**歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07第四章：冷軋工藝?yán)碚摵陀?jì)算歐陽光明（2021.03.07）4.1軋制規(guī)程的設(shè)計(jì)1.1基本概念軋制規(guī)程也叫做軋制制度，它包括壓下制度、速度制度、溫度制度、張力制度和輥型制度，是指軋制過程中各道次的壓下量分配以及相應(yīng)的力能參數(shù)設(shè)定。它主要式根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求、原料條件及生產(chǎn)設(shè)備的情況，運(yùn)用數(shù)學(xué)公式（模型）或圖表進(jìn)行計(jì)算，從而確定軋制方法，確定壓下制度、速度制度、溫度制度、張力制度和輥型制度，以便在安全操作條件下得達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的目的。4.2制定軋制規(guī)程的原則和要求在設(shè)備能力容許的條件下盡量（提高道次壓下量、縮減軋制道次、縮短軋制周期、確定合理速度規(guī)程等等）提高產(chǎn)量。在保證操作穩(wěn)定的條件下提高質(zhì)量?？傊浞侄趾侠淼匕l(fā)揮軋機(jī)的設(shè)備能力，通過適當(dāng)減少軋制道次和提高軋制速度來增加產(chǎn)量，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。壓下規(guī)程的分配依據(jù)和要求制定壓下的依據(jù)是產(chǎn)品厚度精度、板形和表面質(zhì)量規(guī)定、最大軋制力Pmax、最大軋制力矩Mmax、最大電機(jī)功率Nmax、成品尺寸等；壓下規(guī)程的中心內(nèi)容就是要確定由一定的板坯軋成所要求的成品的變形制度，即采用的軋制方法、軋制道次及每道壓下量的大小。冷軋板帶鋁壓下規(guī)程的制定一般包括原料規(guī)格的選擇、軋制方案的確定以及各道次的壓下量的分配與計(jì)算。①冷軋各道次的分配：由于第一道次的后張力太小，而且熱軋來料的板形與厚度偏差不均勻，甚至呈現(xiàn)浪形、飄曲、鐮刀彎或鍥形斷面，致使軋件對(duì)對(duì)中難以保證，給軋制帶來一定的困難，第一道次不宜過大也不要太??；中間道次的壓下分配，基本上可以從充分利用軋機(jī)能力出發(fā)，或按經(jīng)驗(yàn)資料確定各壓下量；后幾道次雖然絕對(duì)壓下較小，但帶鋼的加工硬化程度很大，變形抗力大，因此后幾道次壓下量則受帶鋼對(duì)軋制壓力的限制，最后1－2道次為了保證板型及厚度精度，一般按經(jīng)驗(yàn)采用較小的壓下率。常用制定制定壓下規(guī)程的方法：①由于道次的分配受各種因素因素的影響，要用精確的理論公式來計(jì)算出來是不太實(shí)際的，一般先按經(jīng)驗(yàn)并考慮規(guī)程制定的一般原則和要求，分配各道的壓下量，最后較核設(shè)備的負(fù)荷及各項(xiàng)限制條件，予以修正。4.3軋制壓力的計(jì)算合金牌號(hào)軋機(jī)選擇原料尺寸2024鋁卷500/1250x1700mm四6x1332.5x200125mm重可逆冷軋機(jī)。冷軋帶式生產(chǎn)的軋制規(guī)范，帶式生產(chǎn)的鋁合金熱軋卷需要預(yù)先退火后再進(jìn)行冷軋退火規(guī)范如下：合金牌號(hào)溫度保溫時(shí)間冷卻方式2024鋁合金390-4401h以小于30度/h的冷卻速度緩冷。當(dāng)溫度為250度以下出爐

1.總加工率的確定：硬鋁合金加工率可達(dá)80%以上2，壓下量分配及基本參數(shù)：3.軋制變形區(qū)主要參數(shù)：咬人角：冷軋變形率小可用此公式計(jì)算）咬人角：冷軋變形率小可用此公式計(jì)算）aaaa1=0.0692=0.069a3=0.066a4=0.0534.冷軋軋制力計(jì)算：a=d=Ua=d=Ua.0H1HH:開坯時(shí)坯料厚度mm①°01=05=20%②°o2=2O%°12=40%③°o3=4O%°13=58%④°o4=58%°14=70%由上查《鋁》3-2-16圖得：①b(0.2)01=130Mpab(0.2)11=230Mpa②b(0.2)02=230b(0.2)12=280③b(0.2)03=280b(0.2)13=290④b(0.2)04=290Mpab(。訕=295Mpak+k因?yàn)閗=1.15bk=1.15bk="^2^因?yàn)?(0.2)01(0.2)1由上得：k=207Mpa由上得：k=207Mpak2=293.25Mpak=327.75Mpak4=336.38Mpab.k'b.k'=k一寧b0=(4.3-0.5h0)9.8，1=(5.67-0.60h1)9.8k'3=295.12Mpa由上得:k'1=186.96Mpakk'3=295.12Mpak'4=298.99MpaC?不考慮彈性壓扁時(shí)的接觸弧長度:**歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07*歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.071=tR'Ah（mm）l1=17.32mml2=17.32mml3=16.43mml4=13.42mmflm—（?。?d.hf：摩擦系數(shù)，在此用煤油潤滑取0.16由上得：m1=0.26m2=0.44m3=0.24m4=0.16n二2CRfk，e?求出h其中對(duì)于鋼軋輥c=1.06xio-4n1=0.03n2=0.05n3=0.09n4=0.15f?根據(jù)《鋁板帶軋制》圖4-20得：由上得：叫=0.54m；=0.70叫=0.55m4=0.50所以I：=18.23mm12=18.38mm13=10.52mm14=6.75mmg.平均單位軋制力p的計(jì)算P二（k-〒）PMF《鋁板軋制》圖3-2-20PMF:壓力倍增系數(shù)由上得：N=243.05Mpap2=400.11Mpap3=413.17Mpap4=388.69Mpah?冷軋軋制力P由上得人代=1.64mm（寬展除在熱軋及冷軋開坯道次考慮，冷軋其余道次不考慮）所以：p1=5906694N=590t2=980t3=579tp4=349t4.4軋制力矩的計(jì)算4.4.1制定軋制規(guī)程必須遵守下面兩個(gè)條件：第一、在負(fù)荷最大的道次中電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩不應(yīng)超過電機(jī)本身允許的最大轉(zhuǎn)矩。**歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07**歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07第二、根據(jù)負(fù)荷圖確定的平方根轉(zhuǎn)矩(或等效轉(zhuǎn)矩)不應(yīng)超過電機(jī)長時(shí)間工作的額定轉(zhuǎn)矩。4.5冷軋軋制力矩計(jì)算——冷軋時(shí)不考慮軋機(jī)變速，只考慮靜力矩部分。MZ扎件變形給軋輥軸承的軋制力矩MU軋輥軸承的摩擦力矩MK軋輥空轉(zhuǎn)時(shí)的空轉(zhuǎn)力矩a.Mz=2刊廠w為力臂系數(shù)，冷軋板帶一般?。?333-0.42MZ1=80.71KN.mMZ2=134.06MZ3=44.00MZ4=17.90b/u=PdUd.軋輥直徑。U軋輥軸承摩擦系數(shù)冷軋機(jī)一般取0.05-0.08MU1=177.00KN.mMU2=294.00MU3=173.70MU4=104.70KN.mC.M=(0.060.1)MKzmk1=6.46KN.mMK2=8?85MK3=2.90MK4=1?07KN.m――因?yàn)榻?Mz+MU+Mk由上得：M刃=103.46KN.mMz2=436.85Mz3=219.90M斗=123.90KN.m4.6張力制度的確定當(dāng)卷取機(jī)的線速度大于工作輥的線速度產(chǎn)生前張力，而工作輥的線速度大于開卷機(jī)的則產(chǎn)生后張力。具有張力才能讓軋件順利咬入軋機(jī)進(jìn)行軋制。主要是選擇平均單位張力0z即作用于在帶材斷面上的平均張應(yīng)力，一般應(yīng)小于帶鋼屈服度的為，實(shí)踐證明較大的后張力可降低單s位壓力的35％，而前張力僅能達(dá)到20％的水平。故通常用后張力大于前張力的軋制方法，這可減少斷帶的可能性。一般不超過0.6as,最后道次即成品卷張力不能太高。3.3.1輥型的調(diào)節(jié)制度在軋制過程中，由于種種原因，入軋輥的受力彎曲、沿輥身長度方向的溫度分布不均勻等，將是輥型發(fā)生變化，導(dǎo)致板材橫向厚差的變化，或由于板材在軋輥輥身邊部和中部變形的不均而出現(xiàn)波浪。為了獲得較為理想的合格板材，就需要采取措施來調(diào)節(jié)軋輥的輥型。除了使軋輥的凸形補(bǔ)償?shù)仁┩?，采用調(diào)節(jié)液壓彎輥力的方法使很常用的方法。在設(shè)計(jì)和使用液壓彎輥力的時(shí)候，必須計(jì)算彎輥力，但由于其計(jì)算方法較多，而且計(jì)算時(shí)要涉及到眾多參數(shù)，比較繁瑣，故在設(shè)計(jì)時(shí)的彎輥力的長參考某些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來選取，一般彎曲軋輥的最大彎曲力約為最大軋制力的15％－20％，在具體的軋制過程中，由操作者根據(jù)所觀察到的實(shí)際情況，給定合適的彎輥力。4.7軋輥的校核4.1彎曲強(qiáng)度的校核根據(jù)以上計(jì)算可知，各道次的軋制力小于軋機(jī)的最大軋制力10500KN，故軋輥的彎曲強(qiáng)度校核通過。所選500x1250x1700mm軋機(jī)參數(shù)如下：4.2強(qiáng)度的校核為了計(jì)算簡便，對(duì)軋輥的校核，我們只選取軋制力最大的那個(gè)道

次來進(jìn)行校核。所以有計(jì)算產(chǎn)品可知，軋制力最大的那個(gè)出現(xiàn)在軋制2024鋁板的第二道次上，其最大軋制力為1655t。在軋制過程中，四輥軋機(jī)的工作輥與支承輥接觸處，以及工作輥與軋件的接觸處，都會(huì)產(chǎn)生接觸應(yīng)力。工作輥與支承輥的接觸面積比工作輥與軋件的接觸面積小得多，因此，在同樣大小的作用力下，工作輥與支承輥間的接觸應(yīng)力要大大超過工作輥與軋件的接觸應(yīng)力。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，只需計(jì)算工作輥與支承輥間的接觸應(yīng)力。1、軋輥表面的最大接觸應(yīng)力可按以下公式求得：式中：a,式中：a,a,axyza,a,a，單位kg/cm2）。xyzp---輥間最大壓力，0軋輥表面的徑向、切向、軸向應(yīng)力（即主應(yīng)力kg/cm2。式中：q作用于軋輥單位長度上的壓力，q—辛（kg/cm）。RR

g——工作輥、支承輥輥身半徑zcm則RR

g——工作輥、支承輥輥身半徑zcm則2、3、5764.6（25.0+62.5=10925825.0x62.5kg/cm2根據(jù)主應(yīng)力值可求得當(dāng)量應(yīng)力值a及最大剪應(yīng)力值Tdmax已知：工作輥輥身硬度：肖氏HS9。—96q(R+R)P=608g丄=6080RR1gZ對(duì)于硬度為HS90—100（相當(dāng)于HB700）的冷軋工作輥，可得[a]=10000kg/cm2[t]=5000kg/cm2dmax4可彳號(hào).a—6555.5<10000；所以軋輥校核通過。4.7軋制速度的確定主電機(jī)的加速度a、b取決于主電機(jī)的特性及其控制線路，通常可逆式軋機(jī)的主電機(jī)加速度a—般在15一30rpm/s之間，減速度b—般在30—60rpm/s之間，取本軋機(jī)主電機(jī)加速度a=20rpm/s=1200r/min，減速度取b=40rpm/s=2400r/min。傳動(dòng)比：1:1。取咬入速度n=20r/min,拋出速度n=30r/min,13穩(wěn)定軋制速度n=380r/min;2t——為空轉(zhuǎn)加速時(shí)間；pt——為帶錠軋制時(shí)的加速軋制時(shí)間；1t——為等速軋制時(shí)間；2t——為帶錠軋制時(shí)的減速軋制時(shí)間；3t——為空轉(zhuǎn)減速時(shí)間。0純軋制時(shí)間為：t二t+1+1m123等速純軋時(shí)間t的決定由純軋時(shí)間的軋件長度L來確定。2帶卷長度：因?yàn)長=l+1+1123式中1,1和1分別表示加速純軋時(shí)間，等速純軋時(shí)間和減速純軋時(shí)TOC\o"1-5"\h\z123間所軋過的軋件長度。而二L-1-1；13將1，1，1帶入L式中得123古攵：t=t+1+1=138.4+0.3+0.1=138.8sm1234.9軋機(jī)主電機(jī)功率計(jì)算與校核1.等效力矩計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的校核按等效轉(zhuǎn)矩校核設(shè)計(jì)計(jì)發(fā)熱是否安全，或者選擇電機(jī)時(shí)的普通方程式中叫曬等效力矩，KNm；**歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07*歐陽光明*創(chuàng)編2021.03.07stn――軋制時(shí)間內(nèi)各段純軋時(shí)間的總和，s；叫――軋制周期內(nèi)各段間隙時(shí)間的總和，S；Mn――各段軋制時(shí)間所對(duì)應(yīng)的力矩，KNm;Mn―