验算Φ500×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度
三辊定径机的设计毕业设计说明书
大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：三辊定径机的设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：指导教师：无缝钢管的生产在西方国家里占管类钢材比例的50%，而在我国的生产还和西方有一定的差距,不过对它的生产进行了大量的投入，有望在本世纪赶上，不仅在数量上还需要在质量上有所超越.本设计就对包钢公司的三辊定径机作一分析、计算、校核等。
其主要内容包括：定径机的设计、调速系统的设计、润滑和冷却系统的设计。
在原先只采用两辊式定径机存在的弊端做一改造采用三辊定径机.其两者的区别主要是：前者可调但定径精度低，工具备件少；后者定径精度高但不可调，机架备件多.其实现在已经出现了新型可调式三辊定径机,因此这种新型三辊定径机的出现将给我国无缝钢管的发展提供一个新台阶.今后，我国无缝管材的生产反将转到采用先进制造技术,扩大品种，提高质量，降低消耗方面来。
因此，我们应该努力学好本专用知识，争取进一步有所改进有所创新。
关键词：定径机;调速系统；润滑系统;冷却系统；设计计算The production of seamless pipe in the nation of the nation of the west has about 50％in pipe steel, and the production in our country has some gap with western nation but our country has carried on the input of large numbers hopefully has caught up with just this production。
Not only in number but also in quality past.The design is about three rolls sizing mill in Bao Gang company analyze the steel tube’s quality，calculate ，check it. Compare two roll sizing mill to three rolls sizing mill。
三辊轧管机调整参数的计算方法
三辊轧管机调整参数的计算方法吕庆功朱景清马继仁张勇钢黄建凯王成(北京科技大学) (无锡西姆莱斯钢管有限公司)摘要分析了三辊轧管的变形特点和轧机结构特点，在此基础上根据空间投影关系推导了三辊轧管机调整参数的计算公式。
应用结果表明，该公式简便可靠，对提高调整精度、减少重调次数、提高生产效率有重要意义。
关键词三辊轧管机调整计算方法CALCULATING MEDOL FOR PARAMETER SETTINGON THREE-ROLL TUBE MILLL U ¨ Qinggong ZHU Jingqing MA Jiren(University of Scienee and Technology Beijing)ZHANG Yonggang HUANG Jiankai WANG Cheng(Wuxi Seamless Steel Tube Co.,Ltd.)ABSTRACT Calculating model for parameter setting on three-roll tube mill is deducted from special relationship,obtained in deformation characteristic and mill construction analysis of three-roll tube rolling.It has been proved in practice that this model is simple and reliable,and is meaningful for setting accuracy and reducing the resetting time therefore improving the productivity.KEY WORDS three-roll tube mill,setting,calculating mode1 前言三辊轧管机以轧制高精度中厚壁管著称于世。
Φ500mm三辊开口轧机下调整装置结构改进与优化
８一调 节扳 手 ；９一立 滑板 ；１ ０一主 动 螺 杆 ；
１ 一 动 螺 杆 ；１ １ 从 ２一底 座
立结 构 ，调节 时必 须记 下 每个 的旋转 圈 数 ，保 证 调 节量 一致 ，确 保下 辊水 平上 升 或下 降 ，这就延 长了 换辊 时 间 ，增 加 了职工 的劳 动强 度 。而且 ，轧 机传
… … 一
。
考虑 到 原装 置 已无 法 维持 正常使 用 ，部分 备件 也无 法更 换 ， 目前 更换 轧辊 时 只能在 轴 瓦座下 垫垫
铁达到调整辊缝间隙的 目的，制约了产能的提升和 质量 升级 ，也 无法 实现 在线 调节 ， 占用极 大 的换 辊 时 间。针对 原 装置设 计 缺 陷 ，结 合 传动机 构原理 进 行 重新 设计 ，拆 除 原螺 杆式 下调 整装 置 ，保 留手 动
成 压上 动作 ，其 装配形 式见 图 １ 。 １１ 螺杆 外伸 易弯 曲 ． 下调 整螺杆 总长 １１５ｍｍ， 自减 速机 向外延 ０
作者简介：梁福江 （９ ３一） １８ ，男，２０ ０５年 ７月毕业 于重 庆科技学 院现代设备维 护与管理专业。助理 工程师 ，主要从 事设备维护与管
调节 ，轧辊平衡 性不 好控 制 ，费时 费力 ，且 工作环
境 恶劣 ，水和 氧 化 铁皮 பைடு நூலகம் 入 ，使 装 置 内零 件 锈蚀 ， 下调整 螺杆被 卡 阻 ，不易 维修 ，已无 法完成 下辊径
向调整 的功能 ，严 重 影 响轧 材 质 量 和生 产 作业 率 ， 甚至诱 发断辊 事故 。
理工作。
７一下调整装置减速机 ； ８一挡盖 ； ９一轧机机 架； ｌ Ｏ一内油管 ；１ １ 一接手套 ；２一护罩 ；３一万向联轴杆 １ １
《材料成型设备》习题集指导
《材料成型设备》习题集班级：姓名：学号：第1章绪论一､选择题:1､型钢轧机是以什么来标称的? ( ) A､轧辊名义直径B､轧辊工作直径C､轧辊辊身长度 D 轧件型钢最大尺寸2､板带钢轧机是以什么来标称的? ( ) A､轧辊名义直径B､轧辊工作直径C､轧辊辊身长度 D 所轧板带最大尺寸3､钢管轧机是以什么来标称的? ( ) A､轧辊名义直径B､轧辊工作直径C､轧辊辊身长度 D 所轧钢管最大外径4､3150钢管热挤压机组的最大挤压力是多少? ( ) A､3150N B､3150KN C､3150 t D 3150MN5､LB-20链式冷拔机的额定拔制力是多少? ( ) A､20N B､20KN C､20 t D 20MN6､LB-80液压冷拔机的额定拔制力是多少? ( ) A､80N B､80KN C､80 t D 80MN7､LG-50二辊周期式冷轧管机所轧制钢管的最大外径是多少? ( ) A､50mm B､150mm C､100mm D 5mm8､LD-30多辊冷轧管机所轧制钢管的最大外径是多少? ( ) A､30mm B､60mm C､90mm D 3mm9､某轧钢车间轧机的标称是“2500二辊/ 2500四辊可逆/ 2500×2四辊轧机/ 2500×7四辊连轧热轧带钢轧机” 该车间不可逆式四辊轧机有几台? ( )A 11B 10C 9D 710､某轧钢车间轧机的标称是:“650×2二辊可逆/ 550×3二辊可逆/ 450二辊三列横列式中型型钢轧机”该车间不可逆式轧机有几台? ( )A 5B 3C 2D 1二､填空题:1、轧钢机由､传动装置､和控制系统组成｡2､改善轧件组织和性能的辅助设备有缓冷设备､､､控制轧制与控制冷却设备｡3､运送轧件的辅助设备有､推床､翻钢机､转向装置､推钢机､拉钢机､､挡板､堆垛机和钢锭车等｡5､参与控制轧件尺寸与形状的辅助设备主要指的是与轧制力能参数直接发生关系的活套支掌器和｡6､切断设备有火焰切割机､､､折断机等｡7､矫直设备有､张力矫直机､､拉伸弯曲矫直机等｡8､包装设备有､包装机等｡9､轧辊的导卫装置的作用是｡10､轨座(俗称地脚板)的作用是｡三､简答题:1､轧钢机工作机座各部分的作用是什么?2､轧钢机的标称由哪六个部分组成?3､为什么型钢轧机以名义直径来命名?4､为什么板带钢轧机以轧辊辊身长度来命名?5､轧钢机的工作制度有哪四种形式?6､轧钢辅助设备的工作制度有哪四种形式?7､轧钢机的布置形式有哪几种形式?8､轧钢机主机列有哪三部分组成?各部分的作用是什么?四､看图填空题(指出图中所指部件的名称) 1､单电机､单传动､单机座轧钢机(图1-1)｡2､单电机､单传动､多机座轧钢机(图1-2)｡图1-1 单电机、单传动、单机座轧钢机3､单电机､多传动､多机座轧钢机(图1-3)｡4､双电机､双传动､单机座轧钢机(图1-4)5､指出表1-1 轧钢机主传动装置的类型中所指部件的名称图1-3 单电机、多传动、多机座轧机图1-4 双电机、双传动、单机座轧机五､思考题及提示1､轧钢生产和轧钢机械的概念?2､轧钢生产的成品,根据钢材断面形状,主要分成哪三大类?3､轧钢机由哪几部分组成?4､为什么钢坯轧机和型钢轧钢机以轧辊名义直径来标称?什么叫轧辊名义直径? 5､为什么板带钢轧机以轧辊辊身长度来标称?6､为什么钢管轧机以能够轧制的钢管最大外径来标称?7､轧钢机按用途分几大类?8､轧钢机按布置形式分几大类?9､轧钢机的工作机座由哪些部分组成?10､轧钢机的标称包括哪些部分?第2章轧辊一､选择题:1､有一台轧机的新轧辊的直径为688mm ,正常报废时的轧辊的直径为612mm,该轧机轧辊的名义直径为650mm,此轧辊的重车率是多少? ( )A 12.42 %B 11.69 %C 11.05 %D 10.06 %2､有一台轧机的新轧辊的直径为900mm ,正常报废时的轧辊的直径为820mm,该轧机轧辊的名义直径为850mm,此轧辊的重车率是多少? ( )A 8.89 %B 9.41 %C 9.75 %D 11.20 %二､填空题:1､轧辊一般是由､和三部分组成｡2､轧辊的辊身有和有槽辊｡3､轧辊的辊颈有和圆锥形辊颈｡4､轧辊的辊头有､和带双键型｡5､轧辊按用途分为和支撑辊｡6､轧辊的破坏､失效主要形式有和折断｡7､轧辊名义直径通常是指｡8､轧辊重车率是指｡三､简答题:1､为什么在轧辊辊身与辊颈的交界处使用过度圆角?2､轧辊受到哪些载荷的作用?3､轧辊一般由哪几个部分组成?各部分的作用是什么?4､型钢轧辊强度验算的特点是什么?5､二辊板带轧辊强度验算的特点是什么?四､计算题:1､二辊单机架薄板轧机,辊身直径D=805mm,辊身长度L=1200mm,辊颈长l=600mm,d=600mm,钢板最大宽度b max=1000mm,轧制压力P=15MN,轧辊材质为球墨铸铁 b=588MPa,辊头为梅花型d1=510mm,传动端扭矩M n=0.91M N·m,对轧机的轧辊进行强度校核｡2､某厂Φ500×2二辊型钢轧机(图2-1),按轧制工艺,该辊两个道次同时走钢,P1=1220Kn,P2=1050Kn;轧辊尽寸如下图所示,D1=340mm,D2=384mm,已考虑重车率,轧辊辊颈直径d=300mm, 轧辊辊颈长度l=300mm,轧辊梅花头外径d1=280mm;扭矩为128KN. m;轧辊材质为铸钢,其强度极限为[σ]=120MPa,[τ]=35∽40MPa右端传动,试校核该轧辊强度｡图2-1 某型钢轧机轧辊受力示意图3､验算Φ500×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度｡已知:1)按轧制工艺,该辊K13､K9､K5三个道次同时走钢;2)各道的轧制力:P13 =1100KN , P9=800KN , P5 =600 KN ;3)各道的轧制力矩:M13 = 60.0KN .m ,M9 = 30KN.m , M5= 20KN.m ,忽略摩擦力矩;4)轧辊有关尺寸见图所示｡其中各道次的辊身工作直径为:D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm 轧辊辊颈直径:d=300 mm 辊颈长度l =300 mm,轧辊梅花头外径d1=280 mm,其抗扭断面系数W n = 0.07d13 ｡5)轧辊右侧为传动端;6)轧辊材质为铸钢,其强度极限为σb = 5 00 ~ 600 MPa;7)轧辊安全系数取n =5;8)许用应力[τ] = 0.6[σ]｡(要求画出轧辊的弯矩图和扭矩图)4､在如下图2-3所示的2300二辊热轧板带钢轧机上轧制宽度为1700mm的钢板,最大轧制力9.6MN,最大扭矩0.60MN.m｡轧辊辊身直径D=950mm,辊颈直径d=560mm,辊颈长度l=560mm｡辊头为梅花头,其梅花头外径d1 = 510mm,抗扭断面系数W n = 0.07d13｡轧辊材质为铸钢,许用应力[σ]=100~120MP a,[τ] = 0.6[σ]｡校核其轧辊强度｡(要求画出轧辊的弯矩图和扭矩图)图2-3 2300二辊热轧板带钢轧机轧辊受力图5､在2700mm二辊式热轧机上轧制宽度为2050mm的钢板,,最大轧制力为15MN,最大扭矩0.74MN.m｡轧辊直径D=1060mm,辊颈直径d=600mm,辊颈长度l=580mm,辊头为梅花头,截面模数W n=0.07d13,直径d1=520mm｡轧辊材质为铸钢,许用应力[σ]=120MP a,[τ] = 0.6[σ]｡校核其轧辊强度｡(要求画出轧辊的受力图,弯矩和扭矩图｡)6､验算Φ600×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度｡已知:1）按轧制工艺,该辊K13､K9､K5三个道次同时走钢;2）各道的轧制力:P13 =1000KN , P9=800KN , P5 =600 KN ;3）各道的轧制力矩:M13 = 65KN .m , M9= 35KN.m , M5= 30KN.m ,忽略摩擦力矩;4）轧辊有关尺寸见图所示｡其中各道次的辊身工作直径为:D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm;轧辊辊颈直径:d=300 mm,辊颈长度l =300 mm,轧辊梅花头外径d1=280 mm 5）轧辊右侧为传动端;6）轧辊材质为铸钢,其强度极限为σb= 500~ 600 MPa;7）轧辊安全系数取n =5;8）[τ] = 0.6[σ]7､试计算某车间φ90/φ200⨯200四辊冷轧机的轧辊强度｡轧辊尺寸如图2所示,轧制带钢宽度b =150mm,压下量h ∆=0.4mm,工作辊材质为9Cr,b σ=833MPa;支撑辊材质为40Cr,b σ=686MPa;轧机采用工作辊传动,轧制压力P=313.6KN,最大张力T=1.96KN ｡(工作辊辊径处张力引起的弯曲力矩按照一侧张力等于零,零一侧为最大的特例来计算｡查表得,40Cr 的接触许用应力][σ=2000MPa,][τ=610MPa)图2-4 φ90/φ200⨯200四辊冷轧机轧辊尺寸图五､思考题及提示1､轧辊由哪几部分组成?2､轧辊有哪些主要尺寸参数?重车率是什么? 3､常用轧辊的材料有哪些?4､型钢轧机轧辊强度验算的特点是什么? 5､板带钢轧机强度验算的特点是什么?6､轧辊断裂的主要原因是什么?7､什么叫轧辊弹性压扁?第3章轧辊轴承一､选择题:1､轧辊轴承的作用是什么? ( )A 用来支承轧辊B 用来保持轧辊在机架中正确位置C 用来承受由轧辊传来的轧制力D以上都正确2､摩擦系数最小的轧辊轴承是哪个? ( ) A带金属轴瓦的滑动轴承 B 带布胶轴瓦的滑动轴承C 液体摩擦轴承D 滚动轴承3､下列哪类轧辊轴承在安装的时候,既不需要安装止推轴承又不需要在轴承座下安装球面垫｡( )A 双列向心球面滚子轴承B 四列圆柱滚子轴承C 四列圆锥滚子轴承D 滚针轴承4､下列哪类轧辊轴承在安装的时候,不需要安装止推轴承,但需要在轴承座下安装球面垫｡( )A 双列向心球面滚子轴承B 四列圆柱滚子轴承C 四列圆锥滚子轴承D 滚针轴承二、填空题:1､轧辊轴承的作用是｡2､液体摩擦轴承有､和静一动压三种结构型式｡3､动压油膜轴承是利用液体的来建立液体摩擦条件｡4､滚动轴承分为､圆柱滚柱轴承､和滚针轴承等四类｡三､简答题:1､动压轴承的工作原理是什么?怎样实现液体摩擦?2､轧辊轴承与一般用途的轴承相比有什么特点?3､静-动压轴承的特点是什么?4､静压轴承的工作原理是什么?5､静压轴承区别于一般动压轴承的主要特点是什么?四､思考题及提示1､轧辊轴承的工作特点是什么?2､轧辊轴承的类型､特点及用途是什么?3､带非金属轴瓦的开式滑动轴承的类型､特点及用途是什么? 4､带金属轴瓦的开式滑动轴承的用途是什么?5､滚动轴承的类型､特点及用途是什么?6､动压轴承的工作原理是什么?7､静压轴承的工作原理是什么?8､静-动压轴承的工作原理什么?9､静-动压轴承适合哪些工作场合?第4章轧辊调整装置一､选择题:1､某车间850二辊粗轧机的压下装置中,大指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为100mm,小指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为1000mm,已知压下螺丝的螺纹直径及螺距为340mm和40mm, 问大指针旋转8周,压下螺丝旋转了多少圈? ( )A 10B 20C 25D 402､某轨梁厂950二辊粗轧机的压下装置中,大指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为100mm,小指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为1000mm,已知压下螺丝的螺纹直径及螺距为340mm和40mm, 问大指针旋转6周,压下螺丝旋转了多少圈? ( )A 10B 15C 25D 403､已知轧机上辊液压平衡装置的被平衡重量为2400Kg,而平衡平衡力32KN,则过平衡系数是多少? ( )A 1.13B 1.33C 1.25D 1.35二､填空题:1､板带钢轧机压下装置分为､和液压压下三大类｡2､在可逆式板带钢轧机的压下装置中,为了处理卡钢事故,需要安装压下螺丝的机构｡3､轧机的平衡装置通常分为弹簧平衡､和｡4､轧辊调整装置可分为､､中辊调整装置､立辊调整装置和特殊轧机的调整装置｡5､轧辊辊缝对称调整是指｡6､压下螺丝自动旋松的原因是｡7､防止压下螺丝自动旋松的主要办法是｡8､常用的电动压下行程指示器有机械指针盘读数指示器和(数字显示管指示器)两种形式｡9､压下螺丝一般由､本体和三个部分组成｡10､压下螺丝的螺纹有和梯形两种｡11､压下螺丝尾部传动端的断面形状主要有､花键形和三种｡12､压下螺丝的基本参数是螺纹部分的和螺距t ｡13､压下螺丝直径由决定｡15､液压压下装置是用代替传统的压下螺丝､螺母来调整轧辊辊缝的｡16､液压压下装置的可靠性主要取决于和控制系统的可靠性｡17､液压式平衡装置是用的推力来平衡上辊重量的｡18､重锤式平衡装置平衡力由和支杆传给上轧辊｡19､弹簧式平衡装置是由四个弹簧和组成｡三､简答题:1､上轧辊平衡装置的作用是什么?2､轧辊调整装置的作用是什么?3､图4-10是1300初轧机压下装置示意图｡压下驱动电机1通过圆柱齿轮减速箱2､蜗轮蜗杆副17､18驱动对应的压下螺丝,完成压下动作｡液动离合器3的开合使左右压下螺丝实现单独或同步压下｡低速驱动用电机8通过二级蜗轮副将运动传递给蜗轮6｡蜗轮6的轮缘带有离合器,空套于轴5上｡液动离合器9将蜗轮6的运动传递至轴5｡此低速传动链的作用是克服压下螺丝的阻塞事故,保证轧机正常工作｡4､压下螺丝自动旋松的原因是什么?5､防止压下螺丝自动旋松的主要办法是什么?6､轧辊的轴向调整的作用是什么?四､看图填空题五､思考题及提示1､轧辊调整装置的作用是什么?2､轧辊调整装置的类型是什么?3､压下装置的类型是什么?4､手动压下装置结构､类型､特点及作用是什么? 5､电动压下装置结构､类型､特点及作用是什么? 6､压下螺丝和压下螺母的主要参数是什么?7､液压压下装置的特点是什么?8､压下液压缸在轧机上的配置方案是什么?9､轧辊平衡装置的类型是什么?10､轧辊平衡装置的作用是什么?11､轧辊的轴向调整的作用是什么?第5章机架一､选择题:1､机架的作用是什么? ( )A 用来安装轧辊､轧辊调整装置和导卫装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡B 用来安装轧辊､轧辊轴承和导卫装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡C 用来安装轧辊､轧辊轴承､轧辊调整装置和导卫装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡D 用来安装轧辊､轧辊轴承､轧辊调整装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡二､填空题:1､轧钢机机架分为和开式两种｡2､机架主要由左右､联接两块牌坊的､位于牌坊窗口内侧的等零部件构成｡3､使用机架的轧辊换辊时,轧辊沿轴向从机架的窗口中进出｡4､开式机架由和两部分组成,其主要优点是换辊方便｡5､牌坊是用液压螺母和拉杆将割分的上､下半牌坊联结而成的｡6､机架的主要结构参数是､高度和｡7､在闭式机架中,机架窗口宽度应稍轧辊最大直径,以便于换辊;而开式机架窗口宽度主要决定于轧辊轴承座的宽度｡8､机架窗口的高度取决于､轧辊直径､轴承座的高度､轧辊最大开口度､压下螺丝的最小伸长量､安全臼和测压元件的高度､垫板高度等因素｡9､机架立柱的断面尺寸是根据确定的｡10､机架立柱的断面形状有､长方形断面､工字形断面和T字形断面｡11､工作机座是通过和轨座安装并固定在地基上的｡12､地脚螺栓的作用｡13､安全装置的作用是｡三､简答题:1､轨座的作用是什么?四､思考题机提示1､机架的作用是什么?分哪两大类? 2､机架的主要结构参数有哪些? 3､轨座与地脚螺栓的作用是什么第6章轧机刚度一､选择题:1､下面哪类轧机是无机架紧凑式万能轧机? ( )A PC轧机B VC轧机C HC轧机D CU型轧机2､厚度控制的最主要方法是什么? ( )A 调润滑油模厚度B 调整压下C 调整张力D 调整轧制速度二､填空题:1､机座刚度系数C的物理意义是｡2 ､板形控制的传统方法有辊温控制法和两种｡3､轧钢机工作机座的弹跳方程是｡4､轧钢机座的刚度是指｡5､轧钢机座的弹性变形可以分为两大部分,一部分是轧辊的,另一部分是除轧辊弯曲变形以外的各受力零件的｡6､轧钢机座的刚度系数的测量方法有和两种｡7､板带钢轧机工作机座刚度系数的选择有､和理论模型计算法三种｡8､提高轧机刚度的措施是和对机座施加预应力两种｡9､常用的厚度控制方法有､和调整轧制速度｡10､AGC可分为､间接测厚法的AGC和三类｡11､板形是板带的重要质量指标｡包括板带的､(横截面凸度)和边部减薄量三项内容｡12､是板带轧制时发生在轧件边部的一种特殊现象,即在接近板带边部处,其厚度突然减小｡13､UPC轧机与CVC轧机的主要不同之处是轧辊辊型为“”｡14､PC轧机的主要特点是轧辊“”｡15､轧机通过改变支撑辊凸度来调节轧辊辊缝形状的,也是柔性辊缝型｡16､轧机就是通过改变轧辊轴线交叉角来改变辊缝形状,而实现板形控制的,是柔性辊缝型｡三､简答题:1､据图2所示,解释HC轧机的板形控制原理｡2､根据图3所示,根据图3所示,解释CVC 轧机的板形控制原理｡图3 CVC 轧机原理图a — 辊逢高度相同 （轧辊辊型凸度等于零）b —辊逢中部形状变小（轧辊辊型凸度大于零）c —辊缝中部形状变大（轧辊辊型凸度小于零）3､用轧制法测量轧钢机座的刚度系数的步骤是什么?4､用压靠法测量轧钢机座的刚度系数的步骤是什么?5､用P-H图解释坯料原始厚度变化而采用调整张力的办法来达到厚度控制｡6､用P-H图解释坯料原始厚度变化而采用调整压下的办法来达到厚度控制｡7､用P-H图解释坯料原始厚度变化而采用调整轧制速度的办法来达到厚度控制｡8､边部减薄的原因是什么?9､板形控制新技术的基本原理有哪两个?10､HC轧机控制板形的基本出发点是什么?11､CVC轧机的基本特征是什么?12､PC轧机的优点是什么?四､思考题及提示1､什么是轧机的刚度?2､轧机刚度的测定方法有哪几种?分别是什么? 3､提高轧机刚度的措施有哪些?4､厚度控制的基本原理是什么?5､板形控制的基本原理是什么?6､HC轧机是怎样实现板形控制?7､CVC轧机的板形控制原理是什么?第7章轧钢机主传动装置一､选择题:1､下面那些联接轴的最大允许倾角最大? ( )A 梅花接轴B 滑块式万向接轴C 十字头式万向接轴D 弧型接轴2､轧钢机主传动装置中确定采用减速机的一个重要条件是:(减速机的费用+减速机摩擦损耗的费用) (低速电机的费用—高速电机的费用) ( )A 大于B 不大于C 不小于D 以上都不是3､下面那些联接轴的最大允许倾角最小? ( )A 梅花接轴B 滑块式万向接轴C 十字头式万向接轴D 弧型接轴二､填空题:1､万向接轴是按的原理制成的｡2､联轴节可分为刚性联轴节､､和补偿联轴节等四类｡3､齿轮座的作用是｡4､减速机的作用是｡5､联轴节包括和｡6､轧钢机主传动装置一般是由､､连接轴和联轴节等部件组成｡7､轧钢机常用的联接轴有､梅花接轴､联合接轴和齿式接轴等｡8､滑块式万向接轴可分为､闭式铰链和带筋板式铰链三种型式｡9､双接头十字轴式万向接轴一般由､､由花键轴及套管和套管叉头组成的中间轴､十字轴､滚针(或滚柱)轴承､挡圈(大型的用轴承盖)和密封圈等组成｡10､联合接轴与轧辊联接的一端为,与齿轮座联接的一端为万向铰链｡11､常用的联接轴平衡装置有弹簧平衡､和三种型式｡12､轧机主电机的选择包括两个方面,即主电机的和计算｡三､计算题:已知以下条件:传递扭矩M=1.5M N.m,接轴叉头直径D=1000mm,镗孔直径d=500mm,接轴倾角α=8°,切口扁头全宽B=950mm,扁头每个支叉宽度b=340mm,扁头厚度s=330mm,铰σ=637~735MPa｡试计算该轧机万向接轴的强度｡(扁头的η值为0.21) 抗拉强度极限b四､思考题及提示1､轧钢机的主传动由哪几部分组成?2､轧钢机的常用联接轴有哪些?3､轧钢机的常用联接节有哪些4､减速机作用是什么?采用减速机原则是什么?第8章剪切机一､选择题:1､圆盘式飞剪的轴线与轧件的运动方向成650,该圆盘式飞剪剪切30m/s的线材时,圆盘式飞剪的圆周速度是多少? ( )A 30cos650B 30/cos650C 30/cos250D 30sin6502､Q11-20×2000型上切式斜刃剪板机,表示该剪机可冷剪最大厚度为多少?( )A 11 mmB 20 mmC 11 cmD 20 cm3､圆盘式剪切机的刀片重叠量S与被剪切钢板厚度h的关系是什么? ( )A 随着h的增加,S愈小B 随着h的增加,S愈大C 随着h的增加,S不变D 随着h的增加,S始终大于04､20MN曲柄连杆上切式剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 20MNB 200KNC 200MND 40MN5､1.6MN偏心活动连杆上切式剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 1.6MNB 16KNC 16MND 32MN6､9MN曲柄杠杆剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 9MNB 18KNC 18MND 27MN7､10MN浮动偏心轴剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 10MNB 20KNC 20MND 30MN8､Q12Y-32×4000型液压摆式剪板机,表示该剪机可冷剪最大厚度为多少?( )A 12 mmB 32 mmC 12 cmD 32 cm9､滚筒式飞剪机剪切以20m/s运动的钢板,剪切瞬间剪刃与滚筒中心连线与垂直线成β=50,该滚筒式飞剪机的圆周速度是多少? ( )A 20cos50B 20/cos50C 20/cos850D 20sin50二､填空题:1､飞剪调长的基本方程是｡2 ､用于轧钢生产的切断设备主要有､锯机和等三大类｡3 ､飞剪有和两种工作制度｡4､剪切机的用途是｡5､剪切机分､斜刀片剪切机(斜刃剪)､圆盘式剪切机(圆盘剪)和等四类｡7､下切式平行刀片剪切机的特点是｡8､下切式斜刀片剪切机的特点是｡9､决定飞剪机特点的三个主要机构是､剪切长度调整机构(空切机构和变速装置)和匀速机构｡三､简答题1､圆盘式剪切机的圆盘刀片侧向间隙△有什么影响?2､飞剪机横向剪切运动着轧件的三个基本要求是什么?四､思考题及提示1.剪切机的作用是什么?2平行刀片剪切机哪些类型?其主要参数是什么?3.斜刀片剪切机有哪些类型?其主要参数是什么4.圆盘式剪切机的用途是什么?其主要参数有哪些?5飞剪机的用途是什么?其主要参数有哪些?6､飞剪机调长的基本方程是什么?一､选择题:1､根据在辊式矫直机上的各辊压力的分布规律可知第几辊的压力最大? ( )A n-3 (n>6)B 3C 4D n-2 (n>6)2 ､11-90 / 100×1700冷钢板矫正机的辊距是多少? ( )A 11 mmB 90 mmC 100 mmD 1700 mm3､17-85 / 90×2300冷钢板矫正机的辊距是多少? ( )A 17 mmB 85 mmC 90 mmD 2300 mm4､11-260/300 ×2300中板矫直机的辊距是多少? ( )A 11mmB 260 mmC 300 mmD 2300 mm5､8 ×1300型钢矫直机的辊距是多少? ( )A 800mmB 80 mmC 1300 mmD 2600 mm二､填空题:1､确定矫直机的辊数的原则是｡2､矫直机矫直轧件的基本原则是｡3､轧件矫直时产生的变形是｡4､矫直机分为压力矫直机､､管棒材矫直机､､单张板材矫直机､连续式拉伸矫直机和拉伸弯曲矫直机几类｡5､压力矫直机是轧件在活动压头和两个固定支点间,利用的方法进行矫直｡6､辊式矫直机上轧件多次通过交错排列的转动着的辊子,利用而得到矫直｡7､管､棒材矫直的原理是利用使轧件矫直｡8､拉伸弯曲矫直机的基本原理是当带材在小直径辊子上弯曲时,同时施加,使带材产生弹塑性延伸,从而矫平｡9､辊式板材矫直机的标注方法是｡10､辊式型钢矫直机的标注方法是｡三､简答题1､确定辊式矫直机的辊距t要考虑哪些因素的限制?最小辊距t min受到什么限制?最大辊距t max 受到什么限制?3､辊式矫直机上常用的大变形矫直方案,其各辊压下量(反弯曲率)按什么原则进行选择?4､辊式矫直机如下假设:(1)第2､3､4辊下轧件的弯曲力矩为塑性弯曲力矩Ms,即M2 = M3 = M4 = Ms ;(2)第n-1､n-2､n-3辊下轧件的弯曲力矩为屈服力矩Mw,即M n-1= Mn-2 = Mn-3 = Mw;(3)其余各辊下轧件的弯曲力矩为屈服力矩Mw和塑性弯曲力矩Ms的平均值,即M5 = M6=…= Mn-5 = Mn-4 = ( Ms + Mw )/2 ｡则辊式矫直机n个矫直辊的矫直力变化规律是什么?四､思考题及提示1、矫正机的作用是什么?有哪些类型?2、轧件的反弯矫正原理是什么?3、辊式矫正机的矫正过程可分为哪两个方案?4、辊式矫正机第几辊的矫正力最大?5、辊式矫正机的最大允许辊距tmax 和最小允许辊距tmin的确定原则是什么?6、辊式矫正机选择辊数n的原则是什么?7、拉伸弯曲矫正机组的矫正原理是什么?第10章卷取机1､为了保持板带钢连轧机组的生产节奏,一般依次布置几台以上的卷取机? ( )A 2B 3C 4D 52､冷带钢卷取机与热带钢卷取机的卷取工艺是一致的,但冷带钢卷取在轧制作业线上最突出的特点是什么? ( )A 采用较大张力B 卷取温度C 卷取速度D 卷取带钢的厚度二､填空题:1､卷取机的作用是｡2､地下热卷取的作用主要有两点,即和将带材卷取成卷｡3､卷取机按其用途可分为､冷带材卷取机､小型线材卷取机等｡4､热带钢卷取机是热连轧机､和行星轧机的配套设备｡5､为了保持板带钢连轧机组的生产节奏,一般依次布置以上的卷取机｡二台交替使用,一台备用检修｡6､地下式卷取机主要由(也称夹送辊)及其前后导尺､导板装置,助卷辊(也称成型辊)及助卷导板,卷筒及卸卷装置等组成｡7､卷取机的核心部件是｡8､四斜楔卷取机的卷筒是由､芯轴､､扇形块､胀缩缸等组成｡9､卷筒筒身工作部分长度应等于或稍大于｡三､简答题1､简述地下式卷取机卷取工艺｡2､地下式卷取机张力辊的作用是什么?。
三辊穿孔机轧制压力计算
1已知条件：
管坯直径D0：80mm
毛管直径D1：79mm
毛管壁厚S: 14mm
轧辊直径D：330mm
轧辊入口α1、出口锥角α2：3.50
辊身长度L：330mm
轧辊喂入角α：100
轧辊展轧角β：00
轧辊间距d：68mm
顶头直径Ф：50mm
橢圆系数：2.5
顶头表面（坯料内表面）与轧制线的夹角分别：r1=100、r2=50.
=159.072
各区段坯料半径
rx
(mm)
每个轧辊按区段（每转
1/3转）的进給量
Sx
（mm）
每个轧辊按区段（每转
1/3转）所产生的径向压缩量
Δrx
（mm）
Δr1=S1tgα1=8.3×tg3o=0.435
各区段尾部的接触面宽度
B
（mm）
各区段接触面的实际长度
Lx（mm）
=90
各区段接触表面积
Fx
（mm）
总接触表面积
F
(mm2)
F=F1+F2+F3+F4=225.9+197+600+237=1259.7
接触表面实际面积
F0
(mm2)
F0=k×F=2.5×1259.7=3149.25
接触表面平均宽度
B0
（mm）
坯料的平均直径
2r0（mm）
坯料的平均直径与接触表面平均宽度的比值
=
平均接触应力
P，
Kg/mm2
轧制力
P (t)
P=p×F0=15.9×3149.25=50
顶头轴向力
U
（t）
U=0.5×P=0.5×50=25
3轧辊与轧辊轴承解析
⑵支持辊强度效核
45
3.3.3.3 四辊轧机轧辊接触应力计算
⑴ 半径方向的法向正应力
46
⑵ 在接触区切应力
τ
47
图3-8 轧辊接触应力与深度关系
48
3.3.4 轧辊的断裂形式与安全系数
3.3.4.1 轧辊断裂形式
49
3.3.4.2 轧辊安全系数
* 影响轧辊实际强度的其它因常素: 轧辊材质的不均匀性；轧制
② 板带材轧机轧辊的辊身长度应与所轧板带材最大宽度相适应。
工作辊辊身长度可用下式确定：
16
板带材轧机的辊身长度的确定，一般应和轧辊直径一起考虑。
17
3.2.2.3 辊颈
辊颈直径d、辊颈长度 l 、辊颈与辊身过度圆弧半径r与轧辊轴承形式 及工作载荷有关，并应综合考虑轧辊辊颈的强度和轧辊轴承的寿命。由
轧辊强度、刚度的校核。
9
3.2
轧辊的结构
图3-1 轧辊的结构 a-梅花形的辊头；b-扁头形的辊头；c-带双键形的辊头 10 1-辊身；2-辊颈；3-辊头
① 辊身
工作部分 型材轧辊-辊身上刻有各种形状的轧槽 (孔型 ) 板材轧辊-平辊或微凸、微凹型或其它较复杂的曲线 形状（辊型）。
② 辊头
传动连接或吊装部分，其形状由连接轴型式确定，
梅花型、 单键型、双键型、万向节型。
11
③ 辊颈
支持固定轧辊部分，即安装轴承及轴承座部分。形
状由轴承型式确定，滑动轴承及滚动轴承为圆柱体，
液体摩擦轴承为圆锥形。辊颈、身交界处为应力集中
处应用过度圆弧连接，属于强度薄弱环节。
组合轧辊 -组合轧辊由韧性好的心轴和硬度高的辊套组成，
生产某种产品时各机架轧制压力分别为P1=170 t，P2=140 t；传 动轧辊的总扭矩分别为Mn1=19 KN.m，Mn2=16 KN.m；工作辊 辊身直径为Φ150 mm, 辊颈直径为Φ110 mm, 辊头直径为Φ100 mm，带双键槽；支持辊辊身直径为Φ450 mm，辊颈直径为 Φ250 mm；压下螺丝中心距为700 mm，工作辊辊颈中心距为 650mm。轧件宽度b=280 mm，轧辊材质为合金锻钢。忽略水平 张力的影响。试校核轧辊强度（要求画出辊系受力图、轧辊受力
三辊轧管机调整参数的计算方法
三辊轧管机调整参数的计算方法吕庆功朱景清马继仁张勇钢黄建凯王成(北京科技大学) (无锡西姆莱斯钢管有限公司)摘要分析了三辊轧管的变形特点和轧机结构特点，在此基础上根据空间投影关系推导了三辊轧管机调整参数的计算公式。
应用结果表明，该公式简便可靠，对提高调整精度、减少重调次数、提高生产效率有重要意义。
关键词三辊轧管机调整计算方法CALCULATING MEDOL FOR PARAMETER SETTINGON THREE-ROLL TUBE MILLL U ¨ Qinggong ZHU Jingqing MA Jiren(University of Scienee and Technology Beijing)ZHANG Yonggang HUANG Jiankai WANG Cheng(Wuxi Seamless Steel Tube Co.,Ltd.)ABSTRACT Calculating model for parameter setting on three-roll tube mill is deducted from special relationship,obtained in deformation characteristic and mill construction analysis of three-roll tube rolling.It has been proved in practice that this model is simple and reliable,and is meaningful for setting accuracy and reducing the resetting time therefore improving the productivity.KEY WORDS three-roll tube mill,setting,calculating mode1 前言三辊轧管机以轧制高精度中厚壁管著称于世。
对称三辊卷板机能力简易计算表
σso 卷板材料屈服极限245
Mpa B 0最大板宽3000mm D 0最小卷筒直径2000mm δ0最大板厚50mm L 卷板机两轴承座间距3500mm
A 0轴承座单侧距离250mm D C 下辊直径450mm C 0轴承座单侧距离250mm K 0Q235强化相对系数11.6
K 1Q345强化相对系数17.6
R x 取10-2020
σs1实际材料屈服极限345Mpa D 1推算滚筒直径1000mm B x 推算板宽1930mm
2.1不同材料屈服强度的转化
δ140.5mm
2.2进行弯曲曲率的换算
δ237.2mm
2.3进行板宽-板厚的计算
δ341.2mm
设备参数工件数据
部分计算结果：
一、采用Q345材料时，滚筒直径为1200mm
1)、板宽为3000mm时，板厚要小于38.2mm；
2)、板宽为2000mm时，板厚要小于41.8mm；
3)、板宽为1000mm时，板厚要小于54mm；
二、采用Q345材料时，滚筒直径为800mm
1)、板宽为3000mm时，板厚要小于35.8mm；
2)、板宽为2000mm时，板厚要小于39.3mm；
3)、板宽为1000mm时，板厚要小于50.7mm；
三、采用Q345材料时，滚筒直径为630mm
1)、板宽为3000mm时，板厚要小于34.2mm；
2)、板宽为2000mm时，板厚要小于37.5mm；
3)、板宽为1000mm时，板厚要小于48.4mm；
H。
三辊卷板机操作规程(二篇)
三辊卷板机操作规程第一章总则第一条为了规范三辊卷板机的操作，保障操作人员的安全，保护设备，提高工作效率，制定本操作规程。
第二条本操作规程适用于三辊卷板机操作人员。
第三条操作人员应具备三辊卷板机的基本操作知识和技能，经过相关培训合格后方可操作。
第四条三辊卷板机操作人员必须严格遵守本操作规程，严禁违反操作规程进行操作。
第二章三辊卷板机操作规程第五条操作人员应在进入工作区域前穿戴好工作服、工作手套，戴好安全帽，确保人身安全。
第六条操作人员应对三辊卷板机进行日常检查，包括检查轧辊、传动装置、润滑系统等部件是否完好，检查电气设备是否正常运行。
第七条验证卷板机在无负荷状态下是否正常运转，确认无异常后才能投入使用。
第八条进行操作前，应按照要求进行卷板机的操作准备工作，包括调整辊子间距、调整卷板机压力等。
第九条在操作中，应确保辊子之间的间距适当，以免对卷板机造成损坏。
第十条在操作中，应避免三辊卷板机的过热情况发生，应及时进行冷却处理。
第十一条在操作中，应密切关注卷板机的工作状态，发现异常情况应及时报告。
第十二条三辊卷板机操作结束后，应及时清理工作区域的杂物，并对卷板机进行清洁、保养工作。
第十三条三辊卷板机操作结束后，应关闭电源，并进行必要的安全设施检查，确保设备的安全。
第十四条在操作过程中，应严格遵守相关的操作规程和安全制度，不得擅自改变操作程序。
第十五条操作人员应定期接受安全培训和技术培训，提高自身的操作水平和安全意识。
第十六条在操作中发现设备故障或异常情况时，应立即采取必要的措施，停止操作，并报告相关人员进行处理。
第十七条在操作中严禁酒后作业，严禁疲劳驾驶，确保操作安全。
第十八条三辊卷板机操作人员应遵守公司的相关规定，保守公司的商业秘密。
第三章处罚措施第十九条对于违反本操作规程的操作人员，将按照公司相关规定进行处罚，根据违规行为的严重程度进行相应的处理。
第二十条一般违规行为将进行警告。
如果造成严重后果的，将进行停工处罚。
三辊型钢轧机介绍课件
03
质量稳定：轧制过 程稳定，产品质量 稳定，适用于生产
高质量的型钢
04
适应性强：可生产 各种类型的型钢， 适应性强，适用于
多种生产需求
工作原理
01
三辊型钢轧机是 一种用于轧制型
钢的设备。
02
工作原理是通过三 个轧辊对型钢进行 挤压，使其变形。
03
轧辊的旋转方向和 速度决定了型钢的 变形程度和形状。
润滑系统故障：定 期检查润滑系统， 确保润滑油充足、 清洁
电气系统故障：定 期检查电气系统， 确保电气元件正常 工作
液压系统故障：定 期检查液压系统， 确保液压元件正常 工作
安全防护装置故障： 定期检查安全防护 装置，确保其正常 工作
定期维修与更换
01
定期检查三辊型钢轧机的磨损情况，及时
02
定期检查轧辊的冷却系统， 确保冷却效果良好
定期检查轧辊的液压系统， 确保液压系统正常工作
定期检查轧辊的防护装置， 确保防护装置安全可靠
定期检查轧辊的操作规程， 确保操作规程正确执行
常见故障及处理方法
辊面磨损：定期检 查辊面磨损情况， 及时更换磨损严重 的辊面
轴承损坏：定期检 查轴承磨损情况， 及时更换损坏的轴 承
时更换老化或损坏的安全防护装置
3
典型行业应用
01
汽车行业：用于生产汽车零 部件，如车身、底盘等
03
机械制造行业：用于生产机 械零部件，如齿轮、轴承等
05
船舶制造行业：用于生产船 舶零部件，如船体、甲板等
02
建筑行业：用于生产建筑用 钢材，如钢筋、型钢等
04
能源行业：用于生产能源设 备，如风力发电机、太阳能 电池板等
带钢等
第三章 三辊开坯机的孔型设计
由于h1>h2>h3，所以：DK上> DK中> DK下 此时 上中辊的辊径差为： H1 H 2 H1 H 2 D上 2 [ (H 2 ] D上 Dk上 Dk中 2(h2 h3 )
将h2 H1 H 2 和h3 H 2 h2代入上式得： 4
4 H1 H 2 h上 4
第三章 三辊开坯机的孔型设计
§3.1 压下规程制订
1.压下量和变形系数的确定 变形系数 延伸系数
在三辊开坯机上，由于坯料断面较大，延伸系数常受到咬入条 件、电机能力和轧辊强度等限制，一般平均延伸系数为1.16~1.3或 更小些。虽然延伸系数较小，但其绝对压下量和断面缩减量较大。 宽展系数 在平箱形孔中：0.2~0.3；立箱形孔中：0.15~0.25。绝对宽展量 一般可取0~10mm。当轧制钢锭时，前四道次的宽展系数可取 0~0.1。
第三章 三辊开坯机的孔型设计
§3.1 压下规程制订
2. 压下规程制订 道次压下量和宽展量分配 钢坯生产对宽展量计算并不重要，故分配时根据压下量和孔型 形状等直接选取。而选取不准仅影响到翻钢后第一道次压下量的 大小，稍加调整即可得到钢坯尺寸。但为了不致使偏差过大，宽 展量分配时仍需满足以下关系：
第三章 三辊开坯机的孔型设计
§3.0 概述
第三章 三辊开坯机的孔型设计
§3.0 概述
1 底座 2 钢结构框架 3 挡杆 4 挡板 5 滑板
第三章 三辊开坯机的孔型设计
§3.1 压下规程制订
1.压下量和变形系数的确定 压下量 在三辊开坯轧机上由于轧制坯料断面较大，一般都采用箱形孔 型，而箱形孔型内的压下量通常受电机能力和咬入条件的限制， 故必须对前几道的咬入条件进行验算，以保证轧制顺利进行。 在钢轧辊自由宽展孔型中的最大允许咬入角一般为21°~24°， 三辊开坯机上提高轧机咬入能力，增加压下量的措施主要有以下 方法： 改变轧辊表面状态提高摩擦系数。 合理构成箱形孔型。采用带限制宽展的孔型、双侧壁斜度箱形 孔型允许咬入角可提高3~5°。 合理选择开坯机的轧辊转速。由轧制速度对摩擦系数影响可知
轧辊强度校核习题详解
轧辊强度校核习题详解验算Φ500×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度。
已知： 1）按轧制工艺，该辊K13、K9、K5三个道次同时走钢； 2）各道的轧制力：P13 =1100KN , P9=800KN , P5 =600 KN ; 3）各道的轧制力矩：M13 = .m ,M9 = , M5= ,忽略摩擦力矩；4）轧辊有关尺寸见图所示。
其中各道次的辊身工作直径为：D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm 轧辊辊颈直径：d=300 mm 辊颈长度l =300 mm，轧辊梅花头外径d1=280 mm，其抗扭断面系数Wn = 。
5）轧辊右侧为传动端；6）轧辊材质为铸钢，其强度极限为σb = 5 00 ~ 600 MPa; 7）轧辊安全系数取 n =5; 8）许用应力 [τ] = [σ]。
1）静力学平衡方程求得轧辊辊颈处的支反力：R1*-P5*- P9*- P13 *=0 即：R1 =/ = KN R2= - R1= -= 2）轧辊各位置点的弯矩值：Ma = R1 *300/2/1000 = * =Mb= R1 * 286/1000 = * =Mc= R1 */1000- P5*507/1000 = **= 或/1000-P13*654/1000 = **= ）Md = R2 *353/1000 = * =Me = R2 *300/2/1000 = * =3）绘制弯矩图和扭矩图：4）轧辊各位置点的扭矩值：忽略摩擦力矩后，传动侧的扭矩为Mn =M13+M 9+M5=60+30+20=5）辊身强度计算：三个孔型处的弯曲应力分别为：σD5 = Mb /= / ( ×) = MPaσD9 = Mc /= / ( ×) = MPa σD13 = Md /= / ( ×)=6）辊颈强度计算：支反力的大小和传动端的位置可判定，辊颈的危险断面在传动侧，其弯曲应力为：σd = Me /=/ ( ×) =74 MPa 危险断面的扭转应力:τd = Mn /=110/ ( ×) = MPa 辊颈危险断面的合成应力:σd p = (σd2 +3τd2 )1/2= (74 2 +3× )1/2 = MPa 7）辊头的强度计算：τd 1= Mn /=110/ ( ×) = MPa8）轧辊的许用应力：[σ] = σb / n = (500 ~ 600) / 5 = 100 ~ 120 MPa[τ] = [σ] = ×( 100 ~ 120) = 60 ~ 72 MPa 9）结论：辊身、辊径的应力均小于许用值，所以轧辊受力安全，不合符要求。
大型三辊卷板机机架的强度与刚度分析
3. 2
板壳单元有限元模型( 简称模型 II) 该模型将机架的各部件都采用板壳单元来离散, 分析对称卷板和非对称卷板两种荷载工况下的应力和
第 23 卷
第 1期
张
晶等 : 大型三辊卷板机机架的强度与刚度分析
49
变形情况。其中 P 1 施加在约 80 个单元上 , P 2 施加在约 9 个单元上。
图 3 平面应力模型位移等值线图
表 1 机架材料性能参数表 部件 上联结体 结构件 缸套 下联结体 材料名称 ZG230- 450H Q235 ZG310- 570 ZG230- 450H 弹性模量 E/ GPa 205. 8 210. 0 205. 8 205. 8 泊松比 / 0. 30 0. 30 0. 30 0. 30 许用应力 [ ] / Mpa 7590 6070 100120 7590
由表 3 可得 : 工况 2 作用下机架的位移大于工况 1 作用时的位移 , 所以可以只考虑工况 2 作用时的情 况, 见图 8。同时, 左半机架的位移大于右半机架位移。从数值上分析, 机架的位移均较小 , 在卷板机的使用
50 中是可以接受的。
武
汉
理
工
大
学
学
报
2001 年 1 月
图8
板壳元模型在工况 2 下的位移图
图 4 平面应力模型最大主应力等值线图
3. 2. 1 应力分析 板壳模型两种工况下各部件的最大应力在表 2 中给出, 分析表 2 和其他应力结果, 结构在工况 2 作用下 相对较危险, 以下仅讨论工况 2 作用时的情况。在该工况下的最大主应力分布见图 5。
图5
模型 ! 最大主应力等值线图 ( 工况 2)
图6
上联接体应力分布图 ( 工况 2)
关于热轧机的轧辊强度校核
关于热轧机的轧辊强度校核：（仅供参考，例子中的数据应代入自己的设备和计算数据）按轧制力最大道次校核轧辊强度。
轧辊尺寸分别是：辊颈尺寸为￠675×540 mm,辊头为梅花辊头d1=585 mm，d2=386 mm，辊身尺寸为￠850×1500 mm,轧辊材质为钢合金，[σ]=300 MPa，[τ]=72 MPa，由热轧规程知T2热轧压下规程第二道次轧制力最大，最大轧制力P=5620KN，轧件宽B=643 mm。
1．根据轧制力，作出轧辊的弯矩图和剪力图，扭矩图，如图2-15所示；2．根据弯矩图，扭矩图找出危险断面。
轧辊所受的弯矩图、剪力图和扭矩图从图中可知，辊的最大弯矩在Ⅰ—Ⅰ断面，由于支撑辊辊身只计算弯曲应力。
所以选取Ⅰ—Ⅰ断面，忽略扭矩只校核弯曲应力：弯曲力矩:Ms1=P/4(a-B/2)P=5620KN； a=L+L1=1500+540=2040mm； B=643mmMs1=2484 KN*m弯曲应力：σsh=Ms1/ WshMs1=2484 KN*m Wsh=πD ³/32=0.1D ³=0.1×（0.85）3=0.0614 m 3σsh =40.45 MPa轧辊许用弯曲应力[σ]= 140～300 MPaσsh ﹤[σ]Ⅰ面强度满足工艺要求，即辊身满足强度要求。
对Ⅱ面的强度校核：Ⅱ面受弯矩和扭矩作用，所示轧辊受弯曲应力和扭曲应力的综合作用。
弯曲力矩：Ms1=（P/2）*（L 1/2)=(5620×0.54）/4 KN ·m=758.7 KN ·m扭曲力矩:M j 扭=1/2Mc=433.5KN ·m弯曲应力：σsh=Ms1/ WshMs1=758.7 KN ·m Wsh=πD ³/32=0.1D ³=0.1×（0.675）3=0.0308 m 3 σsh=24.67 MPa扭曲应力：τt =M j 扭/W n M j 扭=433.5KN ·m W n =0.2d ³=0.2×（0.675）3=0.0615 m 3 τt =7.05 MPa热轧辊材质选钢合金轧辊，按第四强度理论计算合成应力：σJ =223t shτσ+=40.7 MPa σJ ﹤[τ]=72 MPaⅡ面强度满足工艺要求，即辊颈满足强度要求。
三辊冷轧管机轧制过程的数值模拟与试验研究
三辊冷轧管机轧制过程的数值模拟与试验研究贾其苏;双远华;李振华;武络【摘要】在简化三辊冷轧管机轧制过程的基础上,根据钢管冷轧过程的变形特点,采用Simufact有限元软件对其轧制过程进行有限元数值模拟.通过仿真模拟,分析了钢管的等效应力、等效应变分布规律及其截面变形特点,并与实际数据进行比较.分析结果表明:建立的有限元模型符合实际,模拟过程与实际轧管成型情况相符合;金属的塑性变形主要发生在减径段和减壁段;随着送进量、轧制频率的增加,轧辊的轧制力相应增大.【期刊名称】《钢管》【年(卷),期】2014(043)005【总页数】7页(P13-19)【关键词】三辊冷轧管机;轧制过程;有限元;数值模拟;Simufact软件;等效应力;等效应变;截面变形【作者】贾其苏;双远华;李振华;武络【作者单位】太原科技大学,山西太原030024;太原科技大学,山西太原030024;山西太原不锈钢钢管有限公司,山西太原030003;内蒙古一机集团富成锻造有限责任公司,内蒙古包头014032【正文语种】中文【中图分类】TG335.71三辊冷轧管机可以生产Φ6～450 mm各种材料的精密冷轧管，在实际生产中主要用于Φ140～325 mm奥氏体不锈钢无缝钢管的轧制。
奥氏体不锈钢塑性差、加工范围窄，理论分析往往难以直接指导生产，一般只能通过反复试验来确定轧制工艺参数。
通过有限元仿真技术模拟奥氏体不锈钢的轧制过程，可以帮助确定轧制工艺参数，节约试验成本。
本文应用Simufact软件中的旋压模块，对三辊冷轧管机的成型过程进行模拟［1］；通过分析成型过程中应力分布、轧制力变化的特点，为合理设计轧辊孔型和制订最优轧制工艺参数提供依据［2］。
1 轧制过程分析及简化三辊冷轧管机的轧制是一个包含减径、减壁以及定径等工作段的复杂轧制过程。
在轧制过程中，机架在前后极限位置之间做往复运动，当机架达到后极限位置时，钢管回转并送进一小段；当机架从后极限位置运动到前极限位置时，即正行程轧制时，处在工作段的管坯在由轧辊轧槽和芯棒所构成的、尺寸逐渐减小的环形间隙中进行减径和压下；当机架运动到前极限位置时，钢管进行第二次回转和送进。
轧辊强度校核
轧辊强度校核在完成某个新产品的孔型设计时，或对轧机进行技术改造时，必须对轧辊强度验算以判定工艺规程设计的合理性。
根据前面的配辊情况可知，每架轧机的轧辊都有多个轧槽，由各个轧槽过钢时，轧制压力及轧制力矩均相同，且根据材料力学的有关知识可知：当中间轧槽过钢时，轧辊危险面的弯矩最大，轧辊最危险。
在型钢生产中，通常把轧辊上的轧制力当成是集中力来看待。
根据[7]，轧辊断面的弯曲应力为：31.0DM D D =σ，式中：D M --辊身断面的弯矩，D M =()x a a x P -⋅⋅ a —两根压下螺丝的中心距x —支反力到危险点的距离D —辊身计算断面的工作直径辊颈与辊身处相接处的弯矩最大，其值为：d M =31.0dRC ，式中：d M --辊颈与辊身处相接处的弯矩 d--辊颈的直径R —支反力C--支反力(压下螺丝中心至辊身边缘的距离，近似取辊颈长度的一半) 辊颈上的扭转应力为：32.0dM n d =τ，式中： n M --作用在弯曲应力计算侧的辊颈与辊身交界处的辊颈扭矩 辊颈强度按弯矩合成应力考虑，因轧辊材质，故采用不同的计算公式。
1、采用钢轧辊时，按第四强度理论： 223d d p τσσ+= [8]2、采用铸铁轧辊时，按摩尔理论： 224625.0375.0d d d p τσσσ++=辊头强度计算： 211107.0d M d d =τ，式中：1d M --作用在梅花头上的扭矩 1d --梅花头的外径，1d =d-10本设计在进行轧辊强度校核时，前几道的压下量比较大，导致轧制力过大，因此，必须校核。
至于后几道次中轧、精轧机组，一般没有强度问题。
以第一架为例进行强度校核：Mn图6--1 轧辊弯矩、扭矩图Mnxx M 550P R1R21100d=0.55×550=302.5mmL=d+20=322.5mm 1d =d-10=292.5mm（1）由静力学，求得轧辊辊颈处的支反力为： 1R =2R =P/2=844.57/2=422.29KN（2）辊身处弯矩为：D M =()x a ax P -⋅⋅ =844.57×550×（1100-550）/1100 =232256N •m（3）辊身强度计算31.0D M M D D D D ==ωσ =931026.5111.0232256-⨯⨯ =17.38αMP（4）辊颈强度：=====3332.01.01.0dRL d Rc d M M d d dd ωσ93105.3022.05.32229.422-⨯⨯⨯=24.60αMP（5）辊颈危险断面处的扭转应力d τ=32.0d M n =93105.3022.078780-⨯⨯=14.23αMP又∵轧辊材质为钢∴辊颈危险断面处合成应力按第四强度理论计算： 223τσσ+=d p =2223.14360.24⨯+=34.82αMP（6）辊头强度计算（采用梅花辊头） 3117.0.0d M nd =τ=93105.29207.078780-⨯⨯=44.97αMP （7）轧辊的作用力为：∵ 采用钢轧辊∴ 其强度极限为a b MP 600~500=σ∴ [][][]aa b MP MP n 72~606.0120~1005600~500=====στσσ ∴ [][][]ττσσσσ≤≤≤1d p d∴ 轧辊强度验算通过。
三辊机操作规程
5．操作过程中注意人身安全。
料，严禁空车带压运转，经常检查三尖子是否合适，有无松动现象，以免漏料。
4.5辊的距离：应该前辊（快辊）紧，后辊（加料辊）稍松一点，这样效率会高；研磨的过程中应该先松后紧，即后一遍比前一遍紧。
4.6余斗操作：三辊机研磨第一遍到最后剩余0.5-1kg时，应停机，把这部分色浆清理掉单独处理，第二遍及以后不用此操作。
深圳市******有限公司
文件编号:
TC-WI-12-07
作业指导书
版本/状态:
C/0
三辊机操作规程
页码:
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1.适用范围
适用于色浆、填料浆的分散研磨工序。
2.使用班组
涂料厂研磨班
3.设备型号
3.1 S 260江苏江阴市化轻机械厂
3.2 S 405江苏江阴市化轻机械厂
3.3 SM 405上海化工机械第一制造厂
4.操作步骤
4.1开车前检查辊之间有无杂物，将辊清洗干净，松开前后两辊；通冷却水，检查冷却水系统是否畅通。
4.2检查电器系统是否良好。点动试车，正常后先紧后辊，靠向中辊，然后投料正式试车，在左右手轮作用下紧前辊，档板要调整合适，严禁用管钳扳手轮紧车。
4.3刀架上刀片伸长度不得大于10mm，刀刃要平直在一个水平线上，注意调整冷却水流量，控制好温度，水温一般不超过50oC。
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验算Φ500×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度。
已知： 1）按轧制工艺，该辊K13、K9、K5三个道次同时走钢； 2）各道的轧制力：P13 =1100KN , P9=800KN , P5 =600 KN ; 3）各道的轧制力矩：M13 = 60.0KN .m ,
M9 = 30KN.m , M5= 20KN.m ,忽略摩擦力矩；
4）轧辊有关尺寸见图所示。
其中各道次的辊身工作直径为：D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm 轧辊辊颈直径：d=300 mm 辊颈长度l =300 mm，轧辊梅花头外径d1=280 mm，其抗扭断面系数Wn = 0.07d13 。
5）轧辊右侧为传动端；
6）轧辊材质为铸钢，其强度极限为σb = 5 00 ~ 600 MPa; 7）轧辊安全系数取 n =5; 8）许用应力 [τ] = 0.6[σ]。
（要求画出轧辊的弯矩图和扭矩图）
1）由静力学平衡方程求得轧辊辊颈处的支反力： R1*（286+507+654+353）-P5*（507+654+353）- P9*（654+353）- P13 *（353）=0 即：R1 =（ 600 *1514+ 800 *1007 + 1100*353）/（286+507+654+353） =1167.94 KN R2= （P5+P9+P13）- R1= （600+800+1100）-1167.94=1332.06KN
2）轧辊各位置点的弯矩值： Ma = R1 *300/2/1000 = 1167.94 *0.15 =175.191KN.m Mb= R1 * 286/1000 = 1167.94 *0.286 =334.03KN.m
Mc= R1 *（286+507）/1000- P5*507/1000 = 1167.94*0.793-600*0.507=621.98 KN.m 或（Mc= R2 *（353+654）/1000- P13*654/1000 = 1332.06*1.007-1100*0.654=621.98 KN.m）Md = R2 *353/1000 = 1332.06 *0.353 = 470.22KN.m
Me = R2 *300/2/1000 = 1332.06 *0.15 = 199.81KN.m
3）绘制弯矩图和扭矩图：
4）轧辊各位置点的扭矩值：忽略摩擦力矩后，传动侧的扭矩为
Mn =M13+M 9+M5=60+30+20=110.0 KN.m
5）辊身强度计算：三个孔型处的弯曲应力分别为：σD5 = Mb /（0.1D53）= 334.03 / ( 0.1×0.4253) = 43.51 MPa
σD9 = Mc /（0.1D93）= 621.98/ ( 0.1×0.3843) = 109.85 MPa σD13 = Md /（0.1D133）=470.22 / ( 0.1×0.343) = 119.64MPa
6）辊颈强度计算：由支反力的大小和传动端的位置可判定，辊颈的危险断面在传动侧，其弯曲应力为：σd = Me /（0.1d3）=199.81/ ( 0.1×0.33) = 74 MPa 危险断面的扭转应力:
τ d = Mn /（0.2d3）=110/ ( 0.2×0.33) = 20.37 MPa 辊颈危险断面的合成应力:
σd p = (σd2 +3τd2 )1/2= (74 2 +3×20.372 )1/2 = 81.98 MPa
7）辊头的强度计算：τ d 1= Mn /（0.07d13）=110/ ( 0.07×0.283 ) = 71.59 MPa 8）轧辊的许用应力： [σ] = σb / n = (500 ~ 600) / 5 = 100 ~ 120 MPa [τ] = 0.6[σ] = 0.6×( 100 ~ 120) = 60 ~ 72 MPa 9）结论：辊身、辊径的应力均小于许用值，所以轧辊受力安全，不合符要求。