鋼球軋機(jī)軋輥的調(diào)整

1、鋼球軋機(jī)軋輥的調(diào)整鋼球軋機(jī)軋輥的調(diào)整是鋼球斜軋成型的關(guān)鍵問題之一， 它直接影響著產(chǎn)品的 形狀、尺寸及質(zhì)量。軋機(jī)調(diào)整的實(shí)質(zhì)就是使軋輥和導(dǎo)板處在正確的位置， 以便軋 件順利地實(shí)現(xiàn)塑性變形，軋出合格的產(chǎn)品。因?yàn)樾避垯C(jī)的調(diào)整因素較多，并且各因素又相互影響，所以斜軋機(jī)的調(diào)整比 其它類型軋機(jī)的調(diào)整要復(fù)雜得多。 軋機(jī)調(diào)整的內(nèi)容包括：軋輥的徑向調(diào)整、傾角 調(diào)整、軸向調(diào)整、相位調(diào)整、喇叭口調(diào)整、導(dǎo)板相對(duì)位置的調(diào)整、試軋調(diào)整等。 從圖4-1斜軋機(jī)調(diào)整內(nèi)容示意圖中可以看出：軋機(jī)調(diào)整因素的空間幾何關(guān)系。有 五個(gè)自由度需要調(diào)整。帆口4-1斜軋機(jī)調(diào)整內(nèi)容示意圖軋輥的徑向調(diào)整軋輥的徑向調(diào)整是最基本的調(diào)整，其目的是控制產(chǎn)品的

2、徑向尺寸，同時(shí)，軋 輥徑向調(diào)整還直接影響軋制能否正常進(jìn)行及產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量的好壞。4.1.1怎樣進(jìn)行軋輥的徑向調(diào)整軋輥的徑向調(diào)整比較簡單，其基本調(diào)整如下。首先，根據(jù)孔型設(shè)計(jì)的要求， 通過側(cè)壓螺絲機(jī)構(gòu)，使軋輥移動(dòng)，達(dá)到合理的輥縫尺寸。然后再用卡鉗檢驗(yàn)，也 有用標(biāo)準(zhǔn)樣柱檢驗(yàn)的。但是按這種方法調(diào)整的軋輥徑向孔型， 有時(shí)仍不能軋出合 格的產(chǎn)品來。這是因?yàn)檐堓亸较蚩仔统叽缭谲堉七^程中受到軋機(jī)的剛性，軋制線的位置，軋輥?zhàn)陨淼臒崦浝淇s等因素的影響。當(dāng)軋機(jī)的剛性較差，即在軋制過程中輥跳嚴(yán)重時(shí)，這時(shí)軋輥孔型的徑向尺寸 應(yīng)當(dāng)減去輥跳值?？紤]到軋輥熱脹的影響，在穩(wěn)定軋制一定時(shí)間后，要適當(dāng)?shù)胤?開軋輥孔型的徑向尺寸。當(dāng)軋

3、輥的熱傳導(dǎo)達(dá)到熱平衡狀態(tài)后， 軋輥孔型的徑向尺 寸處于穩(wěn)定狀態(tài)。所以，對(duì)于精軋產(chǎn)品，往往需要預(yù)先對(duì)軋輥進(jìn)行加熱，這樣就 可以在軋制一開始便消除這一因素的影響，保證精軋產(chǎn)品的質(zhì)量要求。當(dāng)軋機(jī)中心線與軋制中心線（即軋件旋轉(zhuǎn)的軸線）位置重合時(shí)，這時(shí)應(yīng)用卡 鉗測(cè)得的孔型徑向尺寸，就應(yīng)等于熱軋毛坯直徑。而當(dāng)軋件貼一個(gè)導(dǎo)板軋制時(shí)， 軋輥與軋件的接觸點(diǎn)將上移或下移。當(dāng)貼上導(dǎo)板軋制時(shí)，接觸點(diǎn)便上移；反之， 貼下導(dǎo)板軋制時(shí)，接觸點(diǎn)便下移。從圖4-2可以看出，用卡鉗測(cè)得的軋輥孔型徑向尺寸只能是圖中 A、B'兩點(diǎn) 間的距離r,而軋件與軋輥實(shí)際接觸點(diǎn)應(yīng)是 A、B兩點(diǎn)間的距離I。顯然1>1',如

4、果要使I'等于軋件的直徑d，則孔型徑向尺寸便調(diào)大了。由于接觸點(diǎn)A、B間的距 離用卡鉗是測(cè)量不出來的，故只能通過測(cè)量尺寸 間接地控制尺寸I, I'與軋件最 大半徑r之間有如下的關(guān)系。I = oo _ R光 _ R型-R 光 r - h 亠.,！ R型 r - ： h R光 R型式中R光一型輥孔型底半徑，mm ；?h軋機(jī)中心線相對(duì)軋制線的偏移量，毫米。4.1.2徑向調(diào)整與軋件旋轉(zhuǎn)的關(guān)系棒料送入軋輥后能否旋轉(zhuǎn)，是斜軋的前提條件，而軋輥的徑向調(diào)整對(duì)這個(gè)前 提條件有直接影響。在軸承鋼球斜軋成形過程中，軋件的旋轉(zhuǎn)條件為J - b a。其中，a為驅(qū)動(dòng)軋件旋轉(zhuǎn)力矩的力臂，b為阻止軋件旋轉(zhuǎn)力矩的

5、力臂。當(dāng)軋輥孔型徑向尺寸調(diào)得 過緊時(shí)，如圖4-3所示，軋輥由原實(shí)線位置，調(diào)到圖中虛線位置，貝U出現(xiàn)力臂a 減少與力臂b增大的情況，這樣就會(huì)出現(xiàn)不能滿足旋轉(zhuǎn)條件的情況， 即驅(qū)動(dòng)軋件 旋轉(zhuǎn)力矩Mt小于阻止軋件旋轉(zhuǎn)的力矩 Mp,則軋件不旋轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)徑向調(diào)的過 緊，就會(huì)造成變形金屬軸向流動(dòng)困難，增加了軋件的橫向變形和變形阻力， 即增 大了軋制壓力，造成軋件不易旋轉(zhuǎn)。軸承鋼球軋輥孔型的凸棱比較陡，為了便于旋轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)軋輥孔型時(shí)，在軋 輥人口段有一段較長的平直段孔型， 在棒料喂入軋輥時(shí)就能正常旋轉(zhuǎn)起來。 如果 孔型徑向尺寸調(diào)得過松，就會(huì)出現(xiàn)軋輥孔型入口的平直段夾不住棒料 （孔型底部 與軋件不接觸），這時(shí)

6、軋輥僅靠較陡的孔型凸棱接觸軋件，凸棱就象一把刀子一 樣切入軋件，不利于軋件旋轉(zhuǎn)，所以，軋輥在徑向調(diào)整時(shí)，要力求使軋件與軋輥 孔型底部接觸。圖4-3徑向調(diào)整與軋件的旋轉(zhuǎn)關(guān)系當(dāng)然，軋件的旋轉(zhuǎn)條件還與其它因素有關(guān)，但軋輥孔型徑向尺寸是影響軋件 旋轉(zhuǎn)的基本工藝因素。4.1.3徑向調(diào)整與導(dǎo)板位置的關(guān)系在軋輥徑向調(diào)整時(shí)，還要考慮與導(dǎo)板的相互位置。實(shí)踐證明這一點(diǎn)是很重要 的，即使軋輥孔型徑向尺寸調(diào)整得符合孔型設(shè)計(jì)與工藝的要求，若與導(dǎo)板位置的相互關(guān)系不正確，同樣也不能實(shí)現(xiàn)正常的軋制。軸承鋼球軋機(jī)的軋輥為雙腔孔型 軋制，孔型的徑向調(diào)得與導(dǎo)板位置不正確，有時(shí)會(huì)造成軋件從軋輥與導(dǎo)板之間的 縫隙中鉆出，即生產(chǎn)中會(huì)發(fā)生

7、鉆料現(xiàn)象。這樣不但破壞了正常軋制，而且還會(huì)損 壞導(dǎo)板或軋輥孔型凸棱，造成事故。當(dāng)兩個(gè)軋輥按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，軋件則按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在軋制過程中， 若出現(xiàn)上導(dǎo)板刮軋件現(xiàn)象，必然是上導(dǎo)板的左角造成的；若出現(xiàn)下導(dǎo)板刮軋件現(xiàn) 象，必然是下導(dǎo)板的右角造成的。若軋輥旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，出現(xiàn)導(dǎo)板刮軋件現(xiàn)象恰好與此相反。在軋制過程中，一旦出現(xiàn)導(dǎo)板刮軋件情況，導(dǎo)板就將受到軋件一個(gè)水平推力， 以軋輥逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為例，上導(dǎo)板將會(huì)向右彎曲，下導(dǎo)板則向左彎曲。由于導(dǎo)板薄、 剛性差，導(dǎo)板受力后將產(chǎn)生較大的彎曲變形。因此，軋件被導(dǎo)板刮傷得更嚴(yán)重， 同時(shí)軋件給導(dǎo)板的推力也越大，直到軋件卡在導(dǎo)板上停止旋轉(zhuǎn)為止。不旋轉(zhuǎn)的軋 件，將

8、被軋輥螺旋孔型的凸棱拽出。 有時(shí)不旋轉(zhuǎn)的軋件被一個(gè)軋輥帶動(dòng)， 軋件從 軋輥與導(dǎo)板之間的縫隙中鉆出，造成鉆料事故。在軋輥徑向調(diào)整時(shí)，若軋輥以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，應(yīng)注意保證上導(dǎo)板與左軋輥 的間隙，下導(dǎo)板與右軋輥的間隙，在不相碰的前提下，應(yīng)越小越好。反之，若兩 軋輥以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)保證上導(dǎo)板與右軋輥的間隙，下導(dǎo)板與左軋輥的間 隙，在不相碰的前提下，也應(yīng)越小越好。這就是軋輥孔型徑向調(diào)整與導(dǎo)板位置相 互關(guān)系的基本要求。按著上述的要求，軋輥與導(dǎo)板調(diào)整順序如圖4-4所示。首先，固定好下導(dǎo)板位置，移動(dòng)右軋輥，使右軋輥凸棱與下導(dǎo)板的間隙在不 相碰的情況下越小越好。在固定好右軋輥位置后，根據(jù)4.1.1所述軋輥徑

9、向調(diào)整的原則，將左軋輥的位置調(diào)整好，并固定下來，最后確定上導(dǎo)板的位置，使上導(dǎo) 板與左軋輥的凸棱不相碰的情況下，其縫隙越小越好。調(diào)整的關(guān)鍵就是保持兩處 的間隙越小越好。如果在軋制過程中，需要進(jìn)行軋輥徑向調(diào)整，原則上只能移動(dòng) 左軋輥與上導(dǎo)板。因?yàn)橄聦?dǎo)板不便移動(dòng)，若移動(dòng)了右軋輥，上述的關(guān)系就被搞亂 了。此外，軋輥徑向調(diào)整還應(yīng)注意保證軋制線與導(dǎo)板的軸線平行（圖4-5a是正 確的位置）。若軋制線與導(dǎo)板軸線不平行（如圖4-5b所示，這是不正確的位置）將破壞上述軋輥和導(dǎo)板相互位置的調(diào)整要求。圖4-5軋輥與導(dǎo)板軸向位置圖徑向調(diào)整對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響軋輥徑向調(diào)整不但影響鋼球尺寸形狀，而且也影響鋼球內(nèi)部與外表的質(zhì)量。

10、 調(diào)整不當(dāng)在鋼球的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生硫松，嚴(yán)重時(shí)會(huì)中心破裂形成孔腔或在鋼球的表面 形成環(huán)溝以及其它缺陷。造成鋼球中心疏松或孔腔的因素很多，其中軋輥徑向調(diào)整是一個(gè)重要的工藝 因素。如果軋輥徑向尺寸調(diào)得過小，就意味著孔型的型腔容積變小了。 這時(shí)孔型 內(nèi)被封閉的金屬體積將大于孔型型腔的容積， 這部分多余的金屬體積，在軸向受 到孔型凸棱限制不能流動(dòng)變形，只能產(chǎn)生切向流動(dòng)、橫向變形，即鋼球變成橢圓 形?？仔蛷较蛘{(diào)得越小，橢圓的長短軸之比就越大，即橢圓度就越大。這部分多 余金屬體積在旋轉(zhuǎn)時(shí)受到孔型的反復(fù)作用， 長短軸反復(fù)交替變化，鋼球就會(huì)受到 反復(fù)拉、壓、切應(yīng)力的作用。由于這部分金屬不易從孔型中流出去， 造成拉、

11、壓、 切應(yīng)力作用效果的不斷地積累，最終在鋼球內(nèi)部出現(xiàn)疏松，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生破裂而形 成空腔。另外，軋輥徑向調(diào)得過緊，鋼球中心產(chǎn)生疏松和空腔的另一方面原因。 是由 于金屬在孔型未封閉前，軸向流動(dòng)后滑困難，結(jié)果在孔型封閉后，將造成容納在 孔型中的金屬體積過大。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)出現(xiàn)中空的產(chǎn)品時(shí)，適當(dāng)調(diào)整軋輥徑 向孔型尺寸，稍微放大孔型的徑向尺寸，將會(huì)收到明顯的效果。另一種情況，當(dāng)軋輥徑向尺寸調(diào)得過松時(shí)，這就意味著孔型的型腔容積變大 了。這時(shí)型腔內(nèi)被封閉的金屬體積將小于孔型型腔的容積，出現(xiàn)孔型未被充滿的現(xiàn)象。在鋼球表面上出現(xiàn)環(huán)溝，盡管溝環(huán)有寬有窄，都是由于金屬未充滿孔型所 造成的。只要適當(dāng)調(diào)小軋輥孔型徑向尺

12、寸，同樣可以收到顯著的效果。 軋輥的傾角調(diào)整斜軋的特點(diǎn)是軋輥軸線與軋制中心線不平行， 而在空間交叉一個(gè)角度，這個(gè) 角度稱為軋輥傾角。軋輥傾角的調(diào)整，是通過軋機(jī)傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)，變化角度的大 小。斜軋傾角調(diào)整的理論依據(jù)是軋輥的圓周速度在軋制線方向上的分速度等于 孔型螺旋前進(jìn)速度在軋制線方向上的分速度，即Dnsin：二 ntcos ：i（ 4-2）因此，斜軋傾角調(diào)整的實(shí)質(zhì)就是通過角度 a的變化滿足上述的等式，也就是 說通過角度a的變化，來協(xié)調(diào)軋件（靠軋輥摩擦力）在軋制線方向的運(yùn)動(dòng)和軋輥 孔型在軋制線前進(jìn)方向的運(yùn)動(dòng)，并使兩種運(yùn)動(dòng)匹配。軋輥傾角調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備負(fù)荷、軋輥的使用壽命等方面都有很大的影響

13、。421怎樣進(jìn)行軋輥傾角的調(diào)整軋輥傾角調(diào)整的內(nèi)容有兩點(diǎn)，一點(diǎn)是確定軋輥傾角的方向，另一點(diǎn)是確定軋 輥傾角大小。軋輥傾角的方向，就是軋輥軸線的傾斜方向。它與軋輥螺旋孔型左右旋有關(guān)。 若軋輥孔型為右旋時(shí)，從軋輥入口端看，右軋輥入口端應(yīng)向上，左軋輥入口端應(yīng) 向下。如果軋輥螺旋孔型為左旋時(shí)，貝U與右旋孔型的軋輥傾角方向相反。軋輥傾角的大小可用式4-3來確定。S:=tg A(4-3)nD式中S為軋輥螺旋孔型的導(dǎo)程，取孔型封閉處的前一變螺距或后一變螺距為宜。D是指鋼球軋輥的孔型平均直徑。這樣首先確定出的軋輥傾角 a理論值，在軋制過程中可根據(jù)鋼球的實(shí)際成形 情況作適當(dāng)?shù)奈⒘空{(diào)整。對(duì)于軸承鋼球的軋制，左、右軋

14、輥的傾角相等。傾角調(diào)整對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響(1) 傾角對(duì)產(chǎn)品端面的影響軋件在軋輥孔型中，一邊運(yùn)動(dòng)，一邊連續(xù)成形。軋件的變形過程是由于逐漸 升高軋輥孔型凸棱的作用，直徑方向逐漸壓細(xì)，軸向逐漸延伸。軋輥凸棱在軋件 端表上的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條阿基米德螺旋線，而正常的端面應(yīng)是光滑的表面。如果軋輥傾角調(diào)整不當(dāng)，會(huì)造成軋件的前端面或后端面被孔型凸棱所切，產(chǎn)品的端面不光滑。當(dāng)軋輥傾角調(diào)得過大，軋件的前端面頂著軋輥孔型凸棱前進(jìn)， 這時(shí)前端面被凸棱所切。當(dāng)軋輥傾角調(diào)得過小，軋件的后端面被軋輥孔型凸棱推 著前進(jìn)，這時(shí)后端面被凸棱所切。(2) 傾角對(duì)產(chǎn)品幅長的影響產(chǎn)品的幅長是指其回轉(zhuǎn)軸線方向上的長度。 產(chǎn)品產(chǎn)生幅短現(xiàn)象，除

15、軋輥孔型 軸向錯(cuò)位以外，還與傾角的調(diào)整有關(guān)。當(dāng)軋輥傾角調(diào)得小于孔型螺旋升角時(shí)，則軋件的前進(jìn)速度小于軋輥螺旋孔型 在軋制線上的前進(jìn)分速度，這時(shí)軋件相對(duì)軋輥要產(chǎn)生向后滑動(dòng)。由于軋件的后滑， 軋件在孔型未封閉前會(huì)漸漸脫離與孔型的軸向側(cè)面接觸，造成孔型前部充不滿。 當(dāng)軋輥孔型封閉后，軋件繼續(xù)變形。由于孔型前部空隙，還會(huì)在軋件本身變形力 的推動(dòng)下向前滑動(dòng)，造成孔型凸棱兩側(cè)均不與軋件接觸，形成產(chǎn)品短幅現(xiàn)象。當(dāng)軋輥傾角調(diào)得大于孔型螺旋升角時(shí)，也會(huì)造成鋼球短幅。在這種情況下，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品不短幅，而另一個(gè)產(chǎn)品短幅的現(xiàn)象，并且是間隔地出現(xiàn)。之所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象，是由于軋輥傾角調(diào)得過大，金屬在軸向難于后滑，孔 型

16、中金屬過滿。這部分過充滿的金屬，由于軋輥孔型凸棱的限制，難于向前變形。 金屬便向切向流動(dòng)，產(chǎn)生橫向變形，使軋件變成橢圓。當(dāng)孔型封閉后，這部分多 余的金屬在孔型中繼續(xù)變形，在其本身變形力的推動(dòng)下，還會(huì)推動(dòng)后一個(gè)未封閉 孔型中的金屬向后滑動(dòng)，從而造成鋼球短幅。當(dāng)這個(gè)短幅的鋼球被孔型封閉后。 多余金屬可以向前滑動(dòng)，不會(huì)推后一個(gè)鋼球向后滑，這樣后一個(gè)產(chǎn)品就不會(huì)短幅。 充滿孔型不短幅的產(chǎn)品，由于孔型的限制，多余金屬變形力只能推動(dòng)后一個(gè)未被 孔型封閉的金屬向后滑，又會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品短幅現(xiàn)象。這樣就會(huì)周期性地出現(xiàn)一個(gè)鋼 球短幅，一個(gè)鋼球不短幅的情況。傾角對(duì)鋼球疏松的影響傾角調(diào)得過小是不會(huì)發(fā)生產(chǎn)品疏松的，只是當(dāng)傾角

17、調(diào)得過大時(shí)才會(huì)發(fā)生產(chǎn)品 疏松。當(dāng)傾角調(diào)整過大時(shí)，孔型圭寸閉的金屬過多，這部分多余金屬，軸向變形受 到孔型凸棱的限制，迫使金屬切向流動(dòng)，產(chǎn)生橫向變形。軋件在孔型中受到反復(fù) 拉、壓、切應(yīng)力的作用。而造成鋼球中心斷裂，形成疏松或孔腔。傾角調(diào)整對(duì)軋制壓力與力矩的影響軋輥傾角對(duì)軋制壓力和力矩的影響是十分顯著的。從相關(guān)文獻(xiàn)提供的實(shí)測(cè)數(shù) 據(jù)可知，當(dāng)軋制坯料為65Mn，軋制溫度為1000C，其它條件不變時(shí)，只要改變 軋輥傾角，如由2o增加到2o30',軋制壓力和轉(zhuǎn)矩均要增加1.5倍左右。軋輥的相位調(diào)整所謂相位，是指兩個(gè)軋輥型腔在圓周方向要對(duì)正。如圖 4-6所示，相位對(duì)正 是指兩軋輥?zhàn)饔糜谲埣男颓粓A周

18、方向角度一致 （如圖4-6a）。圖4-6b為兩個(gè)軋 輥?zhàn)饔糜谲埣男颓粓A周方向角度不一致的情況，圖 4-6b所示為兩軋輥相差一 個(gè)©角。圖4-6軋輥相位調(diào)整示意圖a）相位對(duì)正 b）相位未對(duì)正圖4-7為斜軋鋼球時(shí)兩個(gè)軋輥型腔相位不正的情形。 這樣造成兩個(gè)軋輥給軋 件的壓入值（圖4-7中的影線部分）不一致。此時(shí)兩個(gè)軋輥給軋件每半圈的瞬時(shí) 展寬量不一樣。相位滯后的軋輥其展寬量減小，而相位超前的軋輥其展寬量增大。 這種非對(duì)稱軋制會(huì)帶來下述問題： 因?yàn)樯宪堓伇认萝堓亴?duì)軋件的摩擦力要大，所以造成軋件緊貼一個(gè)導(dǎo)板的情形。這樣既加重導(dǎo)板磨損，又容易劃傷軋件的表面（當(dāng)然，若相位相羞不多, 貼導(dǎo)板的力不

19、大，這對(duì)穩(wěn)定軋制是有一定的好處的）。 若上軋輥與下軋輥?zhàn)饔迷谲埣系牧Σ辉谝粭l線上，軋件未變形部分產(chǎn) 生彎曲，造成軋制不穩(wěn)定。由于沿圓周的變形量不同，上軋輥?zhàn)饔糜谲埣妮S向力大于下軋輥?zhàn)饔?于軋件的軸向力，軋件表面容易產(chǎn)生螺旋痕。圖4-7斜軋鋼球相位錯(cuò)位圖為了保證相位對(duì)正，解決辦法有兩種：第一是在加工軋輥與安裝軋輥時(shí)應(yīng)嚴(yán)格要求保證安裝相位準(zhǔn)確。軋輥的軸向調(diào)整軋輥軸向調(diào)整也是基本調(diào)整之一。它的基本要求是兩個(gè)軋輥型腔凸棱軸向要 對(duì)正。生產(chǎn)中檢驗(yàn)孔型軸向錯(cuò)位的方法如下：斜軋孔型軸向錯(cuò)位的判斷 從產(chǎn)品形狀判斷孔型軸向是否錯(cuò)位若軋輥孔型軸向發(fā)生錯(cuò)位，那么可以從軋出產(chǎn)品的頭尾形狀來判斷，如圖 4-8所示。圖中可見：當(dāng)孔型軸向錯(cuò)位時(shí)，軋出的產(chǎn)品幅短，而且兩端均帶有圓柱形的 凸臺(tái)。當(dāng)采用深淺孔型軋制時(shí)（即一個(gè)軋輥型腔凸棱高于軋制中心線， 另一個(gè)軋 輥型腔凸棱低于軋制中心線）軋輥型腔錯(cuò)位后，就會(huì)使軋件的前端或后端出現(xiàn)小 凸臺(tái)，并且軋件的幅短。從圖可以明顯看出孔型軸向錯(cuò)位軋出帶小尾巴的產(chǎn)品