【正文】 尺寸 偏差 尺寸 偏差 165165 165 177。5 ≤7 3 軋機(jī)選擇 軋鋼機(jī)選擇的主要依據(jù)是：車間生產(chǎn)鋼材的品種，產(chǎn)品品種和規(guī)格，生產(chǎn)規(guī)模的大小，以及由此而確定的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程。 課程設(shè)計 8 a單機(jī)架， b橫列式， c順列式， d棋盤式， e半連續(xù)式， f連續(xù)式 圖 1 軋鋼機(jī)按機(jī)架排列的分類 軋鋼機(jī)布置的基本形式只有三種．即 橫列式布置、順列式布置和連續(xù)式布置。 [6] 橫列式布置軋機(jī) 一般都是采用穿梭軋制和活套軋制方式。主要用于生產(chǎn)各種型材、線材、和開坯生產(chǎn)。我國中型廠和地方小企業(yè)的軋機(jī)基本部是橫列式軋機(jī)。這是橫列式布置軋機(jī)的重要缺點 順列式布置的軋機(jī) 采用跟蹤軋制方式，每架軋機(jī)只軋一道，各架軋機(jī)具有不同的軋制速度，可以隨軋件長度的增加而提高軋制速度，因而具有較高的生產(chǎn)率。 但是軋件軋出的長度隨道次的增加而加長。因此順列式布置的軋機(jī)有校長的 廠房，導(dǎo)致車間占地面積和投資的增加，故只適宜于生產(chǎn)斷面尺寸較大的鋼材，或用于其它布置形式的粗軋機(jī)列。由于連續(xù)式布置的軋機(jī)易于實現(xiàn)軋制過程的機(jī)械化和自動課程設(shè)計 9 化．可以采用較高的軋制速度，因而具有很大的生產(chǎn)能力。 綜上所述，本設(shè)計采用連續(xù)式布置軋機(jī)。因為其機(jī)架數(shù)目一般不少于軋制道次 ，只要知道軋制道次即可確定機(jī)架數(shù)。 μz=Fo / Fn……………………………………… （ 4） 式中： μz——壓縮比； F0——鋼坯斷面積， mm2； Fn——成品斷面積， mm2。 Fn= * * 12 *12 采用 165 方坯 F0 =165 *165 由式（ 4）得， μz=F0/Fn =（ 165*165） /（ * * 12 *12） = 軋制道次和機(jī)架數(shù)可用下式確定： N = Lgμz / Lgμp…………………… …………… （ 5） 式中： N——機(jī)架數(shù)目； μz——由坯料到成品的總延伸系數(shù)； μp——各道次的平均延伸系數(shù)。 箱形孔平均延伸系數(shù)： μp = ； 橢圓 圓平均延伸系數(shù)： μp= – ； 根據(jù)以上經(jīng)驗數(shù)據(jù)，再參考同類棒材車間， μp = 。 生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品可甩架次（空過），減少軋制道次。其主要缺點是剛性較差，軋出的產(chǎn)品精度不高。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，具有較高的強(qiáng)度和剛度。 半閉口機(jī)架 實際也是開口式機(jī)架的一種。因它課程設(shè)計 10 兼有換輥方便和剛性較好的優(yōu)點，因此又稱為半閉口機(jī)架。 短應(yīng)力線軋機(jī) 軋機(jī)的剛性也即剛度是指軋鋼機(jī)工作機(jī)座在軋制時抵制發(fā)生彈性變形的能力。在一定的軋制壓力作用下剛度系數(shù) K 越大，工作機(jī)座發(fā)生的彈性變形越小，此時軋機(jī)剛性越大；反之，剛度系數(shù) K 值小，工作機(jī)座的彈性變形就大，軋機(jī)的剛性就差。 平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī) 采用平立交替式布置是為了滿足靈活的軋制工藝而設(shè)計的。機(jī)架可以水平或傾倒 90 度，放置 在一個小車上。立輥軋制時為了平衡軋輥質(zhì)量，在軋輥輥系中增加了止推軸承。在垂直軋制時，小車坐在一個由電機(jī)驅(qū)動蝸輪、蝸桿、絲杠螺母機(jī)構(gòu)組成的臺架上，臺架可上下移動，完成換孔槽動作。 軋輥尺寸確定 軋輥的主要尺寸就工藝設(shè)計來說是輥身直徑和輥身長度。 選 軋輥直徑 在進(jìn)行工藝設(shè)計時可以采用兩種方法來預(yù)選軋輥直徑： 1)按經(jīng)驗公式選??； 2)參考相同類型的軋機(jī)情況選取。 表 3 不同軋機(jī)的 K 值范圍 參考同類車間， K 值取 ，為中型軋機(jī) [8] 。因為愈是接近成品機(jī)架，由于軋件斷面尺寸和壓下量的減少，金屬對軋輥的壓力大為減小，軋軋機(jī)名稱 大型軋機(jī) 中型軋機(jī) 小型軋機(jī) K = D/ H – 課程設(shè)計 11 制的咬人條件也大為改善。 但在實際設(shè)計時由于考慮到軋機(jī)制造和備品備件的管理使用方便．往往又采用分組的辦法，也即同一組軋機(jī)中軋輥直徑相同。 D 值為最大直徑。一般根據(jù)輥身長度與輥徑的比值 (L／ D)來選定。 型鋼軋機(jī) K 取 –，參考同類車間 K = ， 課程設(shè)計 12 中軋 L = K D = * 400 =700 ， 取 L = 700 mm， 考慮到機(jī)架的共用性， 1521軋機(jī)輥身長度 L = 600 mm。 4 加熱設(shè)備的選擇 加熱是熱軋生產(chǎn)中的一個重要工序，而坯料加熱質(zhì)量的保證和加熱爐產(chǎn)量的大小完全依賴于所選擇的加熱爐及它的熱工制度。 爐型的選擇 小型連軋車間配備的爐子型式有推鋼式爐及步進(jìn)式爐兩大類。 選用步進(jìn)式爐符合發(fā)展趨勢，有利于發(fā)展熱裝熱送；另外，步進(jìn)式爐還有步進(jìn)梁式、步進(jìn)底式和梁底組合式之分，生產(chǎn)經(jīng)驗表明：當(dāng)方坯邊長小于 135mm時加熱后易彎曲，故采用梁底組合式；當(dāng)斷面邊長大于 135mm 時，則可用全梁式，其四面加熱，加熱較快且均勻，且其可以有效縮短爐長，氧化鐵皮清除較容易，可大大降低工人的勞動強(qiáng)度。由于側(cè)進(jìn)側(cè)出式加熱爐的封閉性較好，能有效利用熱能，且可以發(fā)展熱裝熱送，因此選用側(cè)進(jìn)側(cè)出式爐。 產(chǎn)量計算 本車間最小勞動換算系數(shù)為，所以，小時產(chǎn)量最大的產(chǎn)品的小時產(chǎn)量為： htXAA b / ??? ……………………………………… （ 8） 軋機(jī)理論生產(chǎn)能力要大于此值才能保證正常生產(chǎn)， 因此，軋機(jī)生產(chǎn)能力要達(dá)到 ，而輔助設(shè)備小時產(chǎn)量又要大于軋機(jī)生產(chǎn)能力的 50％左右，因此，加熱爐的小時產(chǎn)量可定為 185t/h 。 采用單排料： B＝ L＋ 2C…………………………………(9) 式中： B——爐子的內(nèi)寬， m； L——鋼坯的長度， m； C——坯料和爐墻及鋼坯和鋼坯之間的間距， C＝ ～ m ，為防止刮爐現(xiàn)象，取 C＝ m。 1000 1000PLLPFQ ?? 效………………………………… (10) 式中： Q——加熱爐的小時產(chǎn)量， t/h； P——有效爐底強(qiáng)度， kg 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 5 2 5 .8 8t 6 5 0 1 1QL P ?? ? ??效 m ? ?25 .8 8 1 2 26 .8 8LL? ? ? ? ? ?全 全 ～ ～ 在此取 L全 為 27m。 [9] 孔型系統(tǒng)的選擇 課程設(shè)計 14 孔型設(shè)計時究竟采用哪種孔型系統(tǒng)，要根據(jù)具體 的軋制條件確定。 箱形孔型系統(tǒng) 箱形孔型優(yōu)點如下： 1)用改變輥縫的方法可以軋制多種尺寸不同的軋件，共用性好。 2)在軋件整個寬度上變形均勻。 3)軋件側(cè)表面的氧化鐵皮易于脫落，這對改善軋件表面質(zhì)量是有益的。 5)軋件斷面溫度降較為均勻 缺點如下： 1)由于箱形孔型的結(jié)構(gòu)特點，難以從箱形孔型軋出幾何形狀精確的軋件。 由箱形孔型系統(tǒng)的優(yōu)缺點可知，采用箱形孔型軋制大型和中型斷而時軋制穩(wěn)定，軋制小型斷面時穩(wěn)定性較差。 橢圓－圓孔型系統(tǒng) 該孔型系統(tǒng)特點如下： 1)變形較為均勻。 鑒于橢圓－圓孔型系統(tǒng)的上述特點，主要是由于延伸系數(shù)小，增加了軋制道次，使軋機(jī)工作效率低，產(chǎn)量降低和成本的提高，但是由于質(zhì)量好，減少了精整工序和精整設(shè)備，并且減少了廢品率和次品率，即可以完全補(bǔ)償所增加的成本。特別是軋制線材的 45176。 [10] 綜上所述，本設(shè)計的 Ф12 棒材的孔型系統(tǒng)為箱型孔與橢圓－圓孔型系統(tǒng)的組合。 典型產(chǎn)品 Ф12螺紋鋼的孔型設(shè)計 由前面設(shè)計 以及所學(xué)內(nèi)容 可知，本車間的軋機(jī)共 21 架，軋制過程中用其中的 21 架，也就是說采用 21 個孔型系統(tǒng)進(jìn)行軋制。 分配延伸系數(shù) 分配延伸系數(shù)的依據(jù)： 1）軋制開始時，軋件的溫度較高，氧化鐵皮多，摩擦系數(shù)小，咬入困難，此時延伸系數(shù)的分配主要考慮咬入條件的限制；分配延伸系數(shù)的依據(jù) 2）隨著軋件氧化鐵皮的脫落，咬入條件大為改善，此時充分利用軋件溫度高，塑性好，變形抗力低的特點，給以大變形； 3）最后幾道次為保證成品斷面形狀和尺寸的正確性，減 少孔型磨損，提高軋輥使用壽命，以及降低能耗，應(yīng)采用較小的延伸系數(shù)，此外，由于橢圓孔和圓形孔的特點，橢圓孔的延伸系數(shù)比圓形孔的相對大些。 分配各道次延伸系數(shù)： ?? ＝ μ1μ3……μ 18＝ 表 5 孔型延伸系數(shù) 孔型系統(tǒng) 箱型 橢圓型 圓型 延伸系數(shù) ～ ～ ～ 確定各道次延伸系數(shù) 如下表所示 表 6 各 道次延伸系數(shù) 機(jī)架號 1 2 3 4 5 6 延伸系數(shù) μ 機(jī)架號 7 8 9 10 11 12 延伸系數(shù) μ 機(jī)架號 13 14 15 16 17 18 延伸系數(shù) μ 機(jī)架號 19 20 21 延伸系數(shù) μ 軋制道次面積的確定 由延伸系數(shù)與軋件斷面面積關(guān)系，確定各 道次軋件斷面面積 [11]：單位（ mm2）如下表（ 7） 典型的孔型尺寸計算 1）第一架 平箱孔 取 β=，由 β=（ b165） / （ 165h） = ， b * h = 21025 ，可得： h = ， b = mm； 孔型高度： kh = 軋件高度 = mm； 槽口寬度： kB = b + Δ = 190 （ b 為軋件寬）， Δ 取 5～ 12 mm ； 槽底寬度： kb =（ ～ 1） B =（ ～ 1） * 165 =～ 165，取 bk =165 mm （ B 為進(jìn)入軋件厚度， b 軋后軋件厚度）； 輥縫： S =15 mm ； 課程設(shè)計 17 斜度： ψ= )( kk bB ? / kh = % (可取 10%25%或更大些 ) 。 表 7 各道次軋件斷面面積 單位（ mm2） 道次 面積 道次 面積 1 21025 12 676 2 15876 13 529 3 11664 14 441 4 8464 15 5 6084 16 6 4356 17 7 3136 18 8 2304 19 196 9 1681 20 169 10 1225 21 144 11 900 2）第二架 方箱 取 β= ； 孔型高度： kh = 軋件高度 = 126 mm ； 槽口寬度： kB = b + Δ = 135， Δ 取 5～ 12 mm ； 槽底寬度： kb =（ ～ 1） B = ～ 126，取 kb =125 mm ； （ B 為進(jìn)入軋件厚度， b 軋后軋件厚度） 輥縫： S =15 mm ； 斜度： ψ= （ kB kb ） / kh = % (可取 10%25%或更大些 ) 。 課程設(shè)計 18 3）第三架 平箱孔 取 β=，由 β=（ b126） / （ 126h） = ， b * h = 11664 ，可得： h = ， b = mm； 孔型高度： kh = 軋件高度 = mm； 槽口寬度： kB = b + Δ = 140（ b 為軋件寬）， Δ 取 5～ 12 mm ； 槽底寬度： kb =（ ～ 1） B =（ ～ 1） * 126 =～ 126，取 bk =125 mm （ B 為進(jìn)入軋件厚度， b 軋后軋件厚度）； 輥縫： S =18 mm ； 斜度： ψ= )( kk bB ? / kh =% (可取 10%25%或更大些 ) 。 4）第四架 方箱 取 β= ； 孔型高度： kh = 軋件高度 = 92 mm ； 槽口寬度 ： kB = b + Δ = 100， Δ 取 5～ 12 mm ； 槽底寬度： kb =（ ～ 1） B = ～ 92，取 kb =92 mm ； （ B 為進(jìn)入軋件厚度， b 軋后軋件厚度） 輥縫： S =16 mm ； 斜度： ψ= （ kB kb ） / kh = % (可取 10%25%或更大些 ) 。 5）第五架 圓孔 取 β=； D= 基圓半徑： R = * D = ； 孔型高度： kh = 2R = mm ； 孔型寬度： kb =2R + δ= 90mm (δ =2～ 4mm)； 擴(kuò)張角： α= 30 度； 輥縫： S = mm ； 圓孔型擴(kuò)張半徑： R = )c oss i n(48 )c oss i n(44 222 ?? ?? ???? ??????kkbsR　　 bsRRskb = 外圓角半徑： r = 2～ 5，取 r =5 mm； 課程設(shè)計 19 充滿度：取 δ= （在 ～ 1 范圍內(nèi)）； 其余圓孔型構(gòu)成與第五孔相同，基本尺寸如表 8 表 8 孔型基本尺寸（ mm） 道次 孔型高度 H 孔型寬度 Bk 基圓半徑 R 擴(kuò)張角 θ 輥縫 s 外圓角半徑 r 7 66 300 10 5 9 50 300 7 5 11 36 300 5 5 13 28 300 3 5 15 25 300 3 17 23 300 3 19 21 300 3 21 14 300 3