冷軋課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

冷軋課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書Preparedon24November2020遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題：生產(chǎn)Q2351x1450mm板帶鋼指導(dǎo)老師：班級(jí)：姓名：目錄1綜述引言冷軋生產(chǎn)過(guò)程中由于不進(jìn)行加熱，所以不存在熱軋常出現(xiàn)的麻點(diǎn)和氧化鐵皮等缺陷，表面質(zhì)量好、光潔度高。而且冷軋產(chǎn)品的尺寸精度高，產(chǎn)品的性能和組織能滿足一些特殊的使用要求，如電磁性能、深沖性能等。冷軋的定義:是再結(jié)晶下的軋制，但一般理解為使用常溫軋制材料的軋制.鋁冷軋分為板軋和箔軋.厚度在?以上的稱為板，?以下的稱為箔.歐美多采用3~6臺(tái)連續(xù)式軋機(jī)作為冷軋?jiān)O(shè)備冷軋優(yōu)點(diǎn)：采用冷軋方法生產(chǎn)帶鋼優(yōu)點(diǎn)是很多的，歸結(jié)起來(lái)有以下幾點(diǎn)：能得到熱軋方法很難得到的極薄帶鋼（薄達(dá)；能使產(chǎn)品具有很高且范圍很廣的力學(xué)性能及工藝性能；能保證獲得高精度尺寸、厚度偏差小、沿帶鋼的寬度及長(zhǎng)度方面的厚度均勻，板形良好、表面光潔的各種帶鋼；成本低、收效率高；軋制速度快，具有很高的生產(chǎn)率冷軋主要工藝特點(diǎn)與熱軋相比較，冷軋板帶生產(chǎn)主要有三大特點(diǎn)：加工硬化由于加工硬化，使軋制過(guò)程中金屬變形抗力增大，軋制壓力提高，同時(shí)還使金屬塑性將低，容易產(chǎn)生脆裂。當(dāng)鋼種一定時(shí)，加工硬化的劇烈程度與冷軋變形程度有關(guān)。當(dāng)變形量加大使加工硬化超過(guò)一定程度后，就不能再繼續(xù)軋制。因此，板帶材在經(jīng)受一定的冷軋總變形量后，往往需要軟化熱處理（再結(jié)晶退火或固溶處理），使之恢復(fù)塑性，降低抗力，以利于繼續(xù)軋制。生產(chǎn)過(guò)程中每?jī)纱诬浕療崽幚碇g所完成的冷軋工作，通常稱之為一個(gè)“軋程”。在一定軋制條件下，鋼質(zhì)越硬，成品越薄，所需的軋程就越多。工藝?yán)鋮s和工藝潤(rùn)滑冷軋過(guò)程中產(chǎn)生的劇烈變形熱和摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，故必須采用有效的人工冷卻。軋制速度越高，壓下量越大，冷卻問(wèn)題顯得越重要。如何合理的強(qiáng)化冷卻成為發(fā)展現(xiàn)代高速冷軋機(jī)的重要課題。冷軋采用工藝潤(rùn)滑的主要作用是減小金屬的變形抗力，這不但有助于保證在已有的設(shè)備能力條件下實(shí)現(xiàn)更大的壓下，而且還可使軋機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)可行地生產(chǎn)厚度更小的產(chǎn)品。此外，采用有效的工藝潤(rùn)滑也直接對(duì)冷軋過(guò)程的發(fā)熱率以及軋輥的升溫起到良好的影響。在軋制某些品種時(shí)，工藝潤(rùn)滑還可以起到防止金屬粘輥的作用。冷軋潤(rùn)滑效果的優(yōu)劣是衡量工藝潤(rùn)滑劑的重要指標(biāo)，乳化液的要求是：當(dāng)以一定的流量噴到板面和輥面上時(shí)，既能有效的吸收熱量，又能保證油劑以較快的速度均勻的從乳化液中離析并黏附在板面和輥面上，能形成均勻，厚度適中的油膜。張力軋制所謂“張力軋制”就是軋件的軋制變形是在一定的前張力和后張力作用下實(shí)現(xiàn)的。張力的主要作用有：1）防止帶材在軋制過(guò)程中跑偏；2）使所軋帶材保持平直和良好的板形；3）降低變形抗力，便于軋制更薄產(chǎn)品；4）可以起適當(dāng)調(diào)整冷軋機(jī)主電機(jī)負(fù)荷的作用。2軋制現(xiàn)代冷軋生產(chǎn)有可逆式和連軋兩種生產(chǎn)工藝，連軋生產(chǎn)又有常規(guī)單卷軋制和全連續(xù)軋制（即無(wú)頭軋制）兩種方式，全連續(xù)軋制是當(dāng)代冷軋板帶鋼生產(chǎn)的最高技術(shù)形式我國(guó)冷軋板帶鋼的生產(chǎn)在經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)改造，設(shè)備更新后，水平較之以往已經(jīng)有了很大提高，但只是一個(gè)鋼鐵大國(guó)，而不是鋼鐵強(qiáng)國(guó)，與鋼鐵強(qiáng)國(guó)仍有一定的距離，一些關(guān)鍵部位的鋼材品種還主要依賴進(jìn)口。冷軋板的生產(chǎn)在我國(guó)還有很大的發(fā)展前景。這次采用的就是全連軋，五機(jī)架連軋，1、5是留輥軋機(jī)，2、3、4是四輥軋機(jī)。原料和參數(shù)選擇原料選擇要求生產(chǎn)產(chǎn)品為Q235普碳鋼1x1550mm冷軋薄板可以不考慮寬展所以選擇尺寸所以原料選擇：3x1550mmQ235普碳鋼潤(rùn)滑工作輥采用乳化液潤(rùn)滑：濃度為1%?3%的油和水的混合物首架軋機(jī)不潤(rùn)滑.末架軋機(jī)乳化油濃度為％.其他軋機(jī)乳化油濃度有3%.參數(shù)軋制參數(shù)四輥軋機(jī)系數(shù)選擇第一道次摩擦系數(shù)由，其余四道次摩擦系數(shù)為.張力制度：第一道次的后張力在30?50MPa.第五道次后張力大于前張力，前張力在30?50MPa曲線加工硬化曲線X、y、z參數(shù)曲線3軋制制度的制定輥速的計(jì)算根據(jù)秒流量相等得：BHV=bhv冷軋薄板可以不考慮寬展所以B=b所以HV=hb第五機(jī)架的速度在18-25m/s取20m/s=1V5 V4=s—>V3=16m/s >V2=m/s ：>壓下規(guī)程計(jì)算平均壓力和總壓力：第一道次由熱軋?jiān)祥_始軋制，壓下量△h=0.8mm，冷軋入口總壓下率為0,出口總壓下率為.％。求平均總壓下率￡$：熊=￡0+e1=x查Q215加工硬化曲線得氣.2=405MPa，°s"氣.2求平均單位張力：Q=(35+90)/2=故K=投5^=1.15x405=465.75MPa計(jì)算l=-jRNh=、300x0.8=15.5mmZ=fl/h=0.08x15.5/2.6=0.477z2=0227■計(jì)算 ..C=CR=Cx300=x10-3查軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解(斯通圖解法)l'=XXh/u=0.55X2.6/0.08=17.89mmp=(K-Q)(ex-1)/x=537.6MPaP]=Blp=17.89x1550x537.6x10-4=1490.74t第二道次入口總壓下率％，出口總壓下率25%。求平均總壓下率￡$:￡$=e1+e2=%查表氣.2=548MPa,孔g°.2求平均單位張力：Q=(100+90)/2=95MPa故K=1.15氣=1.15x548=630.2MPa計(jì)算l=JRKh=*300x0.55=12.845mm計(jì)算z=ul/h=0.05x12.845/1.925=0.334z2=0.11查軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解(斯通圖解法)l=XXh/u=0.395X1.925/0.05=15.21mmp=(K-Q)(ex-1)/x=656.31tP2=Blp=15.21x1550x656.31x10-4=1547.28kN第三道次入口總壓下率45%，出口總壓下率％。求平均總壓下率￡$:曙=e2+e3=X%+X 氣.2=665MPa，°Sg°.2求平均單位張力：Q=(104+100)/2=102MPa故K=1.15。s=1.15x665=764.75MPa計(jì)算l=^RNh=、.300x0.4=10.95mm計(jì)算z=ul/h=0.05x10.95/1.4=0.39z2=0.153查軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解l'=Xxh/u=0.515x1.4/0.05=14.42mmp=(K-Q)(ex-1)/x=866.9MPaP3=Blp=14.42x1550x866.9x10-4=1937.6t第四道次入口總壓下率％，出口總壓下率％。求平均總壓下率￡$:￡$=e3+￡4=%氣.2=715MPa，R"氣.2求平均單位張力：Q=(108+104)/2=106MPa故K=L15bs=1.15x715=822.25MPa計(jì)算l=^RAh=<300x0.15=6.71mm計(jì)算z=ul/h=0.05x6.71/1.2=0.2846z2=0.081查軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解l'=Xxh/f=0.455x1.175/0.05=10.7mmp=(K-Q)(ex-1)/x=918.5MPaP4=Blp=10.7x1550x918.5x10-4=1523.3t第五道次入口總壓下率％，出口總壓下率％。求平均總壓下率￡$:￡$=e4+e5=%氣.2=730MPa,R"氣.2求平均單位張力：Q=(45+408)/2=MPa故K=1.15R=1.15x730=839.5MPa計(jì)算l=^RNh=(300x0.1=5.48mm計(jì)算z=ul/h=0.05x5.48/1.05=0.26z2=0.067查軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解l'=Xxh/f=0.46x1.05/0.05=9.66mmmmp=(K-Q)(ex-1)/x=962.04MPaP=Blp=9.66x1550x962.04x10-4=1440t每道次壓下率和壓下系數(shù)分配4校核軋輥直接承受軋制力和轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥的傳動(dòng)力矩，屬于消耗性零件，就軋機(jī)整體而言，軋輥安全系數(shù)最小，軋輥強(qiáng)度往往決定整個(gè)軋機(jī)負(fù)荷能力，因此，要對(duì)軋輥進(jìn)行校核。軋輥材質(zhì)為合金鍛鋼，許用應(yīng)力^L240MPa，許用接觸應(yīng)力＞L2400MPa；許用剪切應(yīng)力"=73MPa；許用接觸剪應(yīng)力E']=730MPa。軋輥各部分尺寸分別為：

工作輥：輥身直徑D=600mm,輥身長(zhǎng)度ls=1700mm，壓下螺絲中心距Lg=1980mm；輥頸直徑d=280mm,輥徑長(zhǎng)度lg=180mm。支撐輥：輥身直徑Dz=1500mm,輥頸d=750mm,輥身長(zhǎng)度lz=1700mm，壓下螺絲中心距匕=2430mm；輥頭均采用扁頭萬(wàn)向接軸輥頭。表校核相關(guān)參數(shù)機(jī)架號(hào)軋制壓力/t軋輥轉(zhuǎn)速/r/min電機(jī)功率/kw前后張力差/MPa11491322550021547429550095319375665500102415236435500106514407085500根據(jù)五機(jī)架冷連軋機(jī)軋制力考慮，現(xiàn)在對(duì)第二架軋機(jī)的軋輥進(jìn)行校核:工作輻校核四輥軋機(jī)支撐輥與工作狼承受彎矩之比等于直徑比的四次方，其彎曲應(yīng)P和P分配也和彎矩一樣，即：D)4P和P分配也和彎矩一樣，即：D)4=D ((1500\P M—z= zP Mg g而Pz+Pg=P=19370KN，得到I540J，IIrBP=P=19370-365.47圖b四輥軋P贈(zèng)(困^力圖19370=19004.53KNg53 53 -z53 53/輥身假定工作輥放在兩支點(diǎn)上，畫出其彎矩圖如下：1 1111舟L 1400KN-m 110KN?m\_U<nTnTrnTrt4^如上彎矩圖，工作輥在其中間部位產(chǎn)生最大彎矩，如上面計(jì)算：M=Pf匕--]=365470xf1980-155如上彎矩圖，工作輥在其中間部位產(chǎn)生最大彎矩，如上面計(jì)算：M=Pf匕--]=365470xf1980-155)=110098N-mgi g[48) I4 8)；由于水平張力差導(dǎo)致的彎矩為：T=100x1.65x1550-104x1..25x1550=54250N，TfLb)54250f1.98—-g一―= x——2[48) 2I4輥身中部的合成力矩為：=8171.4N-m工作輥在最大重車后的直徑D=540mm，因此輥身中部的最大彎曲應(yīng)力為：M1.1x105—= W 0.1x0.5403=69MPab]所以，工作輥輥身符合要求。輻頭由于工作輥傳動(dòng)，校核輥頭扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。所以，輥頭符合軋制要求。圖工作輥輥頭圖支撐輻校核輥身由上圖可知，在輥身中部產(chǎn)生最大彎曲力矩，其大小如上面所求：支撐輥在最大重車后的直徑為D=1450mm，則輥身中部的最大彎曲應(yīng)力為：Mz0.1DMz0.1D3z7506789.350.1x1.453=24.6MPab]所以，支撐輥符合要求。輻頸M

d—

0.1M

d—

0.1d33.47x1060.1x0.753=82.25MPab]所以，輥頸軋制符合要求。接觸應(yīng)力校核工作輥與支撐輥表面接觸產(chǎn)生接觸應(yīng)力，它將影響軋輥的軋制壽命，應(yīng)加以校核。計(jì)算接觸應(yīng)力使用赫茲公式:式中：q——接觸表面單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷;I"2——相互接觸兩個(gè)軋輥的半徑；——與軋輥材料有關(guān)的系數(shù),軋輥材料相同,得到：bmax=軋輥材料相同,得到：bmax=0.416\qE(r+r)

1——2-

rr已知*=270m已知*=270mP1.937x107ru q=一= =1.14x107N/mr2=725mm,E=200GPa,l偵則：bmax1.14x107x200x109x(0.27bmax1.14x107x200x109x(0.27+0.725)=0.416J : =1416"。頃0.27x0.725t =0.304b =0.304x1416=430.4MPa<[r]所以，軋機(jī)符合軋制帶鋼時(shí)的軋制要求。電機(jī)功率校核（以第二架為例）軋制力矩其中：x——力臂系數(shù)，取；P——軋制壓力；l——接觸弧長(zhǎng)度。摩擦力矩M1=Pdj^=365.47x280x0.05=5116.58N?mf1\卜1JxMz+M”1i(1_]，x62401.14+5116.58^0.97—尸1.7856=130.21N?m其中：dg——工作輥輥徑直徑；。一一軋輥軸承中摩擦系數(shù)，此處取;"粘性系數(shù)，??；i 傳動(dòng)比，取。M=M^+M=11649.96+307.7