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1、6-1 工作机座刚度 6-2 厚度控制的基本原理 6-3 板形控制的基本原理,第12讲,第六章 工作机座的刚度、厚度控制和板形控制,第12讲,一、机座刚度及其意义 机座刚度：机座抵抗弹性变形的能力。1. 机座弹性变形对轧件厚度的影响 机座的弹性变形（弹跳值f） 工作机座中所有受力零件产生的弹性变形 的总和。,6-1 工作机座刚度,机座弹性变形对轧件厚度影响 轧后轧件中部厚度: h=s0+ f 其中：h 轧件中部厚度 s0 轧辊原始辊缝 f 机座弹性变形在轧件中部，hs0，且沿宽度方向产生横向厚差。,机座弹性变形包括两部分： fw：轧辊的弹性弯曲变形 fy：除轧辊的弹性弯曲变形以外各受力 零件的
2、弹性变形,产生横向厚差,产生纵向厚差,第12讲,2. 机座弹性变形曲线与机座刚度 1）确定f的方法压靠法 由压靠点开始到轧制力P时压下螺丝的行程，即为在P作用下的机座弹跳值。,轧制法 机座刚度系数： C的物理意义： 使机座产生1mm弹性变形 所需的轧制力为CKN。,弹性变形曲线,弹跳曲线可用直线近似表示，则： h=s0+ f2）弹跳方程的应用确定轧辊辊缝厚度自动控制间接测量轧件厚度,第11讲,弹跳方程,二、机座刚度计算1.工作机座的刚度系数2.四辊轧机工作机座的传力路线3.弹跳值计算 n=8,第11讲,三、提高机座刚度的途径 1.提高承载零件的刚度 1）提高辊系刚度增大轧辊直径缩短辊身长度采用
3、多列圆柱滚子轴承或液体摩擦轴承 2）增大机架立柱断面尺寸,第11讲,2.对机座施加预应力原理预应力加载,第11讲,预应力轧机,第11讲,拉杆与被连接件的力-变形图 预应力轧机的刚度系数为：C= C1+C2,第11讲,3. 缩短轧机应力线长度,应力线长度 工作机座中受力零件长度之和。原理 短应力线轧机,思考题,机座弹性变形的概念弹跳方程工作机座的刚度系数提高机座刚度的途径有哪些？对轧机施加预应力为什么会提高轧机机座的刚度？,一、弹塑曲线与厚度控制1. 轧件塑性变形曲线与塑性方程,6-2 厚度控制的基本原理,轧件塑性变形曲线,轧件塑性方程,式中：Q轧件塑性刚度系数 h压下量 aH轧制力近似直线与横
4、坐标交点到 轧制力曲线与横坐标交点间距离,2.弹跳方程与塑性方程的联立求解（P-H）,3. 厚度控制的基本方法调整压下改变轧辊辊缝 坯料原始厚度变化的厚度控制,P2,其中:s 轧辊辊缝调整量 s0 原始辊缝 （调整前的辊缝）,调整张力改变塑性曲线斜率调整轧制速度进行厚度控制,二、自动厚度控制的基本类型1.AGC的组成 测厚部分 厚度比较和调节部分 辊缝调整部分2.AGC的类型采用直接测厚法的AGC 测出出口处h h s 调节辊缝,采用间接测厚法的AGC(P-AGC) 测出P 根据弹跳方程可求h h s 调节辊缝,其中：s液压缸行程 s=s0-s当两个轧辊接触时，s=0液压缸行程使辊缝增大时，s
5、为“+”液压缸行程使辊缝减少时，s为“-”,预控AGC 测出入口处H与H比较H h s 调节辊缝,三、液压AGC与机座当量刚度控制,1.机座当量刚度的基本概念 在液压AGC系统中，可采用改变辊缝调节 系数Cp的办法，控制和改变轧机的“刚度” 来实现不同的厚度控制要求。这种可以变 化的“刚度”称为机座当量刚度。 用机座当量刚度系数K来表示：,使轧件产生厚差时的轧制力波动量,调整辊缝后的轧件残余厚差,(1)式,由弹跳方程可得：令当辊缝改变S后，残余厚差h为：,辊缝调节系数,代入(1)式中得:,2.机座当量刚度的控制 由(2)式可画出K-CP图如下：,(2)式,讨论:当CP=1时,K,是“恒辊缝”控
6、制。 h=0,辊缝的调整量完全补偿了轧件厚差。,讨论:当0CP1时，CK，是硬特性控制。 辊缝调整量只能补偿部 分轧件厚差。当CP=0时,K=C,是恒定原始辊缝控制。 轧件厚差完全不能补偿, 辊缝根本不调整。,当CP0时，KC,是软特性控制。 辊缝调整方向与轧件厚差方向相同。当CP-时，K0，是“恒压力”控制。 辊缝调整方向与轧件厚差方向相同，且轧制力保持恒定。,采用不同CP进行厚度控制的P-H图如下：,P,H(h),S0,P2,h,H,1“恒辊缝”控制，K=,S1完全补偿了h, CP=1;2 硬特性控制，CK，S2部分补偿了h,0CP1 3恒定原始辊缝控制,K=C, 根本不调整辊缝,CP=0
7、;,P3,P,4软特性控制,KC,S4与h方向相同, CP0;5“恒压力”控制, K=0,CP=-，板形最好。一般用于平整机上，以改善板形。,P,H(h),S1,S0,P2,P1,S2,h,H,H,P3,P4,1,2,3,P1,P2,P3,P,本次课重点,厚度控制基本方法AGC基本类型机座当量刚度概念K-CP图及采用不同进行厚度控制的P-H图,6-3 板型控制的基本原理,一、板型的基本概念 板带的平直度板型 边部减薄量1.板带的平直度 是指板带纵向形状平直程度，即板带纵向有无波浪形或瓢曲。,横截面凸度（板凸度）,1）边浪：板带边部延伸大于中部延伸2）中间浪：板带中部延伸大于边部延伸,2.板凸度
8、 可用绝对板凸度和相对板凸度来表示。1）绝对板凸度 是板带沿宽度方向中心处厚度与边部处厚度的 厚度差，也可称为横向厚差。轧前板凸度：CH = HcHe Hc、He轧前板带中部、边部厚度轧后板凸度： Ch = hche hc、he轧后板带中部、边部厚度,2)相对板凸度 是将绝对板凸度除以板带的平均厚度 （或边部厚度）。轧前的相对板凸度：轧后的相对板凸度：,轧前的板带平均厚度,轧后的板带平均厚度,3)保持板带良好平直度的几何条件基本原则:要使板带在轧制时能得到均匀的延伸率，即,或令则,以板带的平均厚度为基础来表示：,Che以边部厚度为基础的轧后相对凸度,CHe以边部厚度为基础的轧前相对凸度,结论：
9、要获得良好的平直度，就要使轧前 和轧后的相对板凸度相等。保持板带良好平直度的几何条件：,一般在热轧板带轧机的前几个机座（或道次），应控制板带的绝对板凸度；在后几个机座（或道次）以及冷轧轧机上，应控制板带的平直度，以便获得最佳板形。,3.边部减薄量 在接近板带边部处，其厚度突然减小，这种 现象称为边部减薄。二、板形控制的传统方法1）辊温控制法 人为地沿轧辊辊身长度方向对其进行冷却或加热，使辊温发生变化来改变轧辊热辊型，以适应板形控制的要求。,2）液压弯辊法 是将液压缸压力作用在轧辊辊颈处使轧辊产生附加弯曲，以补偿由于轧制力和轧辊温度等因素的变化而产生的轧辊有载辊缝的变化，以获得良好的板形。弯曲工
10、作辊法a.正弯辊法 在上下工作辊之间设置液压缸，对工作辊轴承座施加与轧制力方向相同的弯辊力S1，此力规定为正值。,b.负弯辊法 在工作辊轴承座与支承辊轴承座之间设置液压缸，对工作是轴承座施加一个与轧制力方向相反的弯辊力S1，此力规定为负值。三、板形控制新技术和新型板带轧机1.板形控制新技术基本原理A）增加有载辊缝的刚度B）加大轧辊原始辊缝（或有载辊缝）的调节范围,刚性辊缝型,柔性辊缝型,重点回顾,板型包含几部分内容板带的平直度概念绝对板凸度概念保持板带良好平直度的条件,2.新型板带轧机1）HC轧机（High Crown） 高性能辊型凸度控制轧机通过轧辊的轴向移动，改善或消除四辊轧机中工作辊与支
11、承辊间有害的接触部分，来提高辊缝刚度。因此这种轧机的辊缝是刚性辊缝型。2）UC轧机（Universal Crown） 万能凸度轧机在HC轧机基础上发展起来，增加了中间辊弯辊装置。,=0,0,平直,3）CVC轧机（Continuously Variable Crown） 轧辊凸度连续可变轧机 通过轧辊轴向抽动装置来改变S形曲线形成 的原始辊缝形状来实现板形控制的,是柔性 辊缝型。,4）UPC轧机（Universal Profile Control） 万能板型控制轧机 工作原理与CVC轧机相似，不同之处是 轧辊辊型为“雪茄型”。,凸度大于零,凸度小于零,凸度等于零,5）PC轧机（Paired Crossed） 轧辊成对交叉轧机通过改变轧辊轴线交叉角来改变辊缝形状，实现板形控制，是柔性辊缝型。,6）VC轧机（Variable Crown） 轧辊凸度可变轧机通过改变支承辊的凸度来调节轧辊辊缝形状，也是柔性辊缝型。,VC轧机,
