助理工程师职称评定论文Word文档格式.docx
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对于支承辊的材质要求，由于巨大的轧制力要通过工作辊传递到支承辊，因此要求支承辊的材质能够承受很大的弯曲应力、很大的刚性，这些特性的目的都是为了限制工作辊的弹性变形。
冷轧辊的转动是通过电动机来带动的。
而在冷轧辊和电动机之间起到传递转动作用的就是：
万向轴、变速箱和传动轴。
传动轴的作用是用于输出电动机的转速和转矩，往往传动轴的材质要求具有很大的抗弯曲的能力，对于冷轧机这样的大型机床来讲，传动轴需要承受的弯曲应力是非常大的。
变速箱俗称“减速器”，是机械传动中的减速装置。
它的作用是降低输出端转速，提高输出端的转矩。
对于四辊可逆冷轧机来说，适当地加大工作辊上的转矩，有利于带材的轧薄。
变速箱里面传递运动的大小两个齿轮采用的设计原则都是硬齿面齿轮设计。
因为在传递很大的冷轧机设备中，变速箱内两个相互啮合的齿轮往往相互间承受很大的应力。
如果采用软齿面设计，有可能会造成相互啮合的两齿轮材质硬度相对低、韧性相对好，相互啮合的齿轮发生弹性形变而使两齿轮抱死，造成整台减速器的报废。
因为减速器的设计应遵循硬齿面齿轮的设计原则。
从变速箱输出的转动会通过万向轴传递给轧辊。
而万向接轴的作用则是保证冷轧机轧辊在低调整量的情况下保证带材的轧制速度和很高的轧制精度。
万向接轴最常见的有两种：
滑块式和十字铰链式。
滑块式万向接轴的结构有：
扁头、叉头、月牙形滑块、小方轴、青铜滑块。
不过这种接轴的缺点在于润滑比较困难，青岛月牙形滑块易磨损，而且间隙加大时摩擦更剧烈，冲击大，容易造成叉头和扁头的变形。
而十字铰链型则结构比较简单，只有叉头和十字轴构成。
十字铰链式接头的优点是：
磨损见少；
滚动轴承间隙小，接头受到冲击和振动小；
润滑条件可靠，减少润滑剂的使用；
传动效率高。
主要的缺点是叉头强度弱，其承载能力主要取决于叉头。
对于四辊可逆冷轧机来时，常用的是后者。
最后说说主电机。
冷轧机的主电机常用的是直流电动机。
主要由定子（主磁极、换向级、机座）和转子（电枢铁心、电枢绕组、换向器）组成。
工作原理如下图所示。
直流电动机相比于交流电动机，优点在于：
启动和调速性能好，调速范围广。
受电磁干扰小。
缺点是：
结构复杂、维护不方便。
因此直流电动机多用于启动和调速性能高的场合，例如四辊可逆冷轧机。
直流电动机的调速方法有如下：
调节励磁电流；
调节电枢端电压；
调节电枢
回路电阻。
调节励磁电流的方法适用于核定转速以上的恒功率调节。
调节电枢电
压的方法适用于额定转速以下的恒转矩调节。
调节电枢回路电阻的方法适用于额定转速以下，不需要经常调速，调节范围不大且要求不高的场合。
轧机的轧制速度的调节正是通过直流电动机的调速来实现的。
2.冷轧机的轧制工艺
在了解了冷轧机的大体结构特点之后，就进入了冷轧机轧制工艺的学习。
轧制工艺的设定决定了轧制带材的质量好坏。
首先要明确冷轧机工艺的相关定义。
冷轧：
金属在再结晶温度以下进行的轧制。
轧制力：
轧制过程中，轧件给轧辊的总压力。
轧制机轧制力是两侧轧制力的总和。
冷轧相比于热轧有如下优点：
冷轧带钢尺寸精确，厚度均匀；
可以获得热轧无法获得的极薄带材；
具有良好的力学性能与工艺性能；
可以实现高速轧制和全连续轧制，提高生产效率；
轧制表面质量好，不存在热轧带钢常出现的麻点，压入氧化铁皮等缺陷。
冷轧的生产方法：
单片轧制和成卷轧制。
最常见的是成卷轧制。
轧制张力：
轧制过程中，由于轧辊与卷取机的速度之差而产生的使带材张紧的作用力叫做轧制张力。
轧制张力的作用：
防止带钢在轧制过程中发生跑偏；
使轧制钢带或者铜带保持平直；
降低金属的抗变形能力，有利于轧制更薄产品。
冷轧工艺中间的润滑目的：
减小变形区表面的摩擦力与摩擦系数，降低轧制能耗；
润滑轧制可以轧制出更薄带材；
防止金属粘在轧辊上；
改善轧件表面粗糙度；
做冷却剂。
冷轧机的润滑方式：
稀有润滑（人工给油、稀油站循环供油）、干油润滑（人
工填充干油润滑、干油集中润滑）。
对于大型轧机，常用稀油润滑中的稀油站循环供油润滑方式。
轧制润滑油的基本要求：
降低摩擦系数；
减小磨损并防止轧辊粘黏轧件；
保持轧件表面光洁；
润滑油本身热容要高；
成分稳定，不易挥发；
便于喷涂在轧辊与轧件上；
对金属与设备无害；
对人体无害；
便宜，资源丰富。
轧制润滑剂的分类：
矿物油、植物油、乳化剂。
冷轧工艺特点：
轧制过程中产生不同程度的加工硬化，超过一定程度后轧件会因为硬度过大而不适合继续轧制；
冷轧工艺必须进行冷却（水冷或者油冷），否则会因为轧制加工过程中温度过高而影响加工带材质量；
轧制过程中必须施加张力轧制。
对于轧制带材来讲，影响轧制带材质量好坏的因素主要有如下几个方面：
轧制力均衡度、轧制各道次加工率、轧制速度、张力大小控制、液压弯辊形状、坯料横向断面尺寸差大小、坯料内部成分的分布是否均匀。
液压弯辊是指利用液压机的压力使工作辊或者支承辊产生弯曲，辊缝形状因此改变。
液压弯辊按照弯辊方式分成正弯辊和负弯辊。
正弯辊轧制的轧件带材两边厚，中间薄。
负弯辊则相反。
轧制过程中为了防止带材中间厚，通常采取正弯辊轧制。
轧制速度是指轧制过程中，轧件的运动速度。
速度适当的加快，有利于轧件的轧薄。
轧制速度越高，轧辊中部产生热量越大，由于热胀冷缩作用轧辊中间部分有微观的凸起，有利于带材中间轧薄。
同时速度加大，液压缸动作频率加大，轧制力降低，轧件与轧辊间的油膜厚度加大，有利于保证带材的纵向厚度的稳定。
张力设定值的加大，在轧制过程中也会降低轧制力，增加带材与轧辊之间的油膜厚度，降低摩擦力，从而保证带材的纵向公差。
道次加工率的设定也是很重要的。
对于保证带材的纵向厚度和轧制尺寸的精确度，适当增加每次加工的加工道次数，降低每次轧制的道次加工率，有利于轧
件的尺寸轧制精确度。
总加工率是指两次相邻退火之间的加工率。
道次加工率是是每一个轧制道次，轧制后的带材厚度与轧制之前的带材厚度的比值。
对于相邻退火之间的轧制，每个道次的道次加工率的设定上要主次降低，这样轧制的尺寸便于准确把握。
同样，在每次加工之间，认真清理轧机带材接触面的目的是为了减少刮痕的擦痕，保证加工带材的表面质量。
对于保证加工工件的尺寸精确定，退火的工艺对于轧制的影响同样重要。
因为带材的轧制过程中，带材内部晶粒被压扁、拉长、晶格扭曲、畸形变形、晶粒破碎等，使金属的塑性降级，韧性下降，强度与硬度加大，给带材的进一步加工造成困难。
同时带材硬度过大，使得带材的收卷的聚集张力大，给下卷的打包造成危险。
因而带材轧制到一定程度后需要退火处理方可继续轧制。
退火指的是将机械加工后的带材在退火炉内加热到一定温度后经过一段时间的保温后再缓慢冷却的过程，退火可以消除带材的加工硬化，消除加工应力，降低轧件的硬度，提高韧性。
而对于轧制带材来讲，最常用的的退火方式是再结晶退火。
退火方式是将带材加热到再结晶温度以上150-200度，保温一段时间，然后空气中或者炉内进行缓慢冷却的方法。
对于不同的带材，退火温度不同，温度的选取要通过查阅相关数据得知。
对于同一带材，厚度增加，退火温度则增加，温度的选取也需要通过查阅相关数据得知。
再结晶退火的目的是：
降低轧件的硬度，消除冷加工的加工硬化，改善带材的性能，提高带材的塑性变形的能力；
消除带材中的残余内应力，稳定组织，防止变形；
均匀带材中的组织化学成分。
3.液压传动
车间的的生产设备，除了冷轧机之外，包括水平连铸机、酸洗剂和纵剪机以及其他各种机床，都有大量的液压传动装置。
液压传动是生产设备中最常见也是最重要的机械传动装置。
而液压传动是我在大学生活中书本上没有学到的。
参加
工作后的实习过程中经常接触到液压装置，因此对于液压传动，我开始自学探索。
首先对于液压传动要明白液压传动的各种基本定义。
液压传动：
用液体作为工作介质传递能量的传动方式。
主要依靠液体的压力能量来传递工件的运动。
工作原理：
液压传动装置本身是一个能量转换装置，以液体为工作介质，通过动力元件液压泵把原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道、控制元件把有压力液体传输给执行元件，将液体的压力能又转化为机械能，以驱动负载的方式实现直线运动或者回转运动，完成动力传递。
液压传动相对于机械传动的优点：
能方便实现无极调速，调速范围大；
相同功率条件下，能量转换体积小，质量轻；
工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；
便于实现过载保护，工作油液可以使相互接触的传动零件之间实现自行润滑，使用寿命长；
操纵简单，易于实现自动化；
易于实现系列化、标准化和通用化。
液压传动相比于机械传动的缺点：
由于泄漏和液体的可压缩性，传动比不如机械传动稳定；
能量损失大，传动效率低，不适合远距离传动；
对油温变化敏感，不适宜在温度过高或者过低的油温下工作；
出现故障时不易找到原因。
液压传动的基本数据和概念：
压力、流量、流速、伯努利方程、压力损失、液体密度、液体粘度、液体可压缩性。
理想流体：
理想状态下被视为无粘度且无压缩性的流体，当然这种流体现实中是不存在的。
液压系统中的各种液压传动元件在液压传动的学习中是很重要的。
3.1液压泵
液压泵是能量转换的装置，能够将原动机提供的机械能转换为液压能，是液压系统中的压力能源，是组成液压系统的心脏，利用它向液压系统输送足够量的压力油，从而推动执行元件对外做功。
液压泵的分类：
齿轮泵、叶片泵（单作用、双作用）、柱塞泵（轴向、径向）、螺杆泵（双螺杆、三螺杆）。
对于大型液压机械设备，常选用斜盘式轴向柱塞泵作为液压泵。
当回转缸体在传动轴的带动下从配流盘左视图的顺时针方向转动时，由于斜盘和压板的作用，迫使柱塞在回转缸体的各个柱塞孔中作往复运动。
在配流盘左视图的右半周，柱塞随着回转缸体由下向上转动的同时，向左移动，柱塞和柱塞孔底部密封油腔的容积由小变大，其内压力降低，产生真空，通过配流盘上的吸油窗口从邮箱中吸油；
在左半周，柱塞随着回转缸体由上向下的转动过程中，向右移动，柱塞与柱塞孔底部的密封油腔的容积由大变小，其内压力增高，通过配流盘上的压油窗口将液压油送入液压系统，实现压油。
若改变斜盘的倾斜角度大小，就能够改变柱塞的行程长度，也就改变了泵的排量；
若改变斜盘倾角的方向，就可以改变泵的吸油和压油的方向。
轴向柱塞泵的常见故障：
流量不够、压力脉动、噪声、发热、漏损、变量机构失灵、泵不能转动。
3.2液压缸
液压缸是液压系统中将液压能转变为机械能做直线往复运动的能量转换装置。
液压缸的分类：
活塞缸、柱塞缸、伸缩缸、组合液压缸。
活塞缸：
单杆——单作用、双作用、差动缸
双杆
伸缩缸：
单作用、双作用
组合液压缸：
弹簧复位液压缸、串联液压缸、增压缸、齿条传动液压缸
液压缸的相干参数：
活塞运动速度、活塞输出作用力。
液压缸缸筒：
液压缸的主体，必须有足够高的强度，可以长期承受最高工作压力，缸筒内壁要有足够的耐磨性、高的几何精度、低的表面粗糙度、可以承受频繁摩擦。
活塞杆：
液压缸传力主要元件，必须具备承受压缩、拉伸、弯曲、震动、冲击的作用。
缓冲装置：
为了避免活塞在行程两端冲击缸盖或者缸底，产生噪音，影响工作精度和损坏零件。
排气装置：
液压传动系统在安装过程中或者长期停止工作后，难免会渗入空气，另外工作介质中也会渗入空气，由于空气的可压缩性，将会使得元件产生爬行、噪声和发热等一系列不正常现象。
为了消除这些现象，设置排气装置排除液压缸内部的空气。
液压缸的常见故障：
爬行和拒不速度不均匀；
冲击、缓冲过长、工作速度逐渐下降甚至停止。
3.3液压马达
液压马达是将液压能转化为机械能，并输出旋转运动的机械元件。
液压泵和液压马达的工作方面区别：
液压泵：
机械能转化为液压能，强调容积效率。
轴转速稳定，且转速较高。
轴旋转方向通常为固定一个方向，但承压和液流方向可改变。
运动状态通常连续运转，速度变化相对小。
输入轴通常不承受径向载荷。
有自吸能力。
液压马达：
液压能转化为机械能，强调机械效率。
轴转速变化范围大，有高有低。
轴旋转方向多要求双向旋转，某些液压马达可以以泵的形式运转，对负载实施制动。
运动状态有可能长时间运转，也可能停止运转，速度变化大。
输出轴大多承受变化的径向载荷。
对于自吸能力无要求。
液压马达的速度分类：
高速、中速、低速
液压马达的结构分类：
齿轮液压马达、叶片液压马达、轴向柱塞液压马达、
径向柱塞液压马达、摆动液压马达。
对于大型机床来讲，径向柱塞液压马达是最常用的装置，它的特点是输入油液压力高，排量大、运转平稳，低速稳定性能好，输出转矩大。
液压马达工作原理：
压力油经过配流轴进入液压马达的进油腔以后，通过壳体槽2、3、4进入相应的柱塞缸顶部，作用在柱塞上的液压作用力F，通过连杆作用于偏轮中心。
它的切向力对曲轴旋转中心形成转矩，使曲轴可以逆时针转动。
由于三个柱塞缸位置不同，所以产生转矩大小也不同。
曲轴输出的总转矩等于高压腔相连通的柱塞所产生的转矩之和。
此时柱塞缸1、5与排油腔相通，油液经过配流轴流回油箱。
曲轴旋转时带动配流轴同步旋转。
因此配流状态不断发生变化，从而保证曲轴会连续运转。
若进油、排油腔互换，则液压马达反转，过程与上面相同。
液压马达的常见故障：
液压系统压力较低时，输出轴的转动不均匀；
液压系统的压力有很大波动时，输出轴的转动不均匀；
液压马达中发出强烈的撞击声，每次冲击的次数等于液压马达的作用数；
液压马达中不时发出撞击声；
在额定流量下，液压马达转速不能达到给定值；
液压马达的输出转矩达不到给定值；
液压马达的输出轴不旋转；
油通过壳体或者轴密封处泄漏。
3.4液压控制阀
液压系统中，用于调节工作液体的压力高低、流量大小以及改变流量方向的元件，统称为液压控制阀。
液压控制阀的分类：
按照用途分类：
压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀
按连接方式分类：
螺纹连接阀、法兰连接阀、板式连接阀、集成链接阀
按控制方式分类：
开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀、数字控制阀
结构形式分类：
滑阀、锥阀、球阀
液压系统对液压阀的基本要求：
结构简单、紧凑、动作灵敏，使用可靠，调整方便；
密封性能好，通油的时候损失小；
通用性好，便于安装与维护。
3.4.1方向控制阀
方向控制阀分为单向阀和换向阀，其中单向阀分为普通阀和液控阀。
对于大
型高压设备来讲，大多采用可以承受更大工作压力的液控单向阀。
换向阀的作用是改变阀芯在阀体内的相对工作位置，使得阀体的各个油口连通或者断开，从而控制执行元件的启停。
换向阀的核心在于阀芯位置和阀芯的结构原理。
对于大型生产机械，大多为二位二通换向阀、二位四通换向阀、三位四通换向阀最为常见。
而换向阀中的三位换向阀具有中位机能，使得液压控制元件可以在任何位置停止。
常用的中位机能有O型、H型和Y型。
O型中位机能各油口全部封闭，缸良腔封闭，系统不能卸荷。
液压缸充满油，从静止到启动平稳；
制动时运动惯性引起的液压冲击压力大，换向位置精度高。
H型的中位机能则各油口全部连通，系统卸荷，液压缸呈浮动状态。
液压缸两腔接油箱，从静止到启动有冲击；
制动时油口互通，制动比O型平稳，但换向位置变动大。
Y型则是油泵不卸荷，油缸两腔通回油，液压缸呈浮动状态。
由于两液压缸接油箱，从静止到启动有冲击，制动性介于O型与H型之间。
3.4.2压力控制阀
压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀，他们各自都分为直动式和先导式。
其中直动式的压力阀用于低压小流量的场合。
对于高压大流量系统则采用先导式。
冷轧机的压力阀一般都采用先导式。
溢流阀作用：
限制所在油路工作压力，压力超过调定值是，溢流阀开启，油液随之回流到油箱。
减压阀作用：
减低并稳定系统中某一支路的油液压力，使得同一个油源能够提供2个或者多个不同的压力输出。
顺序阀的作用：
利用油液中压力变化控制阀的启闭，从而实现执行元件的工作顺序的元件。
3.4.3流量控制阀
节流阀：
利用阀芯与阀口之间的缝隙大小来控制流量，缝隙越小，节流处流
过的液体流量也就越小，反正则流量越大。
调速阀：
由定差减压阀和节流阀串联形成的组合阀。
节流阀用来调节液体流量，定差减压阀用来自动补偿负载变化带来的影响，使节流前后的压差为定值，从而消除了负载变化对流量的影响。
3.4液压基本回路
这部分的学习主要是了解并认识液压回路的构成和作用。
液压基本回路按照功能分类分为：
压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。
压力控制回路用来控制液压系统或者系统中某一部分的压力，以满足执行机构对力或者力矩的要求。
主要有：
调压回路、保压回路、减压回路、卸荷回路、增压回路和平衡回路。
各种回路的判别主要取决于回路中的液压元件。
其中溢流阀是该回路不可缺少的元件。
速度控制回路可以根据公式：
，
可以得知，主要调速途径是改变A和排量
。
速度控制回路主要分为：
节流调速、容积调速和容积节流调速。
判别依据也是根据回路中的液压元件来判定。
方向控制回路主要是通过执行元件的启停和改变运动方向实现的。
方向控制回路的分类有：
换向回路、紧锁回路、浮动回路。
换向回路中主要是液压元件换向阀为二位二通、二位四通和三位四通的换向阀。
而紧锁回路主要是在换向阀的上方安装单向阀实现的。
而浮动回路则是在回路中安装有Y中间位的三位四通换向阀实现的。
3.5液压辅助装置
3.5.1蓄能器
蓄能器的作用是储蓄一定能量的液体，在需要的时候将能量释放，对液压系统压力和流量起到稳定及缓冲的作用。
蓄能器的分类：
囊式、活塞式、波纹管式、无隔离件式（气体加载式蓄能器）；
重锤式、弹簧式（非气体加载式蓄能器）。
对于大型高压工作机床来讲，常用活塞式蓄能器。
活塞式蓄能器结构图如下：
活塞式蓄能器利用气体的压缩和膨胀来储存、释放压力能；
气体和油液在蓄能器中由活塞隔开。
活塞式蓄能器结构简单，工作可靠，维护方便，安装容易，但活塞惯性大，活塞与缸壁有摩擦，反应不够灵敏，密封要求高。
用来储存能量，常用于中、高压系统吸收脉动压力。
活塞式蓄能器常见故障：
由于活塞密封不好，端盖密封处漏气或者充气阀漏气造成的气体能好过多，如出现该故障，应重新更换密封件。
蓄能器用途：
储存能量和短期大量供油；
系统保压和泄漏补偿；
应急油源；
吸收脉动压力；
缓和冲击压力。
3.5.2油箱
油箱的作用是储存液压系统所需的足够油液；
散发系统中的一部分热量；
分离油液中的气体沉淀物。
油箱的分类按照与大气是否相通分为开式和闭式。
按照形状分为圆筒形和矩形。
按照安装位置分为上置式和下置式。
3.5.3过滤器
过滤器的作用是过滤掉油液中的杂质，降低液压系统中的油液污染度，保证系统正常工作。
其主要机制归纳为直接阻截和吸附作用。
对过滤器的要求：
满足液压系统对过滤精度的要求，能够阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统；
流通能力大，全部流量通过时，不会引起大的压力损失；
滤芯要有足够的强度，不会因为压力油的作用而损坏；
易于清洗或者更换滤芯，便于拆装和维护。
过滤器主要性能指标：
过滤精度（
粗过滤，
普通过滤，
精过滤，
超精过滤）；
流通能力、纳垢容量、压降特性、工作压力和温度。
过滤器常见故障：
滤芯的变形；
滤油器脱焊；
滤油器掉粒。
3.5.4热交换器
液压系统中的工作温度一般以40-60度为适宜，最高不超过65度，最低不低于15度。
油温过高或者过低都会影响系统的正常工作。
为了控制油液的温度，油箱上常常安装冷却器和加热器。
4.气动钳盘式制动器
气动钳盘式制动器在大型设备中应用很广泛，它的作用是使高速运转的生产设备在需要停止工作的时候可以及时停止。
例如冷轧机，如果没有制动器，那么在设备运转过程中无法对生产带材施加张力，造成带材散卷，从而影响带材的生产质量。
气动钳盘式制动器由制动架和气缸两大部分组成。
气缸通入压力气时候，活塞杆在气压作用下迅速向气缸内收缩，左右制动臂在复位弹簧的作用下带动摩擦块迅速打开，即松闸。
当气缸停止供气并通过控制阀迅速放气，活塞杆在气缸内部弹簧下迅速伸出，顶着左右制动臂带动摩擦块合拢。
5.挡板流量计
如上图挡板流量计为KPM型号，其特点是结构简单，安装方便，可以从任意方向安装，不受流体方向影响，可以显示当前流量。
其工作原理是：
当介质以一定的流速经过水平或者垂直安装的挡板流量计的测量腔体时，挡板将沿着轴向旋转。
当作用在挡板表面的流体推力和挡板表面的反作用力加上扭矩弹簧张力达到平衡时候，挡板在测量体中的角位置或者平衡位置则代表了相应的流量大小，并且由密封在挡板轴端底部的磁钢墙体内部的内环形磁铁部件通过磁耦和带动指示器的指针部件的指针旋转，将流量转换为刻度盘显示，或者传输给电气转换器。
6.测厚仪
测厚仪属于微观的测量带材厚度的测量仪器，用于轧机上的带材纵向厚度的测量。
常用的测量仪器有游标卡尺和螺旋测微器，但这些测量仪器只能用于测量静态下的带材厚度，而测厚仪的工作则是测量动态下正在加工的带材的厚度。
轧机常用的测厚仪有接触式测厚仪和射线测厚仪。
接触式测厚仪的工作原理是：
被测带材在2个测量滚轮之间通过，上滚轮的位移通过测微螺杆和杠杆转换成电感传感器铁芯的位移。
2个电感线圈和2个电阻组成电桥，电桥由变压器经过平衡电阻供电。
厚度的给定是由测微计实现的，
带材与给定厚度的偏差引起的铁芯移动，使电桥输出不平衡电压，经过整流以后在直流电表上指示厚度偏差。
接
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