【正文】 平均小時產(chǎn)量公式為Ap= Ap a1 a21 an ……………………………..(42)式中: aaan,為各品種在總產(chǎn)量中的百分數(shù)AAAn。本設計采用 第一種按軋制品種百分數(shù)計算。 軋機平均小時產(chǎn)量軋機平均小時產(chǎn)量也稱產(chǎn)品綜合小時產(chǎn)量 其含義為 在一定時間內(nèi) 軋制產(chǎn)品的總數(shù)量與生產(chǎn)這些產(chǎn)品所消耗的總時間的比值。軋制圖表見圖圖 9 軋制圖表由此軋制圖表可以確定一卷帶鋼的軋制節(jié)奏為T= Tzh+Σ =………………………………..(41)把前面的數(shù)據(jù)代入上式計算軋機小時產(chǎn)量得A=3600QK1b/T= 3600 25 0. 89 374 .21 噸在一般情況下 軋鋼車間各個生產(chǎn)工序的能力應大于軋機的生產(chǎn)能力 故通常即以軋機的產(chǎn)量代表整個車間的產(chǎn)量。 K1—稱為軋鋼機利用系數(shù) K1—值的大小很難進行理論上的計算 實際進行軋鋼車間設計時對不同的軋機推薦使用如下數(shù)值開坯機 K1=~成品軋機 K1=~ 本設計取 K1= 以單位原料卷為研究對象來進行對軋制時間的計算原料卷外徑 2000mm 內(nèi)徑 610mm 寬度 1300mm 在切頭、切尾時 切去 經(jīng)酸洗后切邊 每邊切 30mm ,帶鋼寬度 1250mm 有效的被軋 制的帶鋼的體積 25 10 3 m 3 , 由體積相等得 原料的長度 10 6 815 .5 m,經(jīng)切頭切尾后有 由秒流量相等和忽略板寬變化 得成品長度為 815 .4 1250 3 3057 .8 m。軋鋼機技術上可 能達到的小時產(chǎn)量可用下式計算A=3600Q/T………………………………………..(38)式中: A—軋機小時產(chǎn)量 t/h Q—原料重量 tT—節(jié)奏時間 s實際上在生產(chǎn)過程中 由于種種原因 如軋機操作失誤、軋件在孔形中打滑等 軋機的小時產(chǎn)量達不到上述值。分別以小時、班、日、月、和年為時間單位進行計算。(max)= ≤[τ ] …………………………..(37)MPa可見切應力均小于許用切應力 故能滿足生產(chǎn)要求。為保證軋輥不產(chǎn)生疲勞破壞 τ45。主切應力在接觸點處其值為零 從 O 點到 A 點逐步增大 A河北理工大學 畢業(yè)設計說明書點距接觸表面深度 Z= 該點 τ45。因為在接觸區(qū) 材料的變形 處于三向壓縮狀態(tài) 能承受較高的應力?？梢娬龖?均小于許用應力 故能滿足生產(chǎn)要求。本設計的支撐輥的肖氏硬度為 HS7085 工作輥的肖氏硬度為 HS95102。其中v1 v2 及 E1 E2 為兩軋輥材料的波松比和彈性模數(shù)本設計取E1=206GPa E2=206GPa。最大壓應力及接觸區(qū)寬度 2b 可由下公式計算河北理工大學畢業(yè)設計說明書2=2q/(πb)=2=……………………………..(33)式中q—加在接觸表面單位長度上的負荷D1 、D2 及 r1 、r2 —相互接觸的兩個軋輥的直徑及半徑K1 K2—與軋輥材料有關的系數(shù) K1=(1v12)/ πE1。 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力 上圖。六、工作輥與支撐輥間的接觸應力四輥軋機支撐輥和工作輥之間承載時有很大的接觸應力 在軋輥設計及使用適用時應進行校核計算。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] ……………………………..(29)式中ρ2—支撐輥軸承的摩擦圓半徑其值計算為 ρ2=f*d/2 其中 f—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= 本設計取 m=。驅(qū)動一個工作輥的傳動力矩 Mk1 有軋制力矩 M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 即河北理工大學 畢業(yè)設計說明書Mk1=M1+Ms+Mf1 或 M=Pa+PsS+P式中S—反力對工作輥的力臂ρ1—工作輥軸承處摩擦圓半徑。 由于有支撐輥承受彎曲力矩 故工作輥可只考慮扭轉(zhuǎn)力矩 即僅計算傳動端的扭轉(zhuǎn)應力。 =,/ D39。=798mm,=1200mm,=650mm,=620mm,L =4144mm,L =1700mm,=622mm,=200mm,=400mm,=300mm,mmD/L =,D 39。 =,D39。 =273mm,=450mm,=265mm,=250mm,L =3320mm,L =1700mm,=200mm,=200mm,=170mm,=240mm,D /L =,D 39。油膜軸承時 d=( )D,l/D’=.工作輥輥徑直徑與串動端直徑之比約為 傳動端長度與直徑之比河北理工大學 畢業(yè)設計說明書為 。 因五架軋機的工作輥與支撐輥均一樣 故只需校核其中受力最大的一架即可 因第五架軋機受力最大所以我們只校核第五架軋機。支撐輥輥身中部 33 斷面處彎矩是最大的。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徑端面的彎曲應力。因此軋制時的彎曲力矩絕大部分有支撐輥承擔。四輥軋機的支撐輥直徑 D2 與工作輥徑 D1 之比一般在 范圍之內(nèi)。由于對影響軋輥強度的各種因素 如溫度應力、殘余應力、沖擊載荷值等 很難準確計算 為此設計時對軋輥的彎曲和扭轉(zhuǎn)一般不進行疲勞校核 而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中 為了保護軋機其他重要部件 軋輥的安全系數(shù)是軋件各部件中最小的。由此可見 為防止軋輥破壞 應從設計制造和使用等諸方面去考慮。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力過大等3 軋輥在生產(chǎn)過程中使用不合理。具體來說 軋輥的破壞可能由以下三方面的原因造成1 軋輥的形狀設計不合理或設計強度不夠。 將前面的數(shù)據(jù)代入上式計算結(jié)果見表 25表 25 等效力矩道次校核電動機溫升條件為 Mjum≤MH 可見均能滿足電機的生產(chǎn)要求。等效力矩計算及電動機的校核軋機工作時電動機的負荷是間斷式的不均勻負荷 而電動機的額定力矩是指電動機在此負荷下長期工作 其溫升在允許的范圍內(nèi)的力矩。這項工作包括兩部分。軋機減速時 總力矩為MTjian= Mj5 Md5= kNm.已知上述各值后 根據(jù)軋制圖表繪制出一個軋制周期內(nèi)第五架軋機的不考慮不同的軋制速度對軋制力矩的影響電機負荷圖 見圖 7。表 24 軋制時間道次12345Ln(m)5695vp (m/s)t(s)因為各機架主電機的力能參數(shù)相同 而第五機架的軋制負荷最大 所以只需校核第五架軋機的電機即可。靜力矩按下式計算Mj= Mz /i+Mm+Mk…………………………………..(19)將前面的數(shù)據(jù)代入上式得靜力矩見表 23表 23 靜力矩道次靜負荷圖中的靜力矩可以用上式加以確定。C 機座剛度系數(shù) 即線性段的斜率表 22 輥縫值道次P(KN)h(mm)S0(mm)河北理工大學 畢業(yè)設計說明書5 電機能力驗算為了校核和選擇主電動機 除知其負荷之外 尚須知軋機負荷隨時間變化的關系圖 力矩隨時間變化的關系圖稱為靜負荷圖。 彈跳曲線 的非直線部分是變化的 軋后的軋件厚度 h 可用以下公式近似表示h=S0+(PP0)/C……………………………………..(18)式中S0 人工零位的軋輥輥縫指示器讀數(shù),mm。因此 輥縫數(shù)值的準確確定 關鍵在于準確確定軋制力 并且 要安裝有彎輥裝置和自動檢測裝置 以很好的控制板形。它同帶鋼的壓下量及帶鋼本身的厚度為同一數(shù)量級 在后幾個機架里 甚至比帶鋼厚度還要大一些。雖然近代由于對帶鋼的公差要求更加嚴格 新建的軋機剛度不斷加大 但是由于軋輥尺寸及機架尺寸的加大受到一些其他條件的限制 因此限制了軋機剛度系數(shù)的進一步加大。軋輥原始輥型不同 輥縫的形狀自然也不同。工作輥與支承輥間彈性壓扁值的分布規(guī)律與它們之間壓力的分布規(guī)律是一致的。這就使輥與輥之間彈性壓扁沿輥身長度方向也不是均勻分布的。對這種軋件邊部局部變薄的影響通常在輥型設計時不予考慮。決定輥縫形狀的不是彈性壓扁的絕對值 而是壓扁值沿輥身長度方向的分布狀況。4)軋輥的彈性壓扁。 工作輥與軋件之間、工作輥與支承輥之間的摩擦會使軋輥磨損。由于加熱和冷卻的河北理工大學 畢業(yè)設計說明書條件沿輥身長度是不一致的 在各種綜合因素的影響下 軋輥中部比端部 的熱膨脹大 從而使軋輥產(chǎn)生熱凸度 影響輥縫的形狀。軋制時軋件變形功 轉(zhuǎn)化的熱量 摩擦和高溫軋件所傳遞的熱量都會使軋輥變熱。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。影響輥縫形狀的因素有 1)軋輥的彈 性彎曲變形。軋機輥縫設計最主要的任務是盡可能地準確地確定各機架的空載輥縫值 S。 而由下式計算M m 2 (11)( M z M m1 ) / i…………………………..(15)式中:— 傳動效率系數(shù) 即從主電機到軋機的傳動效率 故可取 本設計取 ………………………………..(16)河北理工大學 畢業(yè)設計說明書表 21 摩擦力矩 空轉(zhuǎn)力矩的確定空轉(zhuǎn)力矩可以根據(jù)下式求得……………………………………..(17)式中表示軋機的額定轉(zhuǎn)矩 其大小為 M H 9550 pp——電動機的額定功率 本設計取每架軋機的額定功率為 4250KWn——電動機的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速為 750r/min。 =余下的各道次可依此類推計算出來 則有表 19 軋制力1 2 3 4 5fl( fl2)m39。=則 39。表 18 張力前平均單位張后平均單位張力/MPa平均單位張力力/MPa/MPa2=河北理工大學 畢業(yè)設計說明書fl *=2(fl )=計算圖中第二個參數(shù)8(12)R8 * (12) * 525c=圖 6 軋輥壓扁時平均單位壓力圖解x f l39。平均變形量 可按下式計算……………………………………………..(10)式中::本道次軋前的預變形量:本道次軋后的總變形量:冷軋前軋件厚度H:本道次軋前軋件的厚度 h:本道次軋后軋件的厚度。因為斯通公式把軋制看成平行板間的鐓粗 因此得出單位壓力微分方程式x2txd圖 5 作用在斯通理論微分體上的作用力冷軋薄板時其表面摩擦規(guī)律按全滑動來考慮 即 并采用近似塑性條件 則上式變成如下形式dp x 2 fdxx將上式積分 則得斯通單位壓力公式:在后滑區(qū)在前滑區(qū)式中K (1 q0 )K (1 q0 )mflhh Hm (1 2lx )