【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 …………………………(3) 摩擦系數(shù)表機(jī)架數(shù)1＃2＃3＃4＃5＃摩擦系數(shù)0．080．0550．0550．0550．055表9 各道次中性角12345525485根據(jù)Sh=……………………………………(4)表10 各道次前滑值 道次前滑12345Sh 確定軋機(jī)速度制度制定軋機(jī)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；選擇加減速度以及帶鋼過(guò)焊縫時(shí)的速度等。連軋機(jī)組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)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡；軋制帶鋼的厚度及鋼種等，一般冷軋帶鋼為提高軋機(jī)產(chǎn)量而用高的軋制速度；軋制寬大及鋼質(zhì)硬的帶鋼時(shí)，應(yīng)采用低的軋制速度。本次設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)備、產(chǎn)品及參考同類車間設(shè)定第五機(jī)架的軋制速度為20m/s。本設(shè)計(jì)設(shè)定第五架軋機(jī)的穿帶速度為5m/s（帶鋼厚度小，其穿帶速度可高些）。其它各架軋制速度的確定:當(dāng)連軋機(jī)組末架軋機(jī)軋制速度確定后，根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原則，根據(jù)各架軋出厚度和前滑求出各架軋制速度（帶鋼的寬展和前、后滑忽略不計(jì)）。即：h1v1=h2v2=……h(huán)nvn=C…………………………………..(5)速度的計(jì)算：已預(yù)設(shè)末架出口軋制速度為V=20m/s由經(jīng)驗(yàn)向前依次減小以保持微張力軋制。依據(jù)秒流量相等有：表11軋件的出口速度12345Vh(m/s)420由…………………………………………..(6)表12 軋輥速度12345V(m/s)由公式:……………………………………………..(7)求得各道次軋輥轉(zhuǎn)速分別為:表13 軋輥轉(zhuǎn)速12345(r/min)139 由軋輥轉(zhuǎn)速及電機(jī)轉(zhuǎn)速可求傳動(dòng)比:……………………………………………..(8)表14傳動(dòng)比道次12345n(r/min)750750750750750i.近代帶鋼冷連軋機(jī)精軋一般采用一級(jí)加速和一級(jí)減速軋制方式，即帶鋼在連軋機(jī)以恒速運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行穿帶，并在卷取機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定卷取后開(kāi)始進(jìn)行加速，直至軋機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定軋制階段最大轉(zhuǎn)速時(shí)加速結(jié)束。第一級(jí)加速度數(shù)值較高，稱為功率加速度（又稱產(chǎn)量加速度），其目的是迅速提高軋制速度，是設(shè)備盡快接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，以求的最高產(chǎn)量。確定加速度的數(shù)值，應(yīng)考慮到主電機(jī)的功率、帶鋼長(zhǎng)度、板形、帶鋼厚度變化、冷卻水的控制及卷取溫度等因素的影響。僅就軋機(jī)本身而言，一級(jí)加速度可達(dá)12 m/s。本設(shè)計(jì)采用加減速的加速度絕對(duì)值相等的設(shè)計(jì)方法，并參照武鋼經(jīng)驗(yàn)取一級(jí)加、。4 力能參數(shù)的計(jì)算對(duì)于冷軋薄板，其軋制力的計(jì)算采用斯通公式計(jì)算。因?yàn)樗雇ü桨衍堉瓶闯善叫邪彘g的鐓粗，因此得出單位壓力微分方程式：圖5 作用在斯通理論微分體上的作用力冷軋薄板時(shí)其表面摩擦規(guī)律按全滑動(dòng)來(lái)考慮，即，并采用近似塑性條件，則上式變成如下形式： 將上式積分，則得斯通單位壓力公式: 在后滑區(qū) 在前滑區(qū) 式中： ， ……………………………………………..(9) .表15 各道次的相關(guān)參數(shù)道次參數(shù)12345l/mm/mmm 冷軋時(shí)溫度和變形速度對(duì)金屬變形抗力的影響不大，因此和可近似的取1，只有變形程度才是影響變形抗力的主要因素。由變形區(qū)內(nèi)各斷面處變形程度不等，因此，若取為常量，通常根據(jù)加工硬化曲線去本道次平均變形量所對(duì)應(yīng)的變形抗力值。平均變形量可按下式計(jì)算： ……………………………………………..(10) 式中::本道次軋前的預(yù)變形量 :本道次軋后的總變形量:冷軋前軋件厚度H:本道次軋前軋件的厚度h:本道次軋后軋件的厚度。表16 各道次值變形程度 /%變形程度 /%平均變形程度/%12345冷軋時(shí)金屬實(shí)際變形抗力的確定：由于加工硬化使得軋件的變形抗力逐道次升高，對(duì)加工硬化曲線進(jìn)行線性擬合得：…………………………………..(11)表17 各道次變形抗力平均變形程度/%變形抗力/MPa12345平均單位壓力： ………………………………(12)式中為平均單位張力，現(xiàn)僅以第一架軋機(jī)為例：張應(yīng)力的設(shè)定：100MPa,120 MPa,130 MPa,140 MPa,開(kāi)卷機(jī)張應(yīng)力為1 MPa，卷曲機(jī)張應(yīng)力為30 MPa。表18 張力前平均單位張力/MPa后平均單位張力/MPa平均單位張力/MPa11100210012011031201301254130140135514030100 = = =計(jì)算圖中第二個(gè)參數(shù) = 圖6 軋輥壓扁時(shí)平均單位壓力圖解 =作指示線可得 ，又有表查出 則 = 由 則 則總壓力=10460KN余下的各道次可依此類推計(jì)算出來(lái)，則有：表19 軋制力道次參數(shù)12345/MPa430540580600630cx/mm/mm16B/mm1250/MPaP/KN1046012391901492404430 …………………………………..(13)式中: — 合力作用點(diǎn)位置系數(shù)（或力臂系數(shù)），～，各道次的軋制力矩值見(jiàn)表20：=表20 軋制力矩12345/KNm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：、其中在四輥軋機(jī)（本設(shè)計(jì)中六輥軋機(jī)亦用此公式）可近似地由下式計(jì)算：………………………………..(14)式中 — 軋輥軸承的摩擦系數(shù)，取＝ ； — 軋輥輥頸直徑＝273mm；（、 — 工作輥及支撐輥直徑,對(duì)于四輥軋機(jī)：＝525mm， =1450mm 對(duì)于六輥軋機(jī)：＝485mm， = 1450mm。）而由下式計(jì)算： …………………………..(15)式中: — 傳動(dòng)效率系數(shù)，即從主電機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率，故可取＝， ………………………………..(16)表21摩擦力矩12345/KNm/KNm.i/KNm/KNm空轉(zhuǎn)力矩可以根據(jù)下式求得： ……………………………………..(17)式中：表示軋機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，其大小為：p——電動(dòng)機(jī)的額定功率，本設(shè)計(jì)取每架軋機(jī)的額定功率為4250KW；n——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速為750r/min。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％: 5 電機(jī)能力驗(yàn)算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(guò)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。靜力矩按下式計(jì)算：Mj= Mz /i+Mm+Mk…………………………………..(19)將前面的數(shù)據(jù)代入上式得靜力矩見(jiàn)表23：表23 靜力矩道次12345Mz(kNm)iMm(kNm)Mk(kNm)Mj(kNm)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：tn=Ln/vp…………………………………………..(20)式中：Ln——軋件軋后長(zhǎng)度；vp ——軋件出輥平均速度，忽略前滑時(shí)，它等于軋輥圓周速度。表24軋制時(shí)間道次12345Ln(m)5695vp (m/s)t(s)因?yàn)楦鳈C(jī)架主電機(jī)的力能參數(shù)相同，而第五機(jī)架的軋制負(fù)荷最大，所以只需校核第五架軋機(jī)的電機(jī)即可。考慮到軋制的加減速時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)力矩，則有（加、）：Mjia=Md5= kNmMjian= Md5= kNm從而有軋機(jī)加速時(shí)，總力矩為：MTjia=Mj5+ Md5= kNm。軋機(jī)減速時(shí)，總力矩為：MTjian= Mj5 Md5= kNm. 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)第五架軋機(jī)的電機(jī)負(fù)荷圖，見(jiàn)圖7。（不考慮不同的軋制速度對(duì)軋制力矩的影響） MJ 升速 穩(wěn)定軋制 過(guò)焊縫 拋尾 降速M(fèi)K t（s）圖7 第五架軋機(jī)電機(jī)負(fù)荷圖當(dāng)主電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)負(fù)荷圖確定后，就可以對(duì)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(guò)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(guò)電動(dòng)機(jī)的允許過(guò)載負(fù)荷和持續(xù)時(shí)間。等效力矩計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的校核軋機(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(zhǎng)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=………………..(21)式中:Mjum ——等效力矩；Σtn——軋制時(shí)間內(nèi)各段純軋時(shí)間的總和；Σtn’——軋制周期內(nèi)各段間隙時(shí)間的總和；Mn——各段軋制時(shí)間所對(duì)應(yīng)的力矩；Mn’——各段間隙時(shí)間對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)力矩。將前面的數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表25：表25 等效力矩道次12345Mn(kNm)Mn’(kNm)tn(s)tn’(s)－Σtn(s)Σtn’(s)－Mjum(kNm)校核電動(dòng)機(jī)溫升條件為：Mjum≤MH 可見(jiàn)均能滿足電機(jī)的生產(chǎn)要求。6軋輥強(qiáng)度校核 綜述總的說(shuō)來(lái)，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(guò)程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。具體來(lái)說(shuō)，軋輥的破壞可能由以下三方面的原因造成：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，在額定負(fù)荷下軋輥因強(qiáng)度不夠而斷裂后因接觸疲勞超過(guò)許用值，是輥面疲勞剝落等；2）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，材料中有夾雜物或殘余應(yīng)力過(guò)大等；3）軋輥在生產(chǎn)過(guò)程中使用不合理。冷軋軋件的變形溫升很大，工作輥輥面溫度可達(dá)80～1200C冷軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時(shí)，往往會(huì)因溫度應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過(guò)大或因工藝過(guò)程安排不合理造成過(guò)負(fù)荷軋制也會(huì)造成軋輥破壞等。由此可見(jiàn)，為防止軋輥破壞，應(yīng)從設(shè)計(jì)制造和使用等諸方面去考慮。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(duì)影響軋輥強(qiáng)度的各種因素（如溫度應(yīng)力、殘余應(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(duì)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，軋輥的安全系數(shù)是軋件各部件中最小的）。為防止四輥板帶軋機(jī)軋輥輥面剝落，對(duì)工作輥和支撐輥之間的接觸應(yīng)力應(yīng)該做疲勞校驗(yàn)?！?。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(duì)支撐輥只需計(jì)算輥身中部和輥徑端面的彎曲應(yīng)力。在軋輥的11斷面和22斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即：σ=Pc1/()≤Rb ……………………………………………..(22)=Pc2/()≤Rb ……………