轧钢机械考试题

一. 填空题

1．轧钢是将（钢锭或钢坯）轧制成钢材的生产环节。

2．轧钢机一般由（主电动机）（传动装置）（工作机座）三种主要装置组成。

3．钢板轧机是以（轧辊轧身长度）标称的。

4．钢管轧机是以（所能轧制的钢管的最大外径）标称的。

5．变形速度是指（单位时间内）的相对变形量

6．金属在变形区内呈（三向受压）应力状态。

7．变形阻力随着变形程度增加而增大的现象叫（强化）

8．强化消除包括（回复）和（再结晶）

9．带张力轧制的四辊轧机传动类型是（传动工作辊）或（传动支承辊）

10．常见的轧钢机工作制度有（不可逆式）和（可逆式）

11．影响轧机平均单位压力的主要因素是（金属变形阻力）和（金属应力状态）

12．按照轧机类型，轧辊可分为（板带轧机轧辊）（型钢轧机轧辊）两大类。

难度：易

答案：，

13．轧辊由（辊身）（辊颈）（轴头）三部分组成

14．型钢轧机轧辊的名义直径是指（齿轮座的中心距）。初轧机轧辊的名义直径是指（辊环的外径）

15．四辊轧机中支承辊的直径主要取决于（强度）和（刚度）

难度：中

答案：，

16．四辊轧机辊系的抗弯刚度通常用（辊身长度/支承辊直径）表示，其值愈（小）则刚度愈（高）

17．轧辊的重车率是指（全部的重车量与轧辊名义直径的百分比）

18．液体摩擦轴承有（动压）（静压）(静—动压）三种结构形式。

难度：中

答案：，

19．根据操作特点，压下装置有（手动）（电动）（液压）三种类型。

20．上轧辊平衡装置的类型主要有（弹簧平衡装置）（重锤平衡装置）（液压平衡装置）三种

21．根据轧钢机形式和工作要求，轧钢机机架一般分为（开式机架）和（闭式机架）。

22．轧件的整个剪切过程主要分为（刀片压入金属）和（金属滑移）两个阶段。

23．轧件矫正过程是使轧件产生（弹塑性）变形

24．轧件矫正过程中的两个阶段是（弹塑性弯曲阶段）和（弹性恢复阶段）

25．矫正机的作用是矫正轧件的（形状缺陷）

难度：中

答案：

二．选择题

1．大多数的钢材是通过（  D  ）方法制成材的。

A.锻造     B.挤压     C 拉拔       D轧制

2.钢坯轧机是以轧辊（     B         ）标称的

A工作直径   B名义直径

3型钢轧机是以（      A        ）标称的

A齿轮座齿轮节圆直径    B 工作直径

4．“250半连续式线材车间”可以解释（        B      ）

A所有的精轧机轧辊名义直径都是250mm

B最后一架精轧机轧辊名义直径是250mm

5．斜轧机两轧辊的轴线（    C          ）

A平行  B 垂直  C 交叉

6．横轧机两轧辊的旋向（      A        ）

A同向       B 反向

7．纵轧机两轧辊的旋向（     B         ）

A同向   B反向

8．轧钢是使钢产生（     B         ）

A弹性变形     B塑形变形       C弹塑形变形

9．相对变形（       B       ）反映工件的真实变形程度

A能          B不能

10．通常把轧制钢板看成是（     B         ）问题

A平面问题      B平面应变

11．金属的强化与变形程度（      A        ）

A有关         B无关

12．温度越高，金属强化消除的速度（   B           ）

A越小         B 越大

13．在轧制薄板时，一般采用（      A        ）轧辊

A小直径       B  大直径

14．地下式卷取机卷取的温度一般在（        A      ）

A金属相变点以下      B金属相变点以上

15．辊式矫正机只能有效的矫正轧件的（     B         ）形状缺陷

A三维           B  二维

16. 轧件原始曲率1/r0=0表明轧件原始状态是（   A         ）

      A 平直       B  不平直

三   简答题

1 什么是金属塑性变形阻力？其值大小取决于哪些因素？

答：金属塑性变形阻力是指在单向应力状态下金属材料产生塑性变形时所需的单位面积上的力。

其值大小取决于金属化学成分和组织、变形温度、变形速度、变形程度、加工历史。

2 轧钢辅助设备主要有哪几类？

答：剪切类、矫正类、卷取类、打捆包装类、表面清理加工类、运输翻转类。

3 轧钢辅助设备的工作制度主要有哪几种？

答：连续工作制、短时工作制、启动工作制、阻塞（启动）工作制。

4 轧制钢板时，为什么轧件会被轧长，而宽度方向变化较小？

答：根据最小阻力定律，物体在变形过程中，当质点有向各方向移动的可能时，物体质点将向阻力最小方向移动。在平辊上轧制钢板，由于辊身方向存在摩擦力，轧件高度方向又受到轧辊的，因而轧件主要是沿阻力最小的轧制方向伸长，在宽度方向移动很小。

5 什么是压下系数？什么是宽展系数？什么是延伸系数？

答：压下系数η=h1/h0

宽展系数β=b1/b0

延伸系数λ=L1/L0

其中 h0,  b0  ,L0    为轧件轧前高度、宽度、长度。

     h1  ,b1,  L1   为轧件轧后高度、宽度、长度。

6 什么是轧制时的前滑和后滑？

答：轧件与轧辊在出口处产生相对滑动称为前滑；轧件与轧辊在入口处产生相对滑动称为后滑.

7 塑性方程是什么?其物理意义是什么?

答：塑性方程为（δ1-δ2）+（δ2-δ3）+（δ3-δ1）=2δ

　　  其中　　δ1，δ2，δ3为单元主应力

　　　　　　  δ为金属变形阻力

其物理意义是在三向应力状态下，当主应力差的平方和等于金属材料塑性变型阻力平方的二倍时，物体就会开始产生塑性变形。

8 影响金属变形应力状态条件的因素有哪些？

答：外摩擦影响、外区影响、张力影响。

9 什么叫热轧？什么叫冷轧？

答：热轧是指金属材料在再结晶温度以上轧制。

冷轧是指金属材料在再结晶温度以下轧制。

10 轧机主电机轴上的力矩由哪几部分组成？

答：轧辊上的轧制力矩、附加摩擦力矩、空转力矩、动力矩。

11 具有什么条件的轧制过程称为简单轧制过程？

答：1）两个轧辊都驱动                2）两个轧辊直径相等

3）两个轧辊转速相等              4）被轧金属作等速运动

5）被轧金属只受到来自轧辊的力

6）被轧金属的机械性质是均匀的

12.工作辊传动的四辊轧机如何保持工作辊的稳定性？

答：保持工作辊稳定性的方法是使工作辊中心相对支承辊中心连线有一个偏心距e，偏心距e值的大小应使工作辊轴承反力F在轧制过程中恒大于零且力的作用方向不变。

13 计算轧件与轧辊接触面积时，什么情况下考虑轧辊的弹性压扁现象？什么情况下不考虑轧辊的弹性压扁现象？

答：轧制薄板时要考虑轧辊产生的弹性压扁现象

轧制中厚板，板坯，方坯，异型断面时不考虑轧辊产生的弹性压扁现象

14.带有孔型的轧辊，其辊身长度主要取决于哪些因素？

答：1）孔型配置  2）轧辊的抗弯强度 3）轧辊的刚度

15如何确定初轧机和型钢轧机的轧辊尺寸？

答：根据轧件的绝对压下量和咬入角，先确定轧辊的工作直径，然后再根据辊身长度与工作直径的比值要求，确定其辊身长度。

16如何确定板带轧机的轧辊尺寸？

答：根据轧件的宽度先确定辊身长度，然后再根据轧辊强度，刚度和有关工艺条件确定其直径大小。

17如何考虑初轧机和型钢轧机轧辊材料的选择？

答：由于冲击负荷较大，因此在选择轧辊材料时应将满足强度要求放在第一位，辊面硬度可放在第二位，在型钢轧机的成品机架上，轧辊要有较高的硬度和耐磨性。

18如何考虑带钢热轧时轧辊材料的选择

答：工作辊应以满足硬度要求为主，支承辊主要考虑轧辊强度要求和淬透性。

19如何考虑带钢冷轧时轧辊材料的选择？

答：工作辊要以满足强度和硬度要求为主

支承辊主要考虑强度和轧辊的淬透性。

20.冷轧带钢时，为什么工作辊不采用铸铁轧辊？

答：尽管冷轧工作辊的硬度要求很高，但却不使用铸铁轧辊，这是因为当轧辊直径确定后，可能轧出的轧件最小厚度和轧辊的弹性模量E值成反比。即材料的弹性模量E愈大，可能轧出的轧件厚度愈小。铸铁的E值只是钢E值的一半。为此在冷轧带钢时，使用铸铁轧辊是不利的，故不使用铸铁轧辊。

21.轧辊的破坯主要有哪些原因？

答：1）轧辊的形状设计不合理或设计强度不够

2）轧辊的材质,热处理或加工工艺不合要求

3）轧辊在生产过程中使用不合理

22.初轧机型钢轧机的轧辊强度校核包括那些？

难度：难

答：辊身计算弯曲强度；辊颈计算弯曲强度和扭转强度，传动端轴头计算扭转强度

23传动工作辊的四辊轧机，轧辊强度校核包括那些？

答：工作辊计算传动端的扭转强度

支承辊计算辊身中部和辊颈处的弯曲强度

工作辊与支承辊之间的接触强度

24轧辊的变形主要有哪些？

答：弯曲变形，扭转变形，剪切变形，辊间压扁变形

25轧辊轴承的工作特点是什么？

答：工作负荷大，运转速度差别大，工作环境恶劣

26板带轧机轧辊轴承主要有哪几种？

答：双列球面滚子轴承，四列圆锥滚子轴承

   多列圆柱滚子轴承，液体摩擦轴承

27初轧机，型钢轧机轧辊轴承主要由哪几种？

答：夹布胶木轴承，铜瓦，尼龙轴承，液体摩擦轴承

28轧辊调整装置的作用是什么？

答：辊缝调整能保证轧件轧出合格的断面要求。

轴向调整能保证轧件对准孔型

29快速电动压下装置的要求是什么？

答：1）采用惯性小的传动系统，以便频繁地启动制动

2）必须有克服压下螺丝阻塞事故（坐辊或卡钢）的措施

30上轧辊平衡装置的作用是什么？

答：消除轴承座与压下螺丝之间，压下螺丝与压下螺母的螺纹之间的间隙，避免产生冲击，影响轧件尺寸。

31压下螺丝的螺纹主要有哪两种，各用在什么场合？

答：螺纹有矩形和梯形两种。矩形螺纹主要用在初轧机中，特点是效率高速度快。梯形螺纹主要用在板带轧机中，特点是强度高。

32机架设计的原则是什么？

答：轧辊断裂时机架不产生塑性变形。

33机架的安全系数和轧辊的安全系数要求有什么关系？

答：n机架=（2~2.5）n辊

一般 n辊=5  n机架=10~12.5

34为什么对于高而窄的四辊轧机立柱断面用矩形断面？

答：对于高而窄的四辊轧机闭式机架，由于力作用不大，立柱力矩较小，而横梁力矩较大。因此，在立柱断面 形状上可选择惯性力矩较小的矩形断面。

35闭式机架的强度校核主要有哪些？

答：上横梁外侧的弯曲应力；

立柱内侧的弯曲应力和拉伸应力。

36闭式机架的弹性变形主要由哪几部分组成？

答：弯矩和切力产生的上横梁弯曲变形

拉伸和弯矩产生的立柱拉伸变形。

37四辊轧机工作机座的弹性变形包括哪些？

答：辊系变形、支承辊轴承及轴承座变形、机架变形、压下系统变形、止推球面垫变形、垫板及测压仪变形。

38机座自然刚度的物理意义是什么？

答：C=ΔP/Δf     即使机座产生1mm弹性变形所需要的轧制力，它表示机座抵抗变形的能力。机座刚度系数愈大，表示机座的刚度愈好。

39提高机座刚度的途径有哪些？

答：1）提高承载零件的刚度     2）对机座施加预应力     3）缩短轧机应力线长度。

40轧制中获得良好板形的原则是什么？

答：板材中部和边缘部分压下率相等。

41冷连轧机上通常采用什么装置改善板形？

答：液压弯辊装置或抽动工作辊装置。

42影响轧辊辊缝形状的主要因素有哪些？

答：轧辊的弹性弯曲变形、轧辊的热膨胀、轧辊的磨损、轧辊的弹性压扁、轧辊的原始辊缝。

43轧钢机主传动装置主要由哪几部分组成？

答：减速机、齿轮座、连接轴、连轴节。

44选择轧钢机主电动机功率的基本方法有哪些？

答：1）轧制过程中轧机的负荷变化不大，或按照一定规律变化而动负荷较小，这类轧机电动机容量是按静负荷图来选择。

2）轧制过程中轧机的负荷变化较大，这时为了使电动机负荷均匀而采用飞轮。这类轧机选择电动机时，必须考虑因飞轮加速而产生的动力矩。

3）轧制过程中要求轧机经常调速或可逆运转，这类轧机的动负荷较大，选择电动机容量时需考虑动负荷的影响。

45按照刀片的形状与配量以及轧件情况剪切机可分为哪几类？

答：平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机、飞剪机。

46飞剪机的基本要求是什么？

答：1）V切=(1~1.03)V轧

2）能够调节定尺长度。

3）能够满足轧机或机组生产率的要求。

47热锯机的主要机构有哪些？

答：锯片传动机构、锯片送进机构、锯片横移机构。

48根据机构特点矫正机分为哪几种？

答：压力矫正机、辊式矫正机 、管棒式矫正机、拉伸矫正机。

49辊式矫正机的小变形矫正方案是什么？

答：小变形矫正方案是指矫正机上每个棍子的压下量都可以单独调整的假象调整矫正方案。矫正机上各个棍子的反弯曲率的选择原则是只消除在前一辊上的最大残余曲率，使之变平，

50辊式矫正机的大变形矫正方案是什么？

答：大变形矫正方案是使具有不同原始曲率的轧件经过几次剧烈的反弯，以消除其原始曲率的不均匀性，形成单值曲率，然后按照矫正单值曲率轧件的方法加以矫正。

四．计算题

1．780/1250X1700轧机，轧辊速度vr=1.5m/s ,摩擦系数u=0.3, 轧前厚度Ho=32mm, 轧后厚度h1=1.6mm,试计算下列参数

1．）绝对下压量Δh, 变形程度ε，平均变形程度εm

2．）咬入角α, 轧件能否自然咬入？为什么？

3．）延伸系数λ（Δb=0），压下系数η

4．）接触弧长l

难度：中

解：  1。）Δh=H0-H1=32-16=16mm

        ε=Δh/H0=16/32=50%

        εm=(2/3)ε=33.3%

2.)α= Δh/R=  16/390=0.203

         tgα=α=0.203         所以 轧件能够自然咬入

      3．）η=h1/H0=16/32=1/2

           η*β*λ=1

           Δb=0     β=1

           λ=1/η=1/(1/2)=2

      4.)l=  R*Δh=  390*16=78.99mm

2.判断下列物体能否产生塑形变形？为什么？

已知   δ=20Kg/mmxmm

(1)

(2).

. 

解：塑性方程式 （δ1-δ2） +（δ2-δ3）+（δ3-δ1）=2δ 

         1).δ1=15　　　　δ2=0　　　　δ3=0

          2δ =2X20X20=800Kg/mm2

         （δ1-δ2）+（δ2-δ3）+（δ3-δ1）=2δ1=2x15x15=450Kg/mm2<2δ

      所以   不产生塑形变形

2)  2δ=2x20x20=800Kg/mm2

δ1=10　　　δ2= -5　　　　δ3=  -15

（δ1-δ2）+（δ2-δ3）+（δ3-δ1）=15x15+10x10+25x25=950Kg/mm2>2δ

          所以   能产生塑性变形

3 钢坯车间剪切区要完成轧件的切头，切尾，定尺寸。现有一启动工作制飞剪。两电光管。两继电器及送料辊设备，如何配置这些设备才能满足工艺要求。 已知：轧件长12.5m ，定长6m，切头0.25m，切尾0.25m，送料辊速度v0=2.5m/s,时间继电器t1=2.5秒，t2=1秒

难度：中

解：     

L1=v0t1-l’=2.5x2.5-0.25=6m

L2=L-v0t2=6-2.5x1=3.5m

一光电管和时间继电器（t1=2.5秒）放在飞剪前6m处，可以切头0.25m

将另一光电管和时间继电器放在飞剪之后3.5m处可以切成定尺为6m的轧件及切尾0.25m

4  送料机构与剪切机构分别驱动带有径向匀速机构的滚筒式飞剪机。已知剪切机构的空切系数k=1，或2或4，轧件的线速度v0=3m/s ,基本定尺Lj=1m ,剪鼓转速调整范围n=(1~2)nj,求：

（1） 剪鼓的基本转速nj

 (2 )  对应于Lj时，剪刃的回转直径Dmax (v=v0)

（3） 剪切定尺L=3m时，剪切机的n及k

解：(1)  Lj=v0(60/nj)

nj=60n0/Lj=60x3/1=180rpm

(2)  Lj=2πRmax

Dmax=Lj/π=1/π=318.5mm

(3)  n=(1~2)nj=180~360rpm

      L=v0(60/n)K

      Lj=v0(60/nj)

L/Lj=(nj/n)K

 L=(0.5~1)Lj K

当 K=1时   ， L=0.5~1m

当 K=2时   ， L=1~2m

当K=4时   ，  L=2~4m

所以   当L=3时，K取4即可。 

 K=4       n=(60v0K)/L=(60x3x4)/3=240rpm