轧钢机械(第六章_板带轧机工作机座的刚度及当量刚度的控制)
轧钢机械课件教学教材
检查电气系统各部件是否正常，如有问题及时更换或维修。
电气系统故障
常见故障排除与处理
05
轧钢机械的安全操作规范
确保轧钢机械的各部件完好无损，安全装置正常工作，无故障隐患。
检查设备
熟悉轧钢机械的操作规程，了解设备的基本原理和操作要点。
了解操作规程
根据工作需要，穿戴合适的防护用品，如安全帽、手套、护目镜等。
维修与更换
对磨损严重的部件进行更换，对损坏的零件进行维修或更换，保证机械的正常运行。
记录与报告
对检查和维修情况进行详细记录，并及时向上级汇报。
检查传动系统各部件是否正常，如有问题及时更换或维修。
传动系统故障
检查润滑油是否清洁、充足，如有问题及时更换或补充。
润滑系统故障
检查液压系统各部件是否正常，如有问题及时更换或维修。
轧钢机械的工作原理
轧钢机械的应用与发展
总结词：轧钢机械广泛应用于钢铁、有色金属、塑料等行业的加工制造中。随着科技的进步和产业的发展，轧钢机械不断向着高效、节能、环保的方向发展，新技术、新工艺和新材料的应用也日益广泛。
02
轧钢机械的基本组成
轧辊是轧钢机械的核心部件，负责将轧件塑性变形，形成所需的截面形状。
传动系统通常包括减速器、联轴器和传动轴等部件，要求具有高传动效率和可靠性。
传动系统的维护和检修对于确保轧钢机械的正常运行也是至关重要的。
传动系统
控制系统负责对轧钢机械进行自动化控制，包括轧制速度、张力、位置等参数的控制。
现代轧钢机械通常采用计算机控制系统，实现对整个轧制过程的自动化和智能化控制。
控制系统的精度和稳定性对轧制产品的质量和产量有重要影响，需要进行精心的设计和维护。
6轧机的刚度讲解PPT幻灯片
6.1
轧机纵向刚度
6.2
轧机横向刚度
2020年4月2日星期四
1
基本要求：
领会轧机纵向、横向刚度的含义；了解影响轧机 刚度的因素及提高刚度的措施；理解轧辊的辊型调 节原理；掌握轧机刚度测定及减小横向厚差的方法。
重点与难点：
轧机横向刚度及轧辊的辊型调节原理
2020年4月2日星期四
2
6.1 轧机纵向刚度
6.1.1 轧机纵向刚度的概念
(1) 轧机工作机座发生弹性变形所需外力，用K表示，t/㎜或 MN/㎜；即表示机座抵抗外力发生弹性变形的能力。
轧制压力 轧辊 轴承 轴承座 压下螺丝 压下螺母 机架
力传递的零部件会发生弹性变形，使得轧辊轧制时的实际辊缝 比空载辊缝大，其差值称为弹跳值，并与轧制压力成正比；弹跳 值会影响轧机最小可轧厚度。
S0-考虑预压靠变形后的空载辊缝，mm。
2020年4月2日星期四
6
⑶ 轧件塑性变形曲线—轧件塑性变形方程 ① 轧件塑性变形曲线—轧件在不同轧制压力作用下压 扁对应轧件实际厚度h构成 P-h 曲线（见图6-1 曲线 B、B′)； ② 塑性刚度系数
M P P h h
③ 弹塑性曲线—工作点
轧辊与轧件相互作用力相等P，即轧件受力塑性曲线 与轧机受力弹性曲线交点—工作点；
2020年4月2日星期四
7
④ 辊缝转换函数
h K 1
s K M
表明轧制压力波动引起轧件厚度波动 h，要消除它需
反向调整轧机辊缝 s ，但其效率受 M、K 制约
2020年4月2日星期四
8
6.1.2 轧机刚度的测定 ⑴ 轧辊压靠法 ⑵ 轧制法
2020年4月2日星期四
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轧钢机械设备知识点
第一章概述1、钢材的分类：1）型材占钢材产量的30——35%、品种最多，主要用于建材。
2）板带材占50——66% 应用最广、产量最高3）管材占8~15% 又可分为无缝管与焊管，大多为圆形断面。
此外还有少量的斜轧、横轧、楔横轧等特种轧制产品。
生产机械零件毛坯，齿轮、丝杆、钢球及轴类零件（少切削、无切削零件）。
2、轧钢机械的组成：轧钢机械由轧制机械主设备（主轧机——使轧件产生塑性变形的设备）与辅助设备组成（除主设备及工艺设备以外的一切设备）。
*主设备组成：轧机系统：主机或主机列（工作机座与主传动、电机组成）它决定了轧钢车间的类型与特征。
*辅设备组成：完成一切辅助的工序轧件的运输、搜集、剪切、矫正、清理。
轧钢车间的机械化程度越高则其辅设备重量所占的比例越大。
*常见的轧钢辅设备：剪切类、矫正类、卷取类、运输翻转类、打捆包装类、表面清理加工类。
（教材P20表1-6）3、轧钢机的标称：初轧机与大外径来标称。
如宝钢140无缝钢管轧机，表示型钢轧机——以（最后一架轧机—即成品架次）轧辊的名义直径作为轧机的标称。
钢板轧机——以轧辊的辊身长度来标称。
如2030冷连轧机组，表示轧机的轧辊辊身长为2030mm。
钢管轧机——以能轧制钢管的最其轧制钢管的最大外径为140mm4、按轧辊在机座中的布置分类：可分为具有水平轧辊的轧机、立辊轧机、万能轧机（既有水平辊又有立辊的轧机）与斜辊轧机等。
1）水平式轧机：轧辊水平放置的轧机，应用最广，是最普遍的。
*PC轧机（轧辊成对交叉轧机）：四辊，轧辊成对交错，叫超角度5°，用于冷轧及热轧带材。
*HC轧机（高性能凸度控制轧机）：六辊，用于冷轧普碳及合金钢带材。
*CVC轧机（凸度连续可变轧机）：两辊，用于热轧及冷轧带钢。
2）立式轧机：轧辊垂直放置的轧机，用于不希望翻钢的场合。
3）万能轧机：具有水平辊及立辊的轧机。
4）斜辊轧机：轧辊倾斜放置的轧机。
用于横向——螺旋轧制。
主要用于钢管生产、钢管穿孔、延伸、精整、扩型等。
轧钢机械定义简答
1.2.概念轧钢机械：主要指完成由原料到成品整个轧钢工艺过程使用的机械设备。
主机列：指由工作机座、传动装置（联轴器、接轴减速器、齿轮座）及主电机组成的机械系统。
轧钢机：（工作机座、传动装置、主电机）称为轧钢车间的主要设备；除轧钢机以外的各种设备统称为轧钢车间的辅助设备。
3.轧钢机的组成：1）钢坯轧机和型钢轧机的标称为轧辊的名义直径。
2）钢板车间轧钢机的标称称为轧辊辊身长度。
3）钢管车间轧钢机以其能够轧制的钢管最大外径来标称。
4.轧钢机的分类：1）按用途分：开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机。
2）按轧辊布置形式分分类：水平轧辊的轧机，具有立式轧辊的轧机，具有水平轧辊和立式轧辊的轧机、具有倾斜布置轧辊的轧机以及其他轧机。
3）按工作机座的排列方式分类：单机架式、多机架顺列式、横列式、半连续式、串联往复式、布棋式等。
4.工作机座的组成：机架、辊戏、压下、弯辊、换辊装置、平衡装置1.轧辊的结构及各部分的作用：轧辊由辊身、辊颈、轴头三部分组成：辊身：直接与轧件接触，对轧件进行压下，使轧件产生变形。
辊颈：用轴承支撑使轧辊在轴承内圈中转动。
轴头：与传动系统相联，带动轧辊实现转动。
1.概念：工作机座的自然刚度：使机座产生1mm弹性变形所需的轧制力，它表示了机座抵抗弹性变形的能力，是机座固有的属性。
等效刚度：在液压压下的轧机厚度控制系统中，可以采用改变辊缝调节系数cp的办法，控制和改变轧机的“刚度”来实现不同厚度控制要求，这种可以变化的刚度称为机座的当量刚度。
P-H图;P-H图即弹-塑性曲线，是将弹性曲线和塑性曲线绘制在一个图上，能够直观的表达各种轧制条件和机座刚度对轧件厚度的影响。
弹性特性曲线：用来表示轧制力与机座弹性变形量f的关系曲线。
塑形弹性曲线：用来表示轧制力与轧件厚度关系的曲线。
2.提高工作机座刚度的途径：1）合理确定各个受力零件的尺寸，提高承载零件的刚度包括：a.增大轧辊直径b.缩短辊身长度 c.采用多列圆柱滚动轴承或液体摩擦轴承d.增大压下螺丝的直径。
轧钢机械第六章
第六章 工作机座刚度与轧件厚度控制第一节 工作机座刚度与轧件厚度关系一、工作机座弹性变形对轧件厚度的影响轧制时，在轧制压力作用下轧件产生塑性变形。
同时，在轧件反力的作用下，工作机座中的轧辊、轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母、机架等一系列受力零件，也产生相应的弹性变形，总变形量可达几毫米(2～6)。
对于成品轧机，尤其是板宽较大的板带轧机，机座的弹性变形对轧件尺寸精度有很大影响。
图6一l 表示了二辊钢板轧机的弹性变形情况。
轧件进入轧辊前，轧辊的原始辊缝设为0S ，如果轧辊的原始辊型为圆柱形，则辊缝是均匀的。
当轧制时，在轧制力P 作用下，机座产生弹性变形，使实际辊缝呈不均匀地增大．轧制后的轧件断面呈中部较厚的弧形，轧件的厚度h 大于原始辊缝0S ，设机座在轧辊辊身中部处产生的弹性变形为f ，则0h S f =+ (6—1) 式中 h ——轧制后的轧件厚度；0S ——轧辊原始辊缝；f ——机座弹性变形(机座在轧辊辊身中部处的弹性变形量)。
由上式可见，机座弹性变形f 对轧制后的轧件厚度h 影响很大，要想得到厚度为h 的轧件，轧辊的原始辊缝0S 应调整到比轧件厚度h 小一个机座弹性变形量f 的数值。
机座的弹性变形可分为两部分。
一部分是除轧辊弯曲变形以外的其他各受力零件的弹性变形，包括由轴承、轴承座、垫板、压下螺丝、螺母等零件产生的压缩变形，轧辊的弹性压扁，机架立柱的拉伸变形和机架横梁的弯曲变形等造成的。
这些变形使轧辊辊缝均匀地增大。
另一部分是轧辊的弯曲变形，使轧辊轴线挠曲，除了加大原始辊缝外，还使辊缝在宽度方向产生不均匀变化，这使轧件沿宽度方向产生横向厚度偏差。
由于机座的弹性变形，f 是由轧制力产生的，如果在轧制过程中轧制力有波动，则在一定原始辊缝下，机座的弹性变形也有相应的波动，这就使轧件沿长度方向的厚度发生变化，产生了纵向厚度偏差。
对于纵向厚度偏差，在现代板带连轧机上，设置了厚度控制装置，使轧机能在轧制过程中迅速调整辊缝，控制轧件的纵向厚度偏差。
轧机机座厚度和板形控制
由于机座弹性变形f与轧制力有关，如果在 轧制过程中的轧制力有波动，则在一定原始辊 缝下，机座的弹性变形及轧辊有载辊缝也有相 应的波动。这就使轧件沿长度方向的厚度发生 变化，产生了纵向厚度偏差。因此，在现代板 带轧机上，设置了厚度自动控制装置，使轧机 能在轧制过程中调整辊缝，控制轧件的纵向厚 度偏差。至于有载辊缝沿宽度方向的不均匀变 化，将使轧件产生横向偏差，并导致板形的变 化，一般是通过合理的辊型设计，设置辊型调 整和板形控制装置等措施来控制的。
在用轧制法测定机座弹性变形时，应注意不要使轧 辊发热，以免因轧辊热膨胀而影响轧辊辊缝的数值。 轧制法测定的条件，与实际生产条件最为相近，能测 得较精确的数值。如果采用不同宽度的轧件进行轧制， 则可得出轧件宽度对机座弹性变形的影响曲线。
2)轧辊压靠法 轧制法不可能在生产中多次经 常地进行，大轧机用轧制法也较困难，故出现了 第二种方法——轧辊压靠法。用轧辊压靠法测定 时，轧辊中没有轧件。轧辊一面空转，一面调整 压下螺丝，使上下工作辊直接接触压靠。轧辊接 触压靠后，压下螺丝仍继续下降，使轧机工作机 座产生弹性变形。显然，由轧辊压靠开始点至轧 制力为P时的压下螺丝行程，即为在此轧制力P作 用下的机座弹性变形。根据所测数据，可绘制如 图6-3(P175页)中的弹跳曲线ok’l’。由于轧辊压 靠开始点不易测量，往往可先假定某一压力值P。 作为压靠开始点。
e 、轧机弹跳值对产品质量很大影响，它是决定 轧出钢板厚度有波动量的主要因素之一。造成板 厚波动的主要因素是一道轧制过程中（s0一定）， 当轧制压力由于某种原因而发生变化时（例如张 力发生变化，轧件温度和机械性能不均匀等）， 辊缝的弹性增大量也随着变化。由于轧材出辊缝 后弹性恢复很小，所以轧机辊缝弹性增大量的变 化就是轧出钢板板厚的变化。 3、轧钢机座的刚度 定义：轧机抵抗弹性变形的能力。
轧钢机械设备知识点
第一章概述1、钢材的分类：1）型材占钢材产量的30——35%、品种最多，主要用于建材。
2）板带材占50——66% 应用最广、产量最高3）管材占8~15% 又可分为无缝管与焊管，大多为圆形断面。
此外还有少量的斜轧、横轧、楔横轧等特种轧制产品。
生产机械零件毛坯，齿轮、丝杆、钢球及轴类零件（少切削、无切削零件）。
2、轧钢机械的组成：轧钢机械由轧制机械主设备（主轧机——使轧件产生塑性变形的设备）与辅助设备组成（除主设备及工艺设备以外的一切设备）。
*主设备组成：轧机系统：主机或主机列（工作机座与主传动、电机组成）它决定了轧钢车间的类型与特征。
*辅设备组成：完成一切辅助的工序轧件的运输、搜集、剪切、矫正、清理。
轧钢车间的机械化程度越高则其辅设备重量所占的比例越大。
*常见的轧钢辅设备：剪切类、矫正类、卷取类、运输翻转类、打捆包装类、表面清理加工类。
（教材P20表1-6）3、轧钢机的标称：初轧机与大外径来标称。
如宝钢140无缝钢管轧机，表示型钢轧机——以（最后一架轧机—即成品架次）轧辊的名义直径作为轧机的标称。
钢板轧机——以轧辊的辊身长度来标称。
如2030冷连轧机组，表示轧机的轧辊辊身长为2030mm。
钢管轧机——以能轧制钢管的最其轧制钢管的最大外径为140mm4、按轧辊在机座中的布置分类：可分为具有水平轧辊的轧机、立辊轧机、万能轧机（既有水平辊又有立辊的轧机）与斜辊轧机等。
1）水平式轧机：轧辊水平放置的轧机，应用最广，是最普遍的。
*PC轧机（轧辊成对交叉轧机）：四辊，轧辊成对交错，叫超角度5°，用于冷轧及热轧带材。
*HC轧机（高性能凸度控制轧机）：六辊，用于冷轧普碳及合金钢带材。
*CVC轧机（凸度连续可变轧机）：两辊，用于热轧及冷轧带钢。
2）立式轧机：轧辊垂直放置的轧机，用于不希望翻钢的场合。
3）万能轧机：具有水平辊及立辊的轧机。
4）斜辊轧机：轧辊倾斜放置的轧机。
用于横向——螺旋轧制。
主要用于钢管生产、钢管穿孔、延伸、精整、扩型等。
轧机刚度——精选推荐
轧机刚度的研究与应用张文宝(北京首钢自动化信息技术有限公司首迁运行事业部，迁安 064400)摘要：在自动厚度控制系统中，轧机刚度的大小直接影响着带钢到来时轧机辊缝的冲击补偿值的大小。
轧机刚度的测量值越精确，越能够减少辊缝偏差，进而改善最终带钢的质量；同时也越能够减少操作人员的手动干预次数。
准确地掌握轧机刚度状况对于设备维护和生产组织有很强的指导作用。
关键词：轧机刚度；自动厚度控制；冲击补偿Research and applications of Rolling mill’s StiffnessZHANG Wen-bao(Shougang Automatic Information Technology Co.,Ltd , Qian’an 064400,China) Abstract：In the automatic gauge control system, Rolling mill’s stiffness decides how much the impact drop compensation for the cylinder position is before strips biting the stand. The more accurate the measured values is, the less the gap’s deviation is. Then it improves the quality of the strip. Meanwhile, the operator can reduce his intervention for manual rolling. And exactly mastering the stiffness is very effective for maintance and production organization.Key words:Rolling mill’s stiffness ; automatic gauge control; impact drop compensation0前言无论是热连轧还是冷连轧，在生产过程中，都存在设备扰动因素。
轧钢机械主要内容
第一章 概述1.轧钢生产：轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。
2.轧钢机分类：1）按用途分：开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机、特殊轧机2）按轧钢机的布置形式分：单机架试、多机架顺列式、横列式、连续式、半连续式、等3.轧钢辅助设备的工作制度：连续工作制、短时工作制、启动工作制、阻塞工作制第二章 轧制能力参数1.简单轧制过程的条件：两个轧辊都驱动、两个轧辊直径相等、两个轧辊转速相同、被轧金属作等速运动、被轧金属上除由轧辊施加的力外无任何其他作用力、被轧金属的机械性能是均匀的1.轧制过程变形区及其参数：1）变形区是指扎件在轧制过程中直接与轧辊相接触而发生变形的那个区域Ho 、H1 轧制前后的扎件高度 Ho+H1Hm 、 轧制轧制前后扎件的平均高度 Hm=（Ho+H1)/2▲h 压下量（绝对压下量） ▲h=Ho--H1bo b1 轧制前后扎件宽度▲b 宽展量（绝对宽展量） ▲b =b1--boL0、L1 轧制前后扎件宽度a 咬入角（变形区所对应的轧辊中心） cos a =1—▲h/D D ：工作辊轧辊直径 l 接触弧水平投影长度 l =h R ∆*2.轧制过程变形系数：0/1h h =η 为扎件高度方向的相对变形，0/1b b =β 为扎件宽度方向的相对变形，β为宽展系数。
0/1L L =λ 为长度方向的相对变形，叫做延伸系数3,绝对压下量与相对压下量：变形程度4.轧制时的前滑和后滑：在一般的轧制条件下，轧辊圆周速度和扎件的速度是不等的，扎件出口速度比轧辊圆周速度大，扎件与轧辊在出口处产生的相对滑动，称为前滑。
而扎件入口速度比轧辊圆周速度低，扎件与轧辊间在入口处也产生相对滑动，但与出口相对滑动方向相反，称为后滑。
无张力时： 为扎件与轧辊见的摩擦系数有张力时： T1、T0为扎件前后张力前滑值 V1为扎件出口速度、Vr 为轧辊圆周线速度5.变形速度：单位时间内的相对变形量，即相对变形对时间的导数，或表示当时 ，当时6、轧制过程的建立------咬入条件只有扎件呗轧辊咬入进入变形区，轧制过程才能建立。
轧钢机的弹性变形、轧件厚度及板形控制
由于在弹跳曲线的开始 段，轧制力与机座的弹跳
量之间存在非线性关系，这与上式中表示的线性关系显然是 不符合的。为解决这一问题，下面引入《人工零位》的概念。 其核心是将压靠力为P0时的辊缝开度-S为零点，称之为清零。 在压靠时，其弹跳量实际是负值，曲线在垂直轴的左方。
在位置反馈回路中设置了位置传感器1和位置比较器9。当位置传感器 1测得压下装置行程S后，将S值输入位置比较器9；给定的压下装置 行程S0 比较后，输出压下装置行程波动值δS 。
其物理意义为单位板厚变化所对应的轧制力变化。 当厚度变化为零时，这时当量刚度K为∞。以下用弹跳 方程来分析实现这一过程的原理。
弹跳方程： h=S0 +P/C-----5.3 方程两边取增量（微分）得：
18
h
S0
P C
5.48
考虑到辊缝的调整轧量制与力的变化相 : 反
P h C S0 5.49
引入辊缝调节系数 :
20
辊缝调节系数α与机座控制刚度K及板厚控制的关 系曲线
• α=1，K=∞ 全补偿
• α>0 ∞>K>C 硬特性 （部份补偿）
• α=0，K=C 恒原始辊 缝控制 不补偿
• 0>α>-∞，C>K>0， 软特性（反方向部份 补偿）
• α= - ∞ ，K=0，△P =0 恒压力控制（反 方向全补偿）
21
轧钢机的弹性变形、轧件厚度及板形控制
• 轧辊的弯曲变形：产生轧件的横向厚差，影响 板形。
由于在轧制过程中，轧制力P总是会波动的， 所以产生的工作机座的弹性变形 f 也是变化的。 为了维持板厚不变，必须对此进行补偿。补偿的 方法是在轧制过程中控制压下量，改变轧机的空 载辊缝值；具体采用的自动控制系统称之为自动 板厚控制系统简称为AGC系统（Automatic Gauge Control）。
第6章 轧机机座的刚性(改)
式中
S0’——人工零位的轧辊辊缝指示器读数，mm； P0 ——轧辊预压靠力，kN。
式6-4为采用人工零位时的弹跳方程。采用 人工零位操作，可以消除压靠曲线非直线段零位 的不稳定性，使弹跳方程便于应用。 式 6-3 或式 6-4 所示的弹跳方程，对于轧机 的调整有重要意义。例如，在实际操作时，要应 用弹跳曲线或弹跳方程来确定轧辊原始辊缝。弹 跳方程也是分析轧机厚度控制的一个有力工具。 此外，由于弹跳方程直接表示了轧件厚度 与轧辊辊缝和轧制力的关系，可以用来作为间接 测量轧件厚度的一个基本公式。
h = S0 + P/C 6～3
式中S。——轧辊原始辊缝，mm； P ——轧制力， kN。 式6—3称为机座弹跳方程，它反映了轧件厚度与机座 弹性变形的关系。
由于机座各零件间存在的间隙和接触不均匀是 一个不稳定因素，弹跳曲线的非直线部分经常是变 化的。在现场操作时，为了消除非直线段的影响， 往往采用人工零位法进行轧制。即在轧制前，先将 轧辊预压靠到一定的压力P。，并将此时的轧辊辊缝 指示器读数设为零，称为人工零位。即为轧后的轧 件厚度h，可用以下公式表示
§6.1.4.2板带钢轧机工作机座刚度系数的选择 1、类比法 是参考生产条件相近已投产使用的轧机的刚度 系数值和板带的生产情况，确定所需设计的新轧 机的刚度系数。这是长期以来普通采用的方法。 由于不需要进行任何定量的计算而完全依赖经验， 因而也是最简单的方法。但是其结果很难获得合 理的轧机刚度系数值。 2、简易估算法 是按轧机最大允许轧制压力 Pmax和产品大纲中最 薄成品厚度hmin估算工作机座刚度系数。其估算 式为：C＝Pmax /．机座弹性变形对轧件厚度的影响 在轧制时，由于轧制力的作用，轧钢机工作 机座产生一定的弹性变形。在某些轧钢机上， 工作机座总的弹性变形量可达 2 ～ 6mm 。这对于 成品轧机，特别是宽度较大而厚度较薄的板带 轧机，机座的弹性变形对轧机调整和轧件尺寸 精度有很大的影响。
轧钢机械设计理论第六章
弹跳曲线可用直线近似表示，则： h=s0+ f
P h s0 C
2）弹跳方程的应用
——弹跳方程
• 确定轧辊辊缝
• 厚度自动控制 • 间接测量轧件厚度
第11讲
二、机座刚度计算 1.工作机座的刚度系数
P C f
2.四辊轧机工作机座的传力路线 3.弹跳值计算
f fi
i 1
n
n=8
第11讲
一般用于平整机上，以改 善板形。 H(h)
δH
δS2 δS1 δS4 S0 δS5 h H’
δh
本次课重点
厚度控制基本方法 AGC基本类型 机座当量刚度概念
K-CP图及采用不同进行厚度控制的P-H图
§6-3 板型控制的基本原理
一、板型的基本概念 板带的平直度 板型 横截面凸度（板凸度） 边部减薄量
2）液压弯辊法 是将液压缸压力作用在轧辊辊颈处使轧 辊产生附加弯曲，以补偿由于轧制力和 轧辊温度等因素的变化而产生的轧辊有 载辊缝的变化，以获得良好的板形。 • 弯曲工作辊法
a.正弯Байду номын сангаас法
在上下工作辊之间设置液压缸，对工作 辊轴承座施加与轧制力方向相同的弯辊 力S1，此力规定为正值。
b.负弯辊法
1.板带的平直度
是指板带纵向形状平直程度，即板带纵
向有无波浪形或瓢曲。
1）边浪：板带边部延伸大于中部延伸 2）中间浪：板带中部延伸大于边部延伸
2.板凸度 可用绝对板凸度和相对板凸度来表示。 1）绝对板凸度 是板带沿宽度方向中心处厚度与边部处厚度的 厚度差，也可称为横向厚差。 • 轧前板凸度：CH = Hc－He Hc、He——轧前板带中部、边部厚度 • 轧后板凸度： Ch = hc－he
轧钢机械设备讲稿第6章
弹跳值:轧制时轧机的辊缝弹性增大量.
轧机的刚性系数:辊缝值产生单位距离 变化时所需的轧制力的增量值.(K表示)
2．轧机的弹性变形
P
P
△P
S0’
S0
f
f
S0’
△f
S0
f
轧机的弹性变形曲线
3.轧制的P-H图
P
P
P
S0’
f
S0
f
h
h
机架刚性系数为K1，受压件 的刚性系数为K2
加预应力时： K = K1 + K2
无预应力时： K = K1K2 K1 + K2
第六章 机架的刚性
刚性与板型及 板厚差的关系
第六章 机架的刚性
1. 概念 2．轧机的弹性变形 3. 轧制的P-H图 4. 轧机刚性不同时参数变化对板厚差的影响 5. 轧机刚性与钢板的纵向厚差的定量关系 6. 各种条件变化时扰动系数m的表达式 7. 提高轧机刚性的措施
1. 概 念
概念:表示轧机抵抗弹性变形的能力.
P h=+S
0
1H0.75m=H2,mm0.8=
解：依轧机的弹跳方程：h = S + K 0
可知，当来料厚度 H1 = 0.75mm, H2 = 0.8mm 时，轧机的原始辊缝值分别为：
s01
=
h
−
P1 K
s02
=
h
−
P2 K
为消除来料厚差 ΔH =0.8-0.75，辊缝调节量为：
Δs
=
s01
−
s02
轧机由于参数的变化（外扰 作用），会引起板厚在长度 方向的波动。这些工艺参数 包括：来料厚度、轧制温度、 摩擦系数、轧制速度、钢材 的力学性能（强度、硬度）、 张力等。
轧机刚度的计算公式
轧机刚度的计算公式轧机是金属材料加工中常用的设备，用于将金属坯料压制成所需的厚度和形状。
轧机的刚度是一个重要的参数，它影响着轧机的加工能力和加工质量。
在设计和运行轧机时，准确计算轧机的刚度是非常重要的，可以帮助工程师们更好地理解轧机的性能和优化轧机的工艺参数。
轧机的刚度可以通过以下公式来计算：\[ K = \frac{E \cdot w^3}{12(1-\nu^2)L^3} \]其中，K为轧机的刚度，单位为N/m^2；E为轧机辊的弹性模量，单位为N/m^2；w为轧机辊的宽度，单位为m；ν为轧机辊的泊松比；L为轧机辊的间距，单位为m。
这个公式是根据轧机辊的梁弯曲理论推导得出的。
在实际应用中，通常会根据具体的轧机结构和工艺参数，结合有限元分析等方法来计算轧机的刚度，以获得更准确的结果。
轧机的刚度对轧制过程有着重要的影响。
首先，轧机的刚度越大，其对金属坯料的变形能力就越强，可以实现更大的压下变形量，从而可以实现更大的压下力和更高的轧制速度。
其次，轧机的刚度也影响着轧机的稳定性和振动特性，较大的刚度可以减小轧机的振动幅度，提高轧机的加工精度和表面质量。
在实际的轧机设计和运行中，通常会根据具体的工艺要求和金属材料的性能特点来选择合适的轧机刚度。
一般来说，对于需要高速轧制和高精度加工的金属材料，需要选择较大刚度的轧机；而对于一些低强度、易变形的金属材料，可以选择较小刚度的轧机，以降低轧机的成本和能耗。
除了轧机的刚度，轧机的刚度分布也是一个重要的参数。
在实际的轧机设计中，通常会根据金属坯料的变形规律和轧机的工艺要求来设计轧机的辊形和辊间距，以实现合理的刚度分布，从而获得更好的轧制效果。
总之，轧机的刚度是影响轧机性能和加工质量的重要参数，准确计算轧机的刚度可以帮助工程师们更好地理解轧机的工作原理和优化轧机的工艺参数，从而提高轧机的加工能力和加工质量。
希望本文所介绍的轧机刚度的计算公式对相关领域的工程师和研究人员有所帮助。
轧钢机械复习题
第一章1. (1)轧钢机械：轧钢机械或轧钢设备主要指完成由原料到成品整个轧钢工艺过程中使用的机械设备。
一般包括轧钢机及一系列辅助设备组成的若干个机组。
(2)主机列：通常把使轧件产生塑形变形的机器称为轧钢机。
轧钢机由工作机座、传动装置及主电机组成，这一机器系统称为主机列。
(3)主要设备：同主机列。
(4)辅助设备：除轧钢机以为的各种设备，统称轧钢车间的辅助设备。
2. 轧钢机的标称：钢坯轧机和型钢轧机的主要性能参数是轧辊的名义直径，因此，钢坯及型钢轧机是以轧辊名义直径标称的，或用人字齿轮座齿轮节圆直径标称。
当轧钢车间中装有数列或数架轧机时，则以最后一架精轧机轧辊的名义直径作为轧钢机的标称。
钢板车间轧钢机的主要性能参数是轧辊辊身长度，因此，钢板机是以轧辊辊身长度标称的。
钢管车间轧钢机则是以直接以其能够轧制的钢管最大外径来标称的。
3. 轧钢机的分类：(1)按用途分：开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机。
(2)按轧辊布置形式分分类：水平轧辊的轧机，具有立式轧辊的轧机，具有水平轧辊和立式轧辊的轧机、具有倾斜布置轧辊的轧机以及其他轧机。
(3)按工作机座的排列方式分类：单机架式、多机架顺列式、横列式、半连续式、串联往复式、布棋式等。
4. 轧钢机主机列的组成：轧钢机由工作机座、传动装置及主电机组成。
5. 工作机座的组成：机架、辊戏、压下、弯辊、换辊装置、平衡装置。
第二章1. 轧辊的结构及各部分的作用： (1)结构：辊身、辊颈、轴头三部分。
(2)作用：辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。
轴头与连接轴相连，传递轧制扭矩。
辊身是轧辊的中间部分，直接与轧件接触，并使其产生塑形变形，是轧辊的工作部分。
2. 轧辊的公称直径的定义及其确定：型钢轧机以齿轮座的中心距。
初轧机则把辊环外径。
3. 型钢轧机轧辊强度的计算：通常对辊身只计算弯曲，辊径计算弯曲和扭转。
对传动端轴头只计算扭转，采用轧辊时，合成应力按第四强度理论计算：223τσσ+=p ；对铸铁辊，根据莫尔理论合成的计算应力为22''42121τσμσμσ+++-=j ；梅花轴头的最大扭转应力发生在它的槽底部位，当1266.0d d =时，其最大扭转应力为3107.0d kμτ=4. 二辊板轧机轧辊的强度计算：轧制力看成均布，左右对称，轧制力qb p =，b 为轧件宽度5. 轧辊中点与板边的挠度差（'f ）计算及其意义：21'2322'1321'1'2'1'28)712(8.18)712(384GD Pbb GF KP f b ab EDPf b ab EI P f f f f π切力引起的或其中弯矩引起的==-=-=+=6. 四辊轧机弯曲力矩的分配（推导）：四辊轧机的支承辊径2D 与工作辊径1D 之比一般在1.5~2.9范围内。
轧钢机械设备.pdf
导卫盒(箱):导卫制作成整体,一般在小型材轧机上使用
导:左右布置,导向作用,防止跑偏 卫:上下布置,限制上翘和下弯,保证运行安全
无牌坊小型材轧机主机列图
(c)
(c) 由一个电机通过齿轮机座带动轧辊的传动方式
第四节 辅助设备分类
辅助设备分类：
1 剪切类：剪切机，锯切机 2 矫直类：辊式矫、张力矫、压力矫、斜辊矫 3 卷取类：线材、热轧钢板卷取、张力卷取 4 表面加工设备：酸洗、镀复、清洗、打印 5 打捆包装：打捆机、包装机 6 运输类：辊道、推床、翻钢机、转向台、拉钢机、冷床、挡 板、堆垛机、钢锭车
半连续式：
型钢机组的半连续：一半是顺列、一半是横列式连轧 热带钢机组半连续：粗轧机组中有可逆道次，而精轧机组起全连轧
R1
R2
R3
R4
a 单机架； b 双机架式；c一一列横列式; d一两列横列式; e一三列横 列式; f—集体驱动连续式 ;g 一单独驱动连续式
第三节 轧钢机主机列的组成
电机：动力源。 传动机构：将运动和动力传递给轧辊，包括飞轮、 减速机、齿轮机座、连接轴、联轴节等。 工作机座：使轧件产生变形的部分。包括：轧辊、 轴承、调整装置、轴承座、机架、导卫、地脚板 等。
第二节 轧钢机的分类
按用途:型钢、板带、钢管、特种（钢球，齿轮、犁铧等）
分类方法
按构造：二辊式、三辊式、四辊、偏八辊、十二辊、二十辊等
按布置方式：单机座，横一机列，两列式，顺列式、连续式、半 连续
轧机的命名方式: 型钢轧机\开坯机:以轧辊的直径命名(先确定直径,再确定辊身长) 板带轧机:以辊身长度命名(先确定辊身长,再确定直径) 例如:鞍钢的4300,首钢的3500,首秦的4300,武钢的2800,,本钢1700,鞍钢的 1780,是指辊身长度. 抚钢的三辊 650,指的是传动轧辊的齿轮机座的节圆直径,或者是公称直径 对于初轧机,如抚钢(东北特钢)的850,由电机直接传动轧辊,指辊环外径. 轧管机:以机组所能轧制的最大管径尺寸命名.如140,指最大管外径为140mm.
燕山大学里仁学院【轧钢机械】复习题(带答案)
N=（Mb+Mg+Mm）2v/Dη (kw)
Mb 轧件弯曲力矩 Mg 轧件与轧辊摩擦力矩 Mm 轧辊与轴承摩擦力矩
传动效率
v 矫正速度， m / s
26. 平行辊矫正机辊距和辊数 n 的确定原则 考虑矫正最小厚度轧件的质量要求的同时还要保证满足矫正最大断面轧件时轧辊的强度要 求。
tmin t tmax
作用：保证产品的平直度 分类： ① 压力矫正机 ② 平行辊矫正机 ③ 斜辊矫正机 ④ 拉伸矫正机 ⑤ 拉伸弯曲矫正机 ⑥ 扭转矫正机 20. 平行辊矫正机矫正原理 ① 单值原始曲率：只需要一次反弯就可以矫正 ② 多值原始曲率：需要多次反弯，使残余曲率趋向某一值，即单值残余曲率，从而矫正。 21. 反弯曲率、原始曲率、弹复曲率、残余曲率、总曲率及相应的相对曲率定义 反弯曲率 1 ：使轧件反向弯曲的曲率； 原始曲率 1 r0 ：矫正前轧件的曲率； 弹复曲率 1 y ：弹复阶段曲率的变化量； 残余曲率 1 r ：弹复后的剩余曲率； 总曲率 1 rc ：原始曲率+反弯曲率； Cρ 、Cr。 、Cy、Cr、Cc 22. 辊式矫正机矫正力计算
机座等效刚度控制的基本概念在液压压下轧机的厚度控制系统中可以采用改变辊缝调节系数cp的办法控制和改变轧机的刚度来实现不同的厚控要求这种可以变化的刚度称为机座等效刚度用系来表示
1. 轧钢机械定义 轧钢机械主要指完成由材料到成品整个轧钢工艺过程中使用的机械设备。 2. 轧钢机的分类 按用途分类：开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机（如横轧机、轮箍轧 机） 按轧辊在机座中得布置分类：具有水平轧辊的轧机、具有立式轧辊的轧机、具有水平轧辊 的轧机和立式轧辊的轧机、具有倾斜布置轧辊的轧机以及其他轧机 按轧钢机的布置形式分类：单机架式、多机架顺列式、横列式、连续式、半连续式、串列 往复式、布棋式等。 3. 轧钢机的主机列 轧钢车间的机械设备，按其在生产中起的作用不同，可分为主要设备和辅助设备。凡用来 使金属在旋转的轧辊中变形的那部分设备，通常称为主要设备。主要设备排列成的作业线 称为轧钢机主机列。主机列由主电机、轧机和传动机械三个部分组成。 4. 轧辊的强度计算（型钢轧机、板轧机） 5. 轧辊的挠度计算 6. 轧辊轴承的特点、要求及类型 特点：1）工作负荷大；2）受冲击大；3）运转速度差别大；4）尺寸受限制。 要求：1、轴承外径不应大于辊身最小直径 2、速度不同轴承形式应不同 3、密封要求较 高。 类型：滚动轴承（双列球面滚子轴承、四列圆锥滚子轴承以及多列圆柱滚子轴承）和滑动 轴承（开式铜瓦胶木、闭式油膜） 7. 机架的强度和变形计算 8. 工作机座的自然刚度 h=s。＋p／k。 h-轧件厚度 s。-初始辊缝 p-轧制力 k。-自然刚度系数 C=tanα =Δ p／Δ h 9. 提高工作机座的刚度的途径 1）提高承载零件的刚度 2）对机座施加预应力 3）缩短轧机应力线的长度 10. 工作机座的等效刚度 Cp=δ S／δ h k=C/(1-Cp) 11. 机座等效刚度控制的基本概念 在液压压下轧机的厚度控制系统中，可以采用改变辊缝调节系数 Cp 的办法，控制和改变轧 机的“刚度”来实现不同的厚控要求，这种可以变化的“刚度”称为机座等效刚度，用系 数 K 来表示。
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三、轧辊辊型的调整 各种轧机对带钢凸度控制范围的比较
参见：热轧课件： 精轧技术 - PC轧机的特点 -对带钢凸度控制范围大 P S
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§4 板带轧机的辊系调整
三、轧辊辊型的调整 1、调整原始辊型的D0 2、控制冷却水调整Dt 3、采用弯辊技术：正弯工作辊 负弯工作辊 弯曲支承辊
参见热轧课件: 精轧技术: PC轧机的结构: 精轧弯辊液压系统 P S
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§4 板带轧机的辊系调整
三、轧辊辊型的调整 4、 HC轧机 High Crown Mill
2、刚度的定义 机架抵抗弹性变形的能力 C = P/f
物理意义：使机座产生一毫米弹性变形时所需要 的轧制力。 tg = C 弹跳方程： h = S0 + f = S0 + P/C
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§1 机座的刚度和弹塑性曲线
3、机座刚度的测量
• 轧制法（动刚度测量法） • 压靠法 二、弹塑性曲线 1、塑性方程： Q = P/h
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§4 板带轧机的辊系调整
一、横向厚差和板形的概念 1、横向厚差
dhB = 0 dhB > 0 dhB < 0
理想状态
凸形
凹形
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§4 板带轧机的辊系调整
一、横向厚差和板形的概念 2、板形：板带材的平直度的简称 表现为: 浪形、瓢曲、镰刀弯
中间浪
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边浪
瓢曲
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§2 机座当量刚度的控制
一、当量刚度 • 自然刚度：C = P/f • 当量刚度：C’ = dP/dh 几点说明： • C’只表示机座进行厚度控制的能力，而不表示 机座的刚度； • C’可以起到补偿轧机刚度的能力； • C’是可变的，而C是不可变的； • Dh是指轧件的纵向厚差。
连续可变凸度轧机
理想
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腰鼓形
凹形
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§4 板带轧机的辊系调整
三、轧辊辊型的调整 6、CVC轧机 Continuous Variable Crown Mill
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§4 板带轧机的辊系调整
三、轧辊辊型的调整 7、 PC轧机 Paired Crossed Roll Mill
可变凸度轧机 参见：热轧课件： 精轧技术 - PC轧机的特点 P 参见：热轧课件： 精轧技术 - PC轧机对板凸度和板形的控制 -凸度、板形控制功能 P S
镰刀弯
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§4 板带轧机的辊系调整
一、横向厚差和板形的概念 2、板形： 板型指数: ρ=(L-L40)/L L: 中心纤维长度 L40: 40mm处纤维长度 当ρ>0时，中间浪 当ρ<0时，边浪 当ρ=0时，理想状态
L40
B
L
L40
40mm
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40mm
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§4 板带轧机的辊系调整
二、影响横向厚差的因素 • 轧辊的弯曲变形（轧制力P引起的） • 轧辊的热变形（温度t引起的） • 轧辊的摩损 • 轧辊的弹性压扁 • 轧辊的原始辊型
轧 钢 机 械
许勇 2006
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第六章：板带轧机工作机座的刚 度及当量刚度的控制
§1 机座的刚度和弹塑性曲线
一、机座的弹性变形与刚度 1、弹性变形 h = S0 + fw + fy = S0 + f 式中：fw——轧辊的弯曲变形 fy——轧辊的弹性变形
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§1 机座的刚度和弹塑性曲线
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4
§1 机座的刚度和弹塑性曲线
P
二、弹塑性曲线 2、影响Q的因素 • 变形阻力 Q • 摩擦系数 Q
1 2
h 0 P H0
1 2
h 0
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H0
5
§1 机座的刚度和弹塑性曲线
P
二、弹塑性曲线 2、影响Q的因素 • 张力T T Q • 轧件厚度H H Q
T1 T2
h 0 P H0
h 0
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H2 H1
6
§1 机座的刚度和弹塑性曲线
二、弹塑性曲线 3、P-H图
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§1 机座的刚度和弹塑性曲线
二、弹塑性曲线 4、P-H图的几点说明 • 弹性曲线与塑性曲线的交点为工作点； • 弹性曲线与横坐标的交点的坐标为S0（原始辊 缝）； • 塑性曲线与横坐标的交点的坐标为H’（轧件原 始厚度）； • 工作点的横坐标为h（轧后轧件厚度）； • P-H图说明了轧制过程的力学本质。
高性能凸度调整轧机
轧件 工作辊 中间辊 支承辊
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HC
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§4 板带轧机的辊系调整
三、轧辊辊型的调整 5、VC轧机 Variable Crown Mill
可变凸度轧机
轧件 心轴
高压油
油腔
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油室
轧辊套
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§4 板带轧机的辊系调整
三、轧辊辊型的调整 6、CVC轧机 Continuous Variable Crown Mill
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§2 机座当量刚度的控制
二、五种控制
• • • • • 恒辊缝控制 恒压力控制 原始辊缝控制 硬特性控制 软特性控制
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§3 提高机座刚度的途径
一、提高每一个承载零件的刚度 减少每一个零件的弹性变形 二、提高配合面的加工精度 三、采用预应力轧机 四、采用短应力线轧机