东北大学材料成型机械设备课后作业答案汇总
①連鑄,即連續鑄造,是把液態金屬連續澆注到連鑄機的水冷結晶器內,經過凝固成型、切割而直接得到鑄坯或鑄帶的生產工藝。
②連鑄機主要由鋼包、中間包、結晶器、結晶器振動裝置、二次冷卻裝置以及鑄坯導向裝置、拉坯矯直裝置、切割裝置、出坯裝置等部分構成。
??? 連鑄機參數主要包括鑄坯斷面、拉坯速度、冶金長度、弧形半徑、鑄機流數等。
弧形半徑:連鑄機的弧形半徑是指弧形連鑄機鑄坯彎曲的外弧半徑,通常以米來表示,為連鑄機的重要參數之一。它標志著連鑄機的形式、大小和可能澆注鑄坯的最大厚度,同時也直接關系到連鑄機的總體布置、高度及鑄坯的質量。
鑄機流數:連鑄機的流數是指一個鋼包、一臺連鑄機同時澆注出的坯條數,每一根鑄坯稱為一流。一臺連鑄機可以是單流的,也可以是多流的。在鋼包容量一定的條件下,澆注時間、鑄坯斷面及拉速確定后,即可確定鑄機流數,以協調冶煉和連鑄的匹配關系。
鋼包回轉臺是現代連鑄生產中應用最普遍的運載和承托鋼包進行澆注的設備,通常位于鋼水接收跨與澆注跨柱列之間。
①作用是將受包位置的滿載鋼包回轉至工作位置,準備進行澆注;同時,將澆注完畢的空鋼包回轉至受包位置,準備運走。鋼包回轉臺在連鑄作業率不斷提高,實現多爐澆注過程中起到了重要作用。
②鋼包回轉臺按回轉臂的形式可分為整體叉臂式和雙單臂式兩種。
整體叉臂式:兩端叉臂為一整體,只需一套旋轉機構,結構簡單。
雙單臂式:兩端的轉臂各自單獨旋轉,兩個鋼包可有不同的相對位置,這對承運鋼包、處理意外情況等更為方便、靈活,但結構復雜,制造和維修困難,制造成本高。
鋼包回轉臺主要由鋼結構部分(包括旋轉盤)、回轉驅動裝置、回轉夾緊裝置、升降機構、稱量裝置、潤滑裝置和事故驅動裝置等組成。
主要參數有承載能力、回轉半徑、回轉速度、鋼包升降行程。
因為鋼包回轉臺的作用是將受包位置的滿載鋼包回轉至工作位置,進行澆注和將澆注完畢的空鋼包回轉至受包位置運走。因此需要將鋼包回轉臺置于鋼水接收跨與澆注跨柱列之間。-2
6.什么是中間包?中間包的作用是什么?p5
①中間包,又稱為中間罐,是位于鋼包與結晶器之間的一個耐火材料容器。
②中間包可保證鋼水在較小和穩定的壓力下平穩地注入結晶器,減少鋼流沖擊引起的飛濺或紊流,進而可在結晶器內獲得穩定的鋼液液面;鋼水在中間包內停留過程中,非金屬夾雜物有機會上浮;在多流連鑄機上,可通過中間包將鋼水分流;在多爐連澆時,中間包還能夠儲存一定數量的鋼水以保證在更換鋼包時不停澆;同時,在中間包里吹入惰性氣體以調整包內的鋼水溫度,還可以加入需要的某些合金元素,以實現鋼水的冶金處理。
綜上所述,中間包的作用主要有減壓、穩流、除渣、儲鋼分流和中間包冶金。
7.中間包由哪幾部分構成?中間包為什么要設置沖擊板?p6
①由包體、包蓋和水口等幾部分構成。
②為了凈化鋼水、改善鋼水的流動狀態以及提高鋼包的使用壽命等。
8.簡述中間包包壁的組成?中間包水口裝置主要有哪幾種?p6
中間包包壁由外殼與內村構成。-3
中間包水口裝置主要有定徑水口、塞棒式水口和滑動式水口三大類。
9.中間包車的作用是什么?中間包車為什么要設置橫向微調機構?p8
中間包車是將中間包從預熱位置運輸到澆注位置,澆注完畢后再從澆注位置運輸到預熱位置的運載裝置。同時預熱及澆注時起支撐中間包的作用。
橫向微調機構的設置是為了便于水口橫向對中。
10.中間包車分哪幾種形式?各有什么特點?中間包車通常有哪幾部分組成?p8
①懸臂式中間包、門式中間包和半門式中間包三種形式。
②懸臂式中間包:軌道在結晶器一側,包體部分或全部懸出車體之外,這對加保護渣和觀察結晶器液面非常方便,但結構中心偏移,車子不穩,需在車身的另一端加配重或反傾力矩結構。
門式中間包:軌道在結晶器的內外弧兩側,車跨在結晶器的上方,水
口位于車的主梁內,由于中間包的重心位于兩條軌道之間,車身受力合理、平穩,但操作人員在觀察結晶器液面和加保護渣時不方便。
半門式中間包:兼有兩者的優點,克服了兩者不足。
③中間包車通常由車本體、行走裝置、升降裝置、對中裝置、稱量裝置、長水口機械手、溢流槽等組成。
11.簡述管式結晶器與組合式結晶的主要構成?p9
管式結晶器由銅管、外水套、內水套、放射線液位檢測裝置、電磁攪拌線圈和水冷系統等組成。
組合式結晶器都是四塊復合壁板組裝而成,每塊壁板用銅板做內壁,用鋼板做外殼,中間用雙頭螺栓固定,為防止漏水在雙頭螺栓上加墊,用密封圈密封。
12.組合式結晶器有哪幾種在線調寬方式?簡述L形調寬的調寬過程?p11
有L形和Y形變換兩種方式。
L形調寬過程:
a? 為正常澆注狀態。
b? 鋼水停止澆注,使液面降到下半部結晶器,停止拉坯和結晶振動。
c? 窄面上半部結晶器調寬(或調窄)。
d? 繼續澆注使液面恢復到上半部結晶器正常位置。
e? 窄面下半部結晶器調寬(或調窄)到與上半到部位置對齊,并恢復拉坯和振動,達到正常狀態。
這種方法需要短時間停止澆注和拉坯,并影響鑄坯的質量和增加二冷輥子的熱負荷,梯形部位還可能成為廢品。
動機構都包括哪兩部分?
目的:結晶器下口裝有足輥,其作用是支承初生坯殼,減少磨擦阻力,改善冷卻條件。
機構:一是使結晶器準確的沿著一定的軌跡振動(直線或弧線)部分;二是使結晶器嚴格按照一定的振動規律振動部分(凸輪、偏心輪機構或液壓伺服系統)。
14.在結晶器鋼液液面與結晶器頂面之間為什么要留80~120mm的高度?結晶器為什么要有倒錐度?
金屬液面上有保護渣層,并且在澆鑄過程中,結晶器的振動還會導致液面的上下波動。
為了減少氣隙使結晶器盡可能保持良好的導熱條件,加速坯殼的生長,通常將結晶器制成下口斷面比上口斷面略小,稱為結晶器的倒錐度。
15.結晶器振動的作用是什么?什么是結晶器的振動規律?主要振動形式有哪幾種?
作用:防止初生坯殼與結晶器之間粘結而拉破,同時起強制脫模的作用。由于結晶器振動使內壁得到良好潤滑,減少了磨擦力又能防止坯殼與結晶器壁粘結,可以改善鑄坯質量。
規律:在振動過程中結晶器運動速度隨時間變化的規律
主要振動形式:同步振動、梯形振動、正弦振動三種。P13
16.二次冷卻區通常是指哪個區域?二次冷卻裝置的作用是什么?
二次冷卻區是指結晶器以下到拉矯機前的區域。
二次冷卻裝置的作用:
(1)對鑄坯通過強制均勻的冷卻,促使坯殼迅速凝固變厚,預防坯殼變形超過極限,控制產生裂紋和發生漏鋼事故。
(2)對鑄坯和引錠桿予以支撐和導向,防止跑偏。
(3)采用直結晶器的弧形鑄機中,二次冷卻裝置需要完成將直坯彎成弧形坯。
(4)在上裝引錠桿的鑄機上,二冷裝置中需設置有驅動輥,以驅動引錠桿并實現拉坯。
(5)對于多半徑弧連鑄機,起到將弧形鑄坯分段矯正的作用。
17.簡述小方坯連鑄機二次冷卻裝置的構成?在板坯結晶器下的第一扇形段有哪幾形式?
①小方坯連鑄機二次冷卻裝置是管坯結構,由三段無縫鋼管制成,鋼管支撐在底座上,每段鋼管又由內、外兩層鋼管構成,中間的夾縫通水冷卻,二次區頭二段在冷卻室內,第三段在冷卻室外。
②結晶器下第一扇形段主要有板式和輥式兩種形式。
18.什么是氣-水混合冷卻?氣水-混合冷卻有什么優點?
①氣-水混合冷卻系統是一種采用了一種特殊的氣-水混合噴嘴的
噴水冷卻系統。 該系統將壓縮空氣引入噴嘴,與水混合,使這種混合介質在噴出噴嘴后能形成高速“氣霧”,而 “氣霧”中包含大量顆粒小、速度快、動能大的水滴,因而冷卻效果大大改善。
②氣水-混合冷卻的優點:
(1) 控調冷卻水的范圍大,易于達到工藝要求(如水霧化好、蒸發
快、冷卻效率高、能夠達到均勻等),可相應減少冷卻水的用
量 30%~40%。
(2) 水滴沖擊力大,鑄坯表面水滴移動迅速,不積水。
(3) 噴射覆蓋面大,可減少噴嘴數量。
(4) 特別是當氣水霧平行于鑄坯表面和輥子軸線時,水滴不會凝聚
在輥子與鋼坯接觸處形成強冷。
(5) 噴嘴出口大,不易阻塞噴嘴。
噴嘴性能P21
19.引錠桿的組成?簡述開澆時引錠桿的引錠過程?
引錠桿是由引錠頭、引錠桿本體及連接件等組成。
引錠桿把鑄坯拉過拉矯機后,與鑄坯脫離。其后的拉坯將通過拉矯輥夾緊鑄坯連續拉出。而引錠桿會被送離連鑄生產線,清理好已備再用。引錠桿只在每次開澆時用一次。
脫錠和存放裝置P22連續矯直、壓縮鑄造P24
20.談談你認為連鑄機結晶器和二次冷卻機構還有哪些方面需要改進的?
連鑄機結晶器的改進:
1)連續錐度更符合鋼的凝固規律, 減少氣隙, 提高結晶器的傳熱效率;
2)增大結晶器的散 熱面積;
3)在同等水壓、水量下增大冷卻水的水速;
4)防止銅管變形;
5)水冷防變形的銅法蘭使銅管上口不變形, 做到不粘鋼、不掛鋼, 工藝性好, 壽命提高將近 30%;
6)確保水縫均勻, 剛性好、不變形、水速高。
連鑄二次冷卻的改進:
(1)拉速關聯配水實現簡單,被現今大多數鋼鐵企 業所采用。但應對非穩態工況連鑄生產存在不足之處;
(2)鑄坯熱狀態穩定,算法先進,但實現復雜,模型計算準 確性有待提高;
(3)基于傳感器在線測溫反饋控制避開了傳熱計算的復雜,但測試溫度準確性難以保證,但隨著今后高性能測溫傳感裝置的開發,此種控制方式依然有著廣闊的應用前景;
(4)基于有效拉速計算動態控制是采用有效拉速代 替實際拉速配水,在一定程度上緩解了非穩態情況鑄坯 熱狀態的波動,特別適用非穩態生產的情況,并且操作簡單,成本低,在新老鑄機上均可實現;
?(5)人工智能優化控制借助智能化手段,能很好地 適應連鑄工藝的復雜性、不確定性和系統的非線性特征, 但系統建模相對復雜,訓練精度對控制性能和優化結果 有較大影響。
近終形連鑄 CSP ISP FTSC P25
21.CSP生產線主要由哪幾部分組成?它的主要特征是什么?
●SP生產線主要由連鑄機、均熱爐、精軋機組、冷卻段和卷曲機等組成。
●主要特征:
(1)連鑄設備為立彎式連鑄機
(2)采用漏斗形結晶器。在寬面中間附近垂直方向是上大下小帶錐度,呈漏斗狀,而在漏斗區以外兩側壁板仍然是平行的。
(3)采用液芯壓下技術。
22.CSP采用什么樣的結晶器?這種結晶器有什么優點?
●漏斗形結晶器
●優點:
(1)增大結晶器上口表面積,有利于高拉速條件下的保護渣熔化;
(2)鋼水容量大,結晶器液面易于控制,并減輕了鋼流對坯殼的沖刷;
(3)結晶器上口尺寸增大,有利于浸入式水口的插入,避免鋼水在結晶器與水口間形成搭橋;
(4)利于加大浸入式水口的壁厚,提高使用壽命。
23.ISP生產線主要由哪幾部分組成?它的主要特征是什么?
●ISP生產線主要由弧形連鑄機、大壓下軋機、感應加熱爐、cremona熱卷箱、精軋機組、冷卻段、卷取機等組成。
●主要特征:
(1)連鑄設備為超低頭連鑄機。
(2)采用特殊結構結晶器。ISP生產線上有兩種結構的結晶器,一為上為垂直結構、下部為弧形結構的直弧形結晶器;另一為鼓肚較小的橄欖球狀結晶器。早期的ISP生產線上采用的直弧形結晶器,目前的ISP生產線主要采用橄欖球狀結晶。
(3)采用液芯壓下裝置。
(4)采用特殊形狀薄壁浸入式水口。為了適用結晶器空間和形狀,直弧形結晶器的水口為薄片狀,壁厚僅為10mm左右,材質為加有氮化硼(BN)和氧化鋯(ZrO)的高碳鋁質材料;采用橄欖球狀結晶器后,薄片狀水口壁厚增至20mm,從而提高了水口的使用壽命,同時也有利于鑄坯質量的改善。
24.什么是薄帶連鑄?與傳統帶鋼生產技術相比,它主要有哪些優勢?
●薄帶連鑄:將鋼水直接澆鑄出薄帶坯,不經熱軋,便可直接應用或冷軋生產冷軋薄板,將鑄造、軋制,甚至熱處理合為一體的一種近終形的連鑄技術。
●優點:
(1)生產線長度由幾百米縮短到幾十米,投資成本大幅度降低。
(2)省去了熱軋工序,生產成本下降、能耗降低,有害氣體排量減小。
(3)冷卻速度快,可細化晶粒,減少偏析,改善產品質量。
(4)可以加工難變形材料,如高速鋼、硅鋼等,并且有可能獲得具有特殊結構和性能的產品。
(5)適于產量規模較小,與直接還原等新流程匹配,形成符合環鋼境友好、可持續發展的新流程。
25.根據兩個鑄軋輥的相對位置,雙輥式鑄軋機有哪幾種形式?各有什么特征?
●三種。雙輥水平下注式、雙輥傾斜側注式和雙輥垂直平注式。
●特點:
(1)雙輥水平下注式
兩輥中心連線與地面平行,金屬澆注方向與地面垂直,簡稱為垂直式鑄軋機。
(2)雙輥傾斜側注式
金屬澆注流方向與地面水平線呈一定角度,一般為15℃,兩輥中心線與地面垂直線呈一定角度,簡稱為傾斜式鑄軋機。
(3)雙輥垂直平注式。
兩輥中心連線與地面垂直,金屬澆注流向與地面水平線平行,簡稱為水平式鑄軋機。
26.雙輥式鑄軋機生產線由哪幾個系統組成?各系統又包括哪幾部分?
●雙輥式鑄軋機生產線主要由熔煉系統、連鑄系統和精整系統組成。
●熔煉系統包括金屬熔煉所需的熔爐,儲液、保溫、除氣、控溫所用的靜置爐以及金屬液由熔煉通向連鑄系統的在線精煉裝置和流槽等;
連鑄系統包括連鑄機和向連鑄機供料的前箱、供料嘴、鑄坯導向輥等;
精整系統包括牽引機、剪切機、矯直機及卷取機。?
27.什么是流槽?對流槽有哪些要求?
●流槽是鋁液由靜置爐進入前箱的流經通道。
●流槽的要求:
(1)流槽應具有良好的保溫性,以盡量減少熱量的散失;
(2)在保證工藝使用長度的前提下,流槽長度應盡可能短,且最好是密閉的,這樣既可避免熔體溫度下降過多,又可防止熔體二次污染。
(3)做成活動式(殼用鋼板焊接,內襯用硅酸黏土加石棉絨做成),以利于維修。
(4)流槽上采用保溫材料加蓋,也可在流槽上面裝設電阻絲或硅碳棒加熱裝置或煤氣火焰噴頭加熱,以保證流槽溫度足夠高。
28.前箱的基本作用是什么?控制前箱液面高度的方法主要有哪些?
●前箱的基本作用:
控制由供料嘴流入鑄軋輥輥縫的鋁熔體壓強,也就是說,前箱中的鋁熔體液面高度要保持相對穩定。根據金屬品種、帶坯厚度以及澆注溫度和鑄軋速度的不同,前箱液面應控制在不同高度。
●生產中使用的液面控制裝置主要有三種類型,即杠桿式、浮標式和非接觸式液位控制器。杠桿式與浮標式用于普通雙輥式鑄軋機,而非接觸式液位控制器用于高速鑄軋機。
29.供料嘴主要由哪幾部分組成?什么是雙輥式鑄軋機的澆注系統?
●由上下嘴扇、若干塊墊片、邊部耳子組成。
●供料嘴與前箱、橫澆道等往往被裝在同一塊底板上,被稱為澆流系統。
30.鑄軋輥由哪幾部分構成?對輥套性能有哪些要求?
●鑄軋輥由輥套、具有冷卻水槽的輥芯構成。
●輥套性能要求:
良好的導熱性,線膨脹系數和彈性模量要小;
較高的強度和硬度;
較好的耐高溫性能、抗熱疲勞性能和抗變形性能。
薄板帶超薄高速連續鑄軋機P34
熱頂式、噴淋式、多錐式結晶器P37
非正弦波優勢P38
電磁攪拌、電磁制動、電磁鑄造P41
鍛壓部分作業
答:鍛壓設備按工藝用途分成八大類(類,組,型):
●鍛錘:蒸汽-空氣鍛錘、蒸汽-空氣對擊錘、高速錘、液壓模鍛錘、空氣錘、電液錘
●曲柄壓力機:通用曲柄壓力機、熱模鍛壓力機、拉深壓力機、剪切機、精壓機、平鍛機、冷鐓機
●液壓機:水壓機、油壓機
●螺旋壓力機:摩擦螺旋壓力機、液壓螺旋壓力機、電動螺旋壓力機、離合器式螺旋壓力機、擴孔機、輥鍛機、擺碾機
鍛壓設備工作特點P253
見《鍛壓設備1》word
1.組成部分:
能源系統、傳動系統、工作機構、支撐部件、操縱與控制系統、輔助機構與附屬裝置
2.特點
①曲柄滑塊機構是剛性連接的,滑塊具有強制運動性質。曲柄滑塊機構的幾何尺寸一經確定,滑塊運動的上、下止點(極限位置)、運動速度、行程大小、封閉高度等固定。是定行程設備,自我保護能力差
②工作時,機身形成封閉受力系統,工藝力不傳給地基,只有少量的慣性沖擊振動傳給外界,不會造成強烈沖擊和振動。不允許超負荷使用。
③一個工作循環中負荷作用時間短,主要靠飛輪釋放能量。工作時尖峰負荷不會對電網造成沖擊,不能夠超能量使用,電動機的功率按一個工作周期的平均功率選取。
熱模鍛壓力機特點P271
排除“悶車”的方法P272
壓力機的能力及選擇方法P276
1.工作原理
原動機帶動飛輪旋轉,通過螺旋副使滑塊下行,在滑塊下行過程中,飛輪迅速旋轉積蓄動能。打擊時,飛輪降速釋放動能,其力通過螺旋副、床身作用在鍛件上,直到飛輪速度降為0,打擊結束。回程時,飛輪反轉,提動滑輪上行。通過制動機構使滑塊停在上止點。
2.結構(這里以摩擦螺旋壓力機舉例說明)
①傳動部分,包括電動機、皮帶輪、傳動軸、左右摩擦盤及軸承等部件。
②工作部分,包括飛輪、螺桿和滑塊等零件。
③機架部分
④附屬裝置,包括滑塊制動裝置、緩沖裝置、頂料裝置、安全裝置、超負荷保險裝置
⑤操作系統
曲柄壓力機 壓力放大特性P274
螺旋壓力機存在哪些力能關系P278
5.推導曲柄滑塊機構的運動學公式(滑塊行程、速度、加速度與曲柄轉角的關系,參考教科書圖12-17,考慮曲柄旋轉中心偏置)
擠壓設備作業
●擠壓的基本概念:
用施加外力的方法,使處于耐壓容器中承受三向壓應力的金屬產生塑性變形,并從特設的孔或間隙中被擠出,而得到一定截面形狀及尺寸擠壓制品的壓力成形過程。
●擠壓加工的三個條件:
①使金屬錠坯處于三向壓應力狀態
②建立足夠的應力,使金屬產生塑性變形(單位變形能條件)
③有一個能使金屬流出的孔或間隙,提供一個阻力最小方向(最小阻力定律)
●按運動部件運動方向的不同,可將擠壓機分為臥式擠壓機和立式擠壓機。
臥式擠壓機特點:
①本體和大部分附屬設備布置在地面上,利于在工作時對設備的狀況進行監視、保養和維護,易實現機械化與自動化
②可制造和安裝大型擠壓機,減少建筑施工困難和投資,因為是在地面水平出料,制品的規格不受限制
③運動部件,如:柱塞、穿孔橫梁和擠壓筒等的自重皆加在導套和導軌面上,易磨損,難以保持精度,某些部件因受熱膨脹而改變正確的位置,因而易導致擠壓機中心失調,生產管材時,最易產生壁厚不均,即所謂的偏心
④占地面積較大。
立式擠壓機特點:
①占地面積小
②要求較高的廠房
③要求較深的地坑,以保證擠出的管子平直和圓整,以便隨后的酸洗、冷軋或帶芯頭拉拔
④因運動部件垂直地面移動,所以磨損小,部件受熱膨脹后變形均勻,擠壓機中心不易失調,管子偏心很小
●按是否帶有獨立穿孔系統,可將擠壓機分為單動式和復動式擠壓機。
單動式擠壓機特點:
①不帶獨立穿孔系統
②必須用空心管坯或特殊的模具
復動式擠壓機特點:
①帶獨立穿孔系統
②坯料既可用實心的也可以用空心的
●按傳動方式的不同,可將擠壓機分為機械式擠壓機和液壓式擠壓機。
機械式擠壓機特點:
①在負荷變化時易產生沖擊,速度的調節反應不夠靈敏,阻止過載的能力小并且難于大型化,所以應用較少。
液壓式擠壓機特點:
①運動平穩,過載的適應性較好,速度也較易調整,被廣泛采用。
●按傳動介質的不同,可將擠壓機分為油壓機和水壓機。
油壓機特點:
①使用油作為傳動介質
②油壓機易實現自動化,不需要泵站,結構緊湊,占地面積小,
③擠壓速度不能太快,設備維修較復雜
④一般為單機使用,噸位較小
水壓機特點:
①使用乳化劑作為傳動介質
②一次性投資大,需要水泵站系統,占地面積大
③設備維修容易
④適用于大噸位、高速度、高壓的擠壓機,一般采用多臺擠壓機聯用
●按擠壓方法的不同,可將擠壓機分為正向擠壓機和方向擠壓機。
正向擠壓機特點:
①金屬流出方向與擠壓軸前進方向一致
②對設備無特殊要求,適用于任何擠壓設備
③有利于提高表面質量
④可以得到任意外形的制品,只受擠壓筒內徑、擠壓系數限制
⑤摩擦力大,消耗大約30%~80%的擠壓力
⑥擠壓過程不夠穩定,變形不均,組織和力學性能不夠均勻
⑦軸向流動不均勻,內部分層,形成缺陷
⑧壓余、縮尾等金屬損失較大
反向擠壓機特點:
①金屬流出方向與擠壓軸前進方向相反
②擠壓力低,可以用較高的擠壓系數擠壓難變形材料
③變形均勻,沿制品長度上的組織性能較均勻
④成品率較高,可采樣較大的錠坯,有利于提高效率
⑤要求擠壓筒移動,不是任何一臺擠壓機都能反向擠壓
⑥擠壓制品的表面質量較低
⑦輔助時間較長,但錠坯大,壓余少,速度高,效率高
⑧擠壓制品的最大外接園直徑受空心擠壓軸強度的限制
液壓擠壓機構成P201
3. 說明主柱塞的行程與擠壓機錠坯裝入方式的關系。
根據擠壓機裝入錠坯方式的不同,主柱塞的行程分為長行程和短行程兩種。
長行程:錠坯在擠壓軸與擠壓筒間裝入,(2.2—2.3)Lt
短行程:錠坯在擠壓筒與模座間裝入,或擠壓筒(軸)可移出,
(1.2—1.3)Lt
4.液壓擠壓機本體主要由哪幾部分組成?每一部分的作用是什么?
機架系統:承受擠壓力
動梁系統:一是在主柱塞向前推進時平衡主柱塞外伸部分的自重;二是利用動梁的導向位置控制擠壓軸的位置
主缸系統:高壓液體作用在主柱塞端面,產生擠壓力;
擠壓筒系統:
穿孔系統:完成錠坯穿孔,由穿孔缸,穿孔柱塞,穿孔桿,穿孔棟梁,限位器,調程裝置
模座系統:裝置模具的部件,承受和傳遞擠壓力
機座:支撐著擠壓機的各個部分,并提供活動橫梁和擠壓容室滑動的滑道。
5.說明梁柱結構擠壓機機架的組成,各組成部分的作用。
●梁柱結構機架由機座,橫梁,張力柱組成
●機座的作用:
由前機座、中間機座和后機座組成。后機座支撐后橫梁,中間機座通過導板支撐活動橫梁(穿孔橫梁),前機座支撐前橫梁,后橫梁與機座由固定鍵固定。前橫梁由上滑板支撐,它可以在上滑板上沿軸向滑動,也可以調整上滑板而相對機座作升降移動,還可以調整側向螺釘使它沿機座向左右移動。
橫梁的作用:
橫梁包括前橫梁和后橫梁。大型擠壓機的后橫梁是單獨鑄件,是擠壓機的主要受力部件之一。但在中、小型擠壓機上,有時把后橫梁和主缸制成一體,以利于加工和裝配。后橫梁用來安裝主缸、回程缸和穿孔缸。
張力柱的作用:
張立柱分為圓柱形張力柱和預應力張力柱,張立柱將前、后橫梁連為一體,組成一個剛性框架。在擠壓力的作用下,圓柱形張力柱將產生彈性變形,即張力柱發生微量的伸長,這時要求前橫梁必須能隨張力柱的伸長而沿軸向滑移。對于預應力張力柱,擠壓過程中的周期性應力只有傳統張應力柱結構受力的一半左右。
框架結構P210
液壓缸作用、擠壓機柱塞與缸有三種結構、棒材擠壓機P213
6. 穿孔系統有幾種形式,各有什么特點。P213
●三種。內置穿孔系統、后置穿孔系統、側置穿孔系統。
●內置穿孔系統的特點:
設置在主柱塞的內部,不需要與主柱塞隨動的行程,穿孔行程最短,只相當于擠壓筒的長度。由于穿孔缸是運動的,必須采用活動的高壓導管,密封和維護都比較麻煩。
后置穿孔系統的特點:
設置在擠壓機尾部。穿孔行程包括兩部分:一是等于主柱塞行程的隨動行程;二是穿孔針的真正行程。與內置式相比,穿孔行程較長,擠壓管材時易產生偏心,機身也較長。它的優點是動梁結構簡單,穿孔系統檢查維修方便。
側置穿孔系統的特點:
兩個穿孔缸,對稱布置在主缸兩側。穿孔系統結構比較緊湊,使用維護也比較方便。在主缸后面需安裝有主柱塞及穿孔柱塞回程缸,故機身也很長。
擠壓工具、模座、余壓分離裝置、擠壓牽引裝置、料臺與冷床P214
雙重擠壓筒內外套受力情況P222
7.高壓泵直接傳動和泵-蓄勢器傳動各有什么特點?其適應范圍?
●高壓泵直接傳動的特點:
擠壓速度決定于泵的流量,與工藝無關,易于改變和控制,高壓液體的能量利用率高,壓力損失小。
適用范圍:
這種液壓機是每臺液壓機單獨配備高壓泵,中小型液壓機多為這種傳動形式。
●泵-蓄勢器傳動的特點:
高壓泵容量小,利用系數高,速度與變形抗力相關,可達到較高的擠壓速度
適用范圍:
這種液壓機的高壓液體是采用集中供應的辦法,這樣可以節省資金,提高液壓設備的利用率。但需要高壓蓄能器和一套中央供壓系統,以平衡低負荷和負荷商峰時對高壓液體的需要。這種形式在使用多臺液壓機的情況下,無論在技術或經濟上都是合理可行的。
8.說明連續擠壓和連續鑄擠機的優點和局限性,各適應生產何種產品?
●連續擠壓的優點:
①可實現連續化生產,縮短工序,節省輔助時間,節約設備和占地面積
②制品長度不受限制,材料利用率高達95%,制品組織性能均勻性好
③可利用摩擦產生的熱量使坯料得到加熱,降低能耗
不足:
①對坯料清潔度要求高,對工模具耐磨性要求高
②工模具更換困難,制品的直徑受限制
應用:
鋁及軟鋁合金、銅及部分銅合金的擠壓生產;坯料的形狀可以是桿狀、顆粒狀,也可以是熔融狀態;制品種類包括管材、線材、型材,以及以鋁包鋼線為典型代表的包覆材料。
●連續鑄擠機的優點:
①生產流程短、效率高、產品成品率高
②能耗低、設備占地面積小、投資少、見效快
③原料范圍廣、金屬實收率高
④合金品種廣, 制品長, 產品精度高
應用:
除可生產各種形式的管、棒、線、型材, 還可以生產復合材料和半固態材料。
?拉拔部分作業
對金屬坯料施以拉力,使之通過模孔以獲得與模孔尺寸、形狀相同的制品的塑性成形方法稱為拉拔。
鏈式擠壓機,雙鏈式相較于單鏈式優點P233
●聯合拉拔機組成:
①軋頭機。軋頭機由具有相同輥徑并帶有一系列變斷面軋槽的兩對輥 子組成。兩對輥子分別水平和垂直地安裝在同一個機架上。
②預矯直裝置。機座上面裝有三個固定輥和兩個可移動的輥子,能適 應各種規格棒料的矯直。預矯直的目的是使盤料在進人機列之前變直。
③拉拔機構。從減速機出來的主軸上設有兩個端面凸輪(相同的凸 輪,位置上相互差 180°)。
④矯直與剪切機構。矯直機由 7 個水平輥和 6 個垂直輥組成,對拉拔 后的棒材進行矯直。在減速機的傳動軸上設有多片摩擦電磁離合器和端面 凸輪,架上裝有切斷用刀具,用于棒材定尺剪切。
??? ⑤拋光機。棒材通過導向板 3 進人第一對拋光盤,然后通過三個矯直 喇叭筒,再進入第二對拋光盤。拋光盤帶有一定的角度,使棒材旋轉前 進,拋光速度必須大于拉拔速度和矯直速度,一般拋光速度為拉拔速度的 1.4 倍。
●聯合拉拔機特點:
①機械化、自動化程度高,所需生產人員少,生產周期短,生產效率高;
②產品質量好,表面粗糙度值可達 0.8,彎曲度可小于 0.02 mm/m;
③設備重量輕,結構緊湊,占地面積小;
④矯直部分和拋光部分不容易調整
⑤凸輪浸在油槽中,運轉中容易漏油。
圓盤拉拔機、倒立式圓盤擠壓機P237 V型槽輪拉拔機P240
拉線機分類 單模拉線機 絞盤P240
3.多模連續拉線機分為幾種類型?各自的主要特點是什么?
滑動式多模連續拉線機和無滑動式多模連續拉線機兩種類型,其中無滑動多模連續拉線機分為儲線式和非儲線式兩種,非儲線式無滑動多模連 續拉線機又分為活套式和直線式。
1.滑動式多模連續拉線機特點:
①總延伸系數大,拉拔速度快,生產率高,較易于實現機械化、自動化;
②空耗功率大,絞盤易受磨損,難于拉大尺寸線材。
③主要適用于圓斷面和異型線材的拉制;承受較大的拉力和表面耐磨 的低強度金屬和合金的拉制;塑性好,總加工率較大的金屬和合金的拉制; 能承受高速變形的金屬和合金的拉制。
2.無滑動多模連續拉線機特點
2.1.儲線式無滑動多模連續拉線機特點:
①造價低,操作維修方便
②無滑動,線材和絞盤不易磨損
③線材在絞盤上停留時間長,冷卻效果好
④一個絞盤出故障,仍可工作一段時間
⑤滑輪較多,穿線復雜,輔助時間長
⑥彎曲扭轉次數多,制品可能扭轉,不適于拉異型材
⑦拉拔速度慢(≤10m/s),產生張力,不適于拉拔細線;
2.2.非儲線式無滑動多模連續拉線機
2.2.1.活套非儲線式無滑動多模連續拉線機特點
①線材不發生扭轉 ②采用直流電機驅動,無極調速,拉拔速度快
③電氣系統復雜,成本高
④對操作和維護要求高
⑤不適于拉拔大規格、高強度的高碳鋼絲
2.2.2.直線非儲線式無滑動多模連續拉線機特點
絞盤之間線材不經任何導輪而走直線。拉線機采用直流電動機驅動,無 極調速,自動保持各道次間金屬秒體積流量平衡。例如 MTR 型直線式拉線 機不會出現 180°反彎,且線材走線簡單,調速精度比普通直線式高,線材 冷卻好,拉拔速度快。
4.若生產下列線材,應選用哪種(或哪幾種)拉線機?為什么?
因為單模拉線機只拉拔一道次,結構簡單,而且其容易制造,拉拔速度慢(0.1~3m/s),所以適用于粗拉大直徑圓線、型材、短料以及需要頻繁退火的線材。或者滑動式多模拉線機(除了塔形絞盤連續多模拉線機),適用于圓斷面和異型線材,但塔形適用于拉細線。
(2)滑動式多模連續拉線機:
延伸系數大;拉拔速度快,生產率高;較易于實現機械化、自動化。適用于承受較大的拉力和表面耐磨的低強度金屬和合金的拉制;適用于塑性好,總加工率較大的金屬和合金的拉制;不用圓盤形絞盤連續多模拉線機,因為圓盤形絞盤連續多模拉線機一般多用于生產粗線材和異型材。
(3)雙絞盤儲線式拉線機:
線材在張力下從一個絞盤以切線方向走至拉拔模,又從切線方向走向另一個圓盤,因此無扭轉,因為在中間滑輪轉180°,所以不適合拉拔大規格的金屬線材。活套式多模連續拉線機也可以。因為這幾種拉線機均不會產生扭轉,沒有180反彎,且拉拔速度均快,適合于異型細材無扭轉拉拔。
非儲線式無滑動多模連續拉線機 非儲線式無滑動多模連續拉線機的拉拔絞盤和線材之間無滑動,其中 活套式拉線機走線路程簡單,線材不發生扭轉,直線式拉線機絞盤不經導輪 而走直線,也可以避免線材扭轉。
拉線機輔助裝置,收線機,冷卻系統P247
(1)大直徑線材,異型線材;
單模拉線機生產大直徑線材:只拉拔一道次,結構簡單,容易制造,拉拔速度慢,0.1~3m/s,生產率低,占地面積大,粗拉大直徑
圓線、型材及短料需頻繁退火的線材。
臥式圓盤形絞盤連續多模拉線機生產異形線材:絞盤軸線水平布置,絞盤下部浸在潤滑液中,模子通過線材帶出的潤滑液潤滑,目前大都采用噴油潤滑,穿模、測量線徑方便,主要生產粗線或異形線材。
滑動式多模連續拉線機都可以生產表面耐磨、塑性好的細線。
臥式塔形絞盤連續多模拉線機生產表面耐磨、塑性好的細線和極細線材:是滑動式拉線機中應用最廣泛的一種,它主要用于拉細線
雙絞盤儲線拉線機:線材在張力作用下從一個絞盤以切線方向走至拉拔模,又從切線方向走向另一個絞盤,線材無扭轉。
活套式拉線機:線材不發生扭轉,采用直流電機驅動,無極調速,拉拔速度快。
總結
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