【正文】 直接承受軋制力和轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，因此，軋輥強(qiáng)度往往決定整個(gè)軋機(jī)負(fù)荷能力。為了保證軋輥有足夠的強(qiáng)度抵抗破壞的能力，孔型設(shè)計(jì)完成之后一般要對(duì)軋輥進(jìn)行強(qiáng)度校核，它包括：輥身強(qiáng)度、輥頸強(qiáng)度和輥頭強(qiáng)度的校核。由于第3架軋機(jī)軋輥對(duì)軋件施加的軋制力最大，所以，此軋輥?zhàn)钗ｋU(xiǎn)，故校核之。 輥身強(qiáng)度的校核輥頸直徑：d==580=348mm輥頸長(zhǎng)：l==348=320mmc=l=160mm軋輥力作用面所受最大彎矩：MD=P(ax)xa式中 P——軋輥承受的軋制力；a——壓下螺絲中心距，a=320+580=900mm；x——軋制力作用點(diǎn)到支撐反力的距離，x=450mm。則軋輥?zhàn)畲髲澗貫椋篗D=彎曲應(yīng)力為：σD=式中 D——軋輥的直徑。最大彎曲應(yīng)力σD=查得：σ=60~70MPa ，可見(jiàn)σDσ，故軋輥輥身強(qiáng)度足夠。 輥頸強(qiáng)度校核對(duì)帶孔型軋輥輥頸彎矩，由支撐反力Md決定：輥頸危險(xiǎn)斷面上的彎曲應(yīng)力σd：求得：=34MPa作用在軋輥上的扭矩可按下式計(jì)算：Mn=12Mz+Mm=扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：τ=求得：τ=采用鑄鐵軋輥，合成應(yīng)力按第二強(qiáng)度理論計(jì)算：σ2=++4τ2則有σ2= ，可見(jiàn)σ2σ，所以輥頸強(qiáng)度符合要求。 棍頭校核萬(wàn)向接軸的輥頭的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：τmax=式中 d1——萬(wàn)向接軸式輥頭外徑，d1=d10~15=290mm；求得：τmax=又查得動(dòng)載荷下，鑄鐵軋輥的τ=~=45~57MPa，可見(jiàn)，所以輥頭強(qiáng)度符合要求。 電機(jī)校核由前面軋制力矩的計(jì)算可知：第3機(jī)架的軋制力矩最大，則只需校核該道次的電機(jī)。輥頸直徑d和長(zhǎng)度l與軋輥軸承型式及工作載荷有關(guān)。由于受軋輥軸承徑向尺寸的限制，輥頸直徑要比輥身直徑小，輥頸與輥身過(guò)渡處，往往也是軋輥強(qiáng)度最差的地方。一般只要條件允許，輥頸直徑應(yīng)選大些，ld=~。電動(dòng)機(jī)額定功率600kW，額定轉(zhuǎn)數(shù)360～1200r/min，該道次的傳動(dòng)比為：i=360n=，d==580=348mm經(jīng)計(jì)算得：軋制力矩：Mz=?m附加摩擦力矩：Mm=2 kN?m空轉(zhuǎn)力矩：Mk= kN?m則軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)所需力矩為：M=Mzi+Mm+Mk= kN?m為了校核和選擇主電機(jī)，除了確定其負(fù)荷值，還要知道軋機(jī)負(fù)荷隨時(shí)間變化圖。力矩隨時(shí)間變化圖稱為靜負(fù)荷圖。繪制靜負(fù)荷圖之前，首先要決定出軋件在整個(gè)過(guò)程中在主電機(jī)軸上的靜負(fù)荷圖，其次決定各道次的純軋制時(shí)間和間隙時(shí)間。由上面的計(jì)算可知：靜力矩為：Mj=Mzi+Mm+Mk=?m純軋制時(shí)間：t=L軋件v== s間隙時(shí)間：?t=5 s軋制節(jié)奏時(shí)間為：T=?t+t= s 等效力矩的計(jì)算軋機(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=Mn2tn+Mn39。2tn39。tn+tn39。式中 Mjum——等效力矩；tn——軋制時(shí)間內(nèi)各段純軋制時(shí)間的總和；tn39。——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；Mn39?！鞫伍g隙時(shí)間所對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)力矩。對(duì)于第1架軋機(jī)來(lái)說(shuō)：Mjum=?m 電機(jī)的過(guò)熱過(guò)載校核校核電動(dòng)機(jī)溫升條件為：MjumMH又MH=9550Nn=95507001200= ，顯然MjumMH，故發(fā)熱安全。校核電動(dòng)機(jī)過(guò)載條件：Mmax≤KG?MH式中 MH——電動(dòng)機(jī)的額定力矩；KG——電動(dòng)機(jī)的額定功率允許過(guò)載系數(shù)，直流電機(jī)KG=~ ；Mmax——軋制周期內(nèi)最大力矩。電動(dòng)機(jī)允許達(dá)到最大力矩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(guò)允許范圍。對(duì)于第1架軋機(jī)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)：Mmax=而KG?MH==，顯然Mmax遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于KG?MH，所以電機(jī)不會(huì)達(dá)到過(guò)載現(xiàn)象。第7章 設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 工作制度和年工作臺(tái)時(shí)的決定 工作制度在選擇設(shè)備時(shí)，計(jì)算設(shè)備負(fù)荷時(shí)首先要確定車間工作制度和設(shè)備年工作臺(tái)時(shí)。車間工作制度主要取決于車間內(nèi)主要生產(chǎn)設(shè)備的工作制度，一般有兩種形式：（1）連續(xù)工作制——星期日不停工。如大、中型廠的金屬熔煉車間，其生產(chǎn)特點(diǎn)是連續(xù)的，因?yàn)槿坭T爐若停工則會(huì)造成很大的損失。年工作日可采用358天，每天3班，每班8小時(shí)。（2）非連續(xù)工作制——星期日和節(jié)假日休息。如加工車間，其生產(chǎn)過(guò)程可以是非連續(xù)，因?yàn)檎麄€(gè)生產(chǎn)流程是由一定數(shù)量的單體設(shè)備構(gòu)成的一系列中間工序組成，年工作日按306天，每天3班，每班8小時(shí)。對(duì)于加工車間的設(shè)備，如有的負(fù)荷率較低，也可采用兩班制或一班工作制?？紤]到鋼鐵加工廠的產(chǎn)量較大，則采用連續(xù)工作制，年工作日采用358天，每天3班，每班3小時(shí)。然每班換鋼種、規(guī)格時(shí)需要換輥，和各道次的檢查，故除加熱爐外，每班實(shí)際生產(chǎn)用一個(gè)小時(shí)準(zhǔn)備，故正常生產(chǎn)時(shí)間為加熱爐24小時(shí)，其他設(shè)備21小時(shí)。生產(chǎn)天數(shù)都為358天。 設(shè)備工作臺(tái)時(shí)的確定設(shè)備年工作臺(tái)時(shí)=年工作日班次每班工作時(shí)間?？紤]到設(shè)備需要安排一定的時(shí)間進(jìn)行大修（一般24年1次）和中修（一般12年1次）的時(shí)間損失，用于生產(chǎn)的有效時(shí)間系數(shù)稱為設(shè)備臺(tái)時(shí)系數(shù)。考慮到交接班、更換工具、更換品種、調(diào)整設(shè)備、待料以及工人生理所須的時(shí)間等的時(shí)間損失，用于生產(chǎn)的有效時(shí)間系數(shù)，稱之為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)。設(shè)備臺(tái)時(shí)系數(shù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)的乘積就是設(shè)備利用系數(shù)。設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)=設(shè)備年時(shí)基數(shù)設(shè)備利用系數(shù)。 設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算為了正確選擇設(shè)備，合理使用設(shè)備，充分發(fā)揮設(shè)備潛力，做好設(shè)備的平衡工作，則必須進(jìn)行設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算。設(shè)備的負(fù)荷能力，就是設(shè)備的生產(chǎn)能力。要求算出各種計(jì)算產(chǎn)品在每個(gè)工序?yàn)橥瓿赡暧?jì)劃產(chǎn)量所需的臺(tái)時(shí)數(shù)，確定出為完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需的設(shè)備數(shù)量，計(jì)算出設(shè)備負(fù)荷率。首先從設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)額入手。設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額，即設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)能力。以Hb表示：Hb=GT式中 G——設(shè)備每生產(chǎn)該種計(jì)算產(chǎn)品的一根坯料的平均重量，t T——設(shè)備每生產(chǎn)該種計(jì)算產(chǎn)品的一根坯料所需之平均總計(jì)時(shí)間，s，T=t+t39。t——機(jī)動(dòng)時(shí)間，s t39?！傒o助時(shí)間，s設(shè)備負(fù)荷能力計(jì)算，對(duì)一個(gè)機(jī)列來(lái)說(shuō)，取決于機(jī)列中負(fù)荷能力最低的設(shè)備。 年產(chǎn)量計(jì)算設(shè)備小時(shí)產(chǎn)量是常用的生產(chǎn)率指標(biāo)，是指生產(chǎn)合格產(chǎn)品而言。在加工工藝過(guò)程中，要產(chǎn)生各種金屬損耗及廢品、廢料，因此將各工序小時(shí)處理量Hb值分別除以各工序在制品投料系數(shù)（金屬補(bǔ)償系數(shù)）。設(shè)備年產(chǎn)量的計(jì)算式為：Q年=HpTjw式中 Tjw——設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí),h； Hp——綜合平均小時(shí)產(chǎn)量，t/h； Q年——綜合平均小時(shí)產(chǎn)量，t/年。 設(shè)備完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需臺(tái)時(shí)設(shè)備完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需臺(tái)時(shí)u的計(jì)算時(shí)為：u=Q?ktHb?K1式中 Q——年計(jì)劃產(chǎn)量，t； Hb——設(shè)備小時(shí)生產(chǎn)定額，t/h； K1——設(shè)備利用系數(shù)； kt——該設(shè)備所在工序的投料系數(shù)。 設(shè)備完成年計(jì)劃產(chǎn)量所需臺(tái)數(shù)據(jù)前面所述，已知設(shè)備完成年技術(shù)產(chǎn)量所需的臺(tái)時(shí)總數(shù)，則設(shè)備計(jì)算臺(tái)時(shí)總數(shù)N為：N=uW式中 W——設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)總數(shù)； u——設(shè)備完成年技術(shù)產(chǎn)量所需的臺(tái)時(shí)總。 設(shè)備負(fù)荷率的計(jì)算設(shè)備負(fù)荷率反映了設(shè)備是否被充分利用以及設(shè)備間的平衡情況。設(shè)備負(fù)荷率有下式?jīng)Q定：設(shè)備負(fù)荷率=計(jì)算臺(tái)數(shù)采用臺(tái)數(shù)100% =生產(chǎn)產(chǎn)品所需之臺(tái)時(shí)設(shè)備年實(shí)際工作臺(tái)時(shí)100%，說(shuō)明負(fù)荷過(guò)重，在這種情況下，應(yīng)考慮增加設(shè)備臺(tái)數(shù)，另行增加的設(shè)備，既可以與原設(shè)備大小規(guī)格相同，也可以不同。在一般情況下，～。該值過(guò)低，設(shè)備不能充分發(fā)揮性能，過(guò)高則負(fù)荷過(guò)重。在選擇加熱爐時(shí)，應(yīng)考慮停爐檢修，負(fù)荷率不能要求太高。設(shè)備負(fù)荷表見(jiàn)附表。 軋鋼機(jī)工作圖表軋鋼機(jī)的工作圖表或稱軋制圖表，它是研究和分析軋制過(guò)程的工具。它表示和反應(yīng)了軋制道次和時(shí)間的關(guān)系，圖表主要反映軋制過(guò)程中的純軋制時(shí)間、間隙時(shí)間、軋制節(jié)奏時(shí)間和軋制總延續(xù)時(shí)間的變化規(guī)律，通過(guò)對(duì)這些關(guān)系的研究和分析可以清楚的看到軋件在軋制過(guò)程中各道次所占用的純軋制時(shí)間、各道次間隙時(shí)間、軋制一根鋼所需要的總的延續(xù)時(shí)間和軋制過(guò)程中軋件交叉軋制的情況，軋件在一時(shí)間所處位置等。軋制圖表在軋鋼生產(chǎn)中作用很大，用它可以分析軋鋼機(jī)的工作情況，找出工序間的薄弱環(huán)節(jié)，以利用制定改進(jìn)措施，使軋制過(guò)程趨于合理；準(zhǔn)確地計(jì)算軋制時(shí)間、交叉軋制時(shí)間和軋制節(jié)奏時(shí)間，用以計(jì)算軋鋼機(jī)的產(chǎn)量；計(jì)算軋制過(guò)程總設(shè)備所承受的軋制壓力和電機(jī)所承受的負(fù)荷情況等。軋制圖標(biāo)表示和反映了軋制道次和時(shí)間的關(guān)系。而在軋制圖標(biāo)中所標(biāo)明的純軋時(shí)間、間隙時(shí)間、軋制節(jié)奏時(shí)間和軋制總延續(xù)時(shí)間被稱為四個(gè)特征時(shí)間。軋機(jī)的布置方式不同，軋制產(chǎn)品品種不同，軋制圖表的形式就不同。本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)一流世界新進(jìn)的生產(chǎn)線布置——連續(xù)順列式。 軋制節(jié)奏T=?t+tzh即軋制節(jié)奏時(shí)間等于一道軋制時(shí)間tzh加上前后兩根軋件之間的間隙時(shí)間?t。?t是按現(xiàn)場(chǎng)放條操作工人按經(jīng)驗(yàn)的間隔時(shí)間，一般按經(jīng)驗(yàn)?t=5s。而tzh=Lv,，成品軋制的軋制節(jié)奏為T=+5=由于各機(jī)架軋機(jī)的軋制速度可調(diào)，故各道次軋制時(shí)間近于相等。即：Tzh1=Tzh2=Tzh3…=Tzhn式中 TzhTzhTzh3…Tzhn——各道次純軋時(shí)間，s。 間隙時(shí)間通過(guò)調(diào)整軋制速度和機(jī)架間距離可使道次間的間隙時(shí)間做到近似相等，即有：Tj1≈Tj2≈Tj3…≈Tjn式中 TjTjTj3…Tjn——各道次間的間隙時(shí)間，s。 軋制總延續(xù)時(shí)間n道次的軋制總延續(xù)時(shí)間與軋制時(shí)間、間隙時(shí)間有如下關(guān)系：Tz=tzh+tj=ntzh+n1tj式中 n——軋制道次數(shù)； Tz——軋制總延續(xù)時(shí)間，s。軋制圖表形式如圖所示71：第8章 車間平面布置 車間平面布置的原則車間平面布置主要是指設(shè)備和設(shè)施按選定的生產(chǎn)工藝流程確定車間位置。平面布置的合理與否對(duì)于設(shè)備生產(chǎn)能力的發(fā)揮、工人操作安全、生產(chǎn)周期的長(zhǎng)短以及生產(chǎn)率的高低都有著很大的影響，在平面布置時(shí)應(yīng)當(dāng)從實(shí)際出發(fā)，求得最大合理的布置，車間平面布置的原則如下：（1） 應(yīng)當(dāng)滿足生產(chǎn)工藝要求，使生產(chǎn)流線合理；（2） 既有利于生產(chǎn)，又使占地面積小，運(yùn)輸線最短，以求縮短周期，提高生產(chǎn)率和單位面積產(chǎn)量；（3） 保證操作方便、生產(chǎn)安全和工人的健康；（4） 使人行道與工作線平行，避免金屬（原料與成品）流線與金屬?gòu)U料流線以及其他材料的運(yùn)輸線的互相交叉；（5） 考慮將來(lái)的發(fā)展，要留有余地。 車間整體平面設(shè)計(jì)內(nèi)容本車間是高速線材生產(chǎn)車間，平面布置設(shè)計(jì)包括：鋼坯跨、主軋跨、成品堆存跨和精整跨等主要生產(chǎn)廠房及高壓水泵房、軋輥機(jī)修間、電氣室、備品備件庫(kù)、線材檢驗(yàn)中心、車間辦公室及生活間等輔助建筑物。鋼坯跨主要用來(lái)存放鋼坯以及控制加熱爐的操作平臺(tái)。主軋跨內(nèi)設(shè)置線材連軋?jiān)O(shè)備，跨度24m，整個(gè)主軋線，從加熱爐至集卷站，布置在+5m的操作平臺(tái)，軋線標(biāo)高+，平臺(tái)的指定區(qū)域可設(shè)置軋機(jī)換輥備用的整體機(jī)架和軋輥組件以及檢修時(shí)的設(shè)備部件。在平臺(tái)下一層除了設(shè)備基礎(chǔ)、鐵皮溝及電纜橋架外，還設(shè)有潤(rùn)滑站、液壓站、風(fēng)機(jī)房、油庫(kù)、切頭收集裝置和各種管道。主軋跨與軋輥之間、主軋跨與線材成品堆存、精整跨及熱處理跨之間設(shè)有電動(dòng)車運(yùn)輸。另外，車間還設(shè)有汽車通道和人行道等。 金屬流程線的確定金屬流程線是指生產(chǎn)各類產(chǎn)品由原料到成品的工藝流程線，把所選定的設(shè)備與設(shè)施布置在相應(yīng)工序的工藝流程線上，同時(shí)要考慮中間的堆料場(chǎng)地以及運(yùn)輸?shù)?。本車間為連軋生產(chǎn)線，從生產(chǎn)的連續(xù)性及運(yùn)輸?shù)确矫婵紤]，直線式流程線的布置是比較合理的。 設(shè)備間距的確定在滿足生產(chǎn)要求的條件下，以節(jié)約車間面積，設(shè)備布置盡量緊湊，但也要注意考慮以后車間的改造，留有一定的余地。數(shù)據(jù)詳見(jiàn)車間平面布置圖。 車間內(nèi)倉(cāng)庫(kù)設(shè)施的布置為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，車間內(nèi)原料與成品的存放、中間料的正常周轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的面積作為原料庫(kù)、成品庫(kù)，也包括其它物品的存放處。：（1）必須保證正常生產(chǎn)，不至于由于某個(gè)設(shè)備短期停車而造成其他設(shè)備的停工待料現(xiàn)象，一般規(guī)定出各種不同用途倉(cāng)庫(kù)的存放天數(shù)。（2）坯料間應(yīng)留有進(jìn)行各種修理、檢查、標(biāo)記、包裝等所需之面積，吊車吊運(yùn)方式不同而應(yīng)留的面積以及建筑結(jié)構(gòu)的限制所需的面積，這些面積大多數(shù)通過(guò)利用系數(shù)加以考慮。（3）坯料或半成品堆垛高度應(yīng)以不超過(guò)地坪所允許的負(fù)荷為限。（4）其他方面的特殊要求及經(jīng)濟(jì)核算等。（2）倉(cāng)庫(kù)面積計(jì)算本車間主要原料為15015016000的連鑄坯。一般來(lái)說(shuō)，不銹鋼堆放為字形，其余鋼料按“一”字料架存放。計(jì)算公式為： （81）式中：A ——設(shè)備（軋機(jī)）產(chǎn)量，t/h；n ——存放天數(shù)，；——金屬投料量系數(shù)；Q ——每立方米空間所能存放的原料重量，t/m3；H ——每堆原料的堆放高度，m；——倉(cāng)庫(kù)利用系數(shù)。 車間廠房參數(shù)車間總長(zhǎng)為360m，以保證連續(xù)軋制的進(jìn)行，車間設(shè)有主軋跨、成品精整跨、軋輥機(jī)修間、備品備件庫(kù)并設(shè)有辦公室休息室等生活間。表81 車間廠房參數(shù)表序號(hào)跨間名稱跨度/m跨長(zhǎng)/m廠房面積/m178。吊軌面標(biāo)高/m1原料跨48602880152主跨243007920153成品跨241804320154軋輥機(jī)修間16721728155主電室12901080無(wú)行車6辦公室161081728無(wú)行車第9章 車間勞動(dòng)組織與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 車間勞動(dòng)組織 勞動(dòng)定額勞動(dòng)定額是指在一定的生產(chǎn)技術(shù)和組織條件下，生產(chǎn)一定產(chǎn)品或完成一定工作所規(guī)定的勞動(dòng)量標(biāo)準(zhǔn)。本車間采用的勞動(dòng)定額的