某中厚板生產(chǎn)工藝中軋制力計(jì)算和設(shè)備生產(chǎn)能力校核案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u24896某中厚板生產(chǎn)工藝中軋制力計(jì)算和設(shè)備生產(chǎn)能力校核案例分析 1291541.1軋制力計(jì)算 1128111.2傳動力矩的計(jì)算 380161.2.1軋制力矩 36281.2.2摩擦附加力矩 3316481.2.3空轉(zhuǎn)力矩和傳動力矩 4322561.3設(shè)備能力參數(shù)校核 5276881.3.1電機(jī)能力校核 5176751.3.2咬入條件校核 617301.3.3軋輥校核 6310231.3.4軋機(jī)生產(chǎn)能力校核 16258901.3.5加熱爐能力校核 181.1軋制力計(jì)算(1.1)其中：(1.2)(1.3)(1.4)；(1.5)由于本設(shè)計(jì)所選擇的計(jì)算產(chǎn)品為45號鋼，所以C取0.50%，Mn取0.80%(1.6)對于a來說，當(dāng)軋機(jī)所使用的軋輥原料為鋼時為1，原料為鑄鐵時為0.8，在本設(shè)計(jì)中，只有精軋軋機(jī)的后4架軋機(jī)使用的工作輥以鑄鐵為原料，其余的軋機(jī)所使用的都是以鋼為原料。軋輥與原料相互接觸，這一面積通過下列公式計(jì)算：(1.7)計(jì)算出上述數(shù)值之后，就可以運(yùn)用得到的結(jié)果計(jì)算出總軋制力：；即：(1.8)通過上述的計(jì)算，能夠得到粗軋機(jī)組各機(jī)架壓下規(guī)程的一些參數(shù)。表1.1粗軋機(jī)組各機(jī)架壓下規(guī)程綜合參數(shù)表道次123456t(℃)1177.521173.351161.071155.411131.371103.84H(mm)2341851391007250h(mm)185139100725036Δh(mm)494639282214f0.46120.46330.4670.47230.48180.4981m0.16160.20970.28240.37410.50960.654k(Mpa)60.0761.19663.16161.03971.1879.963η0.22250.22660.23390.24460.26360.2962ξ（s-1）3.294.125.149.4511.8313.39(Mpa)70.62875.15882.57993.92112.161138.819BH（mm）1524.81521.81510.71518.381524.961511.16bh（mm）1521.81510.71518.381524.961511.161521.2P(KN)18477.71218963.39319131.90918523.93319594.41919353.93精軋機(jī)組各機(jī)架壓下的參數(shù)同樣可以計(jì)算出來。表1.2精軋機(jī)組各機(jī)架壓下規(guī)程綜合參數(shù)表道次 1234567t(℃)984.59950.33910.79869.71832.18793.99755.86H(mm)3625.217.6413.2310.599.017.86h(mm)25.217.6413.2310.599.017.867Δh(mm)10.87.564.412.641.581.150.86f0.5580.5750.5950.4920.5070.5220.538m0.7470.9691.1240.8720.8770.9110.936k(Mpa)112.161121.411132.087143.178153.311163.623173.918η0.4150.450.3910.4240.3690.3940.419ξ（s-1）0.0170.0320.0480.0680.0750.0830.093(Mpa)195.985239.087280.593268.083287.817312.746331.781(BH+bh)/21521.21521.21521.21521.21521.21521.21521.2P(KN)19651.95920065.88417990.83812437.03110329.7659571.0448917.4831.2傳動力矩的計(jì)算1.2.1軋制力矩為了得到粗軋與精軋的軋制力矩，就需要用到下列公式進(jìn)行計(jì)算：(1.9)通過計(jì)算所得到的粗軋的軋制力矩如下列所示。表1.3粗軋的軋制力與軋制力矩道次123456軋制力(KN)18477.71218963.39319131.90918523.93319594.41919353.93軋制力矩(KN·m)2534.6142520.3482341.2951920.7811800.9821419.054通過計(jì)算所得到的精軋的軋制力矩如下列所示。表1.4精軋的軋制力與軋制力矩道次1234567軋制力(KN)19651.95920065.88417990.83812437.03110329.7659571.0448917.483軋制力矩(KN·m)1033.59882.753604.492302.442194.331153.695123.771.2.2摩擦附加力矩傳動工作輥在工作時所要一定的靜力矩，并且在這個過程中有一個附加的軋制力矩Mm，它由兩部分組成，Mm1和Mm2。Mm1指的是在軋輥軸承的摩擦力矩，公式：（1.10）四輥軋機(jī)的計(jì)算方式與上述公式有一定的區(qū)別：（1.11）Mm2為傳動機(jī)構(gòu)的摩擦力矩，其計(jì)算式為：/i（1.12）通過上述方式所計(jì)算出來的摩擦力矩如下所示。表1.5摩擦力矩計(jì)算結(jié)果粗軋階段精軋階段道次摩擦附加力矩(KN·m)道次摩擦附加力矩(KN·m)第一架1169.13188.122170.2282.763163.32367.79第二架4143.86437.545142.4528.816125.66625.6723.041.2.3空轉(zhuǎn)力矩和傳動力矩根據(jù)現(xiàn)實(shí)資料，取軋機(jī)的空轉(zhuǎn)力矩Mk為電機(jī)額定力矩的3~6%。(1.12)式中：本設(shè)計(jì)取=102KN·m。在本設(shè)計(jì)中，動力矩為Md，但是在此次設(shè)計(jì)中并不考慮動力矩所帶來的影響，并且減速比的取值為i=1;則傳動力矩(1.13)最終通過計(jì)算得到的結(jié)果如下所示。表1.6傳動力矩計(jì)算結(jié)果粗軋階段精軋階段道次傳動力矩(KN·m)道次傳動力矩(KN·m)12801.14411224.1122792.94821067.91332607.0153774.68242167.0414442.38252045.7825325.54161647.1146281.6957249.211.3設(shè)備能力參數(shù)校核1.3.1電機(jī)能力校核在車間里，需要計(jì)算出第一架粗軋軋機(jī)所擁有的主電機(jī)軸上的力矩進(jìn)行校核：Mmax在校核過程中，電動機(jī)達(dá)到過載的條件為：(1.14)式中：—軋輥中的電機(jī)允許過載系數(shù)，在軋機(jī)的直流電動機(jī)中；而在交流同步電動機(jī)；電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩=過載校核：取2.5Mmax=2806.144≤通過計(jì)算出的數(shù)值符合了電機(jī)的過載條件。由此可知電機(jī)可以正常的被使用。1.3.2咬入條件校核壓下量與咬入角之間存在一定的聯(lián)系：(1.15)其中：△h-壓下量，mm；D-工作輥直徑，mm。咬入角的大小如表1.8所示。在軋機(jī)熱軋的過程中，最大咬入角一般為15～22°，低速咬入時取20°。通過計(jì)算得知咬入能力達(dá)到了要求。1.3.3軋輥校核圖1.1軋輥結(jié)構(gòu)輥頸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，其尺寸如下：d＝(0.5-0.55)D；l=(0.83-1.0)d取d＝0.55D;l=d輥頭采用萬向接軸：；；圖1.2軋輥彎曲圖本設(shè)計(jì)需校核軋制力最大、輥徑最小的道次，即粗軋第6道次精軋第2道次和第5道次?？古嗝嫦禂?shù)值如表1.9所示。1)粗軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核粗軋第六道次校核：基本參數(shù)支承輥：工作輥：工作輥與支撐輥輥身中央處的彎矩可按下列公式計(jì)算：(1.16)(1.17)式中：M1D——工作輥輥身中央處的彎矩；M2D——支撐輥輥身中央處的彎矩；P——軋制力；L——輥身長度；——壓下螺絲中心距；b——所軋板帶鋼寬度。圖1.3工作輥的受力分析圖1.4支承輥的受力分析（1）工作輥輥身的彎曲應(yīng)力σ（2）工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。圖1.5工作輥輥頭受力示意圖根據(jù)上圖，其合力作用在扁頭一個支叉的外側(cè)的b/3處扭轉(zhuǎn)力矩：(1.18)式中：M—接軸所傳遞的力矩;Nm—扁頭的總寬度與扁頭的一個支叉寬度；(1.19)P—電機(jī)功率，KW，P=7000KW；n—轉(zhuǎn)速，r/min；v—速度，m/s;—輥頭直徑，m。所以扭轉(zhuǎn)力矩等于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力＜[τ]=60（3）支承輥的輥身彎曲應(yīng)力σ（4）支承輥輥頸處彎曲應(yīng)力σ（5）兩輥的接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力按赫茲公式計(jì)算(1.20)式中q—加在接觸便面單位長度上的負(fù)荷。(1.21)—分別是相互接觸的工作輥和支撐輥的半徑；—與軋輥材質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，、，其中、、、—兩軋輥材料的泊松比和彈性模量=1780mm由于工作輥與支承輥的材質(zhì)相同，并且泊松比μ=0.3，E＝206GPa；所以上式可寫為：(1.22)σ在接觸區(qū)還應(yīng)產(chǎn)生切應(yīng)力：τmax所以粗軋機(jī)軋輥強(qiáng)度合格。精軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核(1)精軋第二道次強(qiáng)度校核基本參數(shù)支承輥：工作輥：工作輥輥身的彎曲應(yīng)力σ工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。由得n=108r/min所以扭轉(zhuǎn)力矩等于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力＜[τ]=60支承輥的輥身彎曲應(yīng)力σ支承輥輥頸處的彎曲應(yīng)力σ兩輥的接觸應(yīng)力由于工作輥與支承輥的材質(zhì)相同，并且泊松比μ=0.3，E＝206；所以上式可寫為：σ在接觸區(qū)還就應(yīng)產(chǎn)生切應(yīng)力：τ所以精軋前三架軋機(jī)軋輥強(qiáng)度合格。(2)精軋第6道次強(qiáng)度校核支承輥：工作輥：工作輥輥身的彎曲應(yīng)力σ工作輥輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力工作輥頭為傳動端，須校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。mm由得n=287r/min所以扭轉(zhuǎn)力矩等于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力＜[τ]=60支承輥的輥身彎曲應(yīng)力σ支承輥輥頸處的彎曲應(yīng)力σ兩輥的接觸應(yīng)力由于軋輥材料不同，彈性模量已知，則按接觸應(yīng)力：στ所以強(qiáng)度合格。1.3.4軋機(jī)生產(chǎn)能力校核車間的軋機(jī)產(chǎn)量是非常重要的一個數(shù)值，它能夠反映出所設(shè)計(jì)車間的經(jīng)濟(jì)方面的收益。1)軋機(jī)小時產(chǎn)量用下式計(jì)算：(1.23)以普碳鋼板為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品K=0.80，Q=，b=94%，T=80.61s則：A=3600Q各個品種的小時產(chǎn)量見表1.11表1.11各個品種的小時產(chǎn)量產(chǎn)品名稱優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼船體結(jié)構(gòu)用鋼建筑結(jié)構(gòu)用鋼（t/h）819.4749.3771.6比例（%）4030302)軋機(jī)的平均小時產(chǎn)量在軋機(jī)車間中，每種產(chǎn)品在