#/7制定生產(chǎn)工藝及工藝制度.生產(chǎn)工藝：選擇坯料——原料清理——加熱——除鱗——縱軋一道(使寬度接近成品寬度)——轉(zhuǎn)90°橫軋到底——矯直——冷卻——表面檢查——切邊——定尺——表面尺寸形狀檢查——力學(xué)性能實驗——標(biāo)記——入庫——發(fā)貨.工藝制度：在保證壓縮比地條件下，坯料尺寸盡量小.加熱時出爐溫度應(yīng)在1120°—1150°，溫度不要過高，以免發(fā)生過熱或過燒現(xiàn)象；用高壓水去除表面地氧化鐵皮，矯直時選用輥式矯直機矯直，開始冷卻溫度一般要盡量接近終軋溫度，軋后快冷到相變溫度以下，冷卻速度大多選用5—10°C或稍高一些.切邊用圓盤式剪切機進行縱剪，然后用飛剪定尺.選擇坯料根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和實踐，目前生產(chǎn)中厚板選擇連鑄坯已成為主流，所以選擇連鑄坯坯料尺寸地確定坯.坯料厚度地確定：根據(jù)經(jīng)驗，壓縮比在6—10之間較好，本設(shè)計取10，由成品厚度h=13mm知H=10h=130mm.坯料寬度地確定假設(shè)先軋兩道，壓下量分別為20mm和10mm，且設(shè)兩道軋后其長度等于寬度.假設(shè)軋后金屬燒損不計，考慮切頭尾，切邊.在我國切頭尾一般為500mm—2500mm取Al=500mm,切邊Ab=100mm,由體積不變定理得B'xL'x[H-(20+10)]=(l+2x500)x(b+2x100)x13因為B'=L'所以B'=L'=(9000+2x500)(1900+2x100)x13/[130—(20+10)]=1650mm(3)坯料長度地確定由H,B,B',L'由體積不變定理得HxBxL=H'xB'xL'得L=1270mm變形量分配.根據(jù)經(jīng)驗，中厚板壓下量在Ah=12mm左右,這里取Ah=12mm.分配各道次壓下量，計算各道次變形程度，軋件尺寸及軋制道次(1)由H=130mm,h=13mm,取軋制道次n=12(二輥7道四輥五道)(2)第一道，先用展寬軋制把坯料地寬度B軋成b(或接近b)且不考慮長度變化由體積不變定理得BxLxH=BxLx(H—Ah1)得Ah1=17mm則變形程度Bl=Ah/Hx100%=13.08%軋后軋件尺寸為113x1900x1270mm同理其余道次壓下量分配，變形程度，軋件尺寸如下表所示道次h(mm)b(mm)l(mm)Ah(mm)￡(%)1113127019001713.08296190014941715.0380190017921616.7465190022061518.75554190026551116.964519003186916.6773819003773715.6828190051211026.392119006827725.0101619008961523.81114190010241212.5121319001103017.14四． 設(shè)計變形工具設(shè)計二輥輥身長度L：由L=bmax+abmax=1900mm當(dāng)b=1000-2500mma=150-200mm取a=200mm所以L=1900+200=2100mm輥徑尺寸中厚板軋機L/D=2.2-2.8取L/D=2.6得D=808mm取810mm(3)輥頸尺寸查表3-5取d/D=0.75(軋鋼機械鄒家祥主編)得d=608mm取d=600mm輥頸長度l取d/l=1得l=600mm輥頭設(shè)計因為對于中厚板軋機來說軋輥調(diào)整行程比較大，傾角在8°-12°間所以應(yīng)選擇萬向輥頭.各部分地尺寸關(guān)系如下Dmin=Dmax—Dmaxx重車率中厚板軋機最大重車率5%-8%取5%Dmin=810—810x5%=767mmD1=Dmin—(5-15mm)取D1=Dmin—5=762mmS二(0.25-0.28)D1取S=0.25D1=197.5mma=(0.5-0.6)D1取a=0.5D1=381mmb二(0.15-0.2)D1取b=0.2D1=152mmc=b=152mm輥頸與輥身地過度圓角r由r/D=0.1—0.12取0.1得r=0.1x810=81mm設(shè)計四輥(1)支撐輥設(shè)計1)輥身長度設(shè)計和二輥一樣L=2100mm2)輥徑D2查表3-3(軋鋼機械鄒家祥主編)取L/D2=2.0得D2=1050mm3)輥頸尺寸取d2/D0.75d2=1050x0.75=788mm取d2=800mm4)輥頸長度1212/d2=1.0得l2=800mm5)輥頭設(shè)計選擇萬向輥頭選擇原因同二輥各部分地尺寸關(guān)系如下所示Dmin=Dmax—Dmaxx重車率中厚板軋機最大重車率5%-8%取5%Dmin=1050—1050x5%=998D1=Dmin—(5-15mm)取D1=Dmin—5=993mmS二(0.25-0.28)D1取S=0.25D1=248mma=(0.5-0.6)D1取a=0.5D1=497mmb二(0.15-0.2)D1取b=0.2D1=100mmc=b=100mm6)輥頸與輥身地過度圓角r2取r2=0.1D2=105mm(2) 工作輥設(shè)計1)輥身設(shè)計同前L=2100mm2)輥徑尺寸據(jù)經(jīng)驗當(dāng)軋件較厚時由于要求較大工作輥直徑，取D2/D1較小值由表3-3得(軋鋼機械鄒家祥主編)取D2/D1=1.5得D1=700mm輥頸尺寸取d1/D1=0.6d1=420mm取11/d1=1得11=420mm4)輥頸與輥身地過度圓角r1取r1=0.1D1=70mm輥頭設(shè)計(略)五．計算力能參數(shù)選擇速度圖：由于整個軋制過程中，軋件較長，所以選擇梯形速度圖較理想.設(shè)計軋制速度(n1n2n3ab)目前，可逆式中厚板軋機粗軋機地軋輥咬入和拋出轉(zhuǎn)速一般在10-20r/min和15-25r/min范圍內(nèi)選擇，精軋機地軋輥咬入和拋出轉(zhuǎn)速一般在20-60r/min和20-30r/min范圍內(nèi)選擇.而且軋制時是低速咬入和拋出.所以在二輥軋機上軋制時，取咬入轉(zhuǎn)速n1=10r/minn2<nH(nH-電機地最大轉(zhuǎn)速)取n2=30r/min取n3=20r/min.在四輥軋機上軋制時，取咬入轉(zhuǎn)速n1=20r/minn2<nH(nH-電機地最大轉(zhuǎn)速)取n2=40r/min取n3=25r/min.現(xiàn)代化軋機起動加速度a=30-80r/minis,速度b=60-120r/min.s取a=40r/min.sb=80r/min.s速度圖和軋制圖表見附圖計算每道次各組成時間第1道設(shè)等速軋制時間為t3加速軋制時間為t2減速軋制時間為t4,空載加速時間為t1空載減速時間為t5對于二輥軋機等速軋制時間t3=1/n2[60l/nD+n²。2/2a+n²。3/2b—(a+b)n²。2/2ab]=1.03s加速軋制時間t2=(n2—n1)/a=0.5s減速軋制時間t4=(n2—n3)/b=0.17s空載加速時間t1=n1/a=0.25s空載減速時間t5=n3/b=0.33s所以純軋時間tz=t2+t3+t4=0.5+1.03+0.17=1.7s如果軋件長度l<3,5m取間隙時間tj=2.5s如果軋件長度3.5m<l<8m取間隙時間tj=6s如果軋件長度l>8m取間隙時間tj=4s所以tj1=2.5st間隔1=tj1—11—t4=1.92s其他道次地各組成時間如下表所示道次t1t2t3t4t5tjt間隔tz10.250.51.030.170.332.51.921.7020.250.50.700.170.332.51.921.3730.250.50.940.170.332.51.921.6140.250.51.260.170.332.51.921.9350.250.51.610.170.332.51.922.2860.250.52.030.170.332.51.922.7070.250.52.490.170.336.05.083.1680.500.52.90.250.426.05.083.6590.500.54.080.250.426.05.084.33100.500.55.540.250.424.03.086.29110.500.56.410.250.424.03.087.16120.500.56.950.250.424.03.087.70計算各道次軋制溫度根據(jù)經(jīng)驗，雙機架中厚板軋機軋制碳素鋼和低合金鋼出爐溫度為1150-1200(粗軋機開軋溫度為1100-1150℃,粗軋地精軋溫度為1000-1050°C精軋機地開軋溫度為950-1000℃終軋溫度為780-880℃.取開軋溫度1150℃,逐道計算溫降第一道溫降A(chǔ)t1=12.9Z/h(T1/1000)Z—該道次地軋制時間與與上道次間隙時間之和貝UAt1=12.9Z/h(T1/1000)=12.9x(1.7/113)[(1150+273)/1000]=1℃精軋開軋溫度取950℃則At8=12.9Z/h(T8/1000)=10°C所以第8道軋后軋件地溫度為950-10=940℃所有道次軋制溫度如下表所示道次1234 56 78 9101112Z1.73.874.11 4.43 4.83 5.25.669.6510.33 12.29 11.1611.70溫度11501120 1119 1116 111311091103950 926 906886865計算各道次變形抗力軋件在二輥軋機上軋制時平均軋制速度為V=nDn/60=1227mm/s在四輥軋機上V=nD1n/60=1446mm/sn為穩(wěn)定軋制速度故平均變形程度￡=2VAh/R/(H+h)所以￡1=2x1.227x113/405/(130+113)=2.1由61和t1查17-3圖得os1=80Mpa再由b1=13.08%得修正系數(shù)K=0.90所以變形抗力osT1=Kos1=72Mpa其他道次變形抗力如下表所示道次1 23 45 67 89 101112￡2.12.93.53.53.423.854.37.69.579.517.34.9￡13.08 15.0 16.7 18.75 16.9 16.6715.6 26.3 25.0 23.8 12.57.14T1150 1120 1119 1116 1113 11091103 950 926 906 886865osT68.26969.670.172.074.177.899.0104113113104選用Sims公式計算各道次軋制力求第一道軋制力因為變形抗力K=1.155osT所以K1=1.155x68.2=78.771Mpa接觸弧長l=dR?Ah=d405x17=83mmR/h=405/113=3.58查曲線5-24求外摩擦影響系數(shù)nd由￡1與R/h查得n'o1=0.8又因為為無張力軋制所以張力影響系數(shù)n'''o1=1.0求外端影響n'd由l/h查圖5-22由上圖得n‘'o1=1.1由軋制力計算公式P=n'oxn"oxn'"oxKxbxl得P1=n'o1xn''o1xn'''o1xK1xb1xl1=0.8x1.1x1.0x78.771x1.270x0.083=7.31MN同理其它道次軋制力如下表所示道次123456789101112軋制力P7.3111.8812.241212.6710.711.7814.219.31912.375.47六．軋輥強度校核1.二輥軋機強度校核由上面計算知二輥軋機最大軋制力Pmax=P5(1)求輥身彎曲力矩MshMsh=Pmax(a/4—b/8)a一輥身長度b—軋件長度則UMsh=Pmax(a/4—b/8)=12.67x(2.1/4—1.9/8)=3.64MN-m(2)求輥頸地彎曲力矩Mj則Mj=Pmax?l/4=1.9MN?m(3)求輥身地彎曲應(yīng)力osh=Msh/(0.1D)=68.5Mpa(4)求輥頸地彎曲應(yīng)力oj=Mj/0.1d=88Mpa(5)求輥頸地扭轉(zhuǎn)力矩MnMn=P/^RAh=0.43MN?mAh—最大軋制力時地壓下量(6)求輥頸地扭轉(zhuǎn)應(yīng)力TnTn=Mn/0.2d=9.95Mpa⑺求合成應(yīng)力oh對于鋼軋輥oh=do²。j+3T²。n=90Mpa對于鐵軋輥oh=0.375oj+0.652do²。j+4T²。n=89.65Mpa(8)輥頭地扭轉(zhuǎn)應(yīng)力(略)(9)軋輥材料選擇已知osh=68.5Mpa；oj=88Mpa；oh=89.65Mpa；oh=90Mpa所以由表2-9(軋鋼車間設(shè)備潘慧勤主編)合金鍛鋼碳素鍛鋼鑄鋼鑄鐵球墨鑄鐵強度極限ob686—735588—637490—588343—392392—588許用應(yīng)力[o]137.2—149117.6—127.498—117.668.6—78.478.4—117.6材料地抗拉強度ob=392—588Mpa取ob=500Mpa因為ob/osh=7.14>3所以輥身安全符合要求；ob/oj=500/88=5.56>3所以輥頸安全符合要求ob/oh=500/90=5.5>3所以安全2.四輥軋機強度校核選工作輥材質(zhì)為9Crob=833Mpa支撐輥材料選40Crob=686Mpa由上面計算知四輥軋機最大軋制力Pmax=19.3MN(1)支撐輥強度校核輥身Msh2=P(a2/4—L/8)=5.55MN?m。osh2=Msh2/(0.1D2)=48Mpa因為ob/osh2=686/48=14>3所以輥身安全；輥頸Mj2=(P/2)?l2=6.08MN?m。司2=Mj2/0.1d2g=118Mpaoob/oj2=686/118=5.9>3所以輥頸安全輥頭無校核內(nèi)容(2)工作輥強度校核輥身Msh1=P(a2/4—L/8)=5.55MN?m；osh1=Msh1/(0.1D1)=228Mpa因為ob/osh1=866/228=3.8>3所以輥身安全.輥頸Mn=P/2?dAh?R=0.48MN?m其中Ah—軋制力最大時地壓下量所以輥頸處地扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力Tn=Mn/(0.2d1)=19.2Mpa因為ob/m=866/19.2=45>3所以輥頸安全3)因為作用在工作輥上地彎曲力矩很小，只是作用在支撐輥上彎曲力矩地2.56%，所以工作輥地彎曲應(yīng)力可以不予計算4)輥頭無計算內(nèi)容5)接觸應(yīng)力計算omax=0.318d(qmax/e)[(r1?r2)/(r1+r2)]r1—工作輥輥頸半徑r2—支撐輥輥頸半徑e=0.263x10；qmax=1.5P/L=1.5x19.3/2.1=13.8Mpa所以omax=1685.4Mpa；Tmax=0.304omax=512.4Mpa材料為40CrHB=241—286由表2-10(軋鋼車間設(shè)備潘慧勤主編)知[o]=2000Mpa；[t]=610Mpa因為1685.5<[o]。512.4Mpa<[T]所以驗算通過.七．主電機容量校核.計算各道次軋制力矩MZ=2PQdR?Ah=2PQl。Q—力臂系數(shù)，一般取0.4—0.6,這里取0.5—接觸弧長所以MZ1=2x7.31x0.5x0.083=0.61MN?m.附加摩擦力矩確定：附加摩擦力矩分為兩部分，即軋輥軸承中地摩擦力矩Mm1和傳動機構(gòu)中地摩擦力矩Mm2.Mm1=P/2f1TM。f1—軋輥軸承摩擦系數(shù)因為此軋制為熱軋應(yīng)選滑動金屬襯軸承f1=0.07--0.1取0.07所以Mmn=7.31x0.6x0.07=0.2193MN-mMm2=(1/—1>(MZ+Mm1)/i用一級齒輪傳動=0.96—0.98取0.98；i=1所以Mm21=0.017MN-m所以附加摩擦力矩Mm=Mm1/i+Mm2貝UMm1=0.2193/1+0.017=0.2363MN?m.空轉(zhuǎn)力矩地確定Mk=(0.03—0.06)MH。MH—電動機額定扭矩Mk=0.03MH二輥Mk=0.03MH=0.03x1.2x2=0.072MN-m四輥Mk=0.03MH=0.03x0.83x2=0.05MN?m.所以其他道次地軋制力矩，附加摩擦力矩，空轉(zhuǎn)力矩列表如下道次123456789101112MZ0.610.990.980.940.850.640.620.850.950.80.30.1Mm10.21930.3560.3670.360.380.3210.5890.2840.3860.380.2470.11Mm20.0170.0270.0270.0260.0250.0190.0240.0220.0270.0240.0110.004Mm10.23630.3830.3940.3860.4050.3400.6130.3060.4130.4040.2580.111Mk0.0720.0720.0720.0720.0720.0720.0720.050.050.050.050.05.軋輥力矩圖在各個期間內(nèi)轉(zhuǎn)動地總力矩為：加速軋制期:M2=Mj+Md不考慮動力矩則M2=Mj=Mz/i+Mm+Mk=0.61+0.2363+0.072=0.873MN?m等速軋制期M3=Mj=0.873MN-m減速軋制期M4=Mj—Md=Mj=0.873MN-m空載加速期M1=Mk+Md=Mk=0.072MN-m空載減速期M5=Mk—Md=Mk=0.072MN?m其它道次地各期間總力矩如下表所示TOC\o"1-5"\h\z道次12 34 56 78 910 1112M10.072 0.072 0.072 0.072 0.072 0.072 0.072 0.05 0.050.050.050.05M20.873 1.445 1.446 1.398 1.326 1.052 1.302 1.206 1.4131.2540.608 0.265M3 0