【正文】 變化，是由輻射、傳導、對流引起的溫降和金屬變形熱所產生的溫度升高綜合作用的結果。軋制過程中每一道次上軋件的溫度變化為，它可以分解為幾部分，如下公式：……………………(18)式中：— 道次軋件溫度變化—由塑性變形功轉變的溫升—軋件與軋輥間相互摩擦產生的溫升—軋件向周圍輻射產生的溫降—軋件在機架間運行是空氣對流引起的溫降—冷卻水引起的軋件溫降—軋輥熱傳導引起的軋件溫降為便于計算，對以下模型進行一下簡化：軋件和軋輥之間的磨擦產生的溫升很小，故可以忽略。對，簡化式為： …………………………………(19)式中：—軋機形式系數(shù)，取則經簡化，變形溫度模型為： ………………………………….(20)1. 各種溫度變化的公式1) 變形功引起的溫升 ....……………………………(21)式中：— 平均單位壓力由Ekeland公式 對于鋼軋輥：對于鑄鐵輥： 整理得：2) 軋輥熱傳導引起的溫降 …………………………………………(22)式中：—鋼材的熱傳導系數(shù)，熱軋溫度下 —軋件與導熱體的接觸面積，對于軋輥—軋鑒于軋輥的接觸弧長，—軋件通過該道次的平均寬度—熱傳導時間—軋件通過該道次的平均高度—比熱容，代入式中，整理得： ……………………………………(23)式中：—軋件軋前、軋后高度—軋件出口速度—咬入角3) 由輻射引起的溫降 …………………………(24)式中：—輻射體黑度， —完全黑體的輻射系數(shù)，—軋件絕對溫度 —空氣絕對溫度，—相鄰兩機架件軋件運行時間 —單位長度的軋件質量 —比熱容 代入式中，整理得： ………………………………(25)式中：—軋件斷面積 軋制壓力1. 平均單位壓力采用Ekeland公式，用于熱軋時計算平均單位壓力的半經驗公式為： ….…………………………………(26)式中：—外摩擦對單位壓力的影響系數(shù)—粘性系數(shù)—平均變形速度其中：式中：—軋輥工作半徑—平均壓下量—軋件軋前、軋后高度—摩擦系數(shù)對于鋼軋輥：對于鑄鐵輥：式中：—軋輥線速度—軋制溫度2. 軋制壓力 ……………………………………………(27)式中：—平均單位壓力—軋輥與軋件的接觸面積；；—孔型軋制中的平均壓下量 橢圓斷面軋件：圓斷面軋件： 對于圓斷面軋件進入橢圓空，公式同樣適用。3. 軋制力矩按軋件作用在軋輥上的壓力來計算軋制力矩，公式為： ……………………………………(28)式中：—軋制力—力臂系數(shù)由文獻[19]，推出回歸式設回歸直線方程為：在曲線上任取兩點，（，）和（，）代入方程解得： 回歸直線方程為：1) 第一道次力能參數(shù)計算舉例(1) 輻射溫降(2) 傳導溫度其中：(3) 中間溫度(4) 粘性系數(shù)(5) 變形抗力(6) 摩擦系數(shù) 軋制前、后軋件的高度軋制道次12345678H/㎜157107130h/㎜12494675345軋制道次910111213141516H/㎜30h/㎜372818139軋制道次171819202122H/㎜h/㎜ 6 (7) 外摩擦影響系數(shù)(8) 平均變形速度(9) 平均單位壓力(10) 變形溫升(11) 軋制溫度(12) 壓下率(13) 力臂系數(shù)(14)軋制壓力(15) 軋制力矩第一道次軋制力能參數(shù)為：，其它道次的力能參數(shù)由計算機程序計算的結果見表20。 電機功率的校核 傳動力矩的組成...............................................(29)式中：—軋制力矩—摩擦力矩 力能參數(shù)機架軋制力/10kN軋制力矩/1234567891011 1213141516171819202122—空轉力矩 —動力矩，只發(fā)生在不均勻轉動工作的幾種軋機中，而高速線材軋機是均勻轉動的，顧客忽略動力矩?！?30) 各種力矩的計算1. 軋制力矩：………………………………………………(31)2. 摩擦力矩1) 軋輥軸承中的附加摩擦力矩……………………………………………(32)式中：—作用在軸承上的負荷 —軋輥輥頸直徑 —軋輥軸承摩擦系數(shù)求支反力，對于非懸臂式軋機（1～18）： 非懸臂式軋機軋輥受力分析簡圖以B為支點列轉矩方程以B為支點列轉矩方程對于懸臂式軋機（17～22）： 懸臂式軋機軋輥受力分析簡圖 以B為支點 以A為支點2) 傳動摩擦力矩………………………………………(33)式中：—換算到主電機軸上的傳動機構的摩擦力矩 —傳動機構的效率，一級齒輪傳動 換算到主電機軸上的附加摩擦力矩為：…………………………………………(34)3. 空轉力矩…………………………………(35)式中：—電機的額定力矩4. 電機的額定力矩………………………………………(36)式中：—電機的額定力矩—電機功率—電機額定轉速5. 等效力矩 ……………………………(37)式中：—等效力矩—軋制時間內各段純軋時間的總和—軋制周期內各段間隙時間的總和—各段軋制時間所對應的力—各段間隙時間對應的空轉力矩 電機校核1. 校核電機的溫升條件 …………………………………………(38)2. 校核電機的超載條件………………………………………(39)式中：—電機的允許超載系數(shù)，—軋制周期內最大的力矩—電機的額定力矩 第一道次電機功率校核舉例1. 電機額定力矩統(tǒng)一單位后得：2. 軋輥軸承的附加摩擦力矩統(tǒng)一單位后得：3. 附加摩擦力矩4. 空轉力矩5. 靜力矩6. 等效力矩 電機校核11221331441551661771881992010211122程序代碼見附錄3。7. 電機功率校核電極能力符合要求。編程校核其它道次的電機能力，： 軋輥強度的校核對于軋機來說，軋輥是其主要部件，它由輥身、輥徑、輥頭三部分組成。在軋制過程中，軋輥收各種應力的影響，當超過軋輥安全系數(shù)時軋輥有可能產生破壞，所以，必須對軋輥進行強度校核。對于有槽軋輥，輥身只校核彎矩，這種情況適合非懸臂式軋機；而對于懸臂式軋機，其軋輥既不承受彎矩，也不承受扭矩，無需校核，只校核懸臂軸；輥徑既承受彎矩，又成受扭矩，故進行彎扭組合校核；軸頭只承受扭矩，故進行扭轉校核。 強度校核1. 輥身強度校核1) 求支反力 ， 非懸臂式軋機 ， 懸臂式軋機2) 彎曲應力(1) 彎曲正應力 ……………………………………………(40) …………………………………………(41)其中： (2) 彎曲切應力 ………………….………..………………(42)式中：—軋制力矩—軋輥橫斷面積(3) 彎曲應力 對于鋼軋輥，合成應力按第四強度理論計算： ……………………………….……(43) 對于鑄鐵軋輥，合成應力按穆爾理論計算 ………………………(44)3) 強度校核若 則輥身強度足夠—許用應力對于合金鍛鋼軋輥： 對于鑄鐵軋輥： 2. 輥徑（或軸徑）強度校核 1) 彎矩計算輥徑處彎矩：軸徑處彎矩：2) 扭矩計算 ………………………………………(45)3) 合成應力由第三強度理論：………………………………(46)4) 強度校核 若，則輥頸強度足夠3. 軸頭強度校核1) 扭矩計算 ……………………………………(47)2) 扭轉應力抗扭截面模量：………………………………(48)………………………………………(49)3) 強度校核 若 則軸頭強度足夠 第一架軋機軋輥強度校核舉例1. 支反力NN2. 計算彎矩1) 輥子最大彎矩：2) 輥頸處彎矩3. 計算各點應力1) 輥身處應力彎曲應力： 彎曲切應力： 合成應力： 2) 輥頸處應力扭矩： 合成應力：3) 軸頭處應力扭轉應力： 4. 校核軋輥強度由前述知：輥子：；輥頸：；輥頭：所以，該軋輥強度足夠。編程校核其它道次的軋輥強度，： 軋輥強度校核機架12345678910111213141516171819202122 第9章 輔助設備選擇 輔助設備選擇的原則1. 滿足產況生產工藝要求；2. 毛較高的工作效率，保證軋機獲得較短的軋制節(jié)奏時間而有較高的產量； 3. 設備結構的型式要先進合理，動作靈活機構緊湊，操作維修容易，備品備件標準化，制造、更換方便；4. 輔助設備的生產能力一般要大于軋機生產能力，以保證軋機生產能力得到發(fā)揮。通常輔助設備能力可按大于軋機能力20%考慮；5. 設備設計經濟合理，體積小，重量輕，以減少設備總重量和節(jié)省車間投資。輔助設備選擇的主要內容是根據(jù)生產的要求確定他們的型式、能力和數(shù)量。本設計僅對加熱設備、切斷設備、冷卻設備、起重運輸設備的選擇簡述如下。 輔助設備選擇 加熱爐加熱爐是保證產品質量、產量和降低能耗的關鍵設備。因此，加熱爐爐型選擇和裝備水平，應與車間規(guī)模和軋線工藝設備裝備水平相匹配。對于高速線材軋機，軋制速度較高，除進行控制冷卻外，還需降低開軋溫度。因此，加熱溫度的確定，應與軋機、軋制速度和控軋控冷要求相結合。為保證產品質量，除采用合理的生產工藝外，對鋼坯加熱質量應有嚴格的要求。1. 鋼坯加熱質量的要求1) 加熱溫度加熱溫度加熱爐燃料為高焦爐混合煤氣，鋼坯加熱溫度一般為1050℃～1150℃，溫軋制時為950℃～1050℃。本設計中高線軋機設計軋制速度為140m/最大軋制速度為110m/s ， 保證軋制速度為105m/s 。根據(jù)生產鋼種不同，加熱溫度選定為965℃～1150℃一般要求出爐鋼坯斷面溫差小于30℃，頭尾部比中間部分溫度高30℃～50℃2) 氧化與脫碳為保證產品的力學性能，對高碳鋼、彈簧鋼等鋼種，應防止或盡量減少脫碳，㎜，%。2. 爐型的選擇計所使用的加熱爐為步進式加熱爐，步進式加熱爐是一種新型加熱設備，與通常推鋼式連續(xù)加熱爐相比，它具有如下特點：1) 鋼料入爐不是依靠推鋼機送進，而是利用步進機構(步近梁或步進底)將料送入爐內，取消了實爐底，不用打油，鋼料表面會劃傷。2) 步進送料，因不發(fā)生拱鋼現(xiàn)象，加熱爐氏度不受推鋼比的限制。3) 鋼料在爐內間隔排放，可以實現(xiàn)多面加熱，使鋼料加熱溫度均勻，無推鋼式爐那樣的的黑印。為保證軋件尺寸和組織性能均勻提供了條件。4) 可以利用步進機構使鋼科之間距離得以調整，適應加熱爐產量的變化。并使加熱時間不變，以減少鋼料的氧化和脫硫。5) 可以將爐內鋼料全部出空，有利于處理求故，也便于加熱不問鋼種。6) 因靠步進機構將鋼料送入爐內，因此加熱鋼料形狀一般可不受限制，既可加熱方形、長方形抖，也可加熱圓形料和異型科，適應性較一般推鋼式連續(xù)加熱爐為寬。由于上述特點，因此步進式加熱爐得到發(fā)展，特別在中小型合金鋼廠得列更為廣泛的使用。但這種爐子步進機構比較復雜，設備重量大，需要消耗一部分耐熱金屬材料，因此造價高。另外，這種爐子設備施工、安裝要求嚴格。[11]。3. 熱爐區(qū)的工藝設備組成加熱爐從土建結構上分，主要包括爐