轧钢机械装备及其智能化技术 习题答案

第一章简述不同类型轧机的标称尺寸。答：（1）钢坯轧机和型钢轧机的标称尺寸是轧辊的名义直径或用人字齿轮节圆直径标称。（2）钢板轧机是以轧辊辊身长度标称。（3）钢管轧机以其能够轧制的钢管最大成品钢管外径来标称。第二章1.轧辊和轧辊轴承的基本类型是什么？答：（1）轧辊的基本类型：按照轧机类型分，轧辊可分为板带轧机轧辊（平辊）和型钢轧机轧辊（型辊）两大类；按照轧辊的功用分，轧辊常分为工作辊和支承辊两种；按照轧辊结构分，轧辊分为实心辊、空心辊、组合辊和组合预应力辊。（2）轧辊轴承的基本类型：滚动轴承和滑动轴承两大类。2.轧辊材质选用要考虑哪些因素，为什么热连轧机精轧机组前段和后段工作辊的材质有所不同？答：（1）轧辊材质选用需要综合考虑轧机特点、轧辊工作条件、各类轧辊材质特性、轧辊设计、原用轧辊的主要失效形式等因素。（2）粗轧前段工作辊（R1）：粗轧前段工作辊必须具有强韧性、耐磨性及抗热裂性。硬度范围为HS40—55左右。一般选用60CrNiMo铸钢等材质轧辊；粗轧后段工作辊（R2）：粗轧后段工作辊要求使用耐热裂性能良好的材质。一般选用半钢、高铬钢、高速钢等材质。精轧前段工作辊（F1-4）：精轧前段工作辊温度高，负荷大。一般选用铸造半钢和高铬离心复合铸铁等材质。高铬离心复合铸铁具有较高的辊面耐磨性和抗热裂性，而且能抑制辊面斑带缺陷；精轧后段工作辊（F5-7）：精轧后段工作辊使用在轧制的最终阶段，对产品质量，表面状态产生非常重要的影响。对轧辊性能需要主要是高硬度、耐磨损、耐压痕、抗剥落和抗热裂，一般选用无限冷硬铸铁（普通型、改进型）等材质。3.综述如何提高轧辊和轴承的使用寿命。答：提高轧辊使用寿命的方法：（1）选择优质轴承和适合轴承座的铸件，以确保轴承稳定可靠。（2）在轧辊的制造过程中，加强轧辊的表面热处理，提高轧辊的耐磨性和硬度。（3）对轧辊在使用过程中的损伤和磨损进行及时修复和更换，延长轧辊使用寿命。（4）在轧机生产过程中，加强轧辊的润滑和冷却，减少摩擦磨损。（5）定期更换润滑油和润滑油滤网，保证润滑油的清洁和充足。（6）对轧辊进行定期检查和维护，及时清理轧辊表面的污垢和积水。提高轧辊轴承使用寿命的方法：（1）‌提高轴承座孔间的同轴度，减少中心线的倾斜和交叉，确保轴承受力均匀，减少应力集中。（2）保证轴承润滑良好，减少摩擦热和磨损。（3）根据轧制规程和力能参数选择合适的轴承，确保轴承的耐用性和可靠性。4.若要轧制（2～12）mm×（600～1500）mm的热轧带钢，设计精轧机座末机座的工作辊和支承辊，并画出其零件图，选出所使用的轴承型号。答：（1）确定工作辊尺寸：辊身尺寸：工作辊辊身长度Lg=bmax+a=1500+200=1700mm查表2-1，取L/Dg=2.5，计算得工作辊辊身直径Dg=680mm，圆整后，Dg=690mm末机座最大压下量取50mm，校核咬入角：D≥Δh/(1-cosα)D≥50/(1-cos22

)=687.35mm，所以工作辊直径符合要求。②辊颈尺寸：辊颈直径：d=(0.5~0.55)Dg=(0.5~0.55)×690=345~379.5mm辊颈长度：l=(0.8~1)d=(0.8~1)×(345~379.5)=276~379.5mm根据弯辊力，查询《轴承手册》选取合适的滚动轴承，最终确定辊颈直径和长度。确定支承辊尺寸：支承辊辊身长度Lz=Lg=1700mm查表2-1，取Dz/Dg=2，计算得支承辊辊身直径Dz=1380mm，圆整后，Dz=1400mm辊颈直径：d=(0.5~0.55)Dz=(0.5~0.55)×1400=700~770mm辊颈长度：l=(0.8~1)d=(0.8~1)×(700~770)=560~770mm根据轧制力，查询《轴承手册》选取合适的滚动轴承，最终确定辊颈直径和长度。第三章1.如何理解不“带钢”压下和“带钢”压下？答：轧机带负荷压下一般称为“带钢”压下。轧机不带负荷压下一般称为不“带钢”压下。2.压下螺丝一般由哪几部分组成？各自承担什么作用？答：压下螺丝一般由螺纹、尾部与端部组成，螺纹部分用于传递载荷，尾部与端部用于连接其他部件。3.轧机液压压下系统一般由哪几部分组成？液压压下有什么特点？答：轧机液压压下系统一般由液压油缸、液压泵站、调压阀组和管路系统等部分组成液压压下有以下特点：1）快速响应性好，调整精度高。表3-2为液压压下与电动压下动态特性比较。2）过载保护简单可靠。3）采用液压压下方式可以根据需要改变轧机当量刚度，使轧机实现从“恒辊缝”到“恒压力”轧制，以适应各种轧制及操作情况。4）较机械传动效率高。5）便于快速换辊，提高轧机作业率。4.上轧辊平衡装置的作用是什么？轧机上常用的平衡装置有哪几种形式？答：为了消除在轧制咬钢过程中，因工作机座中有关零件间存在间隙所引起的冲击现象，改善咬入条件，同时防止工作辊与支承辊之间产生打滑现象等，几乎在所有的轧机上（二辊叠轧薄板轧机除外）都设有平衡装置。由于轧机机座中有关相互配合的零件（如压下螺丝与螺母、轴承与辊颈之间）存在着配合间隙，因此在轧钢机空载的情况下，因各零件的自重作用，将会造成压下螺丝与螺母的螺纹间、压下螺丝枢轴与止推垫块间、工作辊与支承辊表面间以及辊颈与轴承间均有一定的间隙。而且这种间隙必然会在轧制过程中产生强烈的冲击现象（轧制速度愈高愈严重），其结果使轧机相关零件寿命降低，辊缝发生变化，对轧件咬入不利；同时还会造成工作辊与支承辊之间出现打滑现象，从而引起轧件产生波浪以及擦伤轧件表面的现象，使板带材的质量大大下降。另外合理地选择平衡力，还可以消除平衡系统中的滞后现象，以便提高板厚自动控制系统的控制精度。轧机上常用的平衡装置有：弹簧式平衡装置、重锤式平衡装置、液压式平衡装置三种类型。5.轧辊轴向调整和轴向固定的目的是什么？答：轧辊轴向调整作用：1）在型钢轧机中使两轧辊的轧槽对正；2）在初轧机中使辊环对准；3）在有滑动衬瓦的轧机上，调整瓦座与辊身断面的间隙；4）轴向固定轧辊并承受轴向力；5）在CVC或HC板形控制轧机中，利用轧辊轴向移动机构完成调整轧辊辊形的任务。轴向固定作用：不需要轧辊轴向调整的轧机采用轴向固定，将轧辊滚定在机架上，避免轧辊轴向串动。第四章1.试设计主传动装置的设计方案，并加以简要说明。答：主传动装置的组成与轧机的结构形式和工作制度有关。轧钢机主传动装置的基本构成包括：联轴器、减速器、齿轮机座等。2.简述滑块式万向联轴器结构，并分析如何提高滑块式万向联轴器的使用寿命？答：滑块式万向联轴器的结构主要由扁头、叉头、销轴和滑块等4个零件组成。万向联轴器的损坏往往是由于叉头的破坏而造成的。联轴器两端的叉头直径分别受到齿轮机座中心距和轧辊重车后最小中心距的限制。所以，靠轧辊一端的叉头直径应比重车或重磨后的最小轧辊直径小；而靠齿轮机座一端的叉头，由于径向空间较大，允许比轧辊端的叉头直径做得大一些，以保证过载时，人字齿轮轴的扁头不致破坏。3.简述十字轴式万向联轴器、弧形齿联轴器的特点。答：十字轴式万向联轴器广泛地应用在轧钢机的主传动中，这种万向联轴器有许多优点：①在回转直径相同的情况下，比滑块式万向联轴器能传递更大的扭矩；②由于采用滚动轴承，传动效率可达98.7%～99%，节能效果显著；③滚动轴承的间隙小，联轴器传动平稳，噪音低；④润滑条件好，做到不漏油，省去润滑系统，减少了维修费用；⑤一次使用寿命可达1～2年以上；允许倾角可达10°～15°；⑥适用于高速运转，为提高轧制速度创造了条件；有利于标准化、专业化生产，降低成本。弧形齿联轴器有许多优点：①在运转过程中弧形齿联轴器的角速度几乎是恒定的，所以，传动平稳，冲击和振动小，有利于提高轧机的轧制速度和改善产品质量；②铰链的密封性和润滑条件好，使用寿命长；换辊时容易对准，装拆简单；③铰链制造不需要青铜；④当联轴器倾角较小时，有较大的承载能力。所以，弧形齿联轴器适于在轧制速度较高、轧辊中心线间的距离变化不大（即联轴器倾角较小）时使用。4.如何提高齿轮机座和主减速器的使用寿命？答：提高齿轮机座的使用寿命，机座的冷却与润滑是很重要的。主要采用两种方式，一种是用侧向喷嘴直接向齿轮啮合区喷射润滑油；另一种是用一排位于上齿轮轴上部的喷油嘴，通过侧挡板向齿轮啮合区注油。对于不可逆轧机，则在两侧安装档板。齿轮箱的轴承通常与齿轮使用同一润滑系统，在齿轮箱体上应有润滑轴承的油钩。轧机主减速器齿轮采用人字齿轮，以保证转动平稳，消除轴向力。由于齿轮庞大，为了保证齿轮的强度，减轻重量，采用组合齿轮。第五章轧钢机机架形式有几种？每种形式有何特点？答：根据机架的构成形式，有牌坊式机架、框架式机架、板式机架和箱式机架；根据机架牌坊的形式，有闭式机架、开式机架；根据机架的制作方式，有铸造机架、焊接机架和组合机架。对于板带轧机常用的机架：闭式机架是一个整体框架，可以铸造也可以用整块钢坯切割而成，具有较高的强度和刚度；开式机架是由机架本体和上盖两部分组成，主要用于横列式型钢轧机，其主要优点是换辊方便，缺点是刚度较差；组合式机架是将单片机架由上横梁、下横梁及左立柱、右立柱四部分通过拉杆预紧，形成一个封闭的矩形框架。2.四辊轧机机架窗口高度H、宽度B的确定应该考虑哪些因素？答：设计四辊轧机机架窗口高度H时应考虑取决于轧辊直径、轴承座高度，压下螺丝的伸出量或液压压下油缸及有关零件的高度尺寸和安全臼或上推垫、下轴承座垫板等有关零件的高度尺寸，以及轧机换辊时的最大开口度。宽度B：在闭式机架中，为了便于更换轧辊，机架窗口的宽度B应稍大于轧辊最大直径Dmax，而且操作侧的窗口宽度应比传动侧窗口宽度大5~10mm。对于开式机架，其窗口宽度B主要决定于轧辊轴承座的宽度。3.如何设计工作机座地脚螺栓？答：（1）计算出机座的最大拉力Q1和最大压力Q2（2）计算地脚螺栓的预拧紧力一般为保险起见应取地脚螺栓总预紧力Py为：若共有n个地脚螺栓，则每一个地脚螺栓预紧力为：（3）选取地脚螺栓的结构：中、小型轧机选取钩头螺杆形式，其他轧机选取大型地脚螺栓。（4）地脚螺栓直径d：当轧辊的直径D<500mm时：d=0.1D+(5～10)mm；当轧辊直径D>500mm时：d=0.08D+10mm（5）地脚螺栓的强度校验：强度条件对地脚螺栓进行校验，保证：d1是地脚螺栓的螺纹内径(mm)；[σ]是地脚螺栓的许用应力简述校核闭式机架强度的计算过程。答：（1）根据机架窗口宽度B、高度H和立柱断面尺寸，计算横梁和立柱中性线尺寸。计算横梁和立柱惯性矩；计算横梁上的弯矩M1，计算立柱上的弯矩，M2，计算横梁和立柱的抗弯截面系数分别计算横梁和立柱内表面和外表面的弯曲应力：横梁内表面：横梁外表面：立柱内表面：立柱外表面：影响轧机工作机架刚度的因素有哪些？辊系弹性变形是如何影响轧机刚度的？答：影响轧机工作机架刚度的因素包括：轧制速度、板宽、轧制力、轧辊直径等因素。辊系弹性变形对轧机刚度的影响：辊系弹性变形由支承辊的弯曲变形、支承辊与工作辊之间的弹性压扁和工作辊与轧件间的弹性压扁三部分组成，辊系弹性变形会导致轧机辊缝变化‌：在轧制过程中，金属受轧辊作用而塑性变形，工作机座（和轧辊）受金属的反作用力则产生弹性变形，这使得轧机的辊缝发生变化，‌影响轧机的刚性系数，从而影响轧件的尺寸和形状。6.如何有效提高四辊轧机工作机架刚度？答：（1）合理确定各受力零件的尺寸；（2）采用应力回线较短的轧机结构：缩短轧应力回线的长度，可减小轧机弹性变形，提高机座刚度；（3）采用预应力轧机：在轧制前，对轧机施加预应力使其处于受力状态。在轧制时，由于预应力的影响，轧机的弹性变形变小，从而提高轧机的刚度。第六章1.影响厚度波动的因素有哪些？利用P-h图举例说明如何消除钢板水印和来料厚度变化对厚度的影响？答：（1）影响厚度波动的因素：根据弹跳方程，凡是影响轧制力、空载辊缝和轴承油膜厚度等的因素都将对实际轧出厚度产生影响，概括起来有：温度、张力、速度和辊缝。（2）当钢板有水印时，导致钢板温度较低，如下图1所示，当轧制温度变化使塑性曲线由B2变为B1，轧件轧后厚度由h1’变为h产生一个厚度偏差dh，可调整压下使弹跳曲线由A2变为A1，使轧件厚度恢复到h。当来料厚度变化时，如图2所示，当来料厚度为H时，弹跳曲线A1与塑性曲线B1的交点E的横坐标即为轧件轧后厚度h。如果来料厚度由H变到H-dH时，塑性曲线位置由B1平移至B2，与弹跳曲线交于C点，此时轧件轧后厚度为h1’，与要求的厚度h产生一个厚度偏差dh。为了消除这一偏差，需要调整压下，使辊缝由S0增加一个调整量，而弹跳曲线位置由A1平移至A2，A2与B2的交点E’的横坐标仍为h，使轧件轧后厚度保持不变。图1图22.说明相对差表示法和波形表示法之间的关系以及平直度与板凸度之间的关系。答：（1）相对长度差表示法和波形表示法之间的关系：翘曲度λ和最长、最短纵条相对长度差Ⅰ之间的关系表示为：（2）平直度与比例凸度差之间的关系式为：3.热轧带钢板形测量中，常见的非接触式测量方法有哪些？它们的优缺点是什么？答：板形检测有电磁式、位移式、振动式、光学式、声波式、放射线式等非接触检测方法。采用激光作光源的光电技术测量方法优点是激光的相干性强、方向性好、波长范围很窄和亮度极高，缺点是激光的能量会有衰减；电磁式、位移式等几种检测方式的主要优点是稳定性比较好，缺点是测量精度较差，需要人工参与测量。4.详细阐述钢板表面缺陷检测的视觉系统结构？答：表面缺陷检测视觉系统由传动系统、照明系统、图像采集系统与图像处理系统构成。传动系统主要包括滑轨和龙门架控制系统；照明系统保留面阵光源作为可选择性补光结构；图像采集系统根据检测精度增加相机的数目实现更高的图像捕获结果；图像处理系统可选择具有并行计算功能的计算机。5.轧件无损检测的方法有哪些？检测原理分别是什么？答：常规无损检测方法包括超声检测(UT)、射线检测(RT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流检测(ET)。超声波检测是利用探头将高频电脉冲转换为高频机械波，超声波用过耦合剂传入工件，超声波在传播过程中遇到异质界面时会发生反射、折射和波形转换，反射回来的超声波再通过耦合剂被探头吸收，根据接收回的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。射线检测原理是各部位对入射射线的衰减不同，投射射线的强度分布就会不均匀。由此，可以检测出物体表面或者内部的缺陷，包括缺陷的种类、大小和分布情况。磁粉检测的原理是磁性材料和工件被磁化后，在工件表面施加较强的磁场，则在材料中会产生密集分布的磁力线，若工件表面或近表面存在缺陷，则磁力线传播受到阻碍，致使磁力线弯曲溢出工件表面形成漏磁场，漏磁场吸附施加在工件表面的磁粉形成磁痕，通过观察磁痕判断工件的缺陷。渗透检测的原理是试件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，一定时间的渗透后，去除试件表面多余的渗透液和干燥后再在试件表面施涂吸附介质——显象剂；在一定的光源下，缺陷处之渗透液痕迹被显示，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。涡流检测原理是涡流的大小、相位以及流动方式等受到材料导电性能的影响产生的反作用磁场使检测线圈的阻抗发生变化，因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，可以发现试件的缺陷。6.轧钢机械装备状态监测技术包括哪些内容？人工智能神经网络诊断技术和远程协同诊断技术具体指什么？轧钢机械装备状态监测技术可分为轧机静态测试技术和轧机动态测试技术。轧机静态测试技术主要包括轧辊间隙检测技术、轧辊平行度检测技术、轧辊形状检测技术、轧机轴承状态监测技术、轧机主电机和传动系统检测技术、轧机机架强度和刚度检测技术。轧机动态测试技术主要包括振动分析技术、轧机轧制力监测技术、轧机速度和张力控制技术、温度监测技术、轧机辊缝调整技术、轧辊磨损在线监测技术。人工智能神经网络诊断技术是指综合多项技术及知识应用，包括计算机、生理学、哲学等，采取模拟人脑的方式，利用其自适宜性、自组织性等特征，使其具有较高的容错率，经过对神经网络的训练，实现对设备状态检测的创新。远程协同诊断技术是指融合信息技术、通信技术、决策技术等，利用计算机检测器达到对轧钢机械装备监测系统的完善。7.轧钢机械装备数字孪生技术中的物理空间和数字空间的区别和联系分别是什么？两者的区别在于物理空间指的是实际的轧钢机械装备及其运行环境，包括机械结构、传动系统、液压系统等；数字空间则是通过计算机模拟和数据分析构建的轧钢机械装备的数字模型。两者的联系是指通过数据连接层实现物理空间和数字空间的数据交互和同步，数字空间的分析结果和优化建议应用于物理空间，实现对轧钢机械的精准控制和动态调整。8.工业互联网络标识的具体对象是什么?请具体举例说明。在钢铁产业，工业互联网标识的具体对象是原材料、设备、人员、钢铁产成品等物理成品，以及订单、仓单、物流单、模型算法等虚拟实体。第七章1.轧钢生产中为什么要设置剪切机？剪切机的用途是什么？剪切机是如何分类的？保证产品尺寸规格：定尺剪切：钢材在很多应用场景中对长度有严格要求，如建筑用的螺纹钢需要特定的长度用于绑扎和搭建，机械制造中的轴类零件坯料也有规定长度。剪切机可将轧制后的钢材按所需的定尺长度进行切断，满足不同用户和工程的需求。切边处理：对于板材和带材，通过圆盘式剪切机进行纵向剪切，可切除边缘不整齐或厚度不符合要求的部分，使产品宽度符合标准，保证板材边缘的平整度和垂直度，提高产品的外观质量和尺寸精度。提高产品质量：去除缺陷：钢锭或钢坯在生产过程中，头部可能存在缩孔、夹杂物等缺陷，尾部可能有形状不规则、组织不均匀等问题7。通过剪切机进行切头、切尾处理，可将这些缺陷部分去除，避免其进入后续加工工序，影响产品性能。改善断面质量：剪切机能够使钢材的断面更加平整、光滑，减少毛刺、撕裂等缺陷。平整的断面有利于后续的加工操作，如焊接、机械加工等，能提高加工效率和产品质量。优化生产流程：协调生产节奏：在连续式或半连续式轧机作业线上，飞剪等剪切机可在钢材运动过程中进行剪切，使钢材按一定的节奏和长度进入下一道工序，与轧机的生产速度相匹配，保证整个生产流程的连续性和协调性，提高生产效率5。便于运输和存储：将钢材剪切成合适的长度和尺寸后，更便于运输、装卸和存储。过长或过大的钢材在运输和存储过程中会面临诸多困难，如占用空间大、运输不便等，经过剪切处理后可有效解决这些问题。满足工艺要求：为后续加工做准备：在一些钢材加工工艺中，如冷拔、冷轧等，需要将钢材剪成较短的坯料，以便于送入加工设备。剪切机可根据后续加工工艺的要求，将钢材剪成合适的长度和形状，为后续加工提供合格的坯料。控制产品性能：对于一些需要进行热处理的钢材，通过剪切机将钢材剪成合适的尺寸后再进行热处理，可使钢材在热处理过程中受热更加均匀，从而更好地控制产品的性能，如硬度、强度等。按刀片形状和配置分类平行刀片剪切机：上下两刀刃彼此平行，常用于轧钢厂热剪切初轧方坯和板坯。可分为上切式和下切式，上切式下刃固定，剪切动作由上刃完成；下切式上刃压住轧件，剪切动作由下刃完成。斜刀片剪切机：刀片呈倾斜状，剪切时刀片与轧件接触线是一条斜线，与平行刀片剪切机相比，在相同剪切力下可减小剪切机的功率消耗，常用于剪切厚度较大的钢板和钢坯。圆盘式剪切机：由两个相对旋转的圆盘形刀片组成，通过圆盘刀片的旋转对轧件进行剪切，主要用于纵向剪切板材和带材，将宽幅板材或带材剪成所需的宽度。滚切式剪切机：剪切过程中，上下刀片做相对滚动，使刀片与轧件之间的剪切力分布更均匀，剪切质量更高，常用于高精度板材的剪切。飞剪机：能在轧件运动过程中进行剪切，按结构形式可分为曲柄连杆式飞剪、回转式飞剪、摆式飞剪等。2.平行刃剪切机、斜剪刃和圆盘剪的结构参数如何确定？平行刃剪切机结构参数根据刀片尺寸（长度厚度）、刀片行程及剪切力确定；斜剪刃剪切机根据刀片尺寸（长度厚度）、刀片倾斜角度及剪切力确定；圆盘剪剪切机结构参数根据圆盘刀片直径、圆盘刀片厚度、两圆盘刀片的重叠量及两圆盘刀片的侧向间隙确定。3.钢板剪切机的剪切力计算应考虑哪些因素？材料特性材料强度：不同材质的钢板，其屈服强度和抗拉强度不同，剪切时所需的力也不同。一般来说，材料的强度越高，剪切力就越大。例如，高强度合金钢的剪切力明显大于普通碳素钢。材料的剪切强度与屈服强度之间存在一定的关系，在计算剪切力时，需要根据具体材料的强度指标来确定。材料硬度：硬度高的钢板，其内部原子间结合力较强，抵抗变形和破坏的能力较大，因此剪切时需要更大的力。例如，经过淬火处理的钢板硬度较高，剪切难度也相应增加。材料的厚度和宽度：钢板的厚度和宽度是影响剪切力的重要几何因素。一般情况下，剪切力与钢板的厚度和宽度成正比关系。钢板越厚、越宽，需要剪断的材料体积就越大，所需的剪切力也就越大。剪切工艺剪切方式：不同的剪切方式对剪切力有显著影响。例如，平刃剪切时，整个剪切面同时受力，剪切力较大；而斜刃剪切时，刀片与钢板的接触是逐步进行的，剪切力相对较小。剪切速度：剪切速度对剪切力也有一定的影响。在一定范围内，提高剪切速度可以使材料的变形速率增加，材料的动态强度提高，从而导致剪切力增大。但当剪切速度过高时，材料可能会出现绝热剪切现象，使剪切力有所降低。刀片间隙：刀片间隙是指剪切机上下刀片之间的距离。合适的刀片间隙对于保证剪切质量和减小剪切力至关重要。如果刀片间隙过小，会增加刀片与钢板之间的摩擦力，使剪切力增大；如果刀片间隙过大，会导致钢板在剪切过程中产生较大的变形，甚至出现撕裂现象，也会使剪切力增大。4.圆盘剪在结构方面包括哪几部分？如何提高圆盘剪的生产率和剪切质量？圆盘剪的结构组成圆盘剪主要由以下几部分构成：机架：作为整个圆盘剪的基础支撑部件，机架需具备足够的强度和刚度，以承受剪切过程中产生的巨大作用力。它为其他部件提供安装位置，保证各部件之间的相对位置精度和稳定性，确保圆盘剪能够正常、可靠地运行。刀轴及圆盘刀片：刀轴是安装圆盘刀片的关键部件，它要带动圆盘刀片进行旋转运动。传动装置：负责将动力传递给刀轴，使圆盘刀片能够获得所需的转速和扭矩。常见的传动装置有齿轮传动、皮带传动等。刀片间隙调整装置：可以精确调整上下圆盘刀片之间的侧向间隙。合适的刀片间隙对于保证剪切质量至关重要，如果间隙过大，会导致钢板边缘产生毛刺、撕裂等缺陷；如果间隙过小，会增加刀片的磨损，降低刀片的使用寿命。重叠量调整装置：用于调整上下圆盘刀片的重叠量。重叠量的大小会影响钢板的剪切效果，合理的重叠量能够使钢板被顺利切断，并且保证切口的质量。导向装置：对被剪切的钢板起到导向和定位作用，确保钢板在剪切过程中能够准确地通过圆盘刀片，保证剪切的直线度和宽度精度。支撑装置：为刀轴和圆盘刀片提供支撑，保证其在旋转过程中的稳定性，减少振动和噪声，提高剪切质量和设备的使用寿命。提高圆盘剪生产率和剪切质量的方法提高生产率优化设备设计：提高刀轴转速：在保证设备安全和剪切质量的前提下，适当提高刀轴的转速可以加快剪切速度，从而提高生产率。增加同时剪切的条数：对于一些可以同时进行多条钢板剪切的圆盘剪，可以通过合理设计和布局，增加同时剪切的钢板条数，从而在单位时间内完成更多的剪切任务，提高生产效率。优化生产流程：实现自动化操作：采用自动化的上料、下料和输送系统，减少人工干预，缩短辅助时间，提高生产的连续性和效率。合理安排生产计划：根据不同规格钢板的剪切要求和生产任务，合理安排生产顺序和批量，减少设备的调整时间和换刀次数，提高设备的利用率。提高剪切质量刀片选择与维护：选用优质刀片：选择材质优良、硬度合适、耐磨性好的刀片，并根据被剪切钢板的材质和厚度选择合适的刀片几何形状和尺寸。定期刃磨和更换刀片：随着刀片的使用，刃口会逐渐磨损，影响剪切质量。定期对刀片进行刃磨，保持刃口的锋利度；当刀片磨损到一定程度时，及时更换刀片，以保证剪切质量的稳定性。精确调整参数：精确调整刀片间隙和重叠量：根据被剪切钢板的厚度和材质，精确调整刀片的侧向间隙和重叠量，使其处于最佳状态。控制导向精度：确保导向装置的精度和可靠性，使钢板在剪切过程中能够准确地沿着预定的方向移动，保证剪切的直线度和宽度精度。改善工作环境：控制温度和湿度：过高或过低的温度、湿度可能会影响钢板的材质性能和刀片的使用寿命，从而影响剪切质量。减少振动和噪声：振动和噪声不仅会影响设备的稳定性和使用寿命，还会对剪切质量产生不利影响。可以采取减震、降噪措施。5.圆盘剪切下的废边应该如何处置，有哪些方法？回收再利用返回钢厂重熔：将废边收集、分类后，运输回钢铁生产企业。这些废边作为优质的炼钢原料，可投入到炼钢炉中进行重熔，经过一系列精炼工艺，再次加工成合格的钢材产品，少能源消耗和生产成本。加工成其他产品：根据废边的材质和尺寸，可将其加工成一些小型的钢铁制品，如金属丝、铁钉、垫片等，高资源的综合利用率。外卖处理出售给废金属回收商：许多专业的废金属回收商对废边有需求，他们会根据废边的种类、质量和市场行情给出合理的价格。将废边出售给他们，不仅可以减少企业自身处理废边的成本和压力，还能获得一定的经济收益。与下游企业合作：寻找一些对废边有直接利用需求的下游企业，与其建立长期稳定的合作关系，将废边直接销售给他们，实现资源的有效流转和利用。现场处理破碎处理：使用破碎机将废边破碎成较小的块状或颗粒状。破碎后的废边体积减小，便于储存和运输，同时也更有利于后续的回收利用。破碎后的废边可以更均匀地投入炼钢炉中，提高重熔效率。打包处理：采用打包机对废边进行压缩打包，使其形成规则的块状。打包后的废边便于堆放和装卸，提高运输效率。同时，打包后的废边在运输过程中不易散落，降低了运输成本和环境污染风险。环保处理无害化处理：对于一些含有有害物质或表面有涂层的废边，在回收利用前需要进行无害化处理，以去除其中的有害物质，避免对环境造成污染。资源综合利用：探索废边在其他领域的应用可能性，实现资源的多元化利用，减少对传统建筑材料的需求。6.滚切剪与斜刃剪相比有何特点？滚切剪剪切质量好的根本原因是什么？滚切剪其剪切力小、剪切精度高、刀片寿命长、可适应较宽的厚度及范围设备结构复杂。滚切剪剪切质量好的根本原因是由于其刀片运动轨迹合理、剪切力分布均匀、刀刃与钢板接触良好及精确的运动控制。7.单轴双偏心非对称负偏置结构有何特点？结构设计特点单轴设计：整个结构围绕一根主轴构建，使得设备的传动系统更为简洁。降低了设备的制造难度和成本。同时，减少了因轴系故障带来的停机时间和维修成本。双偏心结构：在主轴上设置了两个偏心轮，通过偏心轮的转动将主轴的圆周运动转化为刀片的上下剪切运动。这种设计可以更灵活地控制刀片的运动轨迹和速度，使得剪切过程更加平稳和高效非对称布置：两个偏心轮在主轴上采用非对称的布置方式，这使得刀片在剪切过程中的受力情况更加合理。非对称设计可以根据板材的实际受力特点，优化刀片的运动和受力分布，减少剪切过程中的侧向力和振动，提高剪切质量和设备的稳定性。负偏置特性：负偏置是指刀片的运动中心相对于板材的中心线向一侧偏移。这种负偏置结构可以改善板材在剪切过程中的受力状态，减少板材的弯曲和扭曲变形。在剪切过程中，负偏置使得板材在被切断前受到一个预压和拉伸的作用，从而提高了剪切断面的质量，减少了毛刺和裂纹的产生。性能特点优化剪切力、提高剪切质量、增强稳定性及提高适应力。第八章1.飞剪定尺长度和哪些因素有关，它们之间是什么关系？答：1.材料特性；2.设备性能；3.工艺要求；4.操作条件。材料厚度、硬度、韧性：与定尺长度正相关。剪切速度：与定尺长度正相关。刀具质量：与定尺长度负相关。精度和表面质量：与定尺长度正相关。温度和润滑：温度与定尺长度负相关，润滑与定尺长度负相关。2.连续工作制的飞剪定尺长度调整的方法是什么？答：调整方法主要包括以下几种：1.机械调整：螺杆调整：通过旋转螺杆改变飞剪的定尺长度，适用于精度要求不高的场合。偏心轮调整：利用偏心轮改变剪切位置，适用于需要频繁调整的场合。2.液压调整：液压缸调整：通过液压缸推动剪切机构，实现定尺长度的无级调整，适用于高精度、大范围的调整需求。3.电气调整：伺服电机调整：通过伺服电机驱动剪切机构，实现高精度的定尺长度调整，适用于自动化程度高的生产线。编码器反馈：利用编码器实时反馈位置信息，确保定尺长度的精确控制。4.数控系统调整：PLC控制：通过可编程逻辑控制器（PLC）设定和调整定尺长度，适用于复杂、多变的工艺要求。CNC系统：利用计算机数控系统（CNC）进行高精度的定尺长度调整，适用于高精度、高效率的生产线。5.手动调整：手动微调：通过手动操作微调装置，进行小范围的定尺长度调整，适用于小批量、多品种的生产。3.飞剪设计的基本参数如何确定？答：飞剪设计的基本参数确定需要考虑多个因素，以确保设备能够满足生产工艺要求并高效运行。以下是确定飞剪基本参数的主要步骤：1.材料特性；2.工艺要求；3.设备性能；4.结构设计；5.控制系统；6.安全与维护；7.经济性；8.环境因素。4.飞剪电力传动计算的任务和要求是什么呢？答：飞剪电力传动计算的任务和要求主要包括以下几个方面：任务：1.确定驱动电机的功率；2.选择电机类型；3.计算传动比；4.设计控制系统；5.校核电机和传动系统的性能。要求：1.精确性；2.可靠性；3.高效性；4.动态响应；5.安全性。5.曲柄偏心式钢坯飞剪的结构有何特点？答：曲柄偏心式钢坯飞剪是一种常见的飞剪设备，主要用于钢坯的剪切。其结构特点如下：1.曲柄偏心机构：曲柄轴：通过曲柄轴的旋转运动转换为刀架的往复直线运动，实现剪切动作。偏心设计：偏心机构使刀架在剪切过程中具有较大的机械增益，能够产生较大的剪切力。2.刀架和刀具：刀架：刀架通常由高强度材料制成，确保在剪切过程中具有足够的刚度和强度。刀具：刀具采用高硬度、高耐磨性的材料，如合金钢，并进行热处理以提高使用寿命。3.机架和底座：机架：机架采用焊接或铸造结构，具有高刚度和强度，以承受剪切过程中产生的巨大反作用力。底座：底座通常为重型结构，确保设备在运行过程中的稳定性和减振效果。4.传动系统：电机和减速机：通过电机和减速机驱动曲柄轴旋转，提供剪切动力。联轴器：联轴器连接电机和减速机，传递动力并补偿安装误差。5.控制系统：电气控制：通过PLC或CNC系统控制电机的启动、停止和调速，实现自动化操作。传感器和编码器：安装位置传感器和编码器，实时监控刀架位置和剪切长度，确保剪切精度。6.润滑系统：集中润滑：采用集中润滑系统，定期向曲柄轴、轴承等运动部件供油，减少磨损和摩擦。油路设计：合理的油路设计确保润滑剂能够到达所有需要润滑的部位。7.安全防护：防护罩：在运动部件周围安装防护罩，防止操作人员接触危险部位。急停按钮：设备上设置急停按钮，紧急情况下可迅速停机，确保安全。8.调整和维护：刀隙调整：刀架设计有刀隙调整装置，便于根据材料厚度调整刀隙，确保剪切质量。维护便利性：设备设计考虑维护便利性，关键部件易于拆卸和更换，减少停机时间。9.动态平衡：平衡块：在曲柄轴上安装平衡块，减少设备运行时的振动和噪音，提高运行平稳性。10.冷却系统：冷却装置：在刀具和刀架附近设置冷却装置，防止过热，延长刀具寿命。6.滚简式切头飞剪的结构有何特点？答：1.剪刃及安装结构。特殊刃形：剪刃通常有弧形和直线型等，切头时上滚筒剪刃与下滚筒剪刃从刃口中间开始咬合，切尾时上滚筒剪刃与下滚筒剪刃从刃口两边开始向中间咬合。快速更换结构：通过一组锁紧缸将剪刃固定在转毂上，利用碟型弹簧和压紧块的斜面实现固定。需要更换剪刃时，可通过移动液压站向锁紧缸充入高压油压缩碟型弹簧，使压紧块斜面脱离剪刃，便于用天车吊出旧剪刃、装入新剪刃，实现在线快速更换。2.滚筒及传动结构。双滚筒设计：有上下两个滚筒，上下滚筒各可装设一对或两对剪刃，两对剪刃可90°或180°布置。可分别进行切头、切尾工作，功能较为多样。同步传动：上下滚筒通过转毂两侧的同步齿轮实现同步剪切，保证上下剪刃动作的协调性和一致性，确保剪切的准确性。动力传动：一般由电动机通过减速机传动到下转毂，为滚筒的转动提供动力。在减速机高速轴上常装有飞轮，用以补充系统的动能，在电动机与减速机之间设有制动器，用于控制飞剪静止时的准确位置。3.间隙调整结构。液压驱动调整：剪刃间隙调整装置通常由上转毂操作侧的液压马达驱动，液压马达驱动一对齿轮，带动大齿轮内孔中的螺纹套左右移动，螺纹套内装有止推轴承与上转毂相连，从而使上转毂相对于下转毂转动，实现剪刃侧向间隙的调整。微调结构：在传动侧的下同步齿轮设置组合齿轮传动副，主齿轮用于剪切传动，副齿轮用于转毂反向空载转动，两者之间设有调整垫片，使两者牙形相对位置可以调整，实现无间隙啮合，进一步精确调整剪刃间隙。4.机架及整体结构。整体机架：机架本体一般由两片锻造或厚板坯切割成型的机架组成，通过带有预紧力的螺栓连接在焊接结构的底座上，底座固定在地基上，结构坚固，能承受剪切时的剪切力和冲击力。一体化设计：机架与转毂合二为一，成为一个整体，不单设经常更换的成对转毂，结构简单、刚性大。辅助部件齐全：底座上装设有人口、出口导板与出入辊道相连，使带钢顺利通过，并使切头、切尾的料头顺利地落入收集装置中。7.简述IHI飞剪的工作原理及其特点？答：工作原理：1.基本运动原理：IHI摆式飞剪上剪刃固定在上刀架里，下剪刃沿上刀架里的导槽滑道上下移动，上刀架在“点2”与主曲柄轴相铰接，下刀架通过套式连杆、外偏心套与主曲柄轴相连，且可在上刀架的滑槽中滑动，上下刀架与主曲柄轴连接处有偏心距且偏心位置相差180°。当主曲柄轴转动时，上下刀架做相对运动，进而完成剪切动作。2.速度同步原理：在主曲柄轴上还有一个偏心，此偏心通过连杆与摇杆的轴头相连，而摇杆则通过另一连杆在“点1”与上刀架相连。当主曲柄轴转动时，通过一系列连杆和摇杆的传动，使上下刀架做往复摆动，从而保证剪切时刀片水平分速度与轧件速度相等，实现同步剪切。3.空切实现原理：如果内、外偏心套与主曲柄轴同速转动，则主轴每转一周剪切一次；若通过变速装置使内、外偏心套与主曲柄轴以不同的转速转动时，便可以实现空切，即刀片不进行剪切动作，可根据需要调整剪切频率和定尺长度。特点：1.剪切质量高；2.速度匹配好；3.定尺调整灵活4.结构紧凑合理5.适用范围较广。8.简述K型曲柄摆式飞剪的工作原理？答：1.基本运动原理：K型曲柄摆式飞剪一般由曲柄、连杆、摇杆和机架等组成四杆机构。上剪刃安装在连杆上，下剪刃安装在摇杆上。当主动曲柄做等速回转运动时，通过连杆带动摇杆做摆动运动，使得上下剪刃产生相对运动，从而实现对运动中轧件的剪切。2.速度同步原理：为了保证剪切质量，在剪切瞬间，剪刃在轧件运动方向上的速度需要与轧件速度相等或相近。通过合理设计四杆机构的尺寸和各杆件的运动关系，使得在剪切时刻，上下剪刃的水平分速度能够与轧件的前进速度匹配，避免出现拉钢或堆钢现象，保证剪切过程的平稳性和准确性。3.定尺剪切原理：通过控制曲柄的转动角度和转速，可以控制上下剪刃的开合频率和时间间隔，进而实现对轧件的定尺剪切。当需要改变剪切定尺长度时，可以通过调整曲柄的转速、在一定范围内改变曲柄转动速度或者使用空切机构来实现。例如，增加曲柄转速，在相同时间内剪刃的剪切次数增多，剪切定尺长度就会减小；反之，定尺长度增大。第九章轧件的弹塑性弯曲变形过程由哪两个阶段组成？答：弹塑性弯曲阶段和弹性恢复阶段。2.轧件的弯曲过程可用哪几个曲率表示？它们互相之间有何关系？答：原始曲率、反弯曲率、总弯曲曲率、弹复曲率、残余曲率。原始曲率+反弯曲率＝总弯曲曲率，反弯曲率－弹复曲率＝残余曲率3.简述什么是大变形矫直方案？答：