材料成型设备

2019/10/3材料成型设备1第一讲轧机概述下页2019年10月3日星期四11时28分55秒2019/10/3材料成型设备21.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢生产的作用：钢铁企业：炼铁－炼钢－轧钢；2019/10/3材料成型设备3钢材的作用:经济、国防、工业、生活等对钢材需求量非常大2000km双轨－－40万吨钢（重轨50kg/m）；万吨轮船－－6000吨钢板；5000km石油管线－－90万吨钢板（有缝管）；一台拖拉机－－5吨钢材。1.概述上页下页返回1.1.轧钢生产2019/10/3材料成型设备4轧钢的作用:轧钢：将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。生产工序90%的钢材是轧制生产出来的1.概述上页下页返回1.1.轧钢生产2019/10/3材料成型设备51.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢车间：按工艺分钢坯车间：将钢锭或连铸坯轧成小钢坯，为成品车间提供原料；成品车间：将钢坯轧制成钢材。2019/10/3材料成型设备61.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢车间的产品:钢管：截面远小于长度尺寸且中空的经济型钢材，8－15%；规格：D＝0.2-4500mm,S=0.01-100mm种类据生产方式分：无缝管，有缝管；据断面形状分：圆管,方管,三角形管等图片2019/10/3材料成型设备71.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢车间的产品:图片板带材：横截面远小于长度且厚度尺寸远小于宽度尺寸的矩形断面钢材。h:0.001-0.2mm－箔材，0.2-4mm－薄板，4-20mm－中板20-60mm－厚板，＞60－特厚板；b:20-60mm－－2800mm－－5000mmh,b组合（板带材规格）：＞5000，b/h：达10000以上。图片2019/10/3材料成型设备81.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢车间的产品:线材：＞9mm－－棒材5＜＜9mm－－线材＜5mm－－丝材图片2019/10/3材料成型设备91.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢车间的产品:型钢：简单断面：方钢，圆钢，角钢等复杂断面：工、H、Z、T字钢等特殊钢：车轮，轮箍，丝杆，钢球等图片1图片22019/10/3材料成型设备101.概述上页下页返回1.1.轧钢生产轧钢生产的特点:组织、性能得到改善和提高体积不变（无屑加工），成材率高，＞91%；产量高，精度高，质量高：带宽±0.025mm0,壁厚±01mm；易实现高速化，连续化，自动化。2019/10/3材料成型设备111.概述上页下页返回1.2.轧钢机械的分类轧钢生产的基本工序：坯料处理（→加热）→轧钢（→热处理）→剪切（→矫直）→收集（卷取）→定尺→包装、打印→入库。2019/10/3材料成型设备121.概述上页下页返回1.2.轧钢机械的分类轧钢机械定义：完成由钢锭（钢坯）到成品整个生产过程中所需机械设备的统称。轧钢机械种类：主设备辅助设备2019/10/3材料成型设备131.概述上页下页返回1.2.轧钢机械的分类主设备主设备定义：使金属产生塑性变形（轧制）的机械设备，即完成轧制工序的设备；又称为主机列、轧钢机（简称轧机），它标志了车间的类型。2019/10/3材料成型设备141.概述上页下页返回1.2.轧钢机械的分类主设备主机列组成：图片,图7-1主电机：轧钢原动机，提供动力，直流或交流电机传动装置：轧钢的主传动，传递动力。有联轴器、飞轮、减速器、齿轮座、连接轴；工作机座：轧钢执行机构，有机架、辊系、调整及平衡装置；电气控制装置：连续化、自动化主机列上都有。图片图7-12019/10/3材料成型设备151.概述上页下页返回1.2.轧钢机械的分类辅助设备按用途分：翻钢设备，运输设备，精整设备等。本讲内容结束2019/10/3材料成型设备19第二讲轧机的标识及工作制度下页2019年10月3日星期四11时28分55秒2019/10/3材料成型设备201.概述1.3.轧钢机轧钢机的标识：型钢轧机：以轧辊名义直径（或齿轮座人字齿中心距）标识，如650轧机，1150轧机等；板带轧机：以辊身长度（由产品最大宽度确定）标识，如1700轧机，2500轧机等；钢球、钢管轧机：以所轧产品的最大外径标识，如76钢管轧机，140钢管轧机等；机组：以生产线上的最后成品机架标识，如350小型型钢机组。上页下页返回2019/10/3材料成型设备21按构造分：具有水平辊的轧机具有垂直辊的轧机具有倾斜辊的轧机1.3.轧钢机轧钢机的类型：按用途分：开坯机型钢轧机板带轧机钢管轧机特殊钢轧机1.概述上页下页返回如图1-1所示如图1-2所示如图1-3所示2019/10/3材料成型设备221.概述1.3.轧钢机轧钢机的类型：万能轧机,视频1大立辊轧机,视频2上页下页返回视频1视频22019/10/3材料成型设备231.概述1.3.轧钢机工作机座布置形式：单机座：车间只有一个工作机座（a图）特点：最简单的一种形式，用于：轧制大断面的二辊可逆轧机；轧制钢管及冷轧板带二辊不可逆轧机；冷、热轧带钢的四辊及多辊轧机等。横列式：几个工作机座横向排成一列，由一台电机传动（b图）特点：设备简单，造价低，投产快；各工作机座轧辊转速不能单独调整；轧件需要横移，操作不便，生产率低。用于：小企业的型钢及线材生产。上页下页返回2019/10/3材料成型设备241.概述1.3.轧钢机工作机座布置形式：纵列式：几个工作机座纵向排成一列特点：可单独调整速度，生产率较高，用于：中厚板轧制阶段式：多个工作机座分成几组，组内成横列式，组间成纵列式排布。用于：型钢生产连续式：多个机座纵向排成一列半连续式：机座中一部分为横列式或纵列式，另一部分为连续式排列上页下页返回2019/10/3材料成型设备251.概述1.3.轧钢机轧机工作制度：不可逆式工作制度：轧辊不能正反转，有：恒速轧制；带飞轮轧制；不经常调速轧制；经常调速轧制。可逆式工作制度：轧辊可正反转。周期式工作制度：行星轧机、周期式轧管机等。带张力工作制度：连轧上页下页返回图a图b图c图d图e图f2019/10/3材料成型设备261.概述1.3.轧钢机轧钢机轧制速度及生产率：轧制速度：轧件从辊缝中流出的速度不考虑前滑则有式中：D－工作辊径，mm；n－轧辊转速，rpm。生产率：机械设备的小时产量smDnv/,100060上页下页返回sTTThtTGQjz,;/,3600式中：G－单重,t；T－轧制周期,s；Tz－纯轧时间,s；Tj－间隙时间,s本讲内容结束2019/10/3材料成型设备27第三讲轧辊组成及材质下页2019年10月3日星期四11时28分55秒2019/10/3材料成型设备282.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊概念：定义：是轧机在工作中直接与轧件接触并使其产生塑性变形的重要部件，是易损件。作用：对高产、优质、低耗各项经济指标有很大的影响上页下页返回图片2019/10/3材料成型设备292.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊工作特点：工作时承受很大的轧制力和轧制力矩，惯性力及冲击力在高温和大温变情况下工作，工作环境恶劣磨损快上页下页返回2019/10/3材料成型设备302.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊结构组成：辊身：轧辊中间部分，与轧件直接接触使其塑性变形参数：辊身直径：名义直径D（公称直径）工作直径Dk辊身长度L性能要求：高强度，以承受高载荷高刚性，以减小弹性变形良好的热稳定性高的表面硬度及抗疲劳强度上页下页返回图片图2-12019/10/3材料成型设备312.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊结构组成：辊颈：轧辊支承部分，与轧辊轴承装配在机座中，将轧制力经压下装置传递给机架参数：辊颈直径d辊颈长度l工作特点：承受大的弯矩和扭矩；面压力高；p值高；存在应力集中；氧化铁皮的摩擦。上页下页返回图片图2-12019/10/3材料成型设备322.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊结构组成：辊颈：轧辊支承部分，与轧辊轴承装配在机座中，将轧制力经压下装置传递给机架性能要求：足够的强度、硬度及耐磨性；表面要光洁、无麻点和裂纹；要有防铁皮装置。种类：圆柱形：与开式轴承、滚动轴承装配圆锥形：与液体摩擦轴承装配上页下页返回图2-22019/10/3材料成型设备332.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊结构组成：辊头：传递动力部分，与连接轴连接，转动轧辊图片1参数：与连接轴有关类型：图2-3梅花辊头图片2万向辊头带键槽或圆柱形辊头平台辊头上页下页返回图2-3图片2图片12019/10/3材料成型设备342.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊种类：按构造分：图片1光面辊（平辊）：轧制板材及无孔型轧制；有槽辊：型钢、线材、管材及特殊钢的孔型轧制。按用途分：图片2工作辊：与轧件接触使其变形；支承辊：与工作辊接触，支承工作辊，提高其刚性上页下页返回图片1图片22019/10/3材料成型设备352.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊种类：按辊身表面硬度分：软面轧辊，HB＝150-250，HS＝25-35；半硬面轧辊，HB＝250-400，HS＝35-40；冷硬面轧辊,HB＝400-600，HS＝60-85；无限冷硬面轧辊,HB＝600-800，HS＝85-100上页下页返回2019/10/3材料成型设备362.轧辊2.1.轧辊的类型与结构轧辊材质：合金锻钢：热轧辊：55Mn,55Cr,60CrMnMo等，冷轧辊：9Cr,9Cr2W,60CrMoV等；合金铸钢：无标准铸铁：普通铸铁：半冷硬面轧辊；合金铸铁：冷硬面轧辊；球墨铸铁：无限冷硬面轧辊。半钢轧辊：兼有铸钢的高强度、耐热龟裂性和铸铁的耐磨性。上页下页返回本讲内容结束2019/10/3材料成型设备37第四讲轧辊尺寸设计下页2019年10月3日星期四11时28分55秒2019/10/3材料成型设备382.轧辊2.2.轧辊结构尺寸2.2.1.辊身尺寸：型钢轧机：Dg→D→L名义直径Dmax－最大咬入角，表3－1辊身长度L决定于孔型配置及抗弯强度和刚度，表3－2查得L/D→L注：D、L要进行圆整，以符合轧辊尺寸系列化标准。上页下页返回DDDhDgg4.1cos1maxmax2019/10/3材料成型设备392.轧辊2.2.轧辊结构尺寸2.2.1.辊身尺寸：板带轧机：bmax→L→D(D1、D2)辊身长度L据产品最大宽度bmax确定，L＝bmax＋a辊身直径D二辊轧机：由表3-2查L/D→D；四辊轧机：由表3-3查L/D1(L/D2)和D2/D1→D2、D1；支承辊传动时，D2/D1=3-4；上页下页返回2019/10/3材料成型设备402.轧辊2.2.轧辊结构尺寸2.2.1.辊身尺寸：轧辊重车率：指轧辊从开始使用到报废为止，其全部重车量与轧辊名义直径的百分比。上页下页返回%100minmaxDDD注：各种轧辊的重车率查表3-42019/10/3材料成型设备412.轧辊2.2.轧辊结构尺寸2.2.2.辊颈尺寸：与轧辊轴承类型有关，d、r应尽量大，以提高强度；滑动轴承：d/D→l/d→r/D，表3-5；滚动轴承：d=0.5–0.55D;l/d=0.83–1.0;r/D查表3-5可得。油膜轴承：辊颈锥度1:50,大头直径d=0.75D上页下页返回2019/10/3材料成型设备422.轧辊2.2.轧辊结构尺寸2.2.3.辊头尺寸：与连接轴有关梅花辊头尺寸基本尺寸：直径d1;其它尺寸：由d1表3-6可得。万向辊头尺寸：结构如图所示尺寸：经验值上页下页返回d2示图2019/10/3材料成型设备43例：设计650轧机的轧辊尺寸，用梅花辊头。解：一、辊身尺寸的确定：由题意知：D＝650，由表3-4查取重车率9%，取Dmax=650,则:D