【正文】 最大壓應(yīng)力及接觸區(qū)寬度2b可由下式計算：圖6工作輥與支撐輥相接觸情況 …………(30)式中：——加在接觸表面單位長度上的負荷；、及、——相互接觸的兩個軋輥的直徑及半徑；、——與軋輥材料有關(guān)的系數(shù)。H．赫茨（Hertz）理論認為：兩個圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生局部的彈性壓扁，存在呈半橢圓形分布的壓應(yīng)力（圖6）。 工作輥與支撐輥間的接觸應(yīng)力四輥軋機支撐輥和工作輥之間承載時有很大的接觸應(yīng)力，在軋輥設(shè)計及使用時應(yīng)進行校核計算。支撐輥與工作輥的反力Ps的作用線與工作輥和支撐輥連心線間的夾角： γ=arcsin[(ρ2+m)/2] ……………………………………………(27)其中 ρ2——支撐輥軸承的摩擦圓半徑其值計算為ρ2=fd/2,f為機械摩擦系數(shù),因是油膜軸承取f=,d——輥徑直徑；m——滾動摩擦力臂一般m=～=。本設(shè)計同樣以第四道次為例進行計算：工作輥傳動端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)為驅(qū)動一個工作輥的傳動力矩Mk有軋制力矩Mz、工作輥帶動支撐輥的力矩Ms和工作輥軸承的摩擦力矩Mf1組成，即Mk=Mz+Ms+Mf1，或M=Pa+PsS+Pfρ1圖5 傳動圖上式各參數(shù)的計算公式為：支撐輥對工作輥的反力： Ps=Pcosφ/cos(θ+γ) …………………………………………………(24)張力軋制時軋制壓力偏離垂直方向的角度：φ=arcsin[(T1T0)/2P] ……………………………………………(25)式中：T1 ——前張力；T0 ——后張力；P——軋制力。 工作輥強度校核由于有支撐輥受彎曲力矩，故工作輥可知考慮扭轉(zhuǎn)力矩，即僅計算傳動端得扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。注：本設(shè)計支撐輥為合金鍛鋼，可見支撐輥的彎曲應(yīng)力遠遠小于該許用應(yīng)力，故滿足要求。本設(shè)計以第四道次為例進行計算：，重車后的輥身直徑，取。若認為軸承反力距離l等于兩個壓下螺絲的中心距，而且把工作輥對支撐輥的壓力簡化成均布載荷（這時計算誤差不超過9％～13％），可得33斷面的彎矩表達式 ……………………………………(21)輥身中部33斷面的彎曲應(yīng)力為 ……………………………(22) 式中的應(yīng)以重車后的最小直徑帶入。在輥頸的11斷面和22斷面上的彎曲應(yīng)力均應(yīng)滿足強度條件，即 ………………………………(19)…………………………(20)式中：——總軋制壓力；、——11和22斷面的直徑；、——11和22斷面至支反力P/2處的距離；——許用彎曲應(yīng)力。由于四輥軋機一般是工作輥傳動，因此，對支撐輥只需計算輥身中部和輥頸斷面的彎曲應(yīng)力。因此，軋制時的彎曲力矩絕大部分由支撐輥承擔。注：～。即 式中： ——超過基本轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速； 軋輥強度校核 支撐輥強度校核四輥軋機由于有支撐輥，給軋輥計算帶來了新的特點。當實際轉(zhuǎn)速超過電動機的基本轉(zhuǎn)速時，應(yīng)對超過基本轉(zhuǎn)速部分對應(yīng)的力矩加以修正，見圖39，即乘以修正系數(shù)。為此必須計算出負荷圖中的等效力矩，其值按下式計算：……………………（16）式中：——等效力矩；——軋制時間內(nèi)各段純軋時間的總和；——軋制周期內(nèi)各段間隙時間的總和；——各段軋制時間所對應(yīng)的力矩；——各段間隙時間對應(yīng)的空轉(zhuǎn)力矩。繪制靜負荷圖之前，首先要決定出軋件在整個軋制過程中在主電機軸上的靜負荷值，其次決定各道次的純軋和間歇時間。故有，；所以得到空轉(zhuǎn)力矩： 電機軸上的總傳動力矩的確定由于采用穩(wěn)定速度咬入，即咬鋼后并不加速，故計算傳動力矩時忽略電機軸上的動力矩。；——傳動機構(gòu)的效率，即從主電動機到軋機的傳動效率；由于軋機都沒有減速機及齒輪座，但接觸傾角，故可取。該力矩是指減速機做，齒輪機座中的摩擦力矩。對上下兩個軋輥（共四個軸承）而言，該力矩值為： ………………………………（11）式中：——軋制力；——軋輥輥頸直徑；——軋輥軸承摩擦系數(shù)，它取決于軸承構(gòu)造和工作條件： 滑動軸承金屬襯熱軋時 滑動軸承金屬襯冷軋時 滑動軸承塑料襯 液體摩擦軸承 滾動軸承 注：本設(shè)計取軋輥輥頸尺寸和輥頸長度可以通過下式確定：，；取。C——機座剛度系數(shù)，即線性段的斜率；按經(jīng)驗設(shè)定各機架的輥縫值（生產(chǎn)時再由液壓壓下裝置和彎輥裝置對輥縫進行自動控制）如下：表16 各機架的輥縫值沒有這個道次12345P /kN10219125281188411306h /mmS0 /mm 主電動機傳動軋輥所需力矩的計算 軋制力矩的計算軋制力矩可以根據(jù)下面的公式進行計算： ………………………………………（10）其中，為力臂系數(shù)，冷軋時。通常為了消除非直線段的往往采用人工零位法進行軋制。因此10%軋制力的誤差，往往造成很大的厚度差，這會給正常操作造成很大困難，并直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量?，F(xiàn)代帶鋼連軋機剛度系數(shù)是在5000~6500KN/mm左右，通常軋制力的負荷水平為8000~30000KN，彈跳值可達1~5mm。(凸形、凹形或圓柱形)。實驗表明，帶鋼寬度和輥身長度的比值以及工作輥直徑和支承輥直徑的比值愈小，則工作輥與支承輥之間壓力分布的不均勻性愈明顯。工作輥與支承輥之間，由于其接觸長度大于軋件與工作輥的接觸長度，因而其壓力分布是不均勻的。對于工作輥來說，如果軋制壓力沿帶鋼寬度是均勻分布的，則變形區(qū)內(nèi)工作輥的彈性壓扁在輥身中部的分布也是均勻的，只是在軋件邊部壓扁值小些。軋件與工作輥之間、工作輥與支承輥之間均產(chǎn)生彈性壓扁。影響軋輥磨損的因素很多，例如，軋輥和軋件的材料，軋輥的表面硬度和光潔度，軋制壓力和軋制速度，前滑和后滑的數(shù)值以及支撐輥與工作輥之間的滑動速度等都會影響軋輥的磨損速度。冷卻水、冷卻潤滑液、空氣和與軋輥接觸的零件又會使軋輥冷卻。軋制力愈大，載荷愈集中在軋輥中部，軋輥的彈性彎曲變形愈大；軋輥直徑愈大，剛性愈好，彈性彎曲變形愈小。軋機輥縫設(shè)計最主要的任務(wù)是盡可能地準確地確定各機架的空載輥縫值S。故該道次的平均總壓下率為：由圖2查出對應(yīng)于的故 計算 計算 故 圖2 Q235 加工硬化曲線1——縱向；2——橫向表14（ex－1）/x值x0123456789圖3軋輥彈性壓扁時平均單位壓力圖解（斯通圖解法）計算圖3中的第二個參數(shù)求α值，對鋼軋輥，則查圖3，有查表14，有故 由，有總壓力第二道：入口總壓下率為24％，出口總壓下率為44%，Δh=，平均總壓下率為36％，對應(yīng)的故 計算 計算 故 得到：查圖3，有查表14，有故 由，有總壓力第三道：入口總壓下率為44％，出口總壓下率為64％，Δh=，平均總壓下率為5 6％，對應(yīng)于的故 計算 計算 故 得到：查圖3，有查表14，有故 由，有總壓力第四道：入口總壓下率為64％，出口總壓下率為76％，Δh=，％，對應(yīng)于的故 計算 計算 故 得到：查圖3，有查表14，有故 由，有總壓力第五道：入口總壓下率為76％，出口總壓下率為80％，Δh=，％，對應(yīng)的故 計算 計算 故 得到：查圖3，有查表14，有故 由，有總壓力表15 各機架軋制力機架號F1F2F3F4F5軋制力/KN10219125281188411306注：根據(jù)軋制力分布情況來看，此規(guī)程可行。 軋制力 軋制力的計算本設(shè)計采用斯通公式計算冷軋平均單位壓力： ………………………………（8）…………………………….………（9）——對應(yīng)于冷軋平均總壓下率的平均屈服應(yīng)力，平均總壓下率為，、分別為入口和出口的冷軋總壓下率；——平均單位張力；——軋制時的摩擦系數(shù)；——該道帶鋼在變形區(qū)的平均厚度；——考慮彈性壓扁后的變形區(qū)長度。僅就軋機本身而言，一級加速度可達12 m/s2。第一級加速度數(shù)值較高，稱為功率加速度（又稱產(chǎn)量加速度），其目的是迅速提高軋制速度，是設(shè)備盡快接近滿負荷運轉(zhuǎn)，以求得最高產(chǎn)量。依據(jù)秒流量相等，則：表11軋件的出口速度12345Vh(m/s)20軋輥的速度可用下式求得：由…………………………………………..(7)表12 軋輥速度12345V(m/s)由公式求得各道次軋輥轉(zhuǎn)速分別為: 注：由于電機的轉(zhuǎn)速為1200r/min，所以各架軋機電機的減速比i=1200/n。當連軋機組末架軋制速度確定后，根據(jù)連軋條件——秒流量相等的原則，根據(jù)各架軋出厚度和前滑求出各架軋制速度（帶鋼的寬展和前、后滑忽略不計）。本次設(shè)計依據(jù)設(shè)備、產(chǎn)品及參考同類車間設(shè)定：第五機架的軋制速度為20m/s。連軋機組末架的軋制速度決定著軋機的產(chǎn)量和技術(shù)水平（注：確定末架軋制速度時，應(yīng)考慮保證各主要設(shè)備和輔助設(shè)備生產(chǎn)能力的平衡，軋制帶鋼的厚度及鋼種等）。在潔凈軟化依據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗取各機架間張力見表7。由于冷軋只有加工硬化，沒有再結(jié)晶。176。由公式 ……………………………...(2)得 ………………………………….(3)表7 各道次咬入角道次12345咬入角176。制定的壓下規(guī)程如表5所示表5 1500mm帶鋼壓下規(guī)程道次H /mmh /mm /mmε/％軋速 m/s前張力/MPa后張力/MPa平均張力/MPa12410915521101201153140150145415022018552020040120 前滑值的確定由于第一道次不噴油，以后的4個道次采用棕櫚油潤滑，摩擦系數(shù)取值可以參考表6。本設(shè)計選擇如下：1500mm的帶鋼卷，鋼種為低碳鋼，軋輥直徑為1790mm500mm2，1790mm400mm2，1790mm320mm1；最大允許軋制力為20MN，卷取機卷取張力為30Mpa（）；主電機額定功率為4250KW5，主電機額定轉(zhuǎn)矩取180KNm。所謂的經(jīng)驗的方法是生產(chǎn)中往往參照現(xiàn)有類似軋機行之有效的實際壓下規(guī)程，亦即根據(jù)經(jīng)驗資料進行壓下分配及校核計算。制定壓下規(guī)程的方法很多，一般可概括為理論方法和經(jīng)驗方法兩大類。注：因此，本次設(shè)計采用四架四輥CVC軋機和六輥HC軋機的五機架連軋。注：CVC軋機的缺點是輥型復(fù)雜，磨削難度大，適用軋制較寬產(chǎn)品。平均接觸壓力與普通四輥相同； 。CVC軋機的主要優(yōu)點：。圖1 CVC系統(tǒng)原理從圖1可看出，根據(jù)移動方向不同，其結(jié)果是產(chǎn)生一個負的或正的軋輥凸度，因為移動量可任意選擇，這樣即可產(chǎn)生一個連續(xù)可變凸度。這種軋機的特點是采用了特殊的S型軋輥，上下輥形狀相同，但左右倒向配置，并可按相反方向同時作軸向移動。CVC軋機（Continuously Variable Crown）是德國SMS公司于80年代初開發(fā)的新機型。由于軋薄帶時速度難以提高和原版力學性能不如二次冷軋得好，因此這類軋機未能得到很好的發(fā)展?？梢园ㄋ臋C架