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轧钢机械设备(DOC)

轧钢机的定义狭义的定义:直接轧制钢材的机械设备广义的定义:用于轧制钢材所需的全部设备轧钢机械设备的组成主要设备:直接使轧件产生塑性变形的设备--轧钢机主机列,包括:工作机座、接轴、齿轮机座、减速机、联轴节、主电机辅助设备:主设备以外的各种设备,包括:加热炉、剪切机、辊道、矫直机、包装机等各种设备轧钢机分类(主设备)按用途分类<1> 开坯机:将钢锭轧成钢坯(方坯、板坯、圆管坯)<2>型钢轧机:将方坯轧成型材<3>热轧板带轧机:将板坯轧制各种厚度的板材<4> 冷轧板带轧机:将热轧板轧成冷轧板<5>钢管轧机:将圆管坯轧制成无缝钢管<6>特种轧机:特殊用途的轧机按结构分类<1> 二辊式可逆:初轧机、轨梁轧机、中厚板不可逆:型钢连轧机<2> 三辊式:走上下两条轧制线<3> 三辊劳特式:中辊浮动<4> 四辊式:由两个工作辊和两个支承辊构成<5> 多辊式:由两个工作辊和多个支承辊构成,主要用于冷轧板带钢<6> 行星式:<7> 立辊式:<8> 万能式:立辊+平辊<9> H型钢轧机<10>斜辊式按布置分类(1)单机座式优点:轧机少,易操作缺点:成本相对较高(一个电机、一个减速机、一个齿轮机座带一个轧机)(2)横列式主要用于型钢轧机,一个电机带多个轧机优点:(1)设备成本低;(2)可采用大规格原料,降低轧材成本;(3)头尾温差小,轧材尺寸教精确。

缺点:(1)后架轧辊的速度不能与增长的轧件长度相匹配;(2)轧件要横移,需设移钢机。

(3)纵列式一个电机分别带一个轧机,每架轧机轧完后进入下一架轧机。

优点:(1)产量高;(2)轧辊速度与轧件长度相匹配缺点:(1)厂房细长;(2)机械投资大(4)连续式一个电机分别带一个轧机,轧件同时进入每架轧机,常用于冷轧。

优点:(1)产量高;(2)厂房长度小缺点:要求严格的妙流量相等(5)半连续式(4)3/4连续式二、辅助设备分类(1)切断设备:火焰切割机、锯切机、剪切机等(2)矫直设备:压力矫直机、张力矫直机、辊式矫直机等(3)卷取机:线材卷取机、钢板卷取机等(4)表面加工设备:酸洗机组、镀层机组、清洗机组、打印机等(5)热处理设备:缓冷设备、退火设备、淬火设备等(6)运输设备:辊道、推床、翻钢机、推钢机、冷床、吊车等(7)包装设备:打捆机、包装机等1.轧钢机的命名(1)型钢轧机(初轧机):以型钢轧机轧辊的名义直径(公称直径)来命名,或以人字齿轮机座的节圆直径(人字齿轮的中心距)命名;如φ650型钢轧机。

轧辊名义直径(2)板带轧机:以轧辊辊身长度来命名;如1780热轧带钢轧机。

轧辊辊身长(3)钢管轧机:以所能生产钢管的最大外径来命名;如φ140自动轧管机组。

2.轧钢机的构成(主机列)图3-2 三辊式轧钢机主机列简图(1)主电机(从轧制的运转状态还可分为不变速、变速可逆和变速不可逆等种类。

)(2)减速机(3)飞轮:(横列式轧机上专用,因间隙时间较长)均衡主电机负荷,间隙时间储存能量,工作时间放出能量。

(连轧机、可逆轧机不用飞轮)(4)齿轮机座(5)电机联轴节、主联轴节、万向接轴:联结、传递动力。

(6)工作机座:完成塑性变形。

3.轧钢机工作制度轧钢机工作制度指轧机速度随时间变化的规律。

(分两种)(1)不可逆式1)不调速;2)不常调速;3)常调速;4)带飞轮。

(2)可逆式:第二章轧辊一、轧辊工作特点:(1)承受巨大的轧制力、力矩和动载荷;(2)热轧时承受很大的交变应力(温度应力,冷轧时)受很大的接触应力;(3)最易磨损,影响寿命;(4)工作环境恶劣,水中有大量铁皮、灰尘等。

二、轧辊分类:(1)按结构分:1)带孔型;2)平辊;3)特殊辊(2)按用途分:1)工作辊;2)支承辊三、轧辊的结构及参数1.轧辊结构辊身:与轧件接触,完成塑性变形;辊颈:轧辊支承部分,承受轧制力;辊头:传递轧辊扭矩部分;2.轧辊参数(1)辊身尺寸(L ×D ):表征轧辊尺寸的基本参数。

( a )辊身直径(D )公称直径(名义直径):轧机人字齿轮中心距。

工作直径:与轧件相接触部位的直径。

辊身直径(D )的确定原则:1>考虑轧辊强度;2>考虑咬入条件: Gg ≥△h /1 –cos αDg :工作辊直径△h :压下量α:最大咬入角3>冷轧时,考虑最小可轧厚度:4>考虑轧辊的重车率:(b )辊身长度(L )的确定:1)板带轧机:L 与所轧板带的宽度有关。

L= bmax +△2)型钢轧机:L 与孔型布置数目和轧辊强度有关。

一般采用 L / Dm 的比值来计算。

(2)辊颈尺寸(l ×d ):与所采用的轴承有关,同时考虑辊颈的强度及轴承的寿命。

(a )辊颈直径(d )滚动轴承:d 大些,d=(0.5~0.55)D 。

滑动轴承:d 小些,d=(0.55~0.8)D 。

(b )辊颈长度(l )l = (0.8~1.2)dl 过长:弯曲严重(辊颈与轴承之间的接触由面接触变为线接触,局部载荷变大);轴承磨损严重。

l 过短:与轴承接触面积小,单位面积承受力较大,轴承寿命低(3)辊头尺寸:根据联接轴的型式确定。

四、轧辊的材质1.常用轧辊轧辊材料:合金锻钢、合金铸钢、铸铁、半钢2. 轧辊材料选择:(1)初轧机:轧辊的强度和咬入居第一位,表面耐磨性和光洁度居第二位,故材质多选铸钢或锻钢。

(2)型钢轧机:粗轧机(考虑轧辊强度):选择铸钢辊。

精轧机(考虑产品尺寸精度):选择铸铁辊。

(3)热轧带钢轧机:工作辊(考虑硬度、耐磨性):常选择铸铁辊。

支承辊(考虑强韧性):选择合金锻钢。

(4)冷轧板带轧机:工作辊:(考虑最小可轧厚度与E 有关,铸铁的弹性模量 E 只是钢的一半) ,选用锻钢辊支承辊:同热轧,选择锻钢。

(5)叠轧薄板轧机:多采用冷硬球墨铸铁复合浇铸轧辊。

五、轧辊强度验算辊身:计算弯曲应力;辊颈:计算弯曲和扭转共同作用的组合应力;辊头:计算扭转应力。

辊颈 辊头 辊辊经 Ll D d轧辊轴承作用:支承转动的轧辊,并保持轧辊在机架中正确的位置一、轧辊轴承的工作特点:(1)承受的单位压力高:轧机轧制力大;(2)承受的热许值(pv值)大;(3)工作温度高(高达300~400℃,普通轴承小于100 ℃);(4)工作环境恶劣(水、油、乳化液、氧化铁皮、灰尘易入)。

二、轴承的主要类型滑动轴承:金属瓦、胶木瓦、液体摩擦轴承滚动轴承(1)金属瓦:青铜制作1)特性:耐热、刚性好,摩擦系数高,寿命短,耗铜大。

2)用途:叠轧薄板轧机,旧式冷轧板带轧机。

(2)胶木瓦:1)特性:a) 摩擦系数低,寿命长,强度低,耐热性和刚性均差。

b) 厚度小,可采用较大辊颈尺寸;质地软,耐冲击。

2)形状:a) 圆柱形:省料,但切向要求固定;b) 长方形:固定好,但用料较多;c) 组合形:即固定好,又省料。

3)参数:a) 长度L:取决于辊颈长度。

(L过长:刚性降低,受力弯曲,与辊颈的接触由面接触变为线接触,磨损严重。

L过短:接触面积小,受力较大,磨损严重。

)b) 包角α:100~1400最佳。

(α>1400:冷却条件变坏,散热差,易抱轴;α<1000:接触面小,受力大,磨损严重,寿命低.c) 厚度s:25~40mm。

s <25mm:寿命短;s >25mm:散热差,刚性不好。

4)维护:强制水冷。

(3)液体摩擦轴承1)特性:a) 摩擦系数最小,能耗最小;b) 耐磨性好,辊颈无损,寿命长;c) 耐热性与刚性均差;d) 适合高速、重载;e) 制造、使用、维护较困难。

2)类型:根据油膜形成的原理分为动压轴承、静压轴承、动-静压轴承<1> 动压轴承:依靠运动,即利用液体的动力效应来建立液体摩擦条件。

a) 工作原理:①静止时,因辊身自重,辊颈与轴承底部接触;②辊颈逆时针转时,辊颈因摩擦靠左侧向上移;③转速升高,辊颈与轴承间形成楔形间隙,油不断地流入间隙中,由于油压的作用,辊颈向右移动;④当油压与轧制力平衡时,辊颈浮起直至平衡。

b) 适用范围:①辊颈有足够的速度;②油有足够的粘度(油膜承压能力大些);③轴承面要有精度、光洁度;④有良好的密封。

c)特点:①摩擦条件只有在一定转速条件下才能实现;②启动之前不允许承受很大的载荷;③油膜厚度随轧制速度变化,对轧制精度有影响。

<2> 静压轴承a)工作原理:外部配高压供油系统,使轧辊辊颈在启动、制动、旋转、静止时,辊颈始终悬浮。

b) 适用范围:适用于各种轧机,能满足各种载荷条件和速度条件。

c) 特点:①承载能力大、使用寿命长、轴承刚度高。

②需设一套可靠的高压供油系统。

<3> 动-静压轴承a)工作原理:利用动压和静压的优点建立起来的,建立一个小型供油站,仅在启动、制动时启用静压系统,达到正常转速时,启用动压系统。

(4)滚动轴承1)特点①μ小(0.001~0.005),能耗小、寿命长;②刚性好,可保证轧制精度;③用干油(油脂)润滑,不要求严格密封;④最有效地保护辊颈、无磨损⑤造价高,外轮廓尺寸大。

2)类型:(径向尺寸受限制,承受很大的轧制力,多采用多列布置)①圆锥滚柱轴承②圆柱滚柱轴承;③球面滚柱轴承轧辊调整装置作用:调整轧辊在机架中的相对位置,以保证要求的压下量、精确的轧件尺寸和正常的轧制条件。

轴向调整:对正轧槽,以保证正确的孔型形状。

(一般手动调整)径向调整:①调整压下量;②调整两工作辊平行度;通过轧辊压下装置和平衡装置调整。

③调整连轧机轧制线高度。

一、压下装置的类型(上辊调整装置)按驱动方式分为:手动压下、电动压下、液压压下手动压下1)移动楔块调整2)转动压下螺丝调整3)转动压下螺母调整优点:结构简单,价格低廉;缺点:劳动强度大,压下速度和压下能力小。

适用:大多用于型钢轧机,小型热轧或冷轧板带轧机上。

2. 电动压下(1)结构:电机、减速机、制动器、压下螺丝、压下螺母、指针盘、回松装置(处理事故用、正常不用)。

(2)分类:快速压下装置:压下螺丝升降速度90~180mm/s;慢速压下装置:压下螺丝升降速度0.02~1mm/s。

1)快速压下装置①特点及要求1)大行程,快速和频繁地升降轧辊;2)不“带钢”压下;3)有回松装置;4)压下螺丝采用多头螺丝(螺距大,便于快速行程);5)采用双电机同时驱动,功率相等。

(双电机驱动的好处:(i)在功率相等的情况下,降低了电动机的飞轮惯性矩,便于加速启动和制动;(ii)一个电机出现故障,另一个可短时间维持工作。

)②类型(i)立式电动机传动:采用圆柱齿轮传动,电机轴线和压下螺丝轴线平行。

(ii)卧式电动机传动:采用涡轮传动,电机轴线和压下螺丝轴线垂直。

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