浅析万能轧机咬入条件
冷轧轧制原理和规程设定
SH
v cos vH v cos
100
轧件在变形区内各不同断面上的运动速度
➢轧件无宽展 ➢体积不变条件 ➢中性面上轧件与轧辊水平分速度相等
vh vr vH
FH vH Fxvx Fhvh 常数
vH ＝ Fh ＝ 1
vh FH
＝ FH vh
Fh
vH
如果忽略宽展 ：
vH ＝ Fh ＝ hhbh ＝ hh vh FH hH bH hH
M z －轧制力矩，用于使轧件塑性变形所需之力矩
M m －克服轧制时发生在轧辊轴承，传动机构等的附加摩擦力矩
M k －空转力矩，即克服空转时的摩擦力矩
M d -动力矩，克服轧辊不均速运动时产生的惯性力矩
Mj
Mz i
Mm
Mk
换算到主电动机轴上的轧制力矩与静力矩之比的百分数称为轧机的 效率。
轧机效率：
摩擦系数增大引起剩余摩擦力增 加，从而前滑增大。
凡是影响摩擦系数的因素：如轧 辊材质，表面状态，轧件化学成 分，轧制温度和轧制速度等，均 能影响前滑的大小。
张力对前滑的影响
前张力增加前滑，后张力减 小前滑 前张力增加时，则使金属向 前流动的阻力减少，从而增 加前滑区。后张力增加时， 则后滑区增加。
荷图中的最大力矩不能超过电动机的允许过载负荷和持续时间。
（1）等效力矩的计算核电动机的校核
过载校核：
Mmax KG M H
M H —电动机的额定力矩； KG－电动机的允许过载系数
（2）电动机功率的计算
M max -轧制周期内最大的力矩。
电机功率：
N 0.105M jum n
kW
n－电动机的转速，r/min; η-电机到轧机的传动效率。
实现轧制的条件
17.4实现轧制的条件17.4.1轧制过程从轧件与轧辊接触开始到轧件被甩出为止，这一整个过程称为轧制过程。
轧制过程可分为三个阶段：咬入阶段、稳定轧制阶段和甩出阶段。
17.4.1.1咬入阶段咬入阶段是从轧件前端与轧辊接触的瞬间起到前端达到变形区的出口断面(轧辊轴心连线)。
在此阶段的某一瞬间有如下特点：(1)轧件的前端在变形区有三个自由端(面)，仅后面有不参与变形的外端(或称刚端)。
(2)变形区的长度由零连续地增加到最大值，即增加到l=(3)变形区内的合力作用点、力矩均不断地变化。
(4)轧件对轧辊的压力由零值逐渐增加到该轧制条件下的最大值。
(5)变形区内各断面的应力状态不断变化。
此阶段的变形区参数、应力状态与变形都是变化的，是不稳定的，因此称为不稳定的轧制过程。
因此，对此阶段主要是研究实际咬入条件的问题。
17.4.1.2稳定轧制阶段从轧件前端离开轧辊轴心连线开始，到轧件后端进入变形区人口断面止，这一阶段称为稳定轧制阶段。
此阶段中的情况与咬入阶段不同。
变形区的大小、轧件与轧辊的接触面积、金属对轧辊的压力、变形区内各处的应力状态等都是均衡的，因此称此阶段为稳定轧制阶段。
17.4.1.3甩出阶段从轧件后端进入变形区入口断面时起到轧件完全通过辊缝(轧辊轴心连线)，称为甩出阶段。
这一阶段的特点类似于第一阶段，即：(1)轧件的后端在变形区内有三个自由端(面)，仅前面有刚端存在。
(2)变形区的长度由最大变到最小，直至零。
(3)变形区内的合力作用点、力矩均不断地变化。
(4)轧件对轧辊的压力由最大变到零。
(5)变形区内各断面的应力状态不断变化。
17.4.2轧辊咬入轧件的条件轧钢生产中我们会发现，有时轧件轧不进去或即使轧件轧进去，但出现打滑现象，所以轧制过程能否实现取决于轧件是否能被旋转的轧辊拽入辊缝中，并能连续不断地进行轧制，直到轧完。
依靠旋转方向相反的两个轧辊与轧件间的摩擦力，将轧件拖入轧辊辊缝中的现象，称为咬入。
实现轧制过程的条件
8.1 咬入条件
一 摩擦力、摩擦系数与摩擦角
如图8-1所示 总反力与法向反力之间旳夹角称 为摩擦角。
摩擦角与摩擦系数旳关系如下
f tg
图8-1 拟定摩擦角
二 咬入时旳作用力分析
1 轧件对轧辊旳作用力N’与摩擦力T’ 2 轧辊对轧件旳作用力N与摩擦力T
图8-2 轧件对轧辊旳作用力
8.5 三种经典轧制情况
决定轧制过程本质旳主要原因是轧件和轧辊尺寸。
一 第一种轧制情况
如图8-6（a）所示，即以大压下量轧制薄轧件 旳轧制过程，其相对压下量34～50％，值较小。
1力学特征 单位接触面积上旳轧制压力（单位压力）沿接
触弧旳分布曲线有明显旳峰值，而且压下量越大， 单位压力越高，且峰值越尖，尖峰向轧件出口方向 移动（如图8-7）。
这就是轧件旳咬入条件
（2）当Tx＜Nx时，一样可推得 ＜ 轧件不能
咬入轧机
（3）当Tx＝Nx时，一样可推得 = 是轧件咬
入旳临界条件。 一般将咬入条件定为
≥
8.2 剩余摩擦力旳产生及稳定轧制旳条件
一 剩余摩擦力旳产生
剩余摩擦力：把用于克服推出力外还剩余旳摩 擦力旳水平分量称为剩余摩擦力。
摩擦系数越大，剩余摩擦力越大；而当摩擦系 数为定值时，随咬入角减小，剩余摩擦力增大。
图8-3 轧辊对轧件旳作用力
图8-4 作用力与摩擦力旳分解
三 轧辊咬入轧件旳条件
1 用力表达旳咬入条件
若Nx＞Tx，则轧件不能咬入； 若Nx＜Tx，则轧件能够咬入； 当Nx=Tx时，轧件处于平衡状态，是咬入旳临界 条件。
2 用角度表达旳咬入条件
（1）当Tx＞Nx时
fN cos ＞ N sin
轧制工艺学下总结
轧制工艺学下总结1.咬入：依靠回转的轧辊与轧件之间的摩擦力，轧辊将轧件拖入轧辊之间的现象。
改善咬入条件的途径：⑴降低α：①增加轧辊直径D；②降低压下量Δh；实际生产：①小头进钢②强迫咬入；⑵提高β：①改变轧件或轧辊的表面状态，以提高摩擦角；②合理地调节轧制速度：低速咬入，高速轧制。
2.宽展：高向压缩下来的金属沿着横向移动引起的轧件宽度的变化。
自由宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，不受任何其他阻碍和限制。
限制宽展：在横向变形过程中，除受接触摩擦影响外，还受到孔型侧壁的阻碍作用，破坏了自由流动条件，此时宽展称为限制宽展。
强迫宽展：在横向变形过程中，质点横向移动时，不仅不受任何阻碍，还受到强烈的推动作用，使轧件宽展产生附加增长，此时的宽展称为强迫宽展。
滑动宽展是由于接触摩擦阻力的作用，使轧件侧面的金属，在变形过程中翻转到接触表面上，使轧件的宽度增加。
鼓形宽展是轧件侧面变成鼓形而造成的宽展量。
影响宽展的因素：①相对压下量的影响。
相对压下量越大，宽展越大。
②道次越多，宽展越小：单道次l/b较大，宽展大，多道次l/b较小，宽展小。
③轧辊直径的影响：轧辊直径增加，宽度增加。
④摩擦系数的影响：随着摩擦系数的增加，宽展增加；所有影响摩擦系数的因素都对宽展有影响（轧制温度、轧制速度、轧辊材质和表面状态，轧件的化学成分）。
⑤轧件宽度的影响：假设变形区长度一定，随轧件宽度增加，宽展先增加后逐渐减小，最后趋于不变。
3.前滑的概念：轧件出口速度Vh大于轧辊在该处的速度V，即Vh>V的现象称为前滑现象。
前滑值：轧件出口速度Vh与对应点的轧辊圆周速度的线速度之差与轧辊圆周速度的线速度之比称为前滑值。
Sh=(Vh-V)/V *100% 后滑的概念：轧件进入轧辊的速度VH小于轧辊在该处的线速度V的水平分量V cosa的现象称为后滑。
后滑值：后滑值是指轧件入口断面轧件的速度与轧辊在该点处圆周速度的水平分量之差同轧辊圆周速度水平分量之比值。
轧钢工题库
轧钢工题库一、选择题1. 供给轧辊冷却水的作用是( C )。
A.润滑 B．降低轧件温度 C．降低轧辊温度 D．清除氧化铁皮2.“GB”是( A )的缩写代号。
A.国家标准 B．企业标准 C．行业标准 D．内控标准3.金属晶体在外力作用下，沿一定的晶面和晶向产生相对移动的现象称为( B )。
A．孪生 B．滑移 C．屈服 D.延伸4. 轧件被轧辊咬入的力是轧辊与轧件之间的( B )。
A．张力 B．摩擦力 C．轧制力 D．弹力5.下列不属于攀钢生产重轨常用的材质是（ C ）A.U75VB.U71MnC.EN 260D.900A6.冷轧的含义是( A )。
A．在再结晶温度以下进行的轧制 B．在再结晶温度以上进行的轧制C．原料加热后进行的轧制 D. 高于室温的温度下进行的轧制7. 钢是Q235指的是该钢种（ B ）为235N/mm2。
A．抗拉强度 B．屈服强度 C．冲击韧性 D．冲击强度8. 2Cr13钢的平均含碳量为（ C ）。
A．13% B．0.13% C．0.2% D．2%9. ( A )在钢中能引起钢在热加工时开裂，即产生所谓热脆。
A．硫 B．磷 C．碳 D.钛10. 金属热加工比冷加工时( B )。
A.变形抗力低能量消耗多B.变形抗力低能量消耗少C.变形抗力高能量消耗多D.变形抗力高能量消耗少11. 后滑的金属流动速度比轧制速度( B ) 。
A. 大B.小C. 相等D.没有关系12. IF钢是在超低碳中加入适量的碳氮化合物，使钢中的C、N原子完全被固定成碳氮化合物，使钢中没有间隙固溶的原子存在，该钢被称为（ C ）钢。
A.固溶体B.碳化物C.无间隙原子钢D.双相钢13. 轧件的前后张力加大时，宽展( A )。
A．减少 B．增大 C．不变 D．增大、减少都有可能14.采用（ D ）的轧机刚度最差。
A. 球面磙子轴承B.油膜轴承C.圆锥磙子轴承D.胶木瓦轴承15.在H型钢的压下量分配上，理论上应该做到腰部延伸系数＝腿部延伸系数。
冷轧基础知识
第二节影响轧制的主要因素一、轧件的咬入1、咬入条件为了实现轧制过程，首先必须使轧件咬入轧辊,然后才能使金属充满轧辊的间隙，进行轧制.实践证明，金属的咬入和轧制过程的建立,并不是在任何情况下都能实现的，因此有必要研究轧辊咬入轧件的条件。
在轧件的咬入瞬间，每个轧辊将向轧件作用两个力。
一个是垂直于轧辊和金属相接触的法线力（径向力）N，另一个是轧辊与轧件表面相切处的摩擦力T，力N和力T之垂直分力的方向相同，使金属产生压缩变形，而力N和力T的水平分力则方向相反,水平分力TX力求将轧件拖入轧辊之间，而水平分力NX则力求将轧件推出轧辊。
显然，根据此二力的作用可以看出:⑴如果NX ＞TX时，则轧辊不可能将轧件咬入，轧制过程不能实现。
⑵如果NX＝TX时，则处于平衡状态，轧件仍然不可能被自然咬入。
⑶如果NX ＜TX时，则轧辊可将轧件咬入.因此，如果不考虑咬入时的惯性力,要实现咬入，必须具有以下条件：TX＞NX当轧件被咬入充满辊间后，轧件与轧辊的接触面积逐渐增大，轧辊对轧件的合压力作用点也逐渐向内移动，最大咬入角与摩擦角的关系也随之发生变化。
2、影响轧件咬入的因素⑴轧辊直径及压下量的影响：当板厚一定时,轧辊直径愈大，则咬入角愈小，愈易咬入.⑵轧件形状影响：由于轧件前端形状不同，对咬入难易有很大关系。
当轧件前端大于后端时不利于咬入，当轧件前端小于后端,特别是两端呈尖形或船形者有利于咬入。
因开始咬入瞬间，轧件与轧辊接触点的位置及接触面的大小不同,显然，接触点愈向内移和接触面积愈大,则愈有利于咬入.为了易于咬入，常将铸锭的前端(或后端）制成尖楔形，圆形或椭圆形。
⑶轧辊表面状态对咬入的影响轧辊表面愈粗糙（例如工作几个班之后的普通材料轧辊)摩擦系数大,有利于咬入。
反之，轧辊表面光滑（如冷轧的抛光辊)轧件的咬入就困难.⑷轧制速度对咬入的影响轧制速度提高,不利于轧件咬入,轧制速度降低，则有利于轧件的咬入。
轧制速度影响咬入的原因，一方面是由于轧制速度的提高,降低了轧辊与轧件间的摩擦系数，使咬入困难,另一方面是由于轧制速度的提高产生了妨碍轧件咬入的惯性力.在某些轧机上，为了保持轧制过程的高生产率，但又避免由于提高轧制速度给咬入带来的不良影响，通常采用可调节速度的轧制方式。
轧制原理RM
轧制原理1 轧制过程的基本概念轧制过程是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压缩产生塑性变形的过程。
轧制过程除使轧件获得一定形状和尺寸外，还必须具有一定的性能。
1.1变形区主要参数(1) 轧制变形区：轧件承受轧辊作用产生变形的部分称为轧制变形区，即从轧件入辊的垂直平面到轧件出辊的垂直平面所围成的区域如图中AA 1B 1B ，通常又把它称为几何变形区。
(2) 咬入角：下量h ∆()h H h -=∆ (c 2R R h -=∆所以：Dh ∆-=1cos αRh∆=212sinα当α很小(<~10α22sinαα≈，可得：其中，D ，R －轧辊的直径和半径；h ∆－压下量。
(3) 接触弧长度（l ）:轧件与轧辊相接触的圆弧的水平投影长度，如图1.1中线段AC ，所以通常又把AC 称为变形区长度。
两轧辊直径相等时，变形区长度的计算：2222⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--=h R R l所以： 42h h R l ∆-∆=第二项与第一项相比小得多，因此可以忽略不计，则接触弧长度公式变为：h R l ∆=(4) 轧制变形的表示方法a) 用绝对变形量表示：即用轧制前、后轧件绝对尺寸之差表示。
绝对压下量为轧制前、后轧件厚度H 、h 之差，即：h H h -=∆；绝对宽展量为轧制前、后轧件宽度B 、b 之差，即：B b b -=∆； 绝对延伸量为轧制前、后轧件长度L 、l 之差，即：L l l -=∆。
用绝对变形不能正确说明变形量的大小，但由于习惯，前两种变形量常用，而绝对延伸量一般情况下不使用。
b) 用相对变形量表示：即用轧制前、后轧件尺寸的相对变化表示的变形量。
相对压下量：%100H h H - %100h h H - H hln 相对宽展量：%100B B b - %100b B b - B bln 相对延伸量：%100L L l - %100l L l - Llln c) 用变形系数表示：即用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度。
轧 制
R h
Ψ-力臂系数，一般取0.3-0.6
(b0 b1 ) M p Rh 2
在简单轧制情况下，驱动两辊的轧制力矩
M M1 M 2
M pRh (b0 b1 )
3．2．2 轧制方法 1. 按轧制温度分类
压下系数 h0 h1 压下率 h h 100 % 0 l 延伸系数 1 l0 宽展 b b1 b0
2. 轧制过程的金属流动
设：轧件无宽展，垂直截面水平流动速度相同，则按体积不变条件可知， 变形区流动速度变化： • • • 在轧辊入口：金属的流动速率 < 轧辊表面圆周速度 在轧辊出口：金属的流动速率 > 轧辊表面圆周速度 则在变形区存在一个金属流速 = 轧辊表面园周速度的地方→中性面
使用轧机：单机架可逆式、连续式。 产品一般以卷供应。
（2）工艺流程：
一般工艺流程为：热轧卷料→酸洗→冷轧→退火→平整
二、管材轧制
管材是金属中使用最广的产品，尤其是钢材，就钢管而
言，一般尺度范围为：ф0.1--4000mm 生产方法： X 0.01—100mm。
•
无缝管
热轧无缝钢管 冷轧无缝钢管
1．线材轧制特点 ① 总延伸率大，轧制温降快，头尾温差大，轧速高（100m/s）
② 机架多，分工细
③ 具特殊孔型系统 • 多辊孔型系统
• 45°轧机孔型系统
(a)多辊孔型系统：三角—弧边、三角-圆孔型系统 (b)45°轧机孔型系统：椭-椭-圆、弧菱-弧菱-圆、 椭-圆-椭-圆、平-平-椭-圆
3．线材控制冷却线
板带材的几何外形特征用宽厚比B/H表征。
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浅析万能轧机咬入条件
钢铁作为国家建设的重要材料，随着时间的推移，各种生产设备也得到了较大的提升。
目前，使用比较广泛的一项设备是万能轧机。
该设备可生产较多类型的钢铁，包括H型钢铁、钢轨、工字钢等等。
但是，任何一项设备在使用的过程中，必须满足一定的条件，才可以得到理想的产品。
对于万能轧机而言，咬入条件是比较重要的一个条件，甚至有可能对钢铁的生产和设备本身造成极大的影响。
因此，通过对万能轧机咬入条件的分析，能够进一步明确在实际的生产中，该如何满足钢铁的生产标准，能够对今后的设备优化，提供较多的参考。
标签：万能轧机；咬入条件；分析
相对于其他的轧机而言，万能轧机在使用过程中，自身的性能和特点都是比较突出的。
目前，万能轧机在使用过程中，轧制的精度要高于一般类型的轧机，轧辊的磨损程度较低，总体上的能耗并不高，非常符合我国的钢铁加工生产要求。
在大部分标准都保持高水平的情况下，咬入条件成为了现今影响万能轧机的重要内容，也是重点研究的环节。
咬入条件在充分满足且提升后，将会对钢铁的加工质量和设备的性能，产生积极影响。
在此，文章主要对万能轧机的咬入条件展开分析。
1 万能轧机的特点
第一，万能轧机具有四个不同辊型的轧辊构成孔型，这就对钢铁的加工生产提供了较多的可能，能够满足建设工作中，部分特殊钢铁的加工生产要求。
第二，万能轧机在应用过程中，两个水平辊是主动辊，两个立辊是被动辊。
这种设计虽然不是很特殊，但对于轧钢而言，主动辊和被动辊的有效设计，可提高生产效率，并且在安全性方面，也是比较理想的。
第三，立辊辊型一般是平直辊，而水平辊的辊型，通常是带有外侧壁的凸型辊，如图1所示。
第四，水平辊轴承座的中心面与立辊轴承座的中心面平行且超前15mm；由于采用偏心压下装置使水平辊的中心面在4的基础上再超前立辊中心面（（15）2-（15-S/2）2）1/2mm，如图2。
2 确定轧件接触轧辊的顺序
对于万能轧机而言，在咬入条件的分析当中，确定轧件接触轧辊的顺序，是很有必要的，并且会对今后的设备优化和技术处理，产生较大的影响。
结合以往的工作经验和当下的工作标准，文章认为，确定轧件接触轧辊的顺序，应从以下几个方面出发：第一，利用接触弦长的计算公式，计算出水平辊、立辊的接触弦长。
经过详细的计算发现，当水平辊接触来料的腹板时，立辊并没有接触到轧件。
第二，在加工生产中，考虑到来料腿内侧的斜度问题，发现U1的内幅宽数值，总体上要比开坯机内幅宽数值更大一些。
因此，在来料腿内侧以及水平辊的接触情况方面，应进行大量的计算和分析。
最终得到的结果为，水平辊在接触来料腿内侧的时候，操作人员应先于立辊接触来料外侧和水平辊接触来料腹板，这样才能得到更好的结果。
3 水平辊咬入条件的分析
万能轧机咬入条件的分析中，比较重点的部分，在于水平辊咬入条件的分析。
经过长期的研究和分析，认为万能轧机咬入条件的分析，可尝试在以下几项工作中努力：第一，热轧件的对轧辊的摩擦系数，在具体的计算中，可根据艾克隆德公式进行计算。
f=k1×k2×k3×（1.05-0.0005×t）=1×0.98×1×（1.05-0.0005×1000℃）=0.541；其中：k1为轧辊材质影响系数，轧辊为钢轧辊k1=1；k2为轧制速度影响系数，轧机轧制速度小于1.4m/s，查阅相关图可得k2=0.983；k3为轧件材质影响系数，轧件材质为碳素钢，查阅相关表可得k3=1；t为轧制温度℃。
其次，我们需要对轧件咬入时的受力情况，进行详细的分析，以此来得到准确的水平辊极限下压量，以此来作为日后生产的重要标准。
第三，由于立辊是被动辊，对轧件咬入起阻碍作用，因此当不考虑水平辊接触来料腹板时，校合轧件接触立辊时的水平辊外侧壁咬入条件就可以确定轧件是否咬入轧机。
第四，通过计算在来料不变、压下量不变的情况下，β实际和β极限与轧辊直径变化的关系获得确定。
4 轧件咬入轧机与轧辊直径的关系
万能轧机在咬入条件的分析中，通过上述几个步骤，基本上可以得到确定的结论。
相对而言，咬入条件所包括的内容比较广泛，轧件咬入轧机与轧辊直径的关系，是比较重要的一项内容。
通过对数据的分析和以往成果的总结，认为轧件咬入轧机与轧辊直径之间所表现出的关系，包括以下几个方面：第一，万能轧机在运作过程中，水平辊的直径表现出增大的情况时，咬入的可能性会更大，因此在水平辊的直径控制方面，需进一步的加强。
第二，立辊在直径增大的时候，咬入的可能性也会增大，这比较符合万能轧机本身所具有的特点。
第三，轧辊直径在表现出最小的状态时，咬入的可能性是最小的。
第四，当立辊的直径发生变化的时候，对咬入的条件影响较大，因此，日后应在立辊的直径控制方面进一步的加强。
5 轧件咬入轧机与压下量的关系
万能轧机的咬入条件分析中，另一项重点内容在于，我们需要对轧件咬入轧机与压下量的关系进行明确，通过对不同关系的掌控和有效处理，可进一步的满足万能轧机的咬入条件，进而对生产、加工钢材产生较大的积极意义。
经过总结与分析，认为轧件咬入轧机与压下量的关系，重点表现在以下几个方面：第一，立辊压下量在增大的过程中，总体上并不利于轧件的咬入。
因此，日后运作万能轧机时，需要将立辊压下量，尽量的控制在较小范围内。
第二，水平辊压下量在增大的过程中，总体上并不利于轧件的咬入，日后需重点注意。
第三，当压下量表现出总体增大的时候，轧件的咬入并不顺利，所以，日后要对整体的压下量，有一个较强的把控。
第四，立辊压下量，对轧件的咬入影响，各方面都是比较大的，所以必须得到全面的控制。
6 结束语
文章对万能轧机咬入条件展开分析，在现阶段的工作中，万能轧机的咬入条件，得到了很大程度的满足。
现今所生产的各种类型钢材，在很多方面均获得了理想的水平，不仅满足了市场的需求和建筑业的需求，同时在工艺水平上也获得了较大的提升，创造的经济价值和社会价值都是值得肯定的。
今后，我们应对万能轧机咬入条件开展深入的研究，并且对一些细节上的影响因素进行探究，进一步提高工艺水平。
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