【打印版】压力加工设备与车间设计

压力加工设备
1、轧钢机按用途分类：
（1）开坯机（2）型钢轧机（3）热轧板带轧机
（4）冷轧板带轧机（5）钢管轧机（6）特种轧机
2、轧钢机按布置分类：
（1）单机座式（2）横列式（3）纵列式（4）连续式（5）半连续式（6）3/4连续式
3、轧机命名方式：
（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。

（2）板带轧机：
以轧辊辊身长度来命名；如1780热轧带钢轧机。

（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。

4、轧钢机的构成（主机列）（画轧机主机列简图）
（1）主机列简图
（2）构成及作用
1）主电机：提供动力；
2）减速机：将交流电机的转速和力矩转化为轧辊所需的转速和力矩；
3）飞轮：均衡主电机负荷，间隙时间储存能量，工作时间放出能量；
4）齿轮机座：将一根主动轴变为二（三）根主动轴。

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。

5.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；6. 辊身直径（D）的确定原则：
1）考虑轧辊强度；
2）考虑咬入条件；
3）冷轧时，考虑最小可轧厚度；
4）考虑轧辊的重车率。

7. 辊身长度（L）的确定：
1）板带轧机：L与所轧板带的宽度有关。

2）型钢轧机：L与孔型布置数目和轧辊强度有关。

8. 轧辊材料选择：
（1）热轧带钢轧机：工作辊：常选择铸铁辊。

支承辊：选择合金锻钢。

（2）冷轧板带轧机：工作辊：选用锻钢辊。

支承辊：同热轧，选择锻钢。

9. 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
（1）型钢轧辊强度验算特点：
1）轧制力在孔型中进行的，轧制力按集中载荷计算；2）采用多条轧制或交叉轧制工艺，一根轧辊上常作用着多个轧制力；
3）每个孔型的开槽深度不同，辊身各处的工作直径不同；4）型钢生产由多机座完成，关键是判断出最危险的机座以及该机座中最危险的轧辊。

（2）板带钢轧辊强度验算特点：
1）板带位于轧辊正中，轧制力按均布载荷计算，轴承两侧的支反力相等；
2）辊径不变，轧辊危险断面在辊身中央处；
3）辊颈及辊头的危险断面均在传动侧。

10. 轧辊的断裂
（1）断辊分析
1）过载：轧制力过大，断口为直茬；2）疲劳破坏；
3）应力集中；4）组织应力；5）冲击；6）扭断。

（2）断辊型式
1）辊身：直茬，轧制努力过大；
2）辊颈：直茬：辊颈根部，圆角半径r过小，应力集
中造成的。

斜茬：扭矩过大造成的。

3）辊头：斜茬，扭矩过大造成的。

（3）断裂原因：断面上的应力大于
b。

11.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
（4）工作环境恶劣
12. 轴承的主要类型
（1）滑动轴承：金属瓦、胶木瓦、液体摩擦轴承。

（2）滚动轴承。

13. 动压轴承工作原理:
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。

14.静压轴承工作原理：
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。

15. 快速压下装置
（1）特点和要求
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。

（2）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。

（3）适用范围：初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组可逆式轧机上。

16. 慢速压下装置
（1）特点和要求
1）轧辊调整量小（提升高度100～200mm），调整精度高（压下速度~1mm/s）;
2）带钢压下（轧件较长，必须在轧制时调整辊缝）；3）动作快，灵敏度高；
4）轧辊平行度的调整要求严格；
5）双电机驱动。

（2）适用范围：热轧或冷轧板带轧机上。

17.压下螺丝结构
1）尾部：传动端，承受驱动力矩。

2）本体: 锯齿形螺纹：传动效率高，用
于初轧机；
梯形螺纹：强度较大，用于轧
制负荷较大的轧机。

3）头部：承受轧制力和上辊平衡装置的
过平衡力。

凹面：（旧式）拉应力。

凸面：（改进后）压应力18. 轧辊平衡装置
（1）上辊平衡装置的作用
1）消除间隙，避免冲击；
2）帮助提升轧辊；
3）四辊轧机上避免工作辊与支承辊间打滑。

（2）上辊平衡装置的类型
1）弹簧平衡；2）重锤平衡；3）液压平衡。

19.机架
（1）机架：俗称牌坊，是轧钢机工作机座的骨架，承受经轴承传来的全部轧制力，每座轧机有两个机架。

（2）机架型式及主要参数
1）闭式机架
特点：强度和刚性较大；换辊不方便。

适用：轧制力大、精度高、不经常换辊的轧机，如初轧机、开坯机、中厚板轧机，钢坯轧机，板坯轧机等。

2）开式机架
特点：换辊方便；强度和刚性差。

适用：轧制精度低、轧制力小的型钢轧机等。

（3）开式机架的联接方式有四种：
1）螺栓联接；2）套环联接；
3）销轴联接；4）斜楔联接。

20.一些概念
（1）原始辊缝（S0）：空载时轧辊的间隙。

（2）轧件厚度（h）：h=s.+f。

（3）弹跳值（f）: 轧钢时轧机的辊缝弹性增大量。

（4）轧钢机座的刚性：轧机抵抗弹性变形的能力。

（5）刚性系数：轧机的辊缝值产生单位距离的变化时所需的轧制力的增量值。

（6）轧机的纵向刚性：轧机抵抗弹性变形的能力；
（7）轧机的横向刚性：轧机抵抗弯曲变形的能力。

21.提高轧机横向刚性的措施：
1）轧辊预先加工成凸辊；
2）控制轧辊的热凸度（控制辊温分布），调整辊型。

3）采用机械弯辊、抵消轧制时轧辊的弯曲变形。

22. 液压弯辊类型及力的作用位置（3种）
（1）正弯工作辊：上下工作辊轴承座间作用有弯辊力F；（2）负弯工作辊：在工作辊的轴承座和支承辊轴承座之间装有液压缸，它们间作用有弯辊力F；
（3）弯曲支承辊：在支承辊外伸辊头上装有液压缸，使上下支承辊之间作用有弯辊力F。

23. 影响轧钢机刚性的因素
（1）轧制速度的影响；（2）板宽的影响。

24.提高轧钢机刚性的措施
（1）缩短轧机应力回线的长度；（2）对机座施加预应力。

25.轧钢机联轴器类型：
1）万向接轴(滑块式万向接轴、十字头万向接轴)；
2）梅花接轴；3）弧形齿接轴。

26.剪切机
（1）按其结构和工作特点可以分为：平刃剪、斜刃剪、圆盘剪和飞剪。

（2）平刃剪
A．平刃剪的特点（剪切效果）：
（上）毛刺向下，运输不利，结构简单。

（下）不需设摆台，毛刺朝下，对运输有利，结构复杂。

B．应用：通常用于热态剪切初轧方坯和扁坯，以及中小型钢坯；冷态剪切中小型成品钢材。

（3）斜刃剪
A．斜刃剪的特点：剪切力小，行程大。

B．应用：常用来冷剪宽厚比较大的板材。

（4）圆盘剪
应用：用于连续纵向剪切板材、带材的边缘或将其剪切成窄条。

（5）飞剪
应用：横向剪切运动轧件。

27.热锯机用途和类型
（1）用途：在高温下锯切中空或非标准断面的带翼缘的金属件，保证异型钢材不变形。

（2）类型：杠杆式，滑座式，四连杆式。

28.矫直机
（1）用途：将轧制或冷却后弯曲的钢材矫直。

（2）类型：
1）压力矫直机；2）辊式矫直机；3）管棒材矫直机；4）拉伸矫直机；5）拉伸弯曲矫直机。

（3）各种矫直机工作原理
（1）带钢卷取机对卷取的要求
1）张力卷取：保证板型，降低轧制力；
2）降转速卷取：张力恒定，线速度恒定，随卷直径的增大，卷取转速降低；
3）便于卸卷：张力作用下，带钢在卷筒上被卷紧；
4）卷筒具有足够的强度与刚度：张力作用下，卷筒径向压力增大。

（2）卷筒功能：胀缩功能和调速功能
（3）热轧线材轧后直接索氏体化的工艺方法：
1）斯太尔摩法：线材终轧后，通过水冷区使线材温度急冷至750～800℃进入吐线成圈器。

成圈器吐出的螺旋形立式线圈依次倒在不断移动的链式平板运输机上，形成水平的散圈状态，在运输机下强行鼓风冷却到400℃以下，最后由线圈收集装置收集并打包。

2）施罗曼法：特点是加强了水冷区的冷却效果和采用了水平锥管式成圈器，卷成的散圈可以立着水平移动，冷却更为均匀，对高碳钢线材的冷却特别有利。

3）德马格-- 八幡法(DP法)：属于塔式冷却装置。

线材成圈后落入多爪式运输带垂直下降，并由下向上吹入压缩冷风冷却。

30.冷床
（1）作用：钢材轧制后，对轧件进行冷却、精整、清理所使用的设备。

（2）结构：又三部分组成，1）冷床床体；2）进料机构；3）送出机构。

（3）分类：固定式冷床、床体运动冷床。

（4）一根轧件的冷却时间（t）的影响因素：
1）钢材的品种规格和钢种；
2）钢材的终轧温度；
3）钢材的温降规律；
4）钢材进入冷床时的温度；
5）钢材离开冷床时的温度。

（5）固定式冷床优缺点
优点：简化冷床结构，降低制造成本。

缺点：轧件在台架上滑动，易于擦伤钢材的表面，且不易保证钢材在台架移动中的平直度。

31.辊道
（1）作用：用来纵向运输轧件的。

（2）不同类型辊道的特点、用途
车间设计
1.车间设计的目的：建设新企业，扩建或改造老企业。

2.车间设计的内容：生产工艺，机械设备，厂房与基础，供水与排水，热力与电力设施，通风和照明，其他设计等。

3.设计程序：（1）可行性研究。

（2）初步设计。

（3）技术设计。

（4）施工设计。

4.产品方案：所设计的车间拟生产的产品名称，品种，规格状态及计划年产量。

5.生产方案：为完成设计任务书中所规定的产品的生产任务而采取的生产方法。

6.轧钢生产线工艺基本组成
1）坯料的准备；2）坯料的加热；3）坯料的轧制； 4）轧后冷却；5）精整。

7.坯料准备内容： （1）表面缺陷的清理； （2）表面氧化铁皮的清除； （3）坯料的预先热处理。

8.表面缺陷：结疤，折叠，裂纹，皮下气泡。

◆、、清理方式：（1）火焰清理；（2）风铲清理；
（3）砂轮清理；（4）机床清理。

9.表面氧化铁皮的处理方法：
清理方式：（1）机械法；（2）化学法。

10.坯料预先热处理作用：
1）降低表面硬度，以便进行表面清理； 2）消除内应力，防止开裂；
3）是成分均匀化并能去除钢中的所含氢气防止白点产生； 4）破坏某些高合金钢粗大的树枝状结晶组织，加强其加工性能。

11.坯料加热目的：提高塑性，降低轧制力，便于轧制。

12.坯料加热引起的缺陷：氧化，脱碳，过热，过烧。

13.加热时考虑因素：保证开轧温度及终轧温度，上限温度不能出现过热过烧，下限温度保证终轧温度。

14.轧机小时产量计算： （1）
Q T
A ⋅=
3600
理 小时） Q----原料重量（吨） T----节奏时间（秒） （2）
b 3600
1QK T
A ⋅=
实 K 1----开坯机~ 成品轧机~ 15.轧钢机平均小时产量
（1）含义：在一定时间内，轧制产品的总数量与生产这些产品所消费的总时间的比值。

n
n P A a A a A a A a A ++++=
33
22111
P ----平均小时产量；
n a a a ,,,21 ----各品种在总产量中的百分数%） n A A A ,,21----各品种小时产量（t/h ）
（3） 按劳动量换算系数计算：
n b
n b b b P X A a X A a X A a
X A a A ++++=
3322111
b ----标准产品小时产量（t/h ）；
n X X X X ,,,321----不同品种的劳动量换算公式。

16.牢记四个表 （1）
（2）
（3）
（4）
17.轧钢车间平面布置原则
（1）满足工艺要求，使车间具有通畅的合理的金属流程线；
（2）满足产品今后在产量、质量和品种上发展的需要；（3）设备的间距应满足上下工序工艺上的要求，互不干扰，并考虑到操作条件和劳动安全；
（4）跨间组成和相互位置关系要合理，既满足工艺要求，有注意节省车间占地面积和投资；
（5）使上下车间联系紧密，缩短运输距离，缩短管线铺设长度；
（6）为今后车间发展留有充分的余地。

18.车间技术经济指标
表示轧钢车间内各项设备、原材料、燃料、动力以及劳动力、资金等利用程度的指标。

19.四个消耗
1）金属消耗：是轧钢生产中最重要的消耗。

2）燃料消耗：主要用于坯料的加热。

3）电能消耗：主要用于驱动轧机的主电机和车间内各类辅助设备的电机，照明用电只占耗电总量中的很少部分。

4）轧辊消耗：取决于轧辊每车削一次所能轧出的钢材数量和一对轧辊所能车削的次数。