2022年轧钢机械设备知识点.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章概述名师精编优秀资料1、钢材的分类:1)型材 占钢材产量的 30 35%、品种最多,主要用于建材;2)板带材 占 50 66% 应用最广、产量最高3)管材 占 815% 又可分为无缝管与焊管,大多为圆形断面;此外仍有少量的斜轧、横轧、楔横轧等特种轧制产品;生产机械零件毛坯,齿轮、丝杆、钢球及轴类零件(少切削、无切削零件);2、轧钢机械的组成:轧钢机械由轧制机械主设备(主轧机使轧件产生塑性变形的设备)与帮助设备组成(除主设备及工艺设备以外的一切设备);* 主设备组成:轧机系统:主机或主机列(工作机座与主传动、电机组成)它打算了轧钢车间的类型
2、与特点;* 辅设备组成:完成一切帮助的工序 占的比例越大;轧件的运输、搜集、剪切、矫正、清理;轧钢车间的机械化程度越高就其辅设备重量所* 常见的轧钢辅设备:剪切类、矫正类、卷取类、运输翻转类、打捆包装类、表面清理加工类;(教材 P20 表 1-6)3、轧钢机的标称:初轧机与大外径来标称;如宝钢 140 无缝钢管轧机,表示型钢轧机以(最终一架轧机即成品架次)轧辊的名义直径作为轧机的标称;钢板轧机以轧辊的辊身长度来标称;如 2030 冷连轧机组,表示轧机的轧辊辊身长为 2030mm;钢管轧机以能轧制钢管的最其轧制钢管的最大外径为 140mm 4、按轧辊在机座中的布置分类:可分为具有水平轧辊的轧机、
3、立辊轧机、万能轧机(既有水平辊又有立辊的轧机)与斜辊轧机等;1)水平式轧机:轧辊水平放置的轧机,应用最广,是最普遍的;*PC 轧机(轧辊成对交叉轧机):四辊,轧辊成对交叉,叫超角度 5 ,用于冷轧及热轧带材;*HC 轧机(高性能凸度掌握轧机):六辊,用于冷轧普碳及合金钢带材;*CVC 轧机(凸度连续可变轧机) :两辊,用于热轧及冷轧带钢;2)立式轧机:轧辊垂直放置的轧机,用于不期望翻钢的场合;3)万能轧机:具有水平辊及立辊的轧机;4)斜辊轧机:轧辊倾斜放置的轧机;用于横向螺旋轧制;主要用于钢管生产、钢管穿孔、延长、精整、扩型等;并可用于轧制钢球;5、按轧钢机的布置形式分类1)单机座:二辊、三辊
4、、四辊及多辊轧机,应用最广(初轧、板带、钢管等);2)横列式:用一台电机带动布成一列的多架工作机座;用于型钢、线材轧制;3)连续式:轧件同时在几个机架中轧制,连续式轧机其工作机座数与轧制所需道次数相等;4)半连续式:连续式 +横列式用于生产型钢、连续式+顺列式用于生产带钢;5)串列往复式和布棋式:金属在每个机座中只轧一道,实现跟踪轧制;6、轧钢机械辅设备的工作制度轧钢机械辅设备的工作制度大多比较复杂,可分为以下四种工作制度:1)连续工作制2)短时工作制(如换辊设备)3)启动工作制(剪切机)4)堵塞工作制(采纳具有堵塞特性的电动机即阻力大时降低转速);第三章轧辊鱼轧辊轴承1、轧辊的类型与结构轧辊
5、是轧机的重要部件,轧件在轧辊间产生塑性变形,轧辊承担轧制时产生的轧制力与轧制力矩;1)外形辊身呈圆柱形:带孔型或凸度(板带);2)结构辊身(与轧件接触)、辊颈(承担及传递轧制力)与轴头(传递扭矩);轴头结构必需与传动机构一样;一般有三种:梅花轴头、万向轴头及带键槽或平台的圆柱轴头;名师归纳总结 2、轧辊名义直径D 与辊身长度L 的确定D 均大于工作直径D1:1D/D1名义直径( D):对型钢轧机,为齿轮座的中心矩;对初轧机,为辊环的外径;一般名义直径第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料 1.4;D1 确定原就:咬入
6、条件与强度条件;咬入条件:由咬入角小于摩擦角 D1 = h/(1-cos )( h压下量)强度条件:运算应力许用应力(安全系数 n=5 );辊身长度:由工艺条件、孔型配置、轧辊的强度与刚度确定;板带轧机辊身长 L 与辊身直径 D 辊身长:应大于所轧钢板的最大宽度 bmax, L=bmax +a (a 由板宽确定, a=100 200 400mm)辊身直径 D:确定辊身长度以后,再依据咬入条件、强度与刚度条件确定;L/D 比值越小,就辊系的刚度越大;D2/D1 由工艺条件确定,D1 仍受弹性压扁的影响并受被轧带材最小厚度hmin 的限制,一般 D160 (成品轧机用);* 带钢热轧机:轧制力与轧
7、制扭矩大,大的接触压力与磨损;工作辊:粗轧铸钢,精轧无限冷硬铸铁 HS83;支承辊:含 Cr 的合金锻钢;半钢轧辊:其含碳量在 1.4 -1.8;由于其含碳量介于铸钢和铸铁之间,故称为半钢;* 带钢冷连轧机:轧制力与轧制扭矩大,大的接触压力,高的辊面质量;工作辊:合金锻钢 HS90-95 支承辊:合金锻钢 HS50-65 5、四辊轧机轧辊受力分析特点支承辊直径远大于工作辊直径,故认为:支承辊承担全部弯矩,而工作辊承担全部扭矩;四辊轧机的支承辊径与工作辊径之比一般在 1.52.9 范畴内,明显支承辊的抗弯断面系数教工作辊大的多,即支撑辊有很大的刚性;因此,轧制时的弯曲力矩绝大部分由支承辊承担;6
8、、轧辊的弹性压扁由赫兹公式,将工作辊与支承辊简化为无限长压力均布的圆柱体,就其两者间的弹性压扁值(或中心接近量)可由 F.ppel 公式求出2qK1K22ln4D 1 D23-10(教材 P89 页)运算;同样也可求出工作辊辊面的弹性压扁3b2K1 、K2 为轧辊材料的弹性系数,q P / Lb 为接触宽度之半,由公式量;由于不匀称的弹性压扁将直接影响轧件的截面 7、轧辊轴承的工作特点及分类外形,所以板带轧制中的弹性压扁的运算是非常重要的;特点: 1)负荷大由于尺寸限制,单位压力p 是一般轴承的24 倍, pv 值为 320 倍;2)工作条件恶劣:水、氧化铁皮等简洁进入轴承内、受冲击;分类:
9、1)滚动轴承2)滑动轴承3)油膜轴承8、滚动轴承 * 特点:精度高、刚度大,摩擦系数小、效率高、寿命长;应用于板带、型钢、钢坯以及初轧等各类轧机;为适应轧机负荷大 的特点,多采纳多列轴承;* 设计安装留意事项:名师归纳总结 1)轴向固定轴承与轴必需固定,轴向固定指轴承座与机座的固定;一般是一端固定,通常是操作端( OS),另一端(驱动端 DS)可自由伸缩 ;轴承内座圈与辊颈的协作采纳动协作(f8)以利换辊;2)应适当提高辊颈硬度(HRC3738 )以防止辊颈破坏;第 2 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料3)必需考虑轴承
10、座的自位性对于无自位性多列轴承,必需在轴承座受力支 4)采纳四列圆柱滚子轴承必需附加止推轴承(负荷按径向力 510%);9、液体摩擦轴承及分类 液体摩擦轴承又称油膜轴承;在工作过程中,相对运动表面被一层油膜(承处加球面垫,以保持其自位性;1 100 m)完全隔开,其摩擦力实际上是液体内部由相对运动产生的剪力;按其油膜生成的条件,又可分为动压、静压、静动压、动静压轴承;10、动压轴承特点摩擦系数小、承载力大、体积小,长寿,适合在高速下工作;但结构复杂、成本高;11、静压轴承特点刚度大,油膜厚度与辊颈的转速无关,轴承寿命长;第四章 轧辊调整机构鱼上辊平稳装置1、轧辊调整装置的作用1)调辊缝、轧出所
11、要求的断面尺寸,特别是初轧、钢坯、型钢轧机等;2)调整轧制线的高度使其与辊道的高度一样;在连轧机上保持各架轧制线一样;3)对型钢轧机轴向调整轧辊以对准孔型;4)对板带轧机,轴向移动以调整辊型进行板形掌握( CVC、 HC 等轧机);2、轧辊调整装置的类型1)按调整对象分:上辊、下辊、中辊调整装置;立辊调整装置等;2)按调整时驱动方式分:手动、电动、液压压下装置;3)按调整速度分:快速压下(空载时压下、又称不带钢压下)、慢速压下(轧制时压下,又称带钢压下);3、快速电动压下装置的工艺特点及设备要求大行程、高速同时压下次数频繁;压下速度 1mm/s,最大达 200mm/s 以上;不带钢压下即压下时
12、不轧钢,调整时轧辊及压下装置不承担轧制力;对设备要求:1)反应快,惯性小 2)效率高 3)必需考虑处理堵塞事故,其典型设备是板坯粗轧机;4、压下螺丝堵塞事故及处理方法对于快速压下装置设计时不考虑带钢压下,并且压下速度大,行程大;这样实际生产中易操作失误、压下量过大,产生卡钢、坐辊或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故;这时上辊不能移动,压下装置电机无法启动;处理方法:用人工,将钢坯割除,或用专用工具(大板手)将其旋松;特地设计压下螺丝的回松机构,其力参数按最大轧制力的 1.62.0 考虑;5、压下螺丝的自动旋松及防松措施压下螺丝的自动旋松主要产生在初轧机上、板带粗轧机(中板轧机)不均;
13、,由此影响辊缝开度并影响轧件的精度,产生轧件的厚薄* 缘由:压下螺丝螺距过大,螺蚊升角大于或接近螺纹的自锁角,压下机构的自锁性在轧制过程中简洁破坏;* 解决方法:增大螺纹间的摩擦阻力矩 1)适当加大压下螺纹直径; tg =h/ d,削减螺纹升角,增加自锁才能;但过大的 直径引起轧机尺寸过于巨大2)增大压下螺纹球面垫直径d3与开孔直径d4;从而加大摩擦力矩3)此外选用适当的润滑剂6、压下螺丝头的结构 结构:压下螺丝分为三部份:头部、尾部与螺纹本体;* 头部:通过球面垫或止推轴承与轧辊轴承座相接触,承担来自辊颈的轧制力与上辊的过平稳力;压下螺丝头部一般做成凹形,做成球面的目的是使轴承座具有自位才能
14、,并使青铜球面垫处于受力较好的受压状态;初轧机为增加其压下的自锁才能,压下螺丝头部通常做成装配式的以增加摩擦力矩;板带轧机由于带钢压下,为削减摩擦力矩,压 下螺丝头部一般用止推的滚动轴承而不用铜垫;* 螺丝本体:一般使用锯齿形或梯形螺纹,大多是单线的,以增加自锁才能;7、慢速压下机构(板带轧机的电动压下装置)板带轧机在轧制过程中要进行辊缝调整,即所谓的带钢压下,由于调整量小所以速度限制在0.02 1.0mm/s 范畴内, 又称慢速压下机构;8、慢速压下机构(板带轧机的电动压下装置)的特点名师归纳总结 - - - - - - -1)辊调整量小; 100200mm,不超过300mm(如换辊时),实
15、际轧制过程中调整量只有1025mm,最少只有几个微米;2)精度高;冷轧5 微米,热轧 50 微米; 3)频繁的带钢压下;压下与轧制同时进行;4)反应速度快;由于机械压下(电动压下)惯性大, 满意不了轧制精度的要求,板带粗轧机和前几架精轧机一般采纳电动5)压下和液压压下相结合的方式,在热轧的成品架次及冷轧的全部架次,已全部由液压压下代替;6)两套系统既可单动又可联动,以满意轧辊平行度调整的要求;第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀资料9、压下螺丝的传动力矩转动压下螺丝所需的静力矩Mj 包括球面垫(或止推轴承)产生的摩擦阻力矩M1 和螺纹间的磨擦力
16、矩M2;10、带钢轧机的液压压下装置的特点1)反应速度快(比传统的电动压下惯性小),精度高;有利于提高产品质量;2)易于实现板厚自动掌握,适应各种轧制工艺要求;(AGC 系统) 3)过载爱护简洁牢靠,易于处理事故;缺失小;11、带钢轧机的液压压下装置的缺点(如卡钢事故) 4)机构简洁,简化了机械传动系统,传动效率高,系统及元件复杂,成本高,易漏油;在大行程的工况下(如初轧)不适用;12、上轧辊平稳装置的作用与特点 * 作用:排除轴承座、压下螺丝、螺母之间由于零件自重而产生的间隙,排除冲击;* 类型:取决于轧机的型式1)型钢轧机:调整量小,采纳弹簧平稳;2)初轧机:调整量大,快速、频繁,采纳重锤
17、或液压平稳; 3)四辊轧机:调整量小,低速、但要考虑打滑条件,采纳液压平稳;13、各类型上轧辊平稳装置的特点 * 弹簧式平稳装置:结构简洁,多用于调整量小的三辊式型钢轧机;* 重锤式平稳装置:牢靠便利,广泛用于调整量大的初轧机上;缺点是设备巨大,基础复杂;* 液压式平稳:结构紧凑、使用便利、易于操作及换辊;缺点是系统复杂、投资大、修理困难;液压式平稳装置广泛应用于四 辊轧机;可分为五缸式与八缸式的两种(从原理上分)(上叫平稳下叫压紧) ;14、正弯辊及其特性在上下工作辊之间设置液压缸,对上下工作辊轴承座施加与轧制力方向相同的弯辊力,此力规定为正值, 故称为正弯辊法;(教材 P202 页表 6-
18、2、图 6-32)15、上辊平稳力的确定 1平稳工作辊:对四辊轧机工作辊平稳时,被平稳零件重应包括上工作辊辊系及上支承辊本体重量,以排除支承辊轴承的上 部间隙; 2平稳支承辊:平稳支承辊时,其被平稳重量应包括上支承辊辊系、压下螺丝,球面垫及平稳构件等零部件的重量;(工作辊换辊时,上支承辊必需由其平稳缸连同其上部的压下部件一起提升,包括上支撑辊本体);16、轧辊的轴向调整及其机构的作用 2)在初轧机中使辊环对准;3)在有滑动衬瓦的轧机上,调整轴瓦的轴向间隙;4)轴 1)型钢轧机个位两轧辊的轧槽对正;向固定轧辊并承担轴向力;5)CVC 、HC 轧机通过轴向移动轧辊(窜辊 ROLL-SHIFTING
19、 )掌握板带材的板形 (采纳液压缸) ;第五章 轧钢机机架(本章貌似涉及到一道很强大的运算题)1、机架的类型 轧钢机机架是轧机的重要部件,轧辊、轧辊轴承以及轧辊调整装置都安装在机架上;机架在轧制过程中承担巨大的轧制力,必需有足够的强度与刚度;轧钢机机架按其结构分为 2、闭式机架的特点及用途闭式机架与开式机架两种;强度、刚度大,整体性强;但只能从侧边换辊;用途:轧制力大的初轧机、钢坯轧机;轧制力大并且轧制精度高的板带轧机;精度高的小型轧机;3、开式机架的特点及用途 开式机架刚度较差,但换辊便利;可卸下联接斜楔,打开机架上盖,用吊车从上面将机架盖连同中上辊一起吊出 U 型架;换 辊以后再安装复位;
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