材料成型设备 讲义-周家林

材料成型设备 讲义-周家林

《材料成型设备》讲义

学 院：材料与冶金学院

专 业：材料成型与控制工程

主讲教师：周家林

日 期： 2006-7-23

材料成型设备 讲义-周家林

《材料成型设备》教学大纲

一、课程的基本情况

课程中文名称：材料成型设备

课程英文名称：Forming EquiPment for materials 课程代码：0201005 课程类型：限选 课程学分：2 课程学时：36

授课对象：材料成型与控制工程专业本科生 前导课程：《材料力学》、《塑性力学》、《金属学》、《金属塑性加工学一轧制理论与工艺》

二、教学目的

通过学习该课程，使学生了解材料成型的主要机械设备及其工作原理，能对轧辊、机架、万向接轴等主要零部件进行强度验算，能对轧钢车间主要工艺设备的设计及改造进行结构选型并提出合理的设备参数。

三、教学基本要求

第一章 绪论

基本要求：了解压力加工设备学科术语及其发展状况，理解并领会主机列的概念，掌握轧钢机的标称方法。

重点与难点：主机列、轧钢机标称。

第二章 轧钢机

基本要求：了解轧机及其主机列的组成及结构，了解轧辊轴承类型及其工作原理，了解轧辊压下及其平衡装置类型；领会轧机纵向、横向刚度的含义，了解提高轧机刚度的方法，理解液压弯辊装置控制板型的原理；掌握轧辊、机架强度验算及主电机的发热校核方法，能对主轧机进行结构选型并提出合理参数。

重点与难点：轧辊、机架、万向接轴强度校核；轧机横向刚度及液压弯辊工作原理；主电机发热校核；连轧机主减速器速比选择；设备结构选型。

第三章 辅助设备

基本要求：了解剪切机、矫直机、卷取机及活套支撑器的作用、类型、结构；理解飞剪、矫直机、卷取机及活套支撑器的工作原理；掌握剪切机、矫直机、卷取机等主要辅助设备结构选型及主要参数选择方法。

重点与难点：矫直机、飞剪工作原理；活套形成实质及其工作原理。

第四章 拉拔与挤压机械设备

基本要求：了解拉拔、挤压设备的类型及其基本结构；理解拉拔、挤压设备的工作原理。 重点与难点：拉丝机、挤压机的工作原理；拉丝机、挤压机主要设备参数的选取方法。

四、课程的内容与学时分配

材料成型设备 讲义-周家林

课程的内容与学时分配表 内 容

1．绪论 2．轧钢机 3．辅助设备

4．拉拔与挤压机械设备 总学时

实验部分（见实验教学大纲）：

内 容

轧机刚度测定 总学时

4 4

学时

2 20 12 2 36

学 时

五、教材与参考书

教 材：熊及滋主编，《压力加工设备》（第二版），冶金工业出版社，1999 参考书：刘宝布主编，《轧钢机械设备》（第一版），冶金工业出版社，1999

高有志主编，《轧钢机械设备》（第一版），东北工学院，1988 边金生主编，《轧钢机械》（第一版），冶金工业出版社，2002 李曼云主编，《小型型钢连轧生产工艺与设备》（第一版），冶金工业出版社，1999

六、教学方式和考核方式

1. 教学方式：以课堂讲授为主，辅以实验教学，课后作业等。

2. 考核方式：闭卷考试／开卷考试。

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第一章 绪论

1 轧钢机械设备的概念和分类

1.1 轧钢机械设备的概念（轧钢生产中完成一系列工艺过程的设备）

1.1.1 主要设备 ① 轧钢机

以实现金属（钢锭、钢坯）在旋转的轧辊间依靠轧制压力作用而发生塑性变形的机械设备。

②主要设备的配置一标志着轧钢车间的主要特征。 1.1.2 辅助设备

轧钢车间除轧钢机以外的各种机械设备。占设备总量的比重大，机械化、自动化程度越来越高。 1.1.3 广义定义

轧钢车间的所有机械设备统称为轧钢机。

2 轧钢机械设备的分类

2.1 主要设备的分类

2.1.1 按用途分类：按其生产的产品品种规格分（见表1.1）。

表1.1 轧钢机按用途分类

轧机类别

轧辊尺寸（mm） 直径

开坯机

初轧机 板坯机 钢坯轧机

型钢轧机

大型轧机

500～750

-

轨梁轧机

800～1450 1100～1200 450～750 750～900

辊身长度

- - - -

将钢锭或连铸坯轧成方坯 将钢锭或连铸坯轧成板坯

将方坯轧成50×50～150×150mm 钢坯

轧制43～50kg/m 标准钢轨，高度240～600mm钢梁

轧制大型钢材：80～150mm方钢、圆钢，高度120～240mm工字钢、槽钢

中型轧机

350～500

-

轧制中型钢材：40～ 80mm方钢、圆钢；高度

用 途

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角钢

小型轧机

250～350

-

轧制小型钢材：8～4Omm 方钢、圆钢；20×20～50×5Omm 角钢

线材轧机

钢板

厚板轧机

20～300

- - - -

-

轧制直径5～32mm线材

2000～5000 轧制4～50mm或更厚钢板 500～2500 700～1300 700～2800

轧制400～2300mm宽轧热带卷

轧制厚度0.2～4mm、宽度500～1200mm薄板 轧制宽度600～2500mm冷轧板或带卷

轧机 热带钢轧机

薄板轧机

冷轧板带

冷轧钢板轧

机

轧机 冷轧带钢轧

机 箔材轧机 钢管轧机 特种 轧机

车轮轧机 轮箍轧机 钢球轧机 周期断面轧

机 齿轮轧机

- 150～700 轧制厚度0.2～4mm、宽度20～600mm带钢卷

- - - - - -

200～700

- - - - -

轧制厚度0.005～0.012金属箔 轧制直径20mm以上或更大的无缝管 轧制铁路车轮

轧制轴承环或车轮轮箍 轧制钢球 轧制变断面轧件

- - 轧制齿轮，即滚压齿轮的齿型

2.1.2 按结构分类：

按轧辊数目及其在工作中的配置形式分（见表 1.2）。

表 1.2 轧钢机按构造分类

图 示

型式名称 二辊式

三辊式

用 途

1.可逆式有：初轧机、轨梁轧机、中厚板轧轧机 2.不可逆式有：钢坯或型钢连轧机、叠轧薄板轧机、冷轧薄板轧机及带钢轧机、平整机

轨梁轧机，大、中、小型型钢钢机，开轧坯轧机

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三辊劳特式 （中辊浮动）

复二辊式

中板轧机

中、小型轧机

四辊式

十二辊式

廿辊式

冷轧钢板及带钢

冷轧钢板及带钢

中厚板轧机、宽窄带钢轧机、冷热薄板轧机、平整机

偏八辊式 (MKW式）

行星式

热轧板带卷

冷轧钢板及带钢

立辊式

厚板轧机、钢坯连轧机、型钢连轧机

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H型钥轧机

斜辊式

轧制高度 300～1200mm 宽边钢梁

无缝钢管穿孔机、均整机

45°式

钢球轧机

轧制钢球

连续式线材轧机、钥管定径机、减径机