中厚板壓下規(guī)程課程設(shè)計

1、遼 寧 科 技 大 學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： EH32中厚板軋制規(guī)程的編制學(xué)院、系： 材料與冶金學(xué)院 專業(yè)班級： 材料加工工程11級2班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 成 績： 2014年 12 月 31 日目錄1前言21.1 EH32中厚板產(chǎn)品介紹21.2 EH32中厚板成分介紹：22中厚板生產(chǎn)工藝流程簡介23. 軋制規(guī)程編制53.1軋制工藝參數(shù)設(shè)計53.1.1選擇坯料53.1.2坯料尺寸的確定53.1.3確定軋制方法53.1.4確定軋制道次63.1.5道次壓下量的分配63.1.6速度制度83.1.7軋制時間83.1.8溫度制度93.2軋制力的計算113.2.1平均單位壓力113.2.2總軋制力

2、的計算113.3計算傳動力矩123.3.1軋制力矩的計算123.3.2附加摩擦力矩的計算123.3.3空轉(zhuǎn)力矩的計算133.3.4動力矩的計算134輥型設(shè)計計算155設(shè)備校核185.1軋輥強(qiáng)度校核185.1.1支撐輥強(qiáng)度校核195.1.2 工作輥強(qiáng)度計算195.1.3接觸應(yīng)力的計算205.2主電機(jī)功率校核215.2.1電機(jī)過載校核215.2.2電機(jī)的發(fā)熱校核216結(jié)語227參考文獻(xiàn)231前言1.1 EH32中厚板產(chǎn)品介紹一般船體結(jié)構(gòu)鋼A、B、D、E級是根據(jù)鋼材沖擊溫度來區(qū)分的，各等級鋼的沖擊值均相同，不是根據(jù)強(qiáng)度等級區(qū)分的。A級鋼是在常溫下（20）所受的沖擊力。B級鋼是在0下所受的沖擊力。D級

3、鋼是在20下所受的沖擊力。E級鋼是在40下所受的沖擊力。高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼又可分為AH32 DH32 EH32 AH36 DH36 EH36。1.2 EH32中厚板成分介紹： EH32化學(xué)成分： 碳(C)0.18 錳(Mn)0.901.60 鋁(Al)0.015 硅(Si)0.100.50 磷(P)0.04 硫(S)0.04 屈服強(qiáng)度 s (MPa)3152中厚板生產(chǎn)工藝流程簡介中厚板的生產(chǎn)工藝流程根據(jù)每個廠的生產(chǎn)線布置情況、車間內(nèi)物流的走向以及其主要產(chǎn)品品種 和交貨狀態(tài)的不同而具有其各自的特點，但加熱、軋制、冷卻和精整剪切仍是中厚板生產(chǎn)工藝流程 的核心部分，而具體的工藝流程一般可根據(jù)成品的交貨

4、狀態(tài)，分為直接軋制交貨、熱處理交貨和拋丸或涂漆交貨。工藝流程簡介圖：原料檢查原料清理加熱除鱗粗軋精軋矯直冷卻表面檢查切頭切尾精整。原料的選擇與加熱中厚板生產(chǎn)采用的原料有扁鋼錠初軋板坯和連鑄板坯3種。其中扁鋼錠為原料時中厚板軋機(jī)產(chǎn)量低產(chǎn)品質(zhì)量差，但由于扁錠不需要初軋設(shè)備，過去我國中小鋼鐵企業(yè)中的中板廠大多采用扁錠為原料，受連鑄坯厚度的限制，生產(chǎn)厚板和特厚板，一般采用扁錠為原料。初軋板坯是由大鋼錠經(jīng)初軋機(jī)軋制而成的，以此為原料，軋機(jī)產(chǎn)量高，鋼板質(zhì)量好，但是由于投資大能耗高和綜合成材率低等因素，導(dǎo)致初軋坯為原料的中厚板軋機(jī)越來越少。目前，連鑄坯已成為中厚板生產(chǎn)的主要原料，其產(chǎn)量高成材率高能耗少以及內(nèi)

5、部組織比較致密都使其得到廣泛應(yīng)用。中厚板軋機(jī)所用原料的尺寸，即原料的厚度寬度長度直接影響著軋機(jī)的生產(chǎn)率坯料的成材率以及鋼板的機(jī)械性能。為了連鑄機(jī)的生產(chǎn)和中厚板車間原料管理的方便，連鑄坯斷面尺寸不宜規(guī)格過多。選擇幾種適當(dāng)?shù)臄嗝娉叽?，再配合連鑄坯長度的變化，來滿足各種規(guī)格的鋼板對原料的要求。中厚板軋機(jī)原料尺寸選擇的原則是：原料的厚度尺寸盡可能?。辉系膶挾瘸叽绫M可能大；原料的長度尺寸盡可能接近原料的最大允許長度。原料的加熱中厚板原料加熱的目的是提高鋼的塑性，降低變形抗力；使坯料內(nèi)外溫度均勻；改變金屬的結(jié)晶組織，保證生產(chǎn)需要的機(jī)械和物理性能。加熱爐型式按其構(gòu)造分：連續(xù)式加熱爐、室狀加熱爐和均熱爐三種

6、。均熱爐多用于由鋼錠直接軋制特厚板；室狀爐多用于特重、特輕、特厚、特短的板坯，或多品種、少批量及合金鋼，生產(chǎn)靈活。中厚板板坯加熱爐的主要爐型是連續(xù)式加熱爐。連續(xù)式加熱爐有推鋼式和步進(jìn)式加熱爐兩種。其中推鋼式加熱爐設(shè)備簡單、操作容易掌握、投資少，但是其也有缺點：鋼坯在水梁上滑動產(chǎn)生擦傷；加熱時間長，鋼坯氧化，脫碳嚴(yán)重；容易粘鋼；不能空出爐等。另外一種步進(jìn)式加熱爐是靠動梁的上、下、前、后平移動作而實現(xiàn)的，故爐長不受限，操作靈活，易于空出爐；不會造成鋼坯劃痕，加熱效率高。便于調(diào)整坯料間隙和加熱時間，易于調(diào)整出爐節(jié)奏，適應(yīng)冷裝坯，冷熱混合坯在爐內(nèi)的加熱條件控制。中厚板坯料加熱的要求有：滿足工藝規(guī)范的需

7、要；沿長度和斷面均勻；減少加熱時氧化燒損。其加熱工藝制度要控制加熱溫度、加熱速度、加熱時間、爐溫制度及爐內(nèi)氣氛的選擇與控制。鋼在加熱爐內(nèi)加熱時的溫度變化過程叫鋼的加熱制度。分為一段式加熱制度：一段式加熱制度、二段式加熱制度、三段式加熱制度、多段式加熱制度。除鱗鋼板表面質(zhì)量是鋼板重要的質(zhì)量指標(biāo)之一，加熱時高溫下生成的氧化鐵皮若在軋制前不及時清理或清理不干凈，在軋后的鋼板表面上，因氧化鐵皮被壓入鋼板表面，會產(chǎn)生“麻點”等缺陷，因此軋前除鱗是保證獲得優(yōu)良表面的關(guān)鍵工序。除鱗原理是利用高壓水的強(qiáng)烈沖擊作用，去除表面的氧化鐵皮。 粗軋粗軋又稱寬展軋制，粗軋階段的主要任務(wù)是將板坯或扁錠展寬到所需要的寬度并

8、進(jìn)行大壓縮延伸。根據(jù)原料條件和產(chǎn)品要求，可以有很多種軋制方法供選擇。這些方法是全縱軋法、綜合軋制法、全橫軋制法、角軋縱軋法。其中全縱軋法由于無法用軋制法調(diào)整原料的寬度和鋼板組織性能的各向異性，因此在實際生產(chǎn)中并不多；綜合軋制法生產(chǎn)靈活，改善鋼板的橫向性能，是生產(chǎn)鋼板中最常用的方法；全橫軋法經(jīng)常用以初軋坯為原料的中厚板生產(chǎn)；角軋縱軋法只用在用鋼錠作原料的三輥勞特式軋機(jī)上。精軋精軋階段的主要任務(wù)是質(zhì)量控制，包括厚度、板形、表面質(zhì)量和性能控制。軋制的第二階段粗軋與第三階段精軋間并無明顯的界限。通常把雙機(jī)座布置的第一臺軋機(jī)稱為粗軋機(jī)，第二臺軋機(jī)稱為精軋機(jī)。對兩架軋機(jī)壓下量分配上的要求是希望在兩架軋機(jī)上

9、的軋制節(jié)奏盡量相等，這樣才能提高軋機(jī)生產(chǎn)能力。一般的經(jīng)驗在粗軋機(jī)上的壓下量約占80，在精軋機(jī)上約占20.。精整與熱處理這是中厚板廠產(chǎn)品質(zhì)量最終處理和控制環(huán)節(jié)。精整是為使軋后的鋼材具有一定的尺寸要求，組織、性能而進(jìn)行的一系列工序。主要包括矯直、冷卻、劃線、剪切、檢查、缺陷清理、包裝入庫等。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求還要進(jìn)行熱處理和酸洗。中厚板廠通常在作業(yè)上設(shè)置熱矯直機(jī)，多使用帶支撐輥的輥式矯直機(jī)，為了補(bǔ)充熱矯直機(jī)的不足，頭尾使用側(cè)刀剪或擺切剪。中厚板熱處理最常采用的是退火、正火、正火加回火、淬火加回火熱處理工藝。3. 軋制規(guī)程編制3.1軋制工藝參數(shù)設(shè)計3.1.1選擇坯料中厚板軋機(jī)所用原料的尺寸，即原料的厚

10、度、寬度、長度，直接影響著軋機(jī)的生產(chǎn)率，坯料的成材率以及鋼板的力學(xué)性能，其尺寸選擇的原則如下：1.原料的厚度盡可能小2原料的寬度尺寸盡可能大3原料的長度尺寸盡可能接近原料的最大允許尺寸。厚板原料的主體是連鑄坯，其厚度不受粗軋機(jī)軋輥最大開口度的限制，成材率高，且產(chǎn)品性能好，所以本設(shè)計選擇連鑄坯為原料。3.1.2坯料尺寸的確定坯料厚度的確定：為保證板材的組織性能，軋制應(yīng)具有足夠的壓縮比，壓縮比一般為保證6:1或7:1，由成品厚度=35mm,知H=6=210mm,根據(jù)原料規(guī)格取H=230mm.坯料寬度的確定：根據(jù)寬展比取1.4為最佳，成品寬度為3100mm,所以B=3100/1.42214mm,因長

11、度限制，根據(jù)材料規(guī)格取B=2000mm。坯料長度的確定：根據(jù)軋前、軋后體積不變的原則，考慮切頭尾、切邊、燒損等影響來選擇其長度，代入數(shù)據(jù)有：230200090%=3531006500，可得=1704mm,因長度限制，取原料長度尺寸為2500mm.綜上所述，原料尺寸定為HBL=230mm2000mm2500mm.3.1.3確定軋制方法 軋制方式包括：全橫軋全縱軋橫-縱軋和縱-橫-縱軋。本設(shè)計采用橫-縱軋制方式，即先橫軋寬展到所需寬度，再縱軋到底，得到所需長度。3.1.4確定軋制道次本設(shè)計采用單機(jī)架的四輥可逆式軋機(jī)。根據(jù)經(jīng)驗，中厚板壓下量在h=12-14mm左右，這里取h=14mm。從坯料到成品鋼

12、板厚度上的總壓下量H=195mm,軋制道次n=195/14=13.93,因為此次軋制采用單機(jī)架軋機(jī)，道次應(yīng)為奇道次故軋制15道次。3.1.5道次壓下量的分配1）校核咬入能力成形軋制階段由于板坯的厚度大、溫度高、軋制速度低、道次壓下量大，所以咬入條件可能成為限制壓下量的因素。每道次的壓下量應(yīng)該小于最大咬入角所確定的最大壓下量。熱軋中厚板中咬入角1520,低速咬入時取=20，則最大壓下量=(1)=66.34mm.展寬道次中，為了滿足控制軋制的要求，同時利用高溫塑性實現(xiàn)大壓下，其壓下量的主要限制條件是設(shè)備的負(fù)荷和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。2）壓下量的分配四輥可逆式中厚板軋機(jī)的軋制速度可調(diào)，因此采用低速咬入，在

13、這類軋機(jī)上軋制中厚板，咬入條件將不是限制壓下量的主要因素。除鱗道次之后可采用大壓下量軋制，中間道次為了充分利用鋼坯溫度高，變形抗力低的優(yōu)勢，采用大的壓下量。然后隨著鋼坯溫度降低，壓下量逐漸變小，最后1-2道次為了保證版形和尺寸精度也要采用較小的壓下量，甚至最后一道采用平軋道次。由于EH32是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其拉伸性能好，故開始校核采取大壓下量，以后逐漸減少。本次設(shè)計的壓下量分配見表3.1100% ，依次求的如下表所示：道次123456789101112131415壓下量/mm252523212018161410864321壓下率/%10.9%12.2%12.8%13.4%14.7%15.5%16.

14、3%17.1%14.7%13.8%12.0%9.1%7.5%5.3%2.8%根據(jù)寬展公式，巴赫契諾夫公式： B=1.15 （h/2H）(rh-h/2f) 其中： h/H-壓下率 F-摩擦系數(shù) 0.42 R-軋輥半徑 取540mm道次123456789101112131415B/mm5.426.066.196.286.776.886.936.915.214.463.432.181.580.930.353.1.6速度制度在軋制中，由于在橫扎道次軋件較短，可采用勻速穩(wěn)定軋制，而對于縱軋道次可采用梯形速度制度。其中，取，穩(wěn)定軋制速度，平均軋制加速度，平均軋制減速度。3.1.7軋制時間由于壓下動作時間隨

15、各道次壓下量而定，軋輥逆轉(zhuǎn)、回送軋件時間可以根據(jù)所確定的咬入、拋出轉(zhuǎn)速改變，所以考慮這三個時間的原則應(yīng)當(dāng)是：壓下時間大于或等于軋輥逆轉(zhuǎn)時間，要大于或等于回送軋件時間。這樣軋輥咬入和拋出轉(zhuǎn)速的選擇就等于本著調(diào)整壓下時間之內(nèi)完成軋輥逆轉(zhuǎn)動作和在保證可靠咬入的前提下獲得最短軋制時間這個原則。由于最開始軋制坯料比較短，所以橫扎階段采用穩(wěn)速軋制。計算如下： ， 式中：L-這一道次軋制后的長度；D-工作輥的直徑，取D=1080mm；n為轉(zhuǎn)速.而縱軋階段由于坯料達(dá)到一定的長度，可采用梯形速度制度計算，見上圖分析得出是加速和減速的軋制時間，是穩(wěn)定軋制時間，計算公式如下： 道次12345678910111213

16、1415t / s0.740.740.742.032.262.322.492.632.672.812.933.193.343.513.60可逆式中厚板軋機(jī)道次間的間隙時間是指軋件從上一道次軋輥拋出到下一道次軋輥咬入的間隔時間。這一時間通常取軋輥從上一道拋出轉(zhuǎn)速下一道咬入轉(zhuǎn)速之間的時間間隔、軋輥壓下時間和回送軋件時間中的最長時間。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般為36s，本次設(shè)計取值為6s各道次時間計算結(jié)果列于表中。3.1.8溫度制度 溫度是影響鋼板組織性能的最主要因素，要控制組織和性能，就必須首先在生產(chǎn)過程中控制溫度制度。特別是四輥軋機(jī)，隨著軋制溫度的提高，冷卻速度達(dá)不到要求，需要進(jìn)行人為姜文來達(dá)到需求的軋

17、制溫度，以保證軋制過程的順利進(jìn)行和產(chǎn)品的性能要求。為了防止過熱、過燒、原始奧氏體晶粒粗大和不均勻等缺陷，根據(jù)鐵碳相圖及現(xiàn)場實際，坯料的出爐溫度為1150，開軋溫度為1100，終軋溫度為980。對于軋制厚板中溫度的確定，因為實際生產(chǎn)中有高壓水除鱗，溫度的制定主要按以下方法考慮：大溫度大于1000時，主要以輻射和高壓水冷卻方式降溫，對流和傳到散熱大致與變形熱能相抵消，同時，軋件的面積大小也影響著溫降。計算各道次輻射溫降的公式為： 式中：z輻射時間，即該道次軋制延續(xù)時間(s) h軋后的厚度(mm)前一道的絕對溫度(K)但該公式并未考慮高壓水和冷卻水的作用，高壓水和冷卻水的冷卻效果要比輻射溫降效果明顯

18、。道次123456789101112131415 t/1.301.471.682.302.963.063.944.775.536.417.248.018.368.758.84軋后t/1048.701047.231045.551043.251040.291037.231033.291028.521022.991016.581009.341001.33992.97984.22975.383.2軋制力的計算3.2.1平均單位壓力根據(jù)熱軋厚板的生產(chǎn)，計算軋制力使用E.kelund公式。平均單位軋制力的計算公式為： 式中：m表示外摩擦對單位壓力影響的系數(shù)，計算式為： K溫度和成分對軋制力的影響系數(shù)，計算

19、公式為： 粘性系數(shù)， 平均變形速度，/s，公式為： 摩擦系數(shù)，對鋼軋輥a=1，對鑄鐵軋輥a=0.8 ?？傑堉屏τ嬎愎綖椋?式中 BH、Bh軋制前、后軋件的寬度(mm)R軋輥半徑(mm) V軋制線速度；3.2.2總軋制力的計算總軋制力的計算公式： 式中： -分別為軋制前、軋制后的寬度（mm）； R-軋輥半徑（mm）； -平均單位壓力Mpa; 3.3計算傳動力矩摩擦系數(shù)，對鋼軋輥a=1，對鑄鐵軋輥a=0.8 。在軋制過程中，在主電機(jī)軸上傳動軋輥所需力矩最多由下面4個部分組成： 軋制力矩； 克服軋制時發(fā)生在傳動機(jī)構(gòu)的附加摩擦力矩；空轉(zhuǎn)力矩； 動力矩； i軋輥與主電機(jī)間的傳動比，取i=1。 3.3.

20、1軋制力矩的計算軋制力矩的計算式為: 式中 合力作用點位置系數(shù)，一般中厚板軋制中約為0.40.5，粗軋道次取最大值隨軋件變薄取小值；R工作輥半徑；壓下量，。3.3.2附加摩擦力矩的計算組成附加摩擦力矩的基本數(shù)值有兩大項：一項為軋輥中軸承中的摩擦力矩；另一項為傳動機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩。其中軋輥軸承中的附加摩擦力矩： 式中 P軋制壓力；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，取f=0.08；則總的摩擦力矩為 式中 工作輥的直徑，=1080mm；支承輥的直徑，=2040mm；傳動效率系數(shù)，=0.96；i 傳動比，參考相關(guān)資料，取i=1。3.3.3空轉(zhuǎn)力矩的計算空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動軋機(jī)

21、主機(jī)列所需的力矩。一般軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩按經(jīng)驗辦法來確定，取電機(jī)額定力矩的35。即 式中 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，N.m；電機(jī)的額定功率，kw，=6000kw；電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。本次設(shè)計取3.3.4動力矩的計算動力矩只發(fā)生于用不均勻轉(zhuǎn)動進(jìn)行工作的幾種軋機(jī)中，如可調(diào)速的可逆式軋機(jī)，當(dāng)軋制速度變化時，需產(chǎn)生克服慣性力的動力矩。其數(shù)值可由下式確定： 式中 動力矩，t.m；折合到電擊傷的轉(zhuǎn)動慣量，t.m；D轉(zhuǎn)動部分的慣性直徑，m；角加速度，r/(min.s)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗， 綜上所述，電機(jī)軸上的總傳動力矩為四部分之和，道次H(mm)B(mm)L(mm)h(mm)h/H()時間(s)溫度()P(t)M(t

22、.m)023020002500-1050-粗軋橫軋12052239.052505.422510.96.741048.701895.6216.621802543.882511.482512.26.741047.232088.5242.5 31572909.372517.6723 12.86.741045.551967.1248.4縱軋41362915.652900.172113.48.031043.252656.4261.651162922.423384.362014.78.261040.492176.1276.5精軋6982929.304005.971815.58.321037.232257.

23、2288.37822936.224776.341616.38.491033.292358.0308.48682943.145746.161417.18.631028.522342.5341.89582948.356724.981014.78.671022.992347.8310.910502958.027775.47813.88.811016.582179.0264.111442961.458825.53612.08.931009.342102.5210.112402963.639700.9449.19.191001.332040.8165.713382965.2110206.0837.59.

24、34992.971852.2124.814362966.1410769.7025.39.51984.221760.1107.815352966.4911076.1012.89.60975.381420.665.44輥型設(shè)計計算輥型設(shè)計熱軋中厚鋼板時軋輥受軋制力的作用將產(chǎn)生彎曲變形，。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量需要預(yù)先將軋輥輥身磨成具有一定凸度的輪廓曲線，以補(bǔ)償軋制時輥縫形狀的變化，獲得橫斷面厚度均勻的產(chǎn)品。在設(shè)計新輥時，對軋輥的磨損不必考慮，只考慮不均勻熱膨脹和軋同時輥身長度方向溫度分布的不均勻?qū)⒁疖堓伒牟痪鶆蚺蛎涊伒膹椥宰冃螐澢?。輥型設(shè)計內(nèi)容包括確定軋輥中部的磨削總凸度值、總凸度值在一套軋輥上的分配

25、以及確定適應(yīng)于輥身中部凸度的輥面磨削曲線。軋輥的不均勻熱膨脹在鋼板的軋制過程中，沿輥身長度方向上，其邊部位受熱較小、散熱較快，中間部位受熱較多、散熱較慢。因此軋輥中部比邊部的熱膨脹大。通常將輥身中部與邊部半徑上的熱膨脹差值稱為軋輥的熱凸度，用t表示： 式中 、分別為工作輥與支撐輥的熱凸度；k軋輥中心與表面的溫度不均勻系數(shù)，k取0.9；軋輥的線彭脹系數(shù)，鋼軋輥取1.3，鑄鐵輥取1.1；d、D分別為工作輥與支承輥的直徑；工作輥中部與邊緣的溫差，通常為10；支撐輥中部與邊緣的溫差，通常為2；帶入得：工作輥=0.91.1101100=0.11mm支撐輥=0.91.322000=0.047mm軋輥的彈性

26、彎曲變形在軋制力的作用下，軋輥要發(fā)生彈性變形，輥型設(shè)計中對軋輥彎曲變形的考慮，主要是計算輥身中間部位與輥身邊緣不為撓度得差值，此差值即為輥身中間相對于輥身邊緣的撓度，用f表示。綜合考慮支撐輥彈性彎曲及工作輥與支撐輥間相互彈性壓扁時的工作撓度為：上工作輥的撓度： 下工作輥的撓度： 其中 式中 q工作輥與支撐輥間單位長度上的平均壓力，；u鋼板寬度與輥身長之比， a=5960、分別為上、下工作輥的實際凸度；、分別為上、下支撐輥的實際凸度。在本次設(shè)計中工作輥為鑄鐵輥，支撐輥為鋼質(zhì)的，則1=0.071 2=0.079 =2.8x10-4=1143.43所以有 k=2.4，=0.54，A=0.057，B=

27、0.19輥型設(shè)計軋輥的磨損 軋輥磨損會直接影響到軋輥的初始凸度，從而與軋輥熱凸度、機(jī)械凸度和軋輥彈性變形一起影響到帶鋼的版型。 軋輥的磨損基本上是無規(guī)則的，在實際軋輥磨損計算時通常依據(jù)現(xiàn)場實測的結(jié)果加以修正。一般可采用以下措施補(bǔ)償軋輥磨損對帶鋼版型的影響： (1)通過合理安排生產(chǎn)計劃來解決對軋輥磨損的影響;(2)用改變輥溫分布的方法來補(bǔ)償磨損的影響；(3)還可以通過減小壓下量的方法來補(bǔ)償軋輥磨損的影響。軋輥輥型設(shè)計 在設(shè)計新軋輥的輥型曲線凸度時，主要是考慮軋輥的不均勻熱膨脹和軋輥彈性彎曲的影響。由于軋輥熱膨脹所產(chǎn)生的熱凸度，在一般下與軋輥彈性彎曲產(chǎn)生的撓度相反，故在輥型設(shè)計時，應(yīng)按熱凸度與撓度

28、合成的結(jié)果，定出新棍的凸度（或凹度），則其最大實際凸度為5： 將數(shù)據(jù)代入式（4-4）中可得： 工作輥的凸度：tg = fg - Dg = 0.294 - 0.110 = 0.184mm 支承輥的凸度：tz = fz - Dz = 0.192 - 0.047 = 0.145mm 本次設(shè)計中軋輥凸度的要求為： 工作輥總凸度：tg = 150400 m = 0.150.40 mm 支承輥總凸度：tz = 0200 m = 00.2 mm 工作輥和支承輥的凸度都為正值且在要求范圍內(nèi)，說明由于軋制力引起的撓度大于不均勻熱膨脹產(chǎn)生的熱凸度，故此時原始輥型應(yīng)磨成凸輥。5設(shè)備校核5.1軋輥強(qiáng)度校核dgdzp/

29、2p/2bDgDz圖5.1 軋輥受力圖對軋輥強(qiáng)度驗算以判斷工藝規(guī)程設(shè)計的合理性，軋輥的強(qiáng)度通常只按靜載荷驗算。同時，在四輥軋機(jī)中，一般均為工作輥驅(qū)動，校核軋輥時，校核工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、支撐輥輥身中央和輥頸的彎曲應(yīng)力。另外，工作輥和支撐輥之間還存在較大的接觸盈利，也需要校核。在校核過程中，考慮到軋輥材質(zhì)不均，軋制力計算不準(zhǔn)確以及軋制時的沖擊載荷、應(yīng)力集中等影響，在軋輥的靜強(qiáng)度計算中，選軋輥的安全系數(shù)n=5進(jìn)行計算，許用應(yīng)力。軋輥材料的許用應(yīng)力見表5.1。表5.1 各種軋輥材質(zhì)許用應(yīng)力值軋輥材質(zhì)合金鍛鋼碳素鍛鋼碳素鑄鋼球墨鑄鐵合金鑄鐵鑄鐵許用應(yīng)力MPa140200120140100120100

30、120809070805.1.1支撐輥強(qiáng)度校核支撐輥材質(zhì)選合金鍛鋼。支撐輥輥身受單向的均布載荷，圖中有壓下螺絲的中心間距a=5900mm；L為輥身長度，L=4300mm，其輥身中央有最大彎矩值，計算式如下： 通過前面的計算可得，第四道的軋制力最大，P=2656.4t，則輥身中央處彎矩計算式如下：MDZ = P/2*（a/2 - L/4）= 2490.3() 其彎曲應(yīng)力為 PD = MDz/（0.1D3） = 2490.3/（0.1*2.03） = 31.13MPa 支撐輥輥頸危險斷面彎矩值為Mdz = P/2*（a - L）/2 = 2656.4/2 * （5.96 - 4.3）/2 = 11

31、02.40（tm）其彎曲應(yīng)力為： Pd = Mdz/（0.1dz3） = 1102.40/（0.1*1.53）=32.66 由此可見支撐輥的強(qiáng)度足夠。5.1.2 工作輥強(qiáng)度計算工作輥選球墨鑄鐵，。工作輥只需要校核輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。在總共15道次中，第8道次的力矩最大=341.8 () ，一個工作輥所受的扭矩為M=170.9() 。工作輥的輥頭形式為平臺式，因此： 式中 ，是軋輥重車后的最小輥身直徑，取=1020mm所以 ；， 取h=260mm；，取所以 因此工作輥強(qiáng)度足夠。5.1.3接觸應(yīng)力的計算四輥軋機(jī)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(jìn)行校核計算。根據(jù)H.赫茨(Hertz)理論，最大壓應(yīng)力的計算公式為： (5-1)式中 q作用在接觸面上的均布載荷、兩接觸輥得半徑，；和軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，、E分別為軋輥的泊松比和彈性模量支撐輥選合金鍛鋼，?。?，?。还ぷ鬏佭x球墨鑄鐵，?。?，取帶入上面的公式得： (5-2) (5-3)帶入接觸應(yīng)力計算式得：對于通常軋輥的許用接觸應(yīng)力值在15002000MPa之間，許