軋機(jī)設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題

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1、 7 / 7 軋機(jī)設(shè)計(jì)理論復(fù)習(xí)資料 (學(xué)委噴血力作) 第一章 1 .(1)軋鋼機(jī)械： 軋鋼機(jī)械或軋鋼設(shè)備主要指完成由原料到成品整個(gè)軋鋼工藝過(guò)程中使用的機(jī)械設(shè)備。一般包括軋鋼機(jī)及 一系列輔助設(shè)備組成的若干個(gè)機(jī)組。 ⑵主機(jī)列： 通常把使軋件產(chǎn)生塑形變形的機(jī)器稱為軋鋼機(jī)。軋鋼機(jī)由工作機(jī)座、傳動(dòng)裝置及主電機(jī)組成，這一機(jī)器 系統(tǒng)稱為主機(jī)列。 ⑶主要設(shè)備：同主機(jī)列。 (4)輔助設(shè)備：除軋鋼機(jī)以為的各種設(shè)備，統(tǒng)稱軋鋼車間的輔助設(shè)備。 2 .軋鋼機(jī)的標(biāo)稱： 鋼坯軋機(jī)和型鋼軋機(jī)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(jī)是以軋輾名義直徑標(biāo)稱的，或用人字齒輪座齒輪節(jié)圓直

2、徑標(biāo)稱。當(dāng)軋鋼車間中裝有數(shù)列或數(shù)架軋機(jī)時(shí)，則以最后一架精軋機(jī)軋輾的名義直徑作為軋鋼機(jī)的標(biāo)稱。鋼板車間軋鋼機(jī)的主要性能參數(shù)是軋輾輾身長(zhǎng)度，因此，鋼板機(jī)是以軋輾輾身長(zhǎng)度標(biāo)稱的。鋼管車間軋鋼機(jī)則是以直接以其能夠軋制的鋼管最大外徑來(lái)標(biāo)稱的。 3 .軋鋼機(jī)的分類： (1)按用途分：開(kāi)坯軋機(jī)、型鋼軋機(jī)、板帶軋機(jī)、鋼管軋機(jī)和特殊軋機(jī)。 (2)按軋輾布置形式分分類：水平軋輾的軋機(jī)，具有立式軋輾的軋機(jī)，具有水平軋輾和立式軋輾的軋機(jī)、具有傾斜布置軋輾的軋機(jī)以及其他軋機(jī)。 ⑶按工作機(jī)座的排列方式分類：?jiǎn)螜C(jī)架式、多機(jī)架順列式、橫列式、半連續(xù)式、串聯(lián)往復(fù)式、布棋式 4 .軋鋼機(jī)主機(jī)列的組成：軋鋼機(jī)由工作機(jī)座、

3、傳動(dòng)裝置及主電機(jī)組成。 5 .工作機(jī)座的組成：機(jī)架、輾戲、壓下、彎輾、換輾裝置、平衡裝置。 第二章 1 .軋輾的結(jié)構(gòu)及各部分的作用： (1)結(jié)構(gòu)：輾身、輾頸、軸頭三部分。 (2)作用：輾頸安裝在軸承中，并通過(guò)軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機(jī)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(jī)以齒輪座的中心距。初軋機(jī)則把輾環(huán)外徑。 3 .型鋼軋機(jī)軋輾強(qiáng)度的計(jì)算： 通常對(duì)輾身只計(jì)算彎曲，輾徑計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)。對(duì)傳動(dòng)端軸頭只計(jì)算扭轉(zhuǎn)，采用軋輾時(shí)，合成應(yīng)力按第 四強(qiáng)度理論計(jì)算：p

4、J232;對(duì)鑄鐵輾，根據(jù)莫爾理論合成的計(jì)算應(yīng)力為p 1^—，242;梅花軸頭的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力發(fā)生在它的槽底部位，當(dāng)d20.66d1時(shí)，其最 大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 k 3 0.07d1  4 .二輾板軋機(jī)軋輾的強(qiáng)度計(jì)算： 軋制力看成均布，左右對(duì)稱，軋制力pqb,b為軋件寬度 5 .四輾軋機(jī)彎曲力矩的分配（推導(dǎo)）： 四輾軋機(jī)的支承輾徑D2與工作輾徑Di之比一般在1.5~2.9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(shí)的彎曲力矩絕大部分由支承輾承擔(dān)。在計(jì)算支承輾時(shí)，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輾軋機(jī)一般是工作輾傳動(dòng)，因此，對(duì)支承輾只

5、需計(jì)算輾身中部和輾徑斷面的彎曲應(yīng)力。 Mw 1 EI W b Mb EIb D^, M 2 Mw Mb， M b b?( b、 Mw Db D 2 Db Db 2 Dw 2 Dw 1 M EI (1- Mw Ib Db Dw 2 Db Dw 2 d Mb Iw I Mw Ib Mb Mw Ib 1 w Db 2 b 式 dw Dw 6.四輾軋機(jī)軋輾彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度計(jì)算： 彎曲強(qiáng)度： 輾徑的 1-1 斷面和 2-2 斷面上的彎曲 應(yīng)力均 足強(qiáng)度條件 PC1 0 PC2 1 1 c C|3 Rb, 2

6、 2 cc |3 0.2d[ 1 0.2d2 2 Rb,式中，P為總軋制力; d1 1、d2 2為 1 1和2 2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(yīng)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(dá)式： MwP（l03,1為輾身長(zhǎng)度；I。為兩個(gè)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(yīng)力為33——3Io-Rb 0.4D；2 由于有支承輾承受彎曲力矩，故工作輾可只考慮扭轉(zhuǎn)力矩，僅計(jì)算傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 運(yùn),其中Mk為作用在一個(gè)工作輻上的最大傳動(dòng)力矩；Wk為工作較傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)斷

7、面系數(shù) Wk 工作輾與支承輾間的接觸應(yīng)力： 最大壓應(yīng)力及接觸區(qū)寬度2b可由下式計(jì)算 2q 2q D〔 D2 max . 12 冗 b\2 ki K2 D1D2 q ri 「2 、冗 ki K2 rm ，式中q為加在接觸表面單位長(zhǎng) 度上的負(fù)荷 D1、D2、r1、r2為相互接觸的兩個(gè)軋輻的直徑及半徑; .? . 1 k1K 2, k1 — 冗E 2 L*2 12e1e2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(jiǎn)化為 q Max 0.637 b b 1.52 為保證軋輻不產(chǎn)生疲勞 最大反復(fù)切應(yīng)力為： 破壞, 45

8、（Max）值應(yīng)小于許用值, 45 語(yǔ))0.324 max ； zy(max) 0.256 max 7 .彎矩和剪力引起的撓度計(jì)算： 簡(jiǎn)支梁法計(jì)算軋輾的撓度： 設(shè)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(zhǎng)度、c為支反力b 作用點(diǎn)到輾邊的距離。 軋輾輾身中點(diǎn)總撓度為ffMfQ,fM、fQ——由彎矩和切力所引起的撓度值 fM M xM x , dx、 EI fQ k QAQ GF x-dx,截面系數(shù)k 10 fM p 18.8ED4 8a3 4ab2 b3 64c3 fQ P a b Gtt D2 2

9、 2c 1 ,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(diǎn)與板邊的撓度差（f'）計(jì)算及其意義: Pco.，Pco f1f2其中彎矩引起的f1(12ab7b)或f12(12ab7b) 384EI118.8ED 切力引起的f2 KP b Pb GF1 8 2冗 GD2 9 .軋輾中點(diǎn)撓度及其與端部撓度差（f"）計(jì)算及其意義：nH"……Hr-*none ff1f2其中彎矩引起的f14（12aL24L34b2Lb3）, 18.8ED4 其中切力弓I起的f2-"2（l—） 冗GD22 10 .四輾軋機(jī)工作輾與支撐輾接觸變形計(jì)算：

10、如果把支承輾與工作輾間的彈性壓扁看作是兩個(gè)圓柱體的接觸變形，并假設(shè)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4^9）,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(fù)荷，q2,其中P為軋制力，LW Lw為工作輾輾身長(zhǎng)度；K、k2為與軋輾材料有關(guān)的系數(shù)；b為工作輾與支承輾接觸寬度的一半 設(shè)k1卜2則2qln0.97DW—Db q 第三章 1 .閉式機(jī)架設(shè)計(jì)的方法和步驟： （1）將機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化為鋼架，即以機(jī)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

11、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(jī)架是三次靜不定問(wèn)題，需作一系列假設(shè)來(lái)簡(jiǎn)化模型，降低靜不定階數(shù)（3）確定外力的大小及其作用點(diǎn)（4）根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，用材料力學(xué)求解靜不定和力矩（5）根據(jù)計(jì)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(yīng)力和變形。 第四章 2 .工作機(jī)座的自然剛度： 在軋制時(shí)，由于軋制力的作用，軋鋼機(jī)工作機(jī)座產(chǎn)生一定的彈性變形，是工作機(jī)座產(chǎn)生1mm單性變形所 需的軋制力。它表示了機(jī)座抵抗彈性并行的能力，是機(jī)座固有的屬性。 3 .工作機(jī)座的等效剛度： 在液壓壓下的軋機(jī)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(jī)的

12、“剛度” 來(lái)實(shí)現(xiàn)不同厚度控制要求，這種可以變化的剛度稱為機(jī)座當(dāng)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(gè)圖上，能較直觀的表達(dá)各種軋制條件和機(jī)座剛度對(duì)軋件厚度的影響。 5 .彈性特性曲線：用來(lái)表示軋制力與機(jī)座彈性變形的關(guān)系曲線。 6 .塑性特性曲線：用來(lái)表示軋制力和乍見(jiàn)厚度關(guān)系的曲線 7 .提高工作機(jī)座剛度的途徑： 合理確定各個(gè)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(zhǎng)度； c,采用多列圓柱滾動(dòng)軸承或液體摩擦軸承；d,增大壓下螺絲的直徑，采用短應(yīng)力線軋機(jī)采用預(yù)應(yīng) 力軋機(jī) 8 .可變剛度機(jī)座的各種控制狀態(tài)：

13、 （1）當(dāng)Cp1時(shí)，K為無(wú)窮大，稱為包輾縫控制，軋輾輾縫的調(diào)整量完全補(bǔ)償了軋件厚差；（2）當(dāng)0Cp1 時(shí)，K大于機(jī)座剛度系數(shù)C而小于無(wú)窮大，這是硬特性控制，軋輾輾縫調(diào)整量只能補(bǔ)償部分軋件厚差（3） 當(dāng)Cp0時(shí)，K等于機(jī)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(bǔ)償，軋輾輾縫根本不 調(diào)整；（4）當(dāng)Cp0時(shí)，K小于機(jī)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(wú)窮大時(shí)，機(jī)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(shè)計(jì)液壓壓下時(shí)需要注意的問(wèn)題： 工作原理：（1）在軋制前首先完成輾縫調(diào)

14、整；（2）軋制過(guò)程中，當(dāng)軋制力P發(fā)生變化而產(chǎn)生厚差變化， 通過(guò)壓力比較器與給定軋制力Pl比較，輸出壓力差P。再經(jīng)過(guò)壓力和位置轉(zhuǎn)換器與輾縫調(diào)節(jié)裝置，將 予以補(bǔ)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(hào)，通過(guò)放大器和伺服閥使壓上油缸動(dòng)作，修正原始輾縫，實(shí)現(xiàn)輾縫補(bǔ)償調(diào)整。 需要注意的問(wèn)題：1、逐步提高供油壓力，以提高系統(tǒng)的反應(yīng)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(yùn)動(dòng)件的摩擦；5、設(shè)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(jī)的定義及分類： 用于對(duì)軋件進(jìn)行切頭、切尾或剪切成規(guī)

15、定尺寸的機(jī)械稱為剪切機(jī)。根據(jù)其刀片形狀，配置以及剪切方式 等特點(diǎn)，可以分為平行刀片剪切機(jī)、斜刀片剪切機(jī)、圓盤式剪切機(jī)和飛剪機(jī) 2、剪切過(guò)程分析： 金屬剪切過(guò)程可以分為以下幾個(gè)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(kuò)展階段；金屬內(nèi)裂紋失穩(wěn)、擴(kuò)展和斷裂階段。一般可以粗略地分為兩個(gè)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(jì)算：平行刃剪、斜刃剪、圓盤剪 平行刃剪： 斜刃剪：PRP2P3 _ h1 2 _ P a, P tanx P1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：

16、P a,P P1（1 乙叱） PPP上 P1P2,P… 4、飛剪機(jī)的定義及用途： 定義：用來(lái)橫向剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件的剪切機(jī) 用途：切頭、切尾、切邊、切定尺、切缺陷 5、飛剪機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求： （1）在切斷軋件時(shí)，剪刃速度與軋件速度應(yīng)具有同步性；（2）至少有一個(gè)剪刃的軌跡為閉合曲線；（3）剪切過(guò)程中，剪刃最好做平面平行運(yùn)動(dòng)；（4）整個(gè)剪切過(guò)程中，保證剪刃側(cè)隙符合要求；（5）嚴(yán)格按照工作制度工作 6、飛剪定尺方程：基本定尺方程、啟動(dòng)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(yùn)動(dòng)速度、t——每隔t秒剪切一次軋件 啟動(dòng)工

17、作制方程：LvotoL'L'——光電裝置與飛剪機(jī)間距、 to——飛剪機(jī)由啟動(dòng)到剪切的時(shí)間，若LL'Vot時(shí)，則LVotL 連續(xù)工作制定尺方程：lvotk、lv060kf1;k nn N——飛剪機(jī)主軸或刀片轉(zhuǎn)速；k——在相鄰兩次剪切間隔時(shí)間t內(nèi)，飛剪機(jī)主軸或刀片所轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速n0來(lái)表示軋件運(yùn)動(dòng)速度V。，則l冗Do%k n 7、定尺調(diào)整方法： (1)改變飛剪機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整定尺：a.簡(jiǎn)單調(diào)速法；b.采用均速機(jī)構(gòu)調(diào)速；c.徑向均速法；(2) 改變剪切時(shí)間問(wèn)隔來(lái)定尺(改變每剪一次飛剪機(jī)主軸所轉(zhuǎn)圈數(shù)K)a.改變飛剪機(jī)上下兩個(gè)主軸角速度的

18、比值；b.改變刀片運(yùn)動(dòng)軌跡第六章 1、矯正的定義、矯正方式及矯正機(jī)的類型： (1)矯正的定義：利用矯正機(jī)使有形狀缺陷的軋件發(fā)生反復(fù)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(zhuǎn) (3)矯正機(jī)基本類型：平行輾式/斜輾式矯正機(jī)；拉伸彎曲式矯正機(jī)；拉伸/張力式矯正機(jī)；壓力式矯正機(jī) 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(qiáng)制彎曲厚的曲率稱為反彎曲率。在壓力矯正機(jī)和輾式矯正機(jī)上 2 是通過(guò)矯正機(jī)的壓頭或輾子的壓下來(lái)獲得的-MW312^/--,原始曲率 EI22hr°ro -1 C1.5o.5r,原始曲率J,反彎曲率c Cr

19、oC 3、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(guò)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(jī)上每個(gè)輾子的壓下量都可以單獨(dú)調(diào)整的假想矯正方案。矯正機(jī)上各個(gè)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(jìn)入本輾時(shí)的最大原始曲率)使之變平。 7、平行輾矯正機(jī)矯正力計(jì)算: 見(jiàn)書371頁(yè) 8、平行輾矯正機(jī)輾距和輾數(shù)的確定： (1)輾距的確定：輾距越小，對(duì)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

20、所受工作輾扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和輾身表面接觸應(yīng)力限制。 2 tmin0.836上一，對(duì)于板帶矯正機(jī)e=1.5,wb-max,0.95 bs6 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(huì)增加軋件的加工硬化和矯正機(jī)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(duì)于薄板矯正機(jī)，b/n比值越大，則瓢曲和浪行的缺陷越嚴(yán)重，應(yīng)該減小輾距以增加板材的彈塑性彎曲變形，但 往往因?yàn)閠min的限制，輾距不能選的過(guò)小。為此，常從增加輾數(shù)來(lái)改善矯正質(zhì)量，故矯正機(jī)輾數(shù)較多。 9、斜輾矯正機(jī)的矯正原理： 斜輾矯直機(jī)用于矯直圓斷面的軋件，在矯直輾的傳動(dòng)下，軋件既轉(zhuǎn)動(dòng)又軸向移動(dòng)，近于螺旋前進(jìn)移動(dòng)， 軋件通過(guò)由交錯(cuò)布置的矯直輾構(gòu)成的幾個(gè)彈塑性彎曲矯直單元，各個(gè)斷面得到的多次彎曲，達(dá)到一定程度的矯直，同時(shí)，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(guò)程： 11、拉彎矯正原理： 矯直時(shí)承受一定張力的帶材經(jīng)過(guò)彎曲輾的彎曲，在疊加的拉伸和彎曲應(yīng)力作用下產(chǎn)生彈塑性延伸變形，使原來(lái)的短纖維部分得到伸長(zhǎng)。因而消除三維形狀缺陷。 12tanx1 0.661100 bY2x 2tanx