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設(shè)計(jì)年產(chǎn)140萬(wàn)噸的中厚板廠畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

2025-06-27 07:02本頁(yè)面
  

【正文】 ()式中a—電機(jī)加速度a=40rpm/s。=。力矩—加速時(shí)的動(dòng)力矩咬入后軋件的加速階段—主電機(jī)的轉(zhuǎn)速由n1升至穩(wěn)定軋制速度n2,對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t2,對(duì)應(yīng)的力矩為M2。因此有: () ()式中—軋件軋入后的靜力矩;穩(wěn)速軋制階段—主電機(jī)轉(zhuǎn)速維持n2不變,穩(wěn)速軋制時(shí)間為t3,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為M3。因此有:t3=td(等速軋時(shí)間),M3=Mj。帶料減速階段—主電機(jī)轉(zhuǎn)速由n2降到軋件拋出時(shí)的轉(zhuǎn)速n3,該階段時(shí)間為t4,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為M4。因此有: ()式中b—主電機(jī)的減速度,b=60rpm/s。 ()式中—減速時(shí)的動(dòng)力矩;制動(dòng)階段—主電機(jī)轉(zhuǎn)速由n3降至0,時(shí)間為t5,轉(zhuǎn)矩為M5。轉(zhuǎn)矩為M5因此有:;; ()通過(guò)計(jì)算,各道次空載加速時(shí)間咬入軋件后的加速時(shí)間t穩(wěn)速軋制時(shí)的時(shí)間t帶料減速時(shí)間t:由于四輥可逆軋機(jī)的工作特點(diǎn),本車(chē)間選用的主電機(jī)采用調(diào)速范圍大、慣性力矩小的交流電機(jī)。因粗軋和精軋選用的電機(jī)一樣,所以軋機(jī)參數(shù)一樣。3000mm四輥可逆軋機(jī)主電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)主電機(jī): 27500KW主電機(jī)速度: 0~177。60/120rpm主電機(jī)力矩: 額定力矩 2180。1194kNm 最大軋制力矩 2180。2,388kNm 最大過(guò)載力矩 2180。2,388kNm主電機(jī)的校核分為主電機(jī)的過(guò)載校核及電機(jī)發(fā)熱校核。(1) 主電機(jī)過(guò)載按下式校核: ()式中 Mmax — 電機(jī)在軋制中承受的最大力矩;Me — 電機(jī)的額定力矩;λm — 允許過(guò)載系數(shù),對(duì)于專(zhuān)為軋鋼使用的ZZ及ZZY電機(jī),~3。 軋制時(shí)間表道次空載加速時(shí)間/s咬入軋件后的加速時(shí)間t2/s等速軋時(shí)間t3/s帶料減速時(shí)間t4/s制動(dòng)時(shí)間t5/sRS100RS2RS3RS4RS5RS6RS7RS8RS9FS11FS21FS311FS41FS51(2) 主電機(jī)發(fā)熱校核通常采用等效法,即等效電流法、等效轉(zhuǎn)矩法和等效功率法。在進(jìn)行軋鋼車(chē)間設(shè)計(jì)時(shí),出于計(jì)算方便和實(shí)用,常用等效轉(zhuǎn)矩法。其公式如下: () ()式中 Mdx — 電機(jī)等效轉(zhuǎn)矩;Mi — 一個(gè)軋制周期中各時(shí)間區(qū)間的轉(zhuǎn)矩;ti — 一個(gè)軋制周期中對(duì)應(yīng)不同轉(zhuǎn)矩的延續(xù)時(shí)間。因粗軋和精軋選用電機(jī)是同一電機(jī),所以只需校核粗軋即可,本車(chē)間粗軋機(jī)的傳動(dòng)是由兩臺(tái)轉(zhuǎn)速0~60~120r/min的交流電動(dòng)機(jī)分別直接驅(qū)動(dòng)支承輥,電機(jī)的功率分別為7500KW。3000粗軋機(jī)主電機(jī)校核軋制典型產(chǎn)品時(shí),粗軋機(jī)上軋制9道次,軋機(jī)的工作制度見(jiàn)圖,相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷圖在其下面校核如下:電機(jī)的額定力矩為:由圖可知,第2道軋制時(shí)有最大轉(zhuǎn)矩Mmax=3261kNm,:電機(jī)過(guò)載校核通過(guò)。電機(jī)發(fā)熱校核。,由負(fù)荷圖可算出:代入公式:<該值小于電機(jī)的額定力矩,發(fā)熱校核通過(guò)。第六章 軋輥強(qiáng)度校核 中厚板軋輥的強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)軋輥強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn):(1)軋制時(shí)板帶位于軋輥正中,軋制力按均布載荷對(duì)待,軸承兩側(cè)支反力相等;(2)輥身直徑沿輥身長(zhǎng)度方向不變,故輥身危險(xiǎn)斷面必在輥身中央處;(3)輥頸及輥頭的危險(xiǎn)斷面均在傳動(dòng)側(cè)。 軋輥強(qiáng)度校核從文獻(xiàn)[5]的相關(guān)內(nèi)容可知,由工作輥驅(qū)動(dòng),工作輥輥身直徑DW=1000mm,輥頸直徑dW=500mm,輥頸長(zhǎng)度lW=850mm,支承輥直徑DB=1800mm,輥頸直徑dB=990 mm,輥頸長(zhǎng)度lB=1530mm。輥身長(zhǎng)度L=3000mm。再根據(jù)軋制力,軋制力矩及軋件長(zhǎng)度的大小對(duì)軋輥強(qiáng)度的影響,、:軋制力P=22840kN,軋制力矩Mn=3261kNm,軋件寬度b=,工作輥材料為無(wú)限冷硬鑄鐵,許用應(yīng)力[σ]=(7~8)10MPa,支承輥材料為合金鍛鋼,許用應(yīng)力[σ]=(14~24)10MPa。其計(jì)算過(guò)程如下: 因粗軋機(jī)和精軋機(jī)為同一種軋機(jī),所以只需校核一臺(tái)即可1)工作輥強(qiáng)度校核。(1)工作輥輥身彎曲應(yīng)力用下式計(jì)算: ()式中 p—作用于軋輥上的軋制力;b—板帶經(jīng)該道次后的寬度;D—輥身直徑,按重車(chē)后的最小直徑計(jì)算,D=940mm。L—支撐輥輥身長(zhǎng)度,L=3000mm;由軋制表可知,粗軋機(jī)第2道次時(shí),軋制力最大,Pmax=106N,則:=12MPa(2)工作輥輥頭 ()式中Mn—作用在彎曲應(yīng)力計(jì)算側(cè)的輥頸與輥身交界處之輥頸扭矩Mn=3261KN?m。Wn—輥頭的抗扭彎曲系數(shù),取決于輥頭的結(jié)構(gòu)型式,本車(chē)間采用單鍵槽的輥頭(如圖所示),Wn=,前面已算出D1=990mm。故:=。(3) 結(jié)論:鑄鐵軋輥的許用應(yīng)力[σ]=(7~8)10MPa,(~)10MPa,可見(jiàn),故符合設(shè)計(jì)要求。2)支撐輥輥身彎曲應(yīng)力用下式計(jì)算: ()式中 a—壓下螺絲中心距a=L+=3000+1530=4530mm。D—支撐輥輥身直徑D=1650mm。則(2)支撐輥輥頸處的彎曲應(yīng)力用下式計(jì)算式中c—支反力(壓下螺絲中心)至輥身邊緣的距離,近似取為輥頸長(zhǎng)度的一半;則: =90MPa(2)結(jié)論:合金鍛鋼的許用應(yīng)力[σ]=(14~24)10MPa,可見(jiàn)故支撐輥強(qiáng)度符合要求。半徑方向產(chǎn)生的正應(yīng)力在接觸表面的中部最大,其值可按下式計(jì)算。 ()式中 q —加在接觸表面單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷;rr2 —工作輥與支承輥的半徑;r1=500mm,r2=900mm。KK2—與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù),,其中μμEE2為兩軋輥的泊松比和彈性模量,對(duì)于粗軋機(jī)和精軋機(jī)的工作輥選用的材質(zhì)均為無(wú)線冷硬鑄鐵軋輥,HS≥65,支撐輥的材質(zhì)為合金鍛鋼,HS=55~90,取HS=60,根據(jù)工作輥與支承輥的材質(zhì)查得E1=150GPa、μ1=、E2=206GPa、μ2=,由其可得:=106N,所以粗軋機(jī)的接觸正應(yīng)力為:另外接觸區(qū)還存在接觸切應(yīng)力τ,接觸表面的最大切應(yīng)力τmax=。粗軋機(jī)τmax=852MPa=259MPa;當(dāng)支撐輥表面硬度HS=60時(shí),許用應(yīng)力[σ]=22010MPa,許用應(yīng)力[τ]=670MPa。可見(jiàn)無(wú)論粗軋機(jī)上的σmax和τmax還是精軋機(jī)上的σmax和τmax均小于許用值,因此符合要求。第七章 軋機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算 軋鋼機(jī)工作圖表軋鋼機(jī)的工作圖表或稱(chēng)軋制圖表即是研究和分析軋制過(guò)程的工具。在軋制體表中表示了軋制過(guò)程中道次與時(shí)間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)這些關(guān)系的研究與分析可以清楚的看到:軋件在軋制過(guò)程中所占用的軋制時(shí)間、個(gè)道次之間的間隙時(shí)間、軋制一根鋼機(jī)組所需要的總的延續(xù)時(shí)間和軋制過(guò)程中軋件交叉軋制的情況、軋件在任意時(shí)間所處的位置等。本車(chē)間典型產(chǎn)品的周期時(shí)間計(jì)算公式: 軋鋼機(jī)工作圖表 軋機(jī)小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算 軋鋼機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量稱(chēng)為軋鋼機(jī)的生產(chǎn)率。分別以小時(shí)、班、日、月和年為時(shí)間單位進(jìn)行計(jì)算。其中小時(shí)產(chǎn)量為常用的生產(chǎn)率指標(biāo)。軋鋼機(jī)技術(shù)上可能達(dá)到的小時(shí)產(chǎn)量可用下式計(jì)算[2]: ()式中 A—軋鋼機(jī)小時(shí)產(chǎn)量(噸/小時(shí));Q—原料重量(噸);T—節(jié)奏時(shí)間(秒)。實(shí)際上的生產(chǎn)過(guò)程中,由于種種原因(如軋機(jī)操作失誤等)軋機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量達(dá)不到上述的數(shù)值。軋機(jī)實(shí)際能達(dá)到的小時(shí)產(chǎn)量用下式表示: ()式中 K1—稱(chēng)為軋鋼機(jī)利用系數(shù)。成品軋機(jī)K1=~。Q==; K1=;b=;粗軋的T=(其中t0=)。因此 。 軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量按勞動(dòng)量換算系數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定它考慮了不同產(chǎn)品之間生產(chǎn)時(shí)的難易程度在產(chǎn)量上的反應(yīng)。這樣,軋機(jī)的平均小時(shí)產(chǎn)量的公式可如下式: ()式中 a1,a2……an—不同品種在產(chǎn)量中的百分?jǐn)?shù)(%);Ab—標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品小時(shí)產(chǎn)量(噸/時(shí));X1,X2……Xn—不同品種的勞動(dòng)量換算系數(shù)。,可算出軋鋼機(jī)平均小時(shí)產(chǎn)量為Ap=220噸/小時(shí)。 本車(chē)間所采用的勞動(dòng)量換算系數(shù)X值碳素結(jié)構(gòu)鋼板耐大氣腐蝕板橋梁結(jié)構(gòu)板造船板管線鋼鍋爐鋼板壓力容器板低合金高強(qiáng)度鋼板建筑結(jié)構(gòu)鋼板工程機(jī)械用鋼SS40015MnCuCrQ235qA32X5616MngA203Q345A572A5721車(chē)間年產(chǎn)量是指一年內(nèi)軋鋼車(chē)間各種產(chǎn)品的綜合產(chǎn)量,以綜合小時(shí)產(chǎn)量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。其公式如下: ()式中A—車(chē)間年產(chǎn)量(噸/年);Ap—平均小時(shí)產(chǎn)量(噸/時(shí));Tjw—軋機(jī)一年內(nèi)計(jì)劃工作時(shí)數(shù)(時(shí));K2—時(shí)間利用系數(shù)。上式中Tjw為軋機(jī)一年內(nèi)最大可能工作時(shí)間。也即計(jì)劃工作時(shí)數(shù)。但由于技術(shù)上的原因,或者生產(chǎn)管理上的原因,會(huì)造成軋機(jī)非計(jì)劃停工。這樣軋機(jī)全年實(shí)際工作時(shí)間就會(huì)低于全年計(jì)劃工作時(shí)間。但是,由于上述原因造成的軋機(jī)時(shí)間損失,很難進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算,在工程設(shè)計(jì)中通常就用時(shí)間利用系數(shù)K2來(lái)表示。本車(chē)間采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)工作制,節(jié)假日不休息。計(jì)劃每年安排年修15天,計(jì)劃?rùn)z修每周一次,每次8小時(shí)。支撐輥每軋制15萬(wàn)噸更換1次,每次3小時(shí),換支撐輥時(shí)間140247。153=28h/a,,換工作輥時(shí)間140247。=200h/a,各剪機(jī)剪刃每2班更換1次,剪刃更換與工作輥換棍同時(shí)進(jìn)行。年工作時(shí)間表如下:日歷時(shí)間(h/a)年修時(shí)間(h/a)操作時(shí)間(h/a)換輥及換剪刃時(shí)間(h/a)計(jì)劃產(chǎn)時(shí)間(h/a)機(jī)械電氣故障停產(chǎn)時(shí)間(h/a)總計(jì)效工作間(h/a)日歷作業(yè)率(%)年修計(jì)劃?rùn)z修合計(jì)換支撐輥換工作輥及剪刃8760360416776798428215774112876454車(chē)間年產(chǎn)量是指一年內(nèi)軋鋼車(chē)間各種產(chǎn)品的綜合產(chǎn)量,以綜合小時(shí)產(chǎn)量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。用下面的公式計(jì)算: A=APT ()式中A—車(chē)間年產(chǎn)量,t/a。T—年有效工作時(shí)間,h。故本車(chē)間的年產(chǎn)量A=220t/h6454h=1420000t/a。第八章 輔助設(shè)備根據(jù)輔助設(shè)備在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中的不同用途,可以將輔助設(shè)備歸納為以下幾類(lèi):(1)加熱設(shè)備(2)剪切設(shè)備(3)矯直設(shè)備(4)冷卻設(shè)備(5)翻轉(zhuǎn)設(shè)備(6)起重運(yùn)輸設(shè)備。 加熱設(shè)備選擇加熱是熱軋生產(chǎn)中一個(gè)重要工序。而鋼料加熱質(zhì)量的保證和加熱爐產(chǎn)量的大小,完全依賴(lài)于所選擇的加熱設(shè)備和它的熱工制度。熱軋中厚鋼板的坯料可用推鋼式或步進(jìn)式加熱爐加熱。本設(shè)計(jì)中采用3座步進(jìn)式加熱爐。爐子尺寸確定:(1) 爐子寬度:爐子的寬度主要根據(jù)鋼料長(zhǎng)度確定,但要考慮出料的方便和保證鋼料端部加熱質(zhì)量。出料方式有單排料和雙排料,本車(chē)間采用雙排料,所以爐子寬度為: ()式中 l— 來(lái)料最大長(zhǎng)度,~,取l=;c — 料與爐墻間的空隙距離,~。;所以可算出爐寬為:(2) 爐子長(zhǎng)度l:爐子長(zhǎng)度主要根據(jù)要求的加熱爐產(chǎn)量決定。但在推鋼式連續(xù)加熱爐中還要受加熱爐允許的最大推鋼長(zhǎng)度的限制。最大推鋼長(zhǎng)度與加熱料的厚薄、形狀、長(zhǎng)短、推鋼機(jī)推力大小、推鋼速度以及爐底形狀等因素有關(guān),還與料的形狀規(guī)整的程度有關(guān)。合理的推鋼長(zhǎng)度很難進(jìn)行精確計(jì)算。L=60m(因?yàn)殚L(zhǎng)度太長(zhǎng),所以用三架加熱爐,每架20m)。(3) 加熱爐產(chǎn)量計(jì)算按爐子生產(chǎn)率可按下式計(jì)算: ()式中P—有效爐底強(qiáng)度,Kg/(m2?h),查資料可知連續(xù)式加熱爐的爐底強(qiáng)度為700~900 Kg/(m2?h),這里取P=850 Kg/(m2?h)。F—爐底布料面積,其中為加熱料長(zhǎng),典型產(chǎn)品的料長(zhǎng)=2500mm,L為加熱爐的爐底有效長(zhǎng)度,選擇步進(jìn)式加熱爐的爐底有效長(zhǎng)度L=40m,推鋼式連續(xù)加熱爐的爐底有效長(zhǎng)度L=35m。故步進(jìn)式加熱爐的產(chǎn)量t/h。加熱時(shí)均采用雙排料,則步進(jìn)式加熱爐的產(chǎn)量Q=2。 剪切機(jī)選擇滾切式剪切機(jī)是在斜刃側(cè)刀剪的基礎(chǔ)上,將上剪刃做成圓弧形,上剪床在兩根曲軸帶動(dòng)下,使上剪刃由一
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