【正文】 ?? ，故軸頸安全。 傳動端軸頭強度的校核 以第一道次為例，輥頭采用萬向扁軸頭，其厚度為軸頸直徑的 2/3，即 : mmdb 2343503232 ????? 最大扭轉(zhuǎn)力矩為： 3m ax bMWM nnn ??? …………………………………… （ 41） 式中： nM ──輥頸危險斷面處的彎矩和扭轉(zhuǎn)力矩； nW ──抗扭截面系數(shù)。 表 15 輥身、輥頸、軸頭應(yīng)力的校核 道次數(shù) n 輥身彎曲應(yīng)力 Mpa 輥頸彎扭應(yīng)力 Mpa 軸頭應(yīng)力 Mpa 許用應(yīng)力 Mpa 1 160 2 160 3 160 4 160 5 160 6 160 7 160 8 160 9 160 10 160 11 160 課程設(shè)計 29 12 160 13 160 14 160 15 160 16 160 17 160 18 160 19 160 20 160 21 160 則： MP aWM nn 10)( 933m a x ??? ????? ?? 由此可見， ? ? MPa160?? ?? ,故軸頭安全。 由于此軋機的軋輥最大許用應(yīng)力為 160MPa ，故輥身、輥頸、軸頭三部分的強度均足夠，能夠滿足軋制要求 [14]。 對于其余道次的輥身彎曲應(yīng)力、輥頸彎扭應(yīng)力、軸頭應(yīng)力均采用此算法，得出表 14。 7 產(chǎn)量 有關(guān) 計算 軋鋼機產(chǎn)量概述 軋鋼機單位時間內(nèi)的產(chǎn)量稱為軋鋼機的生產(chǎn)率。分別以小時、班、日、月和年為時間單位進行計算。其中小時產(chǎn)量為常用的生產(chǎn)率指標。 則理論小時產(chǎn)量為： QTA 3600? …………………………………… （ 42） 式中： A—軋機小附產(chǎn)量， t/h； Q—原料重量， t； T—節(jié)奏時間， s。 實際上在生產(chǎn)過程中，由于種種原因 (如軋機操作失誤、軋件在孔型中打滑等 )，軋機的小時產(chǎn)量達不到上述的數(shù)值；且由于軋制過程中軋件有燒損，切頭及切廢，所以合格率不為 100%，故應(yīng)有成品率。 則軋機實際能達到的小時產(chǎn)量課程設(shè)計 30 可用下式表示 bQKTA 13 60 0? ……………………………… （ 43） 式中： A—軋機小附產(chǎn)量， t/h； Q—原料重量， t； T—節(jié)奏時間， s； K1—稱為軋鋼機利用系數(shù)，開坯機 K1=， 成品軋機 K1=； b——成品率 (％ )，一般參考同類車間取 94%。 典型產(chǎn)品 Ф12 的軋鋼機利用系數(shù) K1= 純軋時間： sTzh ? 軋制節(jié)奏： ??? jzh TTT 坯料重量 ： tQ 92 ????? ? 由式（ 43）得小時產(chǎn)量為： 13 6 0 0 3 6 0 0 2 . 5 0 . 8 5 9 5 % 1 1 8 . 5 /6 1 . 3 3A Q K b t hT? ? ? ? ? ? ? ? ? 以上所述僅是單品種小時產(chǎn)量計算，當一個車間生產(chǎn)若干個品種時，每個品種或由于選用坯料斷面尺寸不同，或由于軋制道次不同，因而具有不同的小時產(chǎn)量，為考核一個車間的生產(chǎn)水平和計算年產(chǎn)量，就需要計算各種品種產(chǎn)品的所占不同比例的小時產(chǎn)量，這個產(chǎn)量稱為平均小時產(chǎn)量 ,也稱為產(chǎn)品綜合小時產(chǎn)量。 [14] 計算機平均小時產(chǎn)量有兩種方法：按軋制品種的百分數(shù)計算；按勞動量換算系數(shù)計算。在此選 用第二種方法，這種方法是在產(chǎn)品計劃中選取一種或幾種產(chǎn)品做為標準產(chǎn)品，以其它產(chǎn)品的單品種小時產(chǎn)量與標準產(chǎn)品的小時產(chǎn)量相比，即得出勞動量換算系數(shù)，如下式所示： AAX b?……………………………………… （ 44） 式中： X—勞動量換算系數(shù)； Ab—標準產(chǎn)品小時產(chǎn)量， t/h； A—某種產(chǎn)品小時產(chǎn)量， t/h。 在此選用 Ф12 螺紋鋼為標準產(chǎn)品，其小時產(chǎn)量為標準小時產(chǎn)量，則可得各種產(chǎn)品的勞動換算系數(shù)，參照這些系數(shù)可算出同一比例范圍內(nèi)各產(chǎn)品的平均勞動換算系數(shù)。 表 16 平均勞動換算系 數(shù) 規(guī)格 Ф12～ 16 Ф17～ 20 Ф21～ 25 Ф26～ 40 百分比 a 勞動換算系數(shù) 1 課程設(shè)計 31 X 這樣，軋機平均小時產(chǎn)量為： 12121p nnb b bA aaaX X XA A A? ? ? ? ? ? ?……………………………(45) 由式（ 45）得 Ap＝ 車間的年產(chǎn)量計算 車間年產(chǎn)量是指一年內(nèi)軋鋼車間各種產(chǎn)品的綜合產(chǎn)量，以綜合小時產(chǎn)量 為基礎(chǔ)計算，計算公式為： 2p jwA A T K? ? ? ………………………………(46) 式中： A—車間年產(chǎn)量， t/年； Ap—平均小時產(chǎn)量， t/h； Tjw—軋機一年內(nèi)計劃工作小時數(shù)， h； K2—時間利用系數(shù)。 本車間采用四班三倒的工作制度，時間安排參考現(xiàn)場，如表 16 所示： ? ? ? ?1 2 3 436 5 24jwT T T T T? ? ? ? ? ? ……………………(47) 式中： 365—全年天數(shù) 24—每天小時數(shù) T1—年中計劃大修時間 T2—年中定期中小修時間 T3—年中換輥時間 T4—每天規(guī)定的交接班時間 表 17 計劃工作小時數(shù) 工作制度時間安排， h 年工作時間 計劃檢修時間 年工作時間 停工時間 額定 大中修每年 1次，每次 20天 小修，每月 1次，每次 2 天， 小計 交接班 換輥及換導衛(wèi) 事故及其他 年工作時間 8760 480 528 1008 7725 160 800 629 6162 時間利用系數(shù) K2 ，其大小表示了軋機有效作業(yè)的情況，據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，K2在 ～ 范圍內(nèi)，在此取 K2＝ 。 由式（ 46）、 （ 47）得，則車間年產(chǎn)量為： 2 11 8. 06 61 62 0. 89 60 .1 2p jwA A T K? ? ? ? ? ? ?萬噸 由此可見，年產(chǎn)量與原設(shè)計年產(chǎn)量相符。 提高軋鋼機產(chǎn)量的主要途徑 課程設(shè)計 32 從分析影響軋機產(chǎn)量的因素可知，提高軋鋼機生產(chǎn)能力的主要途徑是： 1) 在條件允許的情況下，強化軋制過程，減少軋制道次； 2) 提高軋制速度，加快軋制過程； 3) 增加同時軋制根數(shù)，實現(xiàn)交叉軋制； 4) 合理分配軋制道次，使軋機負荷均勻； 5) 進行技術(shù)改造、提高主輔設(shè)備的工作速度，減少各種間隙時間等； 6) 改善壞料供應(yīng)情況，正確制定軋制工藝過程，增加合格產(chǎn) 品數(shù)量； 7) 減少軋機工作時間損失，提高軋機作業(yè)率，充分發(fā)揮軋機作用； 8) 總結(jié)與推廣先進技術(shù)成果，更新工藝與設(shè)備條件，提高軋機現(xiàn)代化技術(shù)水平。 9) 合理的增加原料重量，選擇合適的坯料斷面尺寸，主要是增加坯料長度； 10) 采取一切有效技術(shù)措施，縮短軋制節(jié)奏時間。 [16] 8 車間輔助設(shè)備的選擇 主要包括：加熱設(shè)備、剪切設(shè)備、冷卻設(shè)備、起重與運輸設(shè)備、導衛(wèi)裝置、切分輪等。 剪切設(shè)備的選擇 為了保證連軋線的正常生產(chǎn)，飛剪機必須滿足下列要求： 1)飛剪機的生產(chǎn)率必須與軋機生產(chǎn)率相協(xié)調(diào)，并能保證 軋機生產(chǎn)率的充分發(fā)揮。 2)剪切時，剪刀在軋件運動方向的分速度應(yīng)與軋件運動速度保持一定的關(guān)系，使軋軋機與剪機之間的軋件在剪切過程中有一定的張力，以保證剪切后的軋件頭部質(zhì)量。 3)飛剪機必須能滿足剪切長度的要求。 4)必須保證能夠剪切所要剪切軋件的材質(zhì)、溫度、斷面范圍。 5)必須保證所剪切的斷面符合要求，以便于后面軋機的咬入和符合成品的質(zhì)量標準。 [17] 參照同類車間，選擇在此車間設(shè)置 4 臺飛剪機，包括：兩臺切頭、切尾及事故時碎斷剪；一臺倍尺剪；一臺定尺冷剪。 飛剪機 位于第 7 架軋機出口處，為啟 停式曲柄剪，用以切頭、切尾、還可在軋制過程中出現(xiàn)事故時對軋件進行碎斷，以免事故擴大。 飛剪機 位于第 14 架軋機后控溫水冷線后的 2＃飛剪，為啟停式雙刃回轉(zhuǎn)飛剪機，用以切頭、切尾、還可在軋制過程中出現(xiàn)事故時對軋件進行碎斷，以免事故擴大。 倍尺剪 位于第 21 架軋機后穿水冷卻線后的 3＃飛剪為啟停式曲柄－回轉(zhuǎn)組合剪，其作用是將軋件剪成定尺長度的若干倍，以利于減小冷床的寬度，節(jié)約占地面積，課程設(shè)計 33 減少投資。 a b 圖 4 曲柄－回轉(zhuǎn)組合式飛剪機 （ a－曲柄式飛剪機； b－回轉(zhuǎn)式飛剪機） 定尺剪 位于冷床后的 4＃飛剪為擺式飛剪，它是一種冷剪，在棒材冷卻到適當溫度后剪切成用戶要求的長度。 冷卻設(shè)備的選擇 冷床的結(jié)構(gòu)與形式 選用齒條步進齒條式冷床，因為它冷卻能力較大，產(chǎn)量高，且有利于防止軋件在冷卻過程中發(fā)生彎曲，保證質(zhì)量。 冷床的本體由步進齒條梁和固定齒條梁組成。動齒條的傳動由兩臺交流變頻調(diào)速電機、渦輪蝸桿減速機和偏心輪驅(qū)動，兩套傳動機構(gòu)在低速輸出軸上剛性連接，以保證同步運行。每根步 進梁由一套固定在低速軸上的偏心輪驅(qū)動，偏心輪轉(zhuǎn)動一周，步進梁動作一步，動齒條帶動棒材向前運行一步，將棒材放在下一個齒上。在冷床的后半部，設(shè)有一組齊頭輥道，端部有一固定擋板，用來使冷床上的鋼材齊頭。齊頭輥道可連續(xù)工作，也可以間歇運行，間歇工作時，冷床步進停下，輥道開始運轉(zhuǎn)。 [18] 冷床的參數(shù)確定： 冷床的主要參數(shù)是冷床的寬度和長度。 課程設(shè)計 34 （ 1－偏心輪； 2－雙托輪； 3－活動梁； 4－靜齒條； 5－固定梁； 6－單托輪） 圖 5 步進齒條式冷床 1) 冷床寬度的確定： 主要取決于產(chǎn)品計劃中鋼材的最大成品長 度。 ??? maxlB ………………………………(52) 式中： B——冷床寬度， m lmax——軋后成品的最大長度， m ， lmax＝ 1212＝ 144 m Δ——參照同類車間，取 12 m 由式（ 52）得， 15612144 ???B m 2) 冷床長度的確定： 冷床長度的確定受諸多方面的影響，主要有以下幾個方面： （ 1）軋機產(chǎn)量的大??； （ 2）軋件上冷床溫度的高低； （ 3）軋件在冷床上的冷卻條件； （ 4）軋件的尺寸大小和斷面形狀的復雜程度； （ 5）鋼材冷卻后下冷床的溫度要求等。 冷床長度設(shè)計的基本原則：軋件由上冷床溫度到下冷床溫度這一段冷卻時間內(nèi)，軋機軋出的鋼材應(yīng)全部容納在冷床上。由此，推導出冷床長度的計算公式： 1000 ........................................ . . . . 5 2L A T CKG? ? ? ?? 式中： L——冷床長度， m A——軋機最大小時產(chǎn)量， t/h G——每根鋼材重量， kg C——冷床上相鄰兩根鋼材之間中心距， m，即每根鋼材占有的水平寬度，取 T——鋼材在冷床上的冷卻時間， h K——冷床長度上的利用系數(shù)，齒條式 冷床取 以最大產(chǎn)品 Ф80 計算冷床長度，冷卻時間 T 的計算：因產(chǎn)品為簡單斷面，課程設(shè)計 35 故可近似按下式計算： tFGT ?? 39。 ………………………………(53) 式中： 39。G —每米長鋼材重量， kg F—每米長鋼材散熱面積， m2 t—重為 1 ㎏、散熱面積為 1 m軋件從 800℃ 冷卻到 100～ 50℃ 時所需的冷卻時間， h ,在此取 2 3 233( 8 0 1 0 )39。 1 7 . 8 5 1 0 1 7 . 8 5 1 0 3 9 . 444DG k g?? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 39。33 9 . 4 0 . 0 0 7 5 1 . 1 7 68 0 1 0 1GT t hF ? ?? ? ? ? ?? ? ? 取 100 m 倍尺長度，則： 10 0 39。 10 0 39 .4 39 40G k g? ? ? ? 考慮到輔助設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)大于軋機生產(chǎn)能力的 20％，故應(yīng)在乘以 ∴ 1 0 0 0 1 0 0 01 . 2 1 0 8 . 7 4 1 . 1 7 6 0 . 1 6 1 . 2 80 . 8 3 9 4 0L A T C mKG? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 不同規(guī)格產(chǎn)品的冷卻時間不同，當冷床長度取定之后就要求動齒條的步進周期可調(diào)，當生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品時，步進周期取小些，反之，取大些以滿足冷卻要求。 導衛(wèi)裝置的選擇 本車間采用滾動和滑動導衛(wèi)兩種。 軋件在軋制過程中的形狀主要有矩形、方、橢圓、圓四種，當 橢圓軋件進入圓孔型時，由于橢圓軋件咬入不易穩(wěn)定，為扶正、夾緊軋件，以對準軋槽，故