二辊轧机的工作原理有哪些
二辊轧机是最基础、应用广泛的轧制设备,由两根直径相同、上下平行布置的工作轧辊为核心,依靠轧辊对轧件施加压力,使金属产生塑性变形,实现坯料断面减薄、截面成型与尺寸精整。在双金属复合线材生产线中,二辊轧机多用于预成型、粗轧减径、异型截面预成型工序。
二辊轧机是最基础、应用广泛的轧制设备,由两根直径相同、上下平行布置的工作轧辊为核心,依靠轧辊对轧件施加压力,使金属产生塑性变形,实现坯料断面减薄、截面成型与尺寸精整。在双金属复合线材生产线中,二辊轧机多用于预成型、粗轧减径、异型截面预成型工序。
一、核心工作原理
1. 摩擦咬入原理
电机通过减速机构驱动上下轧辊做相向同步旋转。当坯料送抵轧辊缝隙入口时,轧辊表面与坯料之间产生摩擦力;摩擦力的水平分力将坯料拉入两辊之间的辊缝,该过程称为咬入。咬入条件由轧辊直径、辊缝大小、坯料厚度、摩擦系数共同决定,是轧制能否稳定连续进行的前提。
2. 塑性压缩变形原理
坯料被咬入辊缝后,受到上下轧辊施加的径向压应力。当压应力超过该金属材料的屈服极限时,金属发生塑性变形:坯料在高度方向(压下方向)被压缩,金属材料向长度方向延伸、宽度方向展宽。
对于异型轧制:配合带轮廓的刻槽轧辊,除减薄延伸外,金属将被强制填充轧辊的型腔,形成预设异型轮廓。
3. 体积不变原理(金属塑性成型基本定律)
轧制过程忽略微量弹性压缩,金属总体积保持恒定。压下导致断面面积减小,必然使轧件长度显著增加,实现坯料连续拉长,这也是线材连续轧制的理论基础。
4. 弹性回弹与弹塑性变形
轧件在辊缝内发生塑性变形,离开辊缝后,应力释放会产生少量弹性回弹。轧机机架、轧辊、轴承、压下机构本身也会在轧制力作用下产生弹性形变。控制系统通过压下机构补偿该弹性变形,保证成品截面尺寸精度。
二、关键机构协同原理
1. 压下调节原理
通过电动 / 液压压下装置,调节上下轧辊之间的辊缝间隙,控制单次压下量,以此控制轧件的断面压缩率。压下量越大,轧制力越大,坯料延伸量越高。
2. 传动同步原理
主传动系统保证上下轧辊线速度一致,避免轧件表面产生划伤、搓动、剪切撕裂;在双金属复合坯轧制时,防止两层金属因速度差出现界面滑移、分层。
3. 机架与轧制力承载原理
闭式机架承受全部轧制反力,限制机架变形,维持辊缝稳定;轧辊轴承支撑轧辊,减小转动摩擦,保证轧辊平稳旋转。
三、二辊轧机两种工作形式原理区分
不可逆二辊轧机:轧辊只朝单一方向旋转,坯料单次通过辊缝完成一道次轧制;如需多次压下,需人工 / 机构反向送料,多用于粗轧、开坯。
可逆式二辊轧机:轧辊可正反转,坯料在轧辊间往复多次轧制,逐道次减小辊缝,适合厚坯开坯、大变形量加工。在线材连续生产线较少采用可逆机型。