特种轧制设备

特种轧制2011.11.2绪论1、特种轧制是钢材深加工技术的重要方式之一，通常是对板带材、线棒材和钢管等轧制材料再次以轧制的方式进行深度加工。特种轧制主要用于机械零件的制造，是一种少切屑或无切屑、高质量、高效率的生产方式，在材料加工和机械制造等行业中具有愈来愈重要的作用。2、特种轧制的轧制方式：特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式，由于产品的种类繁多，所采用的变形方式和设备形式也很多。纵轧、斜轧和横轧不同之处主要表现在金属的流动上，纵轧时金属流动的主要方向与轧辊表面的运动方向相同，横轧时金属的流动方向垂直于变形工具的运动方向，斜轧则处于纵轧与横轧之间，变形金属的流动方向与变形工具轧辊的运动方向成一角度，金属除了前进运动外，还有绕本身轴线的转动，做螺旋前进运动。1）纵轧：轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法。2）横轧：轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法。3）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。绪论楔横轧横轧斜轧纵轧3、特种轧制的分类1）按照轧制的变形方式，特种轧制的分类大致为2）按照所加工原料的形式可以分为：盘环件轧制设备线棒管材轧制设备板带材特种轧制设备习题1、特种轧制按照轧制变形方式分为哪几种？各自的主要特点是什么？答：特种轧制的轧制方式：特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式。1）纵轧：轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法。2）横轧：轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法。3）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。多辊轧制设备1、多辊轧机的用途（纵轧，板带材）多辊轧机主要用于高强度钢和精密合金的冷轧薄板和薄带钢轧制生产，在薄板带的生产中占有特殊的地位。减小轧辊直径轧制更薄的带材是一个很好的途径。2、森吉米尔轧机的主要结构：轧机牌坊、由上相两个塔形支撑辊组构成的辊系、压下装置、磨损补偿机构、轧辊和支撑辊的辊型控制和平衡机构。1)轧机牌坊：整体框架式构建，有很好的刚性。工作辊支承辊二中间辊一中间辊液压锁紧多辊轧制设备2)辊系结构：1-2-3-4型的塔形辊系。工作辊：轧辊的变形工具，辊型为圆柱形平辊。第一中间辊：支撑和横向辊型调节，带辊型；第二中间辊：支撑和传递轧制力矩，辊7带辊型；支承辊：由一组外圈加厚的背衬轴承和心轴组成B、C辊：承担轧机压下和辊型径向调节功能；F、G辊：承担轧制线高度补偿调节；A、D、E、H辊：承担轧辊位置补偿。多辊轧制设备3)压下装置森吉米尔轧机可以采用机械-液压压下、电-液压压下和电传感器-液压压下种形式的压下系统。上部压下装置的工作原理是：齿条由液压缸推动，驱动固定在中部支撑辊心轴上的扇形齿轮。具体过程：电机15带动滑阀13移动，当滑阀移动时，液压缸11的上下腔的平衡被打破，液压缸的活塞带动齿条10上下移动，齿条与中部支承辊心轴上的扇形齿轮9啮合，从而带动上辊系移动。多辊轧制设备4）轧辊位置补偿调整机构由于森吉米尔轧机的机架是框架结构，辊系排列紧凑，压下量很小，当轧辊经过多次重磨后，为了补偿辊径减小所产生的间隙，需要设置轧辊位置补偿调整机构。电动机8驱动蜗轮蜗杆减速器7，经锥齿轮4、5传动齿轮2、3，使安装在支承辊轴头的大齿轮1和6回转，从而带动轴上的偏心环同时转动，使整个辊系向里靠近或向外展开，这样就使工作辊的位置向上或向下，达到补偿的目的。多辊轧制设备电动机8驱动蜗轮蜗杆减速器7，经锥齿轮4、5传动齿轮2、3，使安装在支承辊轴头的大齿轮1和6回转，从而带动轴上的偏心环同时转动，使整个辊系向里靠近或向外展开，这样就使工作辊的位置向上或向下，达到补偿的目的。多辊轧制设备5）辊型控制系统为了提高带材的精度，采用第一列中间辊轴向移动机构来调整辊型。第一列中间辊的辊身边部呈锥形，从而保证沿带钢宽度的变形更为均匀。为了对板形进行微调，森吉米尔轧机还设置了支撑辊辊型调整机构。6）传动系统森吉米尔轧机的传动包括主传动和卷取机传动。7）轧辊常用工作辊直径的范围是3~160mm，中间辊直径的范围为5~250mm，支承辊直径的范围是10~400mm。根据轧机的用途，轧辊的辊身长度范围一般为60~1700mm，最长的辊身长度可达2000mm以上。森吉米尔轧机的轧辊材质多为冷轧辊专用的轧辊钢。8）压上装置为了调整轧制线水平位置，保持轧制标高不变，森吉米尔轧机设置了压上机构，其工作原理与压下装置相同。习题1、看图2-3说明二十辊轧机各个轧辊的作用。习题2、看图2-6说明二十辊轧机B、C辊压下和辊型调节的工作原理。习题3、20辊轧机为什么要设置轧辊位置补偿机构？看图说明轧辊位置补偿的过程。螺旋孔型轧机1、螺旋孔型轧制的方法：斜轧技术之一，基本方法是将斜轧机的轧辊加工出螺旋状的沟槽或者是突起，其断面可以是半圆形、梯形或其他形状，从而使变形区形成螺旋状的孔型。在轧制过程中，轧辊使轧件螺旋前进，金属逐渐充满孔型，进而得到所需要的轧件。螺旋孔型轧机2、斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。变形金属的流动方向与变形工具轧辊的运动方向成一角度，金属除了前进运动外，还有绕本身轴线的转动，做螺旋前进运动。3、螺旋孔型轧机的用途：用于钢球、麻花钻头和羽翎翅片管的轧制生产中，也可以用来生产各种环件产品。螺旋孔型轧机4、螺旋轧制：轧辊轴线不平行而互相交叉，工作时各轧辊绕自轴作同向旋转，由轧辊和轧件的接触摩擦力带动轧件旋转前进，这种轧制称为螺旋轧制。5、螺旋轧制的特点：生产率高；节约原材料；产品精度高；易于机械自动化；设备：二辊或三辊式斜轧机。6、螺旋孔型轧机的技术参数：通常，螺旋孔型轧机的设备能力用能够轧制零件的最大直径来表示（轧机也是以此命名）。ZH100型螺旋孔型轧机可轧零件的最大直径为100mm。螺旋孔型轧机7、螺旋孔型轧机的形式：1）穿孔机式：适用于大直径工件的轧制；主机座包括：A机架。机架是用于承受轧制力和轧制力矩的部件。螺旋孔型轧机的机架通常采用开式结构。B轧辊装置,包括：轧辊、辊轴、轴承、轴承座等。C压下装置安装于牌坊的两侧，为了适应轧辊的送进角，压下装置亦倾斜布置，与牌坊的水平中心线呈3~5°角。压下装置由电动机通过减速机构（蜗轮蜗杆）带动前后两个压下螺丝，使轧辊作径向调整。两个压下螺丝可以单独调整，以适应轧制工艺的要求。D导板:为了保持轧件的稳定，在两个轧辊之间设置上下导板E主传动:主要包括：电机、减速器、主接手、齿轮箱和万向接轴。2）机床式：结构紧凑，质量轻，体积小，适于生产小规格的轧件。螺旋孔型轧机8、螺旋孔型轧机的调整：1）轧辊倾角的调整：为了实现螺旋孔型轧制过程，轧辊轴线与轧制线之间有一个倾角，即送进角。2）轧辊相位角的调整：对于螺旋孔型轧制过程，轧辊的螺旋孔型起始位置必须对正，以避免“端切”或“乱扣”现象3）轧辊轴向位置的调整：由于轧辊具有螺旋孔型，要保证孔型的棱角相对，必须调整轧辊的轴向位置。4）轧辊径向位置的调整：在改变轧件的规格时，或者在轧制过程中需要调整轧辊的径向位置，通常是采用压下装置来实现轧辊径向位置调整的。习题1、螺旋孔型轧机轧辊除了径向调整之外，还要进行哪些调整？目的是什么？1）轧辊倾角的调整：为了实现螺旋孔型轧制过程，轧辊轴线与轧制线之间有一个倾角，即送进角。2）轧辊相位角的调整：对于螺旋孔型轧制过程，轧辊的螺旋孔型起始位置必须对正，以避免“端切”或“乱扣”现象3）轧辊轴向位置的调整：由于轧辊具有螺旋孔型，要保证孔型的棱角相对，必须调整轧辊的轴向位置。4）轧辊径向位置的调整：在改变轧件的规格时，或者在轧制过程中需要调整轧辊的径向位置，通常是采用压下装置来实现轧辊径向位置调整的。楔横轧设备1、楔横轧工艺的主要成形原理，在两个或三个平行布置（无送进角，工件轴向不前进）的轧辊或平板上安装凸起的楔形变形工具，轧辊或平板相对轧件转动或搓动，所产生摩擦力使轧件转动。变形楔楔入轧件中，使其受到连续压缩变形，轧件的直径减小，长度增加形成所要求的零件形状。轧辊每旋转一周，轧出一件产品。(加工阶梯轴类零件)楔横轧设备2、楔横轧技术的特点主要有：1）能直接生产形状复杂、尺寸精确的阶梯轴类产品，并且可以轧制出纵向沟槽、花键等；2）金属消耗低，仅为2~5%，在一些情况下材料利用率接近100%；3）产品质量好，由于金属流线连续，提高了零件的综合机械性能；4）生产效率高，一般轧制周期为3~25s,小时产量能达到100~1000件；5）工具寿命长，由于轧件与轧辊相对滚动，磨损量小，加之变形力小，所以工具寿命得以延长。一套工具可以生产5~10万件产品；6）轧机结构简单，能量消耗少，生产成本低，经济效益好；7）轧制过程平稳，设备冲击振动小，劳动环境好；8）易于连续化自动化生产。楔横轧设备3、斜横轧机的形式：A:按工具形式分类1）单辊弧形板式楔横轧机：只需驱动一个轧辊，并取消了分速机构、万向接轴和相位调整机构2）辊式楔横轧机：不仅有效地防止轧件歪斜使轧制过程稳定，而且产品尺寸精度容易保证，其中辊式楔横轧机又有二辊式和三辊两种；3）平板式楔横轧机：模具制造容易，结构简单，占地面积小。楔横轧设备B:各种形式的楔横轧机有不同的优缺点及相应的适用范围，综合评价其特点，主要有：1）生产效率辊式和单辊弧形板式楔横轧机的生产效率高于板式楔横轧机，由于板式楔横轧机的工具是往复运动，当轧机的速度过快时惯性负荷过大，因而轧制速度（频率）受到限制；2）轧机调整在试轧过程中，轧机调整是十分重要的。辊式楔横轧机的调整方便，准确，而其他两类的轧机调整较为困难，单辊弧形板式楔横轧机的调整最为困难；3）模具加工对于较短工件，辊式模具加工较为容易，而对于较长的工件，板式模具易于加工。单辊弧形板式的模具加工最为困难；楔横轧设备4）设备结构从轧机设备的结构角度比较，单辊弧形板式楔横轧机最为简单，因为只需要一个轧辊，这样，可以省去齿轮分配箱。其次为板式楔横轧机，板式轧机若采用液压传动，则结构可以大为简化，占地面积也小。辊式楔横轧机的机构最为复杂，其结构与二辊轧机相同；5）导板安装二辊式轧机易于安装导板，其他两种形式不能，因此轧制过程不易稳定，轧制精度不易保证。但是，从轧件与轧辊之间的速度差比较，辊式轧机最大，板式次之，单辊弧形式轧机最小。楔横轧设备C:按照设备布置形式分类辊式楔横轧机按照设备的总体布置有分体式和整体（机床）式两种类型。1)分体式楔横轧机分体式楔横轧机的工作机座与传动部分分开设置，中间通过万向接轴连接轧机。主要优点是：寿命长噪音小、凿岩机架强度高、刚性大、使用可靠以及调整维护方便。缺点：轧机机座、万向接轴、齿轮机座以及电动机分开布置，设备重量大，占地面积多，车间的设备布置较为困难。2)整体式楔横轧机整体式楔横轧机将传动系统，包括电动机、减速器、齿轮箱和工作部分都设置在一个机座上，因此设备结构紧凑，占地面积小，轧制精度高。适用于生产小尺寸，高精度的轴类机械零件。楔横轧设备5、楔横轧机的结构1）主机座由左、右机架，上、下轧辊和轧机底座与连杆组成。2）轧辊安装在轴承座内，上、下轴承座之间用弹簧或液压缸分开，实现上轧辊的平衡。要求轧辊材料应有较高的硬度和强度。楔横轧机多采用辊套式轧辊3）轧辊轴承承受的单位压力较大，由于楔横轧机的冲击载荷较大，所以多采用双列圆锥或圆柱辊子轴承。楔横轧设备4）轧辊轴向调整机构为了保证两个轧辊的型模的轴向位置对中。5）轧辊径向调整机构用以调整上下轧辊的辊缝。6）传动系统机床式楔横轧机的主传动系统包括主电机、皮带轮、离合器与制动器和齿轮箱组成。7）为了保证上、下轧辊的模具位置对称，在传动机构中需要设置轧辊相位（角度）调整机构。习题1、楔横轧的特点？楔横轧技术的特点主要有：1）能直接生产形状复杂、尺寸精确的阶梯