預應力軋機

預應力軋機(prestressed rolling mill)

在軋制前對軋機施加預應力，在軋制時就可抵消一部分機座的變形量而使軋機的剛度提高，這種類型的軋機稱為預應力軋機。

對軋機施加預應力，使軋機在軋制前就處于受力狀態(tài)的軋機。軋制時，在軋制力的作用下，軋鋼機工作機座和其上的零部件要產生彈性變形。軋鋼機座的彈性變形量主要由以下幾部分組成：機架立柱的彈性拉長，橫梁的彈性彎曲，壓下螺絲與螺母的彈性壓縮，軸承與軸承座的彈性壓縮，軋輥的彈性彎曲和彈性壓扁(見軋輥彈性壓扁)。另外，由于軋制力的作用，機架產生彈性變形，工作機架零部件間的間隙消失，使得在軋制瞬間軋輥輥縫值增大，因而軋件的實際軋出厚度為：

h=S ΔS’

式中S為軋制前的輥縫值(空載輥縫)，mm；ΔS’為軋制時軋輥輥縫的增加量，mm；簡稱輥縫彈跳或輥跳；h為軋件的實際軋出厚度，mm。

軋制時在軋制力作用下，軋鋼機座中所有零部件間的間隙首先被壓縮消失，此時可認為機座與其上的各零部件為一整體，當繼續(xù)受力后，機座的變形將符合虎克定律，即機座的彈性變形量與軋制力成正比，與軋機剛度系數成反比：

ΔS=P/K_m

式中P為軋制力，kN；K_m為軋機剛性系數，kN/mm；ΔS為軋鋼機座總的彈性變形量，mm。顯然，軋件的實際軋出厚度與軋鋼機的剛度系數有關，在同樣的受力情況下，軋機剛度系數越大，輥跳量越小，越有利于提高軋件的尺寸精度。

對軋鋼機架施加預應力的結果，一方面可以消除或減少機座中各零部件間的間隙量，減少軋鋼機座中總變形量的非線性部分；另一方面在預應力作用下，改變機架的受力情況，增大軋機的剛度系數，使機架的彈性變形量減少，從而提高軋制產品的精度。

施加預應力的方法很多，在開口式軋機中一般對機架立柱和機架蓋施加預應力，如圖1-a所示，即在機架與立柱間加入一個帶螺絲扣的拉桿，上面旋有螺母，旋緊螺母就可以對整個機架施加一個壓力。在閉口式軋機或無牌坊軋機中，一般是在軸承座之間施加預應力，在軸承座間對稱設置四個可調的頂桿(承受壓力)，作為預緊裝置或是在閉口式軋機的立柱內孑L裝入尾端有螺紋的壓桿，旋動壓桿也可以產生預應力，見圖1中1-b所示。

預應力軋機示意圖a一開口式預應力軋機；6閉口式預應力軋機1一立柱；2機架蓋；3一拉桿；4螺母；5一壓桿預應力軋機的主要缺點是有液壓螺母。采用液壓螺母必須有高壓油泵和一套油壓系統，從而使軋機結構復雜了；為了保證密封良好，還要求加工精度高。如果液壓螺母漏油的話，卸載時緊固螺母松不開，就得采用笨重的方法或破壞方法勉強卸下，給生產帶來麻煩，這在一定程度上限制了它的使用和發(fā)展。

預應力軋機在德國和俄羅斯等國家得到廣泛應用，主要用于改造舊軋機或對短應力線軋機施加預應力，更進一步增強軋機的剛度，提高軋制產品的尺寸精度。

現代軋機發(fā)展的趨向是連續(xù)化、自動化、專業(yè)化,產品質量高,消耗低。60年代以來軋機在設計、研究和制造方面取得了很大的進展，使帶材冷熱軋機、厚板軋機、高速線材軋機、H型材軋機和連軋管機組等性能更加完善，并出現了軋制速度高達每秒鐘 115米的線材軋機、全連續(xù)式帶材冷軋機、5500毫米寬厚板軋機和連續(xù)式 H型鋼軋機等一系列先進設備。軋機用的原料單重增大，液壓 AGC、板形控制、電子計算機程序控制及測試手段越來越完善，軋制品種不斷擴大。一些適用于連續(xù)鑄軋、控制軋制等新軋制方法，以及適應新的產品質量要求和提高經濟效益的各種特殊結構的軋機都在發(fā)展中。