【正文】 p）max=25mm. 本設(shè)計(jì)中取：β1=3176。，β2=176。 端面圓角半徑RR2一般為1525mm,由于a≠0時(shí)的變形區(qū)長將比a=0時(shí)的短些，因此上面公式中的不考慮R1,R2，代入數(shù)據(jù)得： l1===191，根據(jù)鞍鋼現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)取為200mm； l2===204，根據(jù)鞍鋼現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)取為300mm。 又因?yàn)檐堉茙挾萳3與ββ2的大小有關(guān)，且值很小，所以取l3=0； 則 L=200+300+0=500mm。 綜上可知，軋輥采用輥軸與輥身套組合式；兩者熱壓合或用鍵配合，這樣可以節(jié)約輥軸，減少工具成本。（2） 頂頭設(shè)計(jì)： 1）頂頭直徑：δr=δ穿=131mm 2）頂頭鼻部直徑d0：過渡圓弧直徑r0；長度l0； d0=150=75mm； r0==； l0==； 3）穿孔錐長度l1由于：=所以：l1=δr=131=；直徑D1和穿孔輪廓母線的圓弧半徑R為： D1=δr2l1tanβ2=1312176。=107mm。 R= = =； 4）碾軋區(qū)長度l2。 Zch===。 l2=()Zch== 5) 反錐長度l3 ；壁厚δt。反錐長度l3 一般以頂頭的平衡為依據(jù)，l3 一般為515mm，本設(shè)計(jì)中選取10mm 6）總長度：L=l0+l1+l2+l3 =+++10=。 7) 材質(zhì)：由于頂頭在工作時(shí)要承受很大的壓力和高的熱負(fù)荷，因此需采用良好的高溫強(qiáng)度、導(dǎo)熱性并耐急冷急熱的材料制造；本設(shè)計(jì)中采用3CrW8(V).頂頭形狀尺寸如圖54圖54 穿孔機(jī)頂頭 均整機(jī)在軋制表中的參數(shù)（1）外徑:D=D軋 +（310）=150+8=158mm（2）壁厚：S= S軋 =6mm（3）內(nèi)徑： d= D2 S =15825=146mm（4）頂頭直徑：δ均頭 =δ +（14）=138+2=140mm（5）頂桿直徑：δ均桿 =δ均頭 （2~15）=1408=132mm（6）軋輥間距：B=δ均頭+2 S=132+26=144mm（7）導(dǎo)板間距：=2 DB=2158144=172mm（8）橢圓度系數(shù)：==（9）延伸系數(shù)： == 均整機(jī)工具設(shè)計(jì)整機(jī)的作用是消除壁厚不均，改善內(nèi)外表面質(zhì)量。因此，均整過程的變形是較小的，對工具設(shè)計(jì)的要求不如以上軋機(jī)那么嚴(yán)格。均整機(jī)的工具設(shè)計(jì)包括軋輥，頂頭和導(dǎo)板的設(shè)計(jì)。(1)軋輥設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用219機(jī)組，軋輥尺寸與形狀如圖55所示：圖55 均整機(jī)軋輥為了在均整過程中將鋼管向下導(dǎo)板，軋輥直徑車的不一樣大，兩輥相差3mm(在同一種孔型設(shè)計(jì)中)。軋輥材質(zhì)主要從耐磨性和咬入條件來選擇，因此本設(shè)計(jì)中采用低鉻無限冷硬球墨鑄鐵,硬度為HB=500。均整機(jī)軋輥：對于Φ219機(jī)組，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)：選用圓柱形軋輥；1） 軋輥直徑：D6=Dpmax=160=720mm；2） 軋輥輥身長度：L6=D6=720=612mm；3） 圓柱部分長度：L2=L6=612=；4） 軋輥進(jìn)口部分的長度：L1=L6=612=；5） 軋輥出口部分的長度：L3=L6=612=；6） 入口部分的半徑：R1=L6=612=；7） 出口部分的半徑：R2=L6=612=。（2） 均整機(jī)頂頭的設(shè)計(jì) 1）頂頭直徑：δ均頭=140mm。 2）圓柱部分長度：L0=δ均頭=2140=280mm； 3）圓柱形工作部分長度：Lt2=δ均頭=140≈126mm； 4）入口部分長度：Lt1=L0=280=112mm； 5）出口部分長度：Lt3=L0=280=42； 6）入口部分的圓角半徑：r1=δ均頭=140=210mm； 7）出口部分的圓角半徑：r3=δ均頭=140=105mm； 8）形狀尺寸如圖56所示。圖56 均整機(jī)頂頭 定徑機(jī) 定徑機(jī)在軋制表中的參數(shù)（1）熱狀態(tài)尺寸：=（~）==（2）壓縮率：=%=1=%==% =%=0（3）各孔型平均直徑：=158(%)==(%)==(%)==(%)==156mm（4） 橢圓系數(shù)：====（5）軋槽高： == 同理可得： = = = =（6）軋槽寬：==同理可得：====156mm（7）半徑：R1===同理可得：R2==R3==R4==R5=（8）偏心距：e1===同理可得：e2==e3==e4==e5=0（9）輥縫：Δg=~5mm（10）圓角半徑：r=3~6mm（11）工作直徑：Dki=D+ D：輥環(huán)=430mm Δ：輥縫=15mm本次設(shè)計(jì)五機(jī)架的輥縫分別為5，5，4，3，3。Dk1=D+=430+=同理可得：Dk2= D+=Dk3= D+=Dk4= D+=Dk5= D+=（12）各機(jī)架斷面： Si=8mmF1=π（8）8=F2=π（8）8=F3=π（8）8=F4=π（8）8=F5=π（8）8=1184πmm2（13）各架時(shí)第一架的延伸系數(shù)：===同理可得：===（14）工作輥轉(zhuǎn)速： n=600~1500轉(zhuǎn)/分 i= 取n=700轉(zhuǎn)/分n2===同理可得：n3=n4= r/minn5= 工具設(shè)計(jì)（1）軋輥材質(zhì)是轉(zhuǎn)速：n=40~100轉(zhuǎn)/分輥身直徑d=350~450mm l=255mm 架數(shù)=5（2）孔型：1~3架為橢圓孔型4~5架為圓孔型具體尺寸見軋制表 軋制表繪制穿孔機(jī)成品規(guī)格1566管坯150毛管外徑Dm155mm橢圓度系數(shù)壁厚Sm10mm頂頭位置C內(nèi)徑dm135mm頂桿位置yc296mm導(dǎo)板間距l(xiāng)152mm頂頭直徑75mm軋輥間距B134mm送進(jìn)角10絕對壓下量h15mm入口錐角13頂前壓下率%出口錐角2穿孔機(jī)延伸系數(shù)軋 管 機(jī)外徑Mm壁厚Mm內(nèi)徑mm一道次mm二道次mm頂桿直徑mm總延伸系數(shù)軋機(jī)系數(shù)軋槽高mm1506138141138128150均 整 機(jī)外徑Mm壁厚Mm內(nèi)徑mm頂頭直徑mm頂桿直徑mm軋輥間距Bmm導(dǎo)板間距mm橢圓度系數(shù)延伸系數(shù)1586138140132144316定 徑 機(jī)（5架）熱狀態(tài)尺寸mm機(jī)架數(shù)軋槽高mm軋槽寬mm各孔型平均直徑Mm壓縮率橢圓度系數(shù)偏心距mm工作直徑mm工作輥轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分半徑mm1%2%3%4%5156156010 計(jì)算剪切機(jī)及加熱能力 (1)剪切 1)坯料定尺: = ==式中： 成品長取6000mm 切頭尾長度：合金鋼切250mm左右 碳素鋼切450mm左右 燒損系數(shù)：（~） 碳鋼= 合金鋼= (2)加熱能力 1) 加熱時(shí)間：== Kjr與鋼種有關(guān)的系數(shù)：碳鋼：3033 s/mm 一般合金鋼：3648 s/mm 這里取Kjr=40 s/mm (3)裝爐量 1)==1=150根 布料角= 裝爐角=30 采用雙排布料即=1 ==100根/小時(shí) 去掉0根隔料管 =100根/小時(shí) 2)每根重：Gp=FLpρ== 式中：密度 = 3)小時(shí)產(chǎn)量：== 穿孔機(jī)能力參數(shù)計(jì)算已知：成品 φ1566 25MnC 管坯尺寸 φ150(1) 毛管尺寸：Dm=155mm Sm=10mm dm=135mm(2)頂頭尺寸：δ頂=131mm l頂= c=(3)輥身長 =500mm 軋輥間距B=134mm 導(dǎo)板間距=152mm(4)軋輥直徑：D=850mm α=10176。β1=3176。 β2=176。(5)頂頭工作錐角： r1= r2=(6)輥頸直徑：d頸=300mm 輥頸長：l=500mm(7)變形區(qū)長： l變= l1=150mm = =(8)單位壓下量： =π155tan10176。(tan3176。+176。)=(9)接觸寬度： =(10)接觸面積： F1=150= F2==(11)單位軋制壓力計(jì)算：已知：合金鋼在1200C 時(shí) =(鞍鋼無縫廠手冊)入口錐的平均單位壓力： = /mm出口錐的平均單位壓力：== kg /mm(12)總的軋制力： =+=(13)軋制力矩：（對一個(gè)輥來說） 式中： mm 1)頂頭阻力： 2)導(dǎo)板阻力： 3)軸向摩擦力： = 4)摩擦力矩：5)功率：（兩軋輥所需的功率） = =2500 電機(jī)安全 穿孔機(jī)軋輥強(qiáng)度校核(5) 由前面計(jì)算可得：軋制力P==(6) 根據(jù)力和力矩平衡可計(jì)算出兩側(cè)輥頸中點(diǎn)處的受力： = = 受力分析如下圖61所示： 圖61d點(diǎn)為輥頸和輥身的接觸點(diǎn)，c點(diǎn)為軋輥的過渡點(diǎn)。 Nm Nm輥頸處扭矩： 輥身處扭矩：；彎曲應(yīng)力： 式中：—抗彎截面系數(shù)，對于圓柱體輥頸危險(xiǎn)斷面彎曲應(yīng)力： 輥身斷面彎曲應(yīng)力： ；扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 式中：—抗扭截面系數(shù)，對于圓柱體輥頸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：；輥身的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：；輥頸合成彎曲應(yīng)力； 輥身合成彎曲應(yīng)力；對于鋼軋輥：[]= 500~ 600 MPa，取[]=500 MPa。 ； ；∴ 軋輥強(qiáng)度滿足要求，軋輥安全。 軋管機(jī)的能力計(jì)算(1)第一道：（：1210 mm）1)=式中：=278mm 2)減壁區(qū)接觸弧長的水平投影式中： 頂頭錐角（7~12）取=12 =10mm (頂頭圓柱帶的一半)= L1=l0l2== 3)總接觸面積 式中： 孔型寬 孔型高 軋輥名義直徑 孔型頂部軋輥直徑 毛管直徑 =~ = =（1+）= == == 4)減徑，減壁區(qū)平均單位壓力 式中：= 外區(qū)影響系數(shù) =2278= = == nf外摩擦影響系數(shù)（根據(jù)采利科夫曲線查表得到） nf=總軋制力：== =278= =278sin=5)芯棒對軋輥軸向作用力：==(2)第二道：（：108 mm）1) 2) = 3)L1=10l2= =（1+）= F實(shí)== == mm2 4) = 外區(qū)影響系數(shù) =2278= = ==nf外摩擦影響系數(shù)（根據(jù)采利科夫曲線查表得到） nf=總軋制力：== =278= =278sin= 5)芯棒對軋輥軸向作用力：== (3) 軋制時(shí)的扭矩 =式中：D0=Rmin2+D坯= 2782+150=806mm 同理： == 轉(zhuǎn)/分 M輥 軋管機(jī)咬入條件校核（1）初次咬入條件： 1）按孔型頂部接觸計(jì)算： 同理： 2） 按四點(diǎn)接觸計(jì)算： = 咬如充分(2)二次咬入條件 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：對于能滿足一次咬入條件，則二次咬入也能滿足。 軋管機(jī)軋輥強(qiáng)度的校核 沒有同時(shí)過鋼情況，則只需檢查1孔和4孔