【正文】 （） Wn=πd3 /16 （）式中： MK——軋輥驅(qū)動(dòng)扭矩； Wn——抗扭斷面系數(shù)，mm。強(qiáng)度校核：由于軋輥采用鍛鋼軋輥，本設(shè)計(jì)輥頸強(qiáng)度校核按第四強(qiáng)度理論，合成應(yīng)力為 σj=（σ22+3τ2）0。5≤[σ] （） 以本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品HM294200812進(jìn)行軋輥強(qiáng)度和電機(jī)能力驗(yàn)算結(jié)果如下，從以下各表可以看出，軋輥強(qiáng)度和電機(jī)發(fā)熱及過(guò)載校核均通過(guò)。 軋制壓力、軋制力矩表道次軋制壓力(t)軋制力矩(tmm)摩擦力矩(tmm)空轉(zhuǎn)力矩(tmm)額定力矩(tmm)1234567 軋輥強(qiáng)度校核表道次輥身最大彎曲應(yīng)力(MPa)輥頸應(yīng)力許用應(yīng)力(MPa)彎應(yīng)力(MPa))扭應(yīng)力(MPa))合成應(yīng)力(MPa))1140214031404140514061407140 電機(jī)校核表道次均方根力矩(tmm)額定力矩(tmm)12345676孔型設(shè)計(jì)及壓下規(guī)程編制采用萬(wàn)能軋機(jī)軋制H型鋼的孔型設(shè)計(jì)需符合軋件腹板與翼緣延伸相等的原則。若腹板延伸系數(shù)比翼緣延伸系數(shù)大，則腹板會(huì)出現(xiàn)波紋。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，為保證腿長(zhǎng)，往往讓翼緣延伸系數(shù)稍大于腹板延伸系數(shù)，即相對(duì)壓下量翼緣要略大于腹板2%～4%。若翼緣延伸系數(shù)比腹板延伸系數(shù)過(guò)大，會(huì)造成撕裂。在萬(wàn)能軋機(jī)中，為保證H型鋼軋制過(guò)程正常，應(yīng)使腹板面積和翼緣面積相對(duì)變化相同。因?yàn)棣?l/L，按體積不變定律有V1=V2，即LF1=lF2，所以μ=F1/F2，即延伸系數(shù)可用面積變化比來(lái)表示，因此有 （）式中： FynFyn——分別為第n道次軋前與軋后翼緣面積；FbnFbn——分別為第n道次軋前與軋后腹板面積。又因 F=dB，所以上式又等于： （）式中： d、B——分別為翼緣厚度和寬度；t、b——分別為腹板厚度和寬度。由于是在萬(wàn)能軋機(jī)中軋制，一般軋件腹板寬度和翼緣寬度變化不大，可近似認(rèn)為Bn1=Bn，bn1=bn，則上式可寫為 （） ＝常數(shù) （）上式說(shuō)明可以用腹板與翼緣的厚度之比這一常數(shù)來(lái)代替其面積之比。在用萬(wàn)能機(jī)架軋制H型鋼時(shí)，從粗軋到最后出產(chǎn)品都應(yīng)遵守這一條件，它反映了在萬(wàn)能軋機(jī)上軋制H型鋼變形的客觀規(guī)律，也是計(jì)算壓下規(guī)程的基礎(chǔ)。萬(wàn)能精軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)主要是確定H型鋼邊部?jī)?nèi)側(cè)間距，即UF孔型水平輥寬度WF。：萬(wàn)能精軋機(jī)水平輥輥寬計(jì)算，基本公式為： = （） 萬(wàn)能精軋機(jī)軋輥示意圖式中： ——萬(wàn)能精軋機(jī)水平輥輥寬，mm；——H型鋼高度，mm；——H型鋼翼緣厚度，mm；——熱膨脹系數(shù)，參考馬鋼H型鋼廠經(jīng)驗(yàn)值，～?？紤]到軋輥車削和軋件產(chǎn)品的尺寸要求，必須求得精軋機(jī)水平輥輥寬范圍也即其最大值和最小值，公式如下： max=[H＋－2(t2＋)]β （） min=[H＋－2(t2＋)]β （）式中： ——高度方向上的公差，mm； =177。； ——軋件翼緣厚度方向上的公差，mm；=177。；將本設(shè)計(jì)代表產(chǎn)品規(guī)格尺寸代入公式，得：WF=（294212）=WFmax=[294+22（121）]=WFmin=[29422（12+1）]=綜上所述，本設(shè)計(jì)取WF=。同時(shí)，過(guò)渡圓角半徑RF=R=16mm，另外，為提高軋輥重車率，適當(dāng)取側(cè)壁傾角=本典型產(chǎn)品B=200mm，小于280mm，所以立輥采用小立輥，WV=340mm。 萬(wàn)能粗軋機(jī)孔型設(shè)計(jì)主要是確定水平輥寬度。其圖形如下（）： 萬(wàn)型能粗軋機(jī)孔型示意圖為了保證軋制穩(wěn)定，防止出現(xiàn)折疊、腹板偏心等缺陷，通常使＜，計(jì)算公式如下： =－Δ （）式中：——調(diào)整余量，一般為2mm~5mm，本設(shè)計(jì)取=4mm WR=2704=266mm同時(shí)取RR=20mm，RR較大點(diǎn)對(duì)軋制有利。另外，為了提高軋輥重車率，取側(cè)壁傾角=5o。同精軋機(jī)，立輥輥身長(zhǎng)Wv也取340mm。軋邊機(jī)孔型設(shè)計(jì)主要是確定水平輥寬和軋邊機(jī)槽深。其圖形如下（）： 軋邊機(jī)示意圖：軋槽深度；We：軋邊機(jī)輥寬；1）軋邊機(jī)輥寬設(shè)計(jì)軋邊機(jī)的作用主要是控制H型鋼的翼緣端部的形狀，也能控制翼緣的寬度，但有一定的限度，對(duì)腹板并沒(méi)有壓下。設(shè)計(jì)時(shí)，一般在軋輥表面開有凹槽，以防止調(diào)整時(shí)軋輥接觸軋件，造成軋機(jī)負(fù)荷過(guò)大?；居?jì)算式為： =Δ （） 式中：——調(diào)整余量，~，本設(shè)計(jì)取2mm。WE=2662=264mm。2）軋邊機(jī)槽深設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)軋邊機(jī)槽深時(shí)，也應(yīng)考慮軋件寬度外形尺寸、公差尺寸、軋輥傾角、熱脹系數(shù)等因素的影響。軋邊機(jī)槽深公式為： =[β(Bt1)cosθ] /2Δ （） 式中： ——軋邊機(jī)槽深，mm； B ——軋件寬度，mm； θ——軋輥側(cè)壁斜度，θ取5176。； Δ——用于防止軋制時(shí)軋件于軋輥輥身接觸的調(diào)整余量，一般取3～5mm， 本設(shè)計(jì)取Δ=4mm。故 =(2008)cos54=92mm在設(shè)計(jì)開坯機(jī)孔型時(shí)，需兼顧坯料尺寸及成品規(guī)格的要求。由于本設(shè)計(jì)坯料為異形坯，參考馬鋼H型鋼廠本典型產(chǎn)品的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)，在開坯時(shí)，本典型產(chǎn)品HM294200采用一個(gè)異形孔和一個(gè)箱型孔。本設(shè)計(jì)僅對(duì)本典型產(chǎn)品的異形孔和箱型孔進(jìn)行設(shè)計(jì)。1）4號(hào)異形孔設(shè)計(jì)異形孔的主要作用是控制腹板高度和翼緣高度。圖形如下： 異形孔示意圖其中：tc2===68mm，參考馬鋼H型鋼廠經(jīng)驗(yàn)值范圍4~8間。翼緣壓下率：=腹板壓下率：式中：——調(diào)整量，為了使腹板和翼緣之間壓下的協(xié)調(diào)，一般為3%~6%，本設(shè)計(jì)取5%。=—=又因?yàn)? （）故=，取36bk=WR=266mmhf=(B—t1)/2=(250—8）/2=96mm為了提高軋輥的重車率，分別取側(cè)壁斜度：K1=25%，K2=5%。綜合以上可計(jì)算異形孔尺寸：根據(jù)幾何關(guān)系，異形孔尺寸可由以下式子計(jì)算： + =2 （） = + （）可得：dk=， Dk=本設(shè)計(jì)取dk=55mm，Dk=90mm又=296+36=228mm=266+290=446mm因此異形孔尺寸如下：tc2=68mm hK=228mmtc1=36mm Bk=446mmbk=266mm K1=25%K2=5% hf=dk=55mm Dk=90mm2）箱形孔設(shè)計(jì)箱形孔的主要作用是控制腹板高度。 開坯機(jī)箱形孔示意圖其中各尺寸值確定如下：1. 槽底寬度：bk =280mm（考慮軋件的軋制穩(wěn)定性公式：B（0~6），B為本道次來(lái)料寬度）2. 側(cè)壁斜度K一般取5~12%，本設(shè)計(jì)取5%。由 （）可得：槽口寬度：Bk=（1+k)bk=294mm，取300mm。3. 孔型高度： h=2t20+S (）式中：t20——原料翼緣平均尺寸，t20=（A+C）/2=(125+85)/2=105mm； ——熱膨脹系數(shù)，取=； S——輥縫，取20mm。得：h=21051+20=230mm（1）萬(wàn)能軋制的特點(diǎn)軋件在萬(wàn)能軋機(jī)中的軋制類似于三塊鋼板的軋制，也有所不同，主要特點(diǎn)為：1）立輥為被動(dòng)輥，無(wú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；2）軋件在立輥輥面與水平輥側(cè)面之間被壓縮變形，非在兩圓柱輥面之間發(fā)生變形；3）軋件翼緣與腹板的交接圓角處也有變形和延伸；4）僅翼緣有寬展，而腹板無(wú)寬展。（2）壓下規(guī)程的編制原則1）要使成品具有良好的表面質(zhì)量和尺寸精度，應(yīng)使腹板與翼緣的絕對(duì)延伸相等，而此處的延伸并不等價(jià)于壓下率，其原因在于：軋件腹板由于受到兩側(cè)立輥的限制，無(wú)寬展，所有的壓下量全部轉(zhuǎn)換為了延伸，而軋件的翼緣部分有寬展。因此必須使翼緣壓下率＞腹板壓下率，從而保證二者的絕對(duì)延伸相等；2）對(duì)于窄翼緣梁型H型鋼，在制定壓下規(guī)程時(shí)，一般使翼緣總壓下率略大于腹板總壓下率，有時(shí)甚至還使翼緣總壓下率略小于腹板總壓下率。綜上所述，在制定萬(wàn)能軋機(jī)壓下規(guī)程時(shí)應(yīng)具體情況具體分析，其基本原則是：在水平輥、立輥軋制力和軋制電流允許的情況下合理分配各道次壓下量，確保各道次的翼緣和腹板的實(shí)際延伸相等。（3）壓下量分配原則1）由于萬(wàn)能軋機(jī)第一道次的翼緣和腹板變形很不均勻，因此壓下量不能過(guò)大；2）為了使成品獲得良好的表面質(zhì)量和尺寸精度，并共用同一個(gè)開坯機(jī)成形孔，在前續(xù)軋制道次的翼緣壓下系數(shù)既可大于亦可小于腹板壓下系數(shù)；3）后續(xù)軋制道次由于溫度較低，翼緣寬展較大導(dǎo)致翼緣的絕對(duì)延伸量較小，為了使翼緣與腹板的絕對(duì)延伸量一致，應(yīng)使翼緣壓下系數(shù)＞腹板壓下系數(shù)；4）由于UF道次軋件溫度低，軋輥磨損大，為了提高軋件表面質(zhì)量和降低輥耗，UF道次一般只給很小的壓下量。有時(shí)考慮到UF的主要作用是整形，甚至不予以分配壓下量。（4）典型產(chǎn)品HM294200812壓下規(guī)程制定1）平均壓下率μ計(jì)算1）本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品規(guī)格為HM294200812，坯料采用II型異形坯，其斷面面積為90567mm2，成品面積為7105mm2。由上可知，總延伸率 =90567/7105=參考馬鋼H型鋼廠此規(guī)格產(chǎn)品的壓下規(guī)程設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)典型產(chǎn)品開坯道次為7道次，萬(wàn)能粗軋道次10道次，萬(wàn)能精軋道次為1道次。因此平均延伸系數(shù)為為：=a) 開坯機(jī)壓下規(guī)程的制定開坯機(jī)孔型外側(cè)壁斜度取為5%，內(nèi)側(cè)壁斜度為25%，圓角半徑R=16mm。按照開坯機(jī)及萬(wàn)能軋機(jī)延伸率的分配原則，按照開坯機(jī)及萬(wàn)能軋機(jī)延伸率的分配原則，則開坯機(jī)的總延伸率為：。： 開坯機(jī)壓下規(guī)程表道次孔型編號(hào)輥縫mm軋件尺寸延伸系數(shù)軋輥工作直徑mm軋制速度m/s各道次軋出軋件長(zhǎng)度m軋制溫度oC軋制時(shí)間(s)高mm寬mm面積mm2純軋s間隙時(shí)間050030090567125012260490300894711020120032485480285810411107115033465475265714381108113034445470245618361109111085225546524560235110610808643046023054634111010508742245522252233110710300b) 成品熱尺寸成品熱狀態(tài)下高度： H=（）=熱狀態(tài)下寬度： B=（）=成品熱狀態(tài)下腹板厚度：T1=（）=成品熱狀態(tài)下翼緣厚度：T2=（）=成品熱狀態(tài)下翼緣厚度： =()=壓下率： ()由此可得 （）即前一道次軋后厚度可由后一道軋后厚度按上式計(jì)算得到。腹板高度 ： （）： 萬(wàn)能軋機(jī)壓下規(guī)程