7 / 7軋機設計理論復習資料(學委噴血力作)第一章1 .(1)軋鋼機械：軋鋼機械或軋鋼設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備。一般包括軋鋼機及一系列輔助設備組成的若干個機組。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。主要設備：同主機列。(4)輔助設備：除軋鋼機以為的各種設備，統(tǒng)稱軋鋼車間的輔助設備。2 .軋鋼機的標稱：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稱的，或用人字齒輪座齒輪節(jié)圓直徑標稱。當軋鋼車間中裝有數(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。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)往復式、布棋式4 .軋鋼機主機列的組成：軋鋼機由工作機座、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 .軋輾的結構及各部分的作用：(1)結構：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。對傳動端軸頭只計算扭轉，采用軋輾時，合成應力按第四強度理論計算：pJ232;對鑄鐵輾，根據(jù)莫爾理論合成的計算應力為p1，242;梅花軸頭的最大扭轉應力發(fā)生在它的槽底部位，當d20.66d1時，其最大扭轉應力為k30.07d14 .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）：四輾軋機的支承輾徑D2與工作輾徑Di之比一般在1.52.9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。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，對支承輾只需計算輾身中部和輾徑斷面的彎曲應力。Mw 1EI W bMbEIbD, M2Mw Mb，M b b?( b、MwDb D2DbDb2Dw2Dw 1MEI(1-Mw IbDb Dw2DbDw2d Mb Iw IMw IbMbMwIb1 wDb2b式dwDw6.四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 斷面上的彎曲應力均足強度條件PC10PC21 1 c C|3Rb, 2 2 cc |30.2d 10.2d2 2Rb,式中，P為總軋制力;d1 1、d2 2為 1 1和22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斷面的彎曲應力為333Io-Rb0.4D；2由于有支承輾承受彎曲力矩，故工作輾可只考慮扭轉力矩，僅計算傳動端的扭轉應力。扭轉應力為運,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斷面系數(shù)Wk工作輾與支承輾間的接觸應力：最大壓應力及接觸區(qū)寬度2b可由下式計算2q 2q D D2max. 12冗 b2 ki K2 D1D2q ri2、冗 ki K2 rm，式中q為加在接觸表面單位長度上的負荷D1、D2、r1、r2為相互接觸的兩個軋輻的直徑及半徑;.1k1K 2, k1冗E2L*212e1e2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qMax 0.637 bb 1.52為保證軋輻不產(chǎn)生疲勞 最大反復切應力為：破壞,45 （Max）值應小于許用值,45 語)0.324 max ；zy(max) 0.256max7 .彎矩和剪力引起的撓度計算：簡支梁法計算軋輾的撓度：設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fMM xM x , dx、EIfQk QAQGFx-dx,截面系數(shù)k10fMp18.8ED48a34ab2b364c3fQP a bGtt D222c1 ,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.，Pcof1f2其中彎矩引起的f1(12ab7b)或f12(12ab7b)384EI118.8ED切力引起的f2KP b PbGF1 8 2冗 GD29 .軋輾中點撓度及其與端部撓度差（f"）計算及其意義：nH"Hr-*noneff1f2其中彎矩引起的f14（12aL24L34b2Lb3）,18.8ED4其中切力弓I起的f2-"2（l）冗GD2210 .四輾軋機工作輾與支撐輾接觸變形計算：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49）,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荷，q2,其中P為軋制力，LWLw為工作輾輾身長度；K、k2為與軋輾材料有關的系數(shù)；b為工作輾與支承輾接觸寬度的一半設k1卜2則2qln0.97DWDbq第三章1 .閉式機架設計的方法和步驟：（1）將機構的機構簡圖簡化為鋼架，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“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系曲線。6 .塑性特性曲線：用來表示軋制力和乍見厚度關系的曲線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，采用短應力線軋機采用預應力軋機8 .可變剛度機座的各種控制狀態(tài)：（1）當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)整；（2）軋制過程中，當軋制力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)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, PtanxP1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：Pa,P P1（1 乙叱）PPP上P1P2,P4、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、飛剪機設計應滿足的基本要求：（1）在切斷軋件時，剪刃速度與軋件速度應具有同步性；（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，保證剪刃側隙符合要求；（5）嚴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;knnN飛剪機主軸或刀片轉速；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和轉速n0來表示軋件運動速度V。，則l冗Do%kn7、定尺調(diào)整方法：(1)改變飛剪機主軸的轉速來調(diào)整定尺：a.簡單調(diào)速法；b.采用均速機構調(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圈數(shù)K)a.改變飛剪機上下兩個主軸角速度的比值；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(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-1C1.5o.5r,原始曲率J,反彎曲率cCroC3、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，故最小允許輾距口所受工作輾扭轉強度和輾身表面接觸應力限制。2tmin0.836上一，對于板帶矯正機e=1.5,wb-max,0.95bs6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重，應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。12tanx10.661100bY2x2tanx