課程設(shè)計(jì)---φ20.0連軋棒材孔型設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： Φ20.0連軋棒材孔型設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專業(yè)班級(jí)：材料成型及控制工程專業(yè)（一）班</p><p>　　學(xué) 院：冶金與能源學(xué)院&l

2、t;/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011年03月11日 </p><p><b>　　目　錄</b></p><p>　　第一章 坯料與軋機(jī)――――――――――――――――3</p><p>　　第二章 軋制工藝與軋機(jī)布置形式――――――――――

3、3第三章 選擇孔型系統(tǒng)―――――――――――――――3</p><p>　　3.1 箱形孔型系統(tǒng) ―――――――――――――――3</p><p>　　3.2 橢圓－圓孔型系統(tǒng) ―――――――――――――4</p><p>　　第四章 孔型設(shè)計(jì)―――――――――――――――――5</p><p>　　4.1 箱形孔的孔型設(shè)―――――――

4、――――――――5</p><p>　　4.2 成品孔的孔型設(shè)計(jì)――――――――――――――6</p><p>　　4.2.1 成品孔的設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――6</p><p>　　4.2.2 成品前橢圓孔型的設(shè)計(jì)――――――――――――――――6</p><p>　　4.2.3 成品前圓孔的設(shè)計(jì)――――――――――――

5、――――――7</p><p>　　4.3 其他道次的孔型設(shè)計(jì) ――――――――――――7</p><p>　　4.3.1 分配延伸系數(shù)――――――――――――――――――――7</p><p>　　4.3.2 圓孔型的設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――8</p><p>　　4.3.3 橢圓孔型的設(shè)計(jì)―――――――――――――――

6、――――9 </p><p>　　第五章 軋制速度――――――――――――――――10</p><p>　　5.1 各道次軋制速度的確定―――――――――――10</p><p>　　5.2 軋制時(shí)間 ――――――――――――――――11 </p><p>　　5.3 產(chǎn)量計(jì)算 ――――――――――――――――12</p>

7、<p>　　第六章 軋制溫度――――――――――――――――12</p><p>　　6.1 開終軋溫度的確定―――――――――――――12</p><p>　　6.2 影響溫度變化的因素――――――――――――12</p><p>　　6.3 各道次溫度的確定 ――――――――――――13</p><p>　　第七章

8、 計(jì)算力能參數(shù)――――――――――――――15</p><p>　　7.1 計(jì)算軋制力 ―――――――――――――――15 </p><p>　　7.2 軋制力矩的計(jì)算 ―――――――――――――15</p><p>　　7.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) ――――――――――――――――16</p><p>　　第八章 孔型沿輥身長(zhǎng)度方向的配置―

9、――――――――16</p><p>　　8.1 孔型沿輥身長(zhǎng)度方向配置的原則――――――――16</p><p>　　8.2 輥環(huán)寬度的確定――――――――――――――17</p><p>　　第九章 軋輥強(qiáng)度的校核――――――――――――――17</p><p>　　9.1 影響軋輥強(qiáng)度的因素――――――――――――17</

10、p><p>　　9.2 軋輥強(qiáng)度的校核――――――――――――――18</p><p>　　9.2.1 輥身強(qiáng)度的校核―――――――――――――――――― 18</p><p>　　9.2.2 輥頸強(qiáng)度的校核 ――――――――――――――――――19</p><p>　　9.2.3 傳動(dòng)端軸頭強(qiáng)度的校核――――――――――――――― 19<

11、;/p><p>　　參考文獻(xiàn) ―――――――――――――――――――――――――――20</p><p>　　第一章 坯料與軋機(jī)</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的坯料是165×165×12000，材料是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。共軋制20道次，粗軋機(jī)有六架，中軋機(jī)有六架，精軋機(jī)有八架。軋輥的名義直徑D分別Φ600mm，Φ500mm，Φ300mm。輥身長(zhǎng)度分

12、別為：700mm，600mm，500mm。輥頸的直徑近似地選d=(0.5～0.55)D, l/d=0.83～1.0。最末架軋機(jī)的出口速度為V=18m/s。</p><p>　　第二章 軋制工藝與軋機(jī)布置形式</p><p>　　軋機(jī)選擇連續(xù)式布置形式，且采用平立交替布置的形式。</p><p>　　連續(xù)式布置軋機(jī)每個(gè)機(jī)架縱向緊密排列成為連軋機(jī)組，每架軋機(jī)可單獨(dú)傳動(dòng)

13、或集體傳動(dòng)，每架只軋一道，一根軋件可在幾架軋機(jī)上同時(shí)軋制，各機(jī)架間的軋件遵循秒流量相等的原則。</p><p>　　第三章 選擇孔型系統(tǒng)</p><p>　　3.1 箱形孔型系統(tǒng)</p><p><b>　　該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)是：</b></p><p>　　(1)孔型的共享性大，有利于提高軋機(jī)的生產(chǎn)能力。可以通過調(diào)整輥縫

14、的方法，軋制不同尺寸的軋件。可以在同一個(gè)孔型中，通過升降上軋輥的方法軋制若干道次。因此，在同一套孔型內(nèi)便可以獲得多種尺寸的軋件，可減少孔數(shù)，減少換輥或換輥次數(shù)，有利于提高軋機(jī)作業(yè)率，提高軋機(jī)產(chǎn)量；</p><p>　　(2)壓下量大，對(duì)軋制大的斷面軋件有利。在軋件面積相等的情況下，與其它孔型系統(tǒng)的孔型相比，箱型孔在軋輥上的切槽深度較淺，這就相對(duì)提高了軋輥的強(qiáng)度，故可以增大壓下量，對(duì)軋制大斷面的軋件有利；</

15、p><p>　　(3)孔型磨損均勻，能量消耗相對(duì)的小。因?yàn)檐埣貙挾确较蛏系淖冃伪容^均勻，同時(shí)因?yàn)榭仔椭懈鞑糠珠g的速度差較小，所以孔型磨損比較均勻。磨損程度和變形量也因之相對(duì)地小些，即能量消耗相對(duì)的小些；</p><p>　　(4)氧化鐵皮易脫落，軋件表面質(zhì)量好。軋件在箱型孔型中軋制時(shí)，軋件側(cè)表面的氧化鐵皮易脫落，能保證軋件表面質(zhì)量。特別 是當(dāng)鋼錠或鋼坯從加熱爐出來之后，前幾道次若在箱型孔中軋

16、制，對(duì)于除掉軋件表面上的氧化鐵皮，保證軋件表面質(zhì)量更為有利。</p><p>　　(5)由于箱型孔型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，難以從箱型孔中軋出幾何形狀正確和尺寸精確的方形和矩形斷面軋件。軋件斷面愈小，這種現(xiàn)象愈嚴(yán)重。因此，箱形孔型不適于軋制要求斷面形狀正確和尺寸精確的小斷面軋件；</p><p>　　(6)軋件在箱型孔型中只能在垂直方向上受到壓縮，因而側(cè)表面不易平直，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)皺紋，同時(shí)角部的加工亦

17、不足；</p><p>　　(7)當(dāng)進(jìn)入孔型的軋件高寬比（h/b）大于1.2而孔型槽底又較寬時(shí)，軋件在孔型中軋制時(shí)穩(wěn)定性不好，容易產(chǎn)生倒坯和扭轉(zhuǎn)等不穩(wěn)定現(xiàn)象。</p><p>　　因此，根據(jù)箱型孔型系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)可知，它廣泛應(yīng)有于初軋機(jī)、三輥開坯軋機(jī)、連續(xù)式鋼坯軋機(jī)和型鋼軋機(jī)上。它適用于生產(chǎn)大斷面的成品方鋼。在軋梁軋機(jī)、大中小型及線材軋機(jī)上，用于前幾道次做開坯孔型。</p>&

18、lt;p>　　3.2 橢圓－圓孔型系統(tǒng)</p><p>　　圖4-2 橢圓-圓孔型系統(tǒng)</p><p>　　該孔型系統(tǒng)特點(diǎn)如下：</p><p>　　(1)變形較為均勻?？仔托螤钅苁管埣囊环N斷面平滑的轉(zhuǎn)換成另一種斷面，從而避免了金屬由于劇烈的不均勻變形而產(chǎn)生的局部應(yīng)力；</p><p>　　(2)在此孔型中軋出的軋件沒有尖銳的棱角

19、，可以保證軋件斷面各處冷卻均勻，因此，軋制時(shí)不易形成皺紋；</p><p>　　(3)孔型形狀有利于去除軋件上的氧化鐵皮，使軋件具有良好的表面；</p><p>　　(4)在某些情況下，可以在橢圓－圓孔型系統(tǒng)中的圓孔型軋出成品圓鋼，這樣當(dāng)改變品種規(guī)格時(shí)，可以只換孔不換輥，從而減少軋輥儲(chǔ)量和換輥次數(shù)；</p><p>　　(5)延伸系數(shù)小，因而增加了軋制道次 ，降低了

20、產(chǎn)量，增加了軋輥與設(shè)備的消耗，提高了產(chǎn)品成本；</p><p>　　(6)橢圓軋件在圓孔型中不易穩(wěn)定，要求圓孔型入口夾板調(diào)整機(jī)準(zhǔn)確；</p><p>　　(7)在圓孔型中，對(duì)敏感大，容易出耳子，因此調(diào)整嚴(yán)格。</p><p>　　鑒于橢圓－圓孔型系統(tǒng)的上述特點(diǎn)，主要是由于延伸系數(shù)小，增加了軋制道次，使軋機(jī)工作效率低，產(chǎn)量降低和成本的提高，但是由于質(zhì)量好，減少了精整工

21、序和精整設(shè)備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補(bǔ)償所增加的成本。</p><p>　　隨著圓鋼軋制技術(shù)的進(jìn)步與線材連軋的發(fā)展，橢圓－圓孔型系統(tǒng)已逐漸被推廣，應(yīng)用于圓鋼精軋孔型系統(tǒng)與線材的精軋機(jī)上。特別是軋制線材的45°無扭轉(zhuǎn)精軋機(jī)組，也用它作為延伸孔型。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)的φ20棒材的孔型系統(tǒng)為箱型孔與橢圓－圓孔型系統(tǒng)的組合。具體孔型系統(tǒng)為：</p&

22、gt;<p>　　粗軋：箱型－箱型－箱型—箱型—橢圓－圓</p><p>　　中軋：橢圓－圓－橢圓－圓－橢圓－圓</p><p>　　精軋： 橢圓－圓－橢圓－圓—橢圓—圓。</p><p><b>　　第四章 孔型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)思路：箱形孔設(shè)計(jì)時(shí)采用先設(shè)定壓下量，取寬展系數(shù)的方

23、法。然后根據(jù)成品孔的設(shè)計(jì)公式計(jì)算出成品前幾道次的孔型尺寸。最后給中間幾道次分配延伸系數(shù)，根據(jù)軋件的斷面積設(shè)計(jì)出孔型的尺寸。</p><p>　　4.1 箱形孔的孔型設(shè)計(jì)</p><p>　　軋件高度 </p><p>　　軋件的展寬量 Δb＝ Δhβ </p><p>　　槽口寬度 ＋Δb ＝5～12

24、 </p><p>　　槽底寬度 </p><p>　　槽底圓角半徑 </p><p>　　槽口圓角半徑 </p><p><b>　　孔型側(cè)壁斜度 </b>

25、</p><p>　　輥縫 S=0.01D </p><p>　　以第一道次的箱形孔設(shè)計(jì)為例：</p><p>　　取第一道次的壓下量Δh＝30mm，展寬系數(shù)β＝0.20mm。來料的斷面尺寸為165×165。</p><p><b>　　展寬量Δb＝6mm</b></p>&

26、lt;p>　　孔型高度H＝h＝133mm</p><p>　　槽底寬度bK＝（1.0～1.06）B mm=（1.0～1.06）×165=163～174.9</p><p><b>　　取bK=163mm</b></p><p>　　槽口寬度BK＝B+△＋Δb＝B+8＋（5～12）mm=163+8＋7=178mm</p>

27、;<p>　　孔型側(cè)壁斜度y＝（BK-bK）/2h×100％ 在此取ψ＝13.4％</p><p>　　槽底圓弧半徑R＝（0.1～0.2）×h mm 取R=25mm</p><p>　　槽口圓弧半徑r＝(0.05～0.15)×h mm 取r＝17mm.</p><p>　　輥縫 s=18mm。</p>

28、<p>　　表1－1 各箱形孔尺寸</p><p>　　4.2 成品孔的孔型設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1成品孔的設(shè)計(jì)</p><p>　?、癯善房谆鶊A半徑R ：</p><p>　?、虺善房變?nèi)徑開口寬度B ：</p><p>　　為了保證圓鋼的橢圓度要求，成品孔內(nèi)徑的開口寬度按下式確定：</

29、p><p>　　Ⅲ成品孔內(nèi)徑的擴(kuò)張角和擴(kuò)張半徑</p><p>　　1)成品孔的擴(kuò)張角θ，</p><p>　　一般取θ＝20°～30°，常用θ＝30°，在此取θ＝30°。</p><p>　　2）成品孔的擴(kuò)張半徑R1</p><p>　　因?yàn)?〈θ 則可按下式計(jì)算</p>

30、;<p><b>　　所以：mm</b></p><p>　　3）成品孔的外圓角半徑：r=(0.5-1)mm r=0.6mm</p><p><b>　　成品前橢圓孔的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1) 橢圓孔型的高度：mm</p><p>　　2) 橢圓孔型寬度：mm<

31、/p><p><b>　　3）圓弧半徑：</b></p><p><b>　　4）槽口圓角半徑：</b></p><p><b>　　5）棍縫：</b></p><p>　　4.2.3 成品前前圓孔的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1) 基圓直徑

32、：</b></p><p><b>　　2) 槽口寬度：</b></p><p><b>　　3) 擴(kuò)張角取 </b></p><p>　　4.3 其他道次的孔型設(shè)計(jì)</p><p><b>　　分配延伸系數(shù)</b></p><p>　　第

33、5－15道的總延伸系數(shù) </p><p>　　分配這十一道的延伸系數(shù)</p><p>　　分配原則：中間道次的延伸系數(shù)由大到小，經(jīng)前幾道次軋制后，氧化鐵皮脫落，咬入條件得到改善；而且溫降不多；由于軋件斷面積不斷減小，亦使延伸系數(shù)提高，并達(dá)到最大值。以后，軋件斷面大為減小，溫降嚴(yán)重，變形抗力顯著增加，因此，此時(shí)延伸系數(shù)應(yīng)逐漸減小。最后幾道次的延伸系數(shù)應(yīng)該要小，這樣可以保證成品

34、的斷面形狀和尺寸精度。</p><p>　　并且在橢圓孔中。在圓孔中。</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)計(jì)算出來的箱形孔和成品孔的尺寸可以計(jì)算出相應(yīng)個(gè)道的延伸系數(shù)和斷面積</p><p>　　各道次的延伸系數(shù)和斷面積如下表1-2所示</p><p>　　4.3.2圓孔型的設(shè)計(jì)：</p><p>　　以第六孔為例 （孔型兩側(cè)

35、用圓弧連接）</p><p><b>　　基圓半徑：</b></p><p><b>　　孔型高度：</b></p><p><b>　　孔型寬度：</b></p><p>　　輥縫： 擴(kuò)張角： 取</p><p><b&g

36、t;　　擴(kuò)張半徑： </b></p><p>　　圓角半徑： 取</p><p>　　其余圓孔型構(gòu)成與第六孔相同，基本尺寸如下表1－3</p><p>　　表1－3 圓孔型的構(gòu)成</p><p>　　4.3.3 橢圓孔型的設(shè)計(jì)：</p><p>　　橢圓孔型的充滿度 取</p>

37、<p>　　1) 第五道橢圓孔型的設(shè)計(jì)</p><p>　　第五道是方－橢，所以第五道次的橢圓孔的設(shè)計(jì)按照方－橢延伸孔型的方法：</p><p>　　取壓下量，寬展系數(shù)，輥縫，橢圓鈍邊。</p><p><b>　　橢圓的寬度：</b></p><p><b>　　橢圓的圓弧半徑：</b>

38、</p><p><b>　　橢圓孔型的寬度：</b></p><p><b>　　橢圓的圓角半徑：</b></p><p>　　2 )其余橢圓孔型的設(shè)計(jì)</p><p>　　以第七道橢圓的設(shè)計(jì)為例：</p><p>　　根據(jù)軋件在孔型中的變形規(guī)律可以得到以下的方程組：<

39、;/p><p>　　式中 ---軋件在橢圓孔中的寬度</p><p>　　---軋件在橢圓孔中的高度</p><p>　　R------前一道圓孔型的基圓半徑 </p><p>　　r -----后一道圓孔型的基圓半徑</p><p>　　寬展系數(shù) </p><p>　　計(jì)算得

40、=112mm =64mm</p><p><b>　　橢圓的圓弧半徑：</b></p><p>　　外圓角半徑： r=(0.1~0.4)H=10mm</p><p>　　輥縫： </p><p>　　其余橢圓孔型構(gòu)成與第七孔的相同，其尺寸如下表1－4所示</p><p

41、>　　表1－4 橢圓孔型的構(gòu)成</p><p><b>　　第五章 軋制速度</b></p><p>　　5.1 各道次軋制速度的確定</p><p>　　已知終軋速度是根據(jù)連軋過程中各機(jī)架之間的秒流量，即可以求出各機(jī)架的軋制速度，如下表1－5所示</p><p>　　根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)取得軋機(jī)間距為5m，機(jī)列之間的距

42、離為9m，由 </p><p>　　式中S——軋機(jī)間距；v——軋機(jī)的出口速度</p><p>　　可以求出各機(jī)架之間的間歇時(shí)間，如表1－5所示。</p><p>　　表1－5 各道次出口速度和間隙時(shí)間</p><p><b>　　5.2 軋制時(shí)間</b></p><p><b>　　各道

43、次的純軋時(shí)間</b></p><p>　　因維持連軋關(guān)系的軋機(jī)每架只軋一道且保持單位時(shí)間內(nèi)通過各機(jī)架的金屬秒流量相等的原則，各道次純軋時(shí)間相等，即：</p><p>　　Tzh1=Tzh2=????……=Tzh18===71.3s</p><p><b>　　軋制節(jié)奏時(shí)間</b></p><p>　　T＝Tz

44、h＋Δt 參照同類車間，Δt＝5</p><p>　　∴T＝Tzh＋Δt＝71.3＋5＝76.3s</p><p><b>　　軋制總延續(xù)時(shí)間</b></p><p><b>　　Tz＝Tzh＋ΣT</b></p><p>　　式中：Tzh——純軋時(shí)間，s ， ΣTj——各道次間隙時(shí)間之

45、和，s</p><p>　　將數(shù)據(jù)帶入得：Tz＝71.3＋100.32＝171.62 s</p><p><b>　　軋制圖表</b></p><p>　　本車間為連續(xù)式軋制，其軋制圖表如下表1－6</p><p><b>　　Tzh=36.7s</b></p><p>&l

46、t;b>　　△t=5s</b></p><p><b>　　T=130.35s</b></p><p>　　0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 s</p><p>　　圖6-1 連續(xù)式布置的軋機(jī)的工作圖表</p><

47、p><b>　　5.3 產(chǎn)量計(jì)算</b></p><p>　　軋機(jī)實(shí)際小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算</p><p><b>　　A＝</b></p><p>　　式中：T——軋機(jī)節(jié)奏時(shí)間，（s）</p><p>　　Q——原料重量，（t）</p><p>　　K1——軋機(jī)利用系數(shù)，成品

48、軋機(jī)：0.80～0.85</p><p><b>　　b——成品率</b></p><p>　　由于軋制過程中燒損0.5％，切頭及切廢3％，合格率99％，故成品率為：</p><p>　　b＝（1－0.5％－3％）×99％＝95.54％</p><p>　　∴ A＝＝102.6（t/h）</p>

49、<p><b>　　第六章 軋制溫度</b></p><p>　　6.1 開終軋溫度的確定</p><p>　　確定開軋溫度時(shí)，由于棒材最后幾道次是升溫軋制，故從開軋到終軋總溫降不會(huì)太大，根據(jù)鐵碳相圖，可確定開軋溫度在950。～1150℃左右。取開軋溫度是1150℃。</p><p>　　終軋溫度因鋼種不同而不同，它主要取決于產(chǎn)品技

50、術(shù)要求中規(guī)定的組織性能，本車間所軋鋼種大部分為低合金鋼，屬于亞共析鋼，其終軋溫度應(yīng)高于鐵碳相圖中的Ar3線50?！?00℃，以獲得較細(xì)的晶粒組織。取終軋溫度在950?！孀笥?。</p><p>　　6.2 影響溫度變化的因素</p><p>　　(1)軋件塑性變形的變形功轉(zhuǎn)化為熱能，結(jié)果使軋件的溫度上升，以Δ表示</p><p>　　(2)軋件表面向周圍空氣介質(zhì)輻射熱

51、量，結(jié)果使軋件的溫度下降，以Δ表示</p><p>　　(3)在變形區(qū)內(nèi)，由于軋件和軋輥表面呈粘著狀態(tài)，軋件向軋輥進(jìn)行熱傳導(dǎo)，由軋輥帶走熱量，結(jié)果使軋件溫度下降，以Δ表示。</p><p>　　(4)軋制過程用于冷卻軋槽和導(dǎo)衛(wèi)裝置的冷卻水飛濺到軋件表而帶走熱量，結(jié)果使軋件溫度下降以Δ表示；</p><p>　　(5)軋件在運(yùn)行過程中由于空氣對(duì)流帶走一部分熱量，其結(jié)果

52、使軋件溫度下降，以Δ表示；</p><p>　　(6)軋件和軋輥接觸表面的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱，結(jié)果使軋件溫度上升，以Δ表示。</p><p>　　如果把鋼坯加熱溫度視為常數(shù)，則軋制過程中每一道次的溫度變化Δ可以</p><p>　　成下式：Δ＝Δ+Δ-（Δ+Δ+Δ+Δ）</p><p>　　6.3 各道次溫度的確定</p>

53、<p>　　許多學(xué)者研究表明，Δ同Δ對(duì)比可以忽略不計(jì)，這樣簡(jiǎn)化后的方程式可以寫成：Δ＝Δ--Δ。</p><p>　　通常軋件的頭部和尾部的溫度變化是不一致的，為了確定在特定生產(chǎn)條件下合理的軋件盤重和坯料斷面以及準(zhǔn)確計(jì)算在軋制過程中軋件各部分的溫度變化，取其一個(gè)變形區(qū)作為計(jì)算單位，具體分析如下：</p><p>　　變形功所引起的溫度上升計(jì)算</p><p&

54、gt;　　P——道次軋制壓力，KN；</p><p>　　L——變形區(qū)長(zhǎng)度，mm； ；</p><p>　　——軋輥工作半徑，mm；</p><p>　　——變形區(qū)內(nèi)軋件平均斷面積，mm2。</p><p>　　輻射熱所引起的溫降計(jì)算</p><p>　　軋制過程中任何兩道次的間隙時(shí)間內(nèi)，軋件都向周圍空氣輻射出大是的

55、熱量。輻射時(shí)間的長(zhǎng)短、軋件本身溫度、周圍空氣溫度的高低以及軋件表面積的大小決定著輻射熱量的多少。根據(jù)輻射定律，因輻射熱所引起的軋件溫降為：</p><p>　　式中——軋件絕對(duì)溫度，；K</p><p>　　——兩道次間的間隙時(shí)間，s；</p><p>　　——單位長(zhǎng)度軋件表面積，其絕對(duì)值等于軋件斷面周長(zhǎng)，mm2</p><p>　　箱形孔軋

56、件： ＝（軋件高度h＋軋件寬度b）×2</p><p>　　橢圓孔軋件： ＝（軋件高度h＋軋件寬度b）×π/2</p><p>　　圓孔軋件： ＝π×軋件高度h</p><p>　　平橢和扁橢孔軋件：＝π×軋件高度h＋（軋件寬度b－軋件高度h）×2</p><p&

57、gt;　　——第n—l道次的軋件斷面積，mm2</p><p>　　軋輥熱傳導(dǎo)引起溫度降的計(jì)算</p><p>　　在熱軋過程中，軋輥和軋件基本處于粘著狀態(tài)，二者溫度差又非常懸殊，所以軋件向軋輥進(jìn)行的傳導(dǎo)熱是不可忽視的。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，把軋件和軋輥看成兩個(gè)相互接觸的半無限體，即在熱交換過程中，軋件和軋輥表面各自保持溫度不變。</p><p>　　這樣，由于導(dǎo)熱所引起的

58、軋件溫度變化可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 ——軋件溫度，℃；</p><p>　　—一個(gè)變形區(qū)長(zhǎng)度的軋制時(shí)間，s；</p><p>　　——變形區(qū)內(nèi)軋件平均厚度，mm。</p><p>　　由此可得溫降的總公式：</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)軋制力P=2000～300KN，且軋制的數(shù)值對(duì)溫降影響不是很大。所

59、以在計(jì)算溫降時(shí)，先設(shè)定軋制力P1=780KN，并且逐道次減少。代入數(shù)據(jù)可以得到每一道次的溫降，如下表1－7所示：</p><p>　　表6－1各道次的溫降和溫度</p><p>　　第七章 計(jì)算力能參數(shù)</p><p><b>　　7.1計(jì)算軋制力</b></p><p>　　軋制壓力的計(jì)算公式： </p&g

60、t;<p><b>　　平均單位壓力： </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　其中C和Mn指含碳和錳的含量，分別為0.3％和0.5％。</p><p>　　接觸面積為經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　　矩形——箱形軋制方案： </p&g

61、t;<p>　　方——橢軋制方案： </p><p>　　橢——圓，圓——橢軋制方案:</p><p>　　7.2 軋制力矩的計(jì)算</p><p>　　傳動(dòng)兩個(gè)軋輥所需的軋制力矩為：</p><p>　　式中： P——軋制力； </p><p>　　a——力臂； <

62、;/p><p><b>　　ψ——力臂系數(shù)</b></p><p>　　在孔型中軋制時(shí)，由于接觸面的形狀復(fù)雜，通?？偸鞘沽Ρ巯禂?shù)增大。對(duì)于棒材軋機(jī)，為了考慮孔型形狀的影響可按下式計(jì)算：</p><p>　　——變形區(qū)長(zhǎng)度 ——平均高度</p><p>　　當(dāng)n≥1時(shí) 取 ； 當(dāng)n=0.5~1時(shí)

63、取 ；</p><p>　　l——接觸弧長(zhǎng)度, l＝</p><p><b>　　7.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)</b></p><p>　　將數(shù)據(jù)代入上面的公式中可以得到每一道的軋制力和軋制力矩，如下表7－1所示：</p><p>　　表7－1各道次軋制力和軋制力矩</p><p>　　第八章 孔型沿

64、輥身長(zhǎng)度方向的配置</p><p>　　8.1 孔型沿輥身長(zhǎng)度方向配置的原則：</p><p>　　有利于軋機(jī)產(chǎn)量的提高和產(chǎn)品質(zhì)量的保證；操作方便，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化；有助于軋輥的充分利用，減少軋輥的消耗和儲(chǔ)備等。</p><p>　　配置孔型要考慮的因素有：</p><p>　?。?）成品孔和成品前孔應(yīng)盡量爭(zhēng)取單獨(dú)配置，即不配置在同一架

65、軋機(jī)的同一軋線上，以便實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)整，保證成品質(zhì)量。</p><p>　?。?）分配到各架軋機(jī)上的軋制道次應(yīng)力求各架軋機(jī)的軋制時(shí)間均勻，以便獲得較短的軋制節(jié)奏，提高軋機(jī)產(chǎn)量。</p><p>　?。?）根據(jù)各孔型的磨損程度及其對(duì)質(zhì)量的影響，每道備用孔型的數(shù)量在軋輥上應(yīng)有所不同。</p><p>　　8.2 輥環(huán)寬度的確定：</p><p>　

66、　輥環(huán)可分為端輥環(huán)和中間輥環(huán)兩種。位于輥身兩端的端輥環(huán)可防止氧化鐵皮落入軸承；而位于相鄰兩孔型中間的中間輥環(huán)則主要用于分開孔型。</p><p>　?。?）根據(jù)輥環(huán)強(qiáng)度確定輥環(huán)寬度。輥環(huán)強(qiáng)度取決于軋輥材質(zhì)和軋槽深度。</p><p>　　開口孔型的輥環(huán)寬度一般等于相鄰兩孔型中最深軋槽的深度；對(duì)于側(cè)壁斜度較大的孔型，其寬度可小些。閉口孔型中，鑄鋼軋輥的寬度可取為軋槽深度的0.8～1.0倍，鑄

67、鐵軋輥則取為軋槽深度的1.2～1.5倍。</p><p>　?。?）確定輥環(huán)寬度，還要考慮導(dǎo)衛(wèi)裝置的安裝與調(diào)整方便。</p><p>　　（3）端輥環(huán)的寬度是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定的，見表8－1。</p><p>　　表8-1 端輥環(huán)寬度的取值</p><p>　　孔型在軋制面垂直方向的配置主要是壓力值的大小。上下輥工作直徑差稱為壓力。在生產(chǎn)中，

68、使用壓力軋制是為了控制軋件出口時(shí)的彎曲方向，避免纏輥事故，以及減輕衛(wèi)板負(fù)荷等，但使用壓力軋制會(huì)導(dǎo)致上下表面層的速度差，使軋件內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力，加速上下軋槽的磨損，降低軋輥壽命，因此應(yīng)盡量避免，故此車間采用無壓力軋制。</p><p>　　據(jù)以上原則，本次設(shè)計(jì)只針對(duì)需要校核的軋輥進(jìn)行配輥，配輥見表1－10：</p><p>　　表1-10 各道次配輥的參數(shù)</p><p&

69、gt;　　第九章 軋輥強(qiáng)度的校核</p><p>　　9.1影響軋輥強(qiáng)度的因素</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)力出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，軋輥的破壞可能由下列三方面原因造成：</p><p>　　(1)軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。例如在

70、額定負(fù)荷下，軋輥因強(qiáng)度不夠而斷裂或因接觸疲勞超過許用值，使輥面疲勞剝落等。</p><p>　　(2)軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求。 </p><p>　　(3)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(huì)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，往往會(huì)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(huì)

71、造成軋輥破壞等。</p><p>　　一般只對(duì)軋輥進(jìn)行彎曲和扭轉(zhuǎn)校核，對(duì)疲勞強(qiáng)度不進(jìn)行校核，而納入軋輥的安全系數(shù)中。對(duì)輥身只計(jì)算彎曲，對(duì)輥頸則計(jì)算彎曲和扭轉(zhuǎn)，對(duì)傳動(dòng)端軸頭只計(jì)算扭轉(zhuǎn)。</p><p>　　由于本車間的軋機(jī)類型都一樣，所以校核方法相同，在次僅對(duì)第三架軋機(jī)進(jìn)行校核。說明其原理。</p><p>　　對(duì)鑄鐵軋輥，用莫爾理論進(jìn)行校核，合成的應(yīng)力計(jì)算公式為：&

72、lt;/p><p>　　式中：——鑄鐵材料抗拉許用應(yīng)力與抗壓許用應(yīng)力的比值，對(duì)球墨鑄鐵通常取0.3對(duì)本車間使用的軋輥，由現(xiàn)場(chǎng)取得其許用應(yīng)力為160MPa 。</p><p>　　對(duì)粗中精各校核一架見下表7-1，以粗軋第五架為例:</p><p><b>　　表1－11</b></p><p>　　9.2軋輥強(qiáng)度的校核<

73、/p><p>　　9.2.1輥身強(qiáng)度的校核</p><p>　　287.0 211.1287.0 312</p><p><b>　　700</b></p><p>　　軋輥有兩處需要校核的地方軋槽處和軋輥中心處：對(duì)軋輥中心處舉例校核：</p><p>　　P＝1144.6KN

74、</p><p>　　P由平衡條件可得：F = F = 0.5P =572.3KN </p><p>　　對(duì)輥身只校核抗彎強(qiáng)度，則：</p><p>　　彎矩Mw==282412.6N.M </p><p>　　彎曲正應(yīng)力=17.2MPa小于許用應(yīng)力</p><p>　　同理，對(duì)A軋槽處計(jì)算得=16.5MPa

75、 </p><p>　　對(duì)鑄鐵軋輥，其許用應(yīng)力為[σ]＝160MPa ,</p><p>　　故σB<[σ], σA<[σ]輥身強(qiáng)度足夠。</p><p>　　9.2.2 輥頸強(qiáng)度的校核</p><p>　　輥頸處因其所受的扭矩作用也較大，故要進(jìn)行彎扭校核，且當(dāng)使用最邊上的軋槽時(shí)，對(duì)輥頸的作用效果最大

76、 </p><p><b>　　校核輥徑的強(qiáng)度</b></p><p>　　對(duì)鑄鐵軋輥，采用莫爾理論計(jì)算：</p><p>　　σjC<[σ]＝160 MPa ，故軸頸安全。</p><p>　　9.2.3 傳動(dòng)端軸頭強(qiáng)度的校核</p><p>　　軸頭采用萬向扁軸頭，其厚度為軸頸直徑

77、的2/3，即:</p><p>　　其寬度可按軸頸直徑計(jì)算，故按矩形計(jì)算其抗扭截面模量：</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　由程序可見，τ<[σ]＝160 MPa ,故軸頭安全。</p><p>　　由于此軋機(jī)的軋輥?zhàn)畲笤S用應(yīng)力為160MPa ，故輥身、輥頸、軸頭三部分的強(qiáng)度均足夠，能

78、夠滿足軋制要求.</p><p>　　表1－12全部強(qiáng)度校核數(shù)據(jù)</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]王廷溥、齊克敏.《金屬塑性加工學(xué)——軋制理論與工藝》（第2版），冶金工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[2]武學(xué)澤.《棒材生產(chǎn)》（上、下冊(cè)），中國(guó)言實(shí)出版社，1996<

79、/p><p>　　[3]小型型鋼連軋生產(chǎn)工藝與設(shè)備編寫組 《小型型鋼連軋生產(chǎn)工藝與設(shè)備》，冶金工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[4]白光潤(rùn)、欒瑰馥、朱殿強(qiáng).《孔型設(shè)計(jì)》，東北工學(xué)院出版社，1992</p><p>　　[5]趙松筠、唐文林.《型鋼孔型設(shè)計(jì)》（第2版），冶金工業(yè)出版社,2000</p><p>　　[6]徐春、王全勝、張弛