四輥初軋軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要本次設(shè)計(jì)的課題是四輻初軋軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是對(duì)四輻初軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的壓下螺絲、壓下螺母、壓下止推軸承進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)。通過對(duì)四輯軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的改造設(shè)計(jì)，電機(jī)通過兩級(jí)圓柱齒輪減速和一級(jí)蝸桿蝸輪減速傳動(dòng)壓下螺絲。壓下螺絲和壓下螺母選擇了合理的機(jī)構(gòu)，壓下螺絲傳動(dòng)端選擇了花鍵的結(jié)構(gòu)形式，承載能力大；傳動(dòng)端花鍵采用了連續(xù)壓力油潤滑，能將潤滑油輸送到壓下螺絲的各個(gè)潤滑點(diǎn)，便于操作；壓下螺絲的止推端部做成凹形，這時(shí)，凸形球面止推軸承處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)，可以提高了壓下止推軸承的強(qiáng)度。壓下螺母為整體螺母，整體螺母加工制造較為簡單，工作可靠。壓下螺母中油孔的設(shè)計(jì)有利于螺紋的潤滑，能有效的提高其使用壽命。本課題根據(jù)螺紋的自鎖條件進(jìn)行了梯型螺紋設(shè)計(jì)，通過螺紋的自鎖設(shè)計(jì)并增大壓下螺絲球面止推軸頸有效防止了壓下螺絲的自動(dòng)旋松，提高了軋制時(shí)的輻縫精度。壓下螺絲的止推軸承是推力圓錐滾子止推軸承，推力圓錐滾子軸承比銅墊滑動(dòng)止推軸承提高承載能力35%左右，在軋制時(shí)軋輻彎曲時(shí)能實(shí)現(xiàn)壓下螺絲自位調(diào)心。最后本設(shè)計(jì)討論了壓下螺絲阻塞事故的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，提出了操作注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：四根軋機(jī)；壓下機(jī)構(gòu)；壓下螺絲；壓下螺母；壓下止推軸承畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。導(dǎo)師簽名:日期：年月日導(dǎo)師簽名:日期：年月日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2.學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3.學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格4研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性口優(yōu) 口良 □中 口及格 口不及格5,完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2,是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義口優(yōu)口良口中口及格口不及格2,論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3,論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格建議成績：口優(yōu)□良口中口及格口不及格（在所選等級(jí)前的口內(nèi)畫“ ）指導(dǎo)教師： （簽名）單位： （蓋章）年月日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2,是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)口良口中口及格口不及格2,論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3,論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格建議成績：口優(yōu) 口良口中口及格口不及格（在所選等級(jí)前的口內(nèi)畫“ ）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程裝1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況口優(yōu)口良口中口及格口不及格2.對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況口優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格區(qū)學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量訂1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格2,是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)口良口中口及格口不及格線2論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu) 口良 口中 口及格 口不及格3,論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu) □良 □中 口及格 口不及格評(píng)定成績：口優(yōu) 口良□中口及格口不及格（在所選等級(jí)前的口內(nèi)畫“）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年月日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年月曰TOC\o"1-5"\h\z裝摘要. 1Abstract 2緒論 4\o"CurrentDocument"本課題涉及的內(nèi)容及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)的綜述 4\o"CurrentDocument"選題的依據(jù)和意義 5\o"CurrentDocument"本課題有待解決的關(guān)鍵問題 7\o"CurrentDocument"2軋制過程簡介 7\o"CurrentDocument"3軋輻及軋制力能參數(shù) 7\o"CurrentDocument"訂 3.1軋柜的尺寸參數(shù) 7」 3.11軋輯直徑和棍身長度的確定方法一 7軋輻軸頸和輻頸直徑的確定 7\o"CurrentDocument"軋輯軸頸和輻頸長度的確定 9\o"CurrentDocument"軋輻軸頸和輻頸長度的確定 9\o"CurrentDocument"直徑的棍身長度確定方法二 10\o"CurrentDocument"軋輻的棍身長度L和輻徑D的確定 10軋輻軸頸4和輻頸長度4的確定 11\o"CurrentDocument"軋輯傳動(dòng)端的尺寸 12線 4軋輯材料 13輻材料 13\o"CurrentDocument"合金鍛鋼 13\o"CurrentDocument"合金鑄鋼 13\o"CurrentDocument"鑄鐵 13\o"CurrentDocument"4.2軋輻材料選擇 13\o"CurrentDocument"5總軋制力的計(jì)算 15\o"CurrentDocument"平均單位壓力的計(jì)算 15\o"CurrentDocument"總壓力計(jì)算的一般公式 15\o"CurrentDocument"影響平均單位壓力的因素 16\o"CurrentDocument"接觸面積的確定 18\o"CurrentDocument"金屬變形抗力的確定 19\o"CurrentDocument"金屬屈服極限對(duì)金屬變形抗力的影響 19\o"CurrentDocument"軋制溫度對(duì)金屬變形抗力的影響 20\o"CurrentDocument"軋件變形程度對(duì)金屬變形抗力的影響 20\o"CurrentDocument"軋制速度對(duì)金屬變形抗力的影響 20\o"CurrentDocument"熱軋時(shí)金屬實(shí)際變形抗力確定 21總軋制力的計(jì)算 22\o"CurrentDocument"6壓下部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23\o"CurrentDocument"壓下螺絲 24\o"CurrentDocument"壓下螺絲外徑的確定 24\o"CurrentDocument"支撐輯輯頸的計(jì)算 24\o"CurrentDocument"壓下螺絲夕卜徑d 25\o"CurrentDocument"壓下螺絲螺距 25\o"CurrentDocument"壓下螺絲螺母尺寸 26\o"CurrentDocument"裝6.2壓下螺母 28\o"CurrentDocument"壓下螺母的結(jié)構(gòu)形式 28\o"CurrentDocument"壓下螺母的尺寸設(shè)計(jì) 30\o"CurrentDocument"止推軸承 32\o"CurrentDocument"止推軸承阻力矩 34\o"CurrentDocument"壓下螺絲的傳動(dòng)力矩 36\o"CurrentDocument"壓下速度 37\o"CurrentDocument"壓下螺絲的自動(dòng)旋松 38\o"CurrentDocument"、一 6.7壓下螺絲的阻塞事故 39\o"CurrentDocument"廿 6.8 壓下裝置離合器 40\o"CurrentDocument"壓下螺母潤滑 41總結(jié) 42主要參考文獻(xiàn) 43致謝 44\o"CurrentDocument"10附錄：四輻初軋軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙清單 45第一章緒論1.1本課題涉及的內(nèi)容及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)的綜裝述設(shè)計(jì)題目：四輻軋機(jī)壓下系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：完成壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，合理選擇標(biāo)準(zhǔn)件。重點(diǎn)完成壓下傳動(dòng)部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪出壓下系統(tǒng)裝配圖及相關(guān)零件圖。軋鋼機(jī)是軋鋼生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備。鋼鐵及有色金屬的90%要通過軋機(jī)、 軋制成材，因此軋機(jī)的裝備水平對(duì)軋鋼的生產(chǎn)有著直接的影響。我過擁有上1 千臺(tái)各種類型的軋機(jī)，承擔(dān)著鋼板、型鋼及鋼管的生產(chǎn)任務(wù)。軋鋼機(jī)設(shè)計(jì)工作面臨著三個(gè)方面的任務(wù)：?是消化先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，獨(dú)立承擔(dān)大型、新型軋機(jī)的設(shè)計(jì)；二是國內(nèi)有80%的軋機(jī)面臨技術(shù)改造的繁重任務(wù)；三是逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作現(xiàn)代化和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代軋機(jī)發(fā)展的趨向是連續(xù)化、自動(dòng)化、專業(yè)化，產(chǎn)品質(zhì)量高，消耗低。60年代以來軋機(jī)在設(shè)計(jì)、研究和制造方面取得了很大的進(jìn)展，使帶材冷熱軋機(jī)、厚板軋機(jī)、高速線材軋機(jī)、H型材軋機(jī)和連軋管機(jī)組等性能更加完善,線 并出現(xiàn)了軋制速度高達(dá)每秒鐘115米的線材軋機(jī)、全連續(xù)式帶材冷軋機(jī)、5500毫米寬厚板軋機(jī)和連續(xù)式H型鋼軋機(jī)等一系列先進(jìn)設(shè)備。軋機(jī)用的原料單重增大，液壓AGC、板形控制、電子計(jì)算機(jī)程序控制及測試手段越來越完善，軋制品種不斷擴(kuò)大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制等新軋制方法,以及適應(yīng)新的產(chǎn)品質(zhì)量要求和提高經(jīng)濟(jì)效益的各種特殊結(jié)構(gòu)的軋機(jī)都在發(fā)展中。國內(nèi)外對(duì)于厚度自動(dòng)控制理論的研究是很多的，不管是什么壓下厚度控制，輯縫的調(diào)整都是通過壓下機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。國內(nèi)外對(duì)軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)做了各方面的研究及測試，以提高軋制的精度、壓下機(jī)構(gòu)的使用壽命、提高生產(chǎn)效率和效益、降低能耗等。以下列舉了一部分國內(nèi)外設(shè)計(jì)軋機(jī)壓下研究相關(guān)的論文及簡介：(1)淺談2300中板二輯軋機(jī)"壓下螺絲回松"現(xiàn)象重型機(jī)械2004年,第01期通過對(duì)中板二輻軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)絲桿和銅螺母摩擦系數(shù)變化及平衡缸和上軋幅提升速度不同步的分析，提出解決二輻軋機(jī)"壓下螺絲回松"現(xiàn)象的技術(shù)措施,為今后軋機(jī)設(shè)計(jì)提供參考.(2)軋機(jī)壓下螺紋副承載特性測試研究中國機(jī)械工程2006年，第03期依據(jù)相似準(zhǔn)則，制作3500mm中厚板軋機(jī)電動(dòng)壓下傳動(dòng)螺紋副1/3的測試模型，采用電測法獲取懸臂螺牙彎曲應(yīng)變值，模擬實(shí)際軋制力和過平衡力作用下螺紋副螺牙各層載荷大小及分布.螺紋副測試結(jié)果和邊界元、有限元法數(shù)值計(jì)算結(jié)果相比，螺牙層載荷大小和分布規(guī)律基本吻合，證明電測法可行、裝 直觀且可靠.通過測定數(shù)據(jù),證實(shí)了輕重兩種載荷工況的不同承載特性，還發(fā)現(xiàn)螺母與絲桿軸線錯(cuò)移或傾斜的微尺度行為對(duì)載荷大小及分布影響極大的重要現(xiàn)象,為提高壓下傳動(dòng)螺紋副壽命及可靠性提供了重要思路.(3)2000熱軋機(jī)壓下系統(tǒng)的技術(shù)改造有色設(shè)備2007年，第03期介紹2000熱軋機(jī)壓下控制系統(tǒng)改造的要求、功能及其改造方案,改造后提高了控制精度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益.、 (4)2800中厚板軋機(jī)壓下螺母磨損嚴(yán)重問題的分析與處理重型機(jī)械2001年，第06期針對(duì)國內(nèi)某中板廠2800中厚板軋機(jī)壓下螺母、螺絲及止推軸承磨損嚴(yán)重等問題進(jìn)行了調(diào)查研究，應(yīng)用"雙球較理論”找出磨損問題關(guān)鍵所在，提出了改進(jìn)方法,較好地解決了問題。(5)例如如舞鋼公司的4200軋機(jī)壓下裝置的回松是造成了該公司鋼板質(zhì)量低，軋制精度不高、設(shè)備運(yùn)行事故多的主要原因，對(duì)之進(jìn)行研究和技術(shù)改造已成為十分迫切的任務(wù)。造成壓下系統(tǒng)回松的因素諸多，從根本上解決非常復(fù)雜。理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)影響回松的諸因素如工藝參數(shù)、潤滑線油、溫度和振動(dòng)等參數(shù)進(jìn)行分析研究。根據(jù)軋機(jī)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了改善軋機(jī)壓下系統(tǒng)的相應(yīng)措施。通過以上的理論分析和實(shí)驗(yàn)，分析壓下系統(tǒng)回松的根本原因是由于螺紋副的自鎖條件被破壞，絲杠能夠在微尺度空間內(nèi)上下竄動(dòng)和回松，同時(shí)加重了螺紋副的磨損。1.2選題的依據(jù)和意義在初軋機(jī)，板柢軋機(jī)、萬能軋機(jī)等軋機(jī)上，幾乎每一道軋制都需要調(diào)整輻縫，以保證軋件按給定壓下量軋出所要求的斷面尺寸。在軋制過程中要輻縫的調(diào)整直接影響板厚誤差，根據(jù)各類軋機(jī)的工藝要求，調(diào)整裝置可分為：上輻調(diào)整裝置、下輻調(diào)整裝置、中輻調(diào)整裝置、立輯調(diào)整裝置和特殊軋機(jī)的調(diào)整裝置。上輯調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它用途最廣，安裝在所有軋機(jī)上，壓下機(jī)構(gòu)的選擇要滿足工藝的要求，其中電動(dòng)壓下是最常用的壓下裝置。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、和測壓儀等部件。在可逆軋機(jī)上還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)，以處理卡鋼事故。在軋制過程中，有很多因素會(huì)引起軋件的厚度偏差。這些因素都與軋件和軋機(jī)有關(guān)。軋件方面的因素有：軋件厚度不均勻、軋件沿長度方向溫度或機(jī)械性能不均勻等。軋機(jī)方面的因素有：軋制速度和張力的變化、軋輯熱膨脹和磨損及軋輯偏心、軋制過程中機(jī)架的變形等。裝 軋機(jī)參數(shù)的變動(dòng)將使輯縫發(fā)生周期性的變化，因而導(dǎo)致軋件厚度發(fā)生變化，為了提高軋件的厚度精度，在現(xiàn)代化軋機(jī)上，往往設(shè)置厚度自動(dòng)控制裝置，使軋機(jī)在軋制過程中能調(diào)整輯縫，以控制和減小軋件縱向厚度偏差。壓下控制系統(tǒng)輯縫的控制最后都是由軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)來執(zhí)行的，選擇合理的壓下機(jī)構(gòu)，及合理的設(shè)計(jì)壓下機(jī)構(gòu)以調(diào)整輯縫。打1.3本課題有待解決的關(guān)鍵問題(1)根據(jù)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)完成壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。技術(shù)參數(shù)如下：軋件厚度230-250mm,寬度800-2150mm,長度5500-11000mm,最大重量38.5噸。計(jì)算軋制力能參數(shù)是主要的。(2)壓下螺絲和止推軸承:①壓下螺絲螺紋的選擇(鋸齒形或梯形)；②壓下螺絲直徑一般按強(qiáng)度選擇，加大直徑繪使傳動(dòng)力矩增加，但可以顯著提高軋機(jī)工作機(jī)座的剛度，一般來說，壓下螺絲和螺母在負(fù)荷下的的變形值僅線 次于軋輻和機(jī)架。③止推軸承有銅墊滑動(dòng)止推軸承和滾動(dòng)止推軸承兩種；④壓下螺絲傳動(dòng)端結(jié)構(gòu)形式選擇。⑤強(qiáng)度校核。(3)壓下螺母的選擇：①壓下螺母的結(jié)構(gòu)形式(整體或組合式)；②壓下螺母在機(jī)架上的固定方式。(4)解決壓下裝置在生產(chǎn)中常遇到的問題：①壓下螺絲的阻塞事故，設(shè)置壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)；②軋制過程中防止壓下螺絲自動(dòng)旋松，壓下螺絲自動(dòng)旋松使輯縫值發(fā)生變動(dòng)，造成軋件厚度不均勻，嚴(yán)重影響軋件質(zhì)量。(5)潤滑。對(duì)于壓下螺絲在螺母中頻繁快速移動(dòng)的初軋機(jī)，采用稀油潤滑，螺母壽命可提高1.5-2倍。第二章軋制過程簡介軋制過程是考旋轉(zhuǎn)的軋輻與軋件之間形成的摩擦力將軋件咬進(jìn)輻縫之裝 間，并使之受到壓縮產(chǎn)生塑性變形的過程。軋制的目的是使被軋制的材料具有一定形狀、尺寸和性能。為了控制軋制過程，必須對(duì)軋制過程有一定的了解。在再結(jié)晶溫度以上的軋制稱為熱軋；在再結(jié)晶溫度以下的軋制稱為冷軋。我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、… 鍍鋅板、鍍錫板包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。我國大鋼廠從訂 70年代已用先進(jìn)的連軋軋機(jī)，連軋機(jī)采用了一整套先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng),全線生產(chǎn)過程和操作監(jiān)控均由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施，軋件在幾架軋機(jī)上同時(shí)軋?bào)綰，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。第三章軋輯及軋制力能參數(shù)線3.1軋輯的尺寸參數(shù)軋輻的基本尺寸參數(shù)是：軋輻名義直徑D,棍身長度L,輻頸d和輯頸長度E軋輯直徑和棍身長度的確定方法一軋輯軸頸和根頸直徑的確定初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)的軋輯名義直徑D,既是軋機(jī)的主要參數(shù)，也是軋輯尺寸的主要參數(shù)。當(dāng)軋輯的直徑確定以后，軋輻的其他參數(shù)受剛度、強(qiáng)度或機(jī)構(gòu)上的限制也隨之確定。初軋機(jī)的軋輯棍身是有孔型的，因此，軋輯的名義直徑應(yīng)有確切的含義。通常初軋機(jī)把棍環(huán)外徑作為名義直徑。因此，有孔型的軋輯其名義直徑均大于其工作直徑。為避免孔型槽切入過深，軋輻名

義直徑與工作直徑的比值一般不大于1.4。軋輯的工作直徑D1可根據(jù)最大咬入角和軋輯的強(qiáng)度要求來確定。最大咬入角和軋輯與軋件間的摩擦系數(shù)有關(guān)，各種軋機(jī)的最大咬入角可參考表1.Io表3.1各種軋機(jī)的最大咬入角和A///。軋制情況最大咬入角。（。）最大比值A(chǔ)/7/D,軋輯與軋件的摩擦系數(shù)熱軋?jiān)谟锌毯刍蚝负鄣能堓嬛熊堉瞥踯埍蜾摫?4?321/6~1/30.45?0.62軋制型鋼20?251/8~1/70.36-0.47軋制帶鋼15?201/14~1/80.27-0.36自動(dòng)軋管機(jī)熱軋鋼管12?141/60~1/40-在潤滑條件下冷軋帶鋼在較光潔的軋輻上軋制5?101/130~1/230.09-0.18在表面經(jīng)很好磨光的軋輯中軋制3?51/135~1/1300.05-0.08同上，用潤滑油潤滑2?41/600-1/2000.03-0.06軋輯的強(qiáng)度條件是軋輯各處的計(jì)算應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力。軋輯的許用應(yīng)力是其材料的強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)，通常安全系數(shù)選取5。板帶軋機(jī)軋輯的主要尺寸是輻身長度L（L也標(biāo)志著板帶軋機(jī)的規(guī)格）和直徑D。決定板帶軋機(jī)軋餛尺寸時(shí)，應(yīng)先確定輻身長度，然后再根據(jù)強(qiáng)度、剛度和有關(guān)工藝條件確定其直徑。通常各種軋機(jī)的軋輻的L與D均有一定的比例，其比值參考表1.2。表3.2各種軋機(jī)的LTD軋機(jī)名稱L/D軋機(jī)名稱L/D初軋機(jī)2.2-2.7中厚板軋機(jī)2.2-2.8型鋼軋機(jī)1.5-2.5裝甲板軋機(jī)3.0-3.5開柄和粗軋機(jī)座2.2—3.0二輯薄板軋機(jī)1.5-2.2精軋機(jī)座1.5-2.0二輯鐵皮軋機(jī)13-1.5輻身長度L應(yīng)大于所軋鋼板的最大寬度4m，即L= ^max +a(3.1)式中a值視鋼板厚度而定。當(dāng)b2=400?1200時(shí)，a100mm；當(dāng)裝 粼”=1000?2500時(shí)，a=150?200mm；當(dāng)鋼板更寬時(shí)，a=200?400mm.在本設(shè)計(jì)中=2150,故取a=190mm則L=2150+190=2340mm對(duì)于四輯軋機(jī)，為減小軋制力，應(yīng)盡量使工作輯直徑小些。但工作滾最小直徑受棍頸和軸頭的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和軋件咬入條件的限制。支撐輯直徑主要取決于剛度和強(qiáng)度的要求。訂 四輻軋機(jī)的輯身長度L確定以后，可根據(jù)⑴表3-2和表3-3確定工作輻直徑已和支撐短直徑表中，比值上標(biāo)志著輯系的抗彎剛度，其值愈小則剛度愈高。?般來說，轉(zhuǎn)身長度較大時(shí)，選用較大比值。由口］表3-3查得在本設(shè)計(jì)中取上=4—=2.52=1.6D、D2Dt線 由于L=2340mm則Dt=585mm D、=936mm在軋制過程中，軋輻輻面因工作磨損，需不止一次地重車或重磨。軋輻工作面的每次重車量為0.5?5mm；重磨量為0.01?0.5mm,軋制直徑減小到一定程度后，就不能再使用。軋輯從開始使用直到報(bào)廢，其全部重車量與軋輻名義直徑的百分比稱為重車率。由［1］表1-4,取最大重車率為6%考慮重車率，并圓整得Q=650mmD2=1000mm3.1.1.2軋相軸頸和輻頸長度的確定輻頸直徑4和長度人與軋輻軸承形式及工作輻載荷有關(guān)。由于受軋短軸承徑向尺寸的的限制，輯頸直徑比輯身直徑要小得多。因此輯頸與輯身固定處，往往是軋輯強(qiáng)度最差的地方，只要條件允許，輯身直徑和輯頸與轉(zhuǎn)身的過渡圓角r均應(yīng)選大些。使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，輕頸尺寸不能過大，一般近似地選d=。5?0.55)D|乙=0.83?1.04在本設(shè)計(jì)中取4=0.55D,=0.55X650=358.00mm輻頸的直徑還應(yīng)根據(jù)滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑選取，根據(jù)參考文獻(xiàn)[2],選取工作據(jù)裝 I取人=1.0Z,=560mm3.1.1.3軋相傳動(dòng)端的尺寸工作福輻頸直徑與傳動(dòng)端直徑之比值約為1.02?1.10(輻頸直徑稍大于傳動(dòng)端直徑)。傳動(dòng)端長度與直徑之比，冷軋機(jī)上取1.0?1.2。熱軋機(jī)上取訂 1.2?1.5。扁頭寬度5。與傳動(dòng)端直徑乙之比值約為0.75?0.85。在本設(shè)計(jì)中取心=1.05 二?=1.3 空■=0.8& d? d2則d2=341mm/2=443mm5()=273mm3.1.2軋輻的直徑的棍身長度確定方法二線初軋機(jī)與型鋼軋機(jī)的軋輻名義直徑D,既是軋機(jī)的主要參數(shù)，也是軋輯尺寸的主要參數(shù)。當(dāng)軋輻的直徑D確定以后，軋輻的其它參數(shù)受強(qiáng)度、剛度或結(jié)構(gòu)上的限制也將隨之確定。初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)的軋輯輻身是有孔型的，因此，軋輻的名義直徑應(yīng)有確切的含意。通常，型鋼軋機(jī)以齒輪座的中心距作為軋輯名義直徑；初軋機(jī)則是把輯環(huán)外徑作為名義直徑。因此，有孔型的軋輯其名義直徑均大于其工作直徑。3.1.2.1軋根的棍身長度L和相徑D的確定轉(zhuǎn)身長度L應(yīng)大于所軋鋼板的最大寬度久…即式中a值視鋼板厚度而定。當(dāng)么1ax=400?1200時(shí)，100mm；當(dāng)粼ax=100°?2500時(shí)，a仁150?200mm；當(dāng)鋼板更寬時(shí)，a=200?400mm。在本設(shè)計(jì)中取a=200mm則L=2150+200=2350mm對(duì)于熱軋機(jī)，支撐輯直徑&與輯身長度L的關(guān)系可用下式表示：。2=(0.7?0.9)L(L值愈大，系數(shù)愈小)在本設(shè)計(jì)中取3=0.7X2350=1645.00mm對(duì)于四輯軋機(jī)，為減小軋制力，應(yīng)盡量使工作輻直徑小些。但工作滾最小直徑受棍頸和軸頭的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和軋件咬入條件的限制。支撐輯直徑主要取決于剛度和強(qiáng)度的要求。軋輻工作直徑￡>,可根據(jù)最大咬入角a(或壓下量與輯頸之比—)和軋輯的強(qiáng)度要求來確定。按照軋輯的咬入條件，軋輯的工作直徑A應(yīng)滿足下式D、 2 ———1-cosa式中Ah 壓下量，毫米。Ah=/i0-/i］=250-205=45mma——是最大咬入角，它和軋輻與軋件間的摩擦系數(shù)有關(guān)。各種軋機(jī)的最大咬入角可參考［2］表3-2。在本設(shè)計(jì)中取a為18°貝IJ：D.2———=-=919.49mm1-cosal-cosl8°在軋制過程中，軋輯輻面因工作磨損，需不止一次地重車或重磨。軋輯工作面的每次重車量為0.5?5mm；重磨量為0.01?0.5mm,軋制直徑減小到一定程度后，就不能再使用。軋輯從開始使用直到報(bào)廢，其全部重車量與軋輕名義直徑的百分比稱為重車率。由［1］表1-3,取最大重車率為6%。表3.3各種軋機(jī)的軋輯重車率軋機(jī)名稱工作輻最大重車率為支撐輯最大重車率%初軋機(jī)10-12型鋼軋機(jī)8-10中厚板軋機(jī)5~8薄板軋機(jī)4~6四輻熱連軋3-66四輻冷連軋3-610考慮重車率，并圓整得A=1000mm D,=1800mm3.1.2.2軋相軸頸4和根頸長度4的確定輻頸直徑4和長度人與軋輻軸承形式及工作輯載荷有關(guān)。由于受軋輻軸承徑向尺寸的的限制，輯頸直徑比輯身直徑要小得多。因此輯頸與輯身固定處，往往是軋輻強(qiáng)度最差的地方，只要條件允許，輯身直徑和輯頸與相身的過渡圓角r均應(yīng)選大些。使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，輻頸尺寸不能過大，一般近似地選d=(0.5?0.55)'人=0.83~1.04在本設(shè)計(jì)中取&=0.5250,=0.525X1000=550.00mmIX—=1.0 /1=550.00mm42.3軋相傳動(dòng)端的尺寸工作輻輻頸直徑與傳動(dòng)端直徑之比值約為1.02?1.10(輯頸直徑稍大于傳動(dòng)端直徑)。傳動(dòng)端長度與直徑之比，冷軋機(jī)上取1.0?1.2。熱軋機(jī)上取1.2?1.5。扁頭寬度為與傳動(dòng)端直徑d2之比值約為0.75-0.85。在本設(shè)計(jì)中取心=1.05 人=1.3^2.=0.8^2 42 d2則d2=534.00mml2=694.00mm綜=427.00mm總結(jié)：上面3.1.1所計(jì)算的這種方法的依據(jù)是根據(jù)板帶軋機(jī)的尺寸計(jì)算方法介紹而來的，但是本方法計(jì)算出來的尺寸在后面計(jì)算軋制力和選擇軸承的時(shí)候，軋輻的強(qiáng)度、剛度和有關(guān)工藝條件不容易滿足，所以本設(shè)計(jì)另外用3.1.2初軋機(jī)的尺寸計(jì)算方法來確定軋輻的尺寸，3.1.2即為初軋機(jī)的尺寸計(jì)算方法所計(jì)算的尺寸數(shù)據(jù)，后面的計(jì)算均是根據(jù)3.1.2的數(shù)據(jù)來進(jìn)行計(jì)算的。第四章軋輯材料“ 4.1常用的軋根材料裝常用的軋輯材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼和鑄鐵等。1.1合金鍛鋼用于軋輻的合金鍛鋼，在我國“國家標(biāo)準(zhǔn)”中已有規(guī)定，GB/T13314一1991標(biāo)準(zhǔn)中列出了熱軋軋輯和冷軋軋輻用鋼。、 熱軋軋輯用鋼有55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMnMo等。冷軋軋輪用鋼有9Cr、9Cr2、9CrV,9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W>8CrMoV等。1.2合金鑄鋼用于軋輻的和靜鑄鋼種類尚不多，也沒有統(tǒng)…標(biāo)準(zhǔn)。隨著電渣重熔技術(shù)的發(fā)展，合金鑄鋼的質(zhì)量正逐步提綱，今后合金鑄鋼軋輯將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。線4.1.3鑄鐵鑄鐵可分為普通鑄鐵、合金鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄造軋輻時(shí)，采用不同的鑄造，可以得到不同硬度的鑄鐵軋輻。因此，有半冷硬、冷硬和無限冷硬軋輯之分。半冷硬軋輻：軋輻表面沒有明顯的白口層，輻面硬度HS250。冷硬軋輻：表面有明顯白口層，心部為灰口層，中間為麻口層，粗面硬度HS260。無限冷硬軋輻：表面是白口層，但白口層與灰口層之間沒有明顯界限，輯面硬度HS265。鑄鐵軋輻硬度高，表面光滑、耐磨，制造過程簡單且價(jià)錢便宜。其缺點(diǎn)是強(qiáng)度低于鋼軋輯。只有球墨鑄鐵軋輯的強(qiáng)度較好。2軋相材料選擇軋輯材料的選擇與軋輯工作特點(diǎn)及損壞形式有密切關(guān)系。初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)軋輯受力較大且有沖擊負(fù)荷，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，而輻面硬度可放在第二位。初軋機(jī)常用高強(qiáng)度鑄鋼或鍛鋼；香港粗軋機(jī)多用鑄鋼。.含Cr、Ni、M。等合金元素的鑄鋼軋輻適合于軋制合金鋼；含Mn鋼及高碳鑄鐵鋼軋輯多用與軋普碳鋼的第一架粗軋機(jī)上。在型鋼軋機(jī)的成品機(jī)架上，成品形狀及公差要求嚴(yán)格，要求軋輻有較高的表面硬度及耐磨性，一般選用普通鑄鐵軋輻。帶鋼熱軋機(jī)的工作輯選擇軋輯材料時(shí)以輻面硬度要求為主，多采用鑄鐵軋輻或在精軋機(jī)組前兒架采用半鋼軋輯以減緩輻面的糙化過程。而支撐輻在工作中主要受彎曲，且直徑較大，要著重考慮強(qiáng)度和軋輯淬透性，因此，多訂 選用含Cr合金鍛鋼。帶鋼冷軋機(jī)的工作輯對(duì)輯面硬度及強(qiáng)度均有很高的要求，常采用高硬度的合金鑄鋼。其支承輻工作條件與熱軋機(jī)相似，材料選用也基本相同，但要求有更高的輻面硬度。為了軋制高碳鋼和其它難變形的合金鋼，在冷軋機(jī)上也采用帶硬質(zhì)合金輯套的復(fù)合式冷軋工作輻。其輻心材質(zhì)與輻套材料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)十分接近，以防軋輯發(fā)熱時(shí)，損壞輻套。、 應(yīng)該指出，盡管冷軋工作輯的硬度要求很高（達(dá)到HS=100）,但卻不能線 使用鑄鐵軋輯，這是因?yàn)楫?dāng)輻徑確定以后，可能軋出的軋件最小厚度值和軋輯的彈性模數(shù)E值成反比。即軋輻材料的彈性模數(shù)E愈大，可能軋出的軋件厚度愈小。鑄鐵的E值只有鋼的一半，為此，在冷軋帶鋼時(shí)，使用鑄鐵軋輯是不利的。設(shè)計(jì)中所使用的軋輻材料是無限冷硬鑄鐵。第五章總軋制力的計(jì)算平均單位壓力的計(jì)算裝由于單位平均壓力唉接觸弧上的分布是不均勻的，為便于計(jì)算，一般均以單位壓力的平均值——平均單位壓力來計(jì)算軋制總壓力。軋制力：P=Pm?F=PmBmL（5.1）Pm—接觸弧上平均單位壓力F一軋件與軋輯的接觸面積（實(shí)際接觸弧面積的水平投影）訂 Bm一軋制前后軋件的平均寬度L一接觸弧長度（即變形區(qū)長度）總壓力計(jì)算的一般公式一般情況下，如果沿軋件寬度方向上的摩擦應(yīng)力和和單位壓力變化忽略不計(jì)，并取軋件寬度等于1個(gè)單位時(shí)，則軋制力用下式來表示，見圖5.1。

dx圖5.1作用在軋輯上的力dxcos(pcos(psin(p-ITx sin(p$cos(p上式右邊的第二項(xiàng)和第三項(xiàng)分別為后滑和前滑區(qū)摩擦力在垂直方向上裝的分力，它們與第一項(xiàng)相比，其值甚小，可以忽略不計(jì)，則軋制力可寫成下式：P=jPxdx常用下式表示：P=P.FP=P.FiJ 戶一接觸面上的單位壓力F一接觸弧面積Px一單位壓力2影響平均單位壓力的因素影響平均單位壓力的因素有：軋件的力學(xué)性能因素，軋件應(yīng)力狀態(tài)特性線因素。跟均研究，屬于影響軋件力學(xué)性能(簡單拉、壓條件下的實(shí)際變形抗力%)的因素有：金屬的本性、溫度、變形程度和變形速度，可寫成下式：%=式中：與、%、〃“分別為考慮溫度、變形程度和變形速度對(duì)軋件力學(xué)性能的影響系數(shù)。q-普通靜態(tài)機(jī)械試驗(yàn)條件下的金屬屈服極限。影響軋件應(yīng)力狀態(tài)特性的因素有外摩擦力、外端張力等，因此應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)〃?？蓪懗上率剑?，"機(jī)na=nfinanana式中：〃尸一考慮軋件寬度影響的應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)成一外摩擦影響系數(shù)裝 一外端影響系數(shù)一張力影響系數(shù)(1)外摩擦的影響外摩擦對(duì)單位壓力的影響是綜合因素的影響，它包含軋件與軋輯間的摩擦系數(shù)、軋件高度和軋輯直徑相等因素。水平應(yīng)力是單位壓力和單位摩擦力在水平方向投影的代數(shù)和除以該截訂 面軋件的厚度得到的。單位摩擦力和摩擦系數(shù)越大，水平應(yīng)力就越大，單位壓力也就越大，單位壓力的平均值自然也就越大。試驗(yàn)表明，隨著軋件厚度的增加，單位壓力相應(yīng)降低。這是因?yàn)楹穸燃哟蠛?，摩擦力?duì)水平應(yīng)力的影響減弱了，因此，單位壓力降低。軋輻直徑對(duì)單位壓力的影響，一般以軋輯直徑與軋件厚度的比值反映，隨著比值的減小，單位壓力也降低。因?yàn)檐堓椫睆綔p小后，摩擦力的水平分力減小，從而水平應(yīng)力也減小，使單位壓力降低，軋制力降低。另一方面，、 由于軋輻直徑減小將使接觸面積減小，也會(huì)使軋制力降低。所以在軋制薄板線時(shí)，要采用小直徑的軋輯。外摩擦對(duì)單位壓力的綜合影響，用〃；來表示。變形區(qū)長度與軋件平均告訴的比值小于1時(shí)，外摩擦影響可以不考慮。(2)外區(qū)金屬影響即變形區(qū)以外金屬對(duì)單位壓力的影響，主要是由于軋制時(shí)變形區(qū)內(nèi)金屬的不均勻變形引起變形區(qū)外的盡速局部變形，從而改變了變形區(qū)內(nèi)金屬的應(yīng)力狀態(tài)，使單位壓力加大。當(dāng)軋件軋輻間產(chǎn)生塑性變形時(shí)，靠近接觸面的表面層由于摩擦力的限制，其縱向流動(dòng)速度比中間層低，即表面層的延伸比中間層小，產(chǎn)生不均勻變形，變形區(qū)入口端和出口端的斷面形成向外凸出的彎曲形狀。這種不均勻變形的趨勢，受到變形區(qū)前后端外部金屬的限制，引起變形區(qū)內(nèi)水平應(yīng)力的增加，因而使單位壓力增高。當(dāng)變形區(qū)長度與軋件平均高度的比值〃幻小于1時(shí)，不均勻變形較大，外區(qū)金屬影響變得明顯，隨著〃心的減小，不均勻變形愈加嚴(yán)重，外區(qū)金屬影響也就逐漸加大。(3)張力的影響張力軋制時(shí)，變形區(qū)金屬在軋制方向產(chǎn)生附加應(yīng)力，使三向應(yīng)力狀態(tài)的水平方向主應(yīng)力減小，這就降低了平均單位壓力。試驗(yàn)結(jié)果表面，前后張裝 力都使單位壓力降低，且后張力影響更為顯著，這是由于中性面偏向出口，故后張力影響大與前張力。根據(jù)各類軋機(jī)軋制條件的差別，主要反映在軋件高度，各道壓下量和軋轉(zhuǎn)半徑等參數(shù)的不同上。如前所述，變形區(qū)特征參數(shù)///綜合反映了這三個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響。初軋機(jī)其軋制特點(diǎn)是軋件厚度大，//%的比值較小，一般為0.3?1.2,訂當(dāng)〃%VI時(shí)，外區(qū)金屬對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的，而外摩擦對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響不是主要的，此時(shí)可取外摩擦影響系數(shù)〃；=1,初軋時(shí)無張力，故張力影響系數(shù)〃；=1。厚板、中板軋機(jī)從軋制特點(diǎn)來看，厚板、中板軋機(jī)的頭幾個(gè)軋制道次與初軋、開柢軋機(jī)相近，外區(qū)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的影響是主要的。由于厚板、中板軋線 機(jī)軋機(jī)寬度較大，可近似認(rèn)為是平面變形問題，不考慮寬展的影響，故平均一 單位壓力公式為：4=L15@軋制力平均單位壓力可用下列公式的一般形式表示：P=%%或 P= 1A除了成外，所有系數(shù)都大于1,在有些張力大而外端摩擦力小的情況下,〃：可能達(dá)到0.7-0.8,實(shí)際上，這一系數(shù)對(duì)單位壓力影響最大，而且隨軋制條件和外摩擦的變化，此系數(shù)能在很大范圍內(nèi)變化：平均〃；=0.8-8。綜上所述，確定軋件對(duì)軋輯的總壓力，必須求出接觸面積F,應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)分及反應(yīng)軋件力學(xué)性能的實(shí)際變形抗力5。確定裝 根據(jù)分析，在一般軋制情況下，軋件對(duì)軋輻的總壓力作用在垂直方向上,或近似于垂直方向上，而接觸面積應(yīng)與此總壓力作用方向垂直，故在一般實(shí)際計(jì)算中接觸面積F并非軋件與軋輯的實(shí)際接觸面積，而是實(shí)際接觸面積的水平投影。習(xí)慣上稱此面積為接觸面積?？紤]軋輻的彈性壓扁，在冷軋較硬的合金時(shí)，由于軋輯承受軋件的高壓作用，產(chǎn)生局部彈性壓扁的現(xiàn)象，結(jié)果使接觸弧長度顯著增大，在接觸弧長… 很小的薄板與帶材軋制中，此影響非常大。訂 四輪熱軋中厚板，軋制時(shí)接觸弧長由于軋輯彈性壓扁而增長影響比較小，可以忽略不計(jì)，其面積計(jì)算方法如下：輻徑相同，軋件與軋輯接觸面積一般公式為(5.10)式中：1一變形區(qū)長度線一 各一在變形區(qū)軋件的平均寬度變形區(qū)長度：/=屈萬(5.11)A//=250-205=45mmI= =7500x45=150mm其中：軋件厚度%=250mm軋件原始寬度%=2150mm4/瓦=250/2150=0.12軋件寬度遠(yuǎn)大于厚度，軋制時(shí)的寬展可視為零，則:F=&o/=2150X150=32.25mm2力的確定金屬及合金的實(shí)際變形抗力取決于金屬及合金的本性屈服極限、軋制溫度、軋制速度和變形程度的影響，下面分別加以討論。金屬的化學(xué)成分和組織對(duì)變形阻力有顯著的影響。合金鋼的變形阻力要比碳鋼大得多，純金屬的變形阻力遠(yuǎn)比其它合金小，鋼中碳、硅、鎰、銀、鋁、鈦等的含量增加，將使變形阻力增大。同一化學(xué)成份的金屬和合金，由于組織不同，其變形阻力也不同。晶粒小者具有較大變形阻力，組織不均勻、具有加工硬化的比組織均勻、退火軟化狀態(tài)者有更大的變形阻力。5.3.1金屬屈服極限對(duì)金屬變形抗力的影響通常用金屬及合金的屈服極限q來反映金屬及合金本性對(duì)實(shí)際變形抗力的影響。但應(yīng)注意，有些金屬壓縮時(shí)的屈服極限大于拉伸時(shí)的屈服極限。如鋼壓縮時(shí)"的屈服極限比拉伸的屈服極限比拉伸時(shí)的屈服極限大10%；而有些金屬壓縮時(shí)和拉伸時(shí)的屈服極限相同。因此，在選取5時(shí)，一般用壓縮時(shí)的屈服極限，它與軋制變形較接近。對(duì)有些金屬在靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)中很難測出巴，尤其是在高溫下更困難，這時(shí)可以用屈服強(qiáng)度42來代替。近年來由于熱變形模擬試驗(yàn)機(jī)的出現(xiàn)，為各種狀態(tài)下的J的測定提供了有力條件。J是在一定條件測得的，其值可查相關(guān)資料得到。5.3.2軋制溫度對(duì)金屬變形抗力的影響軋制溫度對(duì)金屬屈服極限有很大影響。一般情況是隨著軋制溫度升高，屈服極限下降，這是由于降低了金屬原子間的結(jié)合力。在高溫下，含碳量對(duì)金屬變形阻力影響不大。軋制溫度對(duì)盡速屈服極限的影響用變形溫度影響系數(shù)〃7來表示，其值可查。在確定溫度影響系數(shù)時(shí)，一方面要有可靠的屈服極限與溫度關(guān)系的資料，另…方面還要確定出金屬熱軋時(shí)的實(shí)際溫度，也就是要確定熱軋時(shí)溫度的變化。5.3.3軋件變形程度對(duì)金屬變形抗力的影響變形程度影響系數(shù)可以分為冷軋和熱軋兩種情況。冷軋時(shí)，金屬的變形溫度低于再結(jié)晶溫度，因此金屬只產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，變形抗力提高。所以裝 在冷軋時(shí)只需要考慮變形程度對(duì)變形抗力的影響。在??般情況下，這種影響是用金屬屈服極限與壓縮率關(guān)系曲線來判斷的，其變化規(guī)律對(duì)不同金屬是不同的，合金比純金屬要大些。熱軋時(shí)，金屬雖然沒有加工硬化，但實(shí)際上變形程度對(duì)屈服極限是有影響的。各種鋼的試驗(yàn)表明，在較小變形程度（一般在20%?30%以下），屈服極限隨變形程度加大而劇增，在中等變形程度時(shí)，即大于30%,屈服極限隨… 變形程度加大而增大的速度開始減慢，在許多情況下，當(dāng)繼續(xù)增大變形程度訂時(shí)，屈服極限反而有些降低。所以在熱軋時(shí)也必須考慮這種情況。在熱軋時(shí)，變形程度對(duì)變形阻力的影響較小，一般隨著變形速度的提高，變形阻力稍有增大。這是由于熱軋一般是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的，在強(qiáng)化的同時(shí)存在著強(qiáng)化的消除，通過再結(jié)晶和恢復(fù)使組織均勻長大，從而降低變形阻力。5.3.4軋制速度對(duì)金屬變形抗力的影響線隨著軋制速度的提高，變形速度范圍隨之?dāng)U大，其平均變形速度范圍為1-lOOOs-1o在熱軋生產(chǎn)中，變形速度對(duì)變形阻力的影響顯著。通常隨著變形速度的提高，變形阻力增大。根據(jù)研究可知，冷軋時(shí)由于變形速度的影響小，所以，變形速度影響系數(shù)〃“可取為1。而熱軋時(shí)，由于軋制過程中，同時(shí)發(fā)生加工硬化，恢復(fù)和再結(jié)晶現(xiàn)象，隨變形速度的增加，后者進(jìn)行得不完全，故使變形抗力提高，因此必須考慮變形速度的影響。5.3.5熱軋時(shí)金屬實(shí)際變形抗力確定在熱軋條件下，加工硬化的影響可忽略不計(jì)，因此熱軋時(shí)金屬

實(shí)際抗力(5.12)變形速崖的T圖5.2碳鋼Q235變形速度，變形溫度對(duì)變形抗力的影響

￡=40%, ￡=20%為了便于實(shí)際應(yīng)用，用試驗(yàn)的方法將上述綜合影響反映在一個(gè)曲線圖中。%,的值可以從曲線圖中直接查出。在確定（7夕的曲線圖中，反映出鋼種、變形速度、變形溫度和壓下量對(duì)％的影響。上述外為變形區(qū)金屬實(shí)際變形抗力的平均值，所以，變形速度、變形溫度和壓下率影響必須取變形區(qū)長度內(nèi)的平均值。變形速度：(5.13)式中：為一平均軋制速度，初軋取?=2m/sl=150mmH=250nifn△h=45mm2 45u2 45u=——x 150250=2.40m/s_9A/?假設(shè)為第一道軋制，則平均壓下率為：￡=--3h(5.14)-2M245…￡= =-x =0.123h3250根據(jù)圖5.2得：=58.00MP。裝 〃廠1.15n；=1.00>=115%(5.15)、 P=l.15x58=66.70MPa說5.4總軋制力的計(jì)算P=PF(5.16)p=66.70MPaF=0.32257n2線P=66.70x0.3225=2.15xlO4/CA^第六章壓下部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)壓下是上輯調(diào)整裝置中最常用的，通常包括：電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測壓儀等部件。裝 在可逆板軋機(jī)的壓下裝置中，有的還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)。在初軋機(jī)，板柢軋機(jī)、萬能軋機(jī)等軋機(jī)上，幾乎每一道軋制都需要調(diào)整輻縫，以保證軋件按給定壓下量軋出所要求的斷面尺寸。在軋制過程中要輻縫的調(diào)整直接影響板厚誤差，根據(jù)各類軋機(jī)的工藝要求，調(diào)整裝置可分為：上輻調(diào)整裝置、下輻調(diào)整裝置、中輻調(diào)整裝置、立輯調(diào)整裝置和特殊軋機(jī)的調(diào)整裝置。、了 上輯調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它用途最廣，安裝在所有軋機(jī)上，壓下機(jī). 構(gòu)的選擇要滿足工藝的要求，其中電動(dòng)壓下是最常用的壓下裝置。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、和測壓儀等部件。在可逆軋機(jī)上還安裝有壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)，以處理卡鋼事故。在軋制過程中，有很多因素會(huì)引起軋件的厚度偏差。這些因素都與軋件和軋機(jī)有關(guān)。軋件方面的因素有：軋件厚度不均勻、軋件沿長度方向溫度或機(jī)械性能不均勻等。軋機(jī)方面的因素有：軋制速度和張力的變化、軋輯熱膨線 脹和磨損及軋輯偏心、軋制過程中機(jī)架的變形等。軋機(jī)參數(shù)的變動(dòng)將使輻縫發(fā)生周期性的變化，因而導(dǎo)致軋件厚度發(fā)生變化，為了提高軋件的厚度精度，在現(xiàn)代化軋機(jī)上，往往設(shè)置厚度自動(dòng)控制裝置，使軋機(jī)在軋制過程中能調(diào)整輯縫，以控制和減小軋件縱向厚度偏差。壓下控制系統(tǒng)輯縫的控制最后都是由軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)來執(zhí)行的，選擇合理的壓下機(jī)構(gòu)，及合理的設(shè)計(jì)壓下機(jī)構(gòu)以調(diào)整輯縫。壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡圖如圖6.1o圖6.1壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡圖61-電苗機(jī);2-電磁離合器；3-制動(dòng)器；4-兩級(jí)圓柱齒熱;5-弟招與蝎桿；6-壓下黑絲1壓下螺絲壓下螺絲一般由頭部、本體和尾部三個(gè)部分組成。頭部與上軋輯軸承座接觸，承受來自軸頸的壓力和上輯平衡裝置的過平衡力。為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時(shí)的磨損并使上軋輻軸承具有自動(dòng)調(diào)位能力，壓下螺絲的端部一般都做成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推軸承。壓下螺絲尾部是傳動(dòng)端，承受來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。尾部斷面的形狀主要有方形、花鍵形和圓柱形三種。方形尾部四面鑲有青銅板，它主要用于線 快速壓下裝置?；ㄦI形尾部的承載能力大，尾部強(qiáng)度削弱得小，多用在低速、重載的帶鋼軋機(jī)上。帶鍵槽圓柱形尾部僅用在輕負(fù)荷的壓下裝置中。壓下螺絲的基本參數(shù)是螺紋部分的外徑d和螺距t,可按照國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取。壓下螺絲外徑的確定壓下螺絲的直徑由最大軋制力確定。由于壓下螺絲的細(xì)長比很小，其縱向彎曲可忽略不計(jì)。由于壓下螺絲和軋輻頸承受同樣大小的軋制力，故二者之間有一定的比例關(guān)系，即：d=(0.55-0.62) 人(6.1)式中：4一壓下螺絲外徑4一輯頸直徑，對(duì)于四輯軋機(jī)則應(yīng)是支撐輻輯頸直徑支撐根根頸的計(jì)算支撐輯的直徑主要取決于剛度和強(qiáng)度要求。根據(jù)參考文獻(xiàn)［1］輻身長度在1200?5590范圍內(nèi)的四輻軋機(jī)統(tǒng)計(jì)，厚板裝 軋機(jī)的支撐輻直徑D2與工作輻直徑D,比值為1.6~2.0o輻徑比幺的選擇，主要取決于工藝條件。當(dāng)軋件厚度(咬入角)大時(shí),由于要求較大的工作輻直徑，故選較小的幺值；當(dāng)軋件較薄時(shí)，則選較大n訂的看值。因此，厚板軋機(jī)和熱帶剛軋機(jī)、初軋機(jī)座比精軋機(jī)座的輻徑比小些，熱軋機(jī)比冷軋機(jī)的輯徑比小些。而對(duì)于支撐輯傳動(dòng)的四輻軋機(jī),一般選烏-3?D\4。本設(shè)計(jì)中：線 工作短直徑￡>］=1000mma-=1.8則4=L8￡>|=1.8x1000=1800.00mm輯頸直徑和長度與軋輯軸承形式及工作輯載荷有關(guān)。由于受軋輻軸承徑向尺寸的的限制，輯頸直徑比輯身直徑要小得多。因此輯頸與輻身固定處，往往是軋輻強(qiáng)度最差的地方，只要條件允許，輻身直徑和輯頸與轉(zhuǎn)身的過渡圓角r均應(yīng)選大些。使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，短頸尺寸不能過大，--般近似的選鼠=0.550(6.2)故：dK=0.55xl800=990mm根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，選擇軸頸尺寸與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑應(yīng)能匹配，故：取4=1000.00/〃，”6.1.1.2壓下螺絲外徑d裝 d=0.554=0.55X1000=550.00加根據(jù)參考文獻(xiàn)［6］壓下螺絲直徑一般按強(qiáng)度選取，加大直徑雖然會(huì)使傳動(dòng)力矩增加，但可顯著提高軋機(jī)工作機(jī)座的剛度。一般來說，壓下螺絲和螺母在負(fù)荷下的變形僅次于軋輯和機(jī)架。采用加大機(jī)架橫斷面來改善機(jī)座剛度遠(yuǎn)不如稍微加粗壓下螺絲直徑更為有效。故：本設(shè)計(jì)中壓下螺絲外徑取訂 d=550+10=560.00mm6.1.2壓下螺絲螺距(1)壓下螺絲的螺距t,對(duì)于開一機(jī),t=(0.12-0.16d)；對(duì)于鋼板軋機(jī)這一比值較小，四輻熱連軋帶材機(jī)t=(0.025-0.5)do(2)根據(jù)自鎖條件確定壓下螺絲的螺距t則 ： t=tanand(6.3)線 其中：1一螺紋升角(度)按照自鎖條件要求a<2°30貝M4(0.12-0.14)4對(duì)于本設(shè)計(jì)初軋機(jī)：取r=0.09J=0.09X560=50.40/wn取整得t=50.00mm3壓下螺絲螺母尺寸壓下螺絲的本體部分帶有螺紋，它與壓下螺母的內(nèi)螺紋配合以傳遞運(yùn)動(dòng)和載荷。壓下螺絲的螺紋有鋸齒形和梯形兩種。鋸齒形螺紋主要用于快速壓下裝置；梯形螺紋主要用于軋制力大的軋機(jī)。壓下螺紋多數(shù)是單線螺紋。當(dāng)壓下螺絲外徑d和螺距t確定后，根據(jù)［2］標(biāo)準(zhǔn)來確定壓下螺絲的其他參數(shù)。圖3-1為螺紋結(jié)構(gòu)。滑動(dòng)螺旋的螺紋通常為梯形、鋸齒形、矩形三種，它們的特點(diǎn)、適用場合、基本尺寸和精度等級(jí)詳見參考文獻(xiàn)［2］。梯形螺紋應(yīng)用最廣。鋸齒形螺紋主要應(yīng)用于單向受力。矩形螺紋雖傳動(dòng)效率高，但加工困難，且強(qiáng)度較低,應(yīng)用較少。對(duì)于傳導(dǎo)螺旋，其失效形式主要是由于磨損而產(chǎn)生過大的間隙或變形造成傳導(dǎo)螺旋的運(yùn)動(dòng)精度降低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以螺紋的耐磨性計(jì)算和螺桿的剛度來計(jì)算確定螺旋的主要尺寸參數(shù)。受較大的軸向載荷應(yīng)作強(qiáng)度校核。表6.1滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng)螺紋副材料速度范圍m/s許用壓強(qiáng)Pp螺紋副材料速度范圍許用壓強(qiáng)Pp鋼對(duì)青銅低速18-25鋼對(duì)鑄鐵<0.040.1-0.213-184-7<0.511-1180.1-0.27-10>0.251-2鋼對(duì)鋼低速7.5-13鋼對(duì)耐磨鑄鐵0.1-0.26-8淬火鋼對(duì)青銅0.1-0.210-13

圖6.2壓下螺紋結(jié)構(gòu)線d一外螺紋大徑d=560.00mmt一螺距50.00加4—牙頂間隙ae=1.00〃?〃？修一基本牙型高度H{-0.5f=0.5x50=25mm%—外螺紋牙高%=H]+ac=25+1=26.00"〃t?“4—內(nèi)螺紋牙高H4=Hi+a。=25+1=26.00mmZ—牙頂高Z=0.25r=0.25x50=12.50/n/nd2—外螺紋中徑d?=J—2Z=560—2x12.5=535.00/77/??d2—內(nèi)螺紋中徑D2=d2=535.00mmd3—外螺紋小徑d3=d—24=560—2x26=508.00mm一內(nèi)螺紋小徑R=d-2Hl=560-2x25=510.00mm一內(nèi)螺紋大徑=d+ =560+2x1=562.00/n/n一外螺紋牙頂圓角/?lmax=0.5ac=0.5x1=0.50mm用一牙頂圓角R2max=，b一牙根部寬度h=0.65r=0.65x50=32.50mm下螺母壓下螺母是軋鋼機(jī)座中重量較大的易損零件。如國產(chǎn)1150初軋機(jī)和4200厚板軋機(jī)的壓下螺母重量達(dá)到1.8t和4.lto螺母通常用高強(qiáng)度的青銅或者黃銅鑄成。采用合理的結(jié)構(gòu)，可以大量節(jié)省有色金屬。訂 螺母與機(jī)架鏈孔的配合常采用H8/h9級(jí)的動(dòng)配合，主要為了便于拆裝。為將螺母固定在機(jī)架的鏈孔內(nèi)，常用壓板裝置。壓板嵌在螺母和機(jī)架的凹槽內(nèi)，用雙頭螺栓或T型螺栓固定，采用T型螺栓的有點(diǎn)是機(jī)架加工較為容易且不需加工螺紋孔。壓板槽的位置一般不應(yīng)在機(jī)架橫梁的中間斷面上，因?yàn)槟抢锸艿捷^大的彎矩。2.1壓下螺母的結(jié)構(gòu)形式線 整體螺母耗費(fèi)青銅過多，其中雙級(jí)的雖比單級(jí)的省銅，但往往不能保證兩個(gè)階梯斷面同時(shí)與機(jī)架接觸，因而很少使用。整體螺母加工制造比較簡單,工作可靠，多用在中小軋機(jī)上。為了節(jié)省青銅，今年來在大型軋機(jī)上廣泛使用組合式螺母。加箍的螺母，比較經(jīng)濟(jì)，在初軋機(jī)上的使用情況證明：其工作性能不亞于整體青銅螺母。箍圈由高強(qiáng)度的的鑄鐵鑄成，以H7/m6的過渡配合在青（黃）銅螺母基體上以后，再加工螺母的外徑和端面。當(dāng)采用雙箍時(shí)，則在套上第二個(gè)箍圈以前，必須先車削第?箍圈的外徑及相應(yīng)的螺母外徑。采用加箍螺母時(shí)，在制造工藝上必須保證箍圈的端面緊密的壓在螺母臺(tái)階上。高強(qiáng)度鑄鐵（例如KTZ45-5）的彈性模數(shù)與青銅相近，這就保證在受壓時(shí)，箍圈和螺母本體都均勻變形。高強(qiáng)度鑄鐵還有較好的塑性，裝配時(shí)，箍圈不容易破裂。這一點(diǎn)灰口鑄鐵是無法保證的。箍圈不宜采用熱裝配，因?yàn)楣咳鋮s后與螺母的臺(tái)階端面之間會(huì)產(chǎn)生間

隙。如果工藝上需要熱裝，則冷卻后再次將箍圈壓緊。有循環(huán)水冷卻的組合式螺母，在初軋機(jī)上的生產(chǎn)實(shí)踐證明，如有循環(huán)水冷卻，則螺母的壽命可延長1.5?2倍。循環(huán)水從下部進(jìn)入，由上部流出，出口應(yīng)位于入口的正對(duì)面，這樣既能保證冷卻水的環(huán)流又符合熱水的自然流向。帶有青銅芯的鑄鋼螺母是在一個(gè)表面有環(huán)形槽及軸向槽的鑄鋼套內(nèi)先澆鑄?層青銅，然后車制螺紋。螺母外層焊有冷卻水套。這種螺母比較省青銅,但鑄銅層不太牢固。據(jù)試驗(yàn)，銅芯與鋼套之間有時(shí)有1?L5mm的間隙，因此，這種形式的螺母很少使用。兩半拼合成的螺母，是由兩個(gè)青銅半圓環(huán)套用配合螺栓拼合后車制成螺紋。當(dāng)澆鑄條件受限制時(shí)，可采用這種形式。帶有青銅襯的鋼螺母，它是上一種螺母的改進(jìn)形式。兩半螺母本體是鋼制的，先車成具有叫薄螺紋的毛柢，然后用電熔涂上一層青銅襯，最后對(duì)螺紋精加工，這種形式的螺母可大量節(jié)省青銅，但要求經(jīng)常檢查螺母的磨損情況，以防止銅襯磨完后將壓下螺絲磨壞。通常用于對(duì)螺母磨損較小的軋機(jī)上。故綜合考慮設(shè)計(jì)初軋機(jī)壓下螺母如圖6.3O圖6.3壓下螺母結(jié)構(gòu)形式6.2.2壓下螺母的尺寸設(shè)計(jì)壓下螺母的主要尺寸是它的外徑D和高度H,壓下螺母的高度可按照螺紋的許用單位壓力來確定，這時(shí)”=(1.2-2)4,螺母外徑D根據(jù)它的端面與機(jī)架接觸面間的單位壓力選取，一般D=(1.5-1.8)Jo螺母材料：

壓下螺母是軋鋼機(jī)中重量較大易損的零件。螺母通常用貴重的高強(qiáng)度青銅如ZQA19-4、ZASn8-12、ZASnlO-1或黃銅ZHA166-6-3-2鑄成。設(shè)計(jì)中選用螺母的材料是鋁青銅ZQA19-4。根據(jù)⑵查得其q=540Mad一外螺紋大徑td一外螺紋大徑t一螺距裝 &一牙頂間隙區(qū)一基本牙型高度hj一外螺紋牙高凡一內(nèi)螺紋牙高、丁 Z一牙頂高d2—外螺紋中徑D2—內(nèi)螺紋中徑d3—外螺紋小徑一內(nèi)螺紋小徑建 D4—內(nèi)螺紋大徑d=560.00mmt=50.00/n/nac=1.00/77/72Hl=0.5,=0.5x50=25mma="1+q=25+1=26.00mmH.=H.=25+1=26.00/n/n4 1cZ=o.25r=0.25x50=12.50加4=d-2Z=560-2x12.5=510.00〃〃”D2=d2=510.00mmJ-2/i；,=560-2x26=508.00mmD、=d—2H1=560-2x25=510.00mmD4=d+2ac=560+2x1=562.00mm8max=0?5q.=0.5x1=0.50mmR2a=ac=1.00mm/?,一外螺紋牙頂圓角r2一牙頂圓角(1)壓下螺母高度H的確定壓下螺母的高度可按照螺紋的許用單位壓力來確定，這時(shí)H=(1.2-2)d,故取H=800.00mmo由于壓下螺母的材料通常都選用青銅，對(duì)于這種材料其薄弱環(huán)節(jié)是擠壓強(qiáng)度比較低，因此壓下螺母高度H應(yīng)按螺紋的擠壓強(qiáng)度來確定，其擠壓強(qiáng)度條件如下： ! <rpiZ7c[d2-(d3-26)2]~

(6.4)式中：P——螺紋受力面上的單位擠壓應(yīng)力（N/mm?）《——壓下螺絲上的最大壓力（N）d 壓下螺絲的螺紋外徑（mm） 壓下螺絲螺紋中徑（mm）8——壓下螺絲與螺母的內(nèi)徑之差（mm）Z-——壓下螺絲中螺母螺紋的圈數(shù)[P]——壓下螺母螺紋的許用應(yīng)力[2],[P]=20MPa強(qiáng)度校核：?般情況下，上輻平衡力為被平衡重的1.2?1.4倍，作用在壓下螺絲、丁 上的力《還要考慮過平衡力和軋制時(shí)軋制力的波動(dòng)，故取6=0.6P=0.6x21.5=12.9MN=12.9x106[=12.90MNd=560.00mm4=500.00mm8=2.00mm線 Z =H/t=800/50=164xl2,9xl06=4xl2,9xl06=15.65MP”16x3.14x[5602-(508-2x2)2]P=\5.65MPa<[P]=20Mpa設(shè)計(jì)螺母要求符合強(qiáng)度要求。（2）壓下螺母外徑D確定壓下螺母外徑D根據(jù)它的端面與機(jī)架接觸面間的單位壓力選取，一般0=（1.5-1.8）4。d560d-560mm，取。=900.00/n/n,故2= d560作用在壓下螺絲上的軋制力通過壓下螺母與機(jī)架上橫梁中的螺母孔的接觸面?zhèn)鬟f給機(jī)架，因此，壓下螺母的外徑應(yīng)按其接觸面的擠壓強(qiáng)度來確定。

p= <[P]兀(D-D；)一I1式中：匕——壓下螺絲上的最大壓力(N)D——壓下螺母外徑(mm)D,—壓下螺絲通過機(jī)架上橫梁孔的直徑(mm)[P]一—壓下螺母端面與機(jī)架接觸面間的單位壓力，[P]=60?80Mpao[=12.9MND=900.00mmDj=d+10=560+10=570mm故:4xl2.9xl06故:4xl2.9xl063.14x(9002-5702)=33.88MPa尸<[P]=60MP”，設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度條件。6.3止推軸承壓下螺絲與軋輻軸承座之間的止推軸承有銅墊滑動(dòng)止推軸承和滾動(dòng)止推軸承兩種。推力圓錐滾子軸承比銅墊滑動(dòng)止推軸承提高承載能力35%左右。為了適應(yīng)軋制時(shí)軋輯彎曲時(shí)的自位調(diào)心的要求，這類軸承的頂部做成凹形或凸形球面。老式結(jié)構(gòu)多使用凸形，這種結(jié)構(gòu)形式使得凹形球面鑄銅墊承受拉應(yīng)力，因而銅墊易碎。改進(jìn)后的壓下螺絲頭部做成凹形，這時(shí)，凸形球面銅墊處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)，提高了銅墊的承載強(qiáng)度，增強(qiáng)了工作可靠性。增大球面止推軸頸是為了增大端面的摩擦力矩，防止螺絲自動(dòng)旋松。表6.2列出了我過擬定的軋機(jī)壓下裝置專用的推力圓錐滾子軸承的主要參數(shù)尺寸。TTSX型為凸形球面(JB/T3632-1993)。

表6.2我國壓下裝置專用推力圓錐滾子軸承主要參數(shù)尺寸軸承型號(hào)主要參數(shù)（尺寸）DD,diTT,RMM「minuVTTSX1501501481274855457.2M121.54.71.24TTSX1751751731525362457.2M121.54.71.24TTSX2052052031786576508M201.56.51.24TTSX2652652632298195609.6M201.58.02.04TTSX32032031828095112762M24M301.510.32.4TTSX380380378330112129914.4M24M301.510.32.4TTSX410410408355122142101.6M24M3010.32.4TTSX440440438380130152101.6M24M3613.53.2TTSX4954954924321461721066.8M24M3613.53.2TTSX5255255224601551801270M24M3613.53.2TTSX5555555524821651921270M24M3613.53.2TTSX5805805775101651951422.4M24M4213.53.2TTSX6106106075331782051524M30M4213.53.2TTSX640640637550185214.81520M30M4213.53.2TTSX7107107056102352501600M30M4213.53.2TTSX7507507456502402601600M30M48TTSX8008007957002452701700M30M48根據(jù)壓下螺絲外徑，選擇壓下止推軸承型號(hào)為HSX640。3.1止推軸承阻力矩止推軸承的阻力矩對(duì)于止推滾動(dòng)軸承為:(6.7)滾動(dòng)軸承平均直徑M 對(duì)于滾動(dòng)軸承，必可取0.005。d2=510.00mmd640+637+550“八p= =609/w/n3M=0.lx12.9x106x—=3.93x1082V.m/n2對(duì)于滑動(dòng)止推軸承為：吟(6.8)d3——壓下螺絲止推軸軸頸直徑％=550M 對(duì)于滑動(dòng)止推軸頸可取4=。1則： M.=0.1x12.9x106x—=2.37x108N.mm3比價(jià)滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)止推軸承阻力矩，滾動(dòng)軸承阻力矩稍大，增大止推軸承阻力矩有利于防止壓下螺絲自動(dòng)回松。所以設(shè)計(jì)中壓下止推軸承形式選擇圓錐滾子止推軸承，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，其型號(hào)為TTSX640壓下螺絲的傳動(dòng)力矩轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲所需的靜力矩也就是壓下螺絲的阻力矩。它包括止推軸承的摩擦力矩和螺紋之間的摩擦力矩。其計(jì)算公式是：M=M+1&an(p±0=%+也(6.9)式中為——螺紋中徑螺紋上的摩擦角，即p=arctan〃2，出為螺紋接觸面的摩擦系數(shù)，一般取也七在晨故p=5C\rad°螺紋升角，壓下時(shí)用正號(hào)，提升時(shí)用負(fù)號(hào)t50 _ .a=—= =0.03radTtd3.14x510(6.10)作用在一個(gè)壓下螺絲上的力M1 止推軸承阻力矩M2——螺紋摩擦阻力矩止推軸承的阻力矩Mi，對(duì)于止推滾動(dòng)軸承為:吟線（6.11）dp——滾動(dòng)軸承平均直徑必 對(duì)于滾動(dòng)軸承，M可取0.005=510.00mm640+640+637+550=609mmM.=0.1xl2.9xl06x—=3.93xl0>.mm2Slf)M2=12.9x106x-xtan(5.71+0.03)=3.3lx106N.mm壓下螺絲傳動(dòng)M=A/,+M2=3.93xlO8+O.O331xlO83.91xlO8N.mm壓下速度壓下速度是電動(dòng)壓下裝置的一個(gè)基本參數(shù)。在選擇壓下速度時(shí)，要考慮柢料和成品厚度、軋制速度、調(diào)整精度等因素，一般根據(jù)軋機(jī)類型來選取。對(duì)于板柢熱軋機(jī)，首先要滿足快速調(diào)整壓下的要求，而對(duì)厚度跳幀的精度要求較低，這類軋機(jī)壓下速度的最大值可達(dá)到50mm/So對(duì)于四輻冷帶軋機(jī)，裝 主要考慮帶材的厚度調(diào)整的精度要求，要根據(jù)帶材的厚度公差選取最小的壓下速度，其最高呀系速度則根據(jù)電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍及生產(chǎn)需要來確定，亦可按經(jīng)驗(yàn)公式來選取。表6.3部分軋機(jī)的壓下速度軋機(jī)規(guī)格壓下速度mm/s軋機(jī)規(guī)格壓下速度mm/s名稱規(guī)格名稱規(guī)格四輯軋機(jī)280X750/14001.17-1.75四輻帶材軋機(jī)冷2800X650/14000.033?0.11?0.22235X750/13001?5?121700X500/13000.1215?0.243200X700/12501.07?10.07?21.41700X500/12000.083?0.166120X600/13502?5?10?201500X400/10000.1?0.4?1.00.2?0.5?1?21000 X400/10000.027?0.18四輻熱連軋粗軋機(jī)座1700X1200/155019.2?39.20.124?0.62?1.55四輯熱連軋精軋機(jī)座1700X750/15500.425?0.85850X250/7500.049?0.1951200X550/11000.15?0.4?0.4550190/6600.0167?0.083二輯冷軋機(jī)3500X100011-220.166二根板杯熱軋機(jī)2800X11505 0350X100/4000.06?0.09?0.181500X8503?17.5、352800X9000.04?0.1?0.2根據(jù)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)：軋件厚度230?250mm,寬度800?2150mm,工作輯的長度和直徑，設(shè)計(jì)的壓下機(jī)構(gòu)屬于四輯軋機(jī)，參考表6.3的軋機(jī)壓下速度，設(shè)計(jì)四輯軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的壓下速度取lOmm/s。2k_coT-lo(6.12)t 壓下螺絲螺距①——壓下螺絲轉(zhuǎn)動(dòng)角速度則壓下螺絲轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是24xl024,,co= =——raa/s50 5壓下螺絲的自動(dòng)旋松壓下螺絲的自動(dòng)旋松問題主要發(fā)生在初軋機(jī)上，它表現(xiàn)為在軋制過程中，已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的壓下螺絲自動(dòng)旋松，使輻縫發(fā)生變動(dòng)，造成軋件厚薄不均勻，嚴(yán)重影響軋件質(zhì)量。壓下螺絲回松的原因是：為了實(shí)現(xiàn)初軋機(jī)的快速壓下，壓下螺絲的螺距取得較大，螺絲升角大于或比較接近螺絲、螺母之間的摩擦角，加上采用圓柱齒輪傳動(dòng)，故壓下機(jī)構(gòu)的自鎖在軋制過程中容易破壞。目前，防止螺絲自動(dòng)回松的主要辦法是加大螺絲的摩擦阻力矩。一是加大壓下螺絲止推軸頸的直徑；并且在球面銅墊上開孔。此時(shí)止推軸頸的摩擦阻力矩為：(6.13)式中隊(duì)——壓下螺絲止推軸軸頸直徑d4——球面銅墊凹槽直徑Pt——作用在壓下螺絲上的壓力線M——止推軸頸與球面銅墊接觸面的摩擦系數(shù)從上式可以看出，W加大，則力矩M也加大。在選擇〃時(shí)，要保證銅墊的單位壓強(qiáng)在許用的范圍之內(nèi)。加大壓下螺絲阻力矩的另一種方法是適當(dāng)增加螺絲直徑。在螺距不變的條件下，增加螺絲直徑不僅能增大摩擦阻力矩，而且還有減小螺紋升角、增強(qiáng)自鎖性的作用。但螺絲直徑過大，會(huì)增加壓下裝置和機(jī)架的尺寸，也會(huì)增加飛輪力矩，選擇螺絲直徑時(shí)應(yīng)注意這些問題。在壓下傳動(dòng)系統(tǒng)中，企圖用增設(shè)制動(dòng)器的辦法防止壓下螺絲的自動(dòng)旋松，效果不好。由于快速壓下莊主的傳動(dòng)比很小，因而制動(dòng)器起的放松作用不大。與此同時(shí)，增設(shè)制動(dòng)器加大高速軸的飛輪力矩，反而會(huì)降低壓下速度。此外，制動(dòng)器不易同步協(xié)調(diào)工作，對(duì)初軋機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化也不利。在工藝操作中，采用合理的工藝制度，尤其是壓下制度和軋制速度，不采用過大的壓下量和咬入速度以減小沖擊，對(duì)防止壓下螺絲自動(dòng)旋松是有利的。壓下螺絲的阻塞事故由于初軋機(jī)、板柢軋機(jī)和厚板軋機(jī)的電動(dòng)壓下裝置壓下行程大、速度快、動(dòng)作頻繁，而且是不帶鋼壓下，所以常由于操作失誤，壓下量過大等原因產(chǎn)生卡鋼、坐短、或壓下螺絲超限提升發(fā)生壓下螺絲無法退回的事故。這時(shí)上裝 輯不能移動(dòng)，電機(jī)無法啟動(dòng)，軋機(jī)無法正常工作。首先分析壓下螺絲發(fā)生阻塞事故的機(jī)理。假設(shè)一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的壓下系統(tǒng)，電機(jī)以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速外轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)軋輻或壓下螺絲的運(yùn)動(dòng)受到阻礙，這時(shí)電機(jī)的輸出力矩“將雖阻力矩(折算到電機(jī)軸上)的增大而增大，而轉(zhuǎn)速要隨之減小，當(dāng)阻力矩增大到一定值時(shí)，電機(jī)將發(fā)生堵轉(zhuǎn)，電機(jī)此時(shí)的訂 驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到最大值，即堵轉(zhuǎn)力矩用牛頓定律描述這個(gè)過程，即：(6.14)式中①——電機(jī)角速度J—■系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的等能在電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)的瞬時(shí)，M：M,、上式可寫成:(6.15)可以看出，電機(jī)的堵轉(zhuǎn)力矩小于此時(shí)的系統(tǒng)阻塞力矩的。這時(shí)不可能重啟動(dòng)電機(jī)以消除阻塞現(xiàn)象。將上式改寫成=J也，然后兩邊乘以次并積分，即dco1,2 31=—J(O；dt2(6.16)上式右端為壓下系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)能，左端為阻力矩和電機(jī)所做功之差。可見系統(tǒng)的動(dòng)能通過阻力矩做功的形式發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)變。電機(jī)做正功給出的能量及系統(tǒng)動(dòng)能通過阻力矩所做的功，改變成為摩擦所產(chǎn)生的熱能，以及動(dòng)力傳遞零件間的彈性變形位能。這種變形位能主要發(fā)生在壓下螺絲及螺母之間、壓下螺母與機(jī)架之間。正是這種位能的存在，使已發(fā)生阻塞的系統(tǒng)構(gòu)建間的擠壓力繼續(xù)存在。通過以上分析可以看出：在阻塞過程中，壓下傳動(dòng)系統(tǒng)被迫停轉(zhuǎn)，傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能被釋放，使得阻塞力矩大于電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)力矩，電機(jī)無法在啟動(dòng)。裝 這就是堵塞事故發(fā)生的動(dòng)力學(xué)機(jī)理。故