900四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析

1200四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析

学院：机械工程学院

班级：09级轧钢2班

组员：岳猛超付振冲

张刚廉慧

祁福亮

指导教师：许秀梅王健

燕山大学专业综合训练（论文）任务书

院（系）：机械工程学院基层教学单位：冶金系

一、 原料及设计技术参数

1.1、原料：

08F 来料尺寸4.2mm ×1050mm 成品尺寸0.6mm ×1050mm Q235 来料尺寸4.2mm ×1050mm 成品尺寸0.6mm ×1050mm Q195 来料尺寸3.5mm ×1050mm 成品尺寸0.65mm ×1050mm

1.2、成品出口速度v=8m/s 。

1.3、开卷机最大张力6吨，卷取机最大张力35吨。

二、 轧辊尺寸的预设定

设计课题为“1200四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析”，则工作辊的辊身长度 L=1200mm ，辊身长度确定后即可根据经验比例值法确定轧辊直径，冷轧板带轧机

1L / 2.3~3.0D = 常用比值为2.5 ~ 2.9；

2L /0.8~1.8,D = 常用比值为0.9~ 1.4；

21/ 2.3~3.5,D D =

常用比值为2.5 ~ 2.9；

对于支撑辊传动的四辊轧机，一般取

21/3~4,D D =

其中L 为辊身长度，1D 为工作辊直径，2D 为支承辊直径。 取 L/1D =2.5，12/3,D D =

L=1200mm , 1D =480mm , 2D =1440mm

三、 压下规程制定

3.1、压下规程制定的原则及要求

压下规程设计的主要任务是确定由一定来料厚度的板坯经过几个道次后轧制成为用户所需求的，满足用户要求的板带产品。在此过程中确定所需采用的轧制方法，轧制道次及每个道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置和转速。因此，还要涉及到各道次的轧制速度，轧制温度，前后张力及道次压下量的合理分配。在此过程中，主要考虑设备能力和产品质量，设备能力主要包括咬入条件，轧辊强度和电机功率三个要素，而产品质量主要包括几何精度和力学性能。

压下规程制定的原则：在考虑轧件塑性条件并保证产品质量的前提下，充分发挥轧机的设备生产能力，达到优质高产。

对于单机架可逆式冷轧机，第一道次应考虑到来料尺寸误差，预留一定的轧制能力，末道次考虑板型和表面质量，应给与较小的压下量，其余道次可采用等功率原则分配压下量。

3.2、压下规程预设定

ε=

010h h h -=0

h

h ∆ '1

1h H

=-

ε ⎪⎭

⎫ ⎝⎛

∆-

=R h 21arccos α ε：压下率

'ε：累计压下率 H ：原料原始厚度 mm

0h ：轧前厚度 mm 1h ：轧后厚度 mm

h ∆: 绝对压下量 mm α ：咬入角，rad R :轧辊半径，mm

初步制定压下规程：

表二Q235

四、 轧制力能参数计算

4.1、 变形抗力计算

物体有保持其原有形状而抵抗变形的能力，度量物体的这种抵抗变形能力的力学指标，我们定义为塑形变形抗力。 变形抗力计算公式如下：

08F '0.6

225.4339s σ=+ε

Q235 '0.56888.75(69398.436669.42)s σ=++ε Q195

'0.206842.2(0.0114)s σ=+ε

其中'ε为累计压下率

4.2、前后张力计算

本次设计的轧机采用张力轧制，其开卷机最大张力6吨，卷取机最大张力35吨。

根据经验取其前后张力

T hb σ=

2s (0.330.140.02)h h σσ=-+

h :轧件厚度，mm b ：轧件宽度

计算时，根据前张力计算，然后取21()0.2σσ=后张应力（前张应力） 计算结果如下

4.3、轧制力计算

斯通在研究冷轧薄板的平均单位压力计算问题时，考虑到轧辊直径与板厚之比甚大以及由于冷轧时轧制压力较大，轧辊发生显著的弹性压扁现象，近似的将薄板的冷轧过程看作为平行平板的压缩如图，并假设接触表面上的摩擦力符合干摩擦定律。

变形区中单元体应力图

平均单位压力为：

1

(2

)X m m e p k X

σ-=- '

m

l X h μ=

10

2

m h h h +=

2k 1.15s σ=

12

2

m σσσ+=

式中：0h ：轧前厚度 mm

1h ：轧后厚度 mm

'l ——考虑轧辊弹性压扁后的接触弧长度；

μ——轧件与轧辊间的摩擦系数，主要根据轧制条件确定（0.1μ=）； 根据希奇可克公式：

'0l x =

l =

208(1)

m m R x p Cp E

γπ-==

28(1)R C E

γπ-=

式中， R ——轧辊半径；

E ——轧辊弹性模数，E=202GPa ；

γ——泊松比，对于钢轧辊γ=0.3；

将0x

代入公式'0l x =，经整理后得：

'

m m

m

l C

p h h μμ=

将'0l 代入计算公式，再求出1m p ；又将1m p 代入公式求出'1l ；再将'1l 代入计算公式，再求出2m p ；又将2m p 代入公式求出'2l ，如是循环，

当

1

0.001mi mi mi

p p p --<时，计算结束。 由于计算过程较复杂，故我们用EXCEL 中的VB 编辑器进行计算，其程序框图如下