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文檔簡介

1、第一章概述1、鋼材的分類:1)型材占鋼材產量的30 35%、品種最多,主要用于建材。2)板帶材占 50 66%應用最廣、產量最高3)管材占815%又可分為無縫管與焊管,大多為圓形斷面。此外還有少量的斜軋、橫軋、楔橫軋等特種軋制產品。生產機械零件毛坯,齒輪、絲桿、鋼球及軸類零件(少切削、無切削零件)。2、軋鋼機械的組成:軋鋼機械由軋制機械主設備(主軋機使軋件產生塑性變形的設備)與輔助設備組成(除主設備及工藝設備以外的一切設備)。* 主設備組成:軋機系統:主機或主機列(工作機座與主傳動、電機組成)它決定了軋鋼車間的類型與特征。* 輔設備組成:完成一切輔助的工序 軋件的運輸、搜集、剪切、矯正、清理。

2、軋鋼車間的機械化程度越高則其輔設備重量所占的比例越大。* 常見的軋鋼輔設備:剪切類、矯正類、卷取類、運輸翻轉類、打捆包裝類、表面清理加工類。(教材 P20 表 1-6)3、軋鋼機的標稱:初軋機與大外徑來標稱。如寶鋼140 無縫鋼管軋機,表示型鋼軋機以(最后一架軋機即成品架次)軋輥的名義直徑作為軋機的標稱。鋼板軋機以軋輥的輥身長度來標稱。如2030 冷連軋機組,表示軋機的軋輥輥身長為2030mm 。鋼管軋機以能軋制鋼管的最其軋制鋼管的最大外徑為140mm4、按軋輥在機座中的布置分類:可分為具有水平軋輥的軋機、立輥軋機、萬能軋機(既有水平輥又有立輥的軋機)與斜輥軋機等。1)水平式軋機:軋輥水平放置

3、的軋機,應用最廣,是最普遍的。*PC 軋機(軋輥成對交叉軋機):四輥,軋輥成對交錯,叫超角度5°,用于冷軋及熱軋帶材。*HC 軋機(高性能凸度控制軋機):六輥,用于冷軋普碳及合金鋼帶材。*CVC 軋機(凸度連續可變軋機):兩輥,用于熱軋及冷軋帶鋼。2)立式軋機:軋輥垂直放置的軋機,用于不希望翻鋼的場合。3)萬能軋機:具有水平輥及立輥的軋機。4)斜輥軋機:軋輥傾斜放置的軋機。用于橫向螺旋軋制。主要用于鋼管生產、鋼管穿孔、延伸、精整、擴型等。并可用于軋制鋼球。5、按軋鋼機的布置形式分類1)單機座:二輥、三輥、四輥及多輥軋機,應用最廣(初軋、板帶、鋼管等)。2)橫列式:用一臺電機帶動布成一

4、列的多架工作機座。用于型鋼、線材軋制。3)連續式:軋件同時在幾個機架中軋制,連續式軋機其工作機座數與軋制所需道次數相等。4)半連續式: 連續式 +橫列式用于生產型鋼、連續式+ 順列式用于生產帶鋼。5)串列往復式和布棋式:金屬在每個機座中只軋一道,實現跟蹤軋制。6、軋鋼機械輔設備的工作制度軋鋼機械輔設備的工作制度大多比較復雜,可分為以下四種工作制度:1)連續工作制2)短時工作制(如換輥設備)3)啟動工作制(剪切機) 4)阻塞工作制(采用具有阻塞特性的電動機即阻力大時降低轉速)。第三章軋輥魚軋輥軸承1、軋輥的類型與結構軋輥是軋機的重要部件,軋件在軋輥間產生塑性變形,軋輥承受軋制時產生的軋制力與軋制

5、力矩。1)形狀輥身呈圓柱形:帶孔型或凸度(板帶)。2)結構輥身(與軋件接觸) 、輥頸(承受及傳遞軋制力)與軸頭(傳遞扭矩) 。軸頭結構必須與傳動機構一致。一般有三種:梅花軸頭、萬向軸頭及帶鍵槽或平臺的圓柱軸頭。2、軋輥名義直徑D 與輥身長度L 的確定名義直徑( D ):對型鋼軋機,為齒輪座的中心矩;對初軋機,為輥環的外徑。一般名義直徑D 均大于工作直徑D1:1D/D1 1.4。D1 確定原則:咬入條件與強度條件。咬入條件:由咬入角小于摩擦角D1 >=h/(1-cos )(h壓下量)強度條件:計算應力許用應力(安全系數n=5 )。輥身長度:由工藝條件、孔型配置、軋輥的強度與剛度確定。板帶軋

6、機輥身長L 與輥身直徑D輥身長:應大于所軋鋼板的最大寬度bmax, L=bmax +a(a 由板寬確定,a=100 200 400mm)輥身直徑 D :確定輥身長度以后,再根據咬入條件、強度與剛度條件確定。L/D 比值越小,則輥系的剛度越大。D2/D1 由工藝條件確定,D1 還受彈性壓扁的影響并受被軋帶材最小厚度hmin的限制,一般D1< (15002000) hmin 。(各類軋機的L/D的比值見表3-2,從1.523.0 不等;各種四輥軋機L/D比值、支承輥與工作輥直徑之比D2/D1見表3-3。教材P79-80)3、常用軋輥的材料1)合金鍛鋼( GB/T 13314-1991,JB/

7、ZQ4289-86 ); 2)合金鑄鋼; 3)鑄鐵(球墨鑄鐵) ,鑄鐵根據其成份及制造方法不同又可分為半冷硬、冷硬與無限冷硬鑄鐵。一般采用離心澆注法,在金屬型內產生白口冷硬層。4、軋輥材料的選擇* 初軋機型鋼軋機:受力大、沖擊。要有大的抗彎扭強度。初軋采用鍛鋼、高強鑄鋼。型鋼軋輥:鑄鋼、冷硬鑄鐵HS>60 (成品軋機用)。* 帶鋼熱軋機:軋制力與軋制扭矩大,大的接觸壓力與磨損。工作輥:粗軋鑄鋼,精軋無限冷硬鑄鐵 HS83。支承輥:含 Cr 的合金鍛鋼。半鋼軋輥:其含碳量在 1.4 -1.8。由于其含碳量介于鑄鋼和鑄鐵之間,故稱為半鋼。* 帶鋼冷連軋機:軋制力與軋制扭矩大,大的接觸壓力,高

8、的輥面質量。工作輥:合金鍛鋼 HS90-95支承輥:合金鍛鋼 HS50-655、四輥軋機軋輥受力分析特點支承輥直徑遠大于工作輥直徑,故認為:支承輥承受全部彎矩,而工作輥承受全部扭矩。四輥軋機的支承輥徑與工作輥徑之比一般在 1.52.9 范圍內,顯然支承輥的抗彎斷面系數教工作輥大的多,即支撐輥有很大的剛性。因此,軋制時的彎曲力矩絕大部分由支承輥承擔。6、軋輥的彈性壓扁由赫茲公式,將工作輥與支承輥簡化為無限長壓力均布的圓柱體,則其兩者間的彈性壓扁值(或中心接近量)可由F?ppel 公式求出q24D1D22K1 K23lnb2qP/ Lb 為接觸寬度之半,由公式3-10(教材 P89 頁)計算。同樣

9、也可求出工作輥輥面的彈性壓扁K1 、K2 為軋輥材料的彈性系數,量。由于不均勻的彈性壓扁將直接影響軋件的截面形狀,所以板帶軋制中的彈性壓扁的計算是十分重要的。7、軋輥軸承的工作特點及分類特點: 1)負荷大由于尺寸限制,單位壓力p 是一般軸承的24 倍, pv 值為 320 倍。2)工作條件惡劣:水、氧化鐵皮等容易進入軸承內、受沖擊。分類: 1)滾動軸承2)滑動軸承3)油膜軸承8、滾動軸承* 特點:精度高、剛度大,摩擦系數小、效率高、壽命長;應用于板帶、型鋼、鋼坯以及初軋等各類軋機。為適應軋機負荷大的特點,多采用多列軸承。* 設計安裝注意事項:1)軸向固定軸承與軸必須固定,軸向固定指軸承座與機座

10、的固定。一般是一端固定,通常是操作端(OS),另一端(驅動端 DS)可自由伸縮 。軸承內座圈與輥頸的配合采用動配合(f8)以利換輥。2)應適當提高輥頸硬度(HRC3738 )以防止輥頸破壞。3)必須考慮軸承座的自位性對于無自位性多列軸承,必須在軸承座受力支承處加球面墊,以保持其自位性。4)采用四列圓柱滾子軸承必須附加止推軸承(負荷按徑向力510%)。9、液體摩擦軸承及分類液體摩擦軸承又稱油膜軸承。在工作過程中,相對運動表面被一層油膜(1 100m)完全隔開,其摩擦力實際上是液體內部由相對運動產生的剪力。按其油膜生成的條件,又可分為動壓、靜壓、靜動壓、動靜壓軸承。10、動壓軸承特點摩擦系數小、承

11、載力大、體積小,長壽,適合在高速下工作。但結構復雜、成本高。11、靜壓軸承特點剛度大,油膜厚度與輥頸的轉速無關,軸承壽命長。第四章 軋輥調整機構魚上輥平衡裝置1、軋輥調整裝置的作用1)調輥縫、軋出所要求的斷面尺寸,尤其是初軋、鋼坯、型鋼軋機等。2)調整軋制線的高度使其與輥道的高度一致;在連軋機上保持各架軋制線一致。3)對型鋼軋機軸向調整軋輥以對準孔型。4)對板帶軋機,軸向移動以調整輥型進行板形控制( CVC 、 HC 等軋機)。2、軋輥調整裝置的類型1)按調整對象分:上輥、下輥、中輥調整裝置;立輥調整裝置等。2)按調整時驅動方式分:手動、電動、液壓壓下裝置。3)按調整速度分:快速壓下(空載時壓

12、下、又稱不帶鋼壓下)、慢速壓下(軋制時壓下,又稱帶鋼壓下)。3、快速電動壓下裝置的工藝特點及設備要求大行程、高速同時壓下次數頻繁。壓下速度>1mm/s ,最大達 200mm/s 以上;不帶鋼壓下即壓下時不軋鋼,調整時軋輥及壓下裝置不承受軋制力。對設備要求:1)反應快,慣性小2)效率高 3)必須考慮處理阻塞事故,其典型設備是板坯粗軋機。4、壓下螺絲阻塞事故及處理方法對于快速壓下裝置設計時不考慮帶鋼壓下,并且壓下速度大,行程大;這樣實際生產中易操作失誤、壓下量過大,產生卡鋼、坐輥或壓下螺絲超限提升而發生壓下螺絲無法退回的事故。這時上輥不能移動,壓下裝置電機無法啟動。處理方法:用人工,將鋼坯割

13、除,或用專用工具(大板手)將其旋松;專門設計壓下螺絲的回松機構,其力參數按最大軋制力的 1.62.0 考慮。5、壓下螺絲的自動旋松及防松措施壓下螺絲的自動旋松主要產生在初軋機上、板帶粗軋機(中板軋機),由此影響輥縫開度并影響軋件的精度,產生軋件的厚薄不均。* 原因:壓下螺絲螺距過大,螺蚊升角大于或接近螺紋的自鎖角,壓下機構的自鎖性在軋制過程中容易破壞。* 解決方法:增大螺紋間的摩擦阻力矩 1)適當加大壓下螺紋直徑。 tg =h/( d),減少螺紋升角,增加自鎖能力。但過大的直徑引起軋機尺寸過于龐大 2)增大壓下螺紋球面墊直徑 d3 與開孔直徑 d4。從而加大摩擦力矩 3)此外選用適當的潤滑劑6

14、、壓下螺絲頭的結構結構:壓下螺絲分為三部份:頭部、尾部與螺紋本體。* 頭部:通過球面墊或止推軸承與軋輥軸承座相接觸,承受來自輥頸的軋制力與上輥的過平衡力。壓下螺絲頭部一般做成凹形,做成球面的目的是使軸承座具有自位能力,并使青銅球面墊處于受力較好的受壓狀態;初軋機為增加其壓下的自鎖能力,壓下螺絲頭部通常做成裝配式的以增加摩擦力矩;板帶軋機由于帶鋼壓下,為減少摩擦力矩,壓下螺絲頭部一般用止推的滾動軸承而不用銅墊。* 螺絲本體:一般使用鋸齒形或梯形螺紋,大多是單線的,以增加自鎖能力。7、慢速壓下機構(板帶軋機的電動壓下裝置)板帶軋機在軋制過程中要進行輥縫調整,即所謂的帶鋼壓下,由于調整量小所以速度限

15、制在0.02 1.0mm/s 范圍內,又稱慢速壓下機構。8、慢速壓下機構(板帶軋機的電動壓下裝置)的特點1)輥調整量小。 100200mm ,不超過 300mm(如換輥時),實際軋制過程中調整量只有 1025mm ,最少只有幾個微米。 2)精度高。冷軋 5 微米,熱軋 50 微米。 3)頻繁的帶鋼壓下。壓下與軋制同時進行。 4)反應速度快。由于機械壓下(電動壓下)慣性大, 滿足不了軋制精度的要求, 板帶粗軋機和前幾架精軋機一般采用電動 5)壓下和液壓壓下相結合的方式, 在熱軋的成品架次及冷軋的全部架次,已全部由液壓壓下代替。6)兩套系統既可單動又可聯動,以滿足軋輥平行度調整的要求。9、壓下螺絲

16、的傳動力矩轉動壓下螺絲所需的靜力矩Mj 包括球面墊(或止推軸承)產生的摩擦阻力矩M1 和螺紋間的磨擦力矩M2 。10、帶鋼軋機的液壓壓下裝置的特點1)反應速度快(比傳統的電動壓下慣性小),精度高。有利于提高產品質量。2)易于實現板厚自動控制,適應各種軋制工藝要求。(AGC 系統) 3)過載保護簡單可靠,易于處理事故。(如卡鋼事故)4)機構簡單,簡化了機械傳動系統,傳動效率高,損失小。11、帶鋼軋機的液壓壓下裝置的缺點系統及元件復雜,成本高,易漏油。在大行程的工況下(如初軋)不適用。12、上軋輥平衡裝置的作用與特點* 作用:消除軸承座、壓下螺絲、螺母之間由于零件自重而產生的間隙,消除沖擊。* 類

17、型:取決于軋機的型式 1)型鋼軋機:調整量小,采用彈簧平衡。 2)初軋機: 調整量大,快速、頻繁,采用重錘或液壓平衡。 3)四輥軋機:調整量小,低速、但要考慮打滑條件,采用液壓平衡。13、各類型上軋輥平衡裝置的特點* 彈簧式平衡裝置:結構簡單,多用于調整量小的三輥式型鋼軋機。* 重錘式平衡裝置:可靠方便,廣泛用于調整量大的初軋機上。缺點是設備龐大,基礎復雜。* 液壓式平衡:結構緊湊、使用方便、易于操作及換輥。缺點是系統復雜、投資大、維修困難。液壓式平衡裝置廣泛應用于四輥軋機。可分為五缸式與八缸式的兩種(從原理上分)(上叫平衡下叫壓緊) 。14、正彎輥及其特性在上下工作輥之間設置液壓缸,對上下工

18、作輥軸承座施加與軋制力方向相同的彎輥力,此力規定為正值, 故稱為正彎輥法。(教材 P202 頁表 6-2、圖 6-32)15、上輥平衡力的確定1) 平衡工作輥:對四輥軋機工作輥平衡時,被平衡零件重應包括上工作輥輥系及上支承輥本體重量,以消除支承輥軸承的上部間隙。 2)平衡支承輥:平衡支承輥時,其被平衡重量應包括上支承輥輥系、壓下螺絲,球面墊及平衡構件等零部件的重量。(工作輥換輥時,上支承輥必須由其平衡缸連同其上部的壓下部件一起提升,包括上支撐輥本體)。16、軋輥的軸向調整及其機構的作用1)型鋼軋機個位兩軋輥的軋槽對正;2)在初軋機中使輥環對準;3)在有滑動襯瓦的軋機上,調整軸瓦的軸向間隙;4)

19、軸向固定軋輥并承受軸向力;5)CVC 、HC 軋機通過軸向移動軋輥(竄輥ROLL-SHIFTING )控制板帶材的板形(采用液壓缸)。第五章 軋鋼機機架(本章貌似涉及到一道很強大的計算題)1、機架的類型軋鋼機機架是軋機的重要部件,軋輥、軋輥軸承以及軋輥調整裝置都安裝在機架上。機架在軋制過程中承受巨大的軋制力,必須有足夠的強度與剛度。軋鋼機機架按其結構分為閉式機架與開式機架兩種。2、閉式機架的特點及用途強度、剛度大,整體性強;但只能從側邊換輥。用途:軋制力大的初軋機、鋼坯軋機;軋制力大并且軋制精度高的板帶軋機;精度高的小型軋機。3、開式機架的特點及用途開式機架剛度較差,但換輥方便;可卸下聯接斜楔

20、,打開機架上蓋,用吊車從上面將機架蓋連同中上輥一起吊出輥以后再安裝復位。用途:這種機架主要用于橫列式軋機(因為這種軋機無法側向換輥!)4、軋鋼機機架受力示意圖(貌似要掌握軋制力的定向)U 型架。換P總軋制力R 作用在單片機架上的軋制力, (對板帶軋機 , R = P/2 )5、關于機架的強度計算在搞這里的時候出現了點問題,第一個是因為我看不懂,再一個還有就是到底會不會考。包老師說以前考過,就是記公式什么的,現在考的話沒什么意思。但老蔣說這是重點要考,高波的觀點是不作為重點不會考,糾結.6、機架的材料和許用應力機架一般為鑄鋼件,采用ZG270-500 (即原ZG35 ),其抗拉強度極限為500M

21、Pa。機架的安全系數n=1012.5。7、機架總傾翻力矩的組成在軋制過程中,機架的總傾翻力M矩通常由M兩部分組M成:Qdh傳動系統加于機架上的傾翻力矩;M d : 傳動系統加于機架上的傾翻力矩;8M、二h:輥軋機的傾翻力矩最危險情況單機座單輥傳動或一傳動軸折斷,或接軸和傳動系統中相配合的傳動零件之間產生了瞬時間隙時最危險。9、三輥軋機的傾翻力矩最危險請況中間接軸折斷或傳動中輥的傳動系統中相配合的傳動零件之間產生了瞬時間隙或中輥從動時最危險。10、閉式機架立柱斷面選擇常用的立柱斷面形狀有近似正方形、矩形與工字形。對于高而窄的四輥軋機,常選用慣性矩較小的近似正方形截面,由本節導出的閉式軋機機架立柱

22、受彎矩M2 的計算公式可以看出,減少立柱的慣性矩I2 可減少立柱所受的彎矩。從而節省材料,減輕機架重量。對于兩輥軋機,其寬度相對較大( l1)故立柱所受彎矩 M2 亦較大。一般選用慣性矩( I2 )較大的矩形或工字形斷面。工字形加工困難,但易于安裝滑板。第六章 工作機座的剛度、厚度控制和板型控制1、工作機座的彈性變形產生的原因及影響* 產生原因軋件軋制時,軋制力P 引起工作機座內部受力元件的縱向彈性變形,其數值可達f=2-6mm 。* 對板厚的影響:使板厚h 增大,產生橫向厚差;h=S0+f ( fw+fy )fw 產生及影響:由軋制力作用在軋輥上產生的彎曲變形。輥縫增大,且寬度方向不均勻變化

23、。fy 產生及影響:由軋輥軸承座、墊板、壓下螺絲的壓縮變形;軋輥的彈性變形、軋輥的彈性壓扁、機架的拉伸變形造成。輥縫均勻增大。2、AGC 的概念為解決橫向變形和為補償縱向厚度偏差,在軋制過程中控制壓下量,改變軋機的空載輥縫值,采用輥型設計的方法或采用液壓彎輥的方法解決。采用的自動控制系統稱之為自動板厚控制系統簡稱為AGC 系統( AutomaticGaugeControl )。3、工作機座的剛度系數C 的測量方法1)軋制法保持輥縫的開口S0 不變,用不同原始厚度h0 的軋件軋制,測出其軋制力P 與軋后的厚度h,對每次軋制,工作機座的變形量: f = h - S0 。這樣可以得出一組變形f 與軋

24、制力P 的數據,由此連成的曲線就是該機座的彈跳曲線。2)壓靠法對于大型軋機,一般采用壓靠法對軋機的彈跳曲線進行測試。這種方法的優點是比較方便,不要軋件,比較經濟;但無法考慮軋件寬度對機座剛度的影響, 精度上有一定的問題。 首先使原始輥縫 S0=0,這時上下工作輥接觸,并旋轉軋輥, 繼續壓下,記錄下一組輥縫值 S0 與對應的軋制力 P 的值,將此連成曲線,就是該機座的彈跳曲線。4、提高軋機機座剛度的途徑1)提高承載零件的剛度2)對機座施加預應力3)縮短軋制應力線長度5、軋制力的波動及其產生原因軋制力的波動是引起板厚波動的主要原因。引起軋制力波動的原因很多,如:坯料厚度H 的變化;張力的變化;軋件

25、變形抗力 k 的變化(由溫度變化或材料本身不均勻引起)。6、厚度自動控制系統基本類型一般稱之為板厚自動控制(AGC) 系統( Automatic Gauge Control) ,它包括三個主要部分:1)直接測厚及間接測厚部分( P-AGC利用彈跳方程)h=S0 +P/C ;2)厚度比較及調節部分;3)輥縫調整部分根據實際測出的壓下量變化S 與計算得出的S值進行比較,輸出電流信號,使液壓伺服閥動作,完成輥縫的調節。7、液壓 AGC 與機座當量剛度的控制方法1)輥縫調節系數Cp 與機座控制剛度K 及板厚控制的關系曲線2)增加直接測厚液壓AGC 系統3)原始輥縫調整4)輥縫補償調整 5)厚度修正6)

26、厚度控制8、板形的基本理論(涵義、缺陷)板形即指板帶材的平直度指標。板形缺陷指:浪形、楔形、帶材的邊部減薄等。其中,尤其是邊浪和中浪是最為典型的板形缺陷。邊浪 : 邊> 中 ( =h/h0)而產生 邊> 中 ( =1/(1- ) );中浪 : 中>邊 , 而產生 中> 邊9、HC 型軋機(高性能輥凸度控制軋機,教材P205-207)具有軋輥軸向移動裝置的軋機。其出發點是改善四輥軋機中的工作輥與支撐輥間的有害接觸部分,來提高輥縫的剛度。10、CVC 型軋機(扎輥凸度連續可變軋機,教材 P207-208)通過軋輥軸向抽動裝置來改變S 形曲線形成的原始輥縫形狀來實現板型控制,

27、是柔性輥縫。11、P-H 圖與厚度控制的基本方法軋輥原始輥縫 S0 對軋件厚度 h 的影響:很顯然,隨 S0 增大, h 隨之增大。實際上,軋輥的偏心、熱膨脹、油膜厚度的變化均會引起 S0 變化,從而產生h 的變化。右圖所示為當原始輥縫從S0 增加到 S02 或減少到S01 時所對應的軋制力P 與成品板厚變化的情況。注意,假定這時軋件坯料的厚度H 是不變的。隨原始輥縫的增加或減少,成品板厚也隨之增減,而相應的軋制力P 則相反。第七章 軋鋼機主傳動裝置1、軋機主傳動裝置的組成及作用作用:將電機的回轉運動和力矩傳遞給軋輥。組成:減速機、齒輪座、聯接軸、聯軸節(器)等組成。另外在部份主傳動裝置中,還

28、有裝置在減速機高速軸上的飛輪與接軸平衡裝置。2、聯接軸的類型及作用類型:萬向接軸,梅花接軸,齒式接軸。作用:將(電機、減速機、齒輪座的)運動和力矩傳遞給軋輥;在橫列式軋機上,各架之間也是通過聯接軸傳動的。選型原則:允許傾角;傳動扭矩以及轉速。3、開口式扁頭受力分析計算(P226 頁)設扁頭上的分布力成三角形分布,其合力P 相距: b0-2b/3設傳遞力矩為M ,則其作用在扁頭上的等效力為:pMb02 b考慮 I-I 截面上的強度,設x 1 為其到回轉中心水平距離,則 P 到 I-I 距離為3x:x x11b02 b tg23P 的作用點偏心值為:對于扁頭的一懸臂而言,其受力為偏心彎曲,力b/2

29、-b/3=b/6由以上分析可知, I-I 截面受三個力的作用:彎矩Mw=Px ;扭矩 Mn=b.P/6 ;剪力 Q=P由于 I-I 截面形狀尺寸已知,在外力作用下,其應力可由材力公式計算:MwMn由第四強度理論求出當量應力, 并對扁頭進行強度校核。, max彎2s3計算應力也可由經驗公式得出,見教材式7-15(16)bs 形狀系數,見表 7-36( 一般情況 : =0.208)第八章 剪切機1、剪切機的類型及定義剪切機定義:對軋件進行切頭、切尾或剪切成定尺的機械稱之為剪切機。剪切機分類:1)平行刀片用于熱剪方坯、板坯;冷剪(成型剪)型材。2)斜刀片一般上刀斜1-6 度,用于剪切鋼板、帶鋼和薄板

30、。3)圓盤剪縱剪鋼板。4)飛剪橫切運動著的鋼材,切頭、切尾、切定尺。2、平行刀片剪切機的類型1)上切式平行刃剪切機,這種剪切機的結構是下刀固定不動,剪切軋件的動作由上刀向下運動完成。2)下切式剪切機,下切式剪切機基本原理是在剪切時上刀不動、下刀升起剪斷軋件。3、下切實剪切機的特點由于這種剪切機在切斷軋件時,下刀抬起軋件離開輥道,所以機后可不設擺動輥道。在剪切時機架不受剪切力。下切式剪切機廣泛用于大、中型剪切機。4、剪切過程分析實際剪切過程由兩個階段組成:刀片壓入階段與金屬滑移階段。最大剪切力 Pmax:Pmax=K maxFmax(8-13)K 為考慮刀片磨鈍、刀片間隙增大而使剪切力增大的系數

31、。根據不同的剪切機的剪切能力選取,K=1.1-1.3 。小型剪切機( P<1.6MN)K=1.3中型剪切機( P=2.58.0MN)K=1.2大型剪切機( P>10MN)K=1.1對于所剪材料無單位剪切阻力的實驗數據時,可用以下公式計算最大剪切力:Pmax=0.6K tFmax(8-14)式中 t 為所對應溫度下的抗拉強度極限。5、剪切機電機工作制度1)啟動工作制又分為擺動工作制(剪切一次曲柄轉角 360 °)與圓周工作制(=360°)兩種,采用直流電機。2)連續工作制采用離合器、帶飛輪。交流電機。從剪切機構上講,剪切機又分為上切式剪切機與下切式剪切機。6、剪切

32、力矩和摩擦力矩的計算(P270-271,圖 8-10,公式 8-23)7、平行刀片剪切機結構1)曲柄連桿上切式剪切機其剪切鋼坯動作由上剪刃完成(下刃固定);2)活動連桿上切式剪切機; 3)浮動偏心軸剪切機(下切式剪切機)8、浮動偏心軸剪切機力的運動分析及平衡力的確定(P279 圖 8-21)Q1+Q2<G2+G1 ,這是使整個剪切機構不上浮的條件。為消除沖擊,下刀必須欠平衡 ,而上刀必須過平衡 , 即:Q1>G1 Q2<G29、斜刀片剪切機傾角 的確定傾角 愈大,則剪切力愈小,但刀片的行程H 需要增加。而 max 受橫向力的限制。一般鋼板厚h 越大允許的傾角 愈大。第九章飛剪

33、機1、對飛剪的基本要求剪刃在軋件運動方向上與軋件同步:v=(11.03)v0 ,v0 為軋件速度。同時完成剪切;定尺,同時滿足長度及形狀方面的精度要求;滿足軋機或機組生產率上的要求。2、剪切長度的調整1)起動工作制飛剪的調長剪切長度 L 由光電裝置(或熱金屬探測器)確定:L=V0t ± L ,其中 L 為光電裝置到飛剪的距離, V0 為軋件的前進速度,t 為飛剪剪切的延遲時間。在光電裝置位于飛剪前方時取負號,后方時取正號。2)連續工作制飛剪的調長當軋件速度 V0 較大或剪切長度過短時, 起動工作制飛剪難以滿足要求, 必須采用連續工作制的飛剪。飛剪與送料輥的驅動可以是用一臺電機驅動,也

34、可以分別驅動。改變主軸轉速n 及改變空切系數 k 都可以改變軋件的定尺長度 L。3、勻速機構可以通過調節飛剪主軸的轉數n 來調節軋件的定尺長度L ;但與此同時,在剪切時,必須保持剪刃的水平分速度v 與軋件的速度 v0 相等。即所謂“速度同步” 。實現該功能的機構稱之為“勻速機構”。一般分為以下兩類: 1)飛剪主軸作不等速運動;2)飛剪主軸作等速運動。4、飛剪主軸作不等速運動1)雙曲柄勻速機構2)橢圓齒輪勻速機構5、飛剪主軸作等速運動的勻速機構主軸作不等速運動的飛剪存在比較大的偏心質量,因而動力矩較大,尤其是速度高時更為嚴重,所以在高速剪切時一般采用主軸作等速運動的徑向均速機構。為改變定尺,必須

35、改變飛剪主軸轉速n;為保持同步性能采用改變刀刃的回轉半徑R 的方法,達到均速的目的。即n 增加使定尺減小,同時減小其回轉半徑R,以保持剪刃水平速度等于v0。6、飛剪的類型1)雙滾筒飛剪2)回轉式飛剪3)曲柄飛剪(又稱施羅曼飛剪)第十一章矯正機1、矯正機類型1)壓力式矯正機2)輥式矯正機3)管棒材矯正機4)拉伸矯 5)拉彎矯6)扭轉轎2、軋件彈塑性彎曲過程中的曲率變化原始曲率: 1/r0 ,當 r0= 時, 1/r0=0 軋件是平直的。要注意曲率符號的規定:與反彎曲率同向反號,反向同號。反彎曲率: 1/ ;在外力矩的作用下,軋件的彎曲曲率稱之為反彎曲率。總變形曲率: 1/rc=1/r0+1/ (

36、11-1)注意:必須考慮曲率的正負號。彈復曲率: 1/ y軋件彈性恢復時曲率的變化量,它取決于彈復力矩My 或總變形曲率 1/rc。殘余曲率: 1/r如其等于 0,則軋件矯平;否則它是下一次反彎時的原始曲率,即: 1/ri=(1/r0) i+1 。3、彈塑性彎曲階段的外力矩與力矩方程屈服力矩 Mw 與屈服曲率 1/ wh / 2W 為整個截面的抗彎截面模量。以上公式也可由材力公式 1/ =M/EI=>1/ wM w2 z z dF2z zdF= Mw /EI ,此二公式實際上是一致的。F / 202 sh / 2z2 dFsWz00理想彈塑性材料的軋件塑性彎曲力矩Ms 與斷面形狀系數 e

37、 ,對全塑性狀態的軋件而言,其z0=0Ms2szdFs SS 為截面的塑性斷面系數F(/2即面積一次矩)。對一般的彈塑性材料:Ms M Mw ,引入斷面形狀系數e= Ms / Mw =sS/sW=S/W ,由此可得出:Ms = Mw e 。當截面形狀確定以后,S 與 W 值也是確定的,故斷面形狀系數e 的值是常量,對矩形截面而言, e 值為 1.5。4、輥式矯正機的矯正小變形方案每個輥子的壓下量可以單獨調整,其選擇原則為:只消除前一個輥子產生的(或留下的)最大殘余曲率,使之變平。為簡單起見,采用相對曲率表示。(即表層纖維的相對應變即為相對曲率:Cc= ( h/2) /s小變形方案的優點:總變形

38、曲率小,所需矯正能量小。缺點:一般而言,原始曲率Cr0 是未知的。難于確定矯正輥的壓下量。5、輥式矯正機的矯正大變形方案其基本原理是:使具有不同曲率的軋件,經過幾次劇烈的反彎(大變形)以后,原有的原始曲率的不均勻度被消除,形成單值殘余曲率Cr,再予以矯平。6、輥式矯正機的基本參數輥式矯正機的基本參數為:直徑D ,輥距 t,輥數 n,矯正速度v ,其中最重要的參數是矯正輥直徑D 及輥距 t。7、最大輥距tmax 的確定 = D/t = 0.7 0.95, tmax 確定矯正質量。如過大,則難以在軋件內部產生足夠的塑性變形。確定原則:原來平直的具有最薄厚度的軋件,經矯正輥反彎后,其斷面上的塑性層的

39、變形高度不小于軋件厚度的2/3。對薄板而言, Dmax =2 =tmax=0.95tmax , tmax=0.35hminE/ s ( 11-46)一般當 h<4mm 時,才校核上述的條件;當h>4mm 時, t 應由強度條件,由tmin 確定。8、最小允許輥距tmin 的確定一般輥矩t 越小,可能產生的1/ 越大,矯正質量越高。但t 越小則產生較大的矯正力P,應由矯正輥的強度條件確定最小允許輥距。t min0 . 836WeEbs9、拉伸彎曲矯直機的矯直原理矯直時承受一定張力的帶材經過彎曲輥的彎曲,在疊加的拉伸和彎曲應力作用下產生彈塑性延伸變形,使原來的短纖維部分得到伸長。因而消

40、除三元形狀缺陷。第十二章卷取機1、熱帶鋼卷取機的類型分為地上式與地下式兩種。以地下式的為最常用。2、地下式卷取機的配置(對照看書上的圖P405 圖 12-3)這種類型的卷取機位于工作輥道的下面,所以稱之為地下式的卷取機。特點:工作條件惡劣,處于連續交替作業,生產節奏快。結構:由夾送輥、前后導尺、導板、助卷輥、卷筒組成。3、冷帶卷取機的類型及工藝特點* 分類:一般為卷筒式,主要由脹縮卷筒及傳動裝置組成,卷筒同時配有皮帶助卷器或鉗口。為改善軋制條件,改善板形,卷取整齊,卷取時必須有一定的張力。按張力的大小,可分為:軋制及平整線上的大張力卷取機及精整線(退火、酸洗、涂層作業線)上的卷取機。其卷筒大多是棱錐式、弓形塊式。也有用實心卷筒的。* 工藝特點1)張力

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