【正文】 無(wú)前后張力，故直接按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算軋制力矩；由于精軋機(jī)是連軋關(guān)系，考慮張力所以用公式進(jìn)行計(jì)算。其中前后張力差按照1MPa進(jìn)行計(jì)算[18]根據(jù)上述分析可知，代入前面所算的數(shù)據(jù)，可得出，各道次的軋制力矩如下見(jiàn)表12。表12各道次的軋制力矩道次R11R12R13R21R22R23F1F2F3F4F5F6變形區(qū)長(zhǎng)度L/mm軋制力矩 附加摩擦力矩的計(jì)算傳動(dòng)工作輥所需要的靜力矩，除了軋制力矩以外，還有附加摩擦力矩。所謂附加摩擦力矩是指克服軋制過(guò)程中，軋件通過(guò)輥間的時(shí)候，在軸承內(nèi)以及軋機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中摩擦力所需要的力矩，而且在此處，附加摩擦力矩的數(shù)值中，不包括空轉(zhuǎn)的時(shí)候軋機(jī)所需要的力矩，它有以下兩個(gè)部分組成，即，其中，在本次設(shè)計(jì)中，四輥軋機(jī)可以近似的由下式進(jìn)行計(jì)算：……………………(18)式中：—支撐輥軸承的摩擦系數(shù)—支撐輥輥頸處的直徑，mm—工作輥，支撐輥的直徑，mm本設(shè)計(jì)是四排圓錐輥?zhàn)虞S承，支撐輥輥頸，根據(jù)本次的設(shè)計(jì)，取，將所要數(shù)據(jù)代入上述公式可得見(jiàn)表13。表13各道次摩擦力矩之一 的值 道次R11R12R13R21R22R23F1F2F3F4F5F6軋制力P/kN10021102199993110121063598881043291998311650670183856Mm1/kNm可以按照下式計(jì)算………………………(19)式中： —傳動(dòng)效率系數(shù)（齒輪傳動(dòng)的時(shí)候，～）本次設(shè)計(jì)取=將所要數(shù)據(jù)代入上述公式可得見(jiàn)表15。表14各道次摩擦力矩之一的值道次R11R12R13R21R22R23F1F2F3F4F5F6Mm2/kNm將上面的各個(gè)數(shù)據(jù)換算到主電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩，則等于：………………………………..(20)式中，—傳動(dòng)比數(shù)據(jù)代入計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表16表15次摩擦力矩的值道次R11R12R13R21R22R23F1F2F3F4F5F6Mm1/kNmMm2/kNm/kNm 空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候軋機(jī)主機(jī)列所需要的力矩，通常是根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部分軸承中摩擦所引起的摩擦力計(jì)算空轉(zhuǎn)力矩。在軋機(jī)主機(jī)列中有許多機(jī)構(gòu)，例如：軋輥，連接軸，人字齒輪等等，各有不同的重量及其不同的軸頸直徑及其磨擦，因此必須計(jì)算之。顯然，空載轉(zhuǎn)矩應(yīng)該等于所有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件空載力矩之和，當(dāng)換算至主電動(dòng)機(jī)軸上時(shí)，則轉(zhuǎn)動(dòng)每一個(gè)部件所需要的力矩之和為：………………………………… (21)式中：—換算到主電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)每一個(gè)零件所需要的力矩。如果用零件在軸承中的摩擦圓半徑與力來(lái)表示，則公式為：……………………......(22)式中：—該機(jī)件在軸承上的重量；—在軸承上的摩擦系數(shù)；—軸頸直徑；—電動(dòng)機(jī)與該機(jī)件間的傳動(dòng)比。由以上得到空轉(zhuǎn)力矩為：…………………………………(23)按照上式計(jì)算甚為復(fù)雜，通常按照經(jīng)驗(yàn)辦法來(lái)確定：…………………………..……….(24)式中：—電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。對(duì)于新式軋機(jī)可以取下限，對(duì)于舊式軋機(jī)可以取上限。本次設(shè)計(jì)取電機(jī)額定力矩的3％，而額定力矩與額定功率的關(guān)系為：……………………..………………..(25)式中：P—電機(jī)的額定功率，kw；n—電機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min；—由電機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率，本設(shè)計(jì)取＝。由上可得，各道次的空轉(zhuǎn)力矩見(jiàn)表16。表16道次的空轉(zhuǎn)力矩道次R11R12R13R21R22R23F1F2F3F4F5F6電機(jī)額定功率P/kw660066006600660066006600800080008000800050005000電機(jī)轉(zhuǎn)速/r/min130130130130130130250250250250400400/kNm/kNm 動(dòng)力矩的計(jì)算動(dòng)力矩只發(fā)生于不均勻轉(zhuǎn)動(dòng)工作的幾種軋機(jī)中，當(dāng)軋制速度變化的時(shí)候，便產(chǎn)生克服慣性力的動(dòng)力矩，其數(shù)值可以由下式確定：…………………………………(26)式中：G—轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量，kg。D—轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑，mm。—角加速度.按照上式進(jìn)行計(jì)算甚為復(fù)雜，通?？梢园凑战?jīng)驗(yàn)辦法確定，即取電機(jī)額定力矩的10％。得到數(shù)據(jù)見(jiàn)表17。表17道次的動(dòng)力矩道 次R11R12R13R21R22R23F1F2F3F4F5F6/kNm/Nm 軋輥輥型設(shè)計(jì)板形是熱軋帶鋼質(zhì)量的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。中浪、邊浪及復(fù)合浪等板形不良缺陷是熱軋帶鋼的主要缺陷之一。熱軋板廠近50%的產(chǎn)品直接供往冷軋廠作為冷軋?jiān)?，其?guī)格均較薄，%，這些產(chǎn)品均需要良好的板形。在板帶鋼生產(chǎn)過(guò)程中，要求在保證操作穩(wěn)定的條件下提高產(chǎn)品質(zhì)量，而帶鋼板形和尺寸精度是主要的質(zhì)量指標(biāo)，用戶在這方面的要求往往超過(guò)了國(guó)標(biāo)。在粗軋，因軋件較厚，溫度較高，軋件對(duì)不均勻變形的自我補(bǔ)償能力較強(qiáng)，不必過(guò)多考慮板形等問(wèn)題，但在精軋，尤其是軋制較薄的帶鋼時(shí)，對(duì)不均勻變形的自我補(bǔ)償能力差，即使是絕對(duì)壓下量的微小差異也可能導(dǎo)致相對(duì)延伸的顯著不均，從而出現(xiàn)浪形和瓢曲，為了保證良好的板形，必須遵循板凸度一定的原則。為了使軋制穩(wěn)定，就要求軋制過(guò)程中有一定的輥縫凸度，過(guò)小的輥縫凸度難以控制軋件的穩(wěn)定性，而過(guò)大的輥縫凸度，又會(huì)造成沿帶鋼寬度方向上厚度偏差的增大。為了使軋制過(guò)程中保證合適的輥縫凸度，必須合理考慮軋輥的熱膨脹、軋輥的磨損、軋輥的彈性壓扁及軋輥的原始凸度。在設(shè)計(jì)新軋輥的輥型曲線(凸度)時(shí)，主要是考慮軋輥的不均勻熱膨脹和軋輥彈性彎曲(撓度)的影響。由于軋輥熱膨脹所產(chǎn)生的熱凸度，在一般情況下與軋輥彈性彎曲產(chǎn)生的撓度相反，故在輥型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)參照實(shí)際凸度，熱凸度與撓度共同作用來(lái)定出新輥的凸度(或凹度)曲線。 各架出口凸度的確定設(shè)計(jì)中產(chǎn)品板帶的成品凸度設(shè)為16μm，即δ12=16μm。根據(jù)比例凸度的概念可得δ11=；δ10=；δ9=；δ8=；δ7=；δ6=；δ5=；δ4=；δ3=；δ2=。 熱膨漲熱凸度根據(jù)實(shí)踐資料統(tǒng)計(jì)，軋輥不均勻熱膨脹產(chǎn)生的熱凸度曲線，可近似地按拋物線計(jì)算[19]：..................(27)式中：—距輥中部為的任意斷面上的熱凸度；—輥身中部的熱凸度；L—輥身長(zhǎng)度之半；—從輥身中部起到任意斷面的距離，在輥身中部=0；在輥身邊緣=L。軋輥輥身中部的熱凸度：軋制過(guò)程中軋輥的受熱和冷卻條件沿輻身分布是不均勻的。在多數(shù)場(chǎng)合下，輥身中部的溫度高于邊部(但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)相反的情況)，并且一般在傳動(dòng)側(cè)的輥溫稍低于操作例的輥溫。在直徑方向上輥面與輥心的溫度也不一樣，在穩(wěn)定軋制階段，輥面的溫度較高，但在停軋時(shí)由于輥面冷卻較快，也會(huì)出現(xiàn)相反的情況。軋輥斷面上的這種溫度不均使輥徑熱膨脹值的精確計(jì)算很困難。為了計(jì)算方便，一般采用如下的簡(jiǎn)化公式[19]：………………(28)式中：—輥身中部和邊部溫度；本設(shè)計(jì)中取=50℃；R—軋輥半徑；α—鋼輥α可取為13106/℃，106/℃；KT—軋輥材料的線膨脹系數(shù)。將各參數(shù)代人公式中得各道次軋輥中間熱凸度值見(jiàn)表18：表18各道次軋輥中間熱凸度值架數(shù)R1R2F1F2F3F4F5F6/mm粗軋的熱凸度太大。 軋輥撓度曲線由軋制力產(chǎn)生的軋輥撓度曲線，一般可以按拋物線的規(guī)律計(jì)算：……………………………………(29)式中：—距輥身中部為的任意斷面的撓度；—輥身中部與邊部的撓度差。對(duì)四輥軋機(jī)而言，支撐輥的輥身?yè)隙炔羁梢杂蒙鲜竭M(jìn)行近似計(jì)算(在保證D1/D2與B/L值正確配合的情況下)。理論和實(shí)驗(yàn)都表明，軋制時(shí)工作輥的實(shí)際撓度比支撐輥大得多。這主要是因?yàn)楣ぷ鬏伵c支撐輥之間存在有彈性壓扁變形，結(jié)果使位于板寬范圍之外的那一部分工作輥受到支撐輥的懸臂彎曲作用，從而大大地增加了工作根本身的撓度。軋件的撓度愈小，工作輥的撓度便愈大。因此，在進(jìn)行輥型設(shè)計(jì)時(shí)，若不考慮工作輥這一彈性變形特點(diǎn)，而僅憑支撐輥輥身?yè)隙炔畹挠?jì)算來(lái)處理問(wèn)題，其結(jié)果必然與實(shí)際不符。亦即四輥軋機(jī)工作輥的彎曲撓度不僅取決于支撐輥的彎曲撓度，而且也取決于支撐輥和工作輥之間的不均勻彈性原扁所引起的撓度。如果支撐輥和工作輥輥型的凸度均為零，則工作輥的撓度為[19]：……………………………..(30)式中：—工作輥的彎曲撓度；—支拌輥的彎曲撓度；—支撐輥和工作輥間不均勻彈性壓扁所引起的撓度差。根據(jù)有關(guān)資料介紹，工作輥撓度計(jì)算公式為[19]：=Kw1P……………………………………………(31)Kw1=(A0+φ1B0)/[Lβ(1+φ1)]……………………………….(32)支撐輥的撓度計(jì)算公式為：=Kw2P………………………………………….(33)Kw2=(A0φ2+B0)/[Lβ(Hφ2)]…………………………………(34)式中：P—軋制力；Kw1—工作輥柔度；Kw2—支撐輥柔度。φ1，φ2系數(shù)，可按下式計(jì)算：φ1=(+3n2ζ+18β)/(+3ζ)φ2=(+3ζ+18βK)/(+3n2ζ)A0=n1(a/L7/12)+n2ζ……………………..…………..(35)B0=(34u2+u3)/12+ζ(1u)(u=b/L)………………………….(36)式中：a—兩壓下螺絲中心距；L—輥身長(zhǎng)度；b—軋件寬度，b=1500mm。n1=E1/E2(D1/D2)4=(D1/D2)4；n2=G1/G2(D1/D2)4=(D1/D2)4；ζ=kE1/(4G1)(D1/L)2=(D1/L)2；β=πE/2(D1/L)4=26700(D1/L)4將各參數(shù)代入公式可計(jì)算得精軋機(jī)組撓度見(jiàn)表19：表19 精軋機(jī)組撓度參數(shù)F1F2F3F4F5F6/mm 凸度分配粗軋的凸度不能?chē)?yán)格地依據(jù)比例凸度計(jì)算，本設(shè)計(jì)的粗軋機(jī)均為平輥，兩架均有液壓彎輥系統(tǒng)。R2到R6的工作輥撓度值如表23。本設(shè)計(jì)所用彎輥為正彎輥，彎輥力為0~200噸，調(diào)整范圍為0~。，橫移范圍為100~100mm，可變范圍為0~，計(jì)算橫移量可按簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。對(duì)軋機(jī)凸度進(jìn)行分配見(jiàn)表20：表20軋機(jī)凸度的分配參數(shù)R12R13R22R23F1F2F3F4F5F6撓度彎輥初始撓度彎輥調(diào)整范圍0~0~0~0~0~0~0~0~0~0~熱凸度軋輥磨損值軋前凸度實(shí)際凸度河北理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7 軋輥強(qiáng)度校核與電機(jī)的選擇 軋輥的強(qiáng)度校核總的說(shuō)來(lái)，軋輥的破壞決定于各種應(yīng)力（其中包括彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力，由于溫度分布不均或交替變化引起的溫度應(yīng)力以及軋輥制造過(guò)程中形成的殘余應(yīng)力等）的綜合影響。具體來(lái)說(shuō)，軋輥的破壞可能由以下三方面的原因造成：1) 軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。例如，在額定負(fù)荷下軋輥因強(qiáng)度不夠而斷裂后因接觸疲勞超過(guò)許用值，是輥面疲勞剝落等；2) 軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求。例如，軋輥的耐熱裂性、耐粘附性及耐磨性差，材料中有夾雜物或殘余應(yīng)力過(guò)大等；3) 軋輥在生產(chǎn)過(guò)程中使用不合理。熱軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時(shí)，會(huì)因熱疲勞造成輥面熱裂；在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進(jìn)行高負(fù)荷熱軋，熱軋的軋輥驟然冷卻，往往會(huì)因溫度應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致軋輥表層剝落甚至斷輥；壓下量過(guò)大或因工藝過(guò)程安排不合理造成過(guò)負(fù)荷軋制也會(huì)造成軋輥破壞等。由此可見(jiàn)，為防止軋輥破壞，應(yīng)從設(shè)計(jì)制造和使用等諸方面去考慮。設(shè)計(jì)軋輥時(shí)，通常是按工藝給定的軋制負(fù)荷和軋輥參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于對(duì)影響軋輥強(qiáng)度的各種因素（如溫度應(yīng)力、參與應(yīng)力、沖擊載荷值等）很難準(zhǔn)確計(jì)算，為此，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中（為了保護(hù)軋機(jī)其他重要部件，軋輥的安全系數(shù)是軋件各部件中最小的）。為防止四輥板帶軋機(jī)軋輥輥面剝落，對(duì)工作輥和支撐輥之間的接觸應(yīng)力應(yīng)該做疲勞校驗(yàn)。 支撐輥的強(qiáng)度校核～。顯然，支撐輥的抗彎端面系數(shù)較工作輥大的多，即支撐輥有很大的剛度。因此軋制時(shí)的彎曲力矩絕大部分有支撐輥承擔(dān)。在計(jì)算支撐輥時(shí)通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輥軋機(jī)一般是工作輥傳動(dòng)，因此，對(duì)支撐輥只需要計(jì)算輥身中部和輥徑端面的彎曲應(yīng)力。支撐輥的彎曲力矩和彎曲應(yīng)力分布如圖5示：在軋輥的11斷面上和22斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即：.............................................(37)