課程設(shè)計(jì)--1250熱軋板帶軋制規(guī)程設(shè)計(jì)與輥型設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：1250熱軋板帶軋制規(guī)程設(shè)計(jì)與輥型設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：材料成型與控制工程</p><p>　　班 級：05成型（2）</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p

2、><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　日 期：2009年3月3日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　2 1250中寬帶生產(chǎn)工藝1</p><

3、;p>　　2.1 原料及產(chǎn)品介紹1</p><p>　　2.2 主要設(shè)備的選擇2</p><p>　　2.2.1 立輥選擇2</p><p>　　2.2.2 軋機(jī)布置3</p><p>　　2.2.3 粗軋機(jī)的選擇：4</p><p>　　2.2.4 精軋機(jī)的選擇：4</p><p

4、>　　2.2.5 絕熱保溫罩與爐巻箱的選擇6</p><p>　　3 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)與輥型設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.2 道次選擇確定7</p><p>　　3.3 粗軋機(jī)組壓下量分配7</p><p>　　3.4 精軋機(jī)組的壓下量分配8</p>

5、;<p>　　3.5 校核咬入能力9</p><p>　　3.6 確定速度制度9</p><p>　　3.7 軋制溫度的確定12</p><p>　　3.8 軋制壓力的計(jì)算13</p><p>　　3.9 輥縫計(jì)算：16</p><p>　　3.10 精軋軋輥轉(zhuǎn)速計(jì)算16</p>

6、<p>　　3.11 傳動(dòng)力矩17</p><p>　　4 軋輥強(qiáng)度校核與電機(jī)能力驗(yàn)算18</p><p>　　4.1 軋輥的強(qiáng)度校核19</p><p>　　4.1.1 支撐輥彎曲強(qiáng)度校核19</p><p>　　4.1.2 工作輥的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核：21</p><p>　　4.2 電機(jī)的校核2

7、2</p><p>　　4.2.1 靜負(fù)荷圖22</p><p>　　4.2.2 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算23</p><p>　　4.2.3 等效力矩計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的校核23</p><p>　　4.2.4 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算24</p><p>　　5. 板凸度和彎輥25</p><p>　

8、　5.1 板型控制理論25</p><p>　　5.2 板型控制策略26</p><p>　　5.3 板凸度計(jì)算模型27</p><p>　　5.4 影響輥縫形狀的因素28</p><p>　　5.4.1 軋輥熱膨脹對輥縫的影響30</p><p>　　5.4.2 軋輥的磨損對輥縫的影響31</

9、p><p>　　5.4.3 原始輥型對輥縫的影響31</p><p>　　5.4.4 入口板凸度對輥縫的影響31</p><p>　　5.4.5 軋輥撓度計(jì)算31</p><p>　　5.5 彎輥裝置33</p><p>　　5.5.1 彎曲工作輥33</p><p>　　5.5.2

10、 彎曲支撐輥33</p><p>　　5.6 CVC軋機(jī)的抽動(dòng)量計(jì)算33</p><p><b>　　結(jié) 論35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　連

11、軋時(shí)間短，溫降少，占地少，產(chǎn)量高。1924年，自從美國第一臺帶鋼熱連軋機(jī)投產(chǎn)以來，連軋帶鋼得到很大的發(fā)展。從手動(dòng)調(diào)節(jié)到PID設(shè)定，從簡單計(jì)算機(jī)控制到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多層分布式控制，加上液壓壓下，液壓彎輥，CVC輥型控制等新技術(shù)的使用，熱連軋機(jī)的產(chǎn)量、精度、板型質(zhì)量得到很大提高。熱軋帶鋼生產(chǎn)線主要包括粗軋和精軋。粗軋軋件短，一般為可逆軋制，精軋為6~7架連軋，成為1/2連軋或3/4連軋。目前，粗軋軋機(jī)能力越來越大，控制凸度能力顯著增強(qiáng)，從粗軋就

12、檢測凸度和厚度，為精軋?zhí)峁﹥?yōu)質(zhì)中間坯料，保證精軋穩(wěn)定軋出符合技術(shù)要求的帶卷。粗軋采用大壓下，可以減少道次，提高中間坯溫度。近來坯料厚度也恢復(fù)原來220mm以上，為多品種、高檔次產(chǎn)品生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　2 1250中寬帶生產(chǎn)工藝</p><p>　　任何企業(yè)沒有優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量就無法長期生存，沒有眾多的品種和高檔次拳頭產(chǎn)品，就不能在激烈競爭中占領(lǐng)市場。板帶軋制生產(chǎn)線先進(jìn)合理的工

13、藝技術(shù)是保證板材厚度尺寸精度和良好的板形的物質(zhì)基礎(chǔ)。簡陋省略的工藝已經(jīng)無法在市場低迷的環(huán)境下獲得利潤。</p><p>　　不同寬度的熱帶有不同的用途，也需采用不同工藝技術(shù)。熱帶300mm以下是窄帶，多用來生產(chǎn)焊管。300~600mm為中窄帶，常用來生產(chǎn)五金或焊接結(jié)構(gòu)梁。600~1000mm為中寬帶，薄帶卷可以冷軋用于家電。這些產(chǎn)品的軋機(jī)一般不安裝昂貴的液壓壓下、彎輥、板型控制設(shè)備，只能依靠坯料加熱溫度控制軋制力

14、，調(diào)節(jié)板型。</p><p>　　1100~1500mm為寬帶，最寬為2000mm，它們的軋機(jī)都安裝液壓壓下、在線彎輥、板型控制。2000mm超寬熱卷多是用于冷軋鍍鋅汽車板，由于寬帶質(zhì)量優(yōu)良，國外主張取消中窄帶，用超寬帶進(jìn)行縱剪分切，得到不同寬度卷材，提高成材率。</p><p>　　軋輥越窄，板型凸度控制越容易，且市場對于1m以下冷軋板材，如家電板、家具板或汽車輔助板有較大需求，故按照設(shè)

15、計(jì)任務(wù)書要求，設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品為1m板材，生產(chǎn)厚度精度高、板型優(yōu)良、表面光潔度高的高檔次多品種、寬范圍多規(guī)格熱軋帶卷。</p><p>　　1250熱帶軋機(jī)適合軋制帶寬為600~1000mm左右的板材。本設(shè)計(jì)要求既可以生產(chǎn)冷軋需要的2.2mm薄卷，也可生產(chǎn)25mm結(jié)構(gòu)用厚帶。</p><p>　　2.1 原料及產(chǎn)品介紹</p><p>　　依據(jù)任務(wù)要求典型產(chǎn)品所用原料：

16、</p><p>　　規(guī)格： 板坯厚度：250mm</p><p>　　鋼 種：Q195</p><p>　　最大寬度：1050mm</p><p>　　長 度：8.5m</p><p><b>　　產(chǎn)品規(guī)格：</b></p><p>　　厚 度：2.6mm&

17、lt;/p><p><b>　　板凸度：6 </b></p><p><b>　　坯料單重：18噸</b></p><p>　　因?yàn)樗o坯料寬度較小，并且在粗軋機(jī)前部安裝有大立輥，所以側(cè)壓有效，可以少量控制成品寬度。</p><p>　　坯料選用250mm厚需要較多道次，但對保證壓縮比，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板材具

18、有重要意義，生產(chǎn)普板時(shí)可以降低原料厚度，以減少道次增加產(chǎn)量。</p><p>　　坯料寬度限定8.5m，加熱爐內(nèi)寬度9.2m，有利于設(shè)計(jì)高溫（1350℃）步進(jìn)爐，以便為今后生產(chǎn)高牌號硅鋼、低合金管線鋼儲留設(shè)備能力。</p><p>　　2.2 主要設(shè)備的選擇</p><p>　　軋鋼機(jī)是完成金屬軋制變形的主要設(shè)備，因此，軋鋼機(jī)能力選取的是否合理對車間生產(chǎn)產(chǎn)量、品種和

19、規(guī)格具有非常重要的影響。</p><p><b>　　選擇軋鋼設(shè)備原則：</b></p><p>　　有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；</p><p>　　軋機(jī)結(jié)構(gòu)型式先進(jìn)合理，制造容易，操作簡單，維修方便；</p><p>　　有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，有利于工人勞動(dòng)條件的改善；</p><p>　　

20、備品備件要換容易，并有利于實(shí)現(xiàn)備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化；</p><p>　　在滿足產(chǎn)品方案的前提下，使軋機(jī)組成合理，布置緊湊；</p><p>　　保證獲得質(zhì)量良好的產(chǎn)品，并考慮到生產(chǎn)新品種的可能；</p><p>　　熱帶軋機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)的鋼材品種和規(guī)格。軋鋼機(jī)選擇的主要內(nèi)容是：選取軋機(jī)的架數(shù)、能力、結(jié)構(gòu)以及布置方式。最終確定軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及其主要技術(shù)參

21、數(shù)。</p><p>　　目前強(qiáng)力粗軋機(jī)已經(jīng)達(dá)到單位寬度軋制力2.6t，本設(shè)計(jì)1250軋機(jī)，取軋制力最大3200噸。</p><p>　　2.2.1 立輥選擇</p><p>　　立壓可以齊邊（生產(chǎn)無切邊帶材）、調(diào)節(jié)板坯寬度并提高除磷效果。立壓軋機(jī)包括：大立輥、小立輥及擺式壓力機(jī)三種，各自特點(diǎn)如下：</p><p>　　大立輥：占地較多，設(shè)備

22、安裝在地下，造價(jià)高，維護(hù)不方便。而其能力較強(qiáng)，用來調(diào)節(jié)坯料寬度。</p><p>　　小立輥：能力較小，多用于邊部齊邊。</p><p>　　擺式側(cè)壓：操作過程接近于鍛造，用于控制頭尾形狀，局部變形，提高成材率效果較好。缺點(diǎn)是設(shè)備地面設(shè)備占用場地較多，造價(jià)較高。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用連鑄坯調(diào)寬，生產(chǎn)不同寬度帶卷，選擇小立輥齊邊。</p>&l

23、t;p>　　2.2.2 軋機(jī)布置</p><p>　　現(xiàn)代熱帶車間分粗軋和精軋兩部分，精軋機(jī)組大都是6~7架連軋，但其粗軋機(jī)數(shù)量和布置卻不相同。熱帶連軋機(jī)主要區(qū)分為全連續(xù)式，3/4連續(xù)式和1/2連續(xù)式，以及雙可逆粗軋等。（1）全連續(xù)式：</p><p>　　全連續(xù)式軋機(jī)的粗軋機(jī)由5~6個(gè)機(jī)架組成，每架軋制一道，全部為不可逆式。這種軋制機(jī)產(chǎn)量可達(dá)500~600萬噸/年，產(chǎn)品種類多，表面

24、質(zhì)量好。粗軋全連軋布置見圖1a。但設(shè)備多，投資大，軋制流程線或廠房長度增大。而且由于粗軋時(shí)坯料短，軋機(jī)效率低，連軋操作難度大，效果并不很好，所以一般不采用粗軋連軋?jiān)O(shè)計(jì)。</p><p><b>　?。?）3/4連續(xù)式</b></p><p>　　圖1 各種熱連軋及布置圖</p><p>　　3/4連續(xù)式布置形式是先用二輥軋機(jī)軋一道，然后設(shè)置1架

25、可逆式軋機(jī)軋制3或5道，再由后面兩架軋機(jī)連續(xù)軋制一道（見圖1（b））。后面這兩道看上去作業(yè)率不高，但它是保證中間坯尺寸和凸度的關(guān)鍵，使精軋產(chǎn)品質(zhì)量和軋制過程穩(wěn)定。</p><p>　　另外，這種布置采用250 mm厚坯，軋制壓縮比大，產(chǎn)品種類全面，曾經(jīng)是國外流行的布置。</p><p><b>　?。?）半連續(xù)式:</b></p><p>　　

26、半連續(xù)式軋機(jī)有兩種形式：圖1(C)中粗軋機(jī)組由一架不可逆式二輥破鱗機(jī)架和一架可逆式四輥軋機(jī)架組成，一般使用坯料在150mm以下，軋制5道次，對凸度厚度控制難度大。主要生產(chǎn)普通鋼種帶卷。高檔品種開發(fā)難度大，較厚產(chǎn)品也較少生產(chǎn)。而且為保單卷重，常常設(shè)計(jì)坯料很長（最高14米），使加熱爐過寬，大大限制了加熱溫度。這類軋機(jī)如果使用230mm厚坯，則軋制道次過多，溫降過大。但這種布置如果粗軋機(jī)能力特別大，如太鋼1549熱連軋線，輔助必要的檢測設(shè)備，

27、也可達(dá)到道次少溫降小，中間坯溫度穩(wěn)定的要求。</p><p>　　圖2-1(d)中粗軋機(jī)是由兩架強(qiáng)力四輥可逆式軋機(jī)組成，這種布置即提高軋機(jī)利用率，又能使軋機(jī)數(shù)量較少，穩(wěn)定中間坯凸度，減少溫降，故為當(dāng)前流行方案。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書要求，本設(shè)計(jì)采用2架強(qiáng)力四輥可逆軋機(jī)組成粗軋機(jī)組，第一粗軋機(jī)前安裝小立輥軋機(jī)，對側(cè)邊進(jìn)行有效修正。</p><p>　　2.2

28、.3 粗軋機(jī)的選擇：</p><p>　　過去粗軋，為了增大工作輥輥徑，提高咬入能力，多選擇二輥軋機(jī)，但是二輥軋機(jī)產(chǎn)生的撓度較大，不能滿足凸度控制要求?，F(xiàn)代四輥軋機(jī)，其工作輥直徑已大大提高，并且安裝液壓平衡彎輥，使軋輥撓度可控。</p><p>　　本設(shè)計(jì)兩架粗軋機(jī)詳細(xì)資料如下：</p><p>　　參考太鋼1549及港陸1250生產(chǎn)實(shí)際，初步確定軋機(jī)各部件相關(guān)尺寸

29、如下：</p><p>　　軋機(jī)類型： 四輥可逆式軋機(jī)</p><p><b>　　工 作 輥:</b></p><p>　　軋輥直徑： 1000mm</p><p>　　輥身長度： 1250mm</p><p>　　軋輥材料： 鑄 鋼</p><p><

30、b>　　支 承 輥: </b></p><p>　　軋輥直徑： 1450mm</p><p>　　輥身長度： 1250mm</p><p>　　輥身材料： 合金鍛鋼</p><p>　　其中，第一架采用電動(dòng)壓下，行程大。第二架采用長行程液壓缸，且裝配彎輥裝置，用于控制板凸度，且要求粗軋都達(dá)到單位寬度2.5t，兩架軋機(jī)能

31、力為3200t。第二架粗軋還CVC竄輥，提高中間坯板形控制能力。</p><p>　　2.2.4 精軋機(jī)的選擇：</p><p>　　熱軋帶鋼精軋機(jī)普遍采用長行程液壓壓下、板型控制。板型控制手段除彎輥外還有：CVC軋機(jī)、HC軋機(jī)、PC軋機(jī)?，F(xiàn)將各型軋機(jī)簡要介紹如下：</p><p>　　CVC軋機(jī): 軋輥凸度連續(xù)可變的軋機(jī)——CVC（continuously va

32、riable crown）軋機(jī)屬于一種新型的四輥軋機(jī)。這種方式大壓下，大張力時(shí)，輥系穩(wěn)定好，國內(nèi)外熱連軋市場占70%。</p><p>　　圖2為CVC軋機(jī)的軋輥原理圖，軋輥整個(gè)外廓磨成S型（瓶型）曲線。上下軋輥互相錯(cuò)位180度布置，形成一個(gè)對稱的曲線輥縫輪廓。這兩根S型軋輥可以軸向移動(dòng)，其移動(dòng)方向一般是相反的。由于軋輥具有對稱S型曲線。</p><p>　　在軋輥未產(chǎn)生軸向移動(dòng)時(shí)，軋輥構(gòu)

33、成具有相同高度的輥縫，其有效凸度等于零(a)圖。在上輥向左移動(dòng)、下輥向右移動(dòng)時(shí)，板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變大，此時(shí)的有效凸度小于零(b)圖。如果上輥向右移動(dòng)下輥向左移動(dòng)的板材中心處兩個(gè)軋輥輪廓線之間的輥縫變小，這時(shí)的有效凸度大于零(c)圖。CVC軋輥的作用與一般帶凸度的軋輥相同，但其主要優(yōu)點(diǎn)是凸度可以在最小和最大凸度之間進(jìn)行無級調(diào)整，這是通過具有S型曲線的軋輥?zhàn)鲚S向移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。CVC軋輥輥縫調(diào)整范圍也較大，與裹輥裝置配合使用

34、時(shí)如1700板軋機(jī)的輥縫調(diào)整量可達(dá)600um左右。由于工作輥具有S型曲線，工作輥與支撐輥之間是非均勻接觸的。實(shí)踐表明，這種非均勻接觸對軋輥磨損和接觸盈余不會產(chǎn)生太大的影響。</p><p>　　精軋基本遵守比例凸度，各道凸度相對 圖2 CVC軋機(jī)的軋輥原理圖</p><p>　　于延伸率是確定值。各道最佳凸度是由軋輥原始凸度，膨脹凸度，彎輥凸度，CVC撓曲凸度，目標(biāo)凸度根據(jù)來料凸

35、度確定。</p><p>　　HC軋機(jī)： HC軋機(jī)為高性能板型控制軋機(jī)的簡稱。當(dāng)前用于日本生產(chǎn)的HC軋機(jī)是在支持輥和工作輥之間加入中間輥并使之橫向移動(dòng)的六輥軋機(jī)，其特點(diǎn)有：（a）HC軋機(jī)具有很好的板形控制性，多用于小輥徑冷軋；（b）HC軋機(jī)可顯著提高熱帶鋼的平直度；（c）壓下量由于不受板型限制而可適當(dāng)提高。</p><p>　　PC軋機(jī)：對輥交叉軋制技術(shù)（Pair Cross Roll）

36、。PC軋機(jī)的工作原理是通過交叉上下成對的工作輥和支撐輥的軸線形成上下工作輥間輥縫的拋物線，并與工作輥的輥凸度等效。雖然可以安裝在線ORG，但使用效果欠佳，鞍鋼1780、唐鋼1810采用后證明穩(wěn)定性稍差。</p><p>　　所以，本設(shè)計(jì)F1~F5采用當(dāng)今主流軋制設(shè)備CVC軋機(jī)。</p><p>　　全部七架四輥精軋機(jī)縱向排列，間距為6米；F1~F7均有正彎輥系統(tǒng)，F(xiàn)1~F7實(shí)行了長行程液壓

37、厚度自動(dòng)控制(AGC)技術(shù)，使帶鋼誤差控制得到全面保證。軋線上裝設(shè)水霧冷卻和除塵系統(tǒng)，小車換輥技術(shù)，強(qiáng)力可調(diào)層流冷卻設(shè)備，卷取厚度達(dá)到25mm。所有支撐輥采用油膜軸承靜動(dòng)壓系統(tǒng)，增大支撐輥輥頸。</p><p>　　2.2.5 絕熱保溫罩與爐巻箱的選擇</p><p>　　為了減少輸送輥道上的溫度降以節(jié)約能耗，近年來很多熱帶車間還在采用在輸送輥道上安置絕熱保溫罩或補(bǔ)償加熱爐，或在軋件出粗軋

38、機(jī)組之后采用熱卷取箱進(jìn)行熱卷取等新技術(shù)。輥道保溫罩絕熱塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示；它利用逆輻射原理，以耐火陶瓷纖維做成絕熱邊，受熱的一面覆以金屬屏膜。受熱的金屬膜(0.05~0.5mm厚)迅速升溫至高溫，然后作為發(fā)熱體將熱量逆輻射返回鋼坯。這種保溫罩結(jié)構(gòu)簡單，成本低，效率高，采用它以后可降低加熱爐出坯溫度達(dá)75℃，從而提高成材率0.15%，節(jié)約燃耗14%，還可以提高板帶末端溫度約100℃使板帶溫度更加均勻，可以軋出更寬更薄重量更大及精度性能質(zhì)量

39、更高的板卷，并且，可使帶坯在中間輥道停留達(dá)8分鐘，而仍保持可軋溫度，便于處理事故，減少廢品，提高成材率。</p><p>　　圖3 輥道保溫罩逆輻射絕熱塊結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1——絕熱氈；2——金屬屛；3——金屬屛的折疊部分；4——安裝件</p><p>　　熱卷取箱結(jié)構(gòu)如圖4所示。其主要優(yōu)點(diǎn)為：1).粗軋后在入精軋機(jī)之前進(jìn)行熱卷取。以保存熱量，減少溫度

40、下降，保溫可達(dá)90%以上；2)首尾倒置開卷，以尾為頭喂入軋機(jī)，均化板帶的頭尾溫度，可以不用升速軋制而大大提高厚度精度；3)起儲料作用，這樣可增大卷重提高產(chǎn)量；4)可延長事故處理時(shí)間約為8~9分鐘，從而減少廢品及鐵皮損失，提高成材率；5)可使中間輥道縮短約為30%—40%，節(jié)省廠房和基礎(chǔ)設(shè)施投資。因此在熱軋帶鋼生產(chǎn)中采用熱卷取箱式發(fā)展的方向；6)減少氧化鐵皮，熱卷取箱卷取的大量二次氧化鐵皮剝落，進(jìn)而提高表面質(zhì)量。</p>&

41、lt;p>　　爐卷箱參數(shù)：1060mm</p><p>　　允許帶坯厚度：15~30mm </p><p>　　帶坯寬度：600~1100mm</p><p><b>　　帶卷重量：17T</b></p><p>　　單位寬度卷重：15.5kg </p>&l

42、t;p>　　入口帶坯溫度：900~1160℃</p><p>　　帶卷內(nèi)徑：160mm</p><p>　　卷曲速度：1.5~6.0m/s 圖4 熱卷取箱結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　反開卷速度：0~5.5m/s 1—支撐輥；2—托輥；3—彎曲輥；4—推桿&l

43、t;/p><p>　　3 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)與輥型設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 壓下規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p>　　壓下規(guī)程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是要確定由一定的板坯軋成所要求的板、帶產(chǎn)品的變形制度，亦即要確定所需采用的軋制方法、軋制道次及每道次壓下量的大小，在操作上就是要確定各道次輥縫的位置（即輥縫的開度）和轉(zhuǎn)速。因而，還要涉及到各道次的軋制速度、軋制溫度及前后張力制度及道次壓

44、下量的合理選擇，因而廣義地來說，壓下規(guī)程的制定也應(yīng)當(dāng)包括這些內(nèi)容。</p><p>　　通常在板、帶生產(chǎn)中制定壓下規(guī)程的方法和步驟為：(a)在咬入條件允許的條件下，按經(jīng)驗(yàn)配合道次壓下量，這包括直接分配各道次絕對壓下量或壓下率、確定各道次壓下量分配率（△h/∑△h）及確定各道次能耗負(fù)荷分配比等各種方法；（b）制定速度制度，計(jì)算軋制時(shí)間并確定逐道次軋制溫度；（c）計(jì)算軋制壓力、軋制力矩；(d)校驗(yàn)軋輥等部件的強(qiáng)度和電

45、機(jī)功率；（e）按前述制定軋制規(guī)程的原則和要求進(jìn)行必要的修正和改進(jìn)。</p><p>　　3.2 道次選擇確定</p><p>　　軋鋼機(jī)機(jī)架數(shù)目的確定與很多因素有關(guān)，主要有：坯料的斷面尺寸、生產(chǎn)的品種范圍、生產(chǎn)數(shù)量的大小，軋機(jī)布置的形式、投資的多少以及建廠條件等因素。但在其他條件即定的情況下，主要考慮與軋機(jī)布置的形式有關(guān)。本設(shè)計(jì)采用連續(xù)式布置，因此機(jī)架數(shù)目應(yīng)不少于軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)目了

46、。</p><p>　　本設(shè)計(jì)根據(jù)板坯厚度為250mm；成品厚度為2.6mm，選擇平均壓下系數(shù) ū=1.36，則軋制總道次N為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 N――機(jī)架數(shù)目；</p><p>　　――由坯料到成品的總延伸系數(shù)；</p><p>　　――各

47、道次的平均延伸系數(shù)。</p><p>　　故: 選總15道次，其中粗軋8道次（5+3），精軋7道次。</p><p>　　3.3 粗軋機(jī)組壓下量分配</p><p>　　根據(jù)板坯尺寸、軋機(jī)架數(shù)、軋制速度以及產(chǎn)品厚度等合理確定粗軋機(jī)組總變形量及各道次壓下量。其基本原則是：</p><p>　　(1)由于在粗軋機(jī)組上軋制時(shí)，軋件溫度高、塑性好，厚

48、度大，故應(yīng)盡量應(yīng)用此有利條件采用大壓下量軋制?？紤]到粗軋機(jī)組與精扎機(jī)組之間的軋制節(jié)奏和負(fù)荷上的平衡，粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量的70~80%。</p><p>　　(2)提高粗軋機(jī)組軋出的帶坯溫度。一方面可以提高開軋溫度，另一方面增大壓下可能減少粗軋道次，同時(shí)提高粗軋速度，以縮短延續(xù)時(shí)間，減少軋件的溫降。</p><p>　　(3)考慮板型盡量按照比例分配凸度，在粗軋階段，軋制力逐漸較

49、小使凸度絕對值漸少。但是，第一道考慮厚度波動(dòng)，壓下量略小，第二道絕對值壓下最大，但壓下率不會太高。</p><p>　　本設(shè)計(jì)粗軋機(jī)組由兩架四輥可逆式軋機(jī)組成，各軋制5道和3道次，各道次的壓下量分配如下：</p><p>　　表1 粗軋壓下量分配</p><p>　　3.4 精軋機(jī)組的壓下量分配</p><p>　　精軋機(jī)組的主要任務(wù)是在5

50、~7架連軋機(jī)上將粗軋帶坯軋制成板形、尺寸符合要求的成品帶鋼，并需保證帶鋼的表面質(zhì)量和終軋速度。</p><p>　　1）精軋各架壓下量分配</p><p>　　精軋連軋機(jī)組分配各架壓下量的原則；一般也是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)上為了保證板型、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不低于10%，此外，壓下

51、量分配應(yīng)盡可能簡化精軋機(jī)組的調(diào)整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。</p><p>　　依據(jù)以上原則精軋逐架壓下量的分配規(guī)律是：第一架可以留有余量，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，使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量，中間幾架為了充分利用設(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10~1

52、5%左右。精軋機(jī)組的總壓下量一般占板坯全部壓下量的10~25%。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用7架連軋，結(jié)合設(shè)備、操作條件直接分配各架壓下量如下： </p><p>　　精軋機(jī)組壓下量分配及各項(xiàng)參數(shù)如表(2)所示:</p><p>　　表2 精軋機(jī)組壓下量分配及參數(shù)</p><p>　　3.5 校核咬入能力</p>&

53、lt;p>　　熱軋鋼板時(shí)咬入角一般為15～22°，低速咬入可取20°，由公式</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　將各道次壓下量及軋輥直徑代入可得各軋制道次咬入角為：</p><p>　　表3 粗軋各道次咬入角的校核</p><p>　　精軋機(jī)各架所軋軋件的厚度較小

54、，精軋咬入角校核省略。</p><p>　　3.6 確定速度制度</p><p><b>　　(1)粗軋速度制度</b></p><p>　　粗軋為保證咬入，采用升速軋制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料，取平均加速度a=20rp/m*s，平均減速度b=30rp/m*s。由于咬入能力很富裕故可采用穩(wěn)定高速咬入，考慮到粗軋生產(chǎn)能力與精軋生產(chǎn)能力得匹配問題，確定粗軋速

55、度如下：咬入速度為n1=40rpm/s，拋出速度為n2=20rpm/s</p><p>　　(2)粗軋軋制延續(xù)時(shí)間：每道次延續(xù)時(shí)間 </p><p><b>　　， </b></p><p>　　其中為間隙時(shí)間，為純軋制時(shí)間， </p><p>　　設(shè)v1為t1時(shí)間內(nèi)的軋制速度，v2為t2時(shí)間內(nèi)的平均速度，則</p

56、><p><b>　　，</b></p><p><b>　　(n取平均值)</b></p><p>　　減速時(shí)間 </p><p>　　減速段長 ， </p><p>　

57、　穩(wěn)定軋制段長 ， </p><p><b>　　。</b></p><p>　　軋制第一二道次時(shí)，以第一架為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，n1=30rpm/s，n2=30rpm/s，軋件長度，減速時(shí)間s，減速時(shí)平均速度 </p><p><b>　　, </b></p><p&

58、gt;　?。?,V1=1.57m/s, </p><p><b>　　。</b></p><p>　　則軋制延續(xù)時(shí)間為6.98s。按照以上公式可求得粗軋各道次軋制時(shí)間：</p><p>　　表4 各道次軋制時(shí)間</p><p><b>　　速度梯形圖如下：</b></p><p

59、>　　圖5 可逆軋制速度圖</p><p>　　由于兩架粗軋機(jī)間距7m，所以軋件尾部從前一架軋機(jī)出口到后一架入口所需時(shí)間t12=7/1.7=4.1s由于軋件較長，取間隙時(shí)間t0＝3s所以粗軋總延續(xù)時(shí)間 </p><p>　　t=6.98+9.95+13.81+12.75+17.39+19.85+26.90+35.85+3*8=167.48s</p><p>

60、　　(3)精軋速度制度確定</p><p>　　確定精軋速度制度包括：確定末架的穿帶速度和最大軋制速度；計(jì)算各架速度及調(diào)速范圍；選擇加減速度等。</p><p>　　精軋末架的軋制速度決定著軋機(jī)的產(chǎn)量和技術(shù)水平。確定末架軋制速度時(shí)，應(yīng)考慮軋件頭尾溫差及鋼種等，一般薄帶鋼為保證終軋溫度而用高的軋制速度；軋制寬度大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品2.6mm，故終軋速度設(shè)定為

61、12m/s左右。</p><p>　　末架穿帶速度在10m/s左右，帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些。穿帶速度的設(shè)定可有以下三種方式：</p><p>　　(1)當(dāng)選用表格時(shí)，按標(biāo)準(zhǔn)表格進(jìn)行設(shè)定； </p><p>　　(2)采用數(shù)字開關(guān)方式時(shí)，操作者用設(shè)定穿帶速度的數(shù)字開關(guān)進(jìn)行設(shè)定，此時(shí)按鍵值即為穿帶速度；</p><p>　　（3）其它各架軋

62、制速度的確定：當(dāng)精軋機(jī)末架軋制速度確定后，根據(jù)秒流量相等的原則，各架由出口速度確定軋件入口速度。根據(jù)各架軋機(jī)出口速度和前滑值求出各架軋輥線速度和轉(zhuǎn)速。</p><p>　　各道軋件速度的計(jì)算：</p><p>　　已預(yù)設(shè)末架出口速度為12m/s由經(jīng)驗(yàn)向前依次減小以保持微張力軋制（依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)前一架出口速度是后一架入口速度的95％）依據(jù)秒流量相等得：</p><p>　

63、　根據(jù)以上公式可依次計(jì)算得：</p><p>　　表5 各道次精軋速度的確定</p><p>　　(4)精軋機(jī)組軋制延續(xù)時(shí)間</p><p>　　精軋機(jī)組間機(jī)架間距為6米，各道次純軋時(shí)間為Tzh=250×12/2.6/12=96.5s</p><p>　　間隙時(shí)間分別為tj1=6/1.62=3.70s；tj2=6/2.48=2.4

64、2s；tj3=6/3.78=1.59s；tj4=6/5.23=1.15s；tj5=6/7.03=0.85s； tj6=6/9.26=0.65s 則精軋總延續(xù)時(shí)間為。軋制節(jié)奏圖表見圖6。 </p><p><b>　　圖6 軋制節(jié)奏圖表</b></p><p>　　3.7 軋制溫度的確定</p><p><b>　　（1）粗軋溫度確定

65、</b></p><p>　　為了確定各道次軋制溫度，必須求出逐道次的溫度降。高溫軋制時(shí)軋件溫度降可以按輻射散熱計(jì)算，而認(rèn)為對流和傳導(dǎo)所散失的熱量可大致與變形功所轉(zhuǎn)化的熱量相抵消。由于輻射散熱所引起的溫度降在熱軋板帶時(shí)可按下式計(jì)算： </p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　有時(shí)為簡化計(jì)算,也可采用以下經(jīng)驗(yàn)

66、公式 </p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　其中 、 ——分別為前一道軋制溫度（℃）與軋軋出厚度，mm；</p><p>　　Z——輻射時(shí)間即該道次軋制延續(xù)時(shí)間tj Z=tj；</p><p>　　T1——前一道的絕對溫度 ，K；</p><p>　　h——

67、前一道的軋出厚度。</p><p>　　表6 粗軋各道次的溫降</p><p>　　由于軋件頭部和尾部溫度降不同，為設(shè)備安全著想，確定各道次溫度降時(shí)以尾部為準(zhǔn)。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定開軋溫度為1200℃，帶入公式依次得各道次軋制溫度：</p><p>　　表7 粗軋各道次的溫度</p><p>　?。?）精軋機(jī)組溫度確定</p&

68、gt;<p>　　粗軋完得中間板坯經(jīng)過一段中間輥道進(jìn)入熱卷取箱，再經(jīng)過飛剪、除鱗機(jī)后，再進(jìn)入精軋第一架時(shí)溫度降為920℃。由于精軋機(jī)組溫度降可按下式計(jì)算： (5)</p><p>　　式中 、——精軋前軋件的溫度與厚度</p><p>　　、——精軋后軋件的溫度與厚度［3］代入數(shù)據(jù)可得精軋機(jī)組軋制溫度：</p><p

69、>　　根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)可以預(yù)定終軋溫度為820℃，即tn=820℃，計(jì)算得：</p><p>　　C=14.13, t1=（920-14.13）*21/15＝900.2；t2=899.4s；t3=875.7s ；t4=861.8s</p><p>　　表8 精軋各道次軋制溫度(℃)</p><p>　　上述計(jì)算應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場同類車間進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)為課程設(shè)

70、計(jì)，沒有現(xiàn)場數(shù)據(jù)驗(yàn)證，待畢業(yè)實(shí)習(xí)到現(xiàn)場實(shí)測溫度。</p><p>　　3.8 軋制壓力的計(jì)算</p><p>　　(1)粗軋段軋制力計(jì)算</p><p><b>　　粗軋段軋制力公式：</b></p><p><b>　　(6)</b></p><p>　?、偾蟾鞯来蔚淖冃慰?/p>

71、力：變形抗力由各道次的變形速度、變形程度，變形溫度共同決定。</p><p>　　變形速度按下式計(jì)算：</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　式中 R、v——軋輥半徑及線速度。</p><p>　　根據(jù)變形程度、溫度、變形速率數(shù)據(jù)，查Q195高溫抗力曲線圖，得到Q195變形抗力列入表9。<

72、;/p><p>　　表9 粗軋各道次軋件的變形抗力</p><p>　　表10 精軋各道次軋件的變形抗力</p><p>　　②計(jì)算各道的平均單位壓力：根據(jù)克林特里公式計(jì)算應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)</p><p>　　η＝0.785+0.25l/h</p><p>　　其中h為變形區(qū)軋件平均厚度，l為變形區(qū)長度，單位壓力大時(shí)（

73、300MPa）應(yīng)考慮軋輥彈性壓扁的影響，因?yàn)榇周垥r(shí)變形抗力不會超過這一值，故可不計(jì)算壓扁影響，此時(shí)變形區(qū)長度。則平均單位壓力為：</p><p>　　， (8)</p><p>　　各道計(jì)算列入表11。再將軋件寬度、變形區(qū)長和平均單位壓力數(shù)據(jù)代入公式(6)，可得各道次軋制力(見表11)。</p><p>　　表11 粗軋各道的軋制力&

74、lt;/p><p>　?。?）精軋段軋制力計(jì)算</p><p>　　目前普遍公認(rèn)的最適合于熱軋帶鋼軋制力模型的SIMIS理論公式： </p><p><b>　　(9）</b></p><p>　　式中：——軋制力N；</p><p>　　B——軋件寬度mm；</p><p>

75、　　Qp——考慮接觸弧上摩擦力造成應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)；</p><p>　　Lc——考慮壓扁后的軋輥與軋件接觸弧的水平投影長度mm；</p><p>　　K ——決定金屬材料化學(xué)成分以及變形的物理?xiàng)l件－變形溫度、變形速度及變形程度的金屬變形阻力K=1.15；</p><p>　　KT——前后張力對軋制力的影響系數(shù)；</p><p>　　由以上

76、公式可知平均單位壓力：</p><p>　　① 計(jì)算時(shí)用西姆斯公式的簡化公式克林特里公式 </p><p><b>　　其中 </b></p><p>　?、?K可以按照粗軋時(shí)的計(jì)算方法計(jì)算，數(shù)據(jù)如前表</p><p>　?、跭T按下式計(jì)算 </p><p>　　因?yàn)榍皬埩堉屏Φ?/p>

77、影響較后張力小，所以a>0.5，本設(shè)計(jì)中取a=0.7，前后張力均取3MPa。</p><p>　　④接觸弧投影長度計(jì)算：</p><p>　　一般以為接觸弧長度水平投影長度為</p><p>　　表12 精軋各道的軋制力</p><p><b>　　3.9 輥縫計(jì)算：</b></p><p&g

78、t;　　表13 精軋各道的軋制力</p><p>　　3.10 精軋軋輥轉(zhuǎn)速計(jì)算</p><p>　　精軋是帶張力連軋，軋件出入口速度與張力大小密切相關(guān)。因而，軋輥轉(zhuǎn)速是精軋軋制必需設(shè)定的操作數(shù)據(jù)。它是由軋輥線速度求得。軋輥線速度與設(shè)定軋件出口速度相差前滑系數(shù)，故需要求得精軋各架前滑值。按照巴甫洛夫公式，前滑計(jì)算如下</p><p><b>　　(10)

79、</b></p><p>　　其中 中性角 (11)</p><p>　　軋輥直徑選取如下： 前5架F1～F5 D=500mm ；后兩架 F6～F7 D=400mm。</p><p>　　軋輥線速度和軋輥轉(zhuǎn)速計(jì)算見表14。 <

80、/p><p><b>　　表14 精軋轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　3.11 傳動(dòng)力矩</b></p><p><b>　　1）傳動(dòng)力矩</b></p><p>　　軋制力矩按下式計(jì)算式中 — 合力作用點(diǎn)位置系數(shù)（或力臂系數(shù)），中厚板一般取為0.4～0.5，粗

81、軋道次取大值，隨軋件的變薄則取小值。各道次的軋制力矩值如下表：</p><p>　　表15 各道的軋制力矩的計(jì)算 (MZ/MNM)</p><p>　　傳動(dòng)工作輥所需要的靜力矩，除軋制力矩外，還有附加摩擦力矩，它由以下兩部分組成，即</p><p><b>　　，</b></p><p>　　其中在四輥軋機(jī)可近似地由下式

82、計(jì)算：</p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　式中 ——支撐輥軸承的摩擦系數(shù)，?。?0.005；</p><p>　　——支撐輥輥頸直徑，對于粗軋機(jī)：＝986mm； 對于精軋機(jī)：＝680mm。</p><p>　　、—— 工作輥及支撐輥直徑，對于粗軋機(jī)：＝1000mm， =1450mm；對于

83、精軋機(jī)：＝500mm，= 800mm</p><p>　　代入后（12）可求的：粗軋機(jī)：＝0.3.4;精軋機(jī)：＝1.7 ,可由下式計(jì)算： </p><p>　　式中 —— 傳動(dòng)效率系數(shù)，本軋機(jī)無減速機(jī)及齒輪座，但接軸傾角，故可取＝0.94，故得</p><p>　　表16 各道摩擦力矩計(jì)算(MZ/MNM)</p><p><b

84、>　　2）軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩</b></p><p>　　軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩（）根據(jù)實(shí)際資料可取為電機(jī)額定力矩的3％～6％，即粗軋機(jī): </p><p>　　?。?.150.15；</p><p>　　精軋機(jī):?。?.1 </p><p>　　因此電機(jī)軸上的總傳動(dòng)力矩為： </p><p>　　表17

85、各道的總的傳動(dòng)力矩計(jì)算(MZ/MNM)</p><p>　　4 軋輥強(qiáng)度校核與電機(jī)能力驗(yàn)算</p><p>　　軋輥的破壞決定于各種應(yīng)力（其中包括彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力，由于溫度分布不均或交替變化引起的溫度應(yīng)力以及軋輥制造過程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。具體來說，軋輥的破壞可能由以下三方面的原因造成：</p><p>　　（1） 軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)

86、強(qiáng)度不夠.例如,在額定負(fù)荷下軋輥因強(qiáng)度不夠而撕裂后因接觸疲勞超過許用值,是輥面疲勞剝落等;</p><p>　?。?） 軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求。例如，軋輥的耐熱裂性、耐粘附性及耐磨性差，材料中夾雜物或殘余應(yīng)力過大等：</p><p>　?。?） 軋輥在生產(chǎn)過程中使用不合理。熱軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時(shí)，會因熱疲勞造成輥面熱裂；在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進(jìn)行高負(fù)荷熱軋，熱軋的軋

87、輥驟然冷卻，往往會因溫度應(yīng)力過大，導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過大或因工藝過程安排不合理造成過負(fù)荷軋制也會造成軋輥破壞等；</p><p>　　設(shè)計(jì)軋輥時(shí)，通常是按工藝給定的軋制負(fù)荷和軋輥參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于對影響軋輥強(qiáng)度的各種因素（如溫度應(yīng)力、參與應(yīng)力、沖擊載荷值等）很難準(zhǔn)確計(jì)算，為此，設(shè)計(jì)時(shí)對軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中（為了保護(hù)軋機(jī)其他重要部件，軋輥的安

88、全系數(shù)是軋件各部件中最小的）。</p><p>　　為防止四輥板帶軋機(jī)軋輥輥面剝落，對工作輥和支撐輥之間的接觸應(yīng)力應(yīng)該做疲勞校驗(yàn)。</p><p>　　4.1 軋輥的強(qiáng)度校核</p><p>　　四輥軋機(jī)的支撐輥直徑D2與工作輥徑D1之比一般在1.5～2.9范圍之內(nèi)。顯然，支撐輥的抗彎端面系數(shù)較工作輥大的多，即支撐輥有很大的剛性。因此，軋制時(shí)的彎曲力矩絕大部分有支撐

89、輥承擔(dān)。在計(jì)算支撐輥時(shí)，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輥軋機(jī)一般是工作輥傳動(dòng)，因此，對支撐輥只需計(jì)算輥身中部和輥徑端面的彎曲應(yīng)力。</p><p>　　4.1.1 支撐輥彎曲強(qiáng)度校核</p><p>　　支撐輥的彎曲力矩和彎曲應(yīng)力分布見下圖7。</p><p>　　圖7四輥軋機(jī)支撐輥計(jì)算圖</p><p>　　在軋輥的1-1斷面和2-

90、2斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即</p><p><b>　　(13)</b></p><p><b>　　(14)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　P——總軋制壓力；</b></p>&l

91、t;p>　　d1-1、d2-2——1-1和2-2斷面的直徑；</p><p>　　c1、c2——1-1和2-2斷面至支反力P/2處的距離；</p><p>　　Rb——許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　支撐輥輥身中部3-3斷面處彎矩是最大的。若認(rèn)為軸承反力距離L等于兩個(gè)壓下螺絲的中心距L0，而且把工作輥對支撐輥的壓力簡化成均布載荷（這時(shí)計(jì)算誤差不超過9～13

92、%），可得3-3斷面的彎矩表達(dá)式</p><p><b>　　(15)</b></p><p>　　輥身中部3-3斷面的彎曲應(yīng)力為</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　式中的D2應(yīng)以重車后的最小直徑代入。</p><p>　　因粗軋機(jī)是可逆軋制，

93、精軋機(jī)組性能相同故只需校核其中受力最大的一道即可，因在粗軋機(jī)上軋制時(shí)第四道的軋制力最大，精軋機(jī)上第三架軋制力最大，故其支撐輥受力最大，所以我們計(jì)算軋機(jī)支撐輥時(shí)只計(jì)算粗軋第二架和精軋第一架的彎曲應(yīng)力。</p><p>　　又因輥頸直徑d和長度一般近似地選：</p><p>　　d = (0.5～0.55) D、L/d = 0.83～1.0，</p><p>　　計(jì)算時(shí)

94、以粗軋機(jī)為例：</p><p>　　本設(shè)計(jì)取d = 0.68D、L/d = 1.0所以輥頸直徑d =986mm，L ＝986mm， c1、c2，r的取值[查〈〈軋鋼機(jī)械〉〉（修訂版）北京科技大學(xué)鄒家祥主編P94]。</p><p>　　取r/D = 0.12,d ＝54mm，c1 =180mm， =266mm,,上面D2重車后的最小直徑為：D2=800mm,P =14860KN</p

95、><p>　　把前面的數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算：</p><p>　　本設(shè)計(jì)支撐輥為合金鍛鋼Rb=140～150 MPa，可見支撐輥的彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該許用應(yīng)力，故滿足要求。</p><p>　　精軋第一架用以上的方法計(jì)算得、、數(shù)值都滿足彎曲應(yīng)力要求。</p><p>　　4.1.2 工作輥的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核：</p><p>　　由

96、于有支撐輥承受彎曲力矩，故工作輥可只考慮扭轉(zhuǎn)力矩，即僅計(jì)算傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 </p><p>　　式中 ——作用在一個(gè)工作輥上的最大傳動(dòng)力矩；</p><p>　　——工作輥傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)一個(gè)工作輥的傳動(dòng)力矩有軋制力矩、工作輥帶動(dòng)支撐輥的力矩和工作輥軸承的摩擦力矩組成，即</p>

97、<p><b>　　或 </b></p><p>　　式中 ——反力對工作輥的力臂； </p><p>　　——工作輥軸承處摩擦圓半徑。［5］</p><p>　　上式各參數(shù)的計(jì)算公式為；</p><p>　　支撐輥對工作輥的反力： </p><p>　　張力軋制時(shí)軋制壓力偏

98、離垂直方向的角度： </p><p>　　其中 —前張力；</p><p><b>　　—后張力；</b></p><p><b>　　—軋制力。</b></p><p>　　工作輥與支撐輥連心線與垂直線夾角</p><p>　　θ=arcsin[e/(R1+R

99、2)] (17)</p><p>　　其中 e——工作輥相對于支撐輥的偏心距一般e=5～10mm取e=5mm；</p><p>　　R1、R2——工作輥半徑、支撐輥半徑。</p><p>　　支撐輥與工作輥的反力Ps的作用線與工作輥和支撐輥連心線間的夾角：γ=arcsin[(ρ2+m)/2]

100、 </p><p>　　式中 ρ2——支撐輥軸承的摩擦圓半徑其值計(jì)算為ρ=f*d/2，</p><p>　　其中 f——機(jī)械摩擦系數(shù)見書因是滾動(dòng)軸承取f=0.004；</p><p>　　d——輥徑直徑m—滾動(dòng)摩擦力臂一般m=0.1～0.3mm本設(shè)計(jì)取m=0.2mm。工作輥軸承處的反力（摩擦力）：</p>

101、;<p>　　Pf=Psinφ+Pssin(θ+γ) </p><p>　　反力Ps對工作輥的力臂： S=mcosγ+R1sinγ 此校核亦按軋制力矩最大得一架計(jì)算，精軋粗軋各一道次。將各參數(shù)代入公式得：粗軋第二道MK1=4398800Nm,精軋第一道次MK1＝2636171Nm</p><p>　　工作輥傳動(dòng)端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)為： Wk=πD3/16 則扭轉(zhuǎn)應(yīng)力τ=Mk

102、/Wk</p><p>　　表19工作輥的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力</p><p>　　本設(shè)計(jì)工作輥為合金鑄鐵σb=350～400 MPa，而許可扭應(yīng)力約為[τ]=0.36σb即[τ]=126-144 MPa可見工作輥的彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該許用應(yīng)力，故能滿足生產(chǎn)要求。</p><p><b>　　4.2 電機(jī)的校核</b></p><p>

103、;　　4.2.1 靜負(fù)荷圖</p><p>　　為了校核和選擇主電動(dòng)機(jī)，除知其負(fù)荷之外，尚須知軋機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，力矩隨時(shí)間變化的關(guān)系圖稱為靜負(fù)荷圖。繪制靜負(fù)荷圖之前，首先要決定出軋件在整個(gè)軋制過程中在主電機(jī)軸上的靜負(fù)荷值，其次決定個(gè)道次的純軋和間歇時(shí)間。</p><p>　　如上所述，靜力矩按下式計(jì)算：</p><p>　　Mj= MP /i+Mm+Mk&

104、lt;/p><p>　　將前面的數(shù)據(jù)代入上式得表(20)</p><p>　　表20 粗軋各道的靜力矩(MZ/MNM)</p><p>　　靜負(fù)荷圖中的靜力矩可以用上式加以確定。每一道次的軋制時(shí)間可由下式確定：</p><p>　　表21 粗軋各道所用時(shí)間</p><p>　　間隙時(shí)間按間隙動(dòng)作所需時(shí)間確定或按現(xiàn)場數(shù)據(jù)

105、選用，本設(shè)計(jì)選取tn=6s。</p><p>　　已知上述各值后，根據(jù)軋制圖表繪制出一個(gè)軋制周期內(nèi)的各個(gè)電機(jī)負(fù)荷簡圖</p><p>　　4.2.2 主電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算</p><p>　　當(dāng)主電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)負(fù)荷圖確定后，就可以對電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行計(jì)算。這項(xiàng)工作包括兩部分。一是由負(fù)荷圖計(jì)算出等效力矩不能超過電動(dòng)機(jī)的額定力矩；二是負(fù)荷圖中的最大力矩不能超過電動(dòng)機(jī)的允許過載

106、負(fù)荷和持續(xù)時(shí)間。</p><p>　　4.2.3 等效力矩計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的校核</p><p>　　軋機(jī)工作時(shí)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷是間斷式的不均勻負(fù)荷，而電動(dòng)機(jī)的額定力矩是指電動(dòng)機(jī)在此負(fù)荷下長期工作，其溫升在允許的范圍內(nèi)的力矩。為此必須計(jì)算出負(fù)荷圖中的等效力矩，其值按下式計(jì)算： Mjum= 式中Mjum —等效力矩； —軋制時(shí)間內(nèi)各段純軋時(shí)間的總和； —軋制周期內(nèi)各段間隙時(shí)間的總和； Mn—各段軋

107、制時(shí)間所對應(yīng)的力矩； Mn’—各段間隙時(shí)間對應(yīng)的空轉(zhuǎn)力矩。將前面的數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得靜力矩如下表(22)：</p><p><b>　　表22靜力矩</b></p><p>　　校核電動(dòng)機(jī)溫升條件為：Mjum≤MH 我們已知各道次的MH 為：</p><p><b>　　表23</b></p><

108、p>　　可見各道次均能滿足要求。校核電動(dòng)機(jī)的過載條件為： Mmax≤KG×MH 式中MH—電動(dòng)機(jī)的額定力矩； KG—電動(dòng)機(jī)的允許過載系數(shù)，直流電動(dòng)機(jī)KG=2.0～2.5；交流電動(dòng)機(jī)，KG=2.5～3.0；該設(shè)計(jì)為直流電動(dòng)機(jī)取 KG =2.5； Mmax—軋制周期內(nèi)最大的力矩。則本設(shè)計(jì)的KG×MH為：</p><p><b>　　表24</b></p>

109、<p>　　可見Mmax遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于KG×MH故能滿足要求。電動(dòng)機(jī)達(dá)到允許最大力矩KG×MH時(shí)，其允許持續(xù)時(shí)間在15s以內(nèi)，否則電動(dòng)機(jī)溫升將超過允許范圍。</p><p>　　4.2.4 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算</p><p>　　對于新設(shè)計(jì)的軋機(jī)，需要根據(jù)等效力矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率，即N=0.105 Mjumn/</p><p>　　式中 n

110、——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min； </p><p>　　——由電動(dòng)機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率。</p><p><b>　　表25 </b></p><p>　　各架電機(jī)的額定功率P為</p><p><b>　　表26 </b></p><p>　　可見均能滿足電機(jī)的生產(chǎn)要求。

111、</p><p><b>　　5. 板凸度和彎輥</b></p><p>　　5.1 板型控制理論</p><p>　　為了保證板形良好，必須遵守均勻延伸或所謂“板凸度一定”的原則去確定各道次的壓下量。</p><p>　　圖8 軋制前后板帶厚度變化</p><p>　　如圖8所示，設(shè)軋制板、帶

112、邊緣的厚度等于H，而中間厚度等于H+△，即軋前厚度差或稱板凸量為△；軋制后鋼板相應(yīng)橫斷面上的厚度分別為h和 ，即軋后厚度差或板凸量為 。而△/H及 則為板凸度.鋼板沿寬度上壓縮率相等的條件, </p><p><b>　　（18）</b></p><p><b>　?。?9）</b></p><p>

113、;　　式中： 、 成品板的厚度差及厚度。</p><p><b>　　表27 板凸度分配</b></p><p>　　由此可見，想要滿足均勻變形的條件，保證板形良好，就必須使板帶軋前的厚度差△與軋后的厚度差之比等于延伸率?；蛘哕埱鞍逋苟龋ā?H）等于軋后板凸度( ),即板凸度保持一定.本道次軋前的板后也就是前一道次軋后的厚板,亦即前一道軋制時(shí)輥縫的實(shí)際形狀.因此,

114、在均勻變形的原則下，后一道次的厚板差 要比前一道次的板后差△為小，即其差值為： （20）</p><p>　　5.2 板型控制策略</p><p>　　為保持板形良好應(yīng)使帶鋼橫向各點(diǎn)的壓下率相等，即應(yīng)保持相對凸度恒定。即各道次都是同一比例凸度。厚板軋制400mm到16mm的

115、最后四個(gè)道次，設(shè)定出口厚度為40mm、28mm、20mm、16mm來說，各道出口凸度剛好為50、35、25、20。實(shí)際當(dāng)中，對于寬板軋制來說，由于前幾個(gè)道次處厚度尚較厚，軋制時(shí)還存在一定的恢復(fù)，因而減弱了對相對凸度嚴(yán)格恒定的要求。40mm以上厚度時(shí)相對凸度的改變受到的限制較小，不會因?yàn)檫m量的相對凸度改變而破壞平直度，因此將會允許有一定的不均勻延伸而不會產(chǎn)生翹曲。Shobet等曾進(jìn)行許多試驗(yàn)，并由此得出圖9所示的Shobet和Townse

116、nd臨界曲線，此曲線的橫坐標(biāo)為b/t，縱坐標(biāo)則為變形區(qū)出口和入口處相對凸度差△CR</p><p>　　圖9 Shobet和Townsend臨界曲線</p><p><b>　　(21)</b></p><p>　　式中 CRh，CRH——出口和入口帶鋼板凸量；</p><p>　　h，h0——出口和入口帶鋼厚

117、度。</p><p><b>　　此曲線的公式為</b></p><p><b>　　(22)</b></p><p>　　圖9中上部曲線是產(chǎn)生邊浪的臨界曲線，下部曲線為產(chǎn)生中浪的臨界線，超過此量將產(chǎn)生翹曲。因此在精軋的前幾道可以適當(dāng)?shù)母淖儊砹系南鄬ν苟榷黄茐漠a(chǎn)品的平直度，后幾道則保持相對凸度嚴(yán)格恒定，最終保證產(chǎn)品的平直

118、度。</p><p>　　為此可以將精軋機(jī)分為凸度調(diào)節(jié)（F1~F4），平直度保持及平直度控制三個(gè)階段。</p><p>　　在建立板形控制模塊時(shí)充分考慮了以上要求，模塊中設(shè)置了一個(gè)判斷環(huán)節(jié)，仿真時(shí)首先判斷是否給定了出口的凸度，如果設(shè)定了出口凸度則按給定的凸度進(jìn)行計(jì)算，如果沒有設(shè)定則按相對凸度相等計(jì)算，保證帶鋼平直度。 </p><p>　　5.3 板凸度計(jì)算模型&

119、lt;/p><p><b>　　帶鋼凸度CR為</b></p><p><b>　　（23）</b></p><p>　　式中 ——軋制力；</p><p><b>　　——彎輥力；</b></p><p>　　——軋制力對輥系彎曲變形影響的橫向剛度；&l

120、t;/p><p>　　——彎輥力對輥系彎曲變形影響的橫向剛度；</p><p><b>　　——軋輥熱輥型；</b></p><p><b>　　——軋輥磨損輥型；</b></p><p><b>　　——軋輥原始輥型；</b></p><p><b&