熱軋工藝計算說明

5.1、熱軋工藝計算說明5.1.1熱軋壓下規(guī)程計算（7A04）見熱軋壓下規(guī)程表，現(xiàn)用7A04熱軋壓下規(guī)程計算來說明熱軋壓下規(guī)程的計算。第1～2項：H及h由合金的高溫塑性和鑄造組織性能、軋機能力等因素決定。第3～5項：第6項：軋前寬度由鑄錠或上一道次的軋后寬度而定。第7～9項：先由。上式中，c取0.45，R為軋輥半徑，在這里取375mm；第10項：軋前長度由鑄錠或上一道次的軋后長度而定。第11項：軋后長度L2，根據(jù)體積不變原理有求得第12項：軋制時間，V為軋制速度，軋制速度取1500—3000mm/s第13項：輔助時間，取為5s。第14項：總時間，其中表示輔助時間。第15項：咬入角，其中R表示軋輥直徑，取375mm。第16～25項：溫降式中：k—金屬的散熱系數(shù)，J/kg·℃，對鋁及其合金取20900；Fp—該道次之平均散熱面積，m2；t—該道次軋制時間與間隙時間之和，s；C—軋件之比熱，J/kg℃；G—軋件重量，kg。其中軋后溫度T2=T1-T℃，平均溫度。第26～27項：26項的咬入弧水平投影長度；其中R＝375mm。27項的接觸面積水平投影。第28～29項：第28項的特定條件下的查得為27MPa。第29項的平均金屬的變形速度為第30～32項：第30項變形程度影響系數(shù)可由表查得；第31項變形溫度影響系數(shù)可由表查得；第32項變形速度影響系數(shù)可由表查得。第33～34項：33項實際變形抗力：34項平均變形抗力：第35項：壓力系數(shù)第36項：平均單位壓力第37項：總軋制力第38項：軋制力矩第39項：軸承中的摩擦系數(shù)取0.003。第40～42項：第40項電機的最大轉(zhuǎn)速取120r/min。第42項減速比i為 ；第41項軋輥轉(zhuǎn)速為。第43～46項：第43項連接軸的傳動效率為0.95;第44項齒輪機座的傳動效率為0.96;第45項減速機的傳動效率為0.97；第46項為總的傳動效率為0.87。第47～50項：第47項摩擦力矩其中：P為軸承的負荷，等于軋制壓力和彎輥力之和；軋輥軸承的摩擦系數(shù)，即第39項取0.003;為工作輥和支撐輥直徑之比；D工作輥輥徑直徑。第48項總的摩擦力矩其中：即第47項；i為減速比即第42項；η為總的傳動效率即第46項；M為軋制力矩即第38項。第49項空轉(zhuǎn)力矩 ；第50項靜力矩。第51～54項：第51項為各段軋制時間的總力矩，；第52項為間歇時間的空轉(zhuǎn)力矩之和，；第53項為軋制時間總和；第54項為間歇時間總和。第55項：等效力矩，其中：——軋制周期內(nèi)各段軋制時間的總和S；——軋制周期內(nèi)各段間隙時間總和S；——各段軋制時間對應(yīng)的總力矩，N·m——各段間隙時間對應(yīng)的空轉(zhuǎn)總力矩，N·m第56項：:計算電機功率，按。其中：——軋制道次等效力矩，N·m；n——軋輥最大轉(zhuǎn)數(shù)；η——由電動機到軋機的傳動效率，取0.87。第57項:選擇電機功率。5.1.2熱軋工藝的校核1熱軋咬入條件校核自然咬入條件應(yīng)滿足Δhmax≤D(1-cosβ)摩擦系數(shù)f，根據(jù)用乳液潤滑的條件，查表3-4得f=0.40tanβ=f=0.40則β=22°cosβ=0.927Δhmax≤D(1-cosβ)=750(1-0.91)=55由熱軋工藝表可知，各道次壓下量均小于55mm2熱軋時的溫降計算溫降按式計算，其中K=20900J/Kg℃,將計算結(jié)果列入7A04熱軋工藝規(guī)程表中，終軋溫度為253.49℃，符合工藝要求。3軋制壓力計算及軋輥強度校核平均單位壓力的計算結(jié)果見7A04熱軋工藝規(guī)程表。支持輥最大允許壓力；工作輥最大允許壓力；=207668kN工作輥輥頭的最大允許壓力=34112kN由上述計算可知，軋機的最大允許為87112kN。7A04熱軋工藝規(guī)程表終軋制力的計算可知，各道次的軋制力均未超過87112kN，從設(shè)備的強度條件看是安全的。強度校核：工作輥傳動的4輥軋機，工作輥輥身只計算彎曲應(yīng)力，輥徑受彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力聯(lián)合作用，計算彎扭合成應(yīng)力，輥頭只計算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。按結(jié)果校核強度。軋輥危險截面受力圖見圖5-1:圖5-1:軋輥危險截面受力圖輥身Ⅰ-Ⅰ截面合成彎矩：式中a＝L＋l所以彎曲應(yīng)力：；取軋輥的抗拉強度為1000Mpa，安全系數(shù)為5，則許用應(yīng)力[σ]＝200MPa,所以滿足輥身強度條件。輥頸Ⅱ-Ⅱ截面彎矩：；彎曲應(yīng)力：；扭矩：扭曲應(yīng)力：；合成應(yīng)力:按摩爾理論計算，所以滿足輥頸強度條件。輥頭Ⅲ-Ⅲ：扭矩應(yīng)力;軋輥的許用扭曲應(yīng)力為[τ]＝72MPa>τj，所以滿足輥頭強度條件。以上可知危險截面的強度都能滿足要求，即軋輥安全。等效力矩的計算及電機校核等效力矩由7A04熱軋工藝規(guī)程計算表可知電機的計算功率選取電機功率N=2×3200Kw。校核電機的溫升條件：；，所以滿足溫升條件。校核電機的過載條件：取k=2.5,；,所以滿足過載條件。電動機在允許最大力矩k·MH下工作時，其允許持續(xù)時間應(yīng)在15s內(nèi)，否則電動機溫升將超過允許范圍。5.2、冷軋工藝計算說明5.2.1冷軋壓下規(guī)程計算（1060）見冷軋壓下規(guī)程表，現(xiàn)將表中有關(guān)計算說明如下，以1060為例。第1～2項：H及h由產(chǎn)品狀態(tài)和軋機能力以及合金的塑性決定。第3～8項：第3項，絕對壓下量第4項，道次加工率第5項，道次前總加工率第6項，道次后總加工率第7項，道次平均加工率第8～10項：第8項軋前金屬屈服極限σSH可查表得；第9項軋后金屬屈服極限σSh可查表得；第10項，。第11～13項：道次前張力qH=(5.67-0.6h)×10道次后張力qh=(4.30-0.5H)×10平均張力第14～15項：第14項平均變形抗力；第15項考慮張力影響。第16～18項：第16項軋前長度L1軋前長度由鑄錠或上一道次的軋后長度而定；第17項軋后長度L2軋后長度L2，根據(jù)體積不變原理有求得，其中B1=B2;第18項軋制速度V。第19～20項：第19項軋制時間;第20項輔助時間?。?s。第21項：摩擦系數(shù)，取f=0.15。第22項：接觸弧水平投影其中R為工作輥直徑，取325mm。第23～24項：第23項，其中；第24項，其中，第25項由m、y,可查表得。第26～27項：第26項軋輥彈性壓扁弧水平投影;第27項參數(shù)=。第28項：壓力系；第29項：平均單位壓力。第30～31項：第30項軋件平均寬度為熱軋后的寬度B減去切邊量。第31項參數(shù)接觸面積水平投影。第32項：軋制力。第33項：作用角。第34～35項：第34項前張力；第35項后張力。第36項：軋制力矩，。第37項：軸承中的摩擦系數(shù) ＝0.003。第38項：磨擦力矩。第39～41項：第39項電機最大轉(zhuǎn)速取1200r/min；第41項減速比i為；第40項軋輥轉(zhuǎn)速為。第42～43項：第42項空轉(zhuǎn)力矩M0，按經(jīng)驗公式取M0=0.06MZ；第43項靜力矩。第44～47項：第44項為各段軋制時間的總力矩，；第45項為間歇時間的空轉(zhuǎn)力矩之和， ；第46項為軋制時間總和；第47項為間歇時間總和。第48項：等效力矩；其中：——軋制周期內(nèi)各段軋制時間的總和S；——軋制周期內(nèi)各段間隙時間總和S；——各段軋制時間對應(yīng)的總力矩，N·m——各段間隙時間對應(yīng)的空轉(zhuǎn)總力矩，N·m第49項：:計算電機功率，按。其中：——軋制道次等效力矩，N·m；n——軋輥轉(zhuǎn)數(shù)，100r/min；η——由電動機到軋機的傳動效率，取0.87。第50項：選擇電機功率。5.2.21咬入條件校核：按Δhmax≤D(1-cosβ)摩擦系數(shù)f取0.08，則tgβ=f=0.08β=4.57°cosβ=0.997。Δhmax=D(1-cosβ)=650(1-0.997)=1.951060冷軋壓下工藝規(guī)程表中各道次壓下量均少于1.95mm，2強度校核：工作輥主傳動的4輥軋機，工作輥受扭矩，支撐輥受彎矩，計算工作輥的扭矩、支撐輥的彎矩，按計算結(jié)果校核強度。軋輥危險截面受力圖見圖2-4-2:

圖5-2:軋輥危險截面受力圖對工作輥：校核工作輥輥頭的扭曲應(yīng)力：扭矩扭曲應(yīng)力：；工作輥的許用扭曲應(yīng)力為，滿足工作輥強度條件。對支撐輥：校核支撐輥輥身的彎曲應(yīng)力，輥頭、輥頸不用校核。1）由軋制力引起：式中a＝L＋l所以；2）合成彎矩