遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)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(jí)：材料加工工程11級(jí)2班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：成績：2014年12月31日遼寧科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)遼寧科技大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1前言2\o"CurrentDocument"EH32中厚板產(chǎn)品介紹2\o"CurrentDocument"EH32中厚板成分介紹：2\o"CurrentDocument"2中厚板生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介2\o"CurrentDocument"3.軋制規(guī)程編制5\o"CurrentDocument"3.1軋制工藝參數(shù)設(shè)計(jì)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(shí)間83.1.8溫度制度9\o"CurrentDocument"3.2軋制力的計(jì)算113.2.1平均單位壓力113.2.2總軋制力的計(jì)算11\o"CurrentDocument"3.3計(jì)算傳動(dòng)力矩123.3.1軋制力矩的計(jì)算123.3.2附加摩擦力矩的計(jì)算123.3.3空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算133.3.4動(dòng)力矩的計(jì)算13\o"CurrentDocument"4輥型設(shè)計(jì)計(jì)算15\o"CurrentDocument"5設(shè)備校核18\o"CurrentDocument"5.1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(jì)算19\o"CurrentDocument"5.1.3接觸應(yīng)力的計(jì)算20\o"CurrentDocument"5.2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21\o"CurrentDocument"6結(jié)語22\o"CurrentDocument"7參考文獻(xiàn)231前言1.1EH32中厚板產(chǎn)品介紹一般船體結(jié)構(gòu)鋼A、B、D、E級(jí)是根據(jù)鋼材沖擊溫度來區(qū)分的，各等級(jí)鋼的沖擊值均相同，不是根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)區(qū)分的。A級(jí)鋼是在常溫下(20°C)所受的沖擊力。B級(jí)鋼是在0C下所受的沖擊力。D級(jí)鋼是在一20C下所受的沖擊力。E級(jí)鋼是在一40C下所受的沖擊力。高強(qiáng)度船體結(jié)構(gòu)鋼又可分為AH32DH32EH32AH36DH36EH36。1?2EH32中厚板成分介紹：EH32化學(xué)成分：碳(C)W0.18錳(Mn)0.90?1.60鋁(A1)±0.015硅(Si)0.10?0.50磷(P)W0.04硫(S)W0.04屈服強(qiáng)度as(MPa)3152中厚板生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)介中厚板的生產(chǎn)工藝流程根據(jù)每個(gè)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(diǎn)，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(jiǎn)介圖：原料檢查f原料清理f加熱f除鱗f粗軋f精軋f矯直f冷卻f表面檢查一切頭切尾一精整。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(shí)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?jiān)O(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)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(duì)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??；原料的寬度尺寸盡可能大；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。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(jiǎn)單、操作容易掌握、投資少，但是其也有缺點(diǎn)：鋼坯在水梁上滑動(dòng)產(chǎn)生擦傷；加熱時(shí)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(dòng)梁的上、下、前、后平移動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的，故爐長不受限，操作靈活，易于空出爐；不會(huì)造成鋼坯劃痕，加熱效率高。便于調(diào)整坯料間隙和加熱時(shí)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)范的需要；沿長度和斷面均勻；減少加熱時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)高溫下生成的氧化鐵皮若在軋制前不及時(shí)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(huì)產(chǎn)生“麻點(diǎn)”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、角軋一縱軋法。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(shí)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(tái)軋機(jī)稱為粗軋機(jī)，第二臺(tái)軋機(jī)稱為精軋機(jī)。對(duì)兩架軋機(jī)壓下量分配上的要求是希望在兩架軋機(jī)上的軋制節(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(yàn)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(jì)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?zhàn)畲箝_口度的限制，成材率高，且產(chǎn)品性能好，所以本設(shè)計(jì)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h0=35mm,知H=6h0=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=3100/1.4~2214mm,因長度限制，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：230X2000X10X90%=35X3100X6500,可得10=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HXBXL=230mmX2000mmX2500mm.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(jì)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(jì)采用單機(jī)架的四輥可逆式軋機(jī)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，中厚板壓下量在厶h=12-14mm左右，這里取△h=14mm。從坯料到成品鋼板厚度上的總壓下量△H=195mm,軋制道次n=195/14=13.93，因?yàn)榇舜诬堉撇捎脝螜C(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15°~20°，低速咬入時(shí)取a=20°,則最大壓下量△hmax二D(1-COSa)=1100x(1-COS20°)=66.34mm.展寬道次中，為了滿足控制軋制的要求，同時(shí)利用高溫塑性實(shí)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。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(shì)，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(jì)的壓下量分配見表3.15he二X100%h25一￡1=230X10°%=E%，依次求的￡'如下表所示:道次壓卜量/mm壓卜率/%12510.9%22512.2%32312.8%42113.4%

52014.7%61815.5%71616.3%81417.1%91014.7%10813.8%11612.0%1249.1%1337.5%1425.3%1512.8%根據(jù)寬展公式，巴赫契諾夫公式：△B=1.15(△h/2H)皿h-Ah/2f)其中：△h/H壓下率F摩擦系數(shù)0.42R——軋輥半徑取540mm道次△B/mm15.4226.0636.1946.2856.7766.8876.9386.9195.21104.46113.43122.18131.58140.93150.353.1.6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(duì)于縱軋道次可采用梯形速度制度。?(r/min)a=a=20rpm/s，平均軋制減速度b=20rpm/s。平均軋制加速度3?1?7軋制時(shí)間由于壓下動(dòng)作時(shí)間隨各道次壓下量而定，軋輥逆轉(zhuǎn)、回送軋件時(shí)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(gè)時(shí)間的原則應(yīng)當(dāng)是：壓下時(shí)間大于或等于軋輥逆轉(zhuǎn)時(shí)間，要大于或等于回送軋件時(shí)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(shí)間之內(nèi)完成軋輥逆轉(zhuǎn)動(dòng)作和在保證可靠咬入的前提下獲得最短軋制時(shí)間這個(gè)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(jì)算如下：T=L/v，v=加D/60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(jì)算，見上圖分析得出td+和td是加速和減速的軋制時(shí)間，td是穩(wěn)定軋制時(shí)間，，計(jì)算公式如下：

t—tt—t+t+t純d+d-dt,—(n一n)/ad+dpt,—(n-n)/bd-dpt—[60L/兀D+n2/2a+n2/2b-(a+b)n2/2ab]/ndypdd道次t/s10.7420.7430.7442.0352.2662.3272.4982.6392.67102.81112.93123.19133.34143.51153.60可逆式中厚板軋機(jī)道次間的間隙時(shí)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(shí)間。這一時(shí)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(shí)間間隔、軋輥壓下時(shí)間和回送軋件時(shí)間中的最長時(shí)間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般為3?6s，本次設(shè)計(jì)取值為6s各道次時(shí)間計(jì)算結(jié)果列于表中。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(chǎng)實(shí)際，坯料的出爐溫度為1150°C,開軋溫度為1100°C，終軋溫度為980°C。對(duì)于軋制厚板中溫度的確定，因?yàn)閷?shí)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(shí)，主要以輻射和高壓水冷卻方式降溫，對(duì)流和傳到散熱大致與變形熱能相抵消，同時(shí)，軋件的面積大小也影響著溫降。計(jì)算各道次輻射溫降的公式為：At二12.9(T/1000)4z/h1式中：z一輻射時(shí)間，即該道次軋制延續(xù)時(shí)間(s)h一軋后的厚度(mm)T1—前一道的絕對(duì)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。道次At/C軋后t/C11.301048.7021.471047.2331.681045.5542.301043.2552.961040.2963.061037.2373.941033.2984.771028.5295.531022.99106.411016.58117.241009.34128.011001.33138.36992.97148.75984.22158.84975.383?2軋制力的計(jì)算3.2.1平均單位壓力根據(jù)熱軋厚板的生產(chǎn)，計(jì)算軋制力使用E.kelund公式。平均單位軋制力的計(jì)算公式為：p=(1+m)(K+2)式中：m—表示外摩擦對(duì)單位壓力影響的系數(shù)，計(jì)算式為：m=(L.6fRh/)2-l.dH+h)K—溫度和成分對(duì)軋制力的影響系數(shù)，計(jì)算公式為：K=9.8(14-O.Olt)(1.4+C+Mn)xlOMpan一粘性系數(shù)，耳二0.1(14一O.Olt)Mpa總—平均變形速度，/s,公式為:￡二2v(Ah/R)1/2/(H+h)摩擦系數(shù)f二a(1.05一0.0005t)，對(duì)鋼軋輥a=1，對(duì)鑄鐵軋輥a=0.8?？傑堉屏τ?jì)算公式為:1.61.6fJrAh-1.2AhH+h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(jì)算總軋制力的計(jì)算公式：B+Bp=」hRh?p式中：bhBh-分別為軋制前、軋制后的寬度(mm)；R-軋輥半徑(mm)；p-平均單位壓力Mpa;3?3計(jì)算傳動(dòng)力矩摩擦系數(shù)f二a(1.°5-°.°°°5t)，對(duì)鋼軋輥a=l,對(duì)鑄鐵軋輥a=0.8。在軋制過程中，在主電機(jī)軸上傳動(dòng)軋輥所需力矩最多由下面4個(gè)部分組成：MM=—z+M+M+MifkdMz軋制力矩；Mf克服軋制時(shí)發(fā)生在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的附加摩擦力矩；Mk空轉(zhuǎn)力矩；Md動(dòng)力矩；i軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比，取i=1。3?3?1軋制力矩的計(jì)算軋制力矩的計(jì)算式為：Mz=2P^/RAh式中屮一合力作用點(diǎn)位置系數(shù)，一般中厚板軋制中約為0.4?0.5,粗軋道次取最大值隨軋件變薄取小值；R—工作輥半徑；山—壓下量，山=H-h。3.3.2附加摩擦力矩的計(jì)算組成附加摩擦力矩的基本數(shù)值有兩大項(xiàng)：一項(xiàng)為軋輥中軸承中的摩擦力矩；另一項(xiàng)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦力矩。其中軋輥軸承中的附加摩擦力矩：M=Pxdxffi11式中p—軋制壓力；di—軋輥輥頸直徑；

fi—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MDM=丄X工finD支式中D工一工作輥的直徑，D工=1080mm；D支一支承輥的直徑，D支=2040mm；n—傳動(dòng)效率系數(shù)，n=o.96；i—傳動(dòng)比，參考相關(guān)資料，取i=1。3.3.3空轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算空轉(zhuǎn)力矩是指空載轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)主機(jī)列所需的力矩。一般軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩按經(jīng)驗(yàn)辦法來M=(0.03?0.06)MTOC\o"1-5"\h\z確定，取電機(jī)額定力矩的3%?5%。即KHN\o"CurrentDocument"M=9549―e_Hn式中Mh—電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，e，N.m；Ne—電機(jī)的額定功率，kw，Ne=6000kw；代一電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min。本次設(shè)計(jì)取Mk=12(t?m)3.3.4動(dòng)力矩的計(jì)算動(dòng)力矩只發(fā)生于用不均勻轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，需產(chǎn)生克服慣性力的動(dòng)力矩。其數(shù)值可由下式確定：工GD2慣一Xdndt式中dndt式中Md—?jiǎng)恿?t.m；工GD2慣一折合到電擊傷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，t.m；D一轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性直徑，m；dn-dt一角加速度，r/(min.s)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)GD2二41.18(t?m),Md=2.2(t?m)綜上所述，電機(jī)軸上的總傳動(dòng)力矩為四部分之和，M=M+M+M+Mzfkd

13382965.2110206.08313382965.2110206.0837.59.34992.971852.214362966.1410769.7025.39.51984.221760.115352966.4911076.1012.89.60975.381420.6124.8107.865.44輥型設(shè)計(jì)計(jì)算輥型設(shè)計(jì)熱軋中厚鋼板時(shí)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(shí)輥縫形狀的變化，獲得橫斷面厚度均勻的產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)新輥時(shí)，對(duì)軋輥的磨損不必考慮，只考慮不均勻熱膨脹和軋同時(shí)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(jì)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At表示：A=kadAtA=kaDAtdtdDtD式中Adt、ADt—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；a—軋輥的線彭脹系數(shù)，鋼軋輥a取1.3X10-5°C,鑄鐵輥取1.1X10-5°C；d、D—分別為工作輥與支承輥的直徑；Atd—工作輥中部與邊緣的溫差，Atd通常為10C；AtD—支撐輥中部與邊緣的溫差，AtD通常為2C；帶入得：

工作輥Adt=0.9X1.1X10-5X10X1100=0.11mm支撐輥ADt=0.9X1.3X10-5X2X2000=0.047mm軋輥的彈性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(jì)中對(duì)軋輥彎曲變形的考慮，主要是計(jì)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(duì)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(shí)的工作撓度為：「A+?BA+Af=q—dsDs上工作輥的撓度：s卩(1+9)2(1+9)『A+9BA+Af=q——dxDx下工作輥的撓度：x卩(1+9)2(1+9)其中1.1九+3九g+1.8x10-2PK123—4u2+u312K二K二Qln[0.97d+D

qQ式中q—工作輥與支撐輥間單位長度上的平均壓力，q二P/L；u—鋼板寬度與輥身長之比，u=b/La=5960Ads、Adx—分別為上、下工作輥的實(shí)際凸度；ADs、ADx—分別為上、下支撐輥的實(shí)際凸度。在本次設(shè)計(jì)中工作輥為鑄鐵輥，支撐輥為鋼質(zhì)的，則A1=0.071入2=0.079g=2.8x10-4B=1143.43所以有k=2.4,?=0.54,A=0.057,B=0.19輥型設(shè)計(jì)軋輥的磨損軋輥磨損會(huì)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(shí)際軋輥磨損計(jì)算時(shí)通常依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)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(duì)帶鋼版型的影響：(1)通過合理安排生產(chǎn)計(jì)劃來解決對(duì)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(jì)在設(shè)計(jì)新軋輥的輥型曲線凸度時(shí)，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(jì)時(shí)，應(yīng)按熱凸度與撓度合成的結(jié)果，定出新棍的凸度(或凹度)，則其最大實(shí)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(jì)中軋輥凸度的要求為：工作輥總凸度：tg=150~400Mm=0.15~0.40mm支承輥總凸度：tz=0~200Mm=0~0.2mm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(shí)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/2dgdzp/2圖5.1軋輥受力圖對(duì)軋輥強(qiáng)度驗(yàn)算以判斷工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的合理性，軋輥的強(qiáng)度通常只按靜載荷驗(yàn)算。同時(shí)，在四輥軋機(jī)中，一般均為工作輥驅(qū)動(dòng)，校核軋輥時(shí)，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(jì)算不準(zhǔn)確以及軋制時(shí)的沖擊載荷、應(yīng)力集中等影響，在軋輥的靜強(qiáng)度計(jì)算中，選軋輥的安全系數(shù)n=5進(jìn)行計(jì)算，許用應(yīng)力b/5。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MPa140?200120?140100?120100?12080?9070?80

5.1?1支撐輥強(qiáng)度校核支撐輥材質(zhì)選合金鍛鋼°L140~200MPa。支撐輥輥身受單向的均布載荷，1(mm)1(mm)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(jì)算式如下:通過前面的計(jì)算可得，第四道的軋制力最大，P=2656.4t,則輥身中央處彎矩計(jì)算式如下:MDZ=P/2*(a/2-L/4)=2490.3(t?m)DDZ其彎曲應(yīng)力為PD=MD/(0.1D3)=2490.3/(0.1*2.03)=31.13MPa<[6]DDz支撐輥輥頸危險(xiǎn)斷面彎矩值為Mdz=P/2*(a-L)/2=2656.4/2*(5.96-4.3)/2=1102.40(t?m)其彎曲應(yīng)力為：Pd=Md/(0.1d3)=1102.40/(0.1*1.53)=32.66<[6]ddzz由此可見支撐輥的強(qiáng)度足夠。5.1.2工作輥強(qiáng)度計(jì)算工作輥選球墨鑄鐵kL100?120MPa，t]=0.6kL84?144MPa。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M=341.8(t?m)，一個(gè)工作輥所受的扭矩為M=170.9(t?m)。工作輥的輥頭形式為max

平臺(tái)式，因此:W二(0.65h/d-0.045d3平臺(tái)式，因此:n11式中h=(0.25?0.30)DD=D-(5~15)mm1minDmin是軋輥重車后的最小輥身直徑，取Dmin=1020mm所以D=1020—10=1010mm；h=(0-25?0.3°)D1=253?303mm，取h=260mm；d=(0.90?0.94)d=(0.9?0.94)x800=720?752mm，取d=730mm11d=(0.67?0.75)x1100=737?825mm所以W=(0.65h/d-0.045)d3=(0.65x0.26/0.73-0.045)x0.733=0.0726m3n11t=M/W=170.9/0.0726=23.53MPa〈k]dnn因此工作輥強(qiáng)度足夠。5.1.3接觸應(yīng)力的計(jì)算四輥軋機(jī)支撐輥和工作輥之間承載時(shí)有很大的接觸應(yīng)力，在軋輥設(shè)計(jì)及使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行校核計(jì)算。根據(jù)H.赫茨(Hertz)理論，最大壓應(yīng)力的計(jì)算公式為:Gmaxq(Gmaxq(r+r)12?r12=[：兀2(K+K)r1121(5-1)式中q—作用在接觸面上的均布載荷q=P/L=2656.4/4.3=617.8(t.m)=6.2x106(N/m)r1、r2—兩接觸輥得半徑r1=L°m，r=0.55m；2K1K2—和軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)K=(1-卩2)/兀E，卩、E分別為軋輥的泊松比和彈性模支撐輥選合金鍛鋼E1=186?206GPa，取耳=20GPa；卩】=0.25?0.30，取卩】=0?28；

；卩=0.23?0.27取卩2—0.25工作輥選球墨鑄鐵E2二7&；卩=0.23?0.27取卩2—0.25(5-2)帶入上面的公式得：K—(1-0.282)/(兀x200)—1.47x10-12/Pa(5-2)1K—(1-0.252)/(兀x100)—2.99x10-12/Pa(5-3)2帶入接觸應(yīng)力計(jì)算式得：G—maxG—max6.2x106x(1.0+0.55)兀2(1.47+2.99