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预应力轧机(prestressed rolling mill)
在轧制前对轧机施加预应力,在轧制时就可抵消一部分机座的变形量而使轧机的刚度提高,这种类型的轧机称为预应力轧机。
对轧机施加预应力,使轧机在轧制前就处于受力状态的轧机。轧制时,在轧制力的作用下,轧钢机工作机座和其上的零部件要产生弹性变形。轧钢机座的弹性变形量主要由以下几部分组成:机架立柱的弹性拉长,横梁的弹性弯曲,压下螺丝与螺母的弹性压缩,轴承与轴承座的弹性压缩,轧辊的弹性弯曲和弹性压扁(见轧辊弹性压扁)。另外,由于轧制力的作用,机架产生弹性变形,工作机架零部件间的间隙消失,使得在轧制瞬间轧辊辊缝值增大,因而轧件的实际轧出厚度为:
h=S ΔS’
式中S为轧制前的辊缝值(空载辊缝),mm;ΔS’为轧制时轧辊辊缝的增加量,mm;简称辊缝弹跳或辊跳;h为轧件的实际轧出厚度,mm。
轧制时在轧制力作用下,轧钢机座中所有零部件间的间隙首先被压缩消失,此时可认为机座与其上的各零部件为一整体,当继续受力后,机座的变形将符合虎克定律,即机座的弹性变形量与轧制力成正比,与轧机刚度系数成反比:
ΔS=P/Km
式中P为轧制力,kN;Km为轧机刚性系数,kN/mm;ΔS为轧钢机座总的弹性变形量,mm。显然,轧件的实际轧出厚度与轧钢机的刚度系数有关,在同样的受力情况下,轧机刚度系数越大,辊跳量越小,越有利于提高轧件的尺寸精度。
对轧钢机架施加预应力的结果,一方面可以消除或减少机座中各零部件间的间隙量,减少轧钢机座中总变形量的非线性部分;另一方面在预应力作用下,改变机架的受力情况,增大轧机的刚度系数,使机架的弹性变形量减少,从而提高轧制产品的精度。
施加预应力的方法很多,在开口式轧机中一般对机架立柱和机架盖施加预应力,如图1-a所示,即在机架与立柱间加入一个带螺丝扣的拉杆,上面旋有螺母,旋紧螺母就可以对整个机架施加一个压力。在闭口式轧机或无牌坊轧机中,一般是在轴承座之间施加预应力,在轴承座间对称设置四个可调的顶杆(承受压力),作为预紧装置或是在闭口式轧机的立柱内孑L装入尾端有螺纹的压杆,旋动压杆也可以产生预应力,见图1中1-b所示。
预应力轧机示意图a一开口式预应力轧机;6闭口式预应力轧机1一立柱;2机架盖;3一拉杆;4螺母;5一压杆预应力轧机的主要缺点是有液压螺母。采用液压螺母必须有高压油泵和一套油压系统,从而使轧机结构复杂了;为了保证密封良好,还要求加工精度高。如果液压螺母漏油的话,卸载时紧固螺母松不开,就得采用笨重的方法或破坏方法勉强卸下,给生产带来麻烦,这在一定程度上限制了它的使用和发展。
预应力轧机在德国和俄罗斯等国家得到广泛应用,主要用于改造旧轧机或对短应力线轧机施加预应力,更进一步增强轧机的刚度,提高轧制产品的尺寸精度。
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在狭义上,轧机仅指参予金属塑性变形的机器本身;在广义上,轧机常常是指轧制生产过程中所包括的一整套机械设备。
将铸锭或连铸坯热轧成坯的轧机。
同义词:开坯机
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