HC轧机串辊大或小对于板面有那些影响?

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1250HC轧机主传动设计
本次设计为hc轧机主传动结构。轧钢机主传动系统主要由电机、齿轮座、联轴器及机架组成。本次设计是对hc轧机进行主传动系统设计,包括电动机、联轴器及机架,通过计算轧制力能参数并进行零件强度校核分析来完成设计内容。使设计方案能够达到使用要求,并且合理可行,然后进行轧制力能参数的计算,并根据算出的结果来选择电动机并进行校核、计算,同时对其中的主要零部件,如轧辊、连接轴、传动轴、等进行强度计算,保证了使用的安全性与可靠性,最后对润滑方式进行了简单分析,对经济性也进行了分析。
关键词:轧机;轧辊;
The Design Of The Main Driver Of 1250 HC Mill
This design to the hc mill main drive structure. Main drive system of steel rolling is mainly composed of motor,shaft coupling and frame. This design is carried out on the hc mill main drive system design, including motor.coupling and frame, through the calculation of rolling force can parameter and intensity analysis of the parts to complete the design content. So that the use of design to meet requirements and is reasonably practicable. and then rolling force can be calculated parameters,and in accordance with the results calculated to select the motor and check the calculation, while the main components, such as roller, connecting shaft. transmission shaft and tooth strength and wear resistance of the check to ensure that the use of the safety and reliability, the last of the Lubrication Analysis of a simple manner, on the economy is also analyzed.Considering the cost problem, motor with low cost high speed of ac motor. In the process of design, we should consider the practicality manufacturing difficulty. Economic factors and problems encountered in the actual production. Gear stand: used to transfer torque to work roll. the design USES two equal diameter cylidrical herringbone gear in the vertical plane in a row. packed in the sealed enclosure. Coupling: the gear reducer and connecting shaft of a secure connection. The main motor with plum blossom joint shaft coupling in general.
Keywords:The Main Driver;Electric;Roller
1.1选题背景和目的 1
1.2国内外发展情况 1
1.3课题研究的主要内容 3
2. 总体方案设计 4
2.1轧钢机主传动装置的类型 4
2.1.1 单机座轧钢机 4
2.1.2 多机座轧钢机主传动类型 4
2.2方案对比与选择 4
2.3各零部件类型选择的确定 5
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磨辊间工艺技术问答.doc 72页
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磨辊间工艺技术问答
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磨辊技术问答
适用于冷轧厂轧钢车间磨床工、轧辊装配工和轴承清洗工
初级工技术问答
金属材料基础知识(1~7题)………………………(3)
冷轧生产的基础知识(8~18题)…………………(4~6)
机械零件及识图的基本知识(19~33题)…………(6~8)
冷轧辊的基本知识(34~38题)……………………(9~10)
磨削的基本知识(39~71题)………………………(10~18)
喷砂的基本知识(72~78题)………………………(18)
磨床常见故障及处理方法(79~80题)……………(19~22)
轴承的基本知识(81~117题)………………………(22~29)
中级工技术问答
冷轧生产的有关知识(118~124题)………………(29~31)
液压系统的有关知识(125~130题)………………(31~32)
磨辊间主体设备的技术参数(131~141题)………(32~36)
磨削参数的选择原则(142~154题)………………(37~41)
冷轧辊的常见缺陷及处理方法(155~157题)……(41~44)
轧辊探伤的基本知识(158~164题)………………(44~45)
喷砂的有关知识(165~173题)……………………(45~46)
油膜轴承及滚动轴承(174~216题)………………(47~55)
高级工技术问答
金属材料的相关知识(217~235题)………………(56~61)
车间有关技术指标的考核与计算(236~242题)…(61~64)
液压系统的性能特点及分类(243~245题)………(64~65)
冷轧板的性能特点及评价(246~250题)………………(65~67)
镀铬辊与普通辊的性能比较(251题)……………(67~68)
数控机床的基本知识(252~260题)…………………(68~72)
初级工技术问答
一、金属材料基础知识
[1].什么叫冷轧?
答:冷轧是金属在再结晶温度以下进行的轧制变形。一般指酸洗后的热轧钢卷不经加热而在室温直接进行轧制加工。
[2].什么叫加工硬化?怎样消除?
答:带钢经冷轧后,由于晶粒被压偏、拉长晶格发生变形,使金属带钢塑性降低、强度增高,这种现象叫做加工硬化。它可以通过再结晶退火炉进行退火来消除。
[3].金属具有什么特点,才能进行压力加工?
答:由于金属具有塑性这一特点,才能进行压力加工。
[4].金属的塑性是什么?其大小用什么来表示?
答:金属的塑性是指金属在外力作用下,能确定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。金属塑性的大小,可用金属在断裂前产生的最大变形程度来表示。[5].晶粒大小对金属塑性有何影响?
答:金属随着晶粒增大,塑性降低,因为晶粒细小标志着晶界面积大、晶界强度高,变形将集中于晶内,故表现出较高的塑性,而晶粒粗大易发生晶间变形,使塑性变坏。
[6].什么是硬度?常见的分几种?
答:金属材料抵抗另一种比它更硬的物体压入它体内的能力称为硬度。
根据测量方法的不同,常用硬度有四种:布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC)、 维氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)。
[7].什么是抗疲劳性?
答:机械零件中如轴、齿轮、弹簧、轴承等,经常受到大小及方向变化的交变负荷的作用,这种交变负荷使得机械零件过早损坏,在长期交变负荷的作用下,金属材料仍保持不破坏的能力,称为抗疲劳性。
二、冷轧生产的基础知识
[8].什么叫HC轧机?HC轧机的优点是什么?
答:HC轧机是高性能板形控制轧机的简称,目前用于生产的HC轧机是在支承辊和工作辊之间有一可轴向移动的中间辊构成的六辊轧机。
HC轧机的优点:
①具有大的刚性稳定性;
②具有很好的控制性;
③可显著提高带钢的平直度,减少带钢边部减薄及裂边部分的宽度;
④压下量不受板形限制可适当提高。
[9].用方框图简述冷轧厂生产工艺流程。
答:冷轧厂工艺流程见上图:
[10].冷轧工艺有哪些特点?
答:冷轧工艺共有三个特点:
①加工温度低,带钢在轧制过程中产生不同程度的加工硬化;
②冷轧过程中必须采用工艺冷却和润滑;
③冷轧中要采用张力轧制。
[11].冷普板的机械性能指标通常有哪些?
答:冷普板的机械性能是指带钢受外力作用时反映出来的各种指标,指标有抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率和冲击韧性等指标。
[12].冷普扳的工艺性能包括哪些?
答:冷普板工艺性能是检验带钢具有的再加工性能,包括有弯曲、冲压、焊接性能等。
[13].原始记录的作用?
答:原始记录的作用:
①是物流情况的档案;
②是各种数据分析的有力依据。
[14].平整的定义是什么?
答:以较小的变形量(通常为0.5~3%)对
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基于ADAMS的SG18轧机辊系稳定性研究
北京科技大学 硕士学位论文摘要这些年来,随着我国      经济的不断发展, 特别是 汽车、 建筑等基础产业的发展, 对冷轧薄钢板的需求不断增加,同时对薄板的质量要求也提出更高要求。各种新型轧机也随之出 s 1辊冷轧 现, G 8 机作为 我国自 开 一 性能多 主 发的 款高 辊冷轧 也逐 机, 渐投放到市 场中。 众所周知, 辊系的 性是影响 机 稳定 轧 性能的主要因 因此对 G 辊冷轧机 素, 于S 1 8 辊系稳定性的研究不仅对提高 轧件质量的 有极其重要的作用,同时也为类似的轧辊 提高稳定性研究提供了重要的理论依据.本文以山东某钢厂使用的      新型S 1辊冷轧机为例, G 8 针对在生产过程中,轧机辊系 出 现的失稳现象做了多 方面的 研究. 先, 首 研究了 液压压下作用力与轧制力的关系, 在 理论上推导出两者的线性关系后,利用胡灿 侣分析了两者在考虑摩擦影响下的关系,并 利用回归分析得出 摩擦条件下两者之间的函 数关系, 这些工作为S1辊轧机稳定性的 G8 研究提供了 研究基础。 其次, 在理论上对轧 机的受力和轧机稳定 运转条件作了定性的分 析。为了能够更好的研究轧 辊在动态条 件下的 稳定性, 采用了 机械动力学仿真软件A A S G 辊轧 运行情况 真实 模拟, 分析了 擦系 辊系位置 D M 对S 1 8 机的 作了 的 分别 摩 数、对轧辊在理想条件和接触副条件下的轧辊稳定性的影响。 最后,为了在实际的调节和操作中能够更加准确的反映辊系的位置, 在背衬轴的工作侧设计了 角度测量仪来实时的显示角度的调节。通过 G      辊系 性的 得出 际的 对S 1 8 稳定 分析 在实 工况中, 制力 压缸受力不是简 轧 与液 单的线性关系,中间辊的 侧向 力存在也有 其必然性, 并且与轧 辊的 摩擦环境有关; 设计的角度测量装置也大大方便了背衬辊的偏心调节装置的功能实现。同时也为其它轧机进行类似的研究和改造提供参考价值。关键词:S 1, D MS G A A ,稳定性, 8 动态分析万方数据 北京利 技大学硕士学位论文S d o t S bi ot R l yt fG 8 Mi U t nh t U f e o SsmoS 1一 l y ea t h y e hBs oA A                  ae n D MS d1 l 硒te V 叩m A0g hh e 】 n f 刀o y 以 f t i n 巧     t d e e o“ 1m , n刃os 】 l 。 吨 翻 父 liao l t 1 t e h es C r 户 iyn u l a t i 田d ci t i a s 二 f d la he rf d dt l 明 ueh qa a吕刀 tl M adnr l e r tu e n e C el r g i i ul t 刀eie o n r e d h y t i n, r e o MU 瞬 d i e. 1 h ao oh c 蔚 出 e叼e 】 e 而li uo t l egd s 8 而n n fi 伍 喇 记s V o n ls t h s sn G . se h g l cP t s P n e m m 玉 . w ak w , s由i ot m s t i k 阮t si v下 田 dA e li n t 加1 fh Uy的 s e o ot 曰 如因d s 犯 h e 1 e y t s e h t y , s r i 胡t r o sot y 止】 fh o y. o P e 回if h 阴 P ” f utsdt 幼 1 ot r st t 1 vt q tos 改 d r d U h e y t i e ns mm h e y 。 oe 代 沈vuf t s l sd. 阮即 ae h 而i ty l oe r r aU nh P Itsa不w al S 朋 G8 1s i ia卜 dns l0 P y      e m l d 让 t S 1 i 拼 iyC h li e 一而1 t l n S川 gl Cm a ‘ ’a i sb t y o e n nh i 禅 t p 仃sd h t s b It ft a , s即 t i t 阁a n P t助 t pw ot hd i r 弧 e巧 c h e i U ee i 扮 e s o W h o e h y御】p , ℃ e r e f ce” 。 k l n f 笼B 司o ts s s t ra l i d y 刀i bun 沉 田 rm o d g “ a n h d i h et ” p 哪l引d y I o s ii u n c o e li h i , o s d e S g A 翻‘ h w cnd t 州d叽 助d c g a 比代 “ i 阅u i b eo t d叮 w ee o s eh n i e r i en t i wa e f t 9 s a o a nh n o t ns d e 山 t rI t f n i f t sdot s i oS l nt s npC a 恤I O d h o d o o h t yf t l fG 8 h e d l , p v ee u a n e U h a i s t r e b t y 一Ie c a o e qat vaa 公 ut cni n s i w n . o etaa i s i o ul en l 沁 t o di o 宜l a l I 旧 on ls t l f i i a 州5 e h t f a i s 翻en r o bt y s h bt y t ai e ye h Uy 的 n ym c di t m s t id a icni A往 ei s u n ot n刀” o s l而n a s n o t 呱 u. h 】 fh 刀刀g o s l a 西o e e f f ws “ i eb m d i A A ad 比即g t 衍co a 击 e 田d psi o 上edy o i t D MS 讹 v d n i g n n e e i h tn 犯 d t n lt o i f c h t n oe h l s 欢助d g o f h s l F l w d h 劫目 即 tip h t ml 的 s y i hwa 双t 盆 l i y e 俪,t n i e a i n, bt a . y l e e go Js e e l 以t s即目 . e Wc 阳 y a o c 画o ℃ u i 侣l F l t et nh      ld s e d n 云mo d 叉 s .il, raosp 幽 介 r w mo n s r 别 o r yh li i n s e b w 幻t pw ot 场 alP浇U a‘ 山d U 凡ci 、 rn I。 t e“ ho e f e r h lu i n洛 戈k lr 吨 r s 。 i l 犷 e d c r r e o e n d叼 n化ao 1 ia” ti刀s 以 .以 Ilt se 双 。t mdl 1 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有特殊地位。 各国 科学家对多 辊轧机做了 深入的 研究,也设计出 有着优良 许多 性能的新型轧 机。 G 辊冷轧机是神钢联公司的 S1 8 冷轧专家经过多年的 研究和实践, 成功的开发出的 高刚 度、高精度冷轧机。 它也为中国 高速度发展的高精度薄板材料工业奠定了基础。s 8 1 G 辊冷轧 机将z ( 米尔2 韧冷轧 R森吉 0 机和国 产的1辊冷轧 优势相结合, 4 机的 保持 了Z 车机工作辊细长比 R L 大于2, 0 有利于克服钦、 铝和不锈钢等高强度金属材料的屈服 极限的性能,同时还引 入国 1辊冷轧机的设计思想, 产4 采用大 直径支承辊压下, 大大提高了辊系的刚度。 山      东某钢厂所使用的S 1 辊冷轧机,是我国第一架投入生产的S 1 辊冷轧机。 G 8 G 8对其在生产的研究分析, G 辊轧 对S 1 8 机能够被普遍采用有着十分重要的 意义。 G S1 8辊冷轧机的结构设计已 经很成熟, 但在实际的生产过程中, 特别是S 1 辊轧机经过长 G 8时间的使用,轧辊会出 现一些失稳现象严重影响了生产。经过长期在现场的测试和调试, 并采用传统方法对轧辊进行了 理论分析,同时 还利用动态 仿真软件A A S D M 对轧机 在实际生产中的情况进行了 真实的 仿真, G 辊轧 对S 1 8 机的辊系稳定性做了比 较详细的 分析,为轧机设计和轧制生产提供了理论指导。万方数据 北京科技大学硕士学位论文1 文献综述1 国内 1 轧的 . 1 夕 怜 发展概况冷轧板带钢表面美观、      加工性能好,是汽车、 建筑、家电、 食品等行业必不可少的 原 材料, 产 其生 难度大、 精度高, 钢铁工业各 序中 重点、 是 工 的 难点, 较高 具有 的附加 值. 其产量和质量水平反映了 一个国 家钢铁工业的强弱。 特别是我国 最近几年制造业的 飞速发展, 对板带的生产的 质和量上都提出了 更高的要求。 1.国 .1 外冷轧的发展概况 1 钢的冷轧最早可以      追溯到十八世纪末期,不过当时其主要作为热轧之后的精轧工序。 为 个 立 产 艺的 带 轧, 在 有 小中 作 一 独 生 工 板 钢冷 是 具 较 橄工 钩的 特 辊 作 劳 三 冷轧机发展以 才真正得到推动。之后,冷轧机的形式发展经过了单机架不可逆、 后, 单机架 可逆、多机架连轧几个阶段。最早出现的连轧机只是几台轧机的简单组合,有些机架之间 采用自 活 不能 制张力, 着卷 和电 由 套, 控 随 取机 机驱动的 发 首 来卷取 共同 展, 先带 机 与轧机之间, 然后是连轧 机相邻机架间的带钢张力控制的发展, 形成了 真正意义上的 现 代冷连轧机.1 8 2 9 年美国 威尔顿钢铁厂投产的 五机架冷连轧机组是最早投入使用的冷 连 机 川 1 1 K 福山 建 第 套 连 轧 将多 来 焊 到 起进 轧 组 。 9 年N K 厂 设了 一 全 续 机, 卷 料 接 一 7 行轧制, 在卷号 发生变化时采用动态变规格技术, 卷取机前的 横剪将连续的冷轧带钢分 卷。 现在又出 酸洗一冷轧联合机组等复合生产线。 年代末以 现了 0 8 来,随着世界小钢 厂的发展, 尤其是薄板 坯连铸连轧技术的 发展及对热带深加工的需要,四辊可逆式冷轧机 小 厂 带 加 主要 产设 九 年 来, 球 建 成为 钢 热 深 工的 生 备, 十 代以 全 新 敷功机架 逆式 可宽带钢冷轧机达5 多套,是新建连轧机的2 美国在新一轮钢铁设备更新中, 条 0 倍。 7短 程 铸 轧产 配 的 是 流 连 连 生 线 套 都 教功机 可 式 轧 0 架 逆 冷 瓣1早期出      特三辊式冷轧机, 现过劳 但是最主要的 轧机形式为二辊和四 辊配置。由 于二 辊轧机不能兼顾轧制力 和压下量,因此大辊径支 撑辊、小辊径工作辊的四辊轧机是带钢 冷轧用的最通用的 轧机。为了 更好地控制板形, 六辊轧机在二 十世纪八十年代以 后发展迅 包括 C 机、 C 机 可以 速, H 轧 U 轧 等, 横移或 者弯曲 辊。 外, 十世纪 十年代 中间 另 二 五开发的二十辊森吉米尔轧机多用于不锈钢和电 工钢的轧制。二十世      年代 纪六十 之后, 着电 随 机等机械设 备的发 及连轧 张力 制的实 展以 恒定 控 现, 冷轧的 速度、 轧制力、 功率等都大幅提高。以 二十世纪六十年代建设的 杨斯顿 美国万方数据 北京不 吱 荆 大学硕士学位论文薄板与钢管公司建设的印第安纳钢厂Z3m O m薄板轧机为例,其轧制速度达 2 6 0订 i 10n m ,五机架总功率达262 n 7 千瓦. 0最早的轧机靠手动调节压下螺丝进行辊缝调节,      后来先后出 现了电 动压下、电 动双 压下、电 一液双压下、 全液压压下等辊缝调节方式, 使对辊 缝进行在线快速、高 精度调节得以 现。 实 上世纪五 十年代 出 很多 起, 现了 的厚度自 控 G (u n c a 动 制A C t l Gu A o西 罗 Cno 方 如 流 o ,缝 馈A 、 缝反 ( 厚 计 O 、 力 o l 法, 秒 量A 辊 前 o 辊 馈A犯、 度 式A C 张 r t) c c 前 G 、 力 馈A c 现 建设 冷 机多 用 种A C 控 【。 馈A c 张 反 G 等。 在 的 轧 采 多 G 联合 制 3 1随着用户对产品质量要求的不断提高以及检测仪表和新工艺、新设备的出现,为了     克服各种板形缺陷,出 现了液压弯辊、 支撑辊变形、轧辊位移、 分段冷却等板形 控制手段。二十世纪六十年代以前,轧制过程中只应用单机自      动化, 六十年代以后,计算机控制 在冷轧生 产线中 使用。 计 投入 最初 算机控制采用 控制, 用1 计 集中 即 台 算机对 个生 整 产线的 各个环节进行控制, 所有控制信息及检测信号都由 计算机处理。集中 该 控制时系 统响应速度慢,可靠性差,软件维护困难。 一旦某个环节出 题, 现问 将造成整个生产线 停 影响 机, 轧机的生 产效率1 二 ] 4 。自 十世纪七十 年代起, 着 算 术的 随 计 机技 快速发 展,现代化带钢轧制生产线全部采用分布式计算机,实行分级控制。这种多级控制系统的产生是由 于生产规模越来越大, 信息来源越来越多, 对计划管理和信息收集的 及时性要求 越来越高,因 此要求管理计算 机系统能直接指挥过程计算 统, 机系 过程计算机也能直接 向 管理计算机系统进行汇报。多 级控制系统也 称为 信息管理级 控制系统 M ( aa n l naO s s ne e f l M g l n 刀6n 州助) t n o 0 L 2 冷轧的发展概况 1 国内 12      9 年鞍钢冷轧厂建成, 6 成为我国 冷轧板生 产的发源地。当 时从前苏联引 进了 7 )l 20 m单机架四 1 1l 和10川 0nl l 辊可逆冷轧机,设计年生产3万吨冷轧板卷。1 年武 0 9 8 7 钢冷轧厂从原西德等国家引进10m 7肠 m五机架串列式冷轧机, 其工艺设备和技术全部由 德国引 进,生产冷轧板卷、 热镀锌板卷以 及镀锡板,设计产能达1 万吻年, 0 从此我 国冷轧生产技术进入一个飞速发展的新时期。18 年宝钢建成2 0u 五机架冷连轧 9 9 3 0 nn厂, 产能2 万吨年。 99 鞍钢冷轧 设计 0 1 1 年, 8 厂从德国 进1 0 m四 引 6 m 机架串 冷 8 列式 轧机, 产能达到 1 万吻年, 戊 年鞍钢又 0 2旧 对该生产线进 改造, 行了 增加了 六辊 一台 H C轧机, 产能增加至10 5 万吻年。1 0 9 年上海益昌 薄板从法国 进1 m 引 2 m五机架串 0 2列冷轧机,产能为5 万n 0 勿年, 01 2 年,该冷轧机组改造完成, 产能增加到7 万咆 0年。1 5 9 年本钢引 6 m 四 进1 l 机架冷轧机,设计产能为7 万吻年。1 6 攀钢引 6 7n 0 9 年,万方数据 北京科技大学硕士学位论文进1 0n 六辊H 机架串 式冷 2 nn C四 列 连轧机, 产 设计 能为5 万吨年。 9 年宝 0 1 8 钢建成 1 0 V 机架 一 令 联合 2 朋C C五 酸洗 宁 轧 机组, 产能 0 万吻 年 2 沁 宝钢建 4n 设计 为7 。 ( 年, X 成 1 01U M 5 1IC W五 酸洗一 联合 1 刀 机架 冷轧 机组, 产能 设计 为一 1 万目 年。 创4 鞍 0 匆 2 〕年, 钢1 0 7 冷轧酸 组建 产。 0 8 洗机 成投 2 辫年, 钢设计 ( 马 产能 巧 万吻年的 0 冷轧薄 投 板线 产。 0 年3 , 2 5 月 邯钢 1 万 年的 薄板 3 吻 0 冷轧 投产。 ( 年3 设计 为 1 万 2 5 月, 产能 3 ) X 0“ 匆年的包钢酸轧机组建成投产。2 5 6 0 年 月,宝钢10m 8 0 m酸洗连轧机组建成投产,设计 产能为1 万n甲5 0 7 叼 1 0 虽然      的发 度很 在国 外 展速 快, ( 机架 式 单劝 可逆 冷轧机在 的大 钢铁联 业 国内 型 合企中 用 然 少 并 多 都 0年 以 建 的 统 辊 逆 轧 。 增 喇功 应 仍 较 , 且 数 是9 代 前 设 传 四 可 冷 机 新 的机架 可逆式 冷轧机 建 多数 设在一 模较小 营 些规 的民 企业或 饰吐 锈 硅钢的 车 不 钢、 企业。 如 武钢、 钢、 波宝 张家港 不锈 太 宁 新、 浦项 钢等引 二十 十二 逆轧 用于不 进的 轴 辊可 机均 锈钢或 硅钢的 产1 另 生 6 外, 钢海口 礴 板 唐钢、昆 武 首钢 1 。 武 冷车 厂、 钢、 钢、 等引进了 多台 辊或 可逆轧 然而, 世纪以 我国 四 六辊 机。 在本 来 钢铁快 展的 里, 由 我 速发 几年 于国对冷轧板卷的持续需求和价格的一路走高,很多民营企业都建设了投资较少、成本回收 较快的 ( ) 可 单 双 机架 逆冷轧 其中又以 机架四 式最 见。 机, 单 辊形 为常随着我国经济的不断发展,特别是汽车、船舶、航天、建筑的发展,对冷轧产品提      出了了更高的要求。可以预见,随着冷轧产品的需求的不断扩大,也必然会推动冷轧机 的不断发展。1 辊轧 2多 机现状1 1 辊轧 . 2 多 机的 点 特 随着 部门 飞      的 速发展, 得对 工业 使 各种金 及合金薄 需求 增大, 种行 属 板的 不断 各 业 对钢的 量都 产 提出 更高 求, 了 的要 对薄板的 求日 大, 些板 须有 需 益扩 这 材必 较高的 几何精度和特殊的物理机械性能。由 辊      于多 轧机的 可以 除工 沿轧 结构 消 作辊 制方向 挠度, 在保 作辊 的 而且 持工 有较大 的 刚 情况下, 使 辊采用 横向 度的 可以 工作 最小的 用直径。 是塔 承辊 许 这 型支 组成的 配置 保 证的, 在这种 配置中, 辊系 前一列 的每一 轧辊自 的 后一 两个 个 由 靠在 列的 轧辊上。 工 作 有辊 辊没 颈,中 辊是 辊, 承辊由 在固定 轴上的 轴 间 传动 支 装 心 滚珠 承组成。 支承 塔型 辊 装在 横梁中 横梁则 彼此独 绕着 轴线转 这 组安 两个 , 可以 立的 公共 动, 样就可以 用不 使 同 的轧 后来罗 发明 直径 辊。 恩的 被山德 公司 并加以 。 维克 买去 完善 该公司 产的十 生 二辊和二十辊轧机的工作机座由上下两部分组成, 它们之间靠铰链连接.13 年,森吉米 9 2万方数据 北京科技大学硕士学位论文尔制造了 第一台多辊轧机, 其特点是工作机座的 牌坊为一个内 部装有成套轧辊的 整体结 构。工作机座的刚度较高, 加之配备了 工作辊辊型控制机构, 从而可以 轧制厚度公差范围很窄的带 秤飞 多辊轧机的大多      数部件和设备 在结构上是新 颖的, 而且这些部件和设备从属的附件 也不同于相应的 二辊和四 讯 。 辊车 多辊轧机的 工作机座是 一个复杂的 块体, 装满了 其中 各种机构。 按牌坊和辊缝控制机构的结构型式, 现代多辊轧机的工作机座可分为两类。带有可拆卸牌坊的机座属于第一类;第二类轧机工作机座的牌坊是一个整体的铸块。工作机座的组成包括牌坊、由 上下两 个塔型支承辊组构成的 辊系、 压下装置、 磨损补偿机 构、辊型控制和平衡机构、 轧辊传动装置:固定式和可卸式导 位装置: 润滑和冷却系 统、工艺参数控制设备 和轧机自 动化装置等。各种多辊车 的 以 共同点, 是轧辊相对于工 作机座的水平轴线和垂直轴线呈对称布置。 轧制力的分力由 支承辊承受, 支承辊本身是一个刚性多支点梁。工作辊用来使被轧金属      产生塑 性变形和承受轧制力。中间 辊和支承辊用来支 承工作辊,承受轧制力,在塔型支承辊系中重新分配力,并把力传递给牌坊。多辊轧机的轧辊和支承辊的可靠性和寿命, 是决定 产品质量、生产率和经济效益的主要因素。因 此对轧辊的整体分析是必要的。多 轧 有 优 多 车 工 辊 长 最小 径 0m , 带 接     很多 点: 辊 晰 的 作 细 ( 直 为5川 ) 与 钢的 触 辊 机弧短, 需要克 总变形抗力小, 服的 轧机压下力小,能耗小,因而机架受力小, 结构轻 巧。四 辊和六辊轧机的 工作辊短粗, 与带钢的 接触弧长,需要克服的总 变形抗力 大, 轧 机压下力大,能耗大,因而机架 受力大,结构笨重。 多辊轧机辊系配置的 保证了 特点 小 直径工作辊沿辊身长度方向 在垂直面和水平面上具有很高的 刚度; 辊型控韦 构的 帆 特殊 结构, 使得有可能在轧制过程中 控制轧辊和支 承辊的辊型,以 便保证带材具有很高的精 度、 平面度和表面 质量; 大直径的 支承辊由 装在固定心轴上的一套专用轴承和鞍座组 安 成,并与特殊形状的牌坊相配合, 就保证了 工作机座具有很大的横向 刚度, 使钢带 从而 在宽度方向 和长度方向 上达到很窄的 厚度公差范围:当轧辊咬入被轧金属时, 应力 其内 降 低, 这就减少了 钢带的 裂边; 轧制的带材有很宽的规格组距。多 辊轧机也有以 下一些缺点; 于 辊 剧发 和 作 座整 牌 ( 式 的 热 差 制, 制 度比 由 受 系急 热 工 机 体 坊 闭 ) 导 性 所限 轧 速 较低; 辊的 造、 轧 制 支承辊的安 安装前 装、 牌坊上的 铿孔加 都必须 工, 保证很高 精 的度,因 此轧机的 调整和操作都很复 杂; 辊系入口 不畅,轧制时断辊和断带事故的排除以 及中间辊和支承辊的更换均很复杂;特别是轧制极薄带时,轧机主机线上消耗在支承辊各 轴 摩 和 辊 动 功 损失 。 个 承的 擦 轧 转 上的 率 阁万方数据 北京不凌 书 大学硕士学位论文1 2 外多 机成熟 . 2 国内 辊轧 机型介 绍 从 2世纪 0      3 年代多 冷轧机发明以 从6 6辊, 种 辊系的 0 辊 来, 辊到3 各 形式 机型都 有 大量的 研究, 在此主 要介绍用于难 形金属宽 板带轧 机型。 变 薄 制的() K R轧机      1 Z 日      本金属公司研制的K R轧机, Z 是在传统的Z 轧机的基础上 R 进行改 进,即在原 来的Z 轧机上安装了 R 新颖高效的和具 “ 有 神经模糊逻辑控制”的A G系统。其中 S “ S 双A G一系统” 是通过弯曲 支承环轴而达到 控制各种板形的 装置, 其板形控制能力 是普通Z 轧机的2 倍, “ R . 7 神纽模糊 逻辑控制” S 的A G系统能显 著改善板形, 也使断带 缺陷 等 大大降 低,同 大大提高 制速度, 轧速可 0111 主要轧制钢 时 轧 最高 达8伪 1。 劝1 1种为不锈钢、高镍钥。 () C      2 R轧机 C      本三菱公司于2 世纪8 年代开发的 1 辊冷轧机, R轧机是日 0 0 2 优点是工作辊细长比 满足要求, 机架加工容易, 辊系装配 方便,板形调整手段完备。 缺点是压下量、 产品 的 宽厚比 都小于森吉米尔2 辊冷轧机,体积、 0 重量大于森吉米尔2 辊冷轧机。 0() X K轧机      3 GXK      郑州拓普公司开发的1辊冷机, G A机是由 2 现己 完成辊面 宽为1肋1 的机型 X 1 ( 11 1 设计。该轧机辊系布置与森吉 米尔1辊相同, 2 只是将森吉米尔 1辊 2 冷轧机整体机架改 成上下辊箱,大大加大了加工和装配难 度, 工作辊细长比 超过森吉 米尔1辊冷轧机。 2 但总体水平仍在森吉米尔 1 辊框架范围内,达不到森吉米尔2 辊冷轧机的能力和水 2 0 平。 该机的 设计目 标是轧制普碳钢和低碳钢, 扩展到宽度大于1 肋 l 能否 X ( n 的不锈钢、 钦等难轧金属材料的轧制尚 无依据。 G X K轧机的最大弱点是没有 和轴向 径向 调整板型的能力。() 1辊冷轧      4 4 机 4 1辊冷轧机是6      0 年代北京工业设 计院开发的 产品, 经过3 多 0 年的改 进,已 1 有0 多 生 线 辊 为仅 1 刀正 生 其 是采用 直 支 辊 条 产 ( 面宽 众1 m以 常 产. 优点 : 大 径 承 压下, 系 辊 的 度大; 刚 结构简单。 辊面宽在印 l 下时, 机型 伪m 以 该 有优势, 足 不 之处是在宽 板面 时, 辊系的 刚度不 且没 侧向 足, 有径向 节功能 同 支 调 ; 时, 承辊传 对工 动 作辊转速的 稳定性有不利影响。辊面宽大于7伪” 时,该机型没有优势。 5 11 15 () 新型3 辊可逆式冷轧机      0万方数据 北京科技大学硕士学位论文北京冶金设备研究院已      研制成功一台能 轧制0 0x m . 1 4 m极薄带材的新型3 辊可 0 0 0 逆式冷轧机, 并已 轧出了0 0 x m 锡箔, . 8 4l O 0n 突破了原设计指标。 就厚度指标而言,达到了世界先进水平。该轧机工作辊直径的使用范围为23 n。      卜. l 。直径为2 n或3 的工作辊必须使 5们 1, . n m s 用相应的轴向固定支承。轧机压下装置由 一台双轴小型直流伺服电机驱动,通过电 磁离合器及齿轮、蜗轮蜗杆传动机构, 使整个上机架沿四根立柱上、 下移动, 达到调整压下量的目 的.轧辊的传动由主电机 通过轮胎联轴器带动速比为4 5 . 的联合齿箱,通过四 8 9 根球形万向 接轴带动四根传动辊,其它辊子都是从动的。新型3 辊可逆式冷轧机设计 0合理, 辊系参数优越, 传动简单, 制造精度高, 造型美观,电 统实用可靠, 控系 张力范 围 大, 精度高, 饰」 其车 带材宽厚比 大,满足轧制极薄带材的要求。目 前该轧机己能 批量 生产高附加值的0 05 4m . 1x m锡箔, 试轧成功0 0 x习” 带材, 0 0 并已 . 0 4n 08 n 其宽厚比 达 5X) 创叉 ,标志着我国极薄带多 辊轧机的 研制和轧制工艺已 世界先 达到 进水平。 () 2 辊森吉米尔轧机辊系结构分析      6 0 森吉米尔 S n mr 机又称2 辊轧机,1 年由 米尔博士发明,当时主     (edii 轧 s ) 0 9 3 森吉 要用于生产宽度为8阮 ,厚度为0 Il的低碳带钢。目 0n l . nl 3 1 l 前,共有4 多台森吉米尔 ) X ( 轧机遍布3 个国 5 家。 世界上0%以 冷轧不锈带钢是由 0 上的 森吉米尔轧 机生产的, 大量 的 硅钢片、 薄规格的有色金属及 低碳钢也都是森吉米尔轧机轧制的。目 前,世界上最小 的2 辊轧 0 机的轧制宽度仅 1 腼m X ( ,能轧制出仅几微米厚的超薄带;最宽的2 辊轧机 0 的车 宽度达Z 速度最高的2 辊轧机的轧制速度己 1 助 喃i以上。 饰0 m, 0 达 {的 n X森吉      米尔轧机多 机架 逆式布置, 按单 可 是冷轧硅 产的 键设 其二 个轧辊 钢生 关 备。 十环形叠加式镶嵌在刚度很高的整体铸钢机架内。该机架使用了重型侧框架以 及从中部到轧机前后侧逐渐变细的 锥形顶板和底板结构, 使得轧机牌坊在负 载下的变形沿轧机宽度 上的 分布更加均匀, 具有 “ 度” 特点。 零凸 的 这样可以 简化轧辊配置, 例如可使用小凸 度或无凸 度工作辊。 “ 度” 零凸 机架比 普通机架重1% ̄巧% 但其结构简单、刚性 0 ,好、制造和安装相对容易。森吉      米尔轧机辊系分上下两组, 各有1个轧 ( 0 辊 见图1 。 , 每组由1 ) 1 个工作辊、 2 个第一中间 3 辊、 个第二中间 辊及4 个支持辊组成。支持辊利用鞍座及分段轴承实现 多点支撑, 其余辊均采用直接叠放的 方式, 无固定支撑。 上下6 个二中间 辊中的4 个为传动辊, 其余为随动辊。万方数据 J京科技大学硕士学位论文 七1 支持辊: 2 一中间辊、二中间随动辊:3 辊; 第二中 传 工作 4 间 动辊图 L 2 辊轧机辊系图 1 0支持辊的结构与其它辊不同,它采用分段轴承、多点支撑结构。      其中B C辊具有 、 内 外双偏心结构, 其余6 个辊均为单偏心结构。 、 B C辊内 偏心及其余6 个辊的偏心用 于支持辊整体位置调整, 这些偏心具体功能为: B C辊压下以实 制厚度的调整, 、 现轧G F 、 辊主要 用于调 整下辊系的高 调 制线高 度以 整轧 度和快 开辊 便于穿 和更 速打 缝, 带 换工作辊; 、 、 、 四 A D H E 辊主要用于 偿轧 直 补 辊 径变化引 辊系 起的 位置的 改变。 、 B C辊外偏心可分段单独调节,用于辊形的调整, 进行板形的 控制。 中      间辊为一端带锥度并可轴向 抽动的轧辊, 主要用于调节带钢边部的 板形。 工作辊 与随 动的二中间辊带凸 2 辊轧机的 度。 0 工作辊直径很小 ( 一般为几十毫米), 且由多 层辊系支撑, 使该轧衫 于轧制脆、 睡 硬薄带材。 轧机的传动由电 机通过齿 轮箱传动4 个 二中间 传动辊实现,为避免发生压下 错位、 辊系倾斜以 及便于工作辊换辊, 二中间传动 辊上辊工作侧轴承座采用弹簧吊 挂装置悬挂, 下辊堆放在支持辊上。 森吉米尔轧机的      压下和板形调整机构均采用液压缸或液压马达, 通过齿轮、 齿条带 动与偏心轮连接的齿轮。液压缸或液压马达的 推力只需克 服轧制分力引 滑动面间的 起的摩擦, 使液压设备和轧机的尺寸大大减小。森吉      米尔轧机具有以 下几个特点:万方数据 北京科技大学 硕士学位论文) 1 工作辊直径小,其与最外层支持辊直径之比 可达 1 0,这样就大大缩小了轧辊与 :1 轧件间接触变形区的面积,在同样压下率的情况下,可以明显降低轧制力:     ) 2 辊系的排列形式及结构特点 可保证小直径工作辊具有很高的 横向 刚度。 采用多支点 梁的背衬轴承支撑辊和整体机架,保证工作机座具有很大刚性;      ) 3 由 于工作辊直径小, 工作辊弹性压扁很小, 经中间退火即 不 可用较少道次轧制难变 形金属和合余,生产很薄的带材。同时由于压扁小,带钢的边部减薄明显减小;      ) 4 配有轧辊辊型控制装置 钢边缘板形控制装置, 和带 在轧制过程中可以 通过调整双偏 心结构的压下量和第一中间辊移动量,实时地进行板形调节;     5 配备有计算机控制系统,轧制过程控制自 ) 动化程度很高,控制精度高,响应速度 快,适于轧制高强度金属及合金等材料;     ) 6 该 轧机多按单机架可逆配置, 每道次轧制的开 始和结束阶段都有一个 加速和减速的 过程,加上工作辊直径很小等原因,导致车 速度比常见的4      饰J 辊或6 辊轧机低; ) 7 辊系结构复杂,调整困 除工作辊外, 难, 其它辊的 换辊时间 较长; 工作辊辊径小, 单位轧制压力大,      转速高, 导致工作辊磨 较严重, 损比 故在每卷钢的 成品 道次轧制 前,都要更换上、      下工作辊,以 保证良 好的带钢表面质量, 这些都限 制了轧机作业率的提高。     森吉米尔轧机机组主要由加辊轧机、开      卷机、 卷取机、重卷 测量仪及辅助系 机、 统等部分组成。其中辅助系统包括液压、润滑及冷却液循环系统。随着轧制速度的提高,轧机冷却液循环系统的作用越来越重要。1 虚拟样机技术 . 3随着科学技术的不断发展,虚拟样机技术也不断的发展起来。由于在研究中,     S 1辊轧机的环境影响因素较多且复杂。 G 8 在稳定性分析研究中, 利用A A S 可以 DM 软件 对s 1辊 系 立 型。 轧 辊 的 定 作比 全 的 杂的 针 G 辊 建 模 对 机 系 稳 性, 较 面 复 分押勿 8 .1 1 样 概念 ‘ 虚拟 机的 . 3虚 样 技 v l 切 g 上oy 指 产 设 开 过 中 将 散      ( ra m 吻访 t n g是 在 品 计 发 程 , 分 的 拟 机 术 i p U t 以 f o )零部 计 件设 和分析技 指某 系 零 件的C D E 为 揉 术( 单一 统中 部 A 和FA技 合在一 在计 起, 算机上 制造出 产品的整体模型, 并针对该 在投入使用后的 产品 各种工 况进行仿真分析, 预测产品的整体性能, 进而改 进产品设计、 产品性能的一种新技术。 提高 该技术一出 现, 制造商立即 许多 将该技术引 入到产品开发中, 取得了 很好的 经济效益。 它是以并行万方数据 北京科技大学硕士学位 论文工程思想为 指导,以C D C M技术为基础,以 仿真技术为核心的 A、A 协同 先进数字化设计 1。 方法 田 现代管理技术,      将这些技术应用于复杂产品 全生命周期、 全系统, 并对它们进行综 合管理。与 传统产品设计技术相比, 拟样机技 虚 术强调系统的观点、 涉及产品 全生命周 期、 支持对产品的 全方位测试、 分析与评估、 调不同 强 领域的 虚拟化的协同 设计。 虚拟 样机技术的实施是一个渐进的 过程, 涉及到 相关技术,总体 其中 许多 技术、多领域协同 建衡仿真/ 评估技术、数柳过程管理技术、 支撑框架 技术等等。 虚拟样机技术可使产品设计人员      在各种虚拟样机环境中真实地模拟产品整体的运动 及受力 情况, 速分析多 快 种设计 方案, 进行对 理 机而言 进行 物 样 难以 或无法 进行的 试 验, 直到获得系统级的优化设计方案。 虚拟样机技术的 应用贯穿在整个设计当中,它可以用在概念设计和方案论证中, 如图1 所示。 . 2图I 虚拟 及 相关技术 J 样机 其12 . 虚拟样机软件A A S . 3 D M 简介A A sA oa 扣     um石D a 为 ys M h i ss 软 美国M I D M (t c n 词 so C a阁 y的) 件是 c i f n t D 伽以 别cD 四 c ) 司 发 机 系 动 学 真 析 件, 使 交 式 形 上‘ y 相 l 公 开 的 械 统 力 仿 分 软 它 用 互 图 l a r n . c环境和零件库、 约束库、 力库, 创建完 全参数化的 机械系统几何模型, 其求解器采用多 刚体系统动力学理论中的拉格朗日 方程方法, 立系统动力学方程, 建 对虚拟机械系统进行静力 运动学 动力 析, 位移、 度、 速度和反 用力曲 A A s 学、 和 学分 输出 速 加 作 线。 D M 软件的 仿真可用于预测机械系统的 性能、 运动范围、 碰撞监测、 峰值载荷以 及计算有限元的输入载荷。万方数据 北京科技大学硕士学位论文AA S      D M 软件包括核心模块A A S 1 A A S l ,以 D M / 麟, D M / v V o r S e 及其他扩展模块、 模 例 : A s 叫轿车 接口 块, 如A M / D c 模螂 、 D M 瓜 l 车 坳、 D M 汇 v A A s a机 模 i ( A A s州 e r 驾 模 驶员 坳、 D M 汀 城 胎模 、 D M 几n吠 性 螂 、 D M 旧e柔 A A s i轮 坳 A A s i 线 模 r 。 AA S x 性 ( 模 )A A s 。 1 制 块 、 D M 下 A有限 模 、 块 、 D M / 咖 成 模 ) A A s E( 元 坳 c 控 A A s ya喊液 模 D M 朋 rl 压 翔、 D M Bc 酬接口 螂、 e 田耐 P 与 du A A sx a h n 模 M h吐 r C ( OP)nn 接口 钧、 D M / mt (速 画 块等 ’ 找Eg盯的 模 A A s 币 a 幻 动 模 )1 Ji A i高 o o ]AA S e     i 提供了 直接面向 D M /w V 一个 用户的基 本操作 对话环境和虚拟样机分析的 前 处理功能, 其中包括样机的 建模和各种建模工具、样机模型数 据的 输入与编辑、 与求解 器和后处理等程序的自 动连接、虚拟样机分析参数的设置、各种数据的输入和输出、同 其他应用程序的接口 等。自A A S.版本开始, D M /i 采用了w dw 风格 D Mg 0 AA S e Vw n io s 的 操作界面和各种操作习 惯, 使得A A S石 v 版以 D M 乃例 . g 0 后的程序操作界面非常友好。A戌 s v      l 是求 机械系 DM s e 解 / r o 统运动和动力 题的 序。 学问 程 完成样 机分析的 准备工作以后, D M /i 程序可以自 AA S e Vw 动地调用模块,求解样机模型的静力学、运动学或动力学问 题,完成仿真分析以 后再自 动地返回A A S i 操作界面。因此, D M /e Vw 一般用 户可以 将A A s 】 的操作视为一个黑匣子,只需熟悉A A S i 的操作,即 D M Sv / e o r D M /e Vw 可完成建模和整个分析过程。AA S      D M 仿真分析结果的后处理,可以通过调用后处理模块A A S o P冗义 r D M / n七泊 P t s来完 A A 钟o 卜 。 s 模 成。 D M s 旧 落 r 块具有相当 的 理功 它可以 放仿真结果, t o 强 后处 能, 回 也可以 绘制各种分析曲 线。除了 直接绘制仿真结果曲 外, D M 爪 可以 线以 A A S 。P兄义 r 叹君泊 还可以对仿真分析曲 线进行一些数学和统计计算; 可以 输入实验数据绘制试验曲 并同 真结果 行比 可以 线, 仿 进 较: 进行分析结 线图 各 辑1 果曲 的 种编 1 气13D M . A A S的设计过程 . 3AA S      D M 的设计流程, 如图1 所示: . 3包括以下几个方面:     ( 创 (l 型     Bi 模 ) 1 建 u ) d 在 建 械 统 型 首 要 构 模 的 椒(     系 模 时, 先 创建 成 型 物 P , 们 质 转 惯 创 机 ) t r a 它 有 量、 动量等 物理特性。 创建物体的方法有两 一种是使用A A S i 中的零件创建形 种: D M /e Vw 状简单的 体, 一 使 D M 尼 c g模块从 他C D软 ( P 旧 , G ) 物 另 种是 用A A s x a h e n 其 A 件 如: 印 U 等 输入形 状复杂的 物体。 使用A A / e      S i 创建的 D M Vw 物体一般有三类: 刚体、点质量 和弹性体。 其中: 刚体拥有质量和转动惯量, 但不能变形;点质量是只有质量和位置的物体,它没有方向;使万方数据
北京季 支 甘 大学硕士学位论文保 工作      定的方 持 辊稳 法是使 工作辊中 对于支承 心连 一个 距e 偏 心相 辊中 线有 偏移 ,移 的 小 使 作 轴 反 F 轧 过 中 远 于 且 的 用 向 势1 按 距 大 应 工 辊 承 力 在 制 程 永 大 零 力 作 方 不 4 1 .照公式, 轴承反力为 F= cs ap+ a( + ) P o帆t n t 0 了1 n保持 作辊 的条 工 稳定 件是F> , 保证 条件, 0 为 这一 则应是g + (+ ) 0 t卯 t 夕 厂 > g必 夕 y) 十+ 0、了.l-)由 1 可找 ,夕 角的 图 4 出尹 ,r 大小为不一 几 T.一 T。2P051价 = 1s口 一 一 , 夕 i= 二 n 二R+ Z lRm+八S y=一 m,-2)凡+      石几       R    2/, 二 坦通式    刃 几 钾用 轧 上 前 张 : 中 , 一 作 在 件 的 后 力尸 车制力;          ― Le一 偏移距,偏 向出口为正,偏向入 口为负;          s e m― 1作辊与支承辊间滚动摩擦力臂,一般取陇=0 一0 朋 ;          1. 3凡 支 辊 承 摩 半 :          圆 径 ― 承 轴 处 擦 凡 凡一 工 辊 支 半          辊 径. , 作 与 承将公 ( 狱 从 1 , 式 一 l 一 则正向 ) 1 轧制时 辊 工作 稳定性的 条件 【 临界 为均二尸 二 玉+ 2   风十 凡+竺 = 竺鱼 0凡     万方数据 北京季 大学硕士学位论文 滋临界偏移距为、 、 赞 一) 、( 一 黔一反向轧制时 ( 图今l,工作辊偏向入口) 如 bF 尸 s 尹创 一 = c尹 o[ s t 了叫为保证 F>0 ,应是 g 十 r仍 t尹 t(一 >0 g 把公式 (一)代入 (一 得到反向轧制时的临界条件为: l 1 ) 3(一) 13丑 脸 一 一+ 土 = 立 _ 二 竺鱼 02    风+ 尸 凡 凡 临 偏移为 界、( ) 赞 一? 黔? ;、 ,( -式中,      前的 “” 用于正向 括号 一号 轧制, “” 十 号用于 轧制。 有当 反向 只 选择的便 宜距e 于e , 能 证 作 的 定 。 大 o 才 保 工 辊 稳 性 时 由 上 析 出 下 论 1 向 张 轧 时 大 是 > 。 作 应向      得 以 结 : 单 带 力 制 , 多 兀 不 工 辊 以 分 可 ) 出 方向 移 一 取 = 一 m , 按 > 条 进 校 。 般 较e  ̄ 口 偏 , 般 。5 1 0 并 ee 件 行 核 一 。 o 5 o 大3 I m n即可。e 不宜选择过大,否则,对工作辊将产生较大的水平力。2 单向不带张力轧制 )时, 界 移 凡 负 。 增 工 辊 定 , 常 是 出 端 移 个 值 临 偏 据 为 值 为 加 作 稳 性 通 也 向 口 偏 一 数e 0)。 3 可逆轧制时,工作辊向入口端或者出口端偏移,其效果相同,当带张 (> )力 逆 制 , 按 > 的 件 定 值 在e e 条 下 应 证 论 向 制 可 轧 时 可 不 兀 条 确 e 。 >的 件 , 保 不 正 轧 o o或 向 制, 均 于 「 反 轧 不 大 兀t . ] ,万方数据 J京科技大学硕士学位论文 七传统 只考      虑了 作辊受 扭矩, 未考 于万向 倾角的 而产生的 理论 工 到的 而 虑由 接轴 存在 对轧辊的 弯矩 附加 及扁头 牙铜 与月 滑块间的 产生的 辊的 摩擦 对轧 摩擦弯 矩对辊系 性 稳定的影响。按传统理论计算得出的辊系临界偏移距偏低,在设计过程中,设计人员只好凭经 验来确 系偏 定辊 移距的 值, 实际 从理论 直未得 满的 1。 上一 到圆 解释 刀万方数据
北京 技大学硕士 位论 利 学 文2 S 1辊系 布置 . G8 的 4S 8 冷轧 系布置      机辊 1 G 辊 如图2 所示, . 3 图中 1 工作 2 第一中 辊, 为中 为 辊, 为 间 3 间 4 第二 辊, 为 衬轴 6 支承辊 辊系为 辊, 为 中间 5 背 承, 为大 。 塔形结 辊系 构, 对于轧 制 机架 截面成 线和 横 对称布 置。 轧 部      机上 辊系描 下部辊 上部 完全对 ) 工作辊与 工 触, 斌 系与 辊系 称: 被轧 件接 第一 中 辊两 别压 间 支分 在工作 辊左 两 右 侧, 两支 在 第一中 的中间 一支 辊, 侧 间辊 压上 中间 两压上两支第二中间辊 ,支承辊压在两支第二中间辊和 中间辊上,第二中间辊在其外侧分 别与背衬轴承相接触 。工作 工作      辊由 插 辊: 人工 入辊系, 下工作 在两 辊架 支第二中 上, 工作辊 间辊 上 放在 穿 带 好的 钢上, 两支 并由 第二中 在上 住。正 轧制工况 轧 侧门 间辊 方压 常 时, 机两 上的四 个止推 将 辊挡住, 止轴向串 机构 工作 防 动。 第一中 傲      抽动辊 : 间 ) 在操作 一端, 侧 第一中 辊的 间 一对上 挂钩吊 在上支 辊由 挂 承 辊轴 上, 下辊放 下第二 辊和 辊上, 侧一 两对 承座 一对 置在 中间 中间 传动 端与 轧辊一 起插 在 箱内 经连杆 轴承 , 机构与 调 轴向 节油缸 相接, 常轧 正 制工况时 可作 轴向 动, , 在线 抽 实 形的 调节 现板 轴向 。 第二中 孰      驱动 : 作侧 间 匆 在操 一端, 第二中 辊的 上辊分 在两 承座 间 一对 别装 个轴 内 挂 支承 承座上, 对下 ,吊 在上 辊轴 一 辊放置 支承 L 在下 辊_ 及下面两 背衬 组 轴承组 之间。在传动侧一端 ,两对轧辊分别与万向联轴器相连,接受轧制力矩的传递。中 辊:      辊两 间 中间 端装有 和轴 轴承 承座, 承座置 承辊轴 上的 轴 于支 承座 稳定夹 具内 ( 钢联公 在此 请了 利) 神 司 项申 专 。 支      辊两端 上装 列柱 承辊: 支承 辊颈 有四 轴承和 承座, 轴 下支承 承座 在下轧 辊轴 放置线调整机构的斜楔上,上支承辊轴承座悬挂在平衡扁担梁上,由扁担梁抬起与压下装置的 面垫 球 接触. 在轧制 工况时, 压下装 球面 轴承座 置经 垫向 传递压 1. 下力 3 2 背衬 组: 轴承四 每组由 制轴      背衬 轴承 组, 特 承三套、 一支, 套四 鞍座四 轴 偏心 个, 个组 轴承由 轴 成。 洛阳 承研究 所或S 公司 供, 偏心套、 F K 提 轴、 鞍座由 合金钢 优质 锻 制而 背衬 承装配 成. 轴 在轴上, 轴由内 心套 座支 置偏 的鞍 承, 固定 机架上, 鞍座 在 其中两组上背衬轴承组的中间鞍座与径向调节液压油缸相接。在轧制工况下, 接受油缸提供的 辊力, 现 弯 实 径向 节。 心套 辊系 磨量的 偿1。 调 偏 提供 的重 补 洲 】万方数据 北京乖 大学硕士学位论文 滋大 支撑辊背衬 辊 第 一 中间辊 中间辊+ +工作 辊+5}沃 夕 + 又 3( +1 壮第二中间辊 X图Z G 8 JS 1 辊冷轧机布置图. 文研究的 要内 2 本 5 主 容轧机      稳定性 响 辊系的 是影 轧机能 常 与轧 否正 运转 制板型 要因 对轧机辊 的重 素, 系的 研究具有 十分重 要的意 本 析以 东 钢厂使 新型多 轧机s 1辊为 义。 文分 山 某 用的 辊冷 G 8 研 究 对象, 研究了S 1 的 定性, 仅从 论上 G 8 稳 不 理 分析了 轧制力 压下液 轧辊 随 压缸受力 的 变 化情况 制的 布情 而且 动态 真软 A A S 实的 和轧 分 况, 利用 仿 件 D M 真 仿真了 辊系在 摩擦力存在情况下的稳定情况,并对中间辊产生的侧向力作了深入的研究,分析 了辊系位置 对稳定性 的影响。最后设计了一套光电式编码测试系统,大大提高了偏心调节装置的精度。 主要内 包括一 个方 容 下几 面: ( S1 L      辊车 压 力、 力, 力与轧 的关 ) l G 8 机液 缸受 背侧 辅助 制力 系;2 GS () s I      辊轧机辊系稳定性理论分析;3 () S 1      辊轧 在摩 作用 真 G 8 机 擦力 下仿 分析; () S 1 系位置 节对 性的 ;      辊 4 G 8 调 稳定 影响() 角度测量仪的设计。      5万方数据 北京禾 大学硕士学位论文 滋3 G 辊轧机辊间作用力分布研究 S1 83 S 1辊轧 1G 8 机辊间 用力 布的 论计算 作 分 理轧机      分析的 方法是 辊 稳定性 主要 对轧 进行受 析, 定条 力分 其稳 件是辊 各轧辊受 系中到稳定的作用力的作用。一般来说与该轧辊接触的所有部件都对轧辊有力的作用,包括 传动系统和支承辊、轴承等 ,分析时要分清主次,将次要因素作适当简化或暂时忽略。辊 系中 ,除了 支承辊和 大 背衬轴承 辊心 的 在横向 向 约束外, 它轧辊 和纵 具有 其 如第一中 间 辊、 第二中 辊都只 其接 辊支 持其 位置的 性1。 间 靠与 触轧 承保 几何 稳定 2 ] 5为了简化辊系受力模型,又不显著影响分析精度,在对辊系进行受力分析时,先只     考虑其主 要受力, 轧 忽略 制力的偏 前 力以 擦的 移, 后张 及摩 影响, 将辊系 为一理 简化 想 模型, 将辊系 一个 即 看作 整体, 其外力 工作 到的 力和大 辊和背 是 辊受 轧制 支承 衬轴承 所受 的机座支承反力,内力只受相邻轧辊之间的接触力作用。 S 1 辊轧机辊系布置为塔型结构,呈对称布置,如图 31      G8 .所示。图1 S 8 1G1 辊系参数图 图中 P ̄ 轧辊之 接触力; 液 下作 : l P 6 间的 种 压压 用力:Q 工作辊与第一中间辊辐 心        连线和铅垂线之间的夹角;p工作辊 一中间 连线和 中间 第二中 辊辊 线成锐角        与第 辊 第一 辊与 间 心连 ;丫 第一中间辊与第二中间辊轴 白        连线和第二中间辊与背衬轴承副连线所成锐角;万方数据 北京 滋 大 季 学硕士 论文 学位k 第 中 辊 中 辊 心 线 工 辊 第 中 辊 心 线 书鸯角 一 间 与 间 辊 连 和 作 与 一 间 辊 连 延 渔夹 ;e 第二中 与大支 辊心 和第一中 辊与 间辊 承辊 连线 间 第二中 辊辊 线延长 间 心连 线夹角 : 。中 与第 间辊 一中间 碑连 辊辊心 线和铅 之间的 ; 垂线 夹角中 大支承辊与第二中间辊辊心连线和铅垂线之间的夹角:通过 各个轧 辊间的 何关系, 计 几 可以 算出, 个角度的 数表 。 各 参 达式a a a二 五 = n 二 ) t c r(y Z一y.汀      = ― 一a 一活 I, nC乙2   厅    。凡 一毛, ;一 V 、 V ,=育 一“一P一肛ca又 ‘ 一 n‘   x ,一x ‘J3CJ J ‘厅夕 aa = n t c r 玉二 丘y」              一yZ蛋沪 at 二 a r n4 x 一x 6 y ‘一y ‘3尸0在角      ,k “ 夕 ,e a 夕 尹 可 接触 示为 度关系中 = 十 = + + , 将各 力表 轧制力 独立角 与度变量的函数:尸    Pl = ZC S O“( 6 - 3 )P i“+      ) s( 口 n Z 口 城a s o 1 c 5 +刀+ ) 口(7 - 3) (8 3) 一( 9 于 )Pia 的s( 沪 夕        + + ) s(+ ia n n Z s c ( + + )n + + + ) o o a c a s 刀 6s ( 卢 了 护 iaP i刀        s n Z s cs 夕+ ) o o a+ 口 c a ( Pi o 夕   刀cs s no ai + + ) cs s a 刀 0 ( n( 1) 30 一 ( 1) - 3 1几 厄 云面 平 干 sa刀y再 =面舀 舀万印i 十十 云 ( h +万方数据P i a+ i厂          s ( 句s n n J京手 吱 七 荆 大学硕士学位论文Psn os          i刀c 夕 o “5以a+P+ ) cs 1        仃Pia 口s 了 护       cs s(+ ) o n n i o ai + + i口 刀 y 沪 cs s a 刀 句s( + + + ) 城 ns ( 0s 厂 o沪          i a+ )i cs n n o as ( 刀+ )i a+ + + ) cs i a+ 夕s ( 刀 2 沪 n n( 1) 32 一 (1 3助 一P : s 刀cs i o口 n P cs i“+ 句 o as ( 夕+ n在辊系      情 对称的 况下, 系的 辊 受力属 于静定问 对背 题, 衬辊进 力分析 求出 行受 可以 凡助 , 力 乓渤编 , 夕xn山 拌 之) 助=;s恤 n〔 生 i ) or (t 几 向 一 、 sc 兰 立》 力 凡 c a州 止毛 一凡(一4 31)3 1) (一5为了 算的      方便, 照计 计 按 算公式 利用V 编 相应 据计 C 写了 的数 算程序。3 G 辊轧 2S 1 8 机辊间 用力分 作 布的 仿真分 析从实 产过 来看, G 轧      程来 际生 S1 辊在生 程中 在做 运动, 8 产过 始终 旋转 轧辊间 受 除 到 法向的 作用 轧 压力 外, 辊间还 摩擦力 存在 的,同 轧辊 温度、 辊磨损、 制速 时 工作 轧 轧 度和 制力的 始终 于不断的 化过程中 于通过理 计算 轧 大小 处 变 。由 论 研究此问 会十分 题 复 杂, 通过胡胡 仿 件, 辊在 本文 5 真软 对轧 运动状 轧制力 系统 析, 态的 做了 的分 仿真过 程如下。3.模 创建 2 型的 l 在摩擦      下模型 模型与 想条件 模型 相同, 为模 虑增 条件 的 理 下的 基本 主要 型考 加旋转 和摩 的影 在理 件模 基础上, 擦力 响。 想条 型的 在驱动 增加一 动 辊上 个传 杆, 在最 并 底端 增加 柱作为 驱动 转的电 圆 带到 辊旋 机,同 在实 轧机设 ,为 保持中间 辊的 时 际的 计中 了 轧稳定性,中间辊两侧安置栅墙来维持中间辊的位置对称,在模型建立中也考虑了这点,同 在后 分析中 栅墙 详细的 时 边的 对 做了 说明, 型建 模 立后如 . 所示。 图3 2 . 32模 加约束 动 2 型添 和运 考 摩擦和 压力 的影      轧辊 变形 响时, 模型中 该给大 辊和 虑 在 应 支承 背衬轴 轧辊两 承的 端施 接触副。 支 和背 加铰 大 承辊 衬轴承在 端面的 心处通 铰接触 地面连 大 两 圆 过 副与 接。 支撑 质心 辊的 添加移 副, 于在大支 辊 动 相当 撑 上加了 一个垂 下的 缸。 直向 液压 在第一中 间 驱 辊、 动辊 卜 平 加上 面副, 持各辊 一平 动,不 生轴向 保 在同 面运 会发 窜动。 模 为了 拟万方数据
北京科技大学硕士学位论文. 仿真结果 33 . 2 各个接触副按照要      求设置好后,对轧机的液压压下系 统上施加压下作用力,在不同的作用力作用下,工作辊对板材的轧制力不同,具体采集数据如表3 所示。 . 2表 1 仿真数据 2液压缸受力 FN    ( )000 0 .0E 0 + 10 0 + 5 .0E0 200+5 ,0 E 0轧制力    P () 7N0 0 0 +0 .0 E 015 4 + 5 .6 E03 16 + 5 .9 E030 0 + 5 .0E0 400+ 5 .0E0500+5 0E 0 600斗5 . 0 E04 8 5+5 .9 E 0 66 4 均5 . 3E8 4 6 均5 . 7E 10 9 + 6 3E 0 12 l + 6 .4 E ) ( 14 2 + 6 .7E 0 17 7 0 . 1E 6 + 2 0 5 +6 . 0E ) (7 0 O 均5 .0E 80 0 + 5 0 E0 900+5 .0E010 0 + 6 , 0 E0. 08 3 5 1辊轧机辊间 3 作用力分 分析与 布的 研究. 液压缸受力与 31 . 3 轧制力的关系通过对表 . 的数据的     32 整理与分析,绘制出图33 .所示的曲线。在曲线中,可以 清楚地看出液压缸受力与轧制力之间的 关系。 从图33 清楚 . 可以 地看出,理论计算曲 线与 测量曲 线误差较大, 这主要是在理论计算中没有考虑到轧辊的弹塑性变形和摩擦力的影响。为了能够比较精确地反映出轧辊的轧制力与液压缸压下作用力的函数关系,采取了      通过办对数数据相关分析, 假设轧制力与液压缸受力的函 数关系为:y讨 =式中: a 表示两个力刚度系数; 一b 表示两者之间的线性度。          一(一 9 3 1)为了能够计算所列的方程,首先对公式进行变形,两边取对数后,整理可得到。一 7? 2万方数据 北京科 技大学硕士 学位论文2 I +介 沙 n 右“ 岁= a(一 0 32 )此时可以      通过最小二乘法结合的 方法, 根据表32 , 所给的数 据进行拟合, 本设计应 用了nt 强大的 a a ll b 数据拟合功能, 编写计算代码对数据进行了 处理。同 时为了 生产的需要, 通过多 项式拟合的方 得到了比 接近实际 法, 较 情况的多 式函 系式网。 项 数关y 0 84 l5 = , 3x的 4 d Z 一 90 y = x 10(一 1 32 ) (一 2 32 )通过 对数 据 分 所得     数 相关 析 到的曲 = . 4L 拟 误 小, 差 许 半 线y 0 8 姚的 合 差 在误 允 4x 3的范围内,可以用在生产实践中作为测量轧制力的参考。同时多 项式拟合曲线州 = 一 0相对仿真 x 9 Z 1 数据误差比 较大, 但形式 简单, 作 生产中 墉吐 可以 为 对车 力估值。通过以上的分析,可以      清楚地认识s1 辊冷轧机的液压压下作用力与工作辊所受 G8轧制力的 关系。 两者之间的关系在理想的 状况下呈线性关系, 于轧制过程中受到轧 但由 辊变形, 摩擦力、轧制张力的影响, 此线性关系己 经发生很大的 偏差,有必要对此关系作 一 动 研究2 通 据的 理 别 到了 条 合曲 从图3 中 看 进 步的 态 !。 对数 处 分 得 两 拟 线, 9 〕 . 可以 3出 拟合曲 线较理论曲 线与实际更加接近。 更重要的 是在此理论分析的 基础上,可以 通过 测量液压乐 下作用力来间接的测量工作辊的 满哆 车 力,为S 8 轧机轧制力的 1 G 辊 测量提供 了 手 新的 段, 也可以 通过仿真 对轧机稳 性 进一步的 1。 模型 定 进行 研究3 0 】万方数据 北京利技大学硕士学位论文一 一 顶式y二x 9 多 d 21 0 - o 90 尹 am 仿真数   为 a , d 据 ― 理论 算 . 5 计 声1 2x 5 4一 非 性 产。8 .州 线 拟合 浮3x 4t羹彼压红受 力x0 1.图3 液压缸受力与轧制力关系 单位: ) 3 N. 轧 力 乓触、 32 制 与 凡励关 系通过公式3      . 可知,钢板给工作辊的轧制力主要由 4 1 液压缸和背衬辊的辅助力所承受。 现以山 某 东 钢厂的 辊参数为 轧 基础, 式3 和3 算可 对公 . 4 1 . 巧计 知。凡助 =0.6 I 5 力 18 8P 马. =0一6 1 P 力 5973 ( ) 一1(一2 32)背衬辊在水平方向      所承受的轧制力约占 制力的5%, 总轧 6 在实际的 应用中 应该加大 轧 机水平方向 承载能力。同时 一 中 的 从3 1 可以 轧制力在中间 分约传递轧制力 看出 辊部 的接近6%,单侧通过2 、 辊传递给背衬辊的力约占轧制力的1%,背衬辊的轴 7 、3 4 7 承所承受的轧 制力较大, 应该加大强度。 0 辊轧机相比 与2 要想达到相同的轧制力, S 1辊轧机需要更高的液压压力, G 8 在分析中也应着重考虑中间 轧制力的 辊对 传递。 . 中间辊的直径与轧制力变化关系 33 . 3中间辊在轧机辊系中      最容易更换和改变大小, 但是由于中间辊在辊系的正中间,各 辊之间的间隙也比较小,可更换的范围也比 较小。为了 研究中间辊的直径对轧制力分布 的影响,分别选取了直径为7m 、7m 0 4 m的中间辊作计算。在设计中只更换了中间 辊,同时调节背衬辊的偏心调节装置来安装辊系。 分别计算了 在不同 直径中间辊时,辊万方数据
北京 技大学硕士学位论文 利4 G 辊轧机辊系稳定性研究 S1 84S 8 . G 理想条 稳定 研究 I1 件下 性4.S 8 条 辊系 性 论研究 .IG 理想 件下 稳定 理 1 1从上边对四      辊轧机的分析中, 可见轧机稳定性分析的主要方法是对轧辊进行受力分 析,稳定条件是辊系中轧辊受方向 和大小稳定的接触力作用。多辊轧机除了      要保持 辊系轧 辊间的接触力稳定 外, 还需要保证各辊的 位置在工作时 能 够保证稳定。 特别是对 G 辊轧机的中间辊在轧制过程中 于S 1 8 应该稳定在一个确定位置。由      于在理想情况下S 1辊轧 G 8 机辊系的 稳定性已 经有人做过详细的 分析与 研究, 这 里仅把辊系在理想情况下的结论做了引用, 并对山 东某钢厂的 现场轧机做了 稳定性验证。理想状况下S1      G 稳定条件如下所述,要保证辊系的 8 稳定, 需要保证各个轧辊的 稳定性。( 要保证第一中间 任何时候不会散落,      ) 1 辊在 其判别条件是轧辊的 接触力均应始 终大于零, 三个接触力的矢量和为零。 根据辊系配置的实际      情况, 轧辊直径逐级递增, 第一中间辊直径大于工作辊, 所以0 a 二中 辊 径 于 作 直 , 一 间 与 作 和 间 均 切 所 << 间 直 大 工 辊 径 第 中 辊 工 辊 中 辊 相 , 以 0 0 二; < < 大支承辊直径大于第一中间辊直径,第二中间辊与大支承辊和第一中间辊2           均 切 所 。尹粤 相 , 以 <、 。乙                                       若使 一 间 稳 , 保 月 凡、 均 于 。 上 计 公 第 中 辊 定 应 证 、 P 大 零 从以 的 算 式月》 , . 。 应 < < 这 条 始 成 . 0 0 a 夕 二 。a 尹 0 汀 有。 a 二, 个 件 终 立 凡> 应有 < 十 < , < + + < . 2               凡> , 保 < < . 0 应 证0 刀 万 从 何 义      来说 要 证 边 等 的 立 月 几、 力中 任 力 延 几 意 上 , 保 上 不 式 成 , 、 只三 的 何 的 长 应落 二 力 构 较 ( 于 夹角 。 据实 可 情 也 是 求 二 线 在另 个 所 成的 小 小 ) 内 根 际 能 况, 就 要 第 中 辊 辊 X,) 该 于 侧 一 间 和 间 辊 所 线 仇q)侧 方及 间 的 心( Y 应 位 同 第 中 辊 中 辊 心 连 ( 44 的 上万方数据 北京科技大学硕士学位论文工 辊 侧 一 间 辊 连 ( 仇 ) 侧 方 该 件是 满 完 取 于刀 作 和同 第 中 辊 心 线 q 的 下 。 条 否 足 全 决 角的大小。2 上 述 要 证 二 间 应 ( 同 所 , 保 第 中 辊, 使凡,只 几均 于 这 有只 ; ) , 大 零。 时 > 00 a 刀 护 二,0 a 刀 尹 r ,;凡> :0 尹 二。 <+ +< < + ++< 0 <<具 落 到 条 上 要 延 线 于凡与 构 的 小 角内 即 衬      何 件 是 求几 长 位 体 实 几 6 , 1 成 较 夹 ,背 轴承 辊 弋,) 该 于 侧 二 间 和 支 辊 心 线 亿口 ) 侧 方 同 的 心( 扎 应 位 同 第 中 辊 大 承 辊 连 ( 。 上 及 侧 的第一中间 辊和第二中 辊的 连线 2) 侧下方。同 根 间 辊心 ( 的 4 样, 据实际 情况, 条件 可能 该是 满 完 取 于厂 的 小 , 否 足 全 决 角 大 。 o l综      通 上所述, 过用几何 法对 性 方 稳定 进行定 性分析, 确定刀 角 在。 初步 、r 应该 度 和一 确定的 值 个 数 之间,当夕 满 、r 足此范围内 辊系 持稳定. 时, 会保 从定量 来 分析 看, 个第一中 辊的 两 间 间隙t 、夕、y 中的 、a 6 任意一 个变量即 可确定除 背衬辊 其 外的 它轧 置, 度y 辊位 角 确定即 可确定 衬辊的 位置. 背 几何 在理想条 件下,当 辊的 轧 位置关系确定后,轧辊间的接触力也随之确定,这样就可以 通过接触力大于零的条件对辊系做定量分析。1 . 4 2辊系理想条件下稳定性理论验证 按照上边的      理论对山东某 钢厂的分析过程如下, 根据现场的 测量参数, 计算出 可以各个角度 ( 单位:弧度)为:。 aa 与一 2 t c 户二 “7 rn 8‘        X 一气 4(4-l) (4-2) (4so (4so (4edy 一y              Z l。 厅 , ‘ Z 。, , y 一y 、 。 刀=二一a一“。 叮 一 比f 飞 .3 4 =0 0c 户二 rn 生 3 ;粤 a刀 at 毛 一x 卜00 = 一一- a ’ .7乙       9 留加二 三 二 二 c 二 毛 肠。 旧y 一y              3 Z护a 玉 丘 0 2 一 t 二 =“ r n a .5y 一y ‘ ‘万方数据 1京科技大学硕士学位论文 七把各      代入公 个计算值 式于 到31,当 作 6 -2 对工 辊施加l 0轧 l x6 制力时, 算可 计 得到 各辊间得轧制力分别为:八= 3 2 l   ?3 x N 乃=.1 x , 几= 9 9x , 69 4 护 53 8lN 93 o 53 9l万 4 o 几= 2 ol    9 Zx N 几=.9 x , 1o 护 351 lN 3 4o 几=.4 xo 1l 7l万 so ,P = . 79 l N   6 35x护 7 6 从计算中      看出, 可以 辊间的 轧制力均大于零。图41 , 为该辊系稳定性分析图, 从图中 看 , 二 间 辊 ( ,) 于 作 与 一 间 连 的 下 , 可以 出 第 中 辊的 心E 玖 位 工 辊 第 中 滚 线 侧 方 同 4 x时 位于中间辊与 第一中间辊连线的 侧上方, 在理想条件下, 可知 第一中间辊符合稳定性 条件。同理,从图中可以 看出,第二中间辊也符合上边的稳定性几何条件限制。+ +上 V飞 1 人 刀C 尹. 户 山卜. .. .., .叫 ..叫 甲. ,.. ... ... ..-十口. ... G 4 S 1 辊轧机辊系稳定性验证图 I 8 . 3 理想条件 4, 1 辊系 下稳定性仿真验证 4 .1 . .理想条件下仿真模型的建立 1 3 AA S      D M 建立模型有两 种方法, 对于简单的 模型, 可以 应有A A 叭 带的 D M 5自 工具箱建 对于复 模型, 们可以 立; 杂的 我 通过P E S d O 5 U 三 r 、 o w 浅 、 G等 维软件建立 o l i 后导入 DM 中 行 真 ] 到A A s 进 仿 1 3 o万方数据
北京季 大学硕士学位论文 滋/尹/尹 厂j/C)、 、 、一 (a)e、 \、 一_ 、 _一 一乍叹 刃 习1 在 . 口 中 的 . 月 盛 肠 户艺西0幼0。习一一 t 汁一:卜 一 爵 一 - 十一‘ 扮一 一 一 : 户一’ ‘ -‘ 侧扣口 的          0州 阳侧叭盆 L 目J翻 .O口 0刃 j 0创 0 加 O口几 止- 立 :- 一 工咋 暇 的绝 对. 里标.. 月口. 右 . _               月闷. 臼 . .. 刁. 山 ‘ 口e大 立抽 拐 的日 对 全标一 子“里 、 两 抽 _“ .矛 , 州, 一 月-1一铲一 ’ 于“ 一 , 二 罗 一、、 , 一一 -O价0月 」10 皿2皿 口刁 2‘勺          万 日 瓜 阳1口 冲 嘴】 勺向 中 辊、 间 第一中 间辊、 工作辊横 标变化 坐3 8万方数据 北京利 大学硕士学位论文 技簇 卜 , .鑫 肠手 士 分一    : ;: ’ ;) c (中间 第一 辊、 作辊纵 标变化 辊、 中间 工 坐图4 G 8 5S 1 辊系失稳仿真 图自 曰 ‘ 自目 夕团 匆目从图 4 中,我们可以看出,当考虑到 S 1 辊轧机轧辊间的摩擦力影响时,辊间      . 5 G 8 的接触力发生 了很大的变化,中间辊也偏离了平衡位置, 工作辊也会发生相应的偏移,轧机的 平衡遭 破坏, 机辊 稳定 到了 轧 系在0 5 去 而散落3。 . 后失 平衡 7 0 1 4 1 . S1 4 3 G 辊系局 山 定 析 . 2 8 音 意 性分 对s 1辊 机来说, 然能 全符 理论 上的平 件,     冷轧 G 8 虽 够完 合 分析 衡条 但是在实 际的 生 产过程中 存在失 现象,因 我们 肯定 于 S I辊 稳 此 可以 对 G 轧机的 条件 S 稳定 在理论分 析 只分 析单辊 衡是不 的平 够的, 需要 辊系的 性 还 对 稳定 作进一 论。 提出S 1辊 步讨 本文 G 8轧机稳定性分析包括两个范畴.( 单      接触力 ) 1 个辊的 的稳定 ;()局部轧制辊系稳定。      2由      于对于 传统的S 1辊单 定 G 8 辊稳 性研究 究已 常成熟, 在这方面 详 研 经非 本文 不予 细讨 本文主 对 s 1多辊 机采 部辊 析方 」 论。 要针 G 8 轧 用局 系分 脚 气 对 S1     辊轧 于 G 8 机,由 支 于大 撑辊由 压缸 上下 液 带动 移动, 一时 位置 唯 某 刻的 能够一确定,驱动辊由于与大支撑辊始终接触,并且与位置相对固定的背衬辊始终接触位置也相 对稳定。 于第 对 一中间 辊、中 辊、 作辊 间 工 来说, 个辊 成一 这四 组 个平行四 边形, 四 个辊的 位置相 束和限 我们 要研 这四个 稳定性 首先 互约 制, 主 究 辊的 。 对四个 辊的 力 受 进行 分析, 分析 受力 如图4 所 . 录均 6 。万方数据 北京科技大学硕士学位论文F 7 f 7厂 己 L4汪丫 汰f4 2 4 己 已   几           /      创由 方1 1, 为 辊 摩 到0 力 , 1 各 上 擦力 点的 臂 23 . 4 局部辊系受力分析图 6从上图可以看出,在四个辊组成的小辊系中,      辊系要想维持平衡必须满足在任一点取力矩, 顺时针和逆时 针力矩必须能 够相互抵消。为了 研究的方便现对0点 取矩, 逆 时针方向为正,可得:M= 几 凡 x 一 x 一 x 界x 一 l 入 几 f 几 , : 4仍 币)从公式中可以      看出,逆时针力矩只有大支撑辊与中间辊之间的摩擦力产生,而其他摩擦力均产生顺时 针力矩。从 , 中 看出 人方 为 平 右 这 是 , 间 的 动 主 通      以 , 向 水 湘向 , 就 说 中 辊 转 是 要 过 图4 可 6大支撑辊传递过来的。同时, 驱动辊4 带动第一中间辊, 第一中间辊与中间 辊有可能带 动中间辊转动。 当轧辊间      发生相对滑动时, 两种传递方式的 对中间辊的 传递的主次 有可能发生变化, f 方向 在 三 能 所以 7 存 着 种可 : ( f轧      力的 如图 大支 辊 驱 辊, 间 是 动 在 种 况 ) l 7 制 方向 , 撑 是 动 中 辊 从 辊。 这 情下,辊系有可能达到平衡。     万方数据 北京季 大学硕士学位论文 滋2 f () 车 力的 与图 相 时, 间 转 矩 要由 一 间 传 过来,    7 饰明 方向 中 反 中 辊 动 主 第 中 辊 递中间辊作为驱动辊来带动大支撑辊转动。    在这种情况下, 辊系出 一个逆时 局部 现了 针的转矩,    这个转矩会带动局部辊系向逆时针方向 旋转,产生失稳的可能性。3 f () 的 制 大小 两 之 变 , 化 相当 复 具体的 程还 能    7 轧 力 在 者 间 化时 变 也 的 杂, 过 不明确。   为了分析轧辊在考虑摩擦力存在时产生失稳的原因,我们先作下面的假设:   ( 轧辊的      变形对辊系各 心点的 ) 1 辊中 位置影响 不大, 近似忽略影响。 可以 2 () 轧辊间的      轧制力近似按照理想情况下的 分布。在实际的生      产过程中, 辊的 轧 变形与辊系的 相比 尺寸 确实比 较小, 有其现实 假设 意 义。 对图中 进行测量, 动摩擦系 下面 参数 设 数为产结 下所 ,果如 示。 0 9 2m 1 2? 8m = 3 几 7? 2 m = 5 63 7 m=2 7 4m 57 几 7? 2m = 5 63m 几 1 . 2m 7 ll 6 几 =?1 x , 2 53 8l尸 93 0 入 = xo斌z 4 93 , r 53 8l衅 f =?1 xo人= .6 l 洲 67x0 3 ,把以上数据带入公式牛 可以 6 求得: M = 79. m t     5 ( m? 一6 科尸 )在考虑摩擦的      影响下, 局部的 辊系中存在一 个顺时 针方向的 力矩, 使局部辊系发生失稳现象。‘综上所述,      局部辊系在实际的 生产中存在顺时 矩不稳定 针转 性因素导致中间辊发生偏 使辊系失去 移 平衡。 对于上 三种情况来说, 间 侧安 墙都 述 中 辊两 装栅 有利于辊系的 稳 定。由 于理想情况下的数据不能够真实的反映 在实际工作中的 辊间接触力, 我们还需要对安置栅墙的工况作进一步研究。 . 栅墙对中间辊稳定性的影响分析 44 . 2 在实际的S 1      G 辊轧机中了, 减少摩擦对轧机的影响, 8 为了 特别是对中间辊稳定的影响。除了 采用好的润滑油外, 还采取了在大支承辊上加工一个栅墙来限 制中间辊的移 动, 增加中间轧辊的稳定性, 栅墙能否 但是 起到稳定中间辊的 作用也是值得讨论的问 题。 分析栅墙的作用, 为了 建立了 如图47 . 所示的 模型。 本模型 与第一章模型相同, 只是在中间辊两侧增加了 约束栅墙, 栅墙与中间 辊之间 增加了 接触副。万方数据 北京 科技大学 硕士 位论文 学产一 一一 、 ‘ 、接触副L ? 1? / /, /图4 中间辊栅墙作用时的 . 7 模型 在栅墙与中间      辊之间加上接触副, 通过计算取接触副的 参数分别为刚度系数5 x护, 摩 数 . , 摩 系 为认 , 压 受 为 一 l 静 擦系 为0 动 擦 数设 0 液 缸的 力 l g 8 0 5 成 m ,l , e 均 , 喇石 e e ls , 05 , 么1 采用函 形式给出 在给力的 数 , 过程中 考虑了 力的 也 受 加载过程。 对模型进行仿真结果如图4 所示。 . 8一 2- 4万方数据 北京禾 大学硕士学位论文 滋口 门洲5 〔训 巧    X 』 ̄ 一 启侧相姗赞力 一_ 泊压赶扣翻的作翻力 二―左 侧月嘴 受力,,: 一 : :: ,,一; 奋 一 ;一 , ‘ ? 一 : 一{ -噜毓!4 12还州 巧 国叠 2 _之/巴产J 个 诀寸十粉1 未 ,., 1汗  ̄ 二二 /未书 协一一 . - 一 林 - 一 该卜一t - 一一丰 _0 冲 -        刀  ̄‘ 0 50          D1      口弓 三2卫内侧加自 曰目j口11 . 】 、口‘) a (中间 辊受到栅墙的 接触力口 川洲雇患酬二士 一一二 笠 兰艺茸 二 一 兰兰 二_ 中 合 全肺 们招 用喊             ̄ 一 峥七___ _ ____ 」 _ ̄  ̄ 左侧东一中阅峪 叔,拟- , 侧挤一 - 右 中哪嘴 翻生幻 一 丈 咤 作 .生 标- -一 褚 - - - - - - 下-- - 下 - - - - - -- - - - -- -- - - 一一 一 -一 一- 一 一:       __ __ ____ __ _ __ _「 - 一几 一- - 一,l- 一一 一- 誉- - - 一一 - - - - - - - 一 一二- 一 - -1{生_ __1 _ __ __ __! - 一) - 一}___ __三 __; -一 菩1「_ __ _ _ _ __ }          {.一!一 ‘ 一、 一 - - - 一一 ; 一呈一二 一 二 二__i歌                            一 飞{】lI!_ _ _ { - 一 一_ { 「 卜 二 二 二 、 _ _ 二 兰 _ _一 二一 二二 _ _ : 止 奋{! l { l                  {!}“ ‘ ““助局部辊系X坐 变化 标的一 - 3 4万方数据 北京季 大学 滋 硕士学位论文尽 剑二 昆 三一 _右 侧第一中 峥生 门乌 掉户 一 中阳端睁,林-r 作佑林生材1                                  晚                                                                       {         遥                llJ                                                                       }     一 气 侧 中 暇 生 左 第一 门 肠 称一j -- 一          - 一- -l           借 互 ‘ 口 二一二 :__ 一 一__ 二 :__ 二 _一 一 __ 下 一 _ _}- -- ) ’ 一‘- 一 - - 一一- 一                                                    . .尸, . ...口 .., . . . 一 . .. ,,, . . ,‘ ...‘ .. .  ̄ 响. . . . ... ., . ... . . . . 山 .. . . . ‘ .. . . .‘ 曰 .-- -- -一 -- -一0          口{         _ - - - 一{{{衡曲 . L目 闭 劝 a多匆创钧肠 .      L 目 角门1心 伽 匆, 1 1 .佃知〕      卜) c (局部辊系Y坐 标的变化图4 中间辊在栅墙作用下的位置变化 . 8从图 中与中 辊的      间 接触的 ) a ( 各辊的受 析中 看出, 墙约束力 作用下, 力分 可以 在栅 的 局 辊 各 在 压 所 力 后也 到 定 态. 助中 看出 各 车 随 部 系中 力 液 缸 受 稳定 达 稳 状 从 可以 , 个 既 着扎制力的 增加, 辊系有向 外张开的趋势。当 轧制力稳定后, 辊系也 稳定在一个确定位置,基本满足了轧辊的稳定性的要求。从 ( 图中可以看出,轧辊在刚开始时,有一 ) c段时 的 动, 轧 稳定 y 定 来, 对 板型 量 得

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