熱軋工藝計(jì)算說明

5.1、熱軋工藝計(jì)算說明5.1.1熱軋壓下規(guī)程計(jì)算（7A04）見熱軋壓下規(guī)程表，現(xiàn)用7A04熱軋壓下規(guī)程計(jì)算來說明熱軋壓下規(guī)程的計(jì)算。第1～2項(xiàng)：H及h由合金的高溫塑性和鑄造組織性能、軋機(jī)能力等因素決定。第3～5項(xiàng)：第6項(xiàng)：軋前寬度由鑄錠或上一道次的軋后寬度而定。第7～9項(xiàng)：先由。上式中，c取0.45，R為軋輥半徑，在這里取375mm；第10項(xiàng)：軋前長度由鑄錠或上一道次的軋后長度而定。第11項(xiàng)：軋后長度L2，根據(jù)體積不變?cè)碛星蟮玫?2項(xiàng)：軋制時(shí)間，V為軋制速度，軋制速度取1500—3000mm/s第13項(xiàng)：輔助時(shí)間，取為5s。第14項(xiàng)：總時(shí)間，其中表示輔助時(shí)間。第15項(xiàng)：咬入角，其中R表示軋輥直徑，取375mm。第16～25項(xiàng)：溫降式中：k—金屬的散熱系數(shù)，J/kg·℃，對(duì)鋁及其合金取20900；Fp—該道次之平均散熱面積，m2；t—該道次軋制時(shí)間與間隙時(shí)間之和，s；C—軋件之比熱，J/kg℃；G—軋件重量，kg。其中軋后溫度T2=T1-T℃，平均溫度。第26～27項(xiàng)：26項(xiàng)的咬入弧水平投影長度；其中R＝375mm。27項(xiàng)的接觸面積水平投影。第28～29項(xiàng)：第28項(xiàng)的特定條件下的查得為27MPa。第29項(xiàng)的平均金屬的變形速度為第30～32項(xiàng)：第30項(xiàng)變形程度影響系數(shù)可由表查得；第31項(xiàng)變形溫度影響系數(shù)可由表查得；第32項(xiàng)變形速度影響系數(shù)可由表查得。第33～34項(xiàng)：33項(xiàng)實(shí)際變形抗力：34項(xiàng)平均變形抗力：第35項(xiàng)：壓力系數(shù)第36項(xiàng)：平均單位壓力第37項(xiàng)：總軋制力第38項(xiàng)：軋制力矩第39項(xiàng)：軸承中的摩擦系數(shù)取0.003。第40～42項(xiàng)：第40項(xiàng)電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速取120r/min。第42項(xiàng)減速比i為 ；第41項(xiàng)軋輥轉(zhuǎn)速為。第43～46項(xiàng)：第43項(xiàng)連接軸的傳動(dòng)效率為0.95;第44項(xiàng)齒輪機(jī)座的傳動(dòng)效率為0.96;第45項(xiàng)減速機(jī)的傳動(dòng)效率為0.97；第46項(xiàng)為總的傳動(dòng)效率為0.87。第47～50項(xiàng)：第47項(xiàng)摩擦力矩其中：P為軸承的負(fù)荷，等于軋制壓力和彎輥力之和；軋輥軸承的摩擦系數(shù)，即第39項(xiàng)取0.003;為工作輥和支撐輥直徑之比；D工作輥輥徑直徑。第48項(xiàng)總的摩擦力矩其中：即第47項(xiàng)；i為減速比即第42項(xiàng)；η為總的傳動(dòng)效率即第46項(xiàng)；M為軋制力矩即第38項(xiàng)。第49項(xiàng)空轉(zhuǎn)力矩 ；第50項(xiàng)靜力矩。第51～54項(xiàng)：第51項(xiàng)為各段軋制時(shí)間的總力矩，；第52項(xiàng)為間歇時(shí)間的空轉(zhuǎn)力矩之和，；第53項(xiàng)為軋制時(shí)間總和；第54項(xiàng)為間歇時(shí)間總和。第55項(xiàng)：等效力矩，其中：——軋制周期內(nèi)各段軋制時(shí)間的總和S；——軋制周期內(nèi)各段間隙時(shí)間總和S；——各段軋制時(shí)間對(duì)應(yīng)的總力矩，N·m——各段間隙時(shí)間對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)總力矩，N·m第56項(xiàng)：:計(jì)算電機(jī)功率，按。其中：——軋制道次等效力矩，N·m；n——軋輥?zhàn)畲筠D(zhuǎn)數(shù)；η——由電動(dòng)機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率，取0.87。第57項(xiàng):選擇電機(jī)功率。5.1.2熱軋工藝的校核1熱軋咬入條件校核自然咬入條件應(yīng)滿足Δhmax≤D(1-cosβ)摩擦系數(shù)f，根據(jù)用乳液潤滑的條件，查表3-4得f=0.40tanβ=f=0.40則β=22°cosβ=0.927Δhmax≤D(1-cosβ)=750(1-0.91)=55由熱軋工藝表可知，各道次壓下量均小于55mm2熱軋時(shí)的溫降計(jì)算溫降按式計(jì)算，其中K=20900J/Kg℃,將計(jì)算結(jié)果列入7A04熱軋工藝規(guī)程表中，終軋溫度為253.49℃，符合工藝要求。3軋制壓力計(jì)算及軋輥強(qiáng)度校核平均單位壓力的計(jì)算結(jié)果見7A04熱軋工藝規(guī)程表。支持輥?zhàn)畲笤试S壓力；工作輥?zhàn)畲笤试S壓力；=207668kN工作輥輥頭的最大允許壓力=34112kN由上述計(jì)算可知，軋機(jī)的最大允許為87112kN。7A04熱軋工藝規(guī)程表終軋制力的計(jì)算可知，各道次的軋制力均未超過87112kN，從設(shè)備的強(qiáng)度條件看是安全的。強(qiáng)度校核：工作輥傳動(dòng)的4輥軋機(jī)，工作輥輥身只計(jì)算彎曲應(yīng)力，輥徑受彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力聯(lián)合作用，計(jì)算彎扭合成應(yīng)力，輥頭只計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。按結(jié)果校核強(qiáng)度。軋輥危險(xiǎn)截面受力圖見圖5-1:圖5-1:軋輥危險(xiǎn)截面受力圖輥身Ⅰ-Ⅰ截面合成彎矩：式中a＝L＋l所以彎曲應(yīng)力：；取軋輥的抗拉強(qiáng)度為1000Mpa，安全系數(shù)為5，則許用應(yīng)力[σ]＝200MPa,所以滿足輥身強(qiáng)度條件。輥頸Ⅱ-Ⅱ截面彎矩：；彎曲應(yīng)力：；扭矩：扭曲應(yīng)力：；合成應(yīng)力:按摩爾理論計(jì)算，所以滿足輥頸強(qiáng)度條件。輥頭Ⅲ-Ⅲ：扭矩應(yīng)力;軋輥的許用扭曲應(yīng)力為[τ]＝72MPa>τj，所以滿足輥頭強(qiáng)度條件。以上可知危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度都能滿足要求，即軋輥安全。等效力矩的計(jì)算及電機(jī)校核等效力矩由7A04熱軋工藝規(guī)程計(jì)算表可知電機(jī)的計(jì)算功率選取電機(jī)功率N=2×3200Kw。校核電機(jī)的溫升條件：；，所以滿足溫升條件。校核電機(jī)的過載條件：取k=2.5,；,所以滿足過載條件。電動(dòng)機(jī)在允許最大力矩k·MH下工作時(shí)，其允許持續(xù)時(shí)間應(yīng)在15s內(nèi)，否則電動(dòng)機(jī)溫升將超過允許范圍。5.2、冷軋工藝計(jì)算說明5.2.1冷軋壓下規(guī)程計(jì)算（1060）見冷軋壓下規(guī)程表，現(xiàn)將表中有關(guān)計(jì)算說明如下，以1060為例。第1～2項(xiàng)：H及h由產(chǎn)品狀態(tài)和軋機(jī)能力以及合金的塑性決定。第3～8項(xiàng)：第3項(xiàng)，絕對(duì)壓下量第4項(xiàng)，道次加工率第5項(xiàng)，道次前總加工率第6項(xiàng)，道次后總加工率第7項(xiàng)，道次平均加工率第8～10項(xiàng)：第8項(xiàng)軋前金屬屈服極限σSH可查表得；第9項(xiàng)軋后金屬屈服極限σSh可查表得；第10項(xiàng)，。第11～13項(xiàng)：道次前張力qH=(5.67-0.6h)×10道次后張力qh=(4.30-0.5H)×10平均張力第14～15項(xiàng)：第14項(xiàng)平均變形抗力；第15項(xiàng)考慮張力影響。第16～18項(xiàng)：第16項(xiàng)軋前長度L1軋前長度由鑄錠或上一道次的軋后長度而定；第17項(xiàng)軋后長度L2軋后長度L2，根據(jù)體積不變?cè)碛星蟮?，其中B1=B2;第18項(xiàng)軋制速度V。第19～20項(xiàng)：第19項(xiàng)軋制時(shí)間;第20項(xiàng)輔助時(shí)間?。?s。第21項(xiàng)：摩擦系數(shù)，取f=0.15。第22項(xiàng)：接觸弧水平投影其中R為工作輥直徑，取325mm。第23～24項(xiàng)：第23項(xiàng)，其中；第24項(xiàng)，其中，第25項(xiàng)由m、y,可查表得。第26～27項(xiàng)：第26項(xiàng)軋輥彈性壓扁弧水平投影;第27項(xiàng)參數(shù)=。第28項(xiàng)：壓力系；第29項(xiàng)：平均單位壓力。第30～31項(xiàng)：第30項(xiàng)軋件平均寬度為熱軋后的寬度B減去切邊量。第31項(xiàng)參數(shù)接觸面積水平投影。第32項(xiàng)：軋制力。第33項(xiàng)：作用角。第34～35項(xiàng)：第34項(xiàng)前張力；第35項(xiàng)后張力。第36項(xiàng)：軋制力矩，。第37項(xiàng)：軸承中的摩擦系數(shù) ＝0.003。第38項(xiàng)：磨擦力矩。第39～41項(xiàng)：第39項(xiàng)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速取1200r/min；第41項(xiàng)減速比i為；第40項(xiàng)軋輥轉(zhuǎn)速為。第42～43項(xiàng)：第42項(xiàng)空轉(zhuǎn)力矩M0，按經(jīng)驗(yàn)公式取M0=0.06MZ；第43項(xiàng)靜力矩。第44～47項(xiàng)：第44項(xiàng)為各段軋制時(shí)間的總力矩，；第45項(xiàng)為間歇時(shí)間的空轉(zhuǎn)力矩之和， ；第46項(xiàng)為軋制時(shí)間總和；第47項(xiàng)為間歇時(shí)間總和。第48項(xiàng)：等效力矩；其中：——軋制周期內(nèi)各段軋制時(shí)間的總和S；——軋制周期內(nèi)各段間隙時(shí)間總和S；——各段軋制時(shí)間對(duì)應(yīng)的總力矩，N·m——各段間隙時(shí)間對(duì)應(yīng)的空轉(zhuǎn)總力矩，N·m第49項(xiàng)：:計(jì)算電機(jī)功率，按。其中：——軋制道次等效力矩，N·m；n——軋輥轉(zhuǎn)數(shù)，100r/min；η——由電動(dòng)機(jī)到軋機(jī)的傳動(dòng)效率，取0.87。第50項(xiàng)：選擇電機(jī)功率。5.2.21咬入條件校核：按Δhmax≤D(1-cosβ)摩擦系數(shù)f取0.08，則tgβ=f=0.08β=4.57°cosβ=0.997。Δhmax=D(1-cosβ)=650(1-0.997)=1.951060冷軋壓下工藝規(guī)程表中各道次壓下量均少于1.95mm，2強(qiáng)度校核：工作輥主傳動(dòng)的4輥軋機(jī)，工作輥受扭矩，支撐輥受彎矩，計(jì)算工作輥的扭矩、支撐輥的彎矩，按計(jì)算結(jié)果校核強(qiáng)度。軋輥危險(xiǎn)截面受力圖見圖2-4-2:

圖5-2:軋輥危險(xiǎn)截面受力圖對(duì)工作輥：校核工作輥輥頭的扭曲應(yīng)力：扭矩扭曲應(yīng)力：；工作輥的許用扭曲應(yīng)力為，滿足工作輥強(qiáng)度條件。對(duì)支撐輥：校核支撐輥輥身的彎曲應(yīng)力，輥頭、輥頸不用校核。1）由軋制力引起：式中a＝L＋l所以；2）合成彎矩