金屬壓力加工車間設(shè)計05設(shè)備選擇

1、第五章設(shè)備選擇授課教師：彭良貴壓力加工車間設(shè)計課程第5章 設(shè)備選擇 5.1 主要設(shè)備選擇熔鑄設(shè)備選擇軋機的選擇擠壓機的選擇拉拔機的選擇5.1 主要設(shè)備選擇主要設(shè)備選擇的原那么： 滿足產(chǎn)品方案的要求，保證獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品；產(chǎn)品角度 滿足消費方案及消費工藝流程的要求； 工藝角度 留意設(shè)備的先進(jìn)性和經(jīng)濟上的合理性； 技術(shù)經(jīng)濟角度 要思索設(shè)備之間的合理配置與平衡。 系統(tǒng)效率角度5.1 主要設(shè)備選擇熔鑄設(shè)備熔鑄設(shè)備選擇：有色金屬及合金熔煉爐豎 爐火焰反射爐電阻加熱爐感應(yīng)加熱爐燃 料 爐電 爐工頻爐中頻爐高頻爐電子束爐電 弧 爐爐型比較： 熔煉速度、容積、能耗等技術(shù)參數(shù)； 熔煉質(zhì)量； 技術(shù)程度及消費效率；

2、 操作環(huán)境及環(huán)保； 投資及技術(shù)經(jīng)濟目的。otto-junker.de/en5.1 主要設(shè)備選擇熔鑄設(shè)備熔鑄設(shè)備選擇：有色金屬及合金鑄造設(shè)備半延續(xù)鑄造設(shè)備延續(xù)鑄造設(shè)備鋼絲繩式半延續(xù)鑄造機液壓式半延續(xù)鑄造機絲杠式半延續(xù)鑄造機立式延續(xù)鑄造機臥式延續(xù)鑄造機鑄機選擇：技術(shù)參數(shù)鑄造速度、鑄錠尺寸、產(chǎn)量及能耗 技術(shù)程度及消費效率； 操作環(huán)境及環(huán)保； 投資及技術(shù)經(jīng)濟目的。5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 軋機類型板帶軋機管材軋機型材軋機軋輥輥身呈圓柱形軋輥輥身有軋槽軋輥輥身呈圓錐形、腰鼓形或盤形軌梁軋機線材軋機型材軋機自動軋管機周期式軋管機延續(xù)式軋管機多輥橫向旋壓機5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 -

3、軋機的種類行星軋機二輥軋機三輥軋機三輥勞特式軋機四輥軋機六輥八輥軋機十二輥軋機十四輥軋機二十輥軋機十六輥軋機立輥軋機二輥萬能軋機四輥萬能軋機穿孔機三輥軋管機鋼球軋機異步軋機輥徑差/速度差VC、HC、CVC、PC5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備Y型軋機是在鋼管張力減徑機的根底上，于1957年由原西德柯克斯公司設(shè)計，用作線材消費的精軋機組。軋機由互成120的圓盤型軋輥構(gòu)成，其軋輥布置呈Y字型。機組普通用613架任務(wù)機座，相鄰機座呈Y型與倒Y型交替布置實現(xiàn)無扭軋制，軋制速度可達(dá)60m/s。開坯機：軋輥的名義直徑型材軋機：軋輥的名義直徑線材軋機：軋輥的名義直徑板帶軋機：軋輥的輥身長度鋼管軋機：所軋鋼管的最

4、大外徑5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機牌坊窗口尺寸和主柱面積最大允許軋制力、軋制力矩軋制速度、電機功率、額定轉(zhuǎn)速坯料與廢品尺寸設(shè)備分量，外型尺寸年產(chǎn)量及標(biāo)稱參數(shù)軋機選擇 -軋機的主要技術(shù)參數(shù)5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 -軋機的布置方式橫列式 a順列式 b棋盤式 c半延續(xù)式d全延續(xù)式 e軋機布置單機架布置多機架布置3/4延續(xù)式5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇軋機主要參數(shù) 機架數(shù) 普通參照年產(chǎn)量相近的同類廠家。 連軋機：立柱面積 為總延伸系數(shù)；為平均延伸系數(shù)；鑄鐵輥 a=0.6-0.8鋼輥 a=0.8-1.0合金鋼輥 a=1.0-1.2d為輥頸直徑，或支撐輥輥頸直徑主電機參數(shù) 1主電

5、機型式 交流/直流 2傳動方式 單獨傳動：方便，動態(tài)速降大 集體傳動：動態(tài)速降影響小 分組傳動 3額定功率和轉(zhuǎn)速 普通參考同類車間預(yù)選 軋制力矩、總力矩計算、功率計算、 電機選型、額定轉(zhuǎn)速確定，校核5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 軋輥參數(shù)軋輥由輥身、輥頸和軸頭傳動輥三部分組成。任務(wù)輥輥身與軋件接觸；軋輥輥徑安裝在軸承中，經(jīng)過軸承座和壓下安裝將軋制力傳送給機架；軋輥軸頭和銜接軸相連，傳送軋制扭矩。軋輥的根本尺寸參數(shù)有：軋輥的名義直徑、輥身長度、輥頸直徑、輥頸長度。5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 軋輥參數(shù)軋輥直徑D 思索軋輥抗彎強度及其允許撓度工藝要求，同時留意咬入角的允許值。 閱歷公

6、式： 有張力軋制時 Dmax =15002000 hmin 無張力軋制時 Dmax 1000hmin 對型鋼軋機而言，軋輥直徑可由坯料高度確定： D = K1Hmax所軋最大坯料厚度軋機型式系數(shù)軋件最小可軋厚度初軋機：1.31.7大型材：2.54.5中型材：2.95.0小型材：4.56.0線 材：5.08.0對管材軋機，其軋輥直徑：坯料直徑附加量倍數(shù)或5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 軋輥參數(shù)輥身長度L 輥身長度余量板帶軋件最大寬度輥身長度余量與最大板寬和冷軋/熱軋條件相關(guān)：熱軋：700mmHSM， =100mm；1450mmHSM，=150mm；4300mmPM， =200mm；冷軋：6

7、50mmTCM， =100mm；1800mmTCM， =150mm；輥身長度與直徑的關(guān)系：初軋機： L/D = 2.33.0 二輥中厚板軋機： L/D = 1.853.50 二輥中薄板軋機： L/D = 1. 52.2型材軋機： L/D = 1.52.5四輥軋機任務(wù)輥： L/D = 2.54.0 四輥軋機支撐輥： L/D = 1.82.70穿孔機： L/D = 0.550.7 自動軋管機： L/D = 1.451.55均整機： L/D = 0.800.90留意：1對于帶液壓彎輥安裝的四輥軋機，為消除任務(wù)輥與支撐輥間的有害接觸，支撐輥之輥身長度應(yīng)比任務(wù)輥略小。2對于CVC等任務(wù)輥橫移類軋機，任務(wù)

8、輥輥身長應(yīng)添加兩倍之橫移量。3型材軋機輥身長應(yīng)思索孔型數(shù)及其寬度。5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 軋輥參數(shù)軋輥輥面硬度 軋輥硬度軟輥硬面輥半硬輥肖氏硬度約為3040HS，用于開坯機、大型型鋼粗軋機特硬輥肖氏硬度約為4060HS，用于型鋼軋機、板帶粗軋機肖氏硬度約為6085HS，用于精軋機肖氏硬度約為85100HS，用于冷軋機軋輥輥型 平輥：負(fù)凸度熱軋、正凸度冷軋；倒角CVC輥型5.1 主要設(shè)備選擇軋機設(shè)備軋機選擇 軋輥參數(shù)軋輥材質(zhì)合金鑄鋼輥、鑄鐵輥、合金鍛鋼輥 5.1 主要設(shè)備選擇擠壓機設(shè)備擠壓機選擇：構(gòu)造方式立式擠壓機臥式擠壓機對中性好，占地小， 需求高廠房或深地坑操作、維護容易，但占

9、地大，易產(chǎn)生偏心傳動方式機械傳動液壓傳動噸位小，熱擠壓很少采用噸位大，啟動平穩(wěn)、過載順應(yīng)性好穿孔系統(tǒng)無有管棒型材都適宜適宜擠壓棒材和線坯延續(xù)擠壓機konform延續(xù)擠壓原理延續(xù)包覆原理5.1 主要設(shè)備選擇拉拔機設(shè)備拉拔機選擇：構(gòu)造方式鏈?zhǔn)嚼螜C卷盤式拉拔機拉絲機臥式管棒材液壓延續(xù)拉拔機鏈?zhǔn)饺€拉拔機卷盤式拉拔機直線式拉絲機5.1 主要設(shè)備選擇1、某廠擬消費黃銅冷軋板材，規(guī)格為0.2mm600mm4000mm厚寬長，要求采用帶式法消費，經(jīng)過計算選擇一臺適宜的廢品軋機不思索年產(chǎn)量，并提出所選軋機的主要技術(shù)參數(shù)軋輥直徑、輥身長度、軋制速度、主電機功率。練習(xí)題2、某廠擬消費紫銅T2管材55mm5mmR

10、態(tài)，知鑄錠尺寸為195mm350mm，要求經(jīng)過計算選擇一臺噸位最小的擠壓機。 5.2 輔助設(shè)備選擇 加熱及熱處置設(shè)備選擇 切斷設(shè)備選擇 矯直機選擇 冷卻、冷床設(shè)備選擇 銑面、除鱗及酸洗設(shè)備選擇 起重運輸設(shè)備選擇 其他設(shè)備第5章 設(shè)備選擇5.2 輔助設(shè)備選擇輔助設(shè)備選擇的原那么： 必需滿足消費工藝流程的要求； 必備 必需保證有較高的任務(wù)效率，充分發(fā)揚主要設(shè)備的才干；高效 盡量選擇分量輕、體積小的輔助設(shè)備，以節(jié)約投資。 節(jié)約輔助設(shè)備的合理選擇對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有非常重要的影響，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)消費要求確定其方式、才干和數(shù)量。5.2 輔助設(shè)備選擇包括加熱爐和熱處置爐：均熱，退火，淬火，時效，回火，?；?/p>

11、等。按工藝用途分為：鑄錠的加熱及均熱爐； 半廢品和廢品退火爐； 廢品熱處置爐。按加熱溫度分為：低溫爐輕金屬及合金； 中溫爐重金屬及合金； 高溫爐碳鋼及合金鋼。加熱及熱處置設(shè)備選擇：設(shè)備選型主要確定：爐型、熱源、爐膛尺寸。5.2 輔助設(shè)備選擇加熱爐設(shè)備-爐型選擇均勻化爐井式爐箱式爐均熱爐換熱式蓄熱式復(fù)座式燒嘴式延續(xù)式加熱爐推鋼式加熱爐步進(jìn)式加熱爐環(huán)形加熱爐感應(yīng)加熱爐蓄熱式加熱爐5.2 輔助設(shè)備選擇加熱及熱處置設(shè)備-爐膛尺寸 1. 爐寬主要根據(jù)坯料長度確定 空隙間距坯料陳列數(shù)坯料長度其中，Q加熱爐小時產(chǎn)量； b坯料寬度m； T加熱時間h； n裝料陳列數(shù)； G每根坯料分量t。 2. 爐長主要根據(jù)加熱

12、爐產(chǎn)量確定 注：對于推鋼式加熱爐，還需思索推鋼比的限制 推鋼長度5.2 輔助設(shè)備選擇熱處置爐設(shè)備-爐型選擇熱處置爐箱式爐罩式退火爐電阻退火爐輥底式退火爐井式退火爐鏈?zhǔn)酵嘶馉t氣墊式退火爐鹽浴爐接觸式退火爐爐子參數(shù)： 任務(wù)溫度 爐膛尺寸 維護氣氛 能耗 電機功率 消費才干 加熱速度 冷卻速度5.2 輔助設(shè)備選擇切斷設(shè)備選擇切斷設(shè)備鋸機剪切機折斷機圓盤鋸杠桿式鋸切機滑座式鋸切機平刃剪斜刃剪鱷魚剪圓盤剪飛剪作用：1將軋件切成規(guī)定的尺寸； 2將軋件頭/尾/邊切掉。5.2 輔助設(shè)備選擇切斷設(shè)備選擇-圓盤鋸參數(shù) 1. 鋸片直徑主要根據(jù)鋸切資料斷面尺寸 2. 鋸片厚度 3. 鋸機功率 P單位鋸切面積上之鋸切力

13、，MPa；B鋸縫寬度mm，B=S+24mmf單位時間內(nèi)鋸下金屬的斷面積，mm2/s；h被鋸件斷面高度，mm；u進(jìn)鋸速度，10300mm/s。 5.2 輔助設(shè)備選擇切斷設(shè)備-鋸機臺數(shù)確定鋸切節(jié)拍周期時間 tz鋸切一次的純鋸時間，sn一根料的被鋸定尺數(shù) tj鋸切一次的間隙間,st鋸切相鄰兩根料之間間隙時間，s鋸機臺數(shù)：鋸機消費才干要大于軋機大約15%左右。5.2 輔助設(shè)備選擇切斷設(shè)備-剪切機參數(shù) 平刃剪剪切力計算 K1剪刃鈍化和間隙系數(shù)， 熱剪取1.21.3, 冷剪取1.5 K2換算系數(shù)，K2 = 0.70.8 剪斷時之剪應(yīng)力(MPa)b抗拉強度MPaH相對剪切深度(mm), 熱H =0.85 ,

14、 冷H =(1.21.6)被剪金屬之延伸率，%F被剪金屬的斷面積mm2H1輥道平面至剪機壓板下平面之距mm, H1= h+5070mm h被剪金屬的最大厚度，mmH1上下剪刃重疊量525mmH2壓板低于上剪刃值550mmH3輥道上平面超出下剪刃值520mm 平刃剪剪切行程 5.2 輔助設(shè)備選擇切斷設(shè)備-剪切機參數(shù) 平刃剪剪刃長度剪刃長度與軋件最大寬度有關(guān) 平刃刀片橫斷面尺寸 小剪機： L=(34)B 大中剪機： L=(22.5)B 板坯剪： L= B+200300mm 刀片橫斷面高度： h=(0.651.5)H刀片橫斷面寬度： =(0.30.4)h其中，H為被剪金屬最大高度mm.小型剪剪切力P

15、=6001600kN n=1630次/min 中型剪剪切力P=25008000kN n=1020次/min大型剪剪切力P=1000025000kN n=314次/min 平刃剪剪刃行程次數(shù)取決于軋機消費才干及剪切質(zhì)量 5.2 輔助設(shè)備選擇切斷設(shè)備-剪切機參數(shù) 斜刃剪剪切力計算 剪刃傾角 K1=1.31.5; K2=0.70.75;K3剪刃間隙系數(shù)； =26時 K3=1.11.3 大取下限剪刃傾角；h被剪金屬厚度，mm；其他類同平刃剪參數(shù)。與被剪金屬厚度有關(guān) h(mm) 319 1235 35 () 13 35 812 剪刃長度 與被剪金屬厚度有關(guān) 剪切行程 取決于軋件寬度和剪刃傾角 5.2 輔

16、助設(shè)備選擇切斷設(shè)備-剪切機參數(shù) 圓盤剪剪切力計算 圓盤直徑D K3剪刃間隙系數(shù)1.21.4其他類同斜刃剪參數(shù)。 圓盤厚度 黑色金屬： D=(50100)h； 有色金屬： D=(3268)h; h被剪金屬最大厚度mm=0.060.10Dh(mm) 25 510 1020 2025 v(m/s) 1.02.0 0.51.0 0.250.5 0.20.3 剪切速度 5.2 輔助設(shè)備選擇矯直機設(shè)備選擇矯直機輥式矯直機壓力矯直機拉伸彎曲矯直機板帶材輥式矯直機型材輥式矯直機圓管棒斜輥式矯直機液壓傳動矯直機機械傳動矯直機張力矯直機5.2 輔助設(shè)備選擇輥式矯直機參數(shù)矯直輥直徑D 式中：h被矯金屬厚度，mm;

17、E彈性模量； S屈服強度閱歷公式: D=(0.90.95)t 矯直輥節(jié)距t 普通輥數(shù)越多，矯直質(zhì)量越好；資料越薄，要求的輥子數(shù)越多。 h(mm) 0.251.5 1.56 6 n 1929 1117 79閱歷公式： t=(1020)h矯直輥輥數(shù)n5.2 輔助設(shè)備選擇型材輥式矯直機參數(shù)矯直輥直徑D 式中：h被矯金屬厚度，mm;閱歷公式: D=(0.750.90)t 矯直輥節(jié)距t 閱歷公式： t=(520)h矯直輥輥數(shù)n大型材輥數(shù) n=59 中小型材 n=710圓管棒輥式矯直機參數(shù)按輥子數(shù)目分有3,5,6,7輥等型式按輥型曲線分為正弦曲線、 立式雙曲線和臥式雙曲線用于矯直小于300mm管 和小于1

18、00mm棒材。5.2 輔助設(shè)備選擇壓力矯直機借助于沖頭的上下往復(fù)運動來矯直資料，主要用作補充矯直和部分矯直，屬于延續(xù)作業(yè)，效果較差。壓力矯直機普通按照被矯直資料的矯直壓力來選擇。 壓力矯直機選擇張力矯直機選擇典型的板帶板形缺陷延續(xù)拉伸機組張力平整機組結(jié)合機組5.2 輔助設(shè)備選擇冷床設(shè)備選擇冷床設(shè)備鏈?zhǔn)竭\輸機冷床齒條式冷卻輥式冷床鉤式運輸機鋼繩拉料機冷床步進(jìn)式冷床5.2 輔助設(shè)備選擇冷床設(shè)備選擇-技術(shù)參數(shù)冷床的寬度B lmax為進(jìn)冷床前軋件最大長度，m對進(jìn)冷床前曾經(jīng)剪成n根l(m)長的定尺，那么：或冷床長度應(yīng)保證在冷卻時間內(nèi)軋出的軋件能全部堆放在冷床上。冷床的長度L A：最大小時產(chǎn)量t/hG：每

19、根料分量，kg;C：相鄰兩根料之間最寬中心間隔，mT：軋件在冷床上冷卻到所需求的溫度的時間hK：冷床利用系數(shù)5.2 輔助設(shè)備選擇冷床設(shè)備選擇-技術(shù)參數(shù)冷卻時間T1按同類車間一樣規(guī)格產(chǎn)品實測的冷卻時間選取。2牛頓冷卻定律實際計算q：軋件在某一溫度下的熱含量 碳鋼850時 q=0.1645 千卡/千克 度; 碳鋼150時 q=0.112 千卡/千克 度t：軋件溫度； g：軋件單位長度分量 kg/m：自然對流傳熱系數(shù) ； F：軋件單位長度冷卻面積 m2Tave：冷卻時平均溫度式中：Q0、Q1分別為冷卻前后軋 件的熱含量千卡/米： 5.2 輔助設(shè)備選擇冷卻設(shè)備選擇技術(shù)參數(shù)： 集管類型選擇冷卻才干 水流

20、量、壓力 冷卻區(qū)長度溫降長度 +控制微調(diào)長度 +特殊工藝長度5.2 輔助設(shè)備選擇冷卻設(shè)備選擇DP600 3.5mmX100 22mm5.2 輔助設(shè)備選擇銑面設(shè)備選擇銑面方法單面銑面機雙面銑面機銑床構(gòu)造立銑銑面機臥銑銑面機消除鑄錠外表的結(jié)疤、裂紋、偏析物夾渣，或帶坯外表的壓痕、壓入、劃傷等缺陷，有色金屬加工車間常經(jīng)過銑面的方式來提高板、帶的外表質(zhì)量。5.2 輔助設(shè)備選擇除鱗設(shè)備選擇軋件集管高壓噴嘴輥道主要技術(shù)參數(shù)： 放射壓力，Mpa 放射寬度 放射水流量5.2 輔助設(shè)備選擇酸洗設(shè)備選擇FeOFeOFe3O4Fe2O3氧化鐵皮是金屬在加熱、熱處置或在熱形狀進(jìn)展加工時構(gòu)成的一層附著在金屬外表上的金屬

21、氧化物。由于資料化學(xué)成分、加工工藝制度不同，資料外表所生成的氧化鐵皮的構(gòu)造、厚度也有所不同。酸洗是用化學(xué)方法除去金屬外表氧化鐵皮的過程。溶解作用機械剝離作用復(fù)原作用(H2)(H)(HCI)5.2 輔助設(shè)備選擇酸洗設(shè)備選擇酸洗介質(zhì)鹽酸酸洗硫酸酸洗硝酸酸洗磷酸酸洗氫氟酸酸洗混合酸酸洗框式酸洗延續(xù)酸洗酸洗方式板、管、型材帶材延續(xù)酸洗技術(shù)： 深槽酸洗 酸液深10001200mm 淺槽酸洗 酸液深4001000mm 淺槽紊流酸洗 酸液深400mm參數(shù)比較深槽淺槽紊流酸洗時間，1008065酸霧量，1006060電耗量，1007070熱傳遞，100200700槽內(nèi)帶鋼提升器有必要沒必要沒必要槽內(nèi)帶鋼位置控

22、制不可能準(zhǔn)確檢測可以準(zhǔn)確檢測可以準(zhǔn)確檢測槽內(nèi)斷帶事故處理困難，費時容易容易酸洗后帶鋼表面殘留物，mg/m2帶鋼300200150505.2 輔助設(shè)備選擇酸洗設(shè)備選擇影響酸洗的因素材料性因素工藝因素氧化鐵皮組成氧化鐵皮厚度鋼鐵成份及合金組成冷卻工藝帶鋼厚度酸液種類紊流因素機械拉矯酸液中鐵鹽含量酸液濃度酸液溫度5.2 輔助設(shè)備選擇酸洗設(shè)備選擇框式酸洗的酸堿槽長度和寬度按軋件長度和寬度或捆寬確定，深度按裝框量確定。延續(xù)酸洗槽寬度按軋件寬度確定，其長度按洗凈軋件外表的時間和軋件的運轉(zhuǎn)速度確定，對普碳帶鋼，2分鐘即可除去氧化鐵皮，假設(shè)運轉(zhuǎn)速度為18m/min，那么酸槽長度需求36m。F：酸洗材斷面積m2

23、； V：酸洗速度m/s ：酸洗材比重 t/m ； ：成材率% K1：利用系數(shù)消費才干5.2 輔助設(shè)備選擇起重運輸設(shè)備選擇輥道及分類主要用于運輸軋件，銜接設(shè)備或機組間的聯(lián)絡(luò)和參與軋制過程，普通占車間設(shè)備總分量的2040%，其傳動方式有集體傳動和單獨傳動兩類。 起重運輸設(shè)備包括起重機、輥道、運輸小車以及各種升降設(shè)備。用途分類任務(wù)輥道延伸輥道運輸輥道爐子輥道其他輥道構(gòu)造分類空心輥道實心輥道圓形輥道錐形輥道花輥道5.2 輔助設(shè)備選擇1234RFRMFMCSDCCFCFPD567891011121314151617181. 板坯接納輥道2. 板坯稱重、對中輥道3. 板坯檢查輥道4. 板坯裝爐輥道5. 板

24、坯吊銷輥道6. 板坯出爐輥道7. 粗軋機輸入輥道8. 粗軋機入口任務(wù)輥道9. 粗軋機出口任務(wù)輥道10. 延時輥道11. 飛剪入口輥道12. 精軋機輸入輥道13. 精軋機入口任務(wù)輥道14. 精軋機出口任務(wù)輥道15. 精軋機輸出輥道16. FM fill in roller table17. 輸出輥道18. 卷取機入口輥道1800mmHSM輥道布置圖5.2 輔助設(shè)備選擇 主要參數(shù)有輥徑D、輥身長度L、節(jié)距t、和線速度v1D：根據(jù)軋件分量、要求及輥子強度確定2L：取決于軋件寬度、軋機的輥身長和用途。3t：取決于軋件的長度 t Lmin/ 24v：取決于輥道的用途和任務(wù)條件， 機前vv軋(510)%，以免軋件過分撞擊導(dǎo)衛(wèi)安裝和孔型 機后vv軋(510)%，以保證軋件不