軋機設備培訓教材

1、1 冷軋機械設備冷軋機械設備 二輥實驗冷軋機整體圖二輥實驗冷軋機整體圖 因軋薄和板形控制的需要，出現了各種各樣的板帶冷軋機因軋薄和板形控制的需要，出現了各種各樣的板帶冷軋機 軋機主要由工作軋機主要由工作 機座和主傳動系機座和主傳動系 統兩大部分組成。統兩大部分組成。 工作機座是支工作機座是支 撐和固定軋輥撐和固定軋輥 及導衛(wèi)，調整及導衛(wèi)，調整 輥縫（軋制線）輥縫（軋制線） 位置、輥縫大位置、輥縫大 小、輥縫形狀小、輥縫形狀 的系統，包括的系統，包括 軋液壓彎輥裝軋液壓彎輥裝 置、軋輥軸向置、軋輥軸向 串動調整裝置、串動調整裝置、 機架、上輥平機架、上輥平 衡裝置、導衛(wèi)衡裝置、導衛(wèi) 裝置等。裝置

2、等。 軋輥的轉動、轉向和轉速是靠主傳動系統的驅動和控制來實現的。軋輥的轉動、轉向和轉速是靠主傳動系統的驅動和控制來實現的。 2 二輥實驗冷軋機傳動系統分解圖二輥實驗冷軋機傳動系統分解圖 變速齒輪箱變速齒輪箱 傳動齒輪箱傳動齒輪箱 萬向接軸萬向接軸 壓下系統壓下系統 3 壓下電機壓下電機 上上 輥輥 平平 衡衡 彈彈 簧簧 軋輥轉動的動力傳遞順序：軋輥轉動的動力傳遞順序： 主電動機主電動機減速機減速機人字齒輪箱機人字齒輪箱機 接軸接軸軋輥軋輥 軋鋼用的主電動機容量和體積較大，目前大多選用交流電動機，依軋鋼用的主電動機容量和體積較大，目前大多選用交流電動機，依 靠變頻調速系統來得到軋鋼工藝要求的變

3、化的軋輥轉速?？孔冾l調速系統來得到軋鋼工藝要求的變化的軋輥轉速。 4 新型軋機新型軋機 從傳動側看從傳動側看 5 從操作側看從操作側看 新型軋機新型軋機 6 軋機模型軋機模型 7 軋機模型軋機模型 8 1.1.軋輥軋輥 鍛鋼工作輥鍛鋼工作輥 鍛鋼工作輥鍛鋼工作輥 鍛鋼支承輥鍛鋼支承輥 多輥軋機，比如六輥軋多輥軋機，比如六輥軋 機，軋輥分為工作輥、機，軋輥分為工作輥、 中間輥和支承輥。工作中間輥和支承輥。工作 輥直接與軋件接觸。支輥直接與軋件接觸。支 承輥支撐著工作輥，通承輥支撐著工作輥，通 過工作輥接觸軋件可以過工作輥接觸軋件可以 減小工作輥直徑、增強減小工作輥直徑、增強 工作輥剛度。工作輥剛

4、度。 1.11.1軋輥種類及構成軋輥種類及構成 9 冷軋輥是冷軋機的主要部件。軋輥由輥身、輥頸和軸頭冷軋輥是冷軋機的主要部件。軋輥由輥身、輥頸和軸頭3 3部分組成。部分組成。 輥頸安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機架。軸輥頸安裝在軸承中，并通過軸承座和壓下裝置把軋制力傳給機架。軸 頭和連接軸相連，傳遞軋制力矩。此外，還有制造、安裝所需的某些頭和連接軸相連，傳遞軋制力矩。此外，還有制造、安裝所需的某些 輔助表面，如中心孔、緊固吊裝用溝槽、螺孔以及軋機試運轉前盤動輔助表面，如中心孔、緊固吊裝用溝槽、螺孔以及軋機試運轉前盤動 軋輥用的帶槽軸伸等。軋輥用的帶槽軸伸等。 冷軋工作輥可分整

5、體工作輥和鑲套輥兩種。其中整體工作輥中又有實冷軋工作輥可分整體工作輥和鑲套輥兩種。其中整體工作輥中又有實 心輥和空心輥之分。心輥和空心輥之分。 冷軋輥的直徑超過冷軋輥的直徑超過400400mmmm時，在鍛造后大多在軋輥中心鏜一個，時，在鍛造后大多在軋輥中心鏜一個， 170170250250mmmm的中心孔。這樣，當工作輥進行表面淬火時，可用冷水的中心孔。這樣，當工作輥進行表面淬火時，可用冷水 通過軋輥中心孔，提高淬火效果，保證淬火層的硬度和厚度。軋輥通過軋輥中心孔，提高淬火效果，保證淬火層的硬度和厚度。軋輥 中心部分的金屬往往具有疏松、氣孔及其他缺陷，這些缺陷是淬火中心部分的金屬往往具有疏松、

6、氣孔及其他缺陷，這些缺陷是淬火 時產生應力集中的因素。鏜了中心孔以后，可使軋輥經熱處理后內時產生應力集中的因素。鏜了中心孔以后，可使軋輥經熱處理后內 應力分布比較均勻。中心孔也可用來預熱軋輥和生產中對軋輥進行應力分布比較均勻。中心孔也可用來預熱軋輥和生產中對軋輥進行 冷卻。冷卻。 10 1-1-傳動端；傳動端； 2-2-輥頸；輥頸； 3-3-輥身；輥身； 4-4-圓錐過渡區(qū)；圓錐過渡區(qū)； 5-5-緊固件槽；緊固件槽； 6-6-鍵槽；鍵槽； 7-7-輥頸潤滑油溝；輥頸潤滑油溝； 8-8-平口；平口； 9-9-內孔；內孔； lOlO- -雙圓錐過渡區(qū)；雙圓錐過渡區(qū)； 11-11-心軸；心軸； 12

7、-12-硬質合金套；硬質合金套；13-13-螺釘；螺釘；14-14-軸向緊定用螺母軸向緊定用螺母 三種工作輥三種工作輥 11 支撐輥也有實心輥和空心輥兩種。支撐輥輥頸有圓柱形支撐輥也有實心輥和空心輥兩種。支撐輥輥頸有圓柱形( (裝設滾動軸裝設滾動軸 承用承用) )和圓錐形兩種。采用圓錐形輥頸是為了便于拆裝油膜軸承。錐和圓錐形兩種。采用圓錐形輥頸是為了便于拆裝油膜軸承。錐 度一般取度一般取1 1：5 5?？招妮伒膬啥擞兄行目兹员阍谲囅鬈堓仌r定心。空心輥的兩端有中心孔塞，以便在車削軋輥時定心。 支撐輥兩邊對稱布置的吊裝用槽，是專為吊裝時掛鋼繩而設置的。兩支撐輥兩邊對稱布置的吊裝用槽，是專為吊裝

8、時掛鋼繩而設置的。兩 端的盤車用槽，在軋機試運轉前，可與專門套筒連接，以便在試運轉端的盤車用槽，在軋機試運轉前，可與專門套筒連接，以便在試運轉 前先用吊車盤動軋輥。前先用吊車盤動軋輥。 冷軋過程中，軋輥表面承受著很大的擠壓應力和強烈的磨損，高冷軋過程中，軋輥表面承受著很大的擠壓應力和強烈的磨損，高 速軋制時，卡鋼、過燒等會造成輥面裂紋。因此，冷軋工作輥應具有速軋制時，卡鋼、過燒等會造成輥面裂紋。因此，冷軋工作輥應具有 極高而均勻的硬度，一定深度的硬化層，以及良好的耐磨性與抗裂性。極高而均勻的硬度，一定深度的硬化層，以及良好的耐磨性與抗裂性。 軋輥具有良好的耐過燒、抗裂性是延長軋輥壽命的主要因素

9、。降低軋軋輥具有良好的耐過燒、抗裂性是延長軋輥壽命的主要因素。降低軋 輥硬度，雖能改善抗裂性，但耐磨性降低。因此，必須正確選擇軋輥輥硬度，雖能改善抗裂性，但耐磨性降低。因此，必須正確選擇軋輥 的表面硬度。的表面硬度。 冷軋輥直徑愈大，要求硬化層愈深，對鋼的淬透性要求也愈高。冷軋輥直徑愈大，要求硬化層愈深，對鋼的淬透性要求也愈高。 冷軋輥用鋼均為高碳合金鋼，主要鋼號有冷軋輥用鋼均為高碳合金鋼，主要鋼號有9 9CrCr、9Cr29Cr2、9Cr2W9Cr2W、 9Cr2Mo9Cr2Mo。 12 軋件對冷軋工作輥巨大的軋制壓力，大部分傳遞到支撐輥上。軋件對冷軋工作輥巨大的軋制壓力，大部分傳遞到支撐輥

10、上。 支撐輥既要能承受很大的彎曲應力，還要具有很大的剛性來限制支撐輥既要能承受很大的彎曲應力，還要具有很大的剛性來限制 工作輥的彈性變形，以保證鋼板厚度均勻。工作輥的彈性變形，以保證鋼板厚度均勻。 軋機支撐輥的表面肖氏硬度一般為軋機支撐輥的表面肖氏硬度一般為HS45HS45左右。目前為提高板左右。目前為提高板 厚精度與延長軋輥的壽命，支撐輥硬度有提高的趨勢。支撐輥常厚精度與延長軋輥的壽命，支撐輥硬度有提高的趨勢。支撐輥常 用鋼號有用鋼號有9 9Cr2MoCr2Mo、9CrV9CrV及及6060CrMnMoCrMnMo等。等。 對軋輥制造提出要求，是為了保證軋輥的機械強度、帶鋼的對軋輥制造提出要

11、求，是為了保證軋輥的機械強度、帶鋼的 表面質量和軋輥的安裝精度。表面質量和軋輥的安裝精度。 (1) (1)保證軋輥機械強度所規(guī)定的技術要求。保證軋輥材料的保證軋輥機械強度所規(guī)定的技術要求。保證軋輥材料的 化學成分及力學性能；軋輥鑄造時，不允許有鑄造缺陷，如氣孔、化學成分及力學性能；軋輥鑄造時，不允許有鑄造缺陷，如氣孔、 砂眼、裂紋、夾渣及偏析等；鍛造軋輥的坯料必須經多方均勻鍛砂眼、裂紋、夾渣及偏析等；鍛造軋輥的坯料必須經多方均勻鍛 壓，鍛壓比不得小于壓，鍛壓比不得小于3 3；熱處理后的殘余應力應最??；保證軋輥；熱處理后的殘余應力應最??；保證軋輥 接觸強度所需的表面硬度。接觸強度所需的表面硬度。

12、 (2) (2)保證帶鋼表面質量所規(guī)定的技術要求。在軋制過程中，保證帶鋼表面質量所規(guī)定的技術要求。在軋制過程中， 軋輥表面與帶鋼表面直接接觸，因此必須保證軋輥表面具有較高軋輥表面與帶鋼表面直接接觸，因此必須保證軋輥表面具有較高 的耐磨性，以保證帶鋼的表面質量。軋輥的耐磨性取決于軋輥的的耐磨性，以保證帶鋼的表面質量。軋輥的耐磨性取決于軋輥的 表面硬度。表面硬度。 13 (3)(3)保證安裝和軋制精度所規(guī)定的軋輥配合尺寸與形位公差保證安裝和軋制精度所規(guī)定的軋輥配合尺寸與形位公差 要求。軋輥配合尺寸有輥頸直徑、安裝軸承的定位套筒和軸承要求。軋輥配合尺寸有輥頸直徑、安裝軸承的定位套筒和軸承 緊固螺絲用

13、的尺寸、工作輥與聯軸器的配合尺寸，工作輥傳動緊固螺絲用的尺寸、工作輥與聯軸器的配合尺寸，工作輥傳動 扁頭的尺寸。扁頭的尺寸。 規(guī)定軋輥的形位公差包括輥頸的橢圓度和柱度公差、輥身規(guī)定軋輥的形位公差包括輥頸的橢圓度和柱度公差、輥身 相對于輥頸的同軸度、各端面相對于軋輥軸心線的垂直度、工相對于輥頸的同軸度、各端面相對于軋輥軸心線的垂直度、工 作輥傳動扁頭的兩平行平面相對于工作輥軸心線的對稱度、軋作輥傳動扁頭的兩平行平面相對于工作輥軸心線的對稱度、軋 輥輥頸上各臺階相對于輥頸的徑向跳動、各鍵槽表面相對于軋輥輥頸上各臺階相對于輥頸的徑向跳動、各鍵槽表面相對于軋 輥軸心線的對稱度等。輥軸心線的對稱度等。

14、軋輥形位公差的標注軋輥形位公差的標注 14 1.2 1.2 換輥換輥 （1）軋輥的管理）軋輥的管理 用冷卻劑調整軋輥凸度和彎輥等方法來調整軋制鋼板的板形的技術進用冷卻劑調整軋輥凸度和彎輥等方法來調整軋制鋼板的板形的技術進 步非常大，但不要忘記軋輥原始凸度這一重要的板形控制因素。由于軋步非常大，但不要忘記軋輥原始凸度這一重要的板形控制因素。由于軋 制尺寸不同而軋制尺寸范圍又廣的軋機，配合一定的軋制規(guī)程，必須研制尺寸不同而軋制尺寸范圍又廣的軋機，配合一定的軋制規(guī)程，必須研 磨軋輥原始凸度。通常平整機和冷軋機的軋輥尺寸采用同一設計，使其磨軋輥原始凸度。通常平整機和冷軋機的軋輥尺寸采用同一設計，使其

15、具有互換性。根據平整冷軋五架、四、三、二、一架其軋輥輥徑及軋輥具有互換性。根據平整冷軋五架、四、三、二、一架其軋輥輥徑及軋輥 硬度的順序變化，結合使用目的的不同依次運用。由于磨損，輥徑隨之硬度的順序變化，結合使用目的的不同依次運用。由于磨損，輥徑隨之 減少，軋輥硬度下降，輥上有傷痕，為了防止軋制的鋼板質量下降，軋減少，軋輥硬度下降，輥上有傷痕，為了防止軋制的鋼板質量下降，軋 輥要進行再淬火，以增加其硬度。關于整個軋輥的運用，最近，考慮采輥要進行再淬火，以增加其硬度。關于整個軋輥的運用，最近，考慮采 用計算機根據最適宜方式管理軋輥，以提高鋼板質量、降低成本和節(jié)省用計算機根據最適宜方式管理軋輥，以

16、提高鋼板質量、降低成本和節(jié)省 勞力。勞力。 (2)軋輥的預熱軋輥的預熱 從換輥后開始軋制到熱凸度穩(wěn)定前，軋制板形的質量是不穩(wěn)定的。從換輥后開始軋制到熱凸度穩(wěn)定前，軋制板形的質量是不穩(wěn)定的。 因此，在軋制前預先給個設想的熱凸度，進行軋輥預熱。有的僅以因此，在軋制前預先給個設想的熱凸度，進行軋輥預熱。有的僅以 15 最后一架工作輥進行預熱，但也有所有機架上最后一架工作輥進行預熱，但也有所有機架上的軋輥都進行預熱的。加熱的軋輥都進行預熱的。加熱 有用蒸汽、煤氣、電加熱器和熱風循環(huán)加熱等方法，可以離線，有用蒸汽、煤氣、電加熱器和熱風循環(huán)加熱等方法，可以離線， 也可以在線進行。也可以在線進行。 (3)軋

17、輥軸承座的更換軋輥軸承座的更換 在軋制過程中，軸承燒傷的原因有潤滑不良、潤滑部分混進雜物、軸在軋制過程中，軸承燒傷的原因有潤滑不良、潤滑部分混進雜物、軸 承壽命、軋機的水平度不好及壓下率太大等，但最多的是往軋輥裝卸時碰承壽命、軋機的水平度不好及壓下率太大等，但最多的是往軋輥裝卸時碰 傷和由于軸承的內圈與輥軸外面的配傷和由于軸承的內圈與輥軸外面的配 合較松，在滑動時產生傷痕?？紤]為了節(jié)省勞動力，軋輥軸承更換裝置應合較松，在滑動時產生傷痕。考慮為了節(jié)省勞動力，軋輥軸承更換裝置應 充分定心，這對防止碰傷很有益處。在進行高速軋制及油霧潤滑時，避免充分定心，這對防止碰傷很有益處。在進行高速軋制及油霧潤滑

18、時，避免 碰傷顯得更加重要。把改變軸承與軸承座的相對位置叫做軸承的位置更換。碰傷顯得更加重要。把改變軸承與軸承座的相對位置叫做軸承的位置更換。 提高軸承壽命必須定期檢修。提高軸承壽命必須定期檢修。 (4)軋輥軸承座的清洗軋輥軸承座的清洗 換軸承座前，為了防止燒傷，檢查一下軸承，對軸承座及軸承進行換軸承座前，為了防止燒傷，檢查一下軸承，對軸承座及軸承進行 清洗。從前清洗是在地面上用手工進行的，而現在把軸承座用臺車或清洗。從前清洗是在地面上用手工進行的，而現在把軸承座用臺車或 16 吊車裝入密閉或開啟的清洗罐中，用高壓射吊車裝入密閉或開啟的清洗罐中，用高壓射流或者浸泡進行清洗。洗滌流或者浸泡進行清

19、洗。洗滌 劑用堿液、煤油、有機溶劑，但存在各自的廢液處理、爆炸性、劑用堿液、煤油、有機溶劑，但存在各自的廢液處理、爆炸性、 毒性及損壞密封材質等問題。軸承座裝卸到軋輥上由采用吊車操作，朝毒性及損壞密封材質等問題。軸承座裝卸到軋輥上由采用吊車操作，朝 著采用拆卸工具的自著采用拆卸工具的自動化方向發(fā)展。動化方向發(fā)展。 17 1.3 上軋輥平衡裝置上軋輥平衡裝置 作用：消除軸承座、壓下螺絲、螺母之間由于零件作用：消除軸承座、壓下螺絲、螺母之間由于零件 自重而產生的間隙，消除沖擊自重而產生的間隙，消除沖擊。 1.3.1 上軋輥平衡裝置的作用與特點上軋輥平衡裝置的作用與特點 類型：取決于軋機的型式類型：

20、取決于軋機的型式 型鋼軋機：調整量小型鋼軋機：調整量小, 采用彈簧平衡。采用彈簧平衡。 初軋機：初軋機： 調整量大，快速、頻繁調整量大，快速、頻繁 采用重錘或液壓平衡。采用重錘或液壓平衡。 四輥軋機：調整量小，低速、但要考慮打滑條件四輥軋機：調整量小，低速、但要考慮打滑條件 采用液壓平衡。采用液壓平衡。 18 全液壓軋機液壓缸布置簡圖全液壓軋機液壓缸布置簡圖 19 四輥四輥 軋機軋機 壓下壓下 與工與工 作輥作輥 竄輥竄輥 示意示意 20 液壓式平衡特點：結構緊湊、使用方便、液壓式平衡特點：結構緊湊、使用方便、 易于操作及換輥。易于操作及換輥。 缺點：系統復雜、投資大、維修困難。缺點：系統復雜

21、、投資大、維修困難。 液壓式平衡裝置廣泛應用于四輥軋機，同時液壓式平衡裝置廣泛應用于四輥軋機，同時 在新設計的初軋機上也開始使用，如寶鋼在新設計的初軋機上也開始使用，如寶鋼 1300初軋機。根據液壓缸的數量，可分為五初軋機。根據液壓缸的數量，可分為五 缸式與八缸式的兩種。缸式與八缸式的兩種。 21 1700冷冷 連軋機連軋機 液壓平液壓平 衡裝置衡裝置 工作輥平衡（正彎及壓工作輥平衡（正彎及壓 緊缸緊缸4）42=8 工作輥負彎缸工作輥負彎缸2 42=8 上支承輥平衡缸上支承輥平衡缸 3 22=4 （兼提升軌道）（兼提升軌道） 22 四輥軋機在空載啟動、制動和反轉時應四輥軋機在空載啟動、制動和反

22、轉時應 考慮工作輥與支承輥輥面之間不能打滑?？紤]工作輥與支承輥輥面之間不能打滑。 即空載時，其被動輥的啟動力矩應小于主即空載時，其被動輥的啟動力矩應小于主 動輥作用于從動輥的摩擦力矩。動輥作用于從動輥的摩擦力矩。 四輥軋機其驅動方式大多由工作輥驅動，四輥軋機其驅動方式大多由工作輥驅動， 其支承輥轉動系由工作輥通過輥面的摩擦其支承輥轉動系由工作輥通過輥面的摩擦 力帶動。對于支承輥驅動的情況，只用于力帶動。對于支承輥驅動的情況，只用于 工作輥直徑較小的軋機中。以下分兩種工工作輥直徑較小的軋機中。以下分兩種工 況進行討論：況進行討論： 工作輥與支承輥之間的打滑條件 23 )( 1 .19 )( 2

23、.38 )( )( 60 2 4 )( 2 2 2 2 2 1 2 12 2 2 12 2 2 N dt dnGD D D Q D D dt dnGD D D dt dnGDD Q 工作輥主動，支承輥被動工作輥主動，支承輥被動 不考慮支承輥軸承的摩擦阻力則不打滑條件不考慮支承輥軸承的摩擦阻力則不打滑條件 為：為： D1，D2工作輥，支承輥直徑，米工作輥，支承輥直徑，米 （GD2）2支承輥飛輪力矩，支承輥飛輪力矩，kg.m2 dn/dt工作輥的角加速度，工作輥的角加速度，rpm/sec， 輥間摩擦系數輥間摩擦系數 24 工作輥與支承輥之間過平衡力工作輥與支承輥之間過平衡力Q的確定的確定 25 )

24、( 1 .19 )( 1 1 2 N dt dn D GD Q 根據相同的原理，可以推導出支承輥主動根據相同的原理，可以推導出支承輥主動 時支承輥從動時，過平衡力時支承輥從動時，過平衡力Q所應滿足的條件所應滿足的條件： 支承輥主動，工作輥被動支承輥主動，工作輥被動 26 這里所說的工作輥過平衡力這里所說的工作輥過平衡力Q與前面所說的工作輥與前面所說的工作輥 的平衡力的平衡力Q1是有差別的；過平衡力是有差別的；過平衡力Q是總平衡力是總平衡力Q1 的一部分。的一部分。 總的平衡力總的平衡力Q1=（1.21.4）G，其方向與被平衡件其方向與被平衡件 的重力方向相反，實際的的重力方向相反，實際的Q是工

25、作輥通過平衡機構是工作輥通過平衡機構 作用的平衡力作用的平衡力Q1（向上）除去工作輥及其軸承、軸向上）除去工作輥及其軸承、軸 承座的重量的承座的重量的剩余平衡力剩余平衡力，這個剩余量必須滿足不，這個剩余量必須滿足不 打滑條件的要求值。如果滿足不了，則必須增加其打滑條件的要求值。如果滿足不了，則必須增加其 大小，直到滿足打滑條件為止。大小，直到滿足打滑條件為止。 對于下工作輥盡管沒有平衡上的要求，同樣存在對于下工作輥盡管沒有平衡上的要求，同樣存在 打滑的問題，實際上，下輥需要壓緊力（四輥軋機打滑的問題，實際上，下輥需要壓緊力（四輥軋機 的下工作輥一定要有壓緊缸的下工作輥一定要有壓緊缸 ?。?；上式

26、中的！）；上式中的Q力應力應 為壓緊力與工作輥及其軸承座的重量的和。為壓緊力與工作輥及其軸承座的重量的和。 27 . 軋輥的軸向調整與固定軋輥的軸向調整與固定 軋輥軸向調整及其機構軋輥軸向調整及其機構 作用作用 型鋼軋機必須對準上下軋輥形成的孔型。型鋼軋機必須對準上下軋輥形成的孔型。 調整軸瓦的軸向間隙。調整軸瓦的軸向間隙。 承受軸向載荷，固定軋輥。承受軸向載荷，固定軋輥。 CVC、HC軋機通過軸向移動軋輥（串輥）軋機通過軸向移動軋輥（串輥） 控制板帶材的板形。（采用液壓缸）控制板帶材的板形。（采用液壓缸） 28 四輥 軋機 軋輥 調整 示意 29 開卷機開卷機 卷取機卷取機 2. 卷取機卷取機 用來卷取超長軋件（一般指線材、帶材），以便儲存、運輸用來卷取超長軋件（一般指線材、帶材），以便儲存、運輸。 30 2.1 冷帶卷取機的類型及工藝特點冷帶卷取機的類型及工藝特點 2.1.1分類分類 一般為卷筒式，主要由脹縮卷筒及傳動裝置組成，卷筒同時配有皮帶一般為卷筒式，主要由脹縮卷筒及傳動裝置組成，卷筒同時配有皮帶 助卷器或鉗口。助卷器或鉗口。 為改善軋