热轧轧制力计算与校核
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6 轧制力与轧制力矩计算
轧制力计算
6.1.1 计算公式
1. 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式,其公式为(1);
))(1ηε++=
P k m ( (1) 式中:m ——表示外摩擦时对P 影响的系数,h
H h
h R f m +∆-∆=
2.16.1;
当t≥800℃,Mn%≤%时,K=10×()(+C+Mn+)Mpa 式中t —轧制温度,C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量;
ε— 平均变形系数,h
H R h
v
+∆=2ε;η—粘性系数,')01.014(1.0C t -=η F —摩擦系数,)0005.005.1(t a f -=,对钢辊a=1,对铸铁辊a=;
‘C — 决定于轧制速度的系数,根据表经验选取。
表 ’
C 与速度的关系
轧制速度(m/s )
<6 6~10 10~15 15~20 系数‘
C
1
2. 各道轧制力计算公式为
p h R b B p F P h
H ∆⨯+=
=2
6.1.2 轧制力计算结果
表粗轧轧制力计算结果
道次12345
T(℃)
H(mm)2001601126743
h(mm)160112674330
Δh(mm)4048452413
Ri(mm)600600600600600
f
m
K(Mpa)
‘
C11111
η
v(mm/s)37703770377037703770
P(Mpa)
B(mm)16241621
H
b(mm)16211615 h
P(KN)1972023743268342377820501
表精轧轧制力计算结果
道次1234567
T(℃)880 H(mm)18
h(mm)18
Δh(mm)12
Ri(mm)400400400350350350350 f
m
K(Mpa)
‘
C11
η
v(mm/s)3310508072609690129301522017000ε
P(Mpa)
2h
H b
B+
(mm)
P(KN)2130720047185051590518050116048800轧制力矩的计算
6.2.1 轧制力矩计算公式
传动两个轧辊所需的轧制力矩为(2);
Pxl M z 2 (2) 式中:P —轧制力; x —力臂系数; l —咬入区的长度。
上式中的力臂系数x 根据大量实验数据统计,其范围为热轧板带时x=~.。 一般的,轧制力臂系数随着轧制厚度的减小而减小。 6.2.2 轧制力矩计算结果 1. 粗轧轧制力矩计算
表 粗轧轧制力矩计算结果
道次 1 2 3 4 5 Ri(mm) Δh(m) P(KN) x M
19720
23743
26834
23778
20501
2.精轧轧制力矩计算
表 精轧轧制力矩计算结果
道次 1 2 3 4 5 6 7 Ri(m) Δh(m) P(KN) x M
21307
20047
19319
16877
20854
13703
10378
7 力能参数校核
轧制力能参数
表轧辊的物理性质
轧辊名称材质许用应力泊松比弹性模量(Gpa)工作辊F1~F3实心锻钢[σ]=120MPa E=206
[τ]=60MPa
工作辊F4~F7高镍铬[σ]= 120MPa E=206
[τ] =60MPa
支持辊F1~F7高速钢[σ] =120MPa E=206
[τ] =60MPa
R1工作辊合金锻钢[σ] =120MPa E=206
[τ] =60MPa
R1支持辊合金锻钢[σ] =120MPa E=206
[τ] =60MPa
咬入角校核
在设计轧制板带钢时,必须保证其能稳定咬入。其咬入角主要取决于轧机的形式、轧制速度、轧辊材质、表面状态、钢板的温度、钢种的特性及轧制润滑等因素的影响。热轧带钢的最大咬入角一般为15°~20°,低速轧制时为15°.轧件能被咬入的条件为摩擦角大于咬入角,即tanβ≥tanα,并且一般的,轧制速度高时,咬入能力低。
根据压下量与咬入角的关系:
∆D
=
h,tanβ=f
)
cos
1(α
-
由此公式,α计算结果见下表。
表 咬入角计算结果
项目 R 1第二道
F 1~F 3第一道
F 4~F 7第四道
Tanα tanβ
考虑到速度因素,以上计算符合要求,咬入能力满足条件。
轧辊强度校核
在本设计中,由于粗轧五道采用同一台轧机,精轧1~3机架辊径相同,4~7机架辊径相同,所以对于同一辊径的情况下,只需要校核轧制力最大的一道。对于1R 校核第三道,31~F F 校核第一道,74~F F 校核第五道。由于各机架均为四辊轧机,所以本设计以粗轧轧机为例进行校核。
校核时,需要校核轧制力较大,轧辊尺寸较小的道次。对于四辊轧机,当采用工作辊驱动是,由于工作辊受弯矩小,主要由支撑辊承担,两辊之间压靠会产生接触应力,因此在设计校核中,支承辊校核辊身与辊径的弯曲应力,工作辊校核辊身弯曲应力、辊头的弯扭组合应力,以及两辊间的接触应力大小。 7.3.1 参数计算
由于校核时应考虑危险情况,故有关尺寸应按最危险情况取值,现将有关的轧辊参数列出如下: 1. 工作辊: