高速线材孔型设计

目录

1设计说明 (2)

1.1孔型设计概述 (2)

1.1.1孔型设计的内

容 (2)

1.1.2孔型设计的基本原

则 (2)

2孔型系统的选择及依据 (3)

2.1孔型系统的选取 (3)

2.1.1粗轧机孔型系统的选

取 (3)

2.1.2中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选

取 (3)

3确定轧制道次 (4)

3.1轧机的选择 (4)

4分配各道次延伸系数 (5)

4.1孔型设计计算 (5)

4.1.1确定各道次延伸系

数 (5)

5确定各道次出口的断面面

积 (6)

5.1确定各道次轧件的断面面积 (6)

6各道次孔型尺寸 (7)

6.1孔型设计计算 (7)

7孔型在轧辊上的配置 (8)

7.1孔型在轧辊上的配置原则 (8)

7.1.1孔型在轧辊上的配

置 (9)

7.2轧辊的平均工作直径及轧辊转速的确

定 (9)

7.2.1工作辊径的确

定 (9)

7.2.2轧辊转速的确

定 (10)

8力能等效计

算 (13)

8.1力能参数计

算 (13)

8.1.1轧制温

度 (13)

8.1.2轧制力计

算 (15)

8.1.3轧辊辊缝计

算 (20)

9校核轧辊强

度 (21)

9.1轧辊强度的校

核 (21)

9.1.1强度校

核 (21)

9.1.2第一架轧机轧辊强度校核举

例 (24)

10电机的选择及校

核 (26)

10.1电机功率的校

核 (26)

10.1.1传动力矩的组

成 (26)

10.1.2各种力矩的计

算……………………………………………….....26.

10.1.3电机校

核 (28)

10.1.4第一道次电机功率校核举

例 (28)

11各孔型图及轧制图

表 (30)

11.1

1. 设计说明

1.1 孔型设计概述

钢坯要在所设计的孔型中轧制若干道次才能获得所要求的断面形状和尺寸，同时孔型设计还与所轧产品的性能、质量及轧机的生产能力、金属消耗、能耗、产品成本、劳动条件都直接相联，所以孔型设计是车间设计重要一环。

1.1.1 孔型设计的内容

孔型设计是型钢生产的工具设计。孔型设计的全部设计和计算包括三个方面：

1. 断面孔型设计

根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量，以及各道次的孔型形状和尺寸。

2. 配辊

确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧

制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。

3. 轧辊辅件设计—导卫或诱导装置的设计

导卫装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型．或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起矫正或翻转作用等。

1.1.2 孔型设计的基本原则

孔型设计是型钢生产中的一项极其重要的工作，它直接影响着成品质量、轧机生产能力、产品成本、劳动条件及劳动强度。因此，合理的孔型设计应满足以下几点基本要求。

1. 保证获得优质产品

所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在允许偏羌范围之内外。应使表面光洁．金属内部的残余内力小，金相组织和力学性能良好。

2. 保证轧机生产率高

轧机的生产率决定于轧机的小时产量和作业率。影响轧机小时产量的主要因素是轧制速度。作业率取决于工艺的科学、孔型设计的合理、设备的优良、操作的熟练。

3. 保证产品成本最低

为了降低生产成本，必须降低各种消耗，由于金属消耗在成本中起主要作用，故提高成材率是降低成本的关键。因此，孔型设计应保证轧制过程进行顺利，便于调整，减少切损和降低废品率；在用户无特殊要求的情况下，尽可能按负偏差进行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能的消耗。

4. 保证劳动条件好

孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动化，轧制稳定，便于调整；轧辊辅件坚固耐用，装卸容易[9]。

2. 孔型系统的选择及依据

2.1 孔型系统的选取

2.1.1 粗轧机孔型系统的选取

1. 1# 轧机的孔型为平箱，2# 轧机的孔型为立箱。

箱形孔型系统的轧件变形较为均匀，角部没有改变，容易温度偏低。

1) 箱形孔型系统的主要优点是：

(1) 沿轧件断面宽度变形均匀，孔型磨损较小；

(2) 通过这种孔型轧出的轧件比起相同面积的其他孔型来，孔型轧槽切入轧辊深度较小大，故可以允许给以较大的变形量；

(3) 可以适应来料断面尺寸的波动，并且在同一孔型中通过调整压下量，可以得到不同断面尺寸的轧件；

(4) 在这种孔型中轧制，轧件上的的氧化铁皮易于脱落。 2) 箱形孔型系统的主要缺点是：

(1) 在这种孔型中轧出的方形或矩形断面不够规整； (2) 在这种孔型系统中金属只能受到两个方向的轧制加工；

(3) 当进入孔型的轧件高度比较大而孔型槽底又较宽时，轧件在孔型中的稳定性不好，易发生倒钢或歪扭现象，这在轧制小断面轧件时尤为严重。 由于箱形孔型系统具有上述特点，在线材生产上它多用于轧制的头几道次，并用于轧制断面尺寸在60× 60毫米以上的轧件。在400毫米轧机上这种孔型最小轧出断面尺寸为56× 56毫米；在300毫米轧机上这种孔型最小轧出断面为45× 45毫米。箱形孔型道次延伸系数一般为1. 20 ～ 1.40。

2. 3# ～ 6#轧机的孔型依次为：椭圆—圆—椭圆—圆 这种孔型系统的优点在于：

1) 孔型形状能使轧件从一种断面平滑地转换成另一种断面，从而避免金属由于剧烈的不均匀变形面产生局部应力。

2) 在此孔型系统中轧出的轧件没有尖锐的棱角，轧件冷却均匀。 3) 孔型形状及变形特点有利于去除轧件上的氧化铁皮，使轧件具有良好的表面。

4) 必要时可在延伸孔型中获得圆断面成品，从而减少换辊[10]。 2.1.2 中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取

综合比较各种孔型系统，本设计的中轧、预精轧、精轧及减定径轧机孔型选取椭圆—圆孔型系统。

3. 确定轧制道次

由坯料尺寸（150mm×150mm）和所轧制的最小断面的轧件尺寸（Φ6.5mm ）确定轧制道次。考虑到坯料尺寸偏差和热膨胀因素，所以总延伸系数为：

68.7364

5

.6]015.1)4150[(2

2

0=⨯

⨯+==∑πμn F F ……………………………(3) 一般全线平均延伸系数为： 27.1=μ

∴轧制道 6.27ln ln ==

∑μ

μN (4)