四辊初轧轧机的压下机构设计毕业设计(编辑修改稿)

四辊初轧轧机的压下机构设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

b +a () 式中 a 值视钢板厚度而定。 当 maxb =400～ 1200 时， a≈ 100mm；当maxb =1000～ 2500 时， a≈ 150～ 200mm；当钢板更宽时， a=200～ 400mm. 在本设计中 maxb =2150，故 取 a=190mm 则 L=2150+190=2340mm 对于四辊轧机，为减小轧制力，应尽量使工作辊直径小些。 但工作滚最小直径受棍颈和轴头的扭转强度和轧件咬入条件的限制。 支撑辊直径主要取决于刚度和强度的要求。 四辊轧机的辊身长度 L 确定以后，可根据 [1]表 32 和表 33确定工作辊直径 1D 和支撑辊直径 2D。 表中，比值2LD 标志着辊系的抗弯刚度，其值愈小则刚度愈高。 一般来说，辊身长度较大时，选用较大比值。 由 [1]表 33查得在本设计中取1LD =4 2LD = 21DD = 由于 L=2340mm 则 1D =585mm 2D =936mm 在轧制过程中 ,轧辊辊面因工作磨损，需不止一次地重车或重磨。 轧辊工作面的每次重车量为 ～ 5mm；重磨量为 ～ ，轧制直径减小到一定程度后，就不能再使用。 轧辊从开始使用直到报废，其全部重车量 与轧辊名义直径的百分比称为重车率。 由 [1]表 14，取最大重车率为 6％ 考虑重车率，并圆整得 1D =650mm 2D =1000mm 轧辊轴颈和辊颈长度的确定 辊颈直径1d和长度 1l 与轧辊轴承形式及工作辊载荷有关。 由于受轧辊轴承径向尺寸的的限制，辊颈直径比辊身直径要小得多。 因此辊颈与辊身固定处 ，往往是轧辊强度最差的地方，只要条件允许，辊身直径和辊颈与辊身的过渡圆角 r 均应选大些。 使用滚动轴承时，由于轴承外径较大，辊颈尺寸不能过大，一般近似地 第 11 页 共 45 页 装 订 线 选1d=(～ )D1 11ld ＝ ～ 在本设计中取1d＝ 1D ＝ 650＝ 辊颈的直径还应根据滚动轴承的内径选 取，根据参考文献 [2], 选取工作辊 取 11ld ＝ 1l =560mm 轧辊传动端的尺寸 工作辊辊颈直径与传动端直径之比值约为 ～ (辊颈直径稍大于传动端直径 )。 传动端长度与直径之比，冷轧机上取 ～。 热轧机上取～。 扁头宽度 0B 与传动端直径 2d 之比值约为 ～。 在本设计中取 12dd ＝ 22ld = 02Bd = 则 2d =341mm 2l =443mm 0B ＝ 273mm 轧辊的直径的棍身长度确定方法二 初轧机与型钢轧机的轧辊名义直径 D，既是轧机的主要参数，也是轧辊尺寸的主要参数。 当轧辊的直径 D 确定以后，轧辊的其它参数受强度、刚度或结构上的限制也将随之确定。 初轧机和型钢轧机的轧辊辊身是有孔型的，因此，轧辊的名义直径应有确切的含意。 通常，型钢轧机以齿轮座的中心距作为轧辊名义直径；初轧机则是把辊环外径作为名义直径。 因此，有孔型的轧辊其名义直径均大于其工作直径。 轧辊的棍身长度 L和辊径 D的确定 辊身长度 L 应大于所轧钢板的最大宽度 maxb ,即 L= maxb +a （ ） 式中 a 值视钢板厚度而定。 当 maxb =400～ 1200 时， a≈ 100mm；当 第 12 页 共 45 页 装 订 线 maxb =1000～ 2500 时， a≈ 150～ 200mm；当钢板更宽时， a=200～ 400mm。 在本设计中取 a=200mm 则 L=2150+200=2350mm 对于热轧机，支撑辊直径 2D 与辊身长度 L 的关系可用下式表示：2D =(～ )L(L 值愈大，系数愈小 ) 在本设计中取 2D ＝ 2350＝ 对于四辊轧机，为减小轧制力，应尽量使工作辊直径小些。 但工作滚最小直径受棍颈和轴头的扭转强度和轧件咬入条件的限制。 支撑辊直径主要取决于刚度和强度的 要求。 轧辊工作直径 1D 可根据最大咬入角  (或压下量与辊颈之比1hD )和轧辊的强度要求来确定。 按照轧辊的咬入条件，轧辊的工作直径 1D 应满足下式 1D ≥ 1 cosh （ ） 式中 Δ h—— 压下量，毫米。 Δ h＝ 0h 1h ＝ 250205＝ 45mm  —— 是最大咬入角，它和轧辊与轧件间的摩擦系数有关。 各种轧机的最大咬入角可参考 [2]表 32。 在本设计中取  为 18176。 则： 1D ≥ 1 cosh ＝ 451 cos18＝ 在轧制过程中 ,轧辊辊面因工作磨损，需不止一次地重车或重磨。 轧辊工作面的每次重车量为 ～ 5mm；重磨量为 ～ ，轧制直径减小到一定程度后，就不能再使用。 轧辊从开始使用直到报废，其全部重车量与轧辊名义直径的百分比称为重车率。 由 [1]表 13，取最大重车率为 6％。 表 各种轧机的轧辊重车率 轧机名称 工作辊最大重车率 % 支撑辊最大 重车率 % 初轧机 10～ 12 型钢轧机 8～ 10 中厚板轧机 5～ 8 第 13 页 共 45 页 装 订 线 薄板轧机 4～ 6 四辊热连轧 3～ 6 6 四辊冷连轧 3～ 6 10 考虑重车率，并圆整得 1D =1000mm 2D =1800mm 轧辊轴颈 1d 和辊颈长度 1l 的确定 辊颈直径1d和长度 1l 与轧辊轴承形式及工作辊载荷有关。 由于受轧辊轴承径向尺寸的的限制，辊颈直径比辊身直径要小得多。 因此辊颈与辊身固定处，往往是轧辊强度最差的地方，只要条件允许，辊身直径和辊颈与辊身的过渡圆角 r 均应选大些。 使用滚动轴承时，由于轴承外径较大，辊颈尺寸不能过大，一般近似地选1d=(～ ) 1D 11ld ＝ ～ 在本设计中取1d＝ 1D ＝ 1000＝ 取 11ld ＝ 1l = 轧辊传动端的尺寸 工作辊辊颈直径与传动端直径之比值约为 ～ (辊颈直径稍大于传动端直径 )。 传动端 长度与直径之比，冷轧机上取 ～。 热轧机上取～。 扁头宽度 0B 与传动端直径 2d 之比值约为 ～。 在本设计中取 12dd ＝ 22ld = 02Bd = 则 2 mm 2 mm 0 mm 总结：上面 所计算的这种方法的依据是根据板带轧机的尺寸计算方法介绍而来的，但是本方法计算出来的尺寸在后面计算轧制力和选择轴承的时候，轧辊的强度、刚度和有关工艺条件不容易满足，所以本设计另外用 初轧机的尺寸计算方法来确定轧辊的尺寸， 即为初轧机的尺寸计算方法所计算的尺寸数据，后面的计算均是根据 的数据来进行计算的。 第 14 页 共 45 页 装 订 线 第 四章 轧辊材料 常用的轧辊材料 常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。 合金锻钢 用于轧辊的合金锻钢，在我国“国家标准”中已有规定， GB/T 13314－ 1991 标准中列出了热轧轧辊和冷轧轧辊用钢。 热轧轧辊用钢有 55Mn 55Cr、 60CrMnMo、 60SiMnMo 等。 冷轧轧辊用钢有 9Cr、 9Cr 9CrV、 9Cr2W、 9Cr2Mo、 60CrMoV、80CrNi3W、 8CrMoV 等。 合金铸钢 用于轧辊的和静铸钢种类尚不多，也没有统一标准。 随着电渣重熔技术的发展，合金铸钢的质量正逐步提纲，今后合金铸钢轧辊将会得到广泛应用。 铸铁 铸铁可分为普通铸铁、合金铸铁和球墨铸铁。 铸造轧辊时，采用不同的铸造，可以得到不同硬度的铸铁轧辊。 因此，有半冷硬、冷硬和无限冷硬轧辊之分。 半冷硬轧辊：轧辊表面没有明显的白口层，辊面硬度 HS≥ 50。 冷硬轧辊：表面有明显白口层，心部为灰口层，中间为麻口层，辊面硬度 HS≥ 60。 无限冷硬轧辊：表面是白口层，但白口层与灰口层之间没有明显界限，辊面硬度 HS≥ 65。 铸铁轧辊硬度高，表面光滑、耐磨，制造过程简单且价钱便宜。 其缺点是强度低于钢轧辊。 只有球墨铸铁轧辊的强度较好。 第 15 页 共 45 页 装 订 线 轧辊材料选择 轧辊材料的选择与轧辊工作特点及损坏形式有密切关系。 初轧机和型钢轧机轧辊受力较大且有冲击负荷，应有足够的强度，而辊面硬度可放在第二位。 初轧机常用高强度铸钢或锻钢；香港粗轧机多用铸钢。 含 Cr、 Ni、 Mo 等合金元素的铸钢轧辊适合于轧制合金钢；含 Mn钢及高碳铸铁钢轧辊多用与轧普碳钢的第一架粗轧机上。 在型钢轧机的成品机架上，成品形状及公差要求严格，要求轧辊有较高的表面硬度及耐磨性，一般选用普通铸铁轧辊。 带钢热轧机的工作辊选择轧辊材料时以辊面硬度 要求为主，多采用铸铁轧辊或在精轧机组前几架采用半钢轧辊以减缓辊面的糙化过程。 而支撑辊在工作中主要受弯曲，且直径较大，要着重考虑强度和轧辊淬透性，因此，多选用含 Cr 合金锻钢。 带钢冷轧机的工作辊对辊面硬度及强度均有很高的要求，常采用高硬度的合金铸钢。 其支承辊工作条件与热轧机相似，材料选用也基本相同，但要求有更高的辊面硬度。 为了轧制高碳钢和其它难变形的合金钢，在冷轧机上也采用带硬质合金辊套的复合式冷轧工作辊。 其辊心材质与辊套材料的热膨胀系数应十分接近，以防轧辊发热时，损坏辊套。 应该指出，尽管冷轧工作辊的硬度 要求很高 (达到 HS=100)，但却不能使用铸铁轧辊，这是因为当辊径确定以后，可能轧出的轧件最小厚度值和轧辊的弹性模数 E 值成反比。 即轧辊材料的弹性模数 E 愈大，可能轧出的轧件厚度愈小。 铸铁的 E 值只有钢的一半，为此，在冷轧带钢时，使用铸铁轧辊是不利的。 设计中所使用的轧辊材料是无限冷硬铸铁。 第 16 页 共 45 页 装 订 线 第五章 总轧制力的计算 平均单位压力的计算 由于单位平均压力唉接触弧上的分布是不均匀的，为便于计算，一般均以单位压力的平均值 —— 平均单位压力来计算轧制总压力。 轧制力： P=Pm F=PmBmL （ ） Pm— 接触弧上平均单位压力 F — 轧件与轧辊的接触面积（实际接触弧面积的水平投影） Bm— 轧制前后轧件的平均宽度 L — 接触弧长度（即变形区长度） 总压力计算的一般公式 一般情况下 ，如果沿轧件宽度方向上的摩擦应力和和单位压力变化忽略不计，并取轧件宽度等于 1 个单位时，则轧制力用下式来表示，见图。 第 17 页 共 45 页 装 订 线 图 作 用在轧辊上的力 00 si n si nc os c os c osl l lrdx dx dxP Px T x T x       （ ） 上式右边的第二项和第三项分别为后滑和前滑区摩擦力在垂直方向上的分力，它们与第一项相比，其值甚小，可以忽略不计，则轧制力可写成下式： 0lP Pxdx （ ） 常用下式表示： .PPF .PPF （ ） P — 接触面上的单位压力 F — 接触弧面积。