板帶軋制力與力矩的計算

5軋制力能參數(shù)計算與強(qiáng)度效核

5.1計算各道次軋制壓力、力矩、功率

5.1.1各道次的壓力

單位壓力：愛克隆德公式

p=(1+m)(K+ηu)

（Mpa）

(5-1)

式中m----表示外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)；

f----軋件與軋輥間的摩擦系數(shù)；對于鋼軋輥，f=1.05-0.0005t；

R----軋輥工作半徑（mm），四輥軋機(jī)取450mm；

----壓下量，=-(mm)；

,----軋制前后的軋件高度（mm）；

t----軋制溫度（℃）；

K----靜壓力下單位變形抗力；

K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）Mpa，C%取0.2%，Mn%取1.4%。

η----被軋鋼材的粘度系數(shù)

η=9.8×0.01(14-0.01t)C

Mpa?s

C----關(guān)于軋制速度系數(shù)，V(m/s)<6時，C取1；v=6～10m/s時，C=0.8

v----線速度，=3.14×0.9×60/60=2.826m/s,所以C=1。

u----變形速率為

（s-1）

軋制時金屬對軋輥產(chǎn)生的總壓力為：

P=plB

(5-2)

式中p----平均單位壓力（Mpa）

B----軋件寬度，

----變形區(qū)長度，

例如，第一道次，f=1.05-0.0005t=1.05-0.0005×1150=0.475

=

=0.095

K=9.8（14-0.01t）（1.4+C%+Mn%）=9.8×（14-0.01×1150）（1.4+0.2+1.4）=73.5

η=9.8×0.01(14-0.01t)C=0.098×（14-0.01×1150）=0.245

=3.14×900×29.28/60=1379.088mm/s

==1.0028

==67.08

則平均單位壓力p=(1+m)(K+ηu)

=(1+0.095)(73.5+0.245×1.0028)=80.75Mpa

軋制時金屬對軋輥產(chǎn)生的總壓力：

P=plB=80.75×67.08×2320=12566767.2kg=12.57MN

其他道次的計算結(jié)果列于表5-1。

表5-1各道次軋制壓力

機(jī)架

道次

m

單位變形抗力K

粘度系數(shù)η

變形區(qū)長度l(mm)

變形速度u（s-1）

單位壓p(Mpa)

總壓力P(MN)

四輥粗軋

1

0.095

73.5

0.245

67.082

1.0028

80.76

12.57

四輥粗軋

2

0.107

73.571

0.2452

73.485

1.1846

81.75

13.94

四輥粗軋

3

0.126

73.868

0.2462

84.853

1.5192

83.6

16.46

四輥粗軋

4

0.141

74.2

0.2473

87.464

1.7878

85.2

17.29

四輥粗軋

5

0.158

74.576

0.2486

87.464

2.0815

86.97

17.65

四輥粗軋

6

0.176

75.008

0.25

84.853

2.3822

88.87

17.5

四輥粗軋

7

0.196

75.511

0.2517

82.158

2.7548

91.14

17.37

四輥粗軋

8

0.201

76.102

0.2537

70.356

2.7773

92.23

15.05

四輥粗軋

9

0.199

76.778

0.2559

60

2.7175

92.86

12.8

四輥粗軋

10

0.219

77.998

0.26

60

3.0951

96.03

13.24

四輥粗軋

11

0.243

78.848

0.2628

60

3.5746

99.14

13.66

四輥粗軋

12

0.257

79.818

0.2661

56.125

3.8737

101.6

13.1

四輥精軋

1

0.379

136

0.4533

60

6.177

191.4

26.37

四輥精軋

2

0.436

136.3

0.4543

60

7.1094

200.4

27.62

四輥精軋

3

0.484

137.5

0.4583

56.125

7.7465

209.3

26.98

四輥精軋

4

0.533

138.95

0.4632

51.962

8.3671

218.9

26.13

四輥精軋

5

0.633

140.71

0.469

51.962

9.8884

237.4

28.33

四輥精軋

6

0.709

142.94

0.4765

47.434

10.832

253.2

27.58

四輥精軋

7

0.671

145.78

0.4859

36.742

9.8188

251.6

21.24

四輥精軋

8

0.633

149.12

0.4971

30

8.9714

250.8

17.28

5.1.2各道次的力矩

5.1.2.1軋制力矩

此力矩用以克服軋件變形力及變形中發(fā)生與輥面上之軋件摩擦力。

----合力作用點(diǎn)系數(shù)，一般對中厚板軋制約為0.4～0.5，粗軋道次取大值，隨軋件變薄取小值。

例如，對第一道次，取=0.5，則軋制力矩：

=2×12.57×0.5×（0.45*0.01）^0.5=0.843MNm

5.1.2.2摩擦力矩Mm

傳動工作輥所需要的靜力矩，除軋制力矩外還有附加摩擦力鉅Mm

式中

----支撐輥軸承的摩擦系數(shù)，取f=0.005；

----支撐輥輥頸直徑;

Dg、Dz----工作輥及支撐輥直徑，Dg=900mm,Dz=1700mm;

則=0.005×p×1.2×900/1700=0.00317647p

支撐輥輥頸直徑在中厚板軋機(jī)上為：

（0.67～0.75）Dz=1139～1275mm

取

=1200mm

式中

---傳動效率系數(shù)，取=0.94

則=0.06（Mz+Mm1）

故=0.06Mz+1.06Mm1=0.06Mz+0.003367p

例如：對第一道次，=0.06×0.843+0.003367×12.57=0.093MNm

5.1.2.3空轉(zhuǎn)力矩

軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩Mk根據(jù)實(shí)際資料可取為電機(jī)額定力矩的3%～6%。

即Mk=(0.03～0.06)×0.975N/n

=(0.03～0.06)×0.975×2×4000×9.8/60=(38.22～76.44)KNm

取Mk=60KNm

5.1.2.4

動力矩

作用在電機(jī)軸上的動力鉅按下式計算

式中，----換算到電機(jī)軸上的，軋機(jī)傳動裝置中所有旋轉(zhuǎn)機(jī)件的總飛輪力矩，取418。

----電機(jī)的加減速。

則=10.92373dn/dt(KNm)

對第一道次，為三角形速度圖，加速度為20，減速度為30，則總動力矩

=10.92373×(20-30)=-109.2373KNm=-0.1092373(MNm)

總力矩+Md

取i=1，則第一道次總力矩

+Md

=0.843+0.093+0.06-0.109=0.887MNm

將各道次結(jié)果列于表5-2：

表5-2

各道次力矩

機(jī)架

道次

軋制力矩

MNm

摩擦力矩

MNm

空轉(zhuǎn)力矩

加速動力矩

減速動力矩

彎矩Mn

MNm

總力矩

MNm

四輥粗軋

1

0.50

0.8431

0.0929

0.06

0.2185

-0.3277

0.8338

0.8868

四輥粗軋

2

0.50

1.0242

0.1084

0.06

0.2185

-0.3277

1.0193

1.0834

四輥粗軋

3

0.50

1.3964

0.1392

0.06

0.2185

-0.3277

1.3995

1.4864

四輥粗軋

4

0.50

1.5121

0.1489

0.06

0.2185

-0.3277

1.5177

1.6118

四輥粗軋

5

0.48

1.4818

0.1483

0.06

0.2185

-0.3277

1.4886

1.5808

四輥粗軋

6

0.48

1.4252

0.1444

0.06

0.2185

-0.3277

1.4315

1.5204

四輥粗軋

7

0.48

1.3702

0.1407

0.06

0.2185

-0.3277

1.3761

1.4617

四輥粗軋

8

0.48

1.0168

0.1117

0.06

0.2185

-0.3277

1.0154

1.0793

四輥粗軋

9

0.46

0.7064

0.0855

0.06

0.2185

-0.3277

0.6978

0.7427

四輥粗軋

10

0.46

0.7306

0.0884

0.06

0.2185

-0.3277

0.7234

0.7698

四輥粗軋

11

0.46

0.7542

0.0913

0.06

0.2185

-0.3277

0.7484

0.7963

四輥粗軋

12

0.46

0.6765

0.0847

0.06

0.2185

-0.3277

0.6689

0.712

四輥精軋

1

0.44

1.3925

0.1724

0.06

0.4369

-0.6554

1.3178

1.4064

四輥精軋

2

0.44

1.4584

0.1805

0.06

0.4369

-0.6554

1.3876

1.4804

四輥精軋

3

0.44

1.3326

0.1708

0.06

0.4369

-0.6554

1.2599

1.345

四輥精軋

4

0.44

1.1947

0.1597

0.06

0.4369

-0.6554

1.1192

1.1959

四輥精軋

5

0.42

1.2367

0.1696

0.06

0.4369

-0.6554

1.1683

1