安徽工业大学 材料成型专业课《塑加设备》复习题主要部分

1、*轧机按用途和结构分有哪几类？

按用途:开坯轧机、型钢轧机、板带轧机、钢管轧机和特殊轧机.按结构分:1)轧辊水平布置：二辊轧机,三辊轧机,四辊轧机等2)轧辊垂直布置：立辊轧机。板带钢万能轧机等(3)其他：板型可控带钢轧机，无扭轧机。

3、*轧辊常用材质有哪些？举例说明如何选择。

①轧辊材质主要四类:锻钢,铸钢,铸铁,半钢.②轧辊材质的选择:与轧辊工作条件和损坏形式有密切关系.例1：初轧机和板坯轧机轧辊材质的选择.工作条件：轧制压力大，冲击负荷大，轧制温度高;性能要求:足够的强度和韧性，良好的抗热裂性能;材质选择合金热轧锻钢轧辊,高强度铸钢轧辊

4、*轧辊强度计算的主要内容是什么？

载荷分析(画受力图)――计算弯曲力矩、扭转力矩(画弯矩扭矩图)――确定危险断面――计算弯曲应力扭转应力(画应力图)――按强度条件计算合成应力σd――按轧辊材质计算许用应力[σ]――强度校核判定

5、*常用的轧辊轴承有几种类型？各有什么特点？动压油膜轴承实现液体摩擦的条件是什么？

轧辊轴承类型：滚动轴承,滑动轴承（液体摩擦和半干摩擦）特点：滚动轴承:刚性大,摩擦系数小,承载能力大,速度范围宽抗冲击性能差,外形尺寸大;半干滑动轴承:耐磨性较好,径向尺寸小,冲击性能好,可用水作润滑剂,不需密封,但耐热性差,刚度小;液体摩擦轴承:摩擦系数小,工作速度高,刚性较好,径向尺寸小,使用寿命高.条件:1)存在楔形间隙.2)足够的转动速度,线速度愈高,承载能力愈大.3)润滑油粘度适当,粘度愈大,承载能力愈大.4)间隙适当,间隙过大,建立油压困难.5)轴套外表面和轴承内表面应有很高的加工精度.

7、*可逆热轧机，带钢轧机电动压下装置特点是什么？

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可逆热轧机的电动压下装置工作特点:1)压下行程大,调整量大,调整频繁2)压下速度高3)可单独压下调整,有较好的调整同步性4)具有良好的克服压下螺丝阻塞的能力5)轧制间隙中进行压下调整,即无载压下.带钢连轧机的电动压下装置工作特点:1)压下行程较小,调整量较小,调整频繁2)压下加速度大,压下灵敏度高3)压下精度高,需在厚度公差范围4)压下同步精度高,且可单独压下5)轧制中进行压下调整,即有载压下.

8、液压压下装置有什么特点?

1)压下行程小,调整量很小,可频繁调整2)压下精度高,快速响应性高,动态特性好3)过载保护简单可靠,且兼有回松功能4)压下同步精度高,单独或同步压下操作简单5)可简单实现有载压下和厚度动态控制6)可改变机座当量刚度,实现从恒辊缝到恒压力控制7)结构简单,传动效率高,便于快速换辊8)需要一套运行可靠的液压系统和控制系统

9、闭式机架和开式机架各有什么特点？

闭式特点：1)每片机架为整体框架2)机架刚度大,强度较高3)采用从机架窗口沿轴向抽出或装入的辊系换辊方式4)辊系换辊时间短,且可离线预调整轧辊5)主要用于轧制压力大,刚度要求高的场合.开式特点：1)由两片半机架体和上盖组成2)机架刚度较小3)采用整体机架换辊或上部吊装换辊方式4)整机架换辊时间短,可离线预调整轧辊,但设备费高5)上部吊装换辊时间长,不能离线预调整轧辊6)主要用在横列式型钢轧机上

10、*简述机架强度计算的假设、步骤和简化方法。

强度解析计算步骤：1)将机架结构简化成刚架,并确定求解断面的位置。2)确定静不定阶数,作假设简化模型降低静不定阶数。3)机架受力分析,确定外力的大小和作用点。4)根据变形协调条件,求解静不定力和力矩。5)根据计算断面的面积,惯性矩及力矩,求出应力。6)按强度条件校核机架强度.闭式机架强度解析计算的假设:1)机架的外载荷对称性。机架上下横梁中点只受大小相等方向相反的垂直力2)机架结构的几何对称性。沿机架窗口的垂直中心线机架结构是对称的。忽略上下横梁惯性矩不同引起的水平内力。3)机架形状的规整性。上下横梁与立柱交界处是刚性的。

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机架变形后,机架转角仍保持不变。方法：材料力学解析法，有限元分析法，电测实验法，光弹实验法。

12、*什么是机座刚度？说明提高机座刚度主要途径。

机座刚度：使机座产生单位弹性变形的轧制压力增量，即机座抵抗弹性变形的能力。 主要途径：1)提高轧机各承载零件的刚度。2)对机座施加预应力。3)缩短机座应力线长度。 13、机座的弹性变形主要包括哪几个部分? 1．轧辊辊系的弹性变形2.机座立柱的拉伸弹性变形 14、纵向厚度差与横向厚度差有什么区别？

轧件在长度方向的厚度偏差叫纵向厚度差.轧件沿宽度方向的厚度偏差叫横向厚度差.纵向厚度控制的目的在于使带钢在长度方向的厚度偏差保持在允许范围内,横向厚度差除了要保证带钢在宽度方向的厚度公差外还要获得良好的板形.

15、*什么是机座当量刚度?对厚度控制的意义是什么?

机座当量刚度:通常又称等效刚度,反映机座进行厚度控制的能力.α为辊缝调节系数,或称刚度调节系数

为轧制压力波动引起的机座弹性变形

16、辊缝形状主要影响因素有哪些,什么是横向刚度?

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1，轧辊弯曲变形2，轧辊弹性压扁3，轧辊原始辊型4，轧辊热膨胀和磨损机座横向刚度系数Kb又称轧辊抗弯刚度反映轧辊抵抗弯曲弹性变形的能力。轧辊辊系弯曲变形引起的单位板凸量的轧制压力

18、分析说明机座当量刚度和辊缝调节系数的意义。

机座当量刚度辊缝调节系数又称刚度调节系数,改变a,可改变机座当量刚度,(其中为轧制力波动引起的机座弹性变形)

19、分析说明均匀延伸与板凸度常数的意义。

板形实质上取决于轧件截面延伸的均匀性,维持板形良好的条件是轧后与轧前的带钢截面形状要保持相似,即为几何相似原则.轧制压力应随轧制道次逐渐减小

20、主传动装置有哪几部分组成,各有什么作用?

轧机主传动装置的组成与其类型有关。通常包括:电动机、减速机、齿轮座、联接轴、联轴节。电动机又称为主电机,是轧机的动力来源。减速机其作用将电动机较高的转速变成轧辊所需转速。齿轮座将主电机或减速机输出的运动和力矩分配到各轧辊。

21、常用的联接轴有哪些,各有什么特点?

万向接轴梅花接轴齿式接轴联合接轴滑块式万向接轴特点：①承载能力大,传递的扭矩范围广(50～3000kN-m)②允许倾角大,约8～10度③润滑条件差,滑块磨损严重④传动效率较低,不适于高速运转。辊式矫正机的最大和最小辊距受哪些条件的限制?最大允许辊距tmax决定最小厚度的矫正质量要求最小允许辊距tmin决定最大断面的矫正辊强度要求最小允许辊距tmin受矫正辊弯扭强度和接触强度限制

1、*轧件剪切过程分为哪几个阶段？简述剪切三阶段.

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压入阶段滑移阶段断裂阶段.剪切开始时,上下刀片压入金属表面,金属在剪切力作用下转动;随着压入深度的增加,剪切力和侧向力逐渐增大,直至达到力平衡状态,金属停止转动.当剪切力增大到最大值时,压入阶段结束,金属开始产生滑移变形,并且沿着金属剪切断面滑移,剪切断面逐渐减小,同时剪切力不断下降.当金属的滑移达到一定程度时,金属内部萌生内裂纹,随着滑移的继续内裂纹逐渐扩展而失稳,金属发生断裂,剪切过程结束.

2、*什么是单位剪切抗力？主要影响因素有哪些?

剪切过程中任一瞬时的剪切力与原始断面面积的比影响剪切抗力的主要是金属性能和剪切温度以及剪切变形速率;剪切温度愈低,金属抗拉强度愈大,剪切过程延续时间愈短,剪切抗力愈大;剪切温度愈高,金属抗拉强度愈小,剪切过程延续时间愈长,剪切抗力愈小.

4、*简述剪切抗力的特性。

1)剪切过程中剪切抗力(剪切力)是变化的;2)剪切过程并非在上下刀刃重叠时结束;3)影响剪切抗力的主要是金属性能和剪切温度.

5、*在单位剪切抗力曲线上ε0的意义是什么？ 当压入深度达到一定值时,金属断裂剪切过程结束即,金属剪切断裂时的相对压入深度断裂时的相对压入深度ε0表征了金属塑性的好坏

6、斜刃剪切机用途是什么,它的剪切力如何计算？ 用途：装设在连续作业线上或作为独立机组，用来冷、热态剪切钢板、带钢、薄板及焊管坯；有时亦用来剪切成束的小型材。

板材，倾斜角α=1度30分到6度时，薄板，倾斜角α=8到12度，厚板。 总剪切力 P= P1 + P2 + P3

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纯剪切力 P1

剪切时，上剪刃弯曲已被切下部分金属的弯曲力：

P2P1tg0.65

弯曲切口附近金属所需的弯曲力：

11051by2x

P3P17、*飞剪机主要类型有哪些？其基本要求是什么?

滚筒式，回转式，曲柄连杆式，曲柄偏心式，摆式飞剪，曲柄摇杆式基本要求：（1）运动匹配要求,V=(1—1.03)V0剪切时剪刃在轧件运动方向的分速度与轧件运动速度相等或略大.(2)定尺剪切要求：定尺长度，剪切精度和质量符合规定（3）生产率匹配要求：剪切能力与轧机或机组能力匹配。

9、连续工作制飞剪机剪切长度调节方法有哪些？ 改变飞剪机主轴转速n可调节剪切长度，改变飞剪机和夹送辊的传动比之比值可调节剪切长度，改变飞剪机空切系数k可调节剪切长度

10、分析说明改变飞剪机主轴转速的剪切长度调节方法。

飞剪的连续工作制用在轧件运动速度高，剪切长度较短的情况下。在此工作制度下，剪切长度的基本公式仍为：

L = v0 t 6

当剪刃不是每转相遇都进行剪切，并将t用剪刃转数n表示时，则剪切长度公式可写为：

60Kn

Lv0式中 n—剪刃每分钟转数；

K—空切系数，即在相邻两次剪切时间内，剪刃所转的周数。剪刃每转一周剪一次，K=1；每转两周剪切一次时，K=2，以此类推。

1、*弹塑性弯曲有几种状态，其弯曲变形过程分析假设是什么？

反弯矫正时轧件应力和应变如何变化的?三种：弹性弯曲极限状态弹塑性弯曲状态全塑性弯曲状态②弯曲变形的平面假设：金属弯曲变形时截面仍为平面且垂直于中性面，弯曲截面上各点位移正比于改点至中性面的距离;弯曲变形的应力-应变假设：各纵向纤维的变形遵循材料的拉伸压缩应力—应变规律。

2、*弹塑性弯曲阶段的各曲率是什么？应变与总变形曲率有何关系?

各曲率是:原始曲率1/r0反弯曲率1/ρ总变形曲率弹复曲率1/rc残余曲率1/r弹复曲率1/ρy

距离中性层z处的纵向纤维的应变εz=z/rc 对于表面层εh/2=h/2rc 4、*屈服力矩和塑性弯曲力矩是如何定义和计算的?

弹性弯曲极限状态时的外力矩称为屈服力矩Mw(是最大弹性弯曲力矩,也是最小弹塑性弯曲力矩);全塑性弯曲状态时的外力矩称为塑性弯曲力矩MS(塑性弯曲力矩MS为最大外力矩).

6、屈服曲率和断面形状系数是如何定义和计算的？

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屈服曲率：外力矩达到屈服力矩Mw时，轧件的总变形曲率称为屈服曲率，用1/表示。它是由弹性弯曲进入弹塑性弯曲的临界总变形曲率。

12s2shEh

w由于屈服曲率1/ρw是最大的弹性弯曲曲率，由材料力学知，屈服曲率又可表示为：

1MsEIw

断面形状系数：塑性力矩Ms和屈服力矩Mw的比值e，它与截面形状和截面放置的位置有关，但与材料的性能无关，它是截面形状和放置位置的特征参数。

MsSSsMwsWWe 查表

7、弹复曲率，最小和最大弹复曲率如何计算？ 1MyEIMEI弹复曲率：y （弹复阶段的内力矩My，在数值上等于外力矩M）

1最小弹复曲率：yMwsW1EIEIwmin

最大弹复曲率：

1sy1MssSsWe1eEIEIwmaxEI

8、怎样用曲率方程分析弯曲矫正过程？

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9、*弯曲矫正的单值原始曲率和多值原始曲率矫正原理是什么？什么是大变形和小变形矫正方案，各有什么特点？1具有单值原始曲率轧件的反弯矫正:具有单值原始曲率轧件通过一次反弯可矫正2具有多值原始曲率轧件的反弯矫正:先采用多次交变弯曲变形消除原始曲率不均匀度,然后按单值残余曲率进行反弯矫正轧件.3小变形矫正方案:矫正机每个棍子的压矫量均可单独调整的矫正方案,只消除进入该辊的最大原始曲率,经过多次反弯,残余曲率逐渐减小直至小于规定值.特点:反弯次数多,矫正辊数多,轧件总变形曲率小,残余曲率收敛慢,矫正效率低,矫正力小,能耗低.4大变形矫正方案:使具有不同原始曲率的轧件经几次大变形的反弯,消除原始曲率的不均匀度,形成单值曲率,然后按照单值曲率轧件的矫正方法加以矫正的方案.特点:反弯次数少,矫正辊数少,轧件弯曲变形程度大,残余曲率收敛快,矫正效率高,矫正力大,能耗高.

10、辊式矫正机的最大和最小辊间受哪些条件的限制？

确定辊距t时，应该既考虑最小厚度轧件的矫正质量要求，又考虑满足矫正最大断面轧件时正辊的强度要求。

12、分析说明拉伸弯曲矫正与弯曲矫正的异同点。

1）均存在弹塑性弯曲变形。2）中性层位置不同，前者中性层与中心层不重合，而后置……3）断面应力和应变分布不同，前者应变分布不对称，而后者……前者拉伸区扩大，压缩区减小。4）几何中心层变形不同，前者存在拉伸变形，而后者……前者本质：1）断面应力因张力存在叠加了张应力2）拉伸区扩大，压缩区减小3）中性层中心层不重合，向曲率中心偏移4）中心层存在拉伸变形（最主要因素）

1、*带钢卷取机的工艺要求是什么？其结构特点是什么？带钢卷取机采用哪几种方式调速的?卷取的工艺要求:1)采用张力卷取以保证板形和卷取质量2)卷取转速可调整以保证恒张力适应带卷直径变化3)卷取机结构上应既便于带钢卷紧,又便于卸卷4)卷筒具有足够的强度和刚度.结构特点:1)可胀缩的卷筒2)可调节张力的张力辊3)可胀缩的助卷装置和可调速的驱动装置.调速方法:机械调速、电动调速、液压调速机械调速是利用摩擦传动来实现的;电动调速是采用弱磁恒功率调速和电压调速实现的;液压调速是采用压力调节器控制速度和张力.

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2、卷筒直径选择时应考虑哪些因素?1卷取机主轴的强度和刚度2卷取机的调速范围3成卷带材的弯曲程度4塌卷的可能性

4、线材吐丝机的工作机理是什么?理想的吐丝过程应使线材通过的路程最短,即使线材通过的轨迹是吐丝管回转包络面上的母线就是线材通过吐丝管的切向速度为零

①采用特定的螺旋形状吐丝管②配以适当的回转速度 ③使线材在吐丝管中无切向运动,通过路程最短 5、线材吐丝机实现稳定工作条件是什么？

吐丝机稳定工作时应使线圈的切向速度vq0、径向速度vj0同时为零，只保持很低的轴向速度vz0,使线圈平稳、均匀、端正地落在冷却线链条或轨道上。

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