轧钢机拆装及结构分析

1轧钢机拆装及结构分析实验指导书实验名称：轧钢机拆装及结构分析实验项目性质：综合型所涉及课程：金属塑性成型原理、塑性成型概论、压力加工原理及金属材料锻压、冲、挤、拉、弯综合实践计划学时：4学时一、实验目的了解轧钢机械的结构和工作原理。二、实验内容1轧钢机械设备的概念和分类1.1轧钢机械设备的概念（轧钢生产中完成一系列工艺过程的设备）1.1.1主要设备①轧钢机以实现金属（钢锭、钢坯）在旋转的轧辊间依靠轧制压力作用而发生塑性变形的机械设备。②主要设备的配置一标志着轧钢车间的主要特征。1.1.2辅助设备轧钢车间除轧钢机以外的各种机械设备。占设备总量的比重大，机械化、自动化程度越来越高。1.2轧辊的结构和参数1.2.1分类有槽轧辊／平轧辊／特殊轧辊。1.2.2轧辊的结构2图1.1.1轧辊的结构1-辊身；2-辊颈；3-辊头a-梅花形的辊头；b-扁头形的辊头；c-带双键形的辊头①辊身工作部分，轧槽，平辊或微凸、微凹型。②辊头传动连接或吊装部分，其形状由连接轴型式确定，梅花型、单键型、双键型、万向节型。③辊颈支持固定轧辊部分，即安装轴承及轴承座部分。形状由轴承型式确定，滑动轴承或圆柱滚动轴承为圆柱体，液体摩擦轴承或球面滚柱滚动轴承为圆锥形。辊颈、身交界处为应力集中处应用过度圆弧连接，属于强度薄弱环节。1.2.3轧辊的主要参数1.2.3.1型钢轧辊主要参数①辊身直径②辊身长度③辊颈尺寸④辊头尺寸3根据连接轴的型式确定。1.4.2型钢轧辊的强度效核图.1.3轧辊的受力及内力图1.4.5轧辊几种典型的断裂形式（见表2.1.7)表.1.7几种典型的断裂形式断裂形式原因分析钢板轧辊辊身中间部位断裂，断口较平直为轧制压力过高、轧辊激冷等原因。如断口由一圈氧化痕迹，则为环状裂纹发展造成带孔型轧辊在槽底部位断裂，常发生在九辊式用后期。如新辊出现断裂应检查轧制压力、钢温、压下量等工艺机轧辊材质辊颈根部断裂，常发生在加工轧辊时根部圆角半径r过小，造成应力集中，应加大圆角半径。轴承温度过高也可能出现辊颈断裂辊颈扭断，断口呈45°，当扭矩过大时传动端可能出现辊头扭断，常从辊头根部断裂当冷轧薄带钢时，轧辊压靠力过大，此时扭矩可大于轧制力矩，启动轧机可能断辊头2轧辊的压下装置及上辊平衡装置2.1轧辊调整装置的作用和分类42.1.1作用①调整工作组工作辊轴线之间的距离，以保证正确的辊缝，给定所需的压下量；②整下工作辊高度，保证轧制线高度一致；③调整工作辊的平行度；④轴向调整与固定；⑤板带轧机上轴向调整，以保证辊型和板型；⑥换辊和事故处理操作。2.1.2分类①安调整对象分：压下装置（调上辊）／压上装置（调下辊）／钟辊调整装置；②按用途分：径向／轴向调整装置；③按驱动方式分：手动／电动／液压调整装置。2.4轧辊平衡装置2.4.1轧辊平衡装置的作用①消除间隙（压下螺丝与螺母间、压下螺丝与止推垫间、工作辊与支持辊辊面间、轴承与辊颈间配合间隙，改善轧件的咬入条件；②提升轧辊与压下装置共同完成辊缝的调整；③保证四辊板带轧机工作辊与支持辊间的摩擦条件，避免打滑。3轧钢机机架3.1概述①机架是轧钢机工作机座中最大的部件；②机架承受轴承座传来的全部轧制压力，应有足够的强度和刚度；③机架由两块牌坊＋连接梁组成。53.2机架的结构型式与其主要参数3.2.1机架的结构型式⑴闭式机架（见图1.4.1)图1.4.11700热轧带钢连轧机经轧机座机架1-轨座；2、12-机架；3、10、13-螺栓；4-支撑辊换辊小车；5-横梁；6、8-键；7-滑板；9-箱形横梁；11-支撑辊轴向压板；14-测压头；15-下横梁整体封闭式框架，整体铸造或电熔渣焊成，强度、刚度大；换辊从非传动侧轴向抽出。⑵开式机架上盖＋u形架组成；开式机架一螺栓连接，强度、刚性差；半开式机架一斜锲连接，刚度、强度介于闭口与开口机架之间；预应力机架一液压螺母锁紧拉杆，连接上下半牌坊刚度较好。⑶无牌坊短应力线轧机3.2.2主要参数⑴窗口尺寸HxB①窗口高度H②窗口宽度B6闭口机架；开口机架。⑵立柱尺寸①断面形状：工字形、矩形、方形；②断面尺寸与机架强度、刚度有关4连接轴与联轴节4.1连接轴的类型与用途表1.6.1轧钢机连接轴的类型和用途类别特点应用范围梅花接轴由四个或多个凸瓣有弧形或普通梅花头形，允许较小的倾角最大倾角21，最大转n=400rpm，用于横列式轧机，轧辊调整距离小万向接轴滑块式衬板由耐磨青铜、黄铜或人工合成材料做成，允许较大的倾角，润滑条件差最大倾角108，最大转n=1000rpm用于冷热板带轧机、钢管轧机、钢球轧机、中厚板及型线材轧机十字头式磨损零件少（无月牙形滑块），因滚动轴承问隙小，工作平稳，润滑条件好，传动效率高，外形尺寸大，叉头强度弱最大倾角15，用于扭矩较小的冷热板带轧机、钢管轧机、钢球轧机、立辊及型线材轧机，伸缩性汽车接轴弧形齿接轴传动平稳，润滑条件好，节省有色金属，径向间隙小最人倾角3，不适用于高转速（齿磨损大），用于板带轧机、小型及线材轧机联合接轴上面几种接轴的组合5主传动中的齿轮装置5.1主减速器⑴特点①中心距A—一级1000～2400，速比i=7～8；二级2000～2400，速比i7～8,接触强度硬齿面，A2/A1=1.3～1.5，接触强度一致。②人字齿—保证轧制过程中运动和载荷传递平稳，利于产品表面质量及承受较大的扭矩，3525、端面模数Mn=8～45。③结构设计时应注意齿轮的转向、齿轮的配置及齿轮的出轴方向。7⑵齿轮配置①原则：减小齿轮轴所受的向上跳动的合力，提高密封性及其齿轮寿命；中间过渡齿轮所受合力尽量向下，避免齿轮跳动。②充分利用低速轴、大齿轮机联轴节的重量抵消低速轴所受向上作用力5.2人字齿轮⑴特点①中心距A受辊径尺寸限制，速比i=l。②人字齿一传递并分配扭矩，齿轮大，齿数少，Z=20～40；端面模数Mn=8～45,抗弯强度大。③损坏形式一般是点蚀。⑵倾翻力矩6主电机的选择6.1主电机类型⑴交流同步、异步电机一中小型型钢轧机，横列式轧机、复二重现材轧机等；⑵机械特性较软的异步交流电机一三辊开坯或二辊叠轧薄板轧机；⑶交流变频电机一连轧机组；⑷直流电机一连轧机组。辅助设备⑴辅助设备的作用、地位⑵辅助设备分类①改善轧件外形的设备：矫直机、剪切机、卷取机；②张力设备：活套支撑器、围盘、各种传感器；8③移送设备：辊道、冷床、推床、升降台、翻钢机、吊车、输送机等；④表面加工设备：酸洗、镀锌机组、打捆机、包装机；⑤改善机械性能设备：热处理炉、加热炉、拉伸弯曲矫直机、平整机组。三、实验（设计）仪器设备和材料清单轧钢机四、实验要求认真听取教师对轧钢机的讲解,以形成对轧钢机械的初步认识．五、实验步骤及结果测试先听取教师对轧钢机的讲解，自己对轧钢机一一认识．六、考核形式（1）本实验考核方式：考查。（2）成绩评定方法内容包括：1）预习情况（20％）。2）基本操作（40％）。3）实验作风（包括安全卫生、仪器破损、实验室规则遵守情况等）（10％）。4）实验报告（包括报告的完整性、图表的规范性、书写工整、实验数据和数据处理、结论正确等）（25％）。5）创新意识（5％）。七、实验报告要求每一位参加实验的学生独立完成一份实验报告并按时交指导老9师处。实验报告按学校统一的实验报告格式纸填写，要求写清实验名称、实验目的、实验原理简介，对实验记录内容整理后写入报告，进行实验结果分析，得出实验结论。