轧钢机械设备(DOC)

轧钢机的定义狭义的定义：直接轧制钢材的机械设备广义的定义：用于轧制钢材所需的全部设备轧钢机械设备的组成主要设备：直接使轧件产生塑性变形的设备－－轧钢机主机列，包括：工作机座、接轴、齿轮机座、减速机、联轴节、主电机辅助设备：主设备以外的各种设备，包括：加热炉、剪切机、辊道、矫直机、包装机等各种设备轧钢机分类（主设备）按用途分类<1> 开坯机：将钢锭轧成钢坯（方坯、板坯、圆管坯）<2>型钢轧机：将方坯轧成型材<3>热轧板带轧机：将板坯轧制各种厚度的板材<4> 冷轧板带轧机：将热轧板轧成冷轧板<5>钢管轧机：将圆管坯轧制成无缝钢管<6>特种轧机：特殊用途的轧机按结构分类<1> 二辊式可逆：初轧机、轨梁轧机、中厚板不可逆：型钢连轧机<2> 三辊式：走上下两条轧制线<3> 三辊劳特式：中辊浮动<4> 四辊式：由两个工作辊和两个支承辊构成<5> 多辊式：由两个工作辊和多个支承辊构成，主要用于冷轧板带钢<6> 行星式：<7> 立辊式：<8> 万能式：立辊＋平辊<9> H型钢轧机<10>斜辊式按布置分类（1）单机座式优点：轧机少，易操作缺点：成本相对较高（一个电机、一个减速机、一个齿轮机座带一个轧机）（2）横列式主要用于型钢轧机，一个电机带多个轧机优点：（1）设备成本低；（2）可采用大规格原料，降低轧材成本；（3）头尾温差小，轧材尺寸教精确。

缺点：（1）后架轧辊的速度不能与增长的轧件长度相匹配；（2）轧件要横移，需设移钢机。

（3）纵列式一个电机分别带一个轧机，每架轧机轧完后进入下一架轧机。

优点：（1）产量高；（2）轧辊速度与轧件长度相匹配缺点：（1）厂房细长；（2）机械投资大（4）连续式一个电机分别带一个轧机，轧件同时进入每架轧机，常用于冷轧。

优点：（1）产量高；（2）厂房长度小缺点：要求严格的妙流量相等（5）半连续式（4）3/4连续式二、辅助设备分类（1）切断设备：火焰切割机、锯切机、剪切机等（2）矫直设备：压力矫直机、张力矫直机、辊式矫直机等（3）卷取机：线材卷取机、钢板卷取机等（4）表面加工设备：酸洗机组、镀层机组、清洗机组、打印机等（5）热处理设备：缓冷设备、退火设备、淬火设备等（6）运输设备：辊道、推床、翻钢机、推钢机、冷床、吊车等（7）包装设备：打捆机、包装机等1.轧钢机的命名（1）型钢轧机（初轧机）：以型钢轧机轧辊的名义直径（公称直径）来命名，或以人字齿轮机座的节圆直径（人字齿轮的中心距）命名；如φ650型钢轧机。

轧辊名义直径（2）板带轧机：以轧辊辊身长度来命名；如1780热轧带钢轧机。

轧辊辊身长（3）钢管轧机：以所能生产钢管的最大外径来命名；如φ140自动轧管机组。

2.轧钢机的构成（主机列）图3－2 三辊式轧钢机主机列简图（1）主电机（从轧制的运转状态还可分为不变速、变速可逆和变速不可逆等种类。

）（2）减速机（3）飞轮：（横列式轧机上专用，因间隙时间较长）均衡主电机负荷，间隙时间储存能量，工作时间放出能量。

（连轧机、可逆轧机不用飞轮）（4）齿轮机座（5）电机联轴节、主联轴节、万向接轴：联结、传递动力。

（6）工作机座：完成塑性变形。

3.轧钢机工作制度轧钢机工作制度指轧机速度随时间变化的规律。

（分两种）（1）不可逆式1）不调速；2）不常调速；3）常调速；4）带飞轮。

（2）可逆式：第二章轧辊一、轧辊工作特点：（1）承受巨大的轧制力、力矩和动载荷；（2）热轧时承受很大的交变应力（温度应力，冷轧时）受很大的接触应力；（3）最易磨损，影响寿命；（4）工作环境恶劣，水中有大量铁皮、灰尘等。

二、轧辊分类：（1）按结构分：1）带孔型；2）平辊；3）特殊辊（2）按用途分：1）工作辊；2）支承辊三、轧辊的结构及参数1.轧辊结构辊身：与轧件接触，完成塑性变形；辊颈：轧辊支承部分，承受轧制力；辊头：传递轧辊扭矩部分；2.轧辊参数（1）辊身尺寸（L ×D ）：表征轧辊尺寸的基本参数。

（ a ）辊身直径（D ）公称直径（名义直径）：轧机人字齿轮中心距。

工作直径：与轧件相接触部位的直径。

辊身直径（D ）的确定原则：1>考虑轧辊强度；2>考虑咬入条件： Gg ≥△h /1 –cos αDg ：工作辊直径△h ：压下量α：最大咬入角3>冷轧时，考虑最小可轧厚度：4>考虑轧辊的重车率：（b ）辊身长度（L ）的确定：1）板带轧机：L 与所轧板带的宽度有关。

L= bmax ＋△2）型钢轧机：L 与孔型布置数目和轧辊强度有关。

一般采用 L / Dm 的比值来计算。

（2）辊颈尺寸（l ×d ）：与所采用的轴承有关，同时考虑辊颈的强度及轴承的寿命。

（a ）辊颈直径（d ）滚动轴承：d 大些，d=(0.5~0.55)D 。

滑动轴承：d 小些，d=(0.55~0.8)D 。

（b ）辊颈长度（l ）l = (0.8~1.2)dl 过长：弯曲严重（辊颈与轴承之间的接触由面接触变为线接触，局部载荷变大）；轴承磨损严重。

l 过短：与轴承接触面积小，单位面积承受力较大，轴承寿命低（3）辊头尺寸：根据联接轴的型式确定。

四、轧辊的材质1.常用轧辊轧辊材料：合金锻钢、合金铸钢、铸铁、半钢2. 轧辊材料选择：（1）初轧机：轧辊的强度和咬入居第一位，表面耐磨性和光洁度居第二位，故材质多选铸钢或锻钢。

（2）型钢轧机：粗轧机（考虑轧辊强度）:选择铸钢辊。

精轧机（考虑产品尺寸精度）：选择铸铁辊。

（3）热轧带钢轧机：工作辊（考虑硬度、耐磨性）：常选择铸铁辊。

支承辊（考虑强韧性）：选择合金锻钢。

（4）冷轧板带轧机：工作辊：（考虑最小可轧厚度与E 有关，铸铁的弹性模量 E 只是钢的一半） ，选用锻钢辊支承辊：同热轧，选择锻钢。

（5）叠轧薄板轧机：多采用冷硬球墨铸铁复合浇铸轧辊。

五、轧辊强度验算辊身：计算弯曲应力；辊颈：计算弯曲和扭转共同作用的组合应力；辊头：计算扭转应力。

辊颈 辊头 辊辊经 Ll D d轧辊轴承作用：支承转动的轧辊，并保持轧辊在机架中正确的位置一、轧辊轴承的工作特点：（1）承受的单位压力高：轧机轧制力大；（2）承受的热许值（pv值）大；（3）工作温度高（高达300～400℃，普通轴承小于100 ℃）；（4）工作环境恶劣（水、油、乳化液、氧化铁皮、灰尘易入）。

二、轴承的主要类型滑动轴承：金属瓦、胶木瓦、液体摩擦轴承滚动轴承（1）金属瓦：青铜制作1）特性：耐热、刚性好，摩擦系数高，寿命短，耗铜大。

2）用途：叠轧薄板轧机，旧式冷轧板带轧机。

（2）胶木瓦：1）特性：a) 摩擦系数低，寿命长，强度低，耐热性和刚性均差。

b) 厚度小，可采用较大辊颈尺寸；质地软，耐冲击。

2）形状：a) 圆柱形：省料，但切向要求固定；b) 长方形：固定好，但用料较多；c) 组合形：即固定好，又省料。

3）参数：a) 长度L：取决于辊颈长度。

（L过长：刚性降低，受力弯曲，与辊颈的接触由面接触变为线接触，磨损严重。

L过短：接触面积小，受力较大，磨损严重。

）b) 包角α：100～1400最佳。

（α＞1400：冷却条件变坏，散热差，易抱轴；α＜1000：接触面小，受力大，磨损严重，寿命低.c) 厚度s：25～40mm。

s ＜25mm：寿命短；s ＞25mm:散热差，刚性不好。

4）维护：强制水冷。

（3）液体摩擦轴承1）特性：a) 摩擦系数最小，能耗最小；b) 耐磨性好，辊颈无损，寿命长；c) 耐热性与刚性均差；d) 适合高速、重载；e) 制造、使用、维护较困难。

2）类型：根据油膜形成的原理分为动压轴承、静压轴承、动－静压轴承<1> 动压轴承：依靠运动，即利用液体的动力效应来建立液体摩擦条件。

a) 工作原理:①静止时，因辊身自重，辊颈与轴承底部接触；②辊颈逆时针转时，辊颈因摩擦靠左侧向上移；③转速升高，辊颈与轴承间形成楔形间隙，油不断地流入间隙中，由于油压的作用，辊颈向右移动；④当油压与轧制力平衡时，辊颈浮起直至平衡。

b) 适用范围:①辊颈有足够的速度；②油有足够的粘度（油膜承压能力大些）；③轴承面要有精度、光洁度；④有良好的密封。

c）特点：①摩擦条件只有在一定转速条件下才能实现；②启动之前不允许承受很大的载荷；③油膜厚度随轧制速度变化，对轧制精度有影响。

<2> 静压轴承a)工作原理：外部配高压供油系统，使轧辊辊颈在启动、制动、旋转、静止时，辊颈始终悬浮。

b) 适用范围:适用于各种轧机，能满足各种载荷条件和速度条件。

c) 特点：①承载能力大、使用寿命长、轴承刚度高。

②需设一套可靠的高压供油系统。

<3> 动－静压轴承a)工作原理：利用动压和静压的优点建立起来的，建立一个小型供油站，仅在启动、制动时启用静压系统，达到正常转速时，启用动压系统。

（4）滚动轴承1）特点①μ小（0.001~0.005），能耗小、寿命长；②刚性好，可保证轧制精度；③用干油（油脂）润滑，不要求严格密封；④最有效地保护辊颈、无磨损⑤造价高，外轮廓尺寸大。

2）类型：（径向尺寸受限制，承受很大的轧制力，多采用多列布置）①圆锥滚柱轴承②圆柱滚柱轴承；③球面滚柱轴承轧辊调整装置作用：调整轧辊在机架中的相对位置，以保证要求的压下量、精确的轧件尺寸和正常的轧制条件。

轴向调整：对正轧槽，以保证正确的孔型形状。

（一般手动调整）径向调整：①调整压下量；②调整两工作辊平行度；通过轧辊压下装置和平衡装置调整。

③调整连轧机轧制线高度。

一、压下装置的类型（上辊调整装置）按驱动方式分为：手动压下、电动压下、液压压下手动压下1）移动楔块调整2）转动压下螺丝调整3）转动压下螺母调整优点：结构简单，价格低廉；缺点：劳动强度大，压下速度和压下能力小。

适用：大多用于型钢轧机，小型热轧或冷轧板带轧机上。

2. 电动压下（1）结构：电机、减速机、制动器、压下螺丝、压下螺母、指针盘、回松装置（处理事故用、正常不用）。

（2）分类：快速压下装置：压下螺丝升降速度90～180mm/s;慢速压下装置：压下螺丝升降速度0.02～1mm/s。

1）快速压下装置①特点及要求1）大行程，快速和频繁地升降轧辊；2）不“带钢”压下；3）有回松装置；4）压下螺丝采用多头螺丝（螺距大，便于快速行程）；5）采用双电机同时驱动，功率相等。

（双电机驱动的好处：（i）在功率相等的情况下，降低了电动机的飞轮惯性矩，便于加速启动和制动；（ii）一个电机出现故障，另一个可短时间维持工作。

）②类型（i）立式电动机传动：采用圆柱齿轮传动，电机轴线和压下螺丝轴线平行。

（ii）卧式电动机传动：采用涡轮传动，电机轴线和压下螺丝轴线垂直。