螺板轧机锥辊理论辊缝.pdf_大学文库

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1997.s1.019 第19卷增刊北京科技大学学报 Vol.19 1997年2月 Joumal of University of Science and Technology Beijing Feh.1997 螺板轧机锥辊理论辊缝李应强杨文平北京科技大学机被工程学院，北京100083 摘要通过轧机调整参数的研究，提出实用的共轭理论辊缝解析法，结合考虑其它影响参数的修正，可对螺旋叶片轧制参数调整起到重要指导意义，关键词螺旋叶片，特种轧制，孔型螺旋叶片是螺旋输送机的主要零件及易损易耗件.利用窄带板坯采用轧制的方法制造螺旋叶片是近年来发展起来的新工艺.通过轧制的方法可以连续高效地得到精度高、光洁度高、长度任意、直径螺距调整方便的螺旋叶片，与传统下料拉伸的方法相比，材料利用率可以提高1倍以上，工时可减少90%以上，其经济效益是非常显著的. 窄带板坯的螺旋变形是复杂的不均匀变形，要求轧机在结构及调整参数上能有效地控制这种不均匀变形.深人研究螺板轧机调整参数不仅对轧机设计至关重要，而且与螺旋叶片轧制工艺调整密切相关，是影响螺板轧制新工艺发展的基础研究工作， 1轧机调整参数螺板轧机利用一对直母线锥形轧辊对螺旋板坯 (等宽窄带坯)进行沿板坯宽度方向的不均匀辗轧而使之产生可控制的螺旋变形. 适当调整轧辊间、轧辊与轧件间的相对位置 (图1)，得到适应螺旋叶片几何形状的孔型，轧件通过导卫进人轧辊完成轧件沿螺旋径向及轴向的双重挠曲变形. 板坯的可控不均匀变形通过轧机的调整参数来 1-轧辊2轧作3时]卫实现.轧辊间及轧辊与轧件间相对位置参数包括：轧辊偏移量2S、辊间距2C、轧件相对轧辊母线的高度h.辊间距2C可以通过多种方法获得，如图1所图1螺板轧制原理简图示是通过锥形轧辊的轴向位移来实现 19%-03-20收稿第一作者男51发副教授

第珍卷增刊 1臾片年 2 月北京科技大学学报 J加翻目 fo U曲叹抑 J Sc 妇耽田川 1’ce .hI 咖份 R须l啥 V该 19 I汹叹 1卯 7 螺板轧机锥辊理论辊缝李应强杨文平北京科技大学机械工程学院 , 北京 1(D 〕8 摘要通过轧机调整参数的研究 , 提出实用的共辘理论辊缝解析法 , 结合考虑其它影响参数的修正 , 可对螺旋叶片轧制参数调整起到重要指导意义 . 关键词螺旋叶片 , 特种轧制 , 孔型螺旋叶片是螺旋输送机的主要零件及易损易耗件 . 利用窄带板坯采用轧制的方法制造螺旋叶片是近年来发展起来的新工艺 . 通过轧制的方法可以连续高效地得到精度高、光洁度高、长度任意、直径螺距调整方便的螺旋叶片 . 与传统下料拉伸的方法相比 , 材料利用率可以提高 1 倍以上 , 工时可减少 % % 以上 , 其经济效益是非常显著的 . 窄带板坯的螺旋变形是复杂的不均匀变形 , 要求轧机在结构及调整参数上能有效地控制这种不均匀变形 . 深人研究螺板轧机调整参数不仅对轧机设计至关重要 , 而且与螺旋叶片轧制工艺调整密切相关 , 是影响螺板轧制新工艺发展的基础研究工作 . 1 轧机调整参数螺板轧机利用一对直母线锥形轧辊对螺旋板坯 (等宽窄带坯 ) 进行沿板坯宽度方向的不均匀辗轧而使之产生可控制的螺旋变形 . 适当调整轧辊间、轧辊与轧件间的相对位置 (图 1 ) , 得到适应螺旋叶片几何形状的孔型 , 轧件通过导卫进人轧辊完成轧件沿螺旋径向及轴向的双重挠曲变形 . 板坯的可控不均匀变形通过轧机的调整参数来实现 . 轧辊间及轧辊与轧件间相对位置参数包括 : 轧辊偏移量 2 5 、辊间距 ZC 、轧件相对轧辊母线的高度 h . 辊间距 ZC 可以通过多种方法获得 , 如图 l 所示是通过锥形轧辊的轴向位移来实现 ) 1 一轧辊 2 一轧侣 3 一导卫图 1 螺板轧制原理简图 1望拓一 03 一 20 收稿第一作者男 51 岁副教授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. s1. 019

V 6 1 . 19 李应强等 :螺板轧机锥辊理论辊缝 2 轧辊压靠调整及其主要参数由参数 2 5 及 ZC 决定的辊间孔型 (辊缝 )理论分析可以基于 2 种轧辊相对位置调整状态来进行即所谓轧辊端压靠和不压靠 . 以下重点分析轧辊大端压靠条件下的理论辊缝 . 在轧辊大端不压靠的状况下则需要在辊缝数值上增加轧辊大端的间隙 . 如图 2 , 以锥辊大端压靠点 O 为原点建立坐标系 . 由于左右轧辊调整是同步的 , 所以图形关于 O 点对称 . 在图中 , 沪一轧辊半锥角 ; E 一轧辊原始单边间隙; S 一轧辊单边偏移量 ; C 一调整后轧辊单边辊间距 ( 图中为负向) ; D 一锥辊大端直径 . 锥辊大端在火D Y 平面上的投影方程为 : X( 一 E 一 B ) 2 /牙 + ( Y 一 S ) , /A , = l ( l ) 式中 , B 一椭圆半短轴 , (D 2/ 冲 s叭 A 一椭圆长半轴 , D .2/ 别 ( o ) 筹巨巴二企泪闪娜脚胡瓶鹭找 ,, 、下 - } 熟端投影 …{ \ … ` { 万旧} 下 . 月 } …图汉岁 i ! } 锥辊截线椭圆日片伙 1 / \坦{ 从 1— 门帅宁户一 I : ; 尹} {夕… / } ) 在两轧辊同步调整至压靠时 , 由于对称的要求 , 锥辊大端在尤口Y 平面内的投图 2 锥形轧辊压靠调整过程及参数影必须通过 O 点 . 据此 , 可得下列调整参数 : x l = B + E 一 (B A/ X矛一约; 乙二戈s/ in 叭 cZ = 2` 。 s 叭 C = 戈一凡 L = d (/ sZ in 树一 cgt 职 . (2 ) 式中 , X l 一见图 2 , 锥辊大端压靠时沿 X 轴位移 ; 乙一见图 2 , 锥辊大端压靠时沿轧辊轴线位移 ; cZ 一见图 2 , 锥辊大端压靠时沿 Z 轴位移 ; C 一锥辊压靠后 , 辊间单边距离 ; L 一轧辊母线有效长度 . 3 理论辊缝用平行于火口 Y 且 z 坐标为双i) 的平面截取压靠的轧辊组 , 可得关于 O 点对称的一组椭圆 , 图 2 中给出右轧辊由此得到的椭圆截线 , 其方程为 : ( x 一注( i ) + 0 ,尸注( i ) + ( y 一 S ) , /刀2 ( i ) = l ( 3 ) 式中: A ( i ) 一截线椭圆半长轴 , ZA ( i ) = ZA (O) 一 Z ( i ) t g Z中 , 2通 ( o ) = L t g ( 2 职) ; 丑( i ) 一截线椭圆半短轴 , 2丑( i ) = 2通 ( i ) ( l 一。 , ) ’ `, , e = t g 切( 椭圆离心率 )

.76· 北京科技大学学报 1997年计算该截面处的理论辊缝，实际上就是求解圆心位于O点且写两截线椭圆相切于代X, )的共轭圆直径2R(①)，则理论辊缝t()=2R(). 对应不同的Z()值，用计算机求解)是非常方便的.在求解同时，可计算共轭接触点的切线方向，用与螺旋叶片升角定义对应的切线方向B()表示， B(i)=arctg(Y/X) (4) 式中，X,Y-切点PX,Y坐标. 4应用及计算实例表1计算实例(S=8mm,D=200mm,p-345) Z(i)/mm f(i)/mm )() LP20轧机中，当S=8mm时计算结 Z17)=170 t(17)=8.611 17)=56.11 果如表1所示.从表中可见：理论辊缝的 Z16)=160 t(16=4.494 16)=33.73 变化规律与螺旋叶片要求的板厚变化是 Z15)=150 t(15)=2.828 15)=23.28 一致的，共轭点切线方向与螺旋叶片升 Z14)=140 14=1.968 14)=17.55 角变化规律也相同. Z13)=130 (13)=1.451 f(13)=14.01 轧机参数设计的重要目标就是要使 Z12)=120 t12)=1.109 12)=11.63 理论辊缝满足叶片变形的定量要求，而 Z11)=110 t(11)=0.867 11)=9.93 其中最重要的参数是轧辊半锥角p,此 Z10)=100 t(10)=0.687 f10)=8.66 题另文论述， Z9)=90 (9)=0.548 9)=7.68 实际的轧制过程中，影响叶片变形 Z8)=80 t(8)=0.437 B8)=6.89 的因素是相当复杂的，轧机的弹跳、轧辊 Z(7)=70 t07)=0.347 B7)-6.25 速度的匹配以及摩擦的影响都必须加以 Z(6)=60 t(6)=0.272 6)=5.72 充分的考虑，而理论辊缝是上述因素修 Z5)=50 t(5)=0.209 5)=5.27 正的基础.实践证明，理论辊缝值对螺旋 Z(4)=40 t(4)=0.155 4)=4.88 叶片轧制参数调整有重要的指导意义， Z(3)=30 t(3)=0.108 3)=4.55 Z(2)=20 t(2)=0.068 f2)=4.26 Z1)=10 t(1)=0.032 1)=4.01 On the Bite of Spiral Flight Rolling Mill Li Yingqiang Yang Wenping College of Mechanical Engineering.USTB,Beijing 100083,PRC ABSTRACT Based on study of the parameters for adjusting the rolling mill and the practical analyzing method the conjugate theory is put forward.Combining the correction of the other effective parameters,it will be important to adjust the paramaters for rolling screw blades. KEY WORDS screw blade,rolling mill,special rolling mill,bite

北京科技大学学报 1卯 7年一一耳刊瓢亥爵面死两理论辊缝 )实际 E就是求解圆心位于。点且与两截线椭圆相切子只X, 均的共扼圆直径 ZR ( i ) , 则理论辊缝 r ( i ) = ZR ( i ) . 对应不同的 (Z i) 值 , 用计算机求解 i(t ) 是非常方便的 . 在求解同时 , 可计算共扼接触点的切线方向 , 用与螺旋叶片升角定义对应的切线方向刀i() 表示 . 吞( i ) = a r c t g ( Y /X) ( 4 ) 式中 , X, Y 一切点八方几均坐标 . 4 应用及计算实例 LP ZO轧机中 , 当 S = 8 ~ 时计算结果如表 1 所示 . 从表中可见 : 理论辊缝的变化规律与螺旋叶片要求的板厚变化是一致的 , 共扼点切线方向与螺旋叶片升角变化规律也相同 . 轧机参数设计的重要目标就是要使理论辊缝满足叶片变形的定量要求 . 而其中最重要的参数是轧辊半锥角沪 , 此题另文论述 . 实际的轧制过程中 , 影响叶片变形的因素是相当复杂的 , 轧机的弹跳、轧辊速度的匹配以及摩擦的影响都必须加以充分的考虑 . 而理论辊缝是上述因素修正的基础 . 实践证明 , 理论辊缝值对螺旋叶片轧制参数调整有重要的指导意义 . 表 1 计算实例 ( S 一 8 11 111、 D = 万刃 n ” n , 毋 = M S 。 ) Z (i )/ un t ( 泛) / m 刀( i ) / ( “ ) Z ( 1 7 ) = 170 t ( 17) = 8石 1 1 刀( 1 7) = 56 . 1 1 (Z 1 6) = 160 t ( l句= 4 4 94 刀( 16 ) = 33 . 73 Z ( 1 5) = l刃 t ( l习= 2名2 8 刀( 15) = 23 2 8 Z ( 14 ) = 14() t ( 14) = 1 . 96 8 刀( 14 ) = 1 7石 5 (Z 1 3) = 13 0 r ( 1 3) = 1 . 4 5 1 刀( 1 3) = 14 . 0 1 Z ( 12 ) = 120 t ( 1 2) = 1 . 1 09 刀( 1 2 ) = 1 1 . 63 Z ( 1 1) = 1 10 t ( 1 1) = O名 6 7 刀( 1 1) = 9月 3 Z ( 1 0 ) = lX() t ( 1 0) = 0 . 6 8 7 刀( 10 ) = 8 石6 Z (9 ) = 90 r ( 9 ) = 0 . 54 8 刀(9 ) = 7石8 Z ( 8 ) = 80 r ( 8) = 0 4 37 口(8) “ 6 . 89 Z (7 ) = 7O r (7) = 0 3 4 7 刀( 7 ) = 6 2 5 Z ( 6 ) = 6 0 r (6 ) = 0 2 7 2 刀(6) = 5 7 2 Z ( 5 ) = 5 0 t ( 5) = 0 . 20 9 刀(5) = 5 . 27 Z (4 ) = 40 t ( 4 ) = 0 . 1 5 5 刀(4 ) = 4 . 88 Z (3) 二 3O t (3 ) = 0 . 1 0 8 刀( 3) = 4 . 55 Z ( 2 ) = 2 0 t ( 2 ) = 0 乃6 8 刀(2) = 4 . 26 Z ( l ) = 10 r ( l ) = 0乃 32 刀( 1 ) = 4乃 l O n t h e B it e o f S P i r a l F li g h t R o lli n g M ill L 1 Yi n g q i a n g Y a n g W e n P i n g C o l l e g e o f M e c h a n i ca l E n g l n e e r i n g , U S T B , B e ij i n g 1 0 00 8 3 , P R C A B S T R A C T B a s e d o n s t u d y o f t h e P a r a m e t e rs of r a dj u s t i n g t h e r o l li n g im ll a n d t h e P r a e t ica l a n a l y z i n g me t h o d ht e e o nj u g a t e t h e o r y 1 5 P u t of r w a r d . C o m b i n i n g t h e co r r e e t i o n o f t h e o t h e r e fe e t i v e P a r a me t e rs , it w i且 be im P o r t a n t ot a dj us t ht e P a r a anr t e sr fo r r o lli n g s e r e w b l a d e s . K E Y WO R D S s e r e w b l a d e , r o lli n g m ill , s P e e i a l r o lli n g 而 11 , b it e