《轧钢工艺学》课程授课教案（型钢孔型设计讲义）7 导卫装置设计

1导卫装置设计1.1导卫装置的作用制任何断面形状的型钢，儿乎在所有孔型的入口和出口，都要安装导卫装置（诱导装置或称轧辊辅件），其目的是使轧件按照所要求的状态进出孔型，保证轧件按规定的变形条件进行轧制。导卫装置的设计和使用是否得当，直接影响到产品的质量和轧机的生产能力：尽管孔型设计合理，如果导卫装置的设计或使用不当，也轧不出合格的成品，并可能造成刮切轧件、挤钢、缠辊，甚至产生断辊或更严重的设备及入身事故。导卫装置设计得好，调整得当，可以弥补孔型设计的不足，如轧制角钢、乙字钢、槽钢，当它边长不合格时，则可通过调整导卫装置来调整，对某些其他产品，导卫装置也可起到类似的作用。导卫装置通常包括横梁、导板、卫板、夹板、导板箱、托板、扭转导板、扭转辊、围盘、导管和其他诱导、夹持轧件或使轧件在孔型以外产生既定变形和扭转等的各种装置。1.2横梁横梁（导板梁），它是固定导卫装置用的，常见的横梁的断面形状如图1-1所示。横梁的断面尺寸一般是根据横梁的长度确定。横梁厚度为其长度的十分之一，横梁宽度约为其厚度的三分之二。横梁两侧面的斜度以1：6较好，此外上横梁也有用矩形断面的。横梁不仅要有足够的强度，而且要能在牌坊中固定牢固和装卸方便；导卫装置在横梁上的固定也要保证牢固和装卸方便安装在机架中的横梁必须保持水平，上下方向的位置也要恰当。若横梁位置不对，它会影响固定在横梁上的导卫装置的位置也不正确，因此横梁位置将随轧辊直径的变化而作必要的改变。机架上安装横梁的槽，以及横梁的断面形状和尺寸，应该是固定不变的，因而横梁距轧辊轴心联线（即横梁距轧制面的距离）也应该是不变的，图1-2所示的L，、L,和L是不变的。L，和L，分别为上、下横梁内侧边距轧制面的距离，它们是设计导卫装置所依据的尺寸

1 导卫装置设计 1.1 导卫装置的作用 轧制任何断面形状的型钢，几乎在所有孔型的入口和出口，都要安装导卫装 置(诱导装置或称轧辊辅件)，其目的是使轧件按照所要求的状态进出孔型，保证 轧件按规定的变形条件进行轧制。导卫装置的设计和使用是否得当，直接影响到 产品的质量和轧机的生产能力；尽管孔型设计合理，如果导卫装置的设计或使用 不当，也轧不出合格的成品，并可能造成刮切轧件、挤钢、缠辊，甚至产生断辊 或更严重的设备及入身事故。导卫装置设计得好，调整得当，可以弥补孔型设计 的不足，如轧制角钢、Z 字钢、槽钢，当它边长不合格时，则可通过调整导卫装 置来调整，对某些其他产品，导卫装置也可起到类似的作用。 导卫装置通常包括横梁、导板、卫板、夹板、导板箱、托板、扭转导板、扭 转辊、围盘、导管和其他诱导、夹持轧件或使轧件在孔型以外产生既定变形和扭 转等的各种装置。 1.2 横梁 横梁(导板梁)，它是固定导卫装置用的，常见的横梁的断面形状如图 1-1 所 示。横梁的断面尺寸一般是根据横梁的长度确定。横梁厚度为其长度的十分之一， 横梁宽度约为其厚度的三分之二。横梁两侧面的斜度以 1：6 较好，此外上横梁 也有用矩形断面的。 横梁不仅要有足够的强度，而且要能在牌坊中固定牢固和装卸方便；导卫装 置在横梁上的固定也要保证牢固和装卸方便。 安装在机架中的横梁必须保持水平，上下方向的位置也要恰当。若横梁位置 不对，它会影响固定在横梁上的导卫装置的位置也不正确，因此横梁位置将随轧 辊直径的变化而作必要的改变。 机架上安装横梁的槽，以及横梁的断面形状和尺寸，应该是固定不变的，因 而横梁距轧辊轴心联线（即横梁距轧制面的距离）也应该是不变的，图 1-2 所示 的 Lu 、Lb 和 L 是不变的。 Lu 和 Lb 分别为上、下横梁内侧边距轧制面的距离，它 们是设计导卫装置所依据的尺寸

1.3卫板卫板亦称辊刀或导垫。使用卫板的目的，是防止轧件出孔型时产生向上或向下弯曲或缠辊。卫板安装在出口方向的横梁上，其固定方式如图1-3所示。下卫板安装在下横梁上。上卫板常用弹簧或重锤吊挂在上横梁上。（图1-3a和b）是分别用于非可逆和可逆转的轧机上的卫板。在某些开坏机上，由于轧件断而较大，卫板也较大，为了不使卫板磨损孔型，同时也使卫板本身不被轧磨损：因此采用图6-4所示的固定方式。其特点是在横梁前加小横梁，卫板前端与孔型槽底有一定的间隙。卫板的尺寸如图6-5所示。卫板的上表面应低于孔型槽底5~10mm，其前尖应低于卫板上表面5~10mm。卫板应与横梁上表面的后边呈线接触，横梁上表面的前边与卫板有5~10mm的间隙，以保证卫板靠自重或弹簧或重锤使其前端（前尖)永保持与孔型槽底相接触。图1-1常用横梁的断面形状横梁槽出口上横梁入口下横梁出口下横梁

1.3 卫板 卫板亦称辊刀或导垫。使用卫板的目的，是防止轧件出孔型时产生向上或向 下弯曲或缠辊。卫板安装在出口方向的横梁上，其固定方式如图 1-3 所示。下卫 板安装在下横梁上。上卫板常用弹簧或重锤吊挂在上横梁上。（图 1-3a 和 b）是 分别用于非可逆和可逆转的轧机上的卫板。在某些开坯机上，由于轧件断而较大， 卫板也较大，为了不使卫板磨损孔型，同时也使卫板本身不被轧辊磨损．因此采 用图 6-4 所示的固定方式。其特点是在横梁前加小横梁，卫板前端与孔型槽底有 一定的间隙。 卫板的尺寸如图 6-5 所示。卫板的上表面应低于孔型槽底 5~10mm，其前尖 应低于卫板上表面 5~l0mm。卫板应与横梁上表面的后边呈线接触，横梁上表面 的前边与卫板有 5~10mm 的间隙，以保证卫板靠自重或弹簧或重锤使其前端(前 尖)永保持与孔型槽底相接触。 图 1-1 常用横梁的断面形状

图1-2横梁与轧辑的相对位置图1-3卫板的固定方式卫板的前尖圆弧半径r=20~50mm，而N=30~100mm，b=20~70mm，h。=20~80mm。这些尺寸根据轧机的大小而定，小轧机取数据的下限，大轧机取数据的上限。尺寸M应略大于橡梁上表面宽度；尺寸H应考虑装卸轻便，也要考虑卫板的使用寿命。卫板的厚度h是根据强度要求按经验数据确定的，h≥20~50mm，对于大轧机当卫板宽度小时，h值应取大些，反之h可取小些。小轧机的卫板厚度h可取小些。卫板与孔型槽底接触弧长视卫板的宽窄而定，宽者其接触弧可短些，窄者其接弧长应长些。卫板的前端宽度B应比孔型槽底宽度略小些。有的开坏机箱形孔型中的卫板(图6-6)，其中间部分不与孔型槽底中部的凸度接触，以便在使用中稳定。图6-4某开坏机卫板的固定方式

图 1-2 横梁与轧辊的相对位置 图 1-3 卫板的固定方式 卫板的前尖圆弧半径 r＝20~50mm，而 N＝30~100mm， c b ＝20~70mm， c h ＝ 20~80mm。这些尺寸根据轧机的大小而定，小轧机取数据的下限，大轧机取数据 的上限。尺寸 M 应略大于橡梁上表面宽度；尺寸 H 应考虑装卸轻便，也要考虑 卫板的使用寿命。 卫板的厚度 h 是根据强度要求按经验数据确定的，h≥20~50mm，对于大轧 机当卫板宽度小时，h 值应取大些，反之 h 可取小些。小轧机的卫板厚度 h 可取 小些。 卫板与孔型槽底接触弧长视卫板的宽窄而定，宽者其接触弧可短些，窄者其 接弧长应长些。卫板的前端宽度 B 应比孔型槽底宽度略小些。有的开坯机箱形 孔型中的卫板(图 6-6)，其中间部分不与孔型槽底中部的凸度接触，以便在使用 中稳定。 图 6-4 某开坯机卫板的固定方式

1-图6-5卫板尺寸的确定E2旺图6-6开坏机器箱形孔型中的卫板横架上衣面图6-7卫板厚度的确定在型钢轧机上，尤其是在开坏机上，常有许多个孔型（图6-7)，中辊与下辊之间有1，3，5，7，9和11孔。各孔的轧辊工作半径分别为R1，R3，Rg5

图 6-5 卫板尺寸的确定 图 6-6 开坯机器箱形孔型中的卫板 图 6-7 卫板厚度的确定 在型钢轧机上，尤其是在开坯机上，常有许多个孔型(图 6-7)，中辊与下辊 之间有 1，3，5，7，9 和 11 孔。各孔的轧辊工作半径分别为 Rg1 ， Rg 3 ， Rg 5

R7，R.，和Rgl1。若其中以Rg3为最小，就要首先确定第3孔的卫板厚度h3(h3≥20~50mm)根据h3确定出口下横梁上表面距下轧辊轴线的距离H，=Rg3-[h,+2(5~10)]mm。其他各孔的卫板厚度以Hb为基准而分别定出。对卫板材质的要求是可断而不可弯，因此一般采用钢5锻成。轧制异型钢或孔型槽底非平直者，其卫板前端与轧槽接触部分应与轧榴的形状相适应，有时卫板的上表面形状也要与轧件的形状相适应，但在可能的条件下，尽量采用宽度方向平直的工作表面。各种孔型使用卫板的情况，如图6-8所示。工贝浴高高M人NMAAA图6-8各种孔型使用卫板的情况1.4导板使用导板的目的，是在左右方向保证轧件正直地进出孔型。导板的设计（图6-9)是先画出轧辊的圆心OO'，O与O'的距离为D。，D.为轧辊的原始直径。根据卫板设计中定出的出口横梁位置L，和H，，以O和O为圆心，以Rh十△R画出圆弧。Rh为辊环半径，△R取15~20mm。导板不与辊环接触，导板前端与轧辊中心线的间距为C，在有效地引导轧件的前提下，C值可取大些。为了保证导板在横梁上固定牢固，E值一般不小于横梁厚度的一半。F值应以导板尾部有足够的强度，以免被折断为准，其值视轧机的大小而定，通常取40~120mm。M值等于横梁宽度加楔铁顶部宽度减去4~6mm。导板的高度H应超过孔型上槽底，出口导板的高度H等于出口轧件高度加上下卫板的厚度h，再加上20~40mm。导

Rg 7， Rg 9 和 Rg11 。若其中以 Rg 3 为最小，就要首先确定第 3 孔的卫板厚度 h3(h3 ≥ 20~50mm) ；根据 h3 确 定 出 口 下 横 梁 上 表 面 距 下 轧 辊 轴 线 的 距 离 [ 2(5 ~ 10)] Hb = Rg3 − h3 + mm。其他各孔的卫板厚度以 Hb 为基准而分别定出。对 卫板材质的要求是可断而不可弯，因此一般采用钢 5 锻成。 轧制异型钢或孔型槽底非平直者，其卫板前端与轧槽接触部分应与轧榴的形 状相适应，有时卫板的上表面形状也要与轧件的形状相适应，但在可能的条件下， 尽量采用宽度方向平直的工作表面。各种孔型使用卫板的情况，如图 6-8 所示。 图 6-8 各种孔型使用卫板的情况 1.4 导板 使用导板的目的，是在左右方向保证轧件正直地进出孔型。导板的设计(图 6-9)是先画出轧辊的圆心 OO ，O 与 O 的距离为 D0 ， D0 为轧辊的原始直径。 根据卫板设计中定出的出口横梁位置 Lb 和 Hb ，以 O 和 ' O 为圆心，以 Rh 十 R 画 出圆弧。Rh 为辊环半径， R 取 15~20mm。导板不与辊环接触，导板前端与轧辊 中心线的间距为 C，在有效地引导轧件的前提下，C 值可取大些。为了保证导板 在横梁上固定牢固，E 值一般不小于横梁厚度的一半。F 值应以导板尾部有足够 的强度，以免被折断为准，其值视轧机的大小而定，通常取 40~120mm。M 值等 于横梁宽度加楔铁顶部宽度减去 4~6mm。导板的高度 H 应超过孔型上槽底，出 口导板的高度 H 等于出口轧件高度加上下卫板的厚度 h，再加上 20~40mm。导

板的斜面尺寸P、N和P、N，应根据轧机的大小和导板的长度和宽度而定，尽可能取大些。导板的宽度B，主要根据导板在横梁上能否固定牢固来确定。图6-9导板的尺寸为了使导板共用性大些，既可做为左侧导板，又能做为右侧导板，可在导板的两侧都做成斜面。若仅用做单侧导板，则只在导板的一侧做出斜面。为了减轻导板的重量以便装卸，可将导板做成如图6-10的形式。其特点是将与固定无关的部分减薄，为此也有用钢板焊接而成的导板。入口导板出口导板图6-10轻便的单面导板

板的斜面尺寸 P、N 和 ' P 、 ' N ，应根据轧机的大小和导板的长度和宽度而定， 尽可能取大些。导板的宽度 B，主要根据导板在横梁上能否固定牢固来确定。 为了使导板共用性大些，既可做为左侧导板，又能做为右侧导板，可在导板 的两侧都做成斜面。若仅用做单侧导板，则只在导板的一侧做出斜面。 为了减轻导板的重量以便装卸，可将导板做成如图 6-10 的形式。其特点是 将与固定无关的部分减薄，为此也有用钢板焊接而成的导板。 图 6-10 轻便的单面导板

轧制某些型钢时（如角钢），有时需采用带台的入口导板（如图6-11），以保证轧件：确地进入孔型。这种导板为减轻重量，也可以用钢板焊接成台，如图6-12所示。車图6-11带台的导板--图6-12焊台的导板入口导板与出口导板的差别，表现为入口横梁的位置应比出口横梁的位置略低一些，导板上的斜面在轧件入口部位；其他要求和设计方法与出口导板相同。在轧辊孔型比较固定的轧机上，有时还采用死导板，或仅左右两块导板做成一个整体，或几个孔型的导板做成一个整体。其设计原则和方法仍如前所述。固定导板的螺栓尺寸，因轧机的大小而定，一般对轧辊直径为250～300，350~500，600~800mm的轧机，螺校直径分别为15，25和40mm

轧制某些型钢时(如角钢)，有时需采用带台的入口导板(如图 6-11)，以保证 轧件：确地进入孔型。这种导板为减轻重量，也可以用钢板焊接成台，如图 6-12 所示。 图 6-11 带台的导板 图 6-12 焊台的导板 入口导板与出口导板的差别，表现为入口横梁的位置应比出口横梁的位置略 低一些，导板上的斜面在轧件入口部位；其他要求和设计方法与出口导板相同。 在轧辊孔型比较固定的轧机上，有时还采用死导板，或仅左右两块导板做成 一个整体，或几个孔型的导板做成一个整体。其设计原则和方法仍如前所述。 固定导板的螺栓尺寸，因轧机的大小而定，一般对轧辊直径为 250～300， 350～500，600～800mm 的轧机，螺校直径分别为 15，25 和 40mm

图6-13夹板的尺寸夹板亦称小瓦，其作用是将出入孔型不稳定、易倾倒的轧件，保持其稳定的状态。常用的夹板如图6-13所示。O与0'为轧辊的中心，Do为两轧辊的中心距，其值等于轧辊原始直径，Rh为辊环半径，AR及为辑环与夹板间的间隙，L为夹板的总长，B为夹板的厚度，r为夹板的前尖半径，H为夹板的高度，C和G为凸台的高度和厚度，R为入口椭圆轧件的圆弧半径，b为夹板的槽深，Q为斜面尺寸，1.为夹板的直线段长度，1加G为斜面的长度。在设计夹板时，应根据轧机的大小，按表6-1选取有关的尺寸。工作面的尺寸，根据所诱导的轧件尺寸而定，若为椭圆件：出椭圆孔的椭圆件高度h.(2 ~5) (mm)2表6-1夹板尺寸与辊径的关系辊径D，1LGidH2K500以上0.5DEL-1-C300~3501001403050300~-5000.5FL-1,-G250~90250~3505~10-0.5D20L-1,-G70~12020~4591直线段1.主要取决于轧件的大小。轧件断面大，1.取长一些：轧件断面小，1.取短一些，1.一般取80～130mm，也有用大于200mm者。在能扶正轧件的条

图 6-13 夹板的尺寸 夹板亦称小瓦，其作用是将出入孔型不稳定、易倾倒的轧件，保持其稳定的 状态。常用的夹板如图 6-13 所示。O 与 ' O 为轧辊的中心，D0 为两轧辊的中心距， 其值等于轧辊原始直径，Rh 为辊环半径， R 及为辊环与夹板间的间隙，L 为夹 板的总长，B 为夹板的厚度，r 为夹板的前尖半径，H 为夹板的高度，C 和 G 为 凸台的高度和厚度，R 为入口椭圆轧件的圆弧半径，b 为夹板的槽深，Q 为斜面 尺寸， z l 为夹板的直线段长度， d l 加 G 为斜面的长度。 在设计夹板时，应根据轧机的大小，按表 6-1 选取有关的尺寸。工作面的尺 寸，根据所诱导的轧件尺寸而定，若为椭圆件： (2 ~ 5) 2 = − 出椭圆孔的椭圆件高度 b （mm） 表 6-1 夹板尺寸与辊径的关系 直线段 z l 主要取决于轧件的大小。轧件断面大， z l 取长一些；轧件断面小， z l 取短—些， z l 一般取 80～130mm，也有用大于 200mm 者。在能扶正轧件的条

件下，1.越短越好，因1.过长，会使轧件进入孔型困难；1过短，则难以扶正轧件。为了可靠地扶正和夹持轧件，并为提高夹板的使用寿命，在可能的条件下，应使夹板的工作面与轧件呈四点接触，即夹板工作面的中间做成小槽（图6-14)。也有的夹板如图6-15所示，其特点是用上凸台和侧向凸台，使夹板固定在导板箱中，这种夹板的设计方法及尺寸关系同前。图6-14有小槽的夹板图6-15小夹板夹板一般是用冷硬铸铁制成，为了提高夹板的使用寿命，也可用镀铬或钨钢等耐磨材料制成。图6-13中的尺寸L，为设计导板箱的依据，根据已有的导板箱设计夹板，也需尺寸1.5导板箱（导板盒）它是用来安装夹板的，同时也借助它来调整夹板。常见的导板箱如图6-16所示。导板箱实际上就是将左右面块入口导板，用上盖和底板连在一起而构成的。导板箱两侧的设计方法与入口导板一样，仅在立端有三个螺孔，用以穿过螺栓来固定和调整夹板在导板箱中的位置和所处的状态。上盖后端距轧辊中心线OO'的

件下， z l 越短越好，因 z l 过长，会使轧件进入孔型困难； z l 过短，则难以扶正轧 件。 为了可靠地扶正和夹持轧件，并为提高夹板的使用寿命，在可能的条件下， 应使夹板的工作面与轧件呈四点接触，即夹板工作面的中间做成小槽(图 6-14)。 也有的夹板如图 6-15 所示，其特点是用上凸台和侧向凸台，使夹板固定在导板 箱中，这种夹板的设计方法及尺寸关系同前。 图 6-14 有小槽的夹板 图 6-15 小夹板 夹板一般是用冷硬铸铁制成，为了提高夹板的使用寿命，也可用镀铬或钨钢 等耐磨材料制成。图 6-13 中的尺寸 Lk 为设计导板箱的依据，根据已有的导板箱 设计夹板，也需尺寸 1.5 导板箱(导板盒) 它是用来安装夹板的，同时也借助它来调整夹板。常见的导板箱如图 6-16 所示。导板箱实际上就是将左右面块入口导板，用上盖和底板连在一起而构成的。 导板箱两侧的设计方法与入口导板一样，仅在立端有三个螺孔，用以穿过螺栓来 固定和调整夹板在导板箱中的位置和所处的状态。上盖后端距轧辊中心线 ' OO 的

距离L，应与图6-13中的L相同，在上盖上的两个螺孔，是用以穿过螺栓从上面固定夹板的。△32X由图6-16导板箱的尺寸H设计导板箱的主要尺寸及相互关系为：h，=(H为图6-13所示夹板的高2=+(5~10)mml,h3=(15~20)mm；h4=2d(d为固定螺栓直径)，当用图度);h, =26-18所示的导板箱时，h4按此数据选取，当用其他形式的导板箱时，h4值可取小些，hs=(40-60)mm或更大些，或按设计导板的数据；h6之值应略大于图6-13中所示的C值，卯为导板箱内宽度，其值应为W=2B+z+(20-50)mm，其中B为图6-13中所示的夹板厚度，z为两夹板之间的间隙，20-50mm为宽度余量，因为导板箱常为共用的，因此它应适于几种规格轧件的夹板，因此也要求夹板在左右方向有一定的调整余量

距离 Lk 应与图 6-13 中的 Lk 相同，在上盖上的两个螺孔，是用以穿过螺栓从上面 固定夹板的。 图 6-16 导板箱的尺寸 设计导板箱的主要尺寸及相互关系为： 2 1 H h = (H 为图 6-13 所示夹板的高 度)； 2 2 H h = + (5~l0)mml，h3＝(15~20)mm；h4＝2d(d 为固定螺栓直径)，当用图 6-18 所示的导板箱时，h4 按此数据选取，当用其他形式的导板箱时，h4 值可取小 些，h5＝(40-60)mm 或更大些，或按设计导板的数据；h6 之值应略大于图 6-13 中 所示的 C 值，卯为导板箱内宽度，其值应为 W＝2B+z+(20-50)mm，其中 B 为图 6-13 中所示的夹板厚度，z 为两夹板之间的间隙，20-50mm 为宽度余量，因为导 板箱常为共用的，因此它应适于几种规格轧件的夹板，因此也要求夹板在左右方 向有一定的调整余量