1、一 制定生產工藝及工藝制度1.生產工藝：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性能試驗標記入庫發(fā)貨2.工藝制度：在保證壓縮比的條件下，坯料尺寸盡量小。加熱時出爐溫度應在11201150，溫度不要過高，以免發(fā)生過熱或過燒現象；用高壓水去除表面的氧化鐵皮，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510C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。二 選擇坯料1 根據生產經驗和實踐，目前生產中厚板選擇連鑄坯已成為主流，所以選擇 連鑄坯2 坯料尺寸的確定坯

2、。（1） 坯料厚度的確定：根據經驗，壓縮比在610之間較好，本設計取10，由成品厚度h=13mm知H=10h=130mm。（2） 坯料寬度的確定假設先軋兩道，壓下量分別為20mm和10mm，且設兩道軋后其長度等于寬度。假設軋后金屬燒損不計，考慮切頭尾，切邊。在我國切頭尾一般為500mm2500mm取l=500mm,切邊b=100mm,由體積不變定理得BLH-(2010)=(l2500)(b2100)13因為B=L所以B=L=(90002500)(19002100)13/130（2010）=1650mm(3) 坯料長度的確定 由H,B,B,L 由體積不變定理得HBL=HBL 得L=1270mm三

3、 變形量分配1.根據經驗，中厚板壓下量在 h=12mm左右,這里取h=12mm2.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的寬度B軋成b（或接近b）且不考慮長度變化由體積不變定理得BLH=BL(Hh1)得h1=17mm則變形程度1=h/H100%=13.08%軋后軋件尺寸為11319001270mm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)h(mm)(%)1113127019001713.08296190014941715.03

4、80190017921616.7465190022061518.75554190026551116.964519003186916.6773819003773715.6828190051211026.392119006827725.0101619008961523.81114190010241212.5121319001103017.14四 設計變形工具1. 設計二輥（1） 輥身長度L：由L=bmaxa bmax=1900mm 當b=1000-2500mm a=150-200mm 取a=200mm所以L=1900200=2100mm(2) 輥徑尺寸 中厚板軋機L/D=2.2-2.8 取L/D=

5、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 （3） 輥頭設計 因為對于中厚板軋機來說軋輥調整行程比較大，傾角在8-12間所以應選擇萬向輥頭。（4） 各部分的尺寸關系如下（5） Dmin=DmaxDmax重車率 中厚板軋機最大重車率5%-8% 取5% Dmin=8108105%=767mmD1=Dmin(5-15mm) 取D1= Dmin5=762 mmS=（0.25-0.28）D1 取S=0.25D1=197.5 mma=(0.5-0.6) D1 取

6、a=0.5 D1=381 mmb=(0.15-0.2) D1取 b=0.2 D1=152mmc=b=152mm （6） 輥頸與輥身的過度圓角r由r/D=0.10.12 取0.1 得r=0.1810=81mm2. 設計四輥（1）支撐輥設計1）輥身長度設計和二輥一樣 L=2100 mm2) 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/D0.75 d2=10500.75=788mm 取d2=800mm 4）輥頸長度l2 l2 /d2=1.0 得l2=800mm5) 輥頭設計 選擇萬向輥頭 選擇原因同二輥 各部分的尺寸關系如下所示 Dm

7、in=DmaxDmax重車率 中厚板軋機最大重車率5%-8% 取5% Dmin=105010505%=998D1=Dmin(5-15mm) 取D1= Dmin5=993mmS=（0.25-0.28）D1 取S=0.25D1=248 mma=(0.5-0.6) D1 取a=0.5 D1=497 mmb=(0.15-0.2) D1取 b=0.2 D1=100mmc=b=100mm 6) 輥頸與輥身的過度圓角r2 取r2=0.1D2=105mm（2） 工作輥設計1） 輥身設計同前 L=2100mm2) 輥徑尺寸 據經驗當軋件較厚時 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

8、鄒家祥主編) 取D2/D1=1.5 得D1=700mm3) 輥頸尺寸 取d1/D1=0.6 d1=420mm 取l1/d1=1 得l1=420mm4) 輥頸與輥身的過度圓角r1取r1=0.1D1=70mm輥頭設計（略）五計算力能參數 1.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。 2.設計軋制速度（n1 n2 n3 a b） 目前，可逆式中厚板軋機粗軋機的軋輥咬入和拋出轉速一般在10-20r/min和15-25r/min范圍內選擇 ，精軋機的軋輥咬入和拋出轉速一般在20-60r/min和20-30r/min范圍內選擇。 而且軋制時是低速咬入和拋出。 所以在二輥軋機上軋

9、制時，取咬入轉速n1=10r/min n2nH(nH-電機的最大轉速)取n2=30 r/min 取n3=20r/min. 在四輥軋機上軋制時，取咬入轉速n1=20r/min n2nH(nH-電機的最大轉速)取n2=40 r/min 取n3=25r/min. 現代化軋機起動加速度a=30-80r/min.s,速度b=60-120r/min.s 取a=40r/min.s b=80r/min.s3. 速度圖和軋制圖表見附圖4. 計算每道次各組成時間第1道 設等速軋制時間為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/n260l/Dn

10、2/2an3/2b(ab)n2/2ab=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=t2t3t4=0.51.030.17=1.7s如果軋件長度l3.5m 取間隙時間tj=2.5s如果軋件長度3.5m l8m取間隙時間tj=4s所以tj1=2.5st間隔1=tj1t1t4=1.92s其他道次的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.

11、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

12、.500.56.950.250.424.03.087.705. 計算各道次軋制溫度根據經驗，雙機架中厚板軋機軋制碳素鋼和低合金鋼出爐溫度為1150-1200C 粗軋機開軋溫度為1100-1150C，粗軋的精軋溫度為1000-1050C 精軋機的開軋溫度為950-1000C 終軋溫度為780-880C。取開軋溫度1150C，逐道計算溫降第一道溫降t1=12.9Z/h(T1/1000) Z該道次的軋制時間與與上道次間隙時間之和則t1=12.9Z/h(T1/1000)=12.9(1.7/113)（1150273）/1000=1C精軋開軋溫度取950C則t8=12.9Z/h(T8/1000)=10C

13、所以第8道軋后軋件的溫度為950-10=940C所有道次軋制溫度如下表所示道次123456789101112Z1.73.874.114.434.835.25.669.6510.3312.2911.1611.70溫度11501120111911161113110911039509269068868656. 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=Dn/60=1227mm/s在四輥軋機上V=D1n/60=1446mm/s n為穩(wěn)定軋制速度故平均變形程度=2Vh/R/(Hh)所以1=21.227113/405/(130113)=2.1 由1和t1查17-3圖得s1=80Mpa再由1

14、=13.08%得修正系數K=0.90 所以變形抗力sT1=Ks1=72Mpa 其他道次變形抗力如下表所示道次1234567891011122.12.93.53.53.423.854.37.69.579.517.34.913.0815.016.718.7516.916.6715.626.325.023.812.57.14T1150112011191116111311091103950926906886865sT68.26969.670.172.074.177.899.01041131131047.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=1.155sT 所以K1=1.155

15、68.2=78.771Mpa接觸弧長l=Rh=40517=83mmR/h=405/113=3.58 查曲線5-24求外摩擦影響系數n1由1與R/h查得n1=0.8又因為為無張力軋制 所以張力影響系數n1=1.0求外端影響n1由l/h查圖5-22由上圖得n1=1.1 由軋制力計算公式P= nnnKbl 得P1= n1n1n1K1b1l1=0.81.11.078.7711.2700.083=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

16、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/4b/8) a輥身長度 b軋件長度則Msh=Pmax(a/4b/8)=12.67（2.1/41.9/8）=3.64MNm(2) 求輥頸的彎曲力矩Mj則Mj=Pmaxl/4=1.9MNm(3) 求輥身的彎曲應力sh= Msh/(0.1D )=68.5Mpa(4) 求輥頸的彎曲應力j=Mj/0.1d =88Mpa(5) 求輥頸的扭轉力矩MnMn=P/Rh=0.43MNm h最大軋制力時的壓下量(6) 求輥頸的扭轉應力nn= Mn/0.2d =9.95Mpa(7) 求合成應力h對于鋼軋輥h=j3n

17、=90Mpa對于鐵軋輥h=0.375j0.652j4n=89.65Mpa(8) 輥頭的扭轉應力（略）（9）軋輥材料選擇 已知sh=68.5Mpa ；j=88Mpa；h=89.65Mpa；h=90Mpa所以由表2-9（軋鋼車間設備 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b686735588637490588343392392588許用應力137.2149117.6127.498117.668.678.478.4117.6材料的抗拉強度b=392588Mpa 取b=500 Mpa 因為b/sh=7.143 所以輥身安全符合要求；b/j=500/88=5.563所以輥頸安全符合要求b/

18、h=500/90=5.53所以安全2.四輥軋機強度校核 選工作輥材質為9Cr b=833Mpa 支撐輥材料選40Cr b=686 Mpa由上面計算知四輥軋機最大軋制力Pmax=19.3 MN(1) 支撐輥強度校核1） 輥身Msh2=P(a2/4L/8)=5.55MNm; sh2= Msh2/(0.1D2)=48 Mpa因為b/sh2=686/48=143 所以輥身安全；2） 輥頸Mj2=(P/2)l2= 6.08 MNm ;j2= Mj2/0.1d2g=118 Mpa ;b/j2=686/118=5.93 所以輥頸安全3） 輥頭無校核內容（2）工作輥強度校核1） 輥身 Msh1=P(a2/4L

19、/8)=5.55MNm；sh1= Msh1/(0.1D1)=228 Mpa 因為b/sh1=866/228=3.83 所以輥身安全。2） 輥頸Mn=P/2hR =0.48 MNm 其中h軋制力最大時的壓下量 所以輥頸處的扭轉剪應力n=Mn/(0.2d1)=19.2 Mpa 因為b/n=866/19.2=453 所以輥頸安全3）因為作用在工作輥上的彎曲力矩很小，只是作用在支撐輥上彎曲力矩的2.56%，所以工作輥的彎曲應力可以不予計算4）輥頭無計算內容5) 接觸應力計算 max=0.318(qmax/)(r1r2)/(r1r2) r1 工作輥輥頸半徑r2支撐輥輥頸半徑=0.26310 ；qmax=

20、1.5P/L=1.519.3/2.1=13.8 Mpa 所以max=1685.4 Mpa；max=0.304max=512.4 Mpa 材料為40Cr HB=241286 由表2-10(軋鋼車間設備 潘慧勤主編) 知=2000 Mpa；=610 Mpa因為1685.5; 512.4 Mpa 所以驗算通過。七 主電機容量校核1. 計算各道次軋制力矩MZ=2PRh=2Pl;力臂系數，一般取0.40.6，這里取0.5 l接觸弧長所以MZ1=27.310.50.083=0.61MNm2. 附加摩擦力矩確定：附加摩擦力矩分為兩部分，即軋輥軸承中的摩擦力矩Mm1和傳動機構中的摩擦力矩Mm2. Mm1=P/

21、2f1d4 ;f1軋輥軸承摩擦系數 因為此軋制為熱軋應選滑動金屬襯軸承f1=0.07-0.1 取0.07所以Mm11=7.310.60.07=0.2193 MNm Mm2=(1/ 1)(MZ Mm1)/i 用一級齒輪傳動 =0.960.98 取0.98；i=1 所以Mm21=0.017 MNm 所以附加摩擦力矩Mm= Mm1/iMm2 則Mm1=0.2193/10.017=0.2363 MNm3. 空轉力矩的確定Mk=(0.030.06)MH; MH電動機額定扭矩Mk=0.03MH 二輥Mk=0.03MH=0.031.22=0.072 MNm 四輥Mk=0.03MH=0.030.832=0.0

22、5 MNm4. 所以其他道次的軋制力矩，附加摩擦力矩，空轉力矩列表 如下 道次123456789101112MZ0.610.990.980.940.850.640.620.850.950.80.30.1Mm10.21930.3560.3670.360.380.3210.5890.2840.3860.380.2470.11Mm20.0170.0270.0270.0260.0250.0190.0240.0220.0270.0240.0110.004Mm10.23630.3830.3940.3860.4050.3400.6130.3060.4130.4040.2580.111Mk0.0720.072

23、0.0720.0720.0720.0720.0720.050.050.050.050.055.軋輥力矩圖在各個期間內轉動的總力矩為：加速軋制期:M2=MjMd 不考慮動力矩則M2=Mj=Mz/iMmMk=0.610.23630.072=0.873MNm等速軋制期M3=Mj=0.873 MNm減速軋制期M4= MjMd=Mj=0.873 MNm空載加速期M1= MkMd=Mk=0.072 MNm空載減速期M5=MkMd=Mk=0.072 MNm 其它道次的各期間總力矩如下表所示道次123456789101112M10.0720.0720.0720.0720.0720.0720.0720.050.

24、050.050.050.05M20.8731.4451.4461.3981.3261.0521.3021.2061.4131.2540.6080.265M30.8731.4451.4461.3981.3261.0521.3021.2061.4131.2540.6080.265M40.8731.4451.4461.3981.3261.0521.3021.2061.4131.2540.6080.265M50.0720.0720.0720.0720.0720.0720.0720.050.050.050.050.05軋制力矩圖見附圖6. 求兩機架的等效力矩 Mjum=(MntnMn)/ (tntn)M

25、jum等效力矩tn軋制時間內各段純軋時間的總和tn軋制周期內各段間隙時間的總和Mn各段軋制時間所對應的力矩Mn各段間隙時間所對應的空轉力矩tn= tn1tn12=43.88stn= tn1tn12=45sMjum=(MntnMn)/ (tntn)=0.76 MNm7.校核各機架主電機容量（1） 校核二輥各機架主電機容量1） 校核電動機的溫升條件為：Mjum=0.76 MNmMH=1.22 MNm2） 校核電動機的過載條件為：由力矩圖知Mmax=1.446 MNmKGMH=2.251.223） 電動機功率N=0.105Mjumn/ Kw 取n=30r/min則N=2520 KwNH=22500

26、Kw 校核通過(2)校核二輥各機架主電機容量 1）校核電動機溫升條件為：Mjum=0.76 MNmMH=0.832 MNm 2）校核電動機過載條件為：由力矩圖知Mmax=1.413 MNm 則Mmax=1.413 MNm KGMH=2.50.832 MNm3) 電動機功率N=0.105Mjumn/ Kw 取n=40r/min 則 N=0.105Mjumn/ Kw=3325Kw20502 Kw 校核通過八參考文獻1. 鄒家祥 軋鋼機械第三版北京：冶金工業(yè)出版社，20062. 奇克敏 金屬塑性加工學第二版北京：冶金工業(yè)出版社，20013. 康永林 軋制工程學 北京：冶金工業(yè)出版社，20064. 潘

27、慧勤 軋鋼車間設備 北京：冶金工業(yè)出版社，20065. 王景進 中厚板生產 北京：冶金工業(yè)出版社，20056. 陳秀寧 機械設計基礎 浙江大學出版社，19927. 郭紀林等 機械制圖 大連理工大學出版社，2005目錄一制定生產工藝和工藝流程1二選擇坯料1三變形量分配1四設計變形工具2五計算力能參數3六軋輥強度校核7七主電機容量校核8八參考文獻10中厚板壓下規(guī)程設計指導老師：班級：材料成型與控制技術姓名：學號：設計時間：附圖一 軋制表道次軋制方法軋機hbl壓下量h穩(wěn)定轉速拋出轉速純軋時間總間隙時間空載加速時間空載減速時間間隔時間軋制溫度變形程度變形速度變形抗力軋制壓力總力矩0除鱗除鱗箱13016

28、5012701縱軋二輥113127019001730201.700.580.250.330115013.082.1068.27.710.8732橫軋二輥96190014941730201.372.50.250.331.92112015.002.9069.011.881.4453橫軋二輥80190017921630201.612.50.250.331.92111916.703.5069.612.241.4464橫軋二輥65190022061530201.932.50.250.331.92111618.753.5070.112.001.3985橫軋二輥54190026551130202.282.5

29、0.250.331.92111316.903.4272.012.671.3266橫軋二輥4519003186930202.702.50.250.331.92110916.673.8574.110.701.0527橫軋二輥3819003773730203.1660.250.335.08110315.604.3077.811.781.3028橫軋四輥28190051211040253.6560.500.425.0895026.307.6099.014.21.2069橫軋四輥2119006827740254.3360.500.425.0892625.009.5710419.31.41310橫軋四輥1

30、619008961540256.2940.500.423.0890623.809.5111319.001.25411橫軋四輥14190010204240257.1640.500.423.0888612.507.3011312.370.60812橫軋四輥13190011030140257.7040.500.423.088657.144.901045.470.265壓縮比* 在中厚板生產中，壓縮比是衡量質量的一項重要指標。如以鋼錠為原料時，應使壓縮比6，生產重要用途的產品時，應使10；以連鑄坯為原料時，應使 3，生產重要用途的產品時，應使5；以單向結晶鋼錠為原料時，1.8即可；以鍛壓坯為原料時，需

31、視鍛壓坯加工時壓縮比來判定。 原料內在質量的好壞對壓縮比的影響很大。如寶鋼生產的厚250mm的連鑄板坯，軋制成厚度為80100mm鋼板時，各項指標均合格；而有些廠生產的厚 250mm連鑄板坯，在軋制成厚25mm鋼板時，多項指標均不合格。 壓縮比不僅與總壓縮比有關，也與道次壓縮量有關，即單道次壓下量大，變形深透，則壓縮比可減小。 另外，壓縮比與變形速度有關，變形速度快時，壓縮比相對較大。 當附設立輥軋機軋邊時，壓縮比可適當減小，即加工方向對壓縮比也有較大影響。 軋輥直徑大小與壓縮比也有一定關系，軋輥直徑大時，變形不易深透，故壓縮比應大；但軋輥直徑受傳遞力矩與彎矩限制，軋輥直徑不能過小。 *鋼材表觀消費量* 年度鋼材消費量主要由年產量、進出口量及社會庫存量三部分構成，可列式為： 鋼材消費量=年產量+進口量-出口量社會庫存量 鋼材社會庫存量是指未進入到用戶生產環(huán)節(jié)的鋼材量，由于是積壓資金，故這部分應盡量減少。如果不按訂單生產，社會庫存量將會增多。 目前，由于我國鋼材統(tǒng)計中未計入庫存量，形成了所謂表觀消費量，可列式為： 鋼材表觀消費量=年產量+進口量-出口量 如果庫存量不大時，表觀消費量近似于消費量，反映了實際的消費水平。若庫存量很大時，表觀消費量的積極作用就打了一個折扣，盡量采用消費量，而不采用表觀 消費量。中厚板原料設計時應考慮的因素