熱軋板帶鋼課程設(shè)計(jì)解讀

1、速李野投去母UniversityofScienceandTechnologyLiaoning課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：SPHC8.7X1580學(xué)院：材料與冶金學(xué)院班級(jí)：材控11-2班學(xué)生姓名：王躍學(xué)號(hào)：學(xué)0113207015指導(dǎo)教師：王寧1 概論0.1.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品概況0.1.2 2150熱軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程2.1.3 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)備2.1.4 熱軋帶鋼新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r2.2 主要設(shè)備選擇3.3 SPHC8.71580軋制工藝制定6.3.1 加熱制度6.3.2 選擇產(chǎn)品原料6.3.3 粗軋壓下制度6.3.4 精軋壓下制度7.3.5 精軋軋制速度8.3.6 精軋溫度制度1.0.4

2、力能參數(shù)計(jì)算1.1.4.1 精軋各機(jī)架軋制力計(jì)算1.14.2 軋制力矩計(jì)算1.3.5 設(shè)備能力校核1.4.5.1 咬入能力校核1.4.5.2 軋輥強(qiáng)度校核1.5.5.2.1 輥身彎曲強(qiáng)度校核1.85.2.2 輥頸彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核1.95.2.3 輥頭扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核2.15.2.4 輥身擠壓強(qiáng)度校核2.15.2.5 電機(jī)能力校核2.2.6 結(jié)束語2.4.7 參考文獻(xiàn)2.4.遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)第24頁1概論1.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品概況建國以來我國鋼鐵工業(yè)和技術(shù)已取得舉世矚目的成就，但是在市場(chǎng)化、工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程中，鋼鐵工業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重中之重，在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)裝備、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

3、標(biāo)和管理方面與國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。板帶鋼的生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)發(fā)展中的重要課題之一。板帶在熱軋方面有深沖熱軋鋼板、耐腐蝕高強(qiáng)度熱軋鋼板、成型性優(yōu)異的高強(qiáng)及超高強(qiáng)鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細(xì)晶高強(qiáng)度鋼板，而在冷軋方面有冷軋薄板、涂鍍層板、冷軋硅鋼片、冷軋不銹鋼等高附加值、高技術(shù)含量板材產(chǎn)品。目前我國的板帶鋼不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，產(chǎn)品質(zhì)量能夠達(dá)到國際先進(jìn)水平的不到總產(chǎn)量的1/3。因此，加快發(fā)展板帶材,特別是加快發(fā)展高附加值、高技術(shù)含量的板帶材是我國軋鋼工業(yè)一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。按照厚度可將板帶分為厚板、薄板和極薄帶鋼三大類,我國將厚度60mm以上的鋼板稱為特厚板,20mm60mm

4、的鋼板稱為厚板，4.0mm20mm的鋼板稱為中板,0.2mm4mm的鋼板稱為薄板，其中0.2mm1.2mm又稱為超薄板帶，小于0.2mm的極薄板帶稱為箔材。按照板帶的寬度分，寬度小于600mm的板帶鋼稱為窄帶鋼，寬度600mm1000mm的板帶（含熱、冷軋板卷，涂鍍層商用板卷）稱為寬帶鋼，寬度1000mm以上的板帶成為寬板帶。按照板帶的軋制工藝方式又可以將其分為熱軋板帶和冷軋板帶。熱軋寬帶鋼是重要的鋼材品種，對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。發(fā)達(dá)國家熱軋寬帶鋼產(chǎn)量約占熱軋鋼材的50%以上,并在國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中居于領(lǐng)先地位。我國鋼鐵工業(yè)近年來產(chǎn)量增長較快，但高附加值產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量較

5、低。我國一般熱軋帶鋼產(chǎn)品厚度下限是1.8mm，但實(shí)際上只生產(chǎn)很少厚度小于20mm的熱軋帶鋼,即使窄帶鋼,產(chǎn)品厚度一般也大于25mm。因此，相當(dāng)一部分希望使用厚度小于2mm帶鋼作原料的用戶,只得使用冷軋帶鋼。如果能開發(fā)薄規(guī)格的熱軋帶鋼，則可代替相當(dāng)一部分的冷軋帶鋼使用，使生產(chǎn)成本大為降低。目前，部分國內(nèi)熱軋帶鋼生產(chǎn)概況如下：傳統(tǒng)的熱帶軋機(jī)。以寶鋼2050mm熱軋帶鋼軋機(jī)為例，把薄規(guī)格產(chǎn)品作為主要生產(chǎn)目標(biāo)，采用最佳卷取溫度，對(duì)加熱溫度、軋制負(fù)荷分配、軋制速度進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)各精軋機(jī)架目標(biāo)凸度進(jìn)行合理分配，軋出符合標(biāo)準(zhǔn)的厚度為1.6mm的集裝箱用耐大氣腐蝕板，解決了集裝箱鋼板長期依賴進(jìn)口的局面，2002

6、年又試軋成功厚1.2mm的熱軋薄帶鋼。薄板坯連鑄連軋。自1992年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國第一套CSP薄板坯連鑄機(jī)以來，國內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛花費(fèi)巨資新建或改造熱連軋廠，不斷擴(kuò)大品種范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼的2050和1580熱軋線是國內(nèi)工藝裝備及自動(dòng)化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線，能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度1.5mm的熱軋板卷，也能生產(chǎn)少量厚度1.0mm1.2mm的超薄熱軋帶鋼。1999年珠鋼引進(jìn)第一條CSP薄板坯連鑄連軋線（1450mm）,之后邯鋼、包鋼、攀鋼、唐鋼相繼建成投產(chǎn)CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，已具備生產(chǎn)0.8mm超薄帶鋼的能力。鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝。珠鋼CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)

7、后，計(jì)劃采用該工藝生產(chǎn)2.0mm以下超薄熱軋帶鋼，目前國內(nèi)唐鋼、本鋼等多條CSP薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。1.2 2150熱軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程連鑄板坯一步進(jìn)式加熱爐一高壓水除鱗（初）一定寬壓力機(jī)定寬一ERE粗軋機(jī)可逆軋制（帶立輾）一保溫罩一飛剪切頭尾一高壓水除鱗（精）一FE連軋前立輾一精軋機(jī)組軋制一帶鋼層流冷卻一卷取機(jī)卷取，分卷，橫切一鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸一在線稱重、噴漆一下卷入庫存放、包裝外運(yùn)1.3 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)備加熱爐：三座步進(jìn)梁式加熱爐粗軋區(qū)：由高壓水除鱗箱、帶立輾的初軋機(jī)、保溫罩、廢品推出機(jī)、輾道、側(cè)導(dǎo)板及其他輔助設(shè)備組成精軋區(qū)：精軋區(qū)主要由切頭飛剪、粗軋除鱗箱、精

8、軋機(jī)前立輾軋機(jī)、六機(jī)架四輾精軋機(jī)及其他輔助設(shè)備組成卷取機(jī)區(qū)：卷取機(jī)區(qū)主要由精軋機(jī)后熱輸出輾道、帶鋼層流冷卻系統(tǒng)、地下卷取機(jī)及其前后設(shè)備、鋼卷打捆機(jī)、卸卷小車、鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備組成1.4 熱軋帶鋼新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)在過去20年里取得了很大的進(jìn)展，新技術(shù)的應(yīng)用在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力等方面發(fā)揮了重要作用。進(jìn)入新世紀(jì)后，這些新技術(shù)將會(huì)逐步得到推廣應(yīng)用，由于目前在世界范圍內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量已供大于求，我國鋼材生產(chǎn)也已經(jīng)從追求產(chǎn)量規(guī)模向品種質(zhì)量效益方面轉(zhuǎn)變，總體上的趨勢(shì)是以改造原有生產(chǎn)線為主，用高新技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。我國的熱軋帶鋼軋機(jī)要適應(yīng)這種趨勢(shì)，把采用新技術(shù)、改造現(xiàn)有

9、工藝設(shè)備作為增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的重要手段，為我國完成從鋼鐵生產(chǎn)大國向鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變作出貢獻(xiàn)。2主要設(shè)備選擇設(shè)備選擇參照鞍鋼2150生產(chǎn)線。鞍鋼2150mmASP生產(chǎn)線工藝布置如圖2.1所示900Ro3Vo11#加熱爐；22#加熱爐；33#加熱爐；4E1立輻軋機(jī)；5-Rl粗軋機(jī)；6E2立輻軋機(jī);7保溫罩；8一飛剪；9一精軋前立車1軋機(jī)；10精軋機(jī)11一層流冷卻裝置；12一卷取機(jī)圖2.1鞍鋼2150mmASP生產(chǎn)線工藝布置圖主要工藝裝備：(1)加熱爐。設(shè)有3座步進(jìn)梁式爐(其中3#加熱爐二期實(shí)施)，熱裝板坯入爐溫度>800,也可常溫冷裝，板坯出爐溫度為12001250c，加熱能力為400

10、t/(h座)(熱裝)。(2)高壓水除鱗箱。其上、下各有2排噴水集管，高度可調(diào)，高壓水出口壓力為23MPa,噴口f有4浸6個(gè)。(3)E1、E2立輾軋機(jī)。其型式為附著上部驅(qū)動(dòng)式(帶液壓AWC),最大單道次側(cè)壓量50mm,軋輾尺寸1200/00m由430mm,最大軋制力3800kN,軋制速度05.89m/s,主電機(jī)功率AC1200kW2,轉(zhuǎn)速200/400r/min。(4)Rl粗軋機(jī)。為四輾可逆式，工作輾尺寸為1250/1150mm<2150mm支撐輾尺寸為16501500mrW2150mm，最大軋制力50000kN,道次最大壓下量50mm,主電機(jī)功率10000kWX2AC,轉(zhuǎn)速40/90r/

11、min,軋制速度05.89m/s。(5)保溫罩。中間坯厚度為3060mm,中間坯寬度為10002000mm,保溫罩長度約為80m。(6)廢品推出機(jī)。為齒輪齒條式，最大推力為3Xl38kN,推出行程6000mm。(7)切頭飛剪。為轉(zhuǎn)鼓式，剪切速度為0.52.5m/s,最大剪切斷面為60mm<2000mm,剪切應(yīng)力140MPa«坯厚度為60mm,900c),剪切溫度>90C,最大剪切力13500kN,主電機(jī)功率：1600kW2。(8)精軋前高壓水除鱗箱。型式：雙火送輾高壓水噴射式，高壓水出口壓力：23MPa,噴嘴數(shù)量：4>26個(gè)。(9)精軋機(jī)組。表2.1精軋機(jī)性能參數(shù)性

12、能參數(shù)項(xiàng)目立輻F1F3F4F5F7工作輻直徑/mm600/750850/375850/765700/635支撐輻直徑/mm-1600/14501600/14501600/1450工作輻輻身長度/mm350245025502550支撐輻輻身長度-215021502150主電機(jī)轉(zhuǎn)速550150/450150/450200/600/rmin-1主電機(jī)功率/kWAC37CK2AC8000AC8000AC8000最大軋制力/kW1000450004500040000液壓壓卜-長行程長行程長行程彎輻力/kN-150015001500工作輻橫移量/mm-150200200*F7為預(yù)留機(jī)架(10)層流冷卻系統(tǒng)

13、。可處理帶鋼規(guī)格1.825.4mm<10002000mm,帶鋼最大通過速度為22.8m/s,最大耗水量為17500m/h,供水壓力為0.0500.085MPa。(11)卷取機(jī)。設(shè)有3臺(tái)三助卷輾液壓式卷取機(jī)，最大卷取速度22.8m/s,卷取帶鋼厚度1.825.4mm,卷取帶鋼寬度10002000mm,卷取溫度500750c,鋼卷內(nèi)徑762mm鋼卷外徑11032100mm最大鋼卷重量37.3t,最大單位寬度卷重18.65kg/mm,主電機(jī)功率1000kW,轉(zhuǎn)速230/600r/min。3SPHC8.71580軋制工藝制定3.1 加熱制度加熱制度取決于熱軋所要求的開軋溫度。一般加熱溫度為125

14、01280C,開軋溫度為11801220C,帶坯在軋制過程中，邊部由于散熱比較快，其溫降大于中部溫降，溫度大約為100C。邊部溫差大，在帶鋼橫截面上晶粒組織不均勻，性能差異大，同時(shí)，還將造成軋制中部裂紋核對(duì)軋輾嚴(yán)重的不均勻磨損。因此，在精軋機(jī)組前對(duì)帶坯邊部進(jìn)行加熱，將溫度補(bǔ)償與中部溫度一致。一般采用電磁感應(yīng)加熱器，可使帶坯邊部溫度提高50100C,使帶鋼橫向溫度更加均勻，從而減少帶鋼邊部裂紋，以適應(yīng)軋制薄規(guī)格產(chǎn)品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的鋼。3.2 選擇產(chǎn)品原料坯料規(guī)格尺寸的選定：210X1300X11800mm連鑄熱裝板坯軋制鋼種：SPHC表3.1原料化學(xué)成分C(%)Si(%)Mn(

15、%)P(%)S(%)含量<0.05<0.050.25<0.015<0.0103.3 粗軋壓下制度粗軋階段壓下量分配原則為：(1)粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量的7080%;(2)為保證精軋機(jī)組的終軋溫度，應(yīng)盡可能提高精軋機(jī)組軋出的帶坯溫度(3) 一般粗軋機(jī)軋出的帶坯厚度為2040mm；(4)第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量，中間各道次應(yīng)以設(shè)備能力所允許的最大壓下量軋制，最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形，應(yīng)適當(dāng)減小壓下量。表3.2不同成品厚度所對(duì)應(yīng)的中間坯選定的厚度<3.893.9-5.295.3-6.997.0-9.499.5-12.7HRC32

16、34363838-40(注：He為中間坯(粗軋軋完)厚度)據(jù)上表選定中問坯厚度為：38mm表3.3粗軋壓下制度制定12345入口厚度H(mm)2101701309060出口厚度h(mm)170130906038壓卜量Ah(mm)4040403022壓卜率£%19.0523.5330.7733.3336.673.4 精軋壓下制度精軋連軋機(jī)組分配各架壓下量的原則：一般也是充分利用高溫的有利條件，把壓下量盡量集中在前幾架，在后幾架軋機(jī)上為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量，壓下量逐漸減小。為保證帶鋼機(jī)械性能，防止晶粒過度長大，終軋即最后一架壓下率應(yīng)不低于10%。此外，壓下量分配應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化精軋

17、機(jī)組的調(diào)整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。依據(jù)以上原則，精軋逐架壓下量的分配規(guī)律是：第1架可以留有適當(dāng)余量,即考慮到帶坯厚度的可能波動(dòng)和可能產(chǎn)生咬入困難等，而使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量；第24架，為了充分利用設(shè)備能力，盡可能給以大的壓下量軋制；以后各架，隨著軋件溫度降低，變形抗力增大，應(yīng)逐漸減小壓下量；為控制帶鋼的板形、厚度精度及性能質(zhì)量，最后一架的壓下量一般在10-15%左右，表3.4精軋壓下量排列表入口厚度（mm）出口厚度（mm）壓卜量（mm）壓卜率（%）F138.028.010.038.00F228.019.58.530.36F319.514.55.025.64F414.511

18、.62.920.00F511.69.81.815.52F69.88.71.111.223.5 精軋軋制速度1 .確定最末架F6的穿帶速度及出口速度表3.5速度設(shè)定序號(hào)12345厚度，mm<1.45<1.70<1.90<2.10<2.40穿帶速度,m/s10.6510.6510.8010.8510.65最大速度,m/s15.7515.7516.5016.5017.20拋鋼速度,m/s13.6513.6513.6514.3514.35序號(hào)678910厚度，mm<2.70<2.90<3.10<3.40<3.80穿帶速度,m/s10.5010

19、.159.859.358.75最大速度,m/s17.2017.2017.2016.2015.05拋鋼速度,m/s14.3514.3513.4013.0011.60序號(hào)1112131415厚度，mm<4.20<4.60<5.50<6.50<7.50穿帶速度,m/s8.307.807.106.155.60最大速度,m/s13.9012.9012.2010.759.05拋鋼速度,m/s10.2510.008.207.206.55序號(hào)1617181920厚度，mm<8.50<9.50<11.0<12.7>12.7穿帶速度,m/s5.154.8

20、54.353.853.35最大速度,m/s7.556.806.456.456.45拋鋼速度,m/s6.005.454.904.804.65由于本車間的典型產(chǎn)品厚度h=8.7mm,所以末架軋機(jī)穿帶速度為4.85m/s,出口速度6.80m/s。2 .精軋機(jī)組其它各架軋機(jī)速度制度的確定末架軋機(jī)軋制速度確定以后，可由秒流量相等原則，即由下列公式：Vlblhl=V2b2h2.=Vnbnhn計(jì)算出各機(jī)架的軋制速度和穿帶速度。由于bl=b2.=bn,貝Vlhl=V2h2.=Vnhn表3.6精軋各架軋制速度m/sm/s)m/s)138.001.251.751.41228.001.702.381.91319.5

21、02.443.422.74414.503.284.603.68511.604.105.744.6069.84.856.805.453.6精軋溫度制度由于帶坯出粗軋后在中間輾道上和進(jìn)精軋前的除鱗都會(huì)有溫降，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，帶坯在精軋除鱗后的頭部溫度t為1020C；因?yàn)樵谲垯C(jī)上完成金相組織轉(zhuǎn)變對(duì)厚度控制和機(jī)械性能都有不良影響，所以軋制結(jié)束溫度應(yīng)該控制在奧氏體區(qū)，奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的起始溫度-C鋼約為875C,設(shè)精軋末架的出口溫度為880C,以使晶相轉(zhuǎn)變發(fā)生在層流冷卻階段，得到奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的細(xì)化晶粒，提高帶鋼顯微組織性能。精軋采用溫降公式：ti=t0-C(h0/hi-1)C=(t0-tn)hn/

22、(h0-hn)(其中：to開軋溫度；tn一軋后溫度；ho軋前厚度；hn一軋后厚度；)表3.7軋各架溫度變化機(jī)架F1F2F3F4F5F6軋制溫度C)1005.15978.43952.63925.39900.388804力能參數(shù)計(jì)算4.1精軋各機(jī)架軋制力計(jì)算S.Ekelund公式是用于熱軋時(shí)計(jì)算平均壓力的半經(jīng)驗(yàn)公式，其公式為p=(1m)(K二)其中m外摩擦對(duì)單位壓力影響的系數(shù)；,一粘性系數(shù)；百一平均應(yīng)變速率；第一項(xiàng)(1+m)是考慮外摩擦的影響，m可以用一下公式確定；1.6RZh-1.2Ahm二Hh第二項(xiàng)中的乘積"匚是考慮變形速度對(duì)變形抗力的影響。其中平均變形速度居值用下式計(jì)算-2vVAh

23、/Rz=Hh把m和巨值帶入p中，并乘以接觸面積的水平投影，則軋制力為：2vhP.BHBh5Ehf2h)(K.、R)2HhHh其中:K=9.8X14-0.01t)(1.4+C+Mn)Mpa=0.01(14-0.01t)C10MPaf=a(1.05-0.0005t)對(duì)鋼軋輾，a=1;對(duì)鑄鐵軋輾，a=0.8;式中t:軋制溫度，C；C:以表示碳含量;Mn：以%表示鈕的含量；C:決定于軋制速度的系數(shù)：m/sc616100.8C的含量取0.05,Mn的含量取0.25對(duì)于第一架軋機(jī)：f=a(1.05-0.0005t)=0.8(1.05-0.00051005.15)=0.43791.6n，yRAh-1.2Ah

24、1.60.437944250-1.210、m=0.4888Hh3828K=9.8><14-0.01t)(1.4+C+Mn)=9.8(14-0.011805.15)(1.4+0.20+0.7)=65.7820MPa"=0.01(14-0.01t)Cx10MPa=0.01乂(14-0.011005.15)X1M0=0.3949MPa.sV=150X3.14850/60=6672.5mm/s-2V7Zh/R2X6672.5x<(38-28)/42531.0156Hh3828p=(1m)(K=)=116.1694MPa,.2vhBhBh1.6f.Rh-1.2hRP=HhRh

25、(1)(K)=1196.584t2HhHh同理可依次得出各機(jī)架軋制力及其他各道次計(jì)算參數(shù)，見下表:表4.1各機(jī)架軋制力及其各道次計(jì)算參數(shù)表機(jī)架摩擦系數(shù)溫度（C）平均變形速度（mm/s）平均單位壓力（MPa）軋制力（t）10.43791005.1531.0156116.1691196.58420.4486978.4339.7320147.3061398.88730.4589952.6342.5726170.2291239.85640.4698925.3942.2360186.1191032.38650.4798900.3859.6274203.400806.63760.4880880.0053.

26、9198191.5991593.9924.2軋制力矩計(jì)算軋制力矩可用以下公式計(jì)算：M=2PWRh式中：P一軋制力；h一道次壓下量；W為力臂系數(shù)；熱軋板帶時(shí)：甲=0.420.50,取0.46對(duì)于第一架軋機(jī)軋制力矩：M=2Pq/RXh=2m0.4611196.584父J425M10=71.767tm同理可依次得出各機(jī)架軋制力矩，見下表：表4.2各機(jī)架軋制力矩表機(jī)架123456力矩（tm）71.76777.35352.58233.34418.62610.7235設(shè)備能力校核5.1 咬入能力校核軋機(jī)要能夠順利進(jìn)行軋制，必須保證咬入符合軋制規(guī)律，所以要對(duì)咬入條件進(jìn)行校核。匚h=D(1-cos：)a<

27、;P式中：D工作輾直徑h軋件的壓下量；a咬入角B摩擦角原料在第一架軋機(jī)咬入時(shí)，壓下量比較大，比較困難，所以對(duì)第一架進(jìn)行咬入能力的校核。校核如下：由上面公式得到：次、-arcco1s-(一)D已知D=850mm,Ah=10.0mmf=0.4379所以：二二arccos(1-h)=arccos(1-0-)=8.7974D850而f=tanB,得到：Bwrctanf=arctan0.4379=23.6489由于aEp,因此，第一架軋機(jī)可以實(shí)現(xiàn)帶鋼順利咬入。表5.1精軋各道次咬入角軋機(jī)F1F2F3F4F5F6咬入角/°8.79748.10966.21774.73424.10983.2125熱

28、軋過程中最大咬入角一般在15°到20°之間，故精軋各道次咬入符合條件。5.2軋輻強(qiáng)度校核軋輾直接承受軋制壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)軋輾的傳動(dòng)力矩，它屬于消耗性零件，就軋機(jī)整體而言，軋輾安全系數(shù)最小，因此，軋輾強(qiáng)度往往決定整個(gè)軋機(jī)負(fù)荷能力，這也正是我們要校核軋輾強(qiáng)度的原因。軋輾材料各不相同，粗軋機(jī)為合金鍛鋼，精軋機(jī)組為合金鑄鐵。所以他們的許用應(yīng)力也不同，具體見下表所示表5.2許用應(yīng)力表(單位：MPa)許用剪切應(yīng)力合金鍛鋼2402400730鑄鐵1402000610校核軋輾時(shí)，需校核軋制力最大、輾徑最小的道次，所以本設(shè)計(jì)需校核精軋第一道次和第六道次。第一架軋輾參數(shù)：1)支撐輾輾身直徑：Dz=1

29、600mm；輾身長：Lz=2150mm；輾頸直徑：dz=(0.5-0.55)Dz=0.51600=800mm；輾頸長度：lz=(0.831.0)Dz=1800=800mm；壓下螺絲之間的距離：az=Lz+lz=2150+800=2950mm；2)工作輾輾身直徑：Dg=850mm；輾身長度：Lg=2450mm；輾頸直徑：dg=(0.5z0.55)Dg=0.5850=425mm；輾頸長度：lg=(0.831.0)dg=1425=425mm；壓下螺絲之間的距離：ag=Lg+lg=2450+425=2875mm;輾頭直徑：b=Dg-(515)=850-10=840mm;表5.3F1-F4軋輻各部分尺寸

30、分別為D/mmL/mma/mmd/mml/mm工作輻85024502875425425支承輻160021502950800800取a/b=1a=840mm;根據(jù)下面表格得到抗扭斷面”系數(shù)值:表5.4抗扭斷面系數(shù)B/x11.523460.2080.3460.4930.8011.451.789?。旱?208。圖5-1四輻軋機(jī)軋輻受力圖第六架軋輾參數(shù)：1)支撐輾輾身直徑：Dz=1600mm；輾身長：Lz=2150mm；輾頸直徑：dz=(0.50.55)Dz=0.5M600=800mm;輾頸長度：lz=(0.831.0)dz=1父800=800mm;壓下螺絲之間的距離：a=Lz+lz=2150+800

31、=2950mm；2)工作輾輾身直徑：Dg=700mm；輾身長度：Lg=2550mm；輾頸直徑：dg=(0.50.55)Dg=0.5X700=350mm；輾頸長度：lg=(0.831.0)dg=1m350=350mm；壓下螺絲之間的距離：ag=Lg+lg=2550+350=2900mm;輾頭寬度：b=Dg(5-15)=700-10=690mm;表5.5F5-F6軋輻各部分尺寸分別為輻身直徑D/mm壓下螺絲中心距L/mma/mm輻頸直徑d/mml/mm70025502900350350支承輻160021502950800800取a/b=1a=690mm;根據(jù)卜囿表格得到抗扭斷囿”系數(shù)值：表5.6抗

32、扭斷面系數(shù)B/x11.523460.2080.3460.4930.8011.451.789?。?=0.208四輻軋機(jī)由于采用了支承輻，所以工作輻的彎矩很小，支承輻幾乎承擔(dān)了所有彎矩，只需對(duì)支承輻彎矩進(jìn)行校核。5.2.1 輾身彎曲強(qiáng)度校核(1)對(duì)于第一架軋輾：a壓下螺絲間距，b一板寬M D = PMaxa b2950()=1707.385 9.8 (4 841580)= 9.03 55 1 06 N mMd0.1D3= 24.5928MPa "二9.03551063-0.11.6所以第一架軋輾支承輾輾身滿足彎曲強(qiáng)度的要求工作輾:CdMd=17.44596MPa "二3Md7.

33、1462 10630.1D0.1 1.6所以第一架軋輾工作輾輾身滿足彎曲強(qiáng)度的要求(2)對(duì)于第六架軋輾(支承輾)a b2950 15806Md=PMax(a)=593.992 9.8 ( -)=3.1434 106N m4 848CdMd0.1D33.1434 1060.1 1.63= 7.6734MPa 二二所以第六架軋輾輾身滿足彎曲強(qiáng)度的要求5.2.2輾頸彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核(1)對(duì)于第一架軋輾：支承*昆Pl1196.584 9.8 8004= 2.3453 106 N m二M£=Md§=45£067MPa“二Wd0.1d3= 4.7416MPaMnMn一3Wn

34、0.208d485543.14752由于采用鑄鐵軋輾，合成應(yīng)力應(yīng)按第二強(qiáng)度理論計(jì)算：二p=0.375二d0.625.242=46.4138MPa;二工作輾只需要計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:MnWnMn30.208 d485543.1475230.208 0.425=31.6250MPa “ 所以第一架軋輾輾頸滿足彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求(2)對(duì)于第六架軋輾:支承輾M_pl 593.992 9.8 800= 1.1642 106 N m0.1 d= 22.7388MPa "二362250.7776Wn0.208 d30.208 0.8= 3.4015MPa ：由于采用鑄鐵軋輾，合成應(yīng)力應(yīng)按第二強(qiáng)度理論計(jì)

35、算:二p=0.375；70.625.-d242=23.9252MPa4二p工作輾只需要計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：二 JMn _ MnWn0.208 d3362250.77760.208 0.3503= 40.6202MPa “ 所以第六架軋輾輾頸滿足彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求5.2.3 輾頭扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核(1)對(duì)于第一架軋輾:T maxMnWnMn0.208 a3485543.147520.208 0.843= 3.9385MPa ： .所以第一架軋輾輾頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求(2)對(duì)于第六架軋輾:maxWnM n 362250.7776 0.208 a3 - 0.208 0.693= 5.3015MPa “ 所以第

36、六架軋輾輾頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求5.2.4 輾身擠壓強(qiáng)度校核因?yàn)閮蓚€(gè)軋輾的材質(zhì)相同，N=0.3,接觸應(yīng)力的計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為:仃max=0.418f；22)(1)對(duì)于第一架軋輾:式中：q加在接觸表面單位長度上的負(fù)荷，N/m；q=P/L=1196.5849800/2.15=5.4542106N/m|2一兩接觸輾的半徑(工作輾和支承輾)，r1=0.425m,r2=0.800m；E一彈性模量，GPa;鑄鐵E=1331G7PaME=150GPa代入接觸應(yīng)力計(jì)算式可得：qE(n+4)仃max=0.4181q-ir_=717.6555MPa心max=0.304%=0.304717.6555=218.1673M

37、Pamaxmax據(jù)表可知：第一架軋輾輾身擠壓強(qiáng)度滿足要求。(2)對(duì)于第六架軋輾：q=P/L=593.9929800/2.15=2.7075106N/mri、2一兩接觸輾的半徑(工作輾和支承輾)，ri=0.350m,r2=0.800m；E一彈性模量，GPa;鑄鐵E=1331G7PaME=150GPa代入接觸應(yīng)力計(jì)算式可得：二max=0.418qE(ri,2)=539.8535MPa此.max=0.304二max=0.304539.8535=164.1154MPa根據(jù)設(shè)備參數(shù)可知，第六架軋輾輾身擠壓強(qiáng)度滿足要求。5.2.5 電機(jī)能力校核以精軋第一道次為例：1 .軋制力矩：Mzh=71.767tm；

38、2 .附加摩擦力矩：軋制過程中，軋件通過輾間時(shí)，在軸承內(nèi)以及軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中有摩擦力產(chǎn)生，所謂附加摩擦力矩，是指克服這些摩擦力所需力矩，而且在此附加摩擦力矩的數(shù)值中，并不包括空轉(zhuǎn)時(shí)軋機(jī)傳動(dòng)所需力矩。組成附加摩擦力矩的基本數(shù)值有兩大項(xiàng)，一為軋輾軸承中的摩擦力矩，另一項(xiàng)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩。下面所求數(shù)據(jù)在Excel表格編輯函數(shù)所得(見論文后附錄)。軋輾軸承中的摩擦力矩：p_d1.Mm1=-f14=pf1d122P一軋制力；di一軋輾輾頸直徑；fi一軋輾軸承摩擦系數(shù)，它取決于軸承構(gòu)造和工作條件，取f1=0.003;Mmi=pfldi=1196.5840.850,003=3.0513tm傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩：1八MzhMm1Mm2=(-1)1iMm2一換算到主電機(jī)軸上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦力矩邛一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率，即從主電機(jī)道閘機(jī)的傳動(dòng)效率，取”=0.97;i一主減速比，i取5.5;m/1八Mz