沖壓件生產(chǎn)，減少?zèng)_壓廠潤滑油污染；開發(fā)建筑帶肋鋼筋焊網(wǎng)等，把鋼材材料生產(chǎn)、服務(wù)延伸到各個(gè)鋼材使用部門。隨著工業(yè)的發(fā)展和軋鋼技術(shù)的進(jìn)步，軋鋼工藝的裝備水平和自動(dòng)控制水平不斷提高，老式軋機(jī)也不斷被各種新型軋機(jī)所取代。按照我國走新型工業(yè)化道路的要求，軋鋼技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到可持續(xù)發(fā)展上來。5高新技術(shù)的應(yīng)用。軋鋼技術(shù)取得重大進(jìn)步的主要特征是信息技術(shù)的應(yīng)用。板形自動(dòng)控制，自由規(guī)程軋制，高精度、多參數(shù)在線綜合測(cè)試等高新技術(shù)的應(yīng)用使軋鋼生產(chǎn)達(dá)到全新水平。軋機(jī)的控制已開始由計(jì)算機(jī)模型控制轉(zhuǎn)向人工智能控制，并隨著信息技術(shù)的發(fā)展，將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)化，使庫存率降低，資金周轉(zhuǎn)加快，最終降低成本。15論文主要研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)主要對(duì)四輥冷軋機(jī)的軋輥系統(tǒng)，軋輥是軋鋼機(jī)在工作中直190/54接與軋件接觸并使金屬產(chǎn)生塑性變形的重要部件，是軋制板材的作用部件，軋輥的設(shè)計(jì)制造好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的板形、質(zhì)量以及整個(gè)軋鋼機(jī)的外形尺寸、加工能力等一系列問題。對(duì)所需要的尺寸參數(shù)進(jìn)行計(jì)算確定，對(duì)軋輥進(jìn)行必要的校核，并且根據(jù)軋輥尺寸實(shí)際應(yīng)用情況選擇合適的軸承。結(jié)合所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)VB計(jì)算程序，對(duì)軋制力的計(jì)算建立了模型，使后續(xù)道次的計(jì)算簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。另外根據(jù)實(shí)習(xí)參觀和結(jié)合以前經(jīng)驗(yàn)繪出工程圖。第2章設(shè)計(jì)方案的確定21工作制度對(duì)于單機(jī)座軋機(jī)，有可逆式和不可逆的工作制度。本設(shè)計(jì)為單機(jī)座軋機(jī)，現(xiàn)分述如下211可逆式工作制度可逆式工作制度是當(dāng)一道軋完之后，為了能在原來的軋輥間進(jìn)行下一道軋制，將軋輥反轉(zhuǎn)，這樣軋件便在軋輥間反復(fù)進(jìn)行軋制。在這種工作制度下，軋件的咬入和拋出也是在降低扎輥轉(zhuǎn)速的情況下進(jìn)行的。目前，對(duì)單機(jī)座小型冷帶軋機(jī)，采用可逆式有很多有優(yōu)點(diǎn)，它能大大提高生產(chǎn)效率，以減少板帶鋼的吊運(yùn)與安裝。212不可逆式軋機(jī)工作制度不可逆式的工作制度應(yīng)用最廣，在這種工作制度下，每個(gè)軋輥的旋轉(zhuǎn)方向不變，而軋輥的轉(zhuǎn)速則有不變與可變的兩種。根據(jù)軋制速度來分析，不可逆式工作制度在實(shí)際生產(chǎn)操作中有以下幾種運(yùn)轉(zhuǎn)方式（1）幾乎保持嚴(yán)格不變的軋制速度；（2）軋件通過時(shí)，軋制速度稍微降低；（3）僅在軋機(jī)調(diào)整時(shí)才調(diào)節(jié)速度；（4）在軋件通過時(shí)，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軋制速度。22主傳動(dòng)形式目前，小型四輥冷軋機(jī)的主轉(zhuǎn)動(dòng)方式有三種（1）傳動(dòng)工作輥（2）傳動(dòng)支撐輥（3）單輥傳動(dòng)電機(jī)通過減速器與齒輪座來直接傳遞工作輥，這種形式對(duì)于軋制過程比較有利，但是對(duì)于較小的軋機(jī)，它又受到工作輥輥頸和方向接軸所能傳遞的扭轉(zhuǎn)力矩的限制，而傳遞工作輥不能達(dá)到要求時(shí)，就需傳遞支撐輥，而傳遞支承輥是靠摩擦力來傳遞工作輥的。這樣將會(huì)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(dòng)部件。同時(shí)還要考慮軋輥與軋件間的打滑問題。因此，為了解決上述問題，防止出現(xiàn)支承輥斷輥、工作輥方頭扭斷等現(xiàn)象，可采用異徑軋制、單輥驅(qū)動(dòng)等措施來解決。本次設(shè)計(jì)由于軋制力與軋制力矩不是很大，故不需考慮此問題，但同時(shí)采用單輥驅(qū)動(dòng)又會(huì)帶來一系列新的問題。由于采用單輥傳動(dòng)，使兩個(gè)工作輥?zhàn)匀粫?huì)產(chǎn)生一定的速度差，從而使軋制力有所降低，據(jù)實(shí)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520。由于單傳動(dòng)軋制時(shí)上下輥速度的配合是自然的，過程簡(jiǎn)單易行，無需復(fù)雜的控制系統(tǒng)。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(diǎn)，以保證受力零件的正常工作，同時(shí)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。對(duì)于普通的四輥軋機(jī)，盡管其主機(jī)列通常是有主電機(jī)通過減速機(jī)和齒輪座傳遞兩個(gè)工作輥，但是在預(yù)壓力作用下，由于工作輥徑的差別等原因，給冷軋薄帶鋼軋機(jī)的傳動(dòng)帶來很大的影響，在薄帶軋制中常出現(xiàn)量接軸傳動(dòng)力矩的分配不均，某個(gè)接觸力矩為零或趨近于零。由于輥頸差事實(shí)上不可能消除，使用較大的預(yù)壓力亦是必要?？梢哉J(rèn)為，軋輥的傳動(dòng)力矩在兩軋輥上的分配并不總是大致想當(dāng)相等的。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(dòng)力矩永為正值，而輥頸稍小者，其傳動(dòng)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(dòng)特點(diǎn)，對(duì)于這類軋機(jī)，在一定的條件下實(shí)際上是單輥傳動(dòng)的。一般看來，當(dāng)軋件較薄時(shí)使用預(yù)壓力較大，直徑稍小的軋輥上，其傳動(dòng)接觸可能實(shí)際上不起作用，甚至反而有害。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(dòng)。在主機(jī)列中，自然可將齒輪座從設(shè)計(jì)中取消，減小設(shè)備的投資，降低動(dòng)力傳傳遞的能量消耗，從而取得一定的經(jīng)濟(jì)效果，并可充分利用換輥，在操作上也會(huì)有許多方便。23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(dòng)壓下兩種結(jié)構(gòu)型式。231液壓壓下在冷軋機(jī)組和平整機(jī)上，可以采用“壓下式”也可以采用“壓上式”。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(dòng)壓下機(jī)構(gòu)以便做大行程的調(diào)整?！皦合率健钡囊簤焊自O(shè)置在機(jī)架的上部，這種結(jié)構(gòu)造價(jià)較高，所需的液壓缸行程也很大，它的懸掛裝置較為復(fù)雜，而且為了適應(yīng)磨損后的軋輥直徑，許配備不同厚度的墊塊。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。液壓壓下裝置是用液壓缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓下螺絲、螺母來調(diào)整軋輥輥縫的。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(cè)儀表及運(yùn)算控制系統(tǒng)。與電動(dòng)壓下裝置相比較，液壓壓下裝置有如下特點(diǎn)（1）快速響應(yīng)性好，調(diào)整精度高；（2）機(jī)械傳動(dòng)效率高；（3）便于快速換輥，提高軋機(jī)作業(yè)率；（4）過載保護(hù)簡(jiǎn)單，可靠。232電動(dòng)壓下電動(dòng)壓下是最常用的上輥調(diào)整裝置。通常包括電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測(cè)壓儀等，在可逆式板軋機(jī)的壓下裝置中，有的還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)，以處理卡鋼事故。壓下裝置的結(jié)構(gòu)與軋輥的移動(dòng)距離、壓下速度和動(dòng)作頻率等有密切的聯(lián)系。按照壓下速度，電動(dòng)壓下裝置可分為快速壓下裝置和板帶壓下裝置兩大類。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。按照傳動(dòng)的布置形式，快速壓下裝置有兩種類型（1）采用立式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲平行的布置形式；（2）采用臥式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲垂直交叉布置形式。2板帶軋機(jī)電動(dòng)壓下裝置冷、熱軋板帶軋機(jī)的電動(dòng)壓下速度約為00201MM/S。由于板帶軋機(jī)的軋件既薄又寬又長，而且軋制速度快，軋制精度要求較高，這些工藝特征使其壓下裝置有如下特點(diǎn)（1）調(diào)整精度高；（2）軋輥調(diào)整量?。唬?）動(dòng)作快，靈敏度高；（4）軋輥平行度的調(diào)整要求嚴(yán)格；（5）經(jīng)常的工作制度是“頻繁的帶鋼壓下”。3板帶軋機(jī)電動(dòng)壓下的結(jié)構(gòu)形式四輥冷軋機(jī)的電動(dòng)壓下大多采用圓柱蝸輪副傳動(dòng)或兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng)的形式。在設(shè)計(jì)中選擇壓下裝置的電動(dòng)機(jī)和減速器配置方案是十分重要的。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(dòng)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。24上輥平衡裝置平衡裝置的作用是消除軋制系統(tǒng)間隙，提升上軋輥，用來大大降低咬入軋件時(shí)的沖擊和工作輥的頻繁換輥。上滾平衡裝置有重錘平衡、彈簧平衡、液壓平衡三種形式。軋機(jī)的型式不同，對(duì)平衡裝置的要求也不一樣。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。四輥板帶軋機(jī)上軋輥平衡裝置有一下特點(diǎn)（1）由于工作輥和支承輥之間靠摩擦傳動(dòng)以及工作輥和支承輥的換輥周期不同，故工作輥和支承輥應(yīng)分別平衡；（2）上輥移動(dòng)的行程較小（最大行程是按換輥決定的），移動(dòng)的速度不高；（3）工作輥換輥頻繁，平衡裝置的設(shè)計(jì)需要使換輥方便；（4）在單張軋制的可逆四輥軋機(jī)上，工作輥平衡裝置應(yīng)滿足空載加、減速時(shí)工作輥和支承輥之間不打滑的要求。25軋輥軸承軋輥軸承主要形式是滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承主要是用雙列球面滾子軸承，四列圓錐滾子軸承。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。板帶軋機(jī)上多用滾動(dòng)軸承。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。26設(shè)計(jì)方案的確定根據(jù)所設(shè)計(jì)的軋機(jī)類型、特點(diǎn)和使用實(shí)際情況，經(jīng)綜合比較考慮，本設(shè)計(jì)采用不可逆工作制度，驅(qū)動(dòng)工作輥，壓下裝置為電動(dòng)壓下，上輥為單缸平衡，工作輥軸承選用雙列滾針軸承，支承輥軸承選用四列圓柱滾子軸承。第3章設(shè)計(jì)計(jì)算31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275MM被軋制到180MM（1）本道次壓下量275MM180MM095MMH01（2）本道次壓下率345509527M10（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(duì)冷軋亦可稱為屈服極限）需按考慮加工硬化后的選用。由于存在加工硬化影響，各道次的變形阻力不僅與本道次變形程度有關(guān)，而且還與前面各道次的總變形程度有關(guān)。對(duì)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?。ɑ驋佄锞€）變化來計(jì)算平均總變形程度,按此平均總變形程度來選取平均變形阻力。M平均總變形程度計(jì)算公式01MAB式中系數(shù)，一般取02504；A系數(shù)，一般取04506。B（通常取03，05。）B本道入口處的總變形程度（從退火狀態(tài)開始各道次變形程度的積累），0；0HH本道出口處的總變形程度，；111HH退火狀態(tài)坯料原始厚度；該道次軋制前軋件厚度；0H該道次軋制后軋件厚度；1（4）金屬材料的屈服極限S冷軋由于存在加工硬化，各道次的屈服極限不同，由圖31查得低碳鋼Q235在平均壓下率為207時(shí)的屈服極限460MPA。S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。摩擦力將阻礙金屬的變形，摩擦系數(shù)對(duì)軋制力影響較大，并且是變化的。為計(jì)算方便取為常數(shù)，由表31查得取09表31冷軋低碳鋼時(shí)的摩擦系數(shù)（6）金屬材料變形抗力15460529SKMMPA式中M板帶軋制時(shí)取M115。（7）張應(yīng)力張力軋制是冷軋帶鋼的特點(diǎn)，也可以減小軋制力防止帶鋼跑偏。30519027TMPAS31501892TMPAS32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。只有軋件被軋輥咬入變形區(qū)，軋制過程才能建立，可分為兩個(gè)階段，即開始咬入階段和已經(jīng)咬入階段。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冷軋薄帶鋼是允許咬入角為。由公式510得0005THENLQ95NN1ENDIFNEXTITEXT7TEXTVALTEXT2TEXT115VALTEXT3TEXT271828L009/HM1/L009/HMTEXT5TEXTLTEXT6TEXTN1ENDSUBPRIVATESUBCOMMAND2_CLICKTEXT1TEXT“TEXT2TEXT“TEXT3TEXT“TEXT4TEXT“TEXT5TEXT“TEXT6TEXT“TEXT7TEXT“ENDSUB程序初始化窗口附件1（資料）多輥軋機(jī)軸承的應(yīng)用及失效對(duì)策鋼鐵軋制工業(yè)中,板材和帶材的生產(chǎn)比例已超過50,合金薄帶的需求也不斷地增長。在各種軋制設(shè)備中,由于軋制過程中軋輥彈性變形和軋制力較大的原因,四輥軋機(jī)不適合軋制高強(qiáng)度鋼和精密合金的冷軋薄板和薄帶。在技術(shù)可行與經(jīng)濟(jì)性方面,采用多輥軋機(jī)冷軋薄板和薄帶有著無可比擬的優(yōu)越性。多輥軋機(jī)支撐輥軸承的精度和壽命對(duì)軋制薄板帶的生產(chǎn)及質(zhì)量有相當(dāng)重要的影響。1多輥軋機(jī)特點(diǎn)與其他類型的冷軋機(jī)相比,多輥軋機(jī)具備以下特點(diǎn)1為減小軋輥的彈性壓扁值,采用小直徑的工作輥,保證軋制薄板帶的尺寸。2采用多輥輥系,軋制力的分力由多個(gè)支點(diǎn)的支承輥傳遞給機(jī)座,使剛性得到極大的提高。3工作機(jī)座各部件和軋輥的制造精度高,整個(gè)軋機(jī)的調(diào)整精度也相當(dāng)高。由于多輥軋機(jī)特別強(qiáng)調(diào)剛性和精度,因而可以軋制出極薄的鋼板,并保證鋼板有極高的精度和表面質(zhì)量,如不銹鋼板厚度為01MM甚至0002MM的高精度電工硅鋼板等等。自1932年出現(xiàn)第一臺(tái)多輥軋機(jī)以來,多輥軋機(jī)發(fā)展很快,具有不同的結(jié)構(gòu)形狀和幾何尺寸,機(jī)型有森吉米爾型、山特維克型,按輥系可分為六輥、十二輥和二十輥軋機(jī)等,但最多的是二十輥軋機(jī),其中又以森吉米爾型為主導(dǎo)。為便于介紹,以下提及的多輥軋機(jī)均指森吉米爾型軋機(jī)。森吉米爾型軋機(jī)的機(jī)座牌坊為內(nèi)部裝有成套軋輥的整體結(jié)構(gòu),剛性極高,能夠充分保證工作輥在軋制方向上的穩(wěn)定性及補(bǔ)償小直徑工作輥的撓度。工作機(jī)座是一個(gè)復(fù)雜塊體,工作機(jī)座包括牌坊、支承輥系、壓下裝置、磨損補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、輥形控制和平衡機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置、導(dǎo)衛(wèi)、潤滑和冷卻參數(shù)控制系統(tǒng)等。2多輥軋機(jī)支承輥軸承的應(yīng)用21軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求森吉米爾薄板軋機(jī)的支承輥軸承,自身外圈就直接擔(dān)負(fù)著支承輥的作用,外圈的厚度比普通的軸承外圈厚得多,這種特殊結(jié)構(gòu)使軸承能夠具有相當(dāng)高的剛性。支承輥軸承一般是圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承及滾針軸承等,有單列和多列滾子、帶擋邊和無擋邊的結(jié)構(gòu)滾子有滿裝和帶保持架分隔的。軸承上有潤滑孔,有些軸承的內(nèi)圈有一道或多道環(huán)形槽。通常森吉米爾支承輥采用圓柱滾子軸承,因?yàn)槠涑休d能力要比圓錐滾子軸承高。無擋邊或擋圈的圓柱滾子軸承不能承受軸向載荷,因此需要在外圈和支承鞍座側(cè)面之間放置青銅或塑料止推墊圈。帶有擋邊或擋圈的圓柱滾子軸承與圓錐滾子軸承能夠承受同時(shí)作用的徑向力和軸向力,不需要止推墊圈。對(duì)于高速軋機(jī),軸承帶有保持架可以分隔并引導(dǎo)滾子如果軸承轉(zhuǎn)速較低,采用滿滾子的結(jié)構(gòu)能使軸承在外形尺寸小的情況下具有大的承載能力。裝在同一根心軸上的一組軸承的個(gè)數(shù)取決于軋機(jī)的尺寸。一根心軸上一般裝有57套軸承。支承輥上各軸承承受軋制分力,整個(gè)心軸相當(dāng)于一個(gè)剛性多支點(diǎn)梁。多輥軋機(jī)要求軸承有很高的制造精度,一般為P4級(jí)以上。且安裝在同一根心軸上的軸承/有效截面0應(yīng)全部相同,以使載荷能均勻地分布于與之接觸的中間輥和工作輥的整個(gè)長度,這也是保證薄鋼帶軋制精度的重要因素。軸承/有效截面0是指內(nèi)外圈厚度與滾子直徑的總和。根據(jù)多輥軋機(jī)的軋制精度和軸承的尺寸,一組軸承的截面高度必須控制在0002001MM的范圍內(nèi),按照高度差異為5LM進(jìn)行分組,同時(shí)外徑的相互差也應(yīng)控制在同樣的范圍內(nèi)。軸承按截面高度分組后,在軸承內(nèi)外圈端面上標(biāo)出厚度最大的點(diǎn)、軸承組號(hào)和分組公差。注意對(duì)應(yīng)的一組滾動(dòng)體不能相互混雜。支承輥軸承外圈為旋轉(zhuǎn)圈,轉(zhuǎn)速為150850R/MIN,甚至更高。內(nèi)圈為非旋轉(zhuǎn)圈,與軸采取松配合,滾道受載位置的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外圈滾道。因此軸承的內(nèi)圈應(yīng)定期調(diào)整位置,使內(nèi)圈滾道載荷區(qū)的部位不斷變化,延長軸承壽命。22載荷和壽命分析一般軸承的壽命計(jì)算只適用于安裝在實(shí)心軸上并且置于剛性軸承座的軸承,對(duì)多輥軋機(jī),軸承外圈直接做支承輥,外徑的局部與中間輥接觸,在外載的作用下厚壁外圈會(huì)發(fā)生一定的彈性彎曲變形,影響滾道上的載荷分布,從而影響承載能力。計(jì)算滾動(dòng)體與滾道的接觸變形時(shí),必須考慮外圈徑向撓度的影響。按薄壁圓環(huán)的平面彎曲理論,任意角位置W處的徑向撓度微分方程為DW/DWWMR/EI1式中W為W角處徑向撓度EI為彎曲剛度,M為W處截面上彎矩R為曲率半徑。由（1式可求解外圈的徑向撓度WWD又任意位置滾動(dòng)體與滾道的接觸變形DN為DNDRCOSWWWDN2建立每個(gè)滾動(dòng)體的變形方程,再加上一個(gè)套圈的受力平衡方程,共N1個(gè)方程,解以上的非線性方程組,可求出各點(diǎn)的接觸變形DN。則各點(diǎn)的接觸載荷為QNKDN113式中K為軸承載荷變形常數(shù)。按線接觸的額定計(jì)算公式分別計(jì)算軸承內(nèi)、外圈的額定載荷QCI、QCE,以及軸承內(nèi)、外圈與滾動(dòng)體的當(dāng)量載荷QEI、QEE,得到軸承內(nèi)、外圈的額定壽命為L10IQCI/QEI44L10EQCE/QEE45則整套軸承的額定壽命為L10L10E9/8L10I9/88/96計(jì)算表明,支承軸承的載荷分布不同于剛性座的軸承。由于支承軸承的外圈彈性變形,滾動(dòng)體載荷區(qū)變小,載荷區(qū)頂部滾子所受的載荷增大,所以支承軸承的當(dāng)量載荷明顯增大,壽命也會(huì)大大地降低。由于彈性變形,軸承的壽命大約比常規(guī)計(jì)算的降低了75。針對(duì)支承輥軸承的特殊應(yīng)用,軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就須有助于改善載荷的分布狀況。軸承外圈的壁厚既要保證外圈有足夠的剛性,不至于因承受重載而發(fā)生較大彎曲變形,又要兼顧軸承具有大的動(dòng)載荷能力國外軸承公司的經(jīng)驗(yàn)值是外圈滾道直徑與外徑之比DE/D07。有關(guān)研究表明,采取大直徑滾子的設(shè)計(jì)比采取小直徑滾子而數(shù)目稍多的設(shè)計(jì)要合理對(duì)轉(zhuǎn)速不高、載荷較重的應(yīng)用,可采取無保持架的滿裝滾子結(jié)構(gòu),增大軸承的載荷能力,同時(shí)降低滾道接觸點(diǎn)的載荷,提高軸承的剛性。23輥系的受力分析為有效地計(jì)算支承輥軸承的承載力,需要對(duì)輥系進(jìn)行受力分析。為便于計(jì)算,采用簡(jiǎn)化受力分析方法,忽略軋輥的彈性變形及摩擦損失,假設(shè)作用力的方向均在兩輥的連心線上,如圖1所示圖1輥系受力分析P1P/2SINA7P2P1SINAD/SIN90BDB8P3P1SINAB/COSDB9P4P3COSD/SINW10P5P2SIN90BC/SIN90BC11P6P2SINBC/COSC12P7P6P42P6P4COS90BW13單個(gè)支承軸承的載荷F按下式計(jì)算FLBN/LP1414式中LB為軸承寬度N為心軸上軸承的數(shù)目L為整個(gè)支承輥長度。計(jì)算表明輥系上載荷的分布極不均勻,兩邊支承輥A、D的載荷比中間支承輥B、C的載荷值大。某些類型的軋機(jī),A、D支承輥輥上的載荷值與B、C支承輥輥上的載荷相對(duì)差可達(dá)40,以至于位于輥系邊側(cè)的支承輥磨損較為嚴(yán)重,兩邊支承輥軸承壽命大大地降低。24軸承的潤滑由于森吉米爾軋機(jī)機(jī)座為整體結(jié)構(gòu),輥系之間空間有限,支承軸承的安裝空間非常狹窄,散熱是一個(gè)很大的問題。支承軸承可以借助于軋輥液來潤滑并得到冷卻，也可以采用單獨(dú)的潤滑系統(tǒng)。潤滑劑多采用乳化液（40E時(shí)粘度約11MM/S,因支承輥軸承需用霧化油系統(tǒng)潤滑。而乳化液具有很強(qiáng)的冷卻能力,且粘度很低,若被軋制件表面質(zhì)量要求高,就需要采用較純凈的低粘度礦物油40E時(shí)粘度約812MM/S作潤滑劑。軋制速度為5M/S以下時(shí),低粘度礦物油可作為軋輥和支承輥軸承的共同潤滑劑,但滾動(dòng)軸承的潤滑一般需要中等粘度的油,采用低粘度礦物油勢(shì)必影響軸承疲勞壽命。因此在實(shí)際應(yīng)用中,可通過加大壓力達(dá)06MP,提高軋制油的流量達(dá)4000L/MIN,用強(qiáng)化排熱的方式來彌補(bǔ)。在較高速度和重載荷下,支承輥軸承利用單獨(dú)的潤滑系統(tǒng)進(jìn)行油霧潤滑是比較有效的,能夠保證支承軸承獲得最佳的使用壽命。潤滑油的最低粘度為150MM/S,并含有極壓添加劑,油霧以001003M/S進(jìn)入支承輥心軸的槽內(nèi)。在軸承內(nèi)圈潤滑孔內(nèi)可裝上凝縮嘴,使油從混合物中凝聚出來,以潤滑支承輥和滾道,如圖2所示。圖2支承輥軸承的潤滑系統(tǒng)3支承軸承常見的失效形式及對(duì)策森吉米爾多輥軋機(jī)支承軸承的失效形式主要是軸承早期疲勞失效,即滾道、外徑面在應(yīng)力的反復(fù)作用下發(fā)生的剝落。另外,如果軸承的精度下降,導(dǎo)致軋制薄板不合格,就意味著軸承失效還有某些較嚴(yán)重的現(xiàn)象,如軸承發(fā)生嚴(yán)重剝落、潤滑不良造成軸承燒傷等因素導(dǎo)致軸承外圈斷裂。31早期疲勞失效多輥軋機(jī)支承輥軸承在載荷作用下外圈發(fā)生彈性變形,滾道的載荷分布發(fā)生變化,最大載荷比普通軸承高出許多,加之多輥軋機(jī)的軋制力非常大,導(dǎo)致滾道出現(xiàn)早期疲勞剝落。對(duì)于二十輥森吉米爾軋機(jī)來說,兩邊的支承軸承受到的軋制力尤其大,比其他的支承軸承更易出現(xiàn)疲勞剝落。另外,如果存在安裝誤差、潤滑不良、冷卻不足、雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部的情況,都可能產(chǎn)生早期疲勞失效。有效提高支承輥軸承使用壽命的措施1提高軸承鋼的清潔度,降低含氧量,采用真空脫氣鋼。2滾子素線采用對(duì)數(shù)曲線輪廓,能使接觸面保持最佳應(yīng)力分布,磨損對(duì)邊緣輪廓的影響小滾子素線弧坡修緣凸度會(huì)隨磨損降低。3改善軸承表面加工質(zhì)量,以使?jié)櫥瑺顩r得到改善。4選擇合適的軸承游隙。實(shí)際應(yīng)用表明,取較小的游隙值更為有利。5軸承裝有密封件,例如帶擋邊的圓柱滾子軸承,其擋邊就起著密封件的作用,防止異物進(jìn)入軸承滾道。6改善支承輥軸承外徑的設(shè)計(jì),使外徑帶有一定的凸度,以防止外圈表面邊緣應(yīng)力集中,改善接觸狀態(tài),同時(shí)也能改善軋制件的表面質(zhì)量。32潤滑不良造成燒傷采用軋輥液作為軸承潤滑劑,具有較快的散熱能力,但其粘度低,影響軸承的疲勞壽命。對(duì)能夠承受軸向力的帶擋邊的圓柱滾子軸承或雙列圓錐滾子軸承,滾子端面與內(nèi)圈擋邊摩擦較大,在潤滑不良的狀況下,易造成燒傷。另外,對(duì)無擋邊的圓柱滾子軸承,在軋機(jī)鞍座上裝有青銅或塑料平墊圈,用于承受軸向力,軸承外圈壓緊平墊圈,摩擦力大,潤滑狀態(tài)不理想,在外圈端面上易出現(xiàn)熱裂紋。在不利的軋機(jī)潤滑狀況下,軸承的設(shè)計(jì)和應(yīng)用應(yīng)盡力改善軸承的潤滑狀態(tài)。必須有效地選擇潤滑系統(tǒng)和潤滑劑的類型。如圓錐滾子軸承必須用單獨(dú)的油霧潤滑系統(tǒng)對(duì)圓柱滾子軸承如采用粘度低的礦物油進(jìn)行潤滑時(shí),須加大潤滑劑的流量,潤滑系統(tǒng)要用適當(dāng)?shù)睦鋮s設(shè)施來提高油的粘度,在重載荷或高輥軋速度下需要更高的流量。內(nèi)圈可采用兩個(gè)可拆式擋圈,與外圈滾道形成縫隙式密封,以防止外部污物進(jìn)入軸承造成污染。油的清潔度對(duì)于軸承的使用壽命也有決定性的影響,因此油的循環(huán)過濾是潤滑系統(tǒng)中非常重要的問題。軸承采取單獨(dú)潤滑系統(tǒng)時(shí),要防止外界雜物乳化液進(jìn)入軸承內(nèi)部造成污染,影響軸承的使用壽命。33外圈斷裂在工作中由于潤滑冷卻不良,使軸承外徑表面燒傷,出現(xiàn)裂紋源,導(dǎo)致開裂或由于軸承承受軸向力過大,造成軸承在工作中端面與相鄰墊圈摩擦產(chǎn)生裂紋導(dǎo)致外圈斷裂。支承軸承外圈必須保證足夠的強(qiáng)度,外圈壁厚盡量加大,但同時(shí)也須保證軸承的額定載荷。從軸承的設(shè)計(jì)角度來看,在低速重載狀況下,采用滿裝滾子結(jié)構(gòu),使?jié)L子之間的中心距盡量小,以減小彎曲力矩。在材料選取方面,實(shí)際應(yīng)用表明,重載工作時(shí)最好采用滲碳鋼,其外徑上有厚的滲碳層,表面硬度高,心部韌性好,具有很高的抗拉強(qiáng)度或內(nèi)圈和外圈采用貝氏體淬硬,保證軸承套圈較好的抗斷裂能力。34輥系調(diào)整及維護(hù)不當(dāng)多輥軋機(jī)軋制載荷大,且轉(zhuǎn)速較高,在軋制過程中,作為支承輥的軸承外圈產(chǎn)生磨損,導(dǎo)致工作輥軸線產(chǎn)生凹度,軋制出的薄板就會(huì)有缺陷。這就需要通過調(diào)整支承輥心軸,增加撓度來補(bǔ)償。而變成凸度部位的軸承受力最大,容易過載,造成軸承內(nèi)部磨損加大,所以調(diào)整量要盡量控制在微量,要對(duì)輥形進(jìn)行良好的修整。支承輥軸承由于安裝部位不同和公差不一,必然造成受力不均,在使用一段時(shí)間后,軸承要進(jìn)行對(duì)換,定期將重載荷心軸上的軸承移到載荷較輕的心軸上,以使其得到充分利用,延長軸承壽命。而同一心軸上軋輥中部的支承軸承所承受的載荷大于軋輥端部的支承軸承,中部軸承的磨損比其他軸承大,也應(yīng)定期交換同一心軸上軸承的位置。內(nèi)圈做為非旋轉(zhuǎn)圈承受固定載荷,為延長使用壽命,應(yīng)定期更換載荷區(qū)位置。軋制薄鋼帶一段時(shí)期