鋁箔初軋機(jī)畢業(yè)論文

1、<p>　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　本人設(shè)計(jì)的題目是鋁箔軋機(jī)，其為典型的四輥不可逆冷帶軋機(jī)。又由于次設(shè)計(jì)中的軋件為典型的有色金屬—鋁，所以該設(shè)計(jì)具有其獨(dú)特性。</p><p>　　本論文從鋁與帶鋼的軋制工藝的異同點(diǎn)出發(fā)，較系統(tǒng)的闡述了四輥不可逆冷帶軋機(jī)的新結(jié)構(gòu)、新的計(jì)算理論和計(jì)算方法。分章節(jié)介紹了鋁的軋制工藝及設(shè)備、軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置、軋輥、軋輥軸承、軋機(jī)機(jī)架、軋輥

2、的調(diào)整與平衡機(jī)構(gòu)、軋機(jī)剛度、軋機(jī)的輥型調(diào)節(jié)和換輥裝置等，并對(duì)軋制力能參數(shù)、工作輥和工作輥軸承進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　由于作者的能力有限，所以在設(shè)計(jì)中借鑒了渤海鋁業(yè)有限公司的四輥不可逆式軋機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞　四輥不可逆冷帶軋機(jī)</p><p><b>　　工作輥</b></p><

3、p><b>　　軋制工藝</b></p><p><b>　　軋件</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design of my topic is aluminum foil mill, the typical of four roll ir

4、reversible with cold rolling mill.besides,the rolling material in the design is the typical of nonferrous metal ―aluminum,therefore,this design has its speciality.</p><p>　　This paper from differences and si

5、milarities between the aluminum and steel strip rolling process, the new structure, the new calculation theory and calculation method were systematic described in four roll irreversible cold rolling mill. It introduces t

6、he aluminum rolling process and equipment、the main device of the rolling mill transmission、roll、roll bearing、rolling mill frame、</p><p>　　Roll adjustment and balancing mechanism、rolling mill stiffness、the ro

7、ller mill type adjustment and roll change device and so on.And the author pays more attention to designing rolling parameter、work roll and work roll bearing etc.</p><p>　　For the limited capacity of design,i

8、n the design ,the author uses for reference of the design information of four high nonreversing cold strip mill designed by Davy Mckee Ltd,which belongs to Bohai Aluminum Idustries Ltd .</p><p>　　Keywords　Fo

9、ur roll irreversible with cold rolling mill</p><p><b>　　Work roll</b></p><p>　　Rolling technology</p><p>　　Rolled piece</p><p><b>　　目 錄</b></

10、p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1國(guó)內(nèi)鋁箔軋機(jī)的發(fā)展概況1</p&

11、gt;<p>　　1.2 鋁及其合金的軋制工藝設(shè)備2</p><p>　　1.2.1 鋁及其合金板、帶、箔材2</p><p>　　1.2.2 鋁及其合金的軋制工藝簡(jiǎn)述2</p><p>　　1.2.3 鋁及其合金的軋制設(shè)備3</p><p><b>　　1.3 小結(jié)3</b></p>

12、<p>　　第2章 軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算4</p><p>　　2.1軋制壓力計(jì)算4</p><p>　　2.1.1 軋制過(guò)程基本概念4</p><p>　　2.1.2 軋制時(shí)軋制壓力的計(jì)算金屬的變形阻力8</p><p>　　2.1.3 軋制壓力的計(jì)算公式9</p><p>　　2.2 輥系受力

13、分析與穩(wěn)定性11</p><p>　　2.2.1 輥系的受力分析11</p><p>　　2.2.2四輥軋機(jī)輥系的穩(wěn)定性13</p><p>　　2.3軋機(jī)的工作制度和軋制速度14</p><p>　　2.3.1軋機(jī)的工作制度14</p><p>　　2.3.2軋機(jī)的軋制速度15</p>&l

14、t;p><b>　　2.4 小結(jié)15</b></p><p>　　第3章 軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置16</p><p>　　3.1 軋機(jī)主機(jī)列簡(jiǎn)介16</p><p>　　3.1.1 軋機(jī)主機(jī)列的基本組成16</p><p>　　3.1.2 軋機(jī)主機(jī)列的基本類型16</p><p>　　3

15、.2 齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu)和主減速器17</p><p>　　3.2.1 齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu)17</p><p>　　3.2.2 主減速器的結(jié)構(gòu)18</p><p>　　3.3十字萬(wàn)向接軸18</p><p>　　3.3.1 十字萬(wàn)向接軸的結(jié)構(gòu)19</p><p>　　3.3.2十字萬(wàn)向接軸的優(yōu)點(diǎn)：19</p&

16、gt;<p><b>　　3.4 小結(jié)20</b></p><p><b>　　第4章 軋輥21</b></p><p>　　4.1軋輥的結(jié)構(gòu)21</p><p>　　4.1.1軋輥的基本類型21</p><p>　　4.1.2 減少軋輥應(yīng)力集中地結(jié)構(gòu)措施22</p&g

17、t;<p>　　4.1.3空心輥的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)22</p><p>　　4.2軋輥的基本尺寸22</p><p>　　4.2.1工作輥輥身長(zhǎng)度22</p><p>　　4.2.2工作輥直徑23</p><p>　　4.3工作輥的撓度計(jì)算23</p><p>　　4.3.1工作輥輥身邊緣相對(duì)于輥身中點(diǎn)

18、的撓度計(jì)算24</p><p>　　4.3.2工作輥輥身與板材邊緣接觸處相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度計(jì)算25</p><p>　　4.3.3軋輥輥身中部與邊部壓力差值的確定25</p><p>　　4.3.4工作輥撓度的計(jì)算過(guò)程26</p><p>　　4.4 軋輥的材料與制造技術(shù)要求27</p><p>　　4.4

19、.1 軋輥的材料27</p><p>　　4.4.2軋輥制造技術(shù)要求27</p><p><b>　　4.5小結(jié)29</b></p><p>　　第5章 軋輥軸承30</p><p>　　5.1 滾動(dòng)軸承的承載特點(diǎn)和型號(hào)選擇30</p><p>　　5.1.1 滾動(dòng)軸承的承載特點(diǎn)30&

20、lt;/p><p>　　5.1.2 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和型號(hào)選擇30</p><p>　　5.2 軸承的壽命計(jì)算31</p><p>　　5.3 軸承的潤(rùn)滑、密封33</p><p>　　5.3.1潤(rùn)滑33</p><p>　　5.3.2密封33</p><p><b>　　5.4

21、小結(jié)33</b></p><p>　　第6章 軋機(jī)機(jī)架34</p><p>　　6.1 牌坊的結(jié)構(gòu)34</p><p>　　6.2 牌坊的尺寸參數(shù)35</p><p>　　6.3 機(jī)架強(qiáng)度計(jì)算36</p><p>　　6.3.1 確定形心36</p><p>　　6.3

22、.2 機(jī)架的變形計(jì)算42</p><p>　　6.4 機(jī)架附件（軋輥軸承座的軸向固緊裝置）44</p><p><b>　　6.5 小結(jié)45</b></p><p>　　第7章 軋輥的調(diào)整與平衡機(jī)構(gòu)46</p><p>　　7.1 液壓壓下裝置46</p><p>　　7.1.1 液壓

23、壓下的發(fā)展46</p><p>　　7.1.2 液壓壓下裝置的特點(diǎn)46</p><p>　　7.1.3 液壓壓下的基本類型47</p><p>　　7.1.4 液壓壓下裝置的控制方式47</p><p>　　7.2 軋輥平衡裝置47</p><p>　　7.2.1 四輥軋機(jī)上軋輥平衡裝置的特點(diǎn)47</

24、p><p><b>　　7.3 小結(jié)48</b></p><p>　　第8章 軋機(jī)剛度49</p><p>　　8.1 軋機(jī)剛度的基本概念49</p><p>　　8.2 提高軋機(jī)剛度的有效途徑49</p><p>　　8.2.1 軋機(jī)剛度對(duì)板型的影響49</p><p&

25、gt;　　8.2.2提高軋機(jī)剛度的有效途徑49</p><p><b>　　8.3 小結(jié)50</b></p><p><b>　　結(jié)論51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　致謝53</b>&l

26、t;/p><p><b>　　附錄154</b></p><p><b>　　附錄261</b></p><p><b>　　附錄371</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1國(guó)內(nèi)鋁箔

27、軋機(jī)的發(fā)展概況</p><p>　　中國(guó)鋁箔軋制裝備的發(fā)展大致分為三個(gè)階段：第一階段，1932年—1979年，這一時(shí)期是中國(guó)鋁箔軋制工業(yè)的初級(jí)階段，設(shè)備和技術(shù)落后，控制手段簡(jiǎn)單，生產(chǎn)水平低下，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品產(chǎn)量很?。坏诙€(gè)階段，1980年一2001年，這一時(shí)期是中國(guó)鋁箔軋制技術(shù)快速發(fā)展階段，設(shè)備數(shù)量大增，引進(jìn)了大批具有自動(dòng)化控制技術(shù)的大中型鋁箔軋機(jī)，生產(chǎn)水平總體提高，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品產(chǎn)量迅速增加，但技術(shù)水平還參差不

28、齊；第三個(gè)階段，2002—2010年，這一時(shí)期應(yīng)是中國(guó)鋁箔軋制工業(yè)高速持續(xù)發(fā)展和由鋁箔大國(guó)變?yōu)殇X箔強(qiáng)國(guó)的跨越式發(fā)展階段，引進(jìn)或自行設(shè)計(jì)制造的鋁箔軋機(jī)裝機(jī)水平大部分具有世界先進(jìn)水平，擁有的2000mm級(jí)寬幅軋機(jī)數(shù)量超過(guò)國(guó)外相應(yīng)設(shè)備的總量。鋁箔軋制的產(chǎn)品、質(zhì)量和品種以及裝備水平均達(dá)到世界一流，出口量世界第一，成為真正的鋁箔強(qiáng)國(guó)。</p><p>　　1932年鋁箔生產(chǎn)技術(shù)從瑞士傳入中國(guó)，在上海建成中國(guó)最早的一家鋁箔生

29、產(chǎn)廠——華鋁鋼精廠（上海鋁材廠的前身），隨后于1956年建成第二個(gè)鋁箔生產(chǎn)車間——東北輕合金廠鋁箔車間。 1979年末，東北輕合金廠從德國(guó)阿申巴赫公司引進(jìn)2臺(tái)鋁箔軋機(jī)，華北鋁加工廠也從日本神戶鋼鐵公司引進(jìn)具有當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)水平的鋁箔軋機(jī)，并與日本合資建成了軋制技術(shù)研究中心和設(shè)備制造公司。這一時(shí)期中國(guó)鋁箔軋制工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品產(chǎn)量很小，軋機(jī)裝備水平差不多落后世界先進(jìn)水平50年。</p><p&

30、gt;　　改革開放以后，中國(guó)陸續(xù)引進(jìn)大量國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，并自行設(shè)計(jì)、改造或制造數(shù)臺(tái)鋁箔軋機(jī)。之后有大批鋁箔軋機(jī)從國(guó)外引進(jìn)，軋制設(shè)備裝機(jī)水平開始大幅度提高，1988年美鋁（上海）鋁業(yè)公司從英國(guó)戴維公司引進(jìn)2臺(tái)310/875×1780mm的鋁箔軋機(jī)，使中國(guó)所能生產(chǎn)的鋁箔寬度達(dá)1520mm,厚度達(dá)0.006 mm。1990年渤海鋁業(yè)有限公司又從英國(guó)戴維公司引進(jìn)3臺(tái)西360/100×2200 mm的現(xiàn)代化鋁箔軋機(jī)，再一次

31、將中國(guó)鋁箔裝備水平提升了一個(gè)檔次，這一階段的高水平引進(jìn)，促進(jìn)了中國(guó)鋁箔軋制生產(chǎn)快速發(fā)展，使中國(guó)鋁箔軋制工業(yè)進(jìn)入一個(gè)新階段。截止到2000年，從國(guó)外引進(jìn)的裝機(jī)水平較高的鋁箔軋機(jī)就有42臺(tái)，加上國(guó)產(chǎn)的較大型鋁箔軋機(jī)3臺(tái)，我國(guó)總的上檔次鋁箔軋機(jī)數(shù)量約有45臺(tái)。其技術(shù)指標(biāo)：鋁箔中軋機(jī)最高軋制速度≥1200m/min，一般為400—1000 m/min，疊軋、精軋最高速度為400—600 m/min，一般小于400 m/min 。鋁箔最終成品率在

32、70％—75％，針孔數(shù)大于100個(gè)/2m，鋁箔卷的斷頭為1—4個(gè)之間。由此可見，仍有一定數(shù)量的鋁箔軋機(jī)與世界先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)相差較大。</p><p>　　經(jīng)過(guò)70多年的發(fā)展，中國(guó)已成為世界鋁箔工業(yè)大國(guó)與工業(yè)強(qiáng)國(guó)擁有比世界上任何一國(guó)都多的先進(jìn)的超寬（2000 mm級(jí)）鋁箔軋機(jī)；生產(chǎn)能力居全球第一；完全掌握了各種規(guī)格箔材的生產(chǎn)技術(shù)，可生產(chǎn)市場(chǎng)需要的各種厚度、多種合金牌號(hào)的箔材；從2004年起中國(guó)首次成為鋁箔凈出口國(guó)，出

33、口量還將逐年擴(kuò)大；從2006年起中國(guó)的鋁箔產(chǎn)量超過(guò)美國(guó)的，成為全球第一鋁箔生產(chǎn)國(guó)。</p><p>　　1.2 鋁及其合金的軋制工藝設(shè)備</p><p>　　1.2.1 鋁及其合金板、帶、箔材</p><p>　　鋁及其合金產(chǎn)品是輕有色金屬軋材的代表產(chǎn)品。按其厚度的不同，可分為板、帶、箔三種。其中，鋁箔是成卷供應(yīng)的。</p><p>　　1.

34、2.2 鋁及其合金的軋制工藝簡(jiǎn)述</p><p>　　常用的鋁及其合金的生產(chǎn)流程包括鋁錠銑面、鋁錠蝕銑、包鋁、加熱、熱軋、預(yù)先退火、冷軋、中間退火、預(yù)剪、成品退火、淬火、人工時(shí)效、精整、涂油包裝等工序。</p><p>　　與一般軋鋼工藝相比，鋁及其合金板、帶生產(chǎn)流程有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1)鋁錠要經(jīng)過(guò)銑面（純鋁板錠除外），以清除表面缺陷，一般每邊銑去8

35、~12mm；</p><p>　　2)由于鋁錠銑面表面有潤(rùn)滑油脂，因而銑面后，鋁錠需要去油，可在苛性鈉槽中蝕洗，在硝酸槽中中和，然后進(jìn)行水洗；</p><p>　　3)為提高硬鋁合金的機(jī)械性能，鋁合金板材在冷軋后要進(jìn)行淬火、自然時(shí)效和人工時(shí)效等工藝處理；</p><p>　　4)軋制鋁箔時(shí)，需要合卷和分卷。</p><p>　　1.2.3 鋁

36、及其合金的軋制設(shè)備</p><p>　　常用的鋁及其合金的軋制設(shè)備如下：</p><p><b>　　一、熱軋?jiān)O(shè)備</b></p><p><b>　　二、冷軋?jiān)O(shè)備</b></p><p><b>　　三、剪切設(shè)備</b></p><p><b&g

37、t;　　四、退火設(shè)備</b></p><p><b>　　五、酸洗設(shè)備</b></p><p>　　六、鋁箔的合卷及分卷設(shè)備</p><p><b>　　七、鋁錠銑面設(shè)備</b></p><p><b>　　1.3 小結(jié)</b></p><p&g

38、t;　　本章主要介紹了在國(guó)內(nèi)鋁箔軋機(jī)的發(fā)展概況和鋁及其合金的軋制工藝及設(shè)備。本設(shè)計(jì)為四輥鋁箔軋機(jī)。</p><p>　　第2章 軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　2.1軋制壓力計(jì)算</b></p><p>　　2.1.1 軋制過(guò)程基本概念</p><p>　　金屬通過(guò)兩相對(duì)旋轉(zhuǎn)的的軋輥以壓力進(jìn)行加工，使其產(chǎn)生

39、塑性變形，稱為軋制工藝過(guò)程。被軋制的金屬稱為軋件。通過(guò)軋制，軋件的尺寸、形狀及其物理、機(jī)械性能都將發(fā)生變化。</p><p>　　2.1.1.1 軋制過(guò)程的變形系數(shù)</p><p>　　在軋制過(guò)程中，軋件與軋輥直接接觸而產(chǎn)生塑性變形的區(qū)域稱為變形區(qū)。變形區(qū)幾何形狀如圖2-1所示。</p><p>　　軋件被扎后產(chǎn)生塑性變形，厚度由H減少到h，寬度由B增大至b，長(zhǎng)度由

40、L伸長(zhǎng)至l。</p><p>　　圖2-1 變形區(qū)幾何形狀</p><p><b>　　絕對(duì)壓下量值為：</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　變形程度之值為：</b></p><p><b>　

41、?。?-2）</b></p><p><b>　　絕對(duì)寬展量值為：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　絕對(duì)伸長(zhǎng)量值為：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p>

42、<p>　　絕對(duì)壓下量=0.75-0.35=0.35mm</p><p><b>　　相對(duì)壓縮率</b></p><p>　　軋制時(shí)的接觸弧與咬入角如圖2-2所示，圓弧AB稱為接觸弧，α角稱為咬入角。由圖上幾何關(guān)系可得：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>

43、　　式中D——軋輥直徑。</p><p>　　將D=360mm，=0.35帶入公式得：</p><p>　　則咬入角α=2.35°。</p><p>　　圖2-2 變形區(qū)接觸弧長(zhǎng)度的確定</p><p>　　在實(shí)際計(jì)算中，不采用接觸弧，而采用接觸弧的水平投影l(fā)，簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，可采用以下公式：</p><p>&

44、lt;b>　?。?-6）</b></p><p>　　計(jì)算彈性壓扁時(shí)，接觸弧長(zhǎng)為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中——彈性壓扁后的軋輥半徑，其值為：</p><p><b>　　—軋制壓力，㎏</b></p><p>

45、;　　ν—軋輥材料的泊桑系數(shù)</p><p><b>　　b—軋件寬度，cm</b></p><p>　　E—軋輥材料的彈性系數(shù)，</p><p>　　R—工作輥任何半徑，cm</p><p>　　將R=180mm,=0.35mm 帶入公式（2-6）得</p><p><b>　　接觸弧

46、長(zhǎng)</b></p><p>　　2.1.1.2 軋制時(shí)金屬的前滑和后滑</p><p>　　通常軋件通過(guò)變形區(qū)各截面時(shí)，速度是不等的。軋件出軋輥的速度大于軋輥的圓周速度，而軋件入軋輥的速度小于軋輥的圓周速度的水平分速度。顯然，在變形區(qū)內(nèi)，可以找到這樣一個(gè)截面，金屬流過(guò)該截面的速度與軋輥圓周速度的水平分速一個(gè)截面，此截面稱為中性面，而在接觸弧上與之相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)稱為中性點(diǎn)，該點(diǎn)相對(duì)應(yīng)

47、得圓心角稱為中性角。</p><p>　　在軋件咬入處至中性面這一變形區(qū)內(nèi)，任一截面上的金屬質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均速度都小于軋輥圓周速度的水平分量，因而金屬質(zhì)點(diǎn)沿軋輥表面有現(xiàn)對(duì)向后的滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為后滑，該變形區(qū)域稱為后滑區(qū)。顯然，在后滑區(qū)內(nèi)，軋輥?zhàn)饔迷诮饘偕夏Σ亮Φ姆较蚝蛙埣\(yùn)動(dòng)方向相同。在軋制時(shí)，正好依靠此摩擦力的作用，將金屬拉入變形區(qū)。</p><p>　　在中性面至軋件出口停止這一變形區(qū)

48、內(nèi)，任一截面上的金屬質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)平均速度大于軋輥圓周速度的水平分量，因而金屬質(zhì)點(diǎn)沿軋輥表面有相對(duì)向前的滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為前滑，該變形區(qū)稱為前滑區(qū)。顯然，在前滑區(qū)內(nèi)，軋輥?zhàn)饔迷诮饘偕系哪Σ亮Ψ较蚺c軋件運(yùn)動(dòng)的方向相反，此摩擦力欲使軋件脫離變形區(qū)。</p><p>　　2.1.1.3軋制板帶最小厚度</p><p>　　在一定的操作條件下某一軋機(jī)能軋制的帶鋼的最小厚度是衡量帶鋼冷軋機(jī)性能的一個(gè)標(biāo)志

49、。</p><p>　　斯通（M.D.Stone）推薦的計(jì)算機(jī)軋制板帶最小厚度的公式為：</p><p>　?。?-8） </p><p>　　D — 工作輥直徑，mm</p><p>　　μ— 軋制中的摩擦系數(shù)</p><p>　　k — 被軋制

50、金屬的強(qiáng)制屈服極限，</p><p>　　— 被軋帶材的平均張應(yīng)力（等于前后張應(yīng)力之和一半），</p><p>　　E — 軋輥材料的彈性系數(shù)，</p><p>　　羅伯特（W.L.Roberts）考慮變形程度的影響提出的計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>

51、;　　式中 — 考慮變形程度的影響強(qiáng)制屈服極限，</p><p><b>　　其值為：</b></p><p>　　— 帶材的后張應(yīng)力，</p><p>　　— 帶材的前后張應(yīng)力，</p><p>　　— 帶材的變形程度,</p><p>　　分析可知，欲通過(guò)軋制獲得薄帶鋼，可采取以下措施

52、：</p><p>　　1.采用直徑較小的工作輥。但工作輥徑的最小值受到所傳遞的扭矩的限制，因此，目前采用支承輥傳動(dòng)的軋機(jī)來(lái)軋制薄帶；</p><p>　　2.采用較大的前、后張力。張力越大對(duì)軋制強(qiáng)度大的金屬更有實(shí)際意義，但張力值過(guò)大會(huì)使帶鋼沿著由加工硬化而產(chǎn)生的裂口拉斷；</p><p>　　3.采用較好的工藝潤(rùn)滑劑，以減少軋制過(guò)程中金屬與軋輥表面的摩擦系數(shù)。此外

53、，提高軋制速度，也可以使摩擦系數(shù)減小。</p><p>　　2.1.2 軋制時(shí)軋制壓力的計(jì)算金屬的變形阻力</p><p>　　金屬對(duì)塑性變形的抵抗能力，叫作金屬的塑性變形抗力。金屬在進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn)時(shí)，達(dá)到屈服極限后，就產(chǎn)生塑性變形。此時(shí)的屈服極限，就是金屬在橫向拉伸時(shí)的變形阻力。金屬的屈服極限通常是在以下條件下獲得的：</p><p><b>　　1.

54、單向拉伸；</b></p><p>　　2.變形在溫度為20℃條件下進(jìn)行；</p><p><b>　　3.變形速度為：</b></p><p>　　金屬在軋制過(guò)程中，變形速度、溫度和變形程度均與以上試驗(yàn)條件相差很大。軋制溫度可達(dá)900 ~1200℃，變形程度可達(dá)50％（指明一個(gè)軋制道次），變形速度可達(dá)50或更高。此外，金屬在軋制過(guò)

55、程中的應(yīng)力狀態(tài)也較復(fù)雜（并非單向應(yīng)力狀態(tài)）。因此，金屬在試驗(yàn)條件下的屈服極限并非金屬在軋制過(guò)程中的變形阻力，但兩者卻有一定的聯(lián)系。</p><p>　　2.1.3 軋制壓力的計(jì)算公式</p><p>　　目前工程上廣泛采用斯通公式來(lái)計(jì)算軋制壓力，斯通公式寫成下式：</p><p>　?。?-10）

56、 </p><p>　　式中x — 計(jì)算系數(shù)，，由x值可按表查得 值</p><p>　　μ— 軋件與軋輥表面的摩擦系數(shù)</p><p>　　— 軋件在變形區(qū)內(nèi)的平均厚度，</p><p>　　— 軋件的平均張應(yīng)力，</p><p>　　— 軋件在變形區(qū)內(nèi)強(qiáng)制屈服極限的平均值，</p>&

57、lt;p><b>　　其值為</b></p><p>　?。?、 — 軋制前、后金屬的變形阻力）</p><p>　　用斯通公式直接計(jì)算比較困難，通常采用圖表法，計(jì)算步驟為：</p><p><b>　　求出 及 值</b></p><p><b>　　求出a值，</b>&

58、lt;/p><p><b>　　利用圖表求出值</b></p><p>　　利用圖表查出，并計(jì)算出的值</p><p><b>　　用乘以即可得到的值</b></p><p>　　用值乘以軋材寬度b就可以得到軋制壓力</p><p>　　采用圖表法來(lái)計(jì)算軋制壓力，計(jì)算過(guò)程如下：&

59、lt;/p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　軋件入口厚度H=0.7mm</p><p>　　軋件出口厚度h=0.35mm</p><p>　　軋件寬度b=1800mm</p><p>　　軋輥（新）半徑R=180mm</p><p>　　接觸弧長(zhǎng)度l=7

60、.9mm</p><p>　　摩擦系數(shù)μ=0.02（查表）</p><p>　　前后張應(yīng)力=0.0825， =0.0929</p><p><b>　　平均張應(yīng)力</b></p><p><b>　　代入上式的</b></p><p><b>　　平均厚度mm<

61、;/b></p><p><b>　　平均張應(yīng)力</b></p><p>　　強(qiáng)制屈服極限的平均值</p><p><b>　　則有</b></p><p>　　根據(jù)， 查圖可得：x=0.36</p><p>　　根據(jù)x=0.36，查表得</p><

62、p><b>　　則</b></p><p><b>　　所以軋制壓力</b></p><p>　　2.2 輥系受力分析與穩(wěn)定性</p><p>　　四輥軋機(jī)的輥系由工作輥與支承輥組成，軋制時(shí)，工作在工作輥上的軋制力傳遞給直徑較大的支承輥，使軋機(jī)具有較大的剛度，從而保證所扎帶材的精度。</p><p

63、>　　本設(shè)計(jì)中，采用工作輥傳動(dòng)且工作輥相對(duì)于支承輥有偏移（偏移量e=3mm）的帶張力正向（沿軋制方向偏移）軋制過(guò)程。</p><p>　　2.2.1 輥系的受力分析</p><p>　　工作輥相對(duì)于支承輥有偏移的四輥軋機(jī)輥系受力分析如圖2-4所示。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中采用帶張力軋制，其中后張力大于前張力，則有：</p><p&

64、gt;<b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中 P — 軋制力與張力在工作輥上的合力</p><p>　　— 工作輥與支承輥間的相互作用力</p><p>　　— 工作輥軸承座作用于工作輥的水平力</p><p&

65、gt;　　—的作用線與工作輥和支承輥連心線間的夾角</p><p>　　— P的作用線與垂直線間的夾角。</p><p>　　由以上公式可知，要確定作用線及，必須確定及</p><p>　　圖2-4 工作輥相對(duì)于支承輥有偏移的四輥軋機(jī)輥系受力分析</p><p>　　已知軋制力及前、后張力后，P可按下式求得：</p><p

66、><b>　　(2-13)</b></p><p>　　按作用在軋件上的力的平衡條件，有以下關(guān)系式</p><p><b>　　(2-14)</b></p><p>　　(2-15) </p><p>

67、　　弧度 （2-16）</p><p>　　式中 — 支承輥軸承的摩擦圓半徑；</p><p>　　k — 工作輥與支承輥間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)；</p><p>　　e — 工作輥相對(duì)于支承輥中心的偏移量；</p><p><b>　　— 工作輥半徑；</b&g

68、t;</p><p><b>　　— 支承輥半徑。</b></p><p><b>　　k值可按下式求得：</b></p><p><b>　　（2-17）</b></p><p>　　式中 c — 考慮接觸應(yīng)力不均勻分布系數(shù)，冷軋時(shí)取c=0.02~0.04；</p&g

69、t;<p>　　L — 軋輥輥身長(zhǎng)度，mm；</p><p>　　、 —工作輥、支承輥輥身半徑，mm；</p><p>　　、 —工作輥、支承輥材料的彈性模量，；</p><p>　　工作輥與支承輥軸承的摩擦圓半徑可按以下公式求得：</p><p><b>　?。?-18）</b></p>&

70、lt;p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　式中、 — 工作輥、支承輥軸承的摩擦系數(shù)；</p><p>　　、 — 工作輥、支承輥輥徑半徑。</p><p>　　作用在兩個(gè)工作輥上的扭矩可按下式求得：</p><p>　?。?-20）

71、 </p><p>　　式中 — 軋制力矩；</p><p>　　— 相對(duì)于工作輥中心的力臂，其值為：</p><p><b>　　（2-21）</b></p><p>　　2.2.2四輥軋機(jī)輥系的穩(wěn)定性</p><p>　　由于四輥軋機(jī)工作輥與其軸承座間及工作輥軸承座與支承

72、輥軸承座間存在間隙，在軋制過(guò)程中，工作輥及其軸承座如無(wú)固定的側(cè)向力約束，將處于不穩(wěn)定狀態(tài)（即工作輥在軋制沖擊力作用下，時(shí)而向一側(cè)，時(shí)而向另一側(cè)移動(dòng)）。工作輥的這種自由狀態(tài)，會(huì)降低軋制精度，加劇軋輥的磨損，并使軸承受反復(fù)沖擊而降低其壽命。因此，有必要在軋制時(shí)保證工作輥的穩(wěn)定位置，即讓工作輥軸承始終承受一個(gè)方向不變的水平力。</p><p>　　保持工作輥穩(wěn)定性的有效方法，是使兩工作輥連心線沿軋制方向有一個(gè)偏移量并保

73、持帶材的前張力大于后張力，即采用正向軋制（如圖2-5）。</p><p>　　圖2-5 工作輥傳動(dòng)的四輥軋機(jī)工作輥</p><p>　　相對(duì)于支承輥偏移后的輥系受力情況</p><p>　　2.3軋機(jī)的工作制度和軋制速度</p><p>　　2.3.1軋機(jī)的工作制度</p><p>　　軋機(jī)的工作制度按操作方式可分為可

74、逆式和不可逆式兩種，按軋制狀態(tài)又可分為帶張力的帶式工作制和無(wú)張力的塊片式工作制兩種。本軋機(jī)采用不可逆式帶張力的帶式工作制度。下面簡(jiǎn)要介紹不可逆式工作制度和帶張力的工作制度。</p><p><b>　　1.不可逆式工作制</b></p><p>　　不可逆式工作制度應(yīng)用最廣。當(dāng)采用這種工作制時(shí)，軋輥與軋件的運(yùn)動(dòng)方向始終不變，但軋制速度卻有可調(diào)與不可調(diào)兩種。在一般線材或

75、小規(guī)格的型材軋機(jī)上，軋制速度一般不需要調(diào)整。這類軋機(jī)的主電動(dòng)機(jī)通常選用交流同步電機(jī)或異步電機(jī)。在某些軋機(jī)上，在軋制過(guò)程中不需調(diào)速，但在更換軋材品種時(shí)需要調(diào)整軋制速度。這類軋機(jī)通常采用調(diào)速范圍廣的直流電動(dòng)機(jī)。在連續(xù)式帶材冷軋機(jī)上，為了保證通過(guò)每個(gè)機(jī)座金屬秒流量相等，保持軋件張力的恒定，需要在軋制過(guò)程中不斷調(diào)整軋制速度。在這類自動(dòng)控制水平較高的軋機(jī)上，一般都采用調(diào)速范圍廣、超載能力大、慣性力矩小的直流電動(dòng)機(jī)來(lái)傳動(dòng).</p>&

76、lt;p>　　2.帶張力的工作制度</p><p>　　當(dāng)采用這種工作制時(shí)，軋件不僅承受軋輥所施加的軋制力，而且還承受卷曲機(jī)和開卷機(jī)所施加的前后張力，處于易塑性變形的良好應(yīng)力狀態(tài)，使軋制條件大大改善，宜于軋制平直的薄帶。目前大多數(shù)生產(chǎn)帶材和箔材的四輥冷軋機(jī)和多輥軋機(jī)以及帶材冷軋機(jī)，都采用這種工作制度。這類軋機(jī)由于需要較大的調(diào)速范圍，一般也都采用直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。</p><p>　　2

77、.3.2軋機(jī)的軋制速度</p><p>　　軋機(jī)的軋制速度是軋件出軋輥的速度，如忽略前滑的影響，軋制速度就等于軋輥輥身的圓周速度。</p><p>　　軋制速度速度是軋機(jī)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。它與軋機(jī)的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)能力、軋材的工藝特點(diǎn)以及操作條件等因素有關(guān)。在不同的軋機(jī)上，軋制速度相差很大，綜合得將該軋機(jī)的軋制速度設(shè)計(jì)為3.6m/s。</p><p><b>

78、　　2.4 小結(jié)</b></p><p>　　本章中計(jì)算得到下列設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　絕對(duì)壓下量=0.75-0.35=0.35mm</p><p><b>　　相對(duì)壓縮率 </b></p><p>　　咬入角α=2.35°</p><p><b>　　接觸弧

79、長(zhǎng)</b></p><p><b>　　軋制壓力</b></p><p>　　軋制速度設(shè)計(jì)為3.6m/s。</p><p>　　第3章 軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置</p><p>　　3.1 軋機(jī)主機(jī)列簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1.1 軋機(jī)主機(jī)列的基本組成</p><p&

80、gt;　　軋機(jī)主機(jī)列由主電機(jī)、傳動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即軋機(jī)的工作機(jī)座）三部分組成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由聯(lián)軸器、減速器、齒輪機(jī)座和接軸等組成。其作用是將主電機(jī)的動(dòng)力傳給軋輥。</p><p>　　軋機(jī)所用的減速器一般為一級(jí)減速器。當(dāng)需要設(shè)置飛輪時(shí)，飛輪應(yīng)裝在小齒輪軸的兩端，以使負(fù)荷均勻的加在軸和軸承上。常用軋機(jī)齒輪機(jī)座的形式有二輥式、三輥式和四輥式三種。通常下齒輪是主動(dòng)的。</p><p>　　連接軸

81、的作用是將動(dòng)力從齒輪機(jī)座或主電機(jī)傳遞給軋輥。軋輥常用的連接軸主要有萬(wàn)向接軸、弧形齒接軸和梅花接軸三種。一般板帶軋機(jī)均使用萬(wàn)向接軸。軋機(jī)主機(jī)列所選用的聯(lián)軸器有以下幾種：剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和補(bǔ)償聯(lián)軸器。目前多用齒式補(bǔ)償聯(lián)軸器，因?yàn)檫@類聯(lián)軸器的兩軸之間允許有不大的偏移或傾斜。</p><p>　　3.1.2 軋機(jī)主機(jī)列的基本類型</p><p>　　軋機(jī)主機(jī)列的基本類型有以下四種：</

82、p><p>　　1.電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)軋輥的主機(jī)列</p><p>　　2.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有齒輪機(jī)座的主機(jī)列</p><p>　　3.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有滑動(dòng)離合器的主機(jī)列</p><p>　　4.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有減速器及齒輪機(jī)座的主機(jī)列</p><p>　　該軋機(jī)主機(jī)列的基本傳動(dòng)形式（圖3-1），是電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器、減速器、齒輪機(jī)座及接軸等傳

83、動(dòng)兩個(gè)軋輥。且驅(qū)動(dòng)工作輥。本設(shè)計(jì)中采用這種主機(jī)列。</p><p>　　圖3-1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)有齒輪機(jī)座的主機(jī)列</p><p>　　3.2 齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu)和主減速器</p><p>　　3.2.1 齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu)</p><p>　　齒輪機(jī)座的用途是通過(guò)減速器把主電動(dòng)機(jī)的扭矩分配并傳遞給軋機(jī)工作輥的。本設(shè)計(jì)中，扭矩由齒輪機(jī)座的下軸傳入。<

84、;/p><p>　　1.齒輪機(jī)座的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　就整個(gè)機(jī)座與軸承座的相互配置來(lái)說(shuō)，齒輪機(jī)座主要有以下三種型式：</p><p>　　1）高窗口開啟式，即在底座上開有較高的窗口，窗口可放置上下軸的軸承座，頂上用機(jī)蓋壓緊。</p><p>　　2）矮窗口開啟式，即在上軸承座的軸承蓋與機(jī)蓋做成一體，降低了底座上的窗口高度。</p&

85、gt;<p>　　3）水平剖分式，即整個(gè)機(jī)架沿水平剖分成三段，不用另外的軸承座。</p><p><b>　　2.軸承</b></p><p>　　目前，板帶軋機(jī)的齒輪機(jī)座及主減速器，多采用滾動(dòng)軸承，常用的型式為單列向心短圓柱滾子軸承、雙列向心短圓柱滾子軸承、雙列調(diào)心球面滾子軸承和雙列圓錐滾子軸承。</p><p><b&g

86、t;　　3.潤(rùn)滑和密封</b></p><p>　　齒輪輪齒和軸承潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方法一般采用稀油直接潤(rùn)滑。</p><p>　　底座和機(jī)蓋結(jié)合面的密封，一般采用迷宮式結(jié)構(gòu)；出軸處采用甩油環(huán)加油密封或甩油環(huán)加迷宮密封結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　4.輪齒型式</b></p><p>　　根據(jù)軋機(jī)的負(fù)荷特性，齒

87、輪應(yīng)具有較高的承載能力和精度，并希望外形小、重量輕。一般采用漸開線齒形、經(jīng)過(guò)精加工的硬齒面圓柱齒輪。</p><p>　　3.2.2 主減速器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　減速器和齒輪機(jī)座的一些共性問(wèn)題，如軸承、潤(rùn)滑與密封等可參閱齒輪機(jī)座部分。</p><p>　　1.主減速器的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　現(xiàn)代板帶軋機(jī)的主減速器的特點(diǎn)：<

88、;/p><p>　　1）整個(gè)機(jī)殼為焊接結(jié)構(gòu)。軸承蓋與機(jī)蓋是分開的；</p><p>　　2）全部采用滾動(dòng)軸承，在滾動(dòng)軸承外圈與機(jī)座鏜孔之間裝有調(diào)整齒輪嚙合間隙用的偏心套，其偏心距為0.25毫米或5毫米；</p><p>　　3）出軸處密封良好，為防止漏油，有的采用甩油環(huán)加油封密封及徑向迷宮密封等。</p><p><b>　　2.齒輪與

89、軸的裝配</b></p><p>　　齒輪與軸通常采用熱裝，即把齒輪加熱到一定溫度后，再與軸裝配。其裝配方法一般有兩種：</p><p>　　1）鍵連接，及齒輪孔與軸之間有一定的過(guò)盈，并附加平鍵聯(lián)接；</p><p>　　2）無(wú)鍵聯(lián)接，即只靠齒輪孔與軸之間的過(guò)盈配合，而不加其他的固定裝置。</p><p><b>　　3

90、.3十字萬(wàn)向接軸</b></p><p>　　軋機(jī)常用的連接軸有萬(wàn)向接軸、梅花接軸、聯(lián)合接軸（一頭為萬(wàn)向鉸接，另一端為梅花軸）和齒式接軸。由于軋機(jī)的軋輥中心與齒輪軸軸心不在同一條直線上，中間傳動(dòng)軸與水平線需傾斜一個(gè)角度，此角度隨軋輥的調(diào)整而改變，因此需要采用萬(wàn)向接軸。</p><p>　　帶滾動(dòng)軸承的十字軸式萬(wàn)向接軸近十幾年越來(lái)越多地應(yīng)用與軋鋼機(jī)主傳動(dòng)中，并有逐步取代滑塊式萬(wàn)向

91、接軸的趨勢(shì)。</p><p>　　圖3-1 十字頭萬(wàn)向接軸</p><p>　　3.3.1 十字萬(wàn)向接軸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　十字萬(wàn)向接軸的結(jié)構(gòu)如圖所示，是在兩個(gè)軸端分別裝有叉頭，與十字頭相聯(lián)接，形成關(guān)節(jié)，使兩軸在傾斜一定的角度情況下尚能傳遞扭矩。其傾斜角為5°~10°。</p><p>　　3.3.2十字萬(wàn)向接軸的

92、優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）傳動(dòng)效率高 由于采用滾動(dòng)軸承，所以摩擦損失小，傳動(dòng)效率可達(dá)到98.7%～99%，可以降低電力消耗5%～15%：</p><p>　　2）傳遞扭矩大 在相同回轉(zhuǎn)直徑的情況下，比滑塊式萬(wàn)向接軸能傳遞更大的扭矩。由于叉頭強(qiáng)度限制，目前國(guó)內(nèi)使用的十字軸式萬(wàn)向接軸，傳遞扭矩多在800 以下。我國(guó)以生產(chǎn)了承載1500的接軸。國(guó)外系列最大傳遞扭矩最高可達(dá)5400～83

93、00；</p><p>　　3）傳動(dòng)平穩(wěn) 由于傳動(dòng)軸承的間隙小，接軸的沖擊和振動(dòng)顯著減少，約為滑塊式萬(wàn)向接軸的，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；</p><p>　　4）潤(rùn)滑條件好 用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，易密封，沒有漏油現(xiàn)象，耗油量小，省去了潤(rùn)滑系統(tǒng)，改善了生產(chǎn)環(huán)境，節(jié)約了保養(yǎng)維修費(fèi)用。</p><p>　　5）噪音低 使用滑塊式萬(wàn)向接軸，空車運(yùn)行時(shí)，噪音高達(dá)80～90,軋制時(shí)高達(dá)6

94、0。而使用十字軸式萬(wàn)向接軸，噪音可降低到30～40，改善了工作環(huán)境，有利于保障操作工人的身體健康；</p><p>　　6）使用壽命長(zhǎng)一次使用可達(dá)1～2年以上，可減少更換零部件的時(shí)間和費(fèi)用；</p><p>　　7）允許傾角大可達(dá)10°～15°，用于立輥軋機(jī)可降低車間高度，節(jié)省投資</p><p>　　8）適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。</p>

95、<p>　　十字軸式萬(wàn)向接手主要由軸套叉頭，十字軸組成，在廠方幫助下，確定基本參數(shù)：回轉(zhuǎn)直徑1120mm 、公稱扭矩3120 ，接軸許用工作傾角5°。其損壞形式有叉頭凸起部分被壓堆了、十字式軸根部發(fā)生斷裂、十字軸的滾動(dòng)軸承粒發(fā)生碎裂、剪斷和點(diǎn)蝕、軸承盒被撕裂、聯(lián)接螺栓頭斷裂以及螺紋與光桿的交界處發(fā)生斷裂等。</p><p><b>　　3.4 小結(jié)</b></p&g

96、t;<p>　　本章主要介紹了軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置，并確定了齒輪機(jī)座和主減速器的結(jié)構(gòu)，并選用了十字萬(wàn)向接軸。</p><p><b>　　第4章 軋輥</b></p><p>　　軋輥在軋制過(guò)程中承受著由金屬變形抗力而引起的交變應(yīng)力的作用，并處在劇烈的磨損狀況下、受周期變化的熱應(yīng)力作用，因而要求軋輥具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。軋輥在軋制過(guò)程中的彈性變形及其形狀和

97、位置誤差，對(duì)軋材的精度有直接影響，因而要求軋輥具有足夠的剛度和制造、安裝精度。此外，軋制過(guò)程中的一系列工藝參數(shù)（如軋制力、軋制速度、軋制時(shí)的能耗、軋材規(guī)格等）都與軋輥的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)有關(guān)。因此，必須合理地選擇軋輥的尺寸和結(jié)構(gòu)，并正確地選擇軋輥材料。本章主要設(shè)計(jì)軋輥。</p><p><b>　　4.1軋輥的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　軋輥通常由輥身、滾經(jīng)、和傳動(dòng)

98、端三個(gè)基本結(jié)構(gòu)要素組成。此外，還有制造，安裝所需的輔助表面，如中心孔，緊固、吊裝用的溝槽，螺孔以及軋機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)前盤動(dòng)軋輥所用帶槽軸身等。</p><p>　　4.1.1軋輥的基本類型</p><p>　　四輥軋機(jī)的整體式工作輥有空心和實(shí)心結(jié)構(gòu)兩種。熱軋機(jī)上常用實(shí)心軋輥，而冷軋機(jī)上常用空心軋輥。我的設(shè)計(jì)采用空心軋輥，采用空心軋輥的原因如下：</p><p>　　1）便于

99、軋輥的預(yù)熱和冷卻</p><p>　　2）當(dāng)工作輥輥身表面淬火時(shí)，為增強(qiáng)淬火效應(yīng)，保證淬火層的硬度和厚度，需通水冷卻內(nèi)孔表面</p><p>　　3）車除軋輥中心部位在鑄造時(shí)形成的疏松組織。</p><p>　　按制造方法，工作輥可分為鑄造輥、鍛造輥和鑲套輥三種。工作輥傳動(dòng)端與傳動(dòng)扁頭相連，連接方式有兩種，一種采用鍵連接一種采用平口結(jié)構(gòu)。</p>&l

100、t;p>　　本設(shè)計(jì)采用鑄造輥，其連接方式為平口結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖4-1 工作輥零件圖</p><p>　　圖4-2 帶平頭的輥頭</p><p>　　4.1.2 減少軋輥應(yīng)力集中地結(jié)構(gòu)措施</p><p>　　在軋制過(guò)程中，工作輥除受平衡力外，還要承受調(diào)節(jié)輥型用的較大的彎輥力，因此，工作輥過(guò)渡區(qū)段的應(yīng)力集中比較嚴(yán)重。從減

101、少應(yīng)力集中地觀點(diǎn)來(lái)看，過(guò)度愈平滑（臺(tái)階越多）愈有利，但制造必然愈困難。</p><p>　　4.1.3空心輥的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)</p><p>　　工作輥的內(nèi)孔有三種形式：</p><p>　　平滑內(nèi)孔（參見圖4-1）、階梯型內(nèi)孔、帶腹孔的內(nèi)孔三種，后兩種不作詳述。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用平滑內(nèi)孔，其內(nèi)孔直徑與輥身直徑的最佳比值，則，<

102、/p><p>　　取內(nèi)孔直徑, ，其公差取。</p><p>　　4.2軋輥的基本尺寸</p><p>　　4.2.1工作輥輥身長(zhǎng)度</p><p>　　工作輥的輥身長(zhǎng)度應(yīng)與所扎的帶材寬度相適應(yīng)，可由下式確定：</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p>　

103、　式中——所軋帶材的最大寬度</p><p>　　a——與帶材寬度有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)b=1000-2500時(shí)，a=150-250mm</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，所軋帶材的，可取</p><p><b>　　則，即取。</b></p><p>　　4.2.2工作輥直徑</p><p>　　在選擇工作

104、輥直徑時(shí)，應(yīng)考慮咬入條件、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、工作輥與支承輥間壓力分布的均勻性、直徑變化對(duì)軋制力的影響以及軋制速度和軋輥的熱平衡等。</p><p>　　選擇冷軋機(jī)的工作輥直徑應(yīng)該以能否對(duì)帶材實(shí)現(xiàn)壓下為前提，對(duì)軋件壓力是否均勻分布，并不作為重要條件來(lái)考慮。</p><p>　　冷軋時(shí)工作輥可采用斯通公式來(lái)確定：</p><p>　?。?-2）

105、</p><p>　　式中E — 軋輥材料的彈性系數(shù) </p><p>　　k — 帶材的強(qiáng)度屈服極限，</p><p><b>　　（）</b></p><p>　　— 被軋帶材的最小厚度</p><p>　　— 軋制時(shí)前后張應(yīng)力的平均值</p><p>　　— 軋制時(shí)后

106、的張應(yīng)力</p><p>　　— 軋制時(shí)的前張應(yīng)力</p><p>　　μ — 冷軋時(shí)的摩擦系數(shù)</p><p>　　4.3工作輥的撓度計(jì)算</p><p>　　軋機(jī)的剛度很大程度上取決于軋輥（包括工作輥和支承輥）的剛度。在評(píng)定軋機(jī)的剛度和設(shè)計(jì)軋輥時(shí)，需要以下幾個(gè)數(shù)據(jù)：即在軋制力的作用下工作輥輥身邊緣相對(duì)于終點(diǎn)的撓度、工作輥輥身與板材邊緣接觸

107、處相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度。</p><p>　　工作輥的撓度取決于支承輥撓度、工作輥與支承輥間彈性壓扁的不均勻性以及軋輥的實(shí)際凸度與凹度等因素</p><p>　　4.3.1工作輥輥身邊緣相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度計(jì)算</p><p>　　工作輥輥身邊緣相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度計(jì)算見圖，工作輥輥身邊緣相對(duì)于輥身中點(diǎn)撓度可按下式求得：</p><p>　　

108、（4-3） </p><p>　　式中、 — 工作輥材料的彈性模量和剪切模數(shù)</p><p>　　、 — 工作輥輥身截面的慣性矩和面積</p><p>　　圖4-3 確定時(shí)所用的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　由所產(chǎn)生得彎矩為：<

109、;/b></p><p><b>　　（4-4）</b></p><p><b>　　由所產(chǎn)生的剪力為：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　由所產(chǎn)生的彎矩為：</b></p><p

110、><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　由所產(chǎn)生的剪力為：</b></p><p><b>　　（4-7）</b></p><p>　　所求撓度之處作用的單位力引起的彎矩和剪力為：</p><p>　　將以上彎矩與剪力的計(jì)算公式帶入，積分整理得：&l

111、t;/p><p><b>　?。?-8） </b></p><p>　　式中 — 工作輥輥身直徑</p><p><b>　　— 工作輥輥身長(zhǎng)度</b></p><p>　　— 工作輥與支撐輥間的平均壓力，其值為</p><p><b>　　— 軋制壓力</b

112、></p><p>　　4.3.2工作輥輥身與板材邊緣接觸處相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度計(jì)算</p><p>　　工作輥輥身與板材邊緣接觸處相對(duì)與輥身中點(diǎn)的撓度計(jì)算同工作輥輥身邊緣相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度計(jì)算過(guò)程一樣。同理可得：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中 — 軋輥輥身中部與邊部

113、壓力的差值。</p><p>　　4.3.3軋輥輥身中部與邊部壓力差值的確定</p><p>　　可由工作輥與支承輥撓度的相互關(guān)系求得</p><p><b>　　（4-10）</b></p><p>　　查表及利用相關(guān)公式得各參數(shù)計(jì)算公式</p><p>　　4.3.4工作輥撓度的計(jì)算過(guò)程<

114、;/p><p><b>　　已知：</b></p><p><b>　　工作輥彈性模量</b></p><p><b>　　工作輥的剪切模量</b></p><p>　　工作輥的輥身長(zhǎng)度L=2200mm</p><p>　　工作輥的總長(zhǎng)度l=2970mm&l

115、t;/p><p><b>　　工作輥直徑</b></p><p><b>　　支承輥直徑</b></p><p>　　軋件寬度b=1800mm</p><p><b>　　軋制力</b></p><p>　　工作輥與支承輥之間的平均壓力</p>

116、<p><b>　　取軋輥凸度</b></p><p><b>　　帶入相關(guān)公式得</b></p><p>　　將所計(jì)算各已知量代入公式得</p><p>　　1)工作輥輥身邊緣相對(duì)于中點(diǎn)的撓度</p><p>　　2)工作輥輥身與板材邊緣接觸處相對(duì)于輥身中點(diǎn)的撓度</p>

117、<p>　　4.4 軋輥的材料與制造技術(shù)要求</p><p>　　4.4.1 軋輥的材料</p><p>　　在板、帶軋機(jī)上常用的軋輥有鑄鐵輥、鑄鋼輥、鍛鋼輥、和鑲套輥四種。</p><p>　　其中鍛鋼輥主要用于冷軋機(jī)上，冷軋機(jī)上工作輥所用的材料有：9Cr、9Cr2、9Cr2W、9CrV以及GCr15等。</p><p>　　在

118、選取冷軋輥材料時(shí)，應(yīng)考慮軋輥尺寸及其工作條件。直徑較小且軋制速度較高的軋輥主要是耐磨性要求高，直徑較大的軋輥除要求耐磨性較高外，對(duì)淬火深度（淬透性）也有要求。9CrV韌性好，能承受較大的沖擊，機(jī)械性能不隨冷軋時(shí)的溫度升高而顯著變化，其淬透性最差，適合于制造尺寸小、速度高、連續(xù)工作的工作輥。9Cr2淬透性好，適合于制作直徑520毫米以下的工作輥。冷軋工作輥的硬度主要是由含碳量和殘余應(yīng)力決定的，有效淬硬層厚度主要是有含鉻量而定。</p

119、><p>　　綜上，本設(shè)計(jì)中工作輥選用鍛鋼輥，其材料選為9Cr2。</p><p>　　4.4.2軋輥制造技術(shù)要求</p><p>　　對(duì)軋輥制造技術(shù)要求是為了保證軋輥的機(jī)械強(qiáng)度、軋材表面質(zhì)量和軋輥的安裝精度。</p><p>　　4.4.2.1保證軋輥機(jī)械強(qiáng)度所規(guī)定的技術(shù)要求</p><p>　　在軋制過(guò)程中，軋輥要承受

120、很大的作用力，因此應(yīng)首先保證軋輥具有所要求的強(qiáng)度。在技術(shù)要求中規(guī)定：</p><p>　　保證材料的化學(xué)成分及機(jī)械性能；</p><p>　　不允許有鑄造缺陷，如氣孔、沙眼、裂紋、夾渣及偏析等；</p><p>　　鍛造輥的坯料必須經(jīng)多方均勻鍛壓，鍛壓比不得小于3；</p><p>　　熱處理后的殘余應(yīng)力應(yīng)最?。?lt;/p><

121、;p>　　保證軋輥接觸強(qiáng)度所需的表面硬度。</p><p>　　4.4.2.2保證軋材表面質(zhì)量所規(guī)定的技術(shù)要求</p><p>　　在軋制過(guò)程中，軋輥表面與軋材直接接觸，因此必須保證軋輥表面具有較高的耐磨性能，以保證軋材的表面質(zhì)量。軋輥的耐磨性取決于軋輥的表面硬度。</p><p>　　4.4.2.3 軋輥的配合尺寸與形位公差（保證安裝和軋制精度所規(guī)定的技術(shù)要

122、求）</p><p>　　在普通四輥軋機(jī)上，軋輥的一下尺寸是有配合精度要求的：輥徑直徑，為拆卸滾動(dòng)軸承方便，其制造公差或；尺寸安裝軸承的定位套筒用的，制造公差為；工作輥與聯(lián)軸器的配合尺寸公差為或；工作輥傳動(dòng)扁頭尺寸公差為。</p><p>　　為保證軋輥的安裝和使用精度，除規(guī)定軋輥的尺寸精度外，在技術(shù)要求中還要規(guī)定軋輥的形位公差精度，包括：</p><p>　　輥頸

123、的橢圓度忽然圓柱度公差應(yīng)為其制造公差的25~35％；</p><p>　　輥身相對(duì)于輥頸的同軸度應(yīng)盡量縮小，尤其是支承輥，因不同軸度誤差直接影響著軋制精度（板、帶材的縱向厚度差）。對(duì)于大中型板帶熱軋機(jī)，支撐輥輥身相對(duì)于輥頸的同軸度誤差不大于0.10~0.14毫米；對(duì)于冷軋機(jī)或熱連軋機(jī)的精軋機(jī)座，則不大于0.05~0.10毫米，或不超過(guò)毫米（為支承輥輥身直徑）；在高精度冷軋機(jī)上，此同軸度誤差不大于0.02毫米。兩輥

124、頸相互間的同軸度亦應(yīng)控制在此范圍內(nèi)。</p><p>　　各端面相對(duì)于軋輥軸心線的垂直度可按形位公差國(guó)標(biāo)（GB1184-80）中規(guī)定的5~6級(jí)精度選取。</p><p>　　工作輥傳動(dòng)扁頭的兩平面相對(duì)于工作輥軸心線的對(duì)稱度可按GB1184-80中規(guī)定的8~9級(jí)精度選取。</p><p>　　軋輥輥頸上各臺(tái)階相對(duì)于輥頸的徑向跳動(dòng)可按GB1184-80中規(guī)定的7~9級(jí)精

125、度選取。</p><p>　　各鍵槽表面相對(duì)于軋輥軸心線的對(duì)稱度應(yīng)不大于鍵槽公差的80％。</p><p>　　軋輥兩端面上的中心孔在軋輥制造完后應(yīng)預(yù)保留，供重磨軋輥用。對(duì)于重量5噸以下的軋輥，中心孔的錐度為60°，5噸以上的軋輥，用75°或90°錐角。</p><p><b>　　4.5小結(jié)</b></p&