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1、 7 / 7 軋機設(shè)計理論復(fù)習(xí)資料 (學(xué)委噴血力作) 第一章 1 .(1)軋鋼機械： 軋鋼機械或軋鋼設(shè)備主要指完成由原料到成品整個軋鋼工藝過程中使用的機械設(shè)備。一般包括軋鋼機及 一系列輔助設(shè)備組成的若干個機組。 ⑵主機列： 通常把使軋件產(chǎn)生塑形變形的機器稱為軋鋼機。軋鋼機由工作機座、傳動裝置及主電機組成，這一機器 系統(tǒng)稱為主機列。 ⑶主要設(shè)備：同主機列。 (4)輔助設(shè)備：除軋鋼機以為的各種設(shè)備，統(tǒng)稱軋鋼車間的輔助設(shè)備。 2 .軋鋼機的標(biāo)稱： 鋼坯軋機和型鋼軋機的主要性能參數(shù)是軋輾的名義直徑，因此，鋼坯及型鋼軋機是以軋輾名義直徑標(biāo)稱的，或用人字齒輪座齒輪節(jié)圓直

2、徑標(biāo)稱。當(dāng)軋鋼車間中裝有數(shù)列或數(shù)架軋機時，則以最后一架精軋機軋輾的名義直徑作為軋鋼機的標(biāo)稱。鋼板車間軋鋼機的主要性能參數(shù)是軋輾輾身長度，因此，鋼板機是以軋輾輾身長度標(biāo)稱的。鋼管車間軋鋼機則是以直接以其能夠軋制的鋼管最大外徑來標(biāo)稱的。 3 .軋鋼機的分類： (1)按用途分：開坯軋機、型鋼軋機、板帶軋機、鋼管軋機和特殊軋機。 (2)按軋輾布置形式分分類：水平軋輾的軋機，具有立式軋輾的軋機，具有水平軋輾和立式軋輾的軋機、具有傾斜布置軋輾的軋機以及其他軋機。 ⑶按工作機座的排列方式分類：單機架式、多機架順列式、橫列式、半連續(xù)式、串聯(lián)往復(fù)式、布棋式 4 .軋鋼機主機列的組成：軋鋼機由工作機座、

3、傳動裝置及主電機組成。 5 .工作機座的組成：機架、輾戲、壓下、彎輾、換輾裝置、平衡裝置。 第二章 1 .軋輾的結(jié)構(gòu)及各部分的作用： (1)結(jié)構(gòu)：輾身、輾頸、軸頭三部分。 (2)作用：輾頸安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機架。軸頭與連接軸相連，傳遞軋制扭矩。輾身是軋輾的中間部分，直接與軋件接觸，并使其產(chǎn)生塑形變形，是軋輾的工作部分。 2 .軋輾的公稱直徑的定義及其確定： 型鋼軋機以齒輪座的中心距。初軋機則把輾環(huán)外徑。 3 .型鋼軋機軋輾強度的計算： 通常對輾身只計算彎曲，輾徑計算彎曲和扭轉(zhuǎn)。對傳動端軸頭只計算扭轉(zhuǎn)，采用軋輾時，合成應(yīng)力按第 四強度理論計算：p

4、J232;對鑄鐵輾，根據(jù)莫爾理論合成的計算應(yīng)力為p 1^—，242;梅花軸頭的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力發(fā)生在它的槽底部位，當(dāng)d20.66d1時，其最 大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 k 3 0.07d1  4 .二輾板軋機軋輾的強度計算： 軋制力看成均布，左右對稱，軋制力pqb,b為軋件寬度 5 .四輾軋機彎曲力矩的分配（推導(dǎo)）： 四輾軋機的支承輾徑D2與工作輾徑Di之比一般在1.5~2.9范圍內(nèi)。顯然，支承輾的抗彎斷面系數(shù)較工 作輾大得多，即支承輾有很大的剛性。因此，軋制時的彎曲力矩絕大部分由支承輾承擔(dān)。在計算支承輾時，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輾軋機一般是工作輾傳動，因此，對支承輾只

5、需計算輾身中部和輾徑斷面的彎曲應(yīng)力。 Mw 1 EI W b Mb EIb D^, M 2 Mw Mb， M b b?( b、 Mw Db D 2 Db Db 2 Dw 2 Dw 1 M EI (1- Mw Ib Db Dw 2 Db Dw 2 d Mb Iw I Mw Ib Mb Mw Ib 1 w Db 2 b 式 dw Dw 6.四輾軋機軋輾彎曲強度和接觸強度計算： 彎曲強度： 輾徑的 1-1 斷面和 2-2 斷面上的彎曲 應(yīng)力均 足強度條件 PC1 0 PC2 1 1 c C|3 Rb, 2

6、 2 cc |3 0.2d[ 1 0.2d2 2 Rb,式中，P為總軋制力; d1 1、d2 2為 1 1和2 2斷面的直徑; Ci、C2為1 1和2 2斷面到支反力 2處的距離…為許用彎曲應(yīng)力 支承輾輾身中部3-3斷面處彎矩最大。3-3斷面的彎矩表達(dá)式： MwP（l03,1為輾身長度；I。為兩個壓下螺絲的中心距48 ，一，、一一一PI 輾身中部33斷面的彎曲應(yīng)力為33——3Io-Rb 0.4D；2 由于有支承輾承受彎曲力矩，故工作輾可只考慮扭轉(zhuǎn)力矩，僅計算傳動端的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 運,其中Mk為作用在一個工作輻上的最大傳動力矩；Wk為工作較傳動端的扭轉(zhuǎn)斷

7、面系數(shù) Wk 工作輾與支承輾間的接觸應(yīng)力： 最大壓應(yīng)力及接觸區(qū)寬度2b可由下式計算 2q 2q D〔 D2 max . 12 冗 b\2 ki K2 D1D2 q ri 「2 、冗 ki K2 rm ，式中q為加在接觸表面單位長 度上的負(fù)荷 D1、D2、r1、r2為相互接觸的兩個軋輻的直徑及半徑; .? . 1 k1K 2, k1 — 冗E 2 L*2 12e1e2為兩軋輻材料的泊松比 和彈性模數(shù)，若兩軋輻 泊松比相等并取 0.3；則簡化為 q Max 0.637 b b 1.52 為保證軋輻不產(chǎn)生疲勞 最大反復(fù)切應(yīng)力為： 破壞, 45

8、（Max）值應(yīng)小于許用值, 45 語)0.324 max ； zy(max) 0.256 max 7 .彎矩和剪力引起的撓度計算： 簡支梁法計算軋輾的撓度： 設(shè)軋件與軋輾間作用著均布載荷q,且qE,p為軋制力、b為軋件寬度、l為輾身長度、c為支反力b 作用點到輾邊的距離。 軋輾輾身中點總撓度為ffMfQ,fM、fQ——由彎矩和切力所引起的撓度值 fM M xM x , dx、 EI fQ k QAQ GF x-dx,截面系數(shù)k 10 fM p 18.8ED4 8a3 4ab2 b3 64c3 fQ P a b Gtt D2 2

9、 2c 1 ,E為彈性模數(shù)、G為剪切系數(shù)、a為軋輾軸承中心之間的 距離 8 .軋輾中點與板邊的撓度差（f'）計算及其意義: Pco.，Pco f1f2其中彎矩引起的f1(12ab7b)或f12(12ab7b) 384EI118.8ED 切力引起的f2 KP b Pb GF1 8 2冗 GD2 9 .軋輾中點撓度及其與端部撓度差（f"）計算及其意義：nH"……Hr-*none ff1f2其中彎矩引起的f14（12aL24L34b2Lb3）, 18.8ED4 其中切力弓I起的f2-"2（l—） 冗GD22 10 .四輾軋機工作輾與支撐輾接觸變形計算：

10、如果把支承輾與工作輾間的彈性壓扁看作是兩個圓柱體的接觸變形，并假設(shè)其壓力分布是均勻的，則根據(jù)赫茨定理可以推出工作輾與支承輾間的壓扁公式： 29（kik2）（2帖4^9）,式中2為工作輾與支承輾間的彈性壓扁；DW、Db為工作 九3b 輾、支承輾的直徑；q為作用在工作輾輾身的單位負(fù)荷，q2,其中P為軋制力，LW Lw為工作輾輾身長度；K、k2為與軋輾材料有關(guān)的系數(shù)；b為工作輾與支承輾接觸寬度的一半 設(shè)k1卜2則2qln0.97DW—Db q 第三章 1 .閉式機架設(shè)計的方法和步驟： （1）將機構(gòu)的機構(gòu)簡圖簡化為鋼架，即以機架各斷面的中性軸的連線組成框架，近似地處理成直線或規(guī)整的圓

11、弧線段，并確定求解斷面的位置（2）確定靜不定階數(shù)，如一般閉式機架是三次靜不定問題，需作一系列假設(shè)來簡化模型，降低靜不定階數(shù)（3）確定外力的大小及其作用點（4）根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，用材料力學(xué)求解靜不定和力矩（5）根據(jù)計算截面的面積、慣性矩、中性軸線的位置及其承載情況，求出應(yīng)力和變形。 第四章 2 .工作機座的自然剛度： 在軋制時，由于軋制力的作用，軋鋼機工作機座產(chǎn)生一定的彈性變形，是工作機座產(chǎn)生1mm單性變形所 需的軋制力。它表示了機座抵抗彈性并行的能力，是機座固有的屬性。 3 .工作機座的等效剛度： 在液壓壓下的軋機厚度控制系統(tǒng)中，可以采用改變輾縫調(diào)節(jié)系數(shù)Cp的辦法，控制和改變軋機的

12、“剛度” 來實現(xiàn)不同厚度控制要求，這種可以變化的剛度稱為機座當(dāng)量剛度。 4 .P-H圖： P-H圖即彈塑性曲線，是將彈性曲線和塑性曲線繪制在一個圖上，能較直觀的表達(dá)各種軋制條件和機座剛度對軋件厚度的影響。 5 .彈性特性曲線：用來表示軋制力與機座彈性變形的關(guān)系曲線。 6 .塑性特性曲線：用來表示軋制力和乍見厚度關(guān)系的曲線 7 .提高工作機座剛度的途徑： 合理確定各個受力零件的尺寸，提高承載零件的剛度，包括：a,增大軋輾直徑；b,縮短輾身長度； c,采用多列圓柱滾動軸承或液體摩擦軸承；d,增大壓下螺絲的直徑，采用短應(yīng)力線軋機采用預(yù)應(yīng) 力軋機 8 .可變剛度機座的各種控制狀態(tài)：

13、 （1）當(dāng)Cp1時，K為無窮大，稱為包輾縫控制，軋輾輾縫的調(diào)整量完全補償了軋件厚差；（2）當(dāng)0Cp1 時，K大于機座剛度系數(shù)C而小于無窮大，這是硬特性控制，軋輾輾縫調(diào)整量只能補償部分軋件厚差（3） 當(dāng)Cp0時，K等于機座剛度系數(shù)C,這是恒定原始輾縫控制，軋件厚差完全不能補償，軋輾輾縫根本不 調(diào)整；（4）當(dāng)Cp0時，K小于機座剛度系數(shù)C,這是軟特性控制，軋輾輾縫調(diào)整方向與軋件厚差的方向 相同；（5）Cp二無窮大時，機座剛度為0,為恒壓控制，不調(diào)整由于坯料厚差所形成的軋件厚度差 9 .液壓壓下厚度控制的工作原理及設(shè)計液壓壓下時需要注意的問題： 工作原理：（1）在軋制前首先完成輾縫調(diào)

14、整；（2）軋制過程中，當(dāng)軋制力P發(fā)生變化而產(chǎn)生厚差變化， 通過壓力比較器與給定軋制力Pl比較，輸出壓力差P。再經(jīng)過壓力和位置轉(zhuǎn)換器與輾縫調(diào)節(jié)裝置，將 予以補償?shù)妮毧p調(diào)節(jié)量輸入綜合比較器，輸出輾縫調(diào)整信號，通過放大器和伺服閥使壓上油缸動作，修正原始輾縫，實現(xiàn)輾縫補償調(diào)整。 需要注意的問題：1、逐步提高供油壓力，以提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度和控制；2、也可減小液壓缸的直徑; 3、盡可能縮短伺服閥液壓缸間的管路尺寸；4、減小運動件的摩擦；5、設(shè)排氣裝置，保持壓力油的清 潔；6、安裝位置在上軋輾軸承上下、下支承輾與下橫梁之間 第五章 1、剪切機的定義及分類： 用于對軋件進行切頭、切尾或剪切成規(guī)

15、定尺寸的機械稱為剪切機。根據(jù)其刀片形狀，配置以及剪切方式 等特點，可以分為平行刀片剪切機、斜刀片剪切機、圓盤式剪切機和飛剪機 2、剪切過程分析： 金屬剪切過程可以分為以下幾個階段：刀片彈性壓入金屬階段；刀片塑性壓入金屬階段；金屬塑性滑移階段；金屬內(nèi)裂紋萌生和擴展階段；金屬內(nèi)裂紋失穩(wěn)、擴展和斷裂階段。一般可以粗略地分為兩個階段:刀片壓入金屬階段和金屬塑性滑移階段 3、剪切力的計算：平行刃剪、斜刃剪、圓盤剪 平行刃剪： 斜刃剪：PRP2P3 _ h1 2 _ P a, P tanx P1為純剪切力；P2為軋件被剪掉部分的彎曲力；P3為鋼板在剪切區(qū)域內(nèi)的彎曲力 圓盤剪：

16、P a,P P1（1 乙叱） PPP上 P1P2,P… 4、飛剪機的定義及用途： 定義：用來橫向剪切運動著的軋件的剪切機 用途：切頭、切尾、切邊、切定尺、切缺陷 5、飛剪機設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求： （1）在切斷軋件時，剪刃速度與軋件速度應(yīng)具有同步性；（2）至少有一個剪刃的軌跡為閉合曲線；（3）剪切過程中，剪刃最好做平面平行運動；（4）整個剪切過程中，保證剪刃側(cè)隙符合要求；（5）嚴(yán)格按照工作制度工作 6、飛剪定尺方程：基本定尺方程、啟動工作制定尺方程、連續(xù)工作制定尺方程 基本定尺方程：Lvotftvo——軋件運動速度、t——每隔t秒剪切一次軋件 啟動工

17、作制方程：LvotoL'L'——光電裝置與飛剪機間距、 to——飛剪機由啟動到剪切的時間，若LL'Vot時，則LVotL 連續(xù)工作制定尺方程：lvotk、lv060kf1;k nn N——飛剪機主軸或刀片轉(zhuǎn)速；k——在相鄰兩次剪切間隔時間t內(nèi)，飛剪機主軸或刀片所轉(zhuǎn)圈數(shù)，稱公切系數(shù)或者倍尺系數(shù) 若以送料輾直徑Do和轉(zhuǎn)速n0來表示軋件運動速度V。，則l冗Do%k n 7、定尺調(diào)整方法： (1)改變飛剪機主軸的轉(zhuǎn)速來調(diào)整定尺：a.簡單調(diào)速法；b.采用均速機構(gòu)調(diào)速；c.徑向均速法；(2) 改變剪切時間問隔來定尺(改變每剪一次飛剪機主軸所轉(zhuǎn)圈數(shù)K)a.改變飛剪機上下兩個主軸角速度的

18、比值；b.改變刀片運動軌跡第六章 1、矯正的定義、矯正方式及矯正機的類型： (1)矯正的定義：利用矯正機使有形狀缺陷的軋件發(fā)生反復(fù)的彈塑性彎曲從中消除形狀缺陷的一種工廿 乙。 (2)矯正方式：彎曲、拉彎、拉伸、扭轉(zhuǎn) (3)矯正機基本類型：平行輾式/斜輾式矯正機；拉伸彎曲式矯正機；拉伸/張力式矯正機；壓力式矯正機 2、反彎曲率的確定： 反彎曲率1在外力矩M的作用下，軋件強制彎曲厚的曲率稱為反彎曲率。在壓力矯正機和輾式矯正機上 2 是通過矯正機的壓頭或輾子的壓下來獲得的-MW312^/--,原始曲率 EI22hr°ro -1 C1.5o.5r,原始曲率J,反彎曲率c Cr

19、oC 3、大變形方案和小變形方案： (1)大變形矯正方案：使具有不同原始曲率的軋件經(jīng)過幾次劇烈的反彎(大變形)以消除其原始曲率的不均勻度，形成單值曲率，然后按照矯正單值曲率軋件的方法加以矯正。 (2)小變形矯正方案：矯正機上每個輾子的壓下量都可以單獨調(diào)整的假想矯正方案。矯正機上各個輾子的反彎曲率的選擇原則是：只消除軋件在前一輾上產(chǎn)生的最大殘余曲率(即進入本輾時的最大原始曲率)使之變平。 7、平行輾矯正機矯正力計算: 見書371頁 8、平行輾矯正機輾距和輾數(shù)的確定： (1)輾距的確定：輾距越小，對軋件可能產(chǎn)生的反彎曲率越大，矯正質(zhì)量越高，但t越小，矯正力P 越大，故最小允許輾距口

20、所受工作輾扭轉(zhuǎn)強度和輾身表面接觸應(yīng)力限制。 2 tmin0.836上一，對于板帶矯正機e=1.5,wb-max,0.95 bs6 所以tmin0.43hmax. s (2)輾數(shù)n的確定：增加輾數(shù)即是增加軋件的反彎次數(shù)，可以提高矯正質(zhì)量，但也會增加軋件的加工硬化和矯正機的功率。為此，選擇輾數(shù)n的原則是在保證矯正質(zhì)量的前提下，使輾數(shù)盡量少，對于薄板矯正機，b/n比值越大，則瓢曲和浪行的缺陷越嚴(yán)重，應(yīng)該減小輾距以增加板材的彈塑性彎曲變形，但 往往因為tmin的限制，輾距不能選的過小。為此，常從增加輾數(shù)來改善矯正質(zhì)量，故矯正機輾數(shù)較多。 9、斜輾矯正機的矯正原理： 斜輾矯直機用于矯直圓斷面的軋件，在矯直輾的傳動下，軋件既轉(zhuǎn)動又軸向移動，近于螺旋前進移動， 軋件通過由交錯布置的矯直輾構(gòu)成的幾個彈塑性彎曲矯直單元，各個斷面得到的多次彎曲，達(dá)到一定程度的矯直，同時，軋件得到不同方向的彎曲。也能夠矯直多方向的彎曲曲率。 10、拉伸矯正的變化過程： 11、拉彎矯正原理： 矯直時承受一定張力的帶材經(jīng)過彎曲輾的彎曲，在疊加的拉伸和彎曲應(yīng)力作用下產(chǎn)生彈塑性延伸變形，使原來的短纖維部分得到伸長。因而消除三維形狀缺陷。 12tanx1 0.661100 bY2x 2tanx