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1、 、軋制壓力計算 根據(jù)原料尺寸、產(chǎn)品要求及軋制條件，軋制壓力計算采用斯通公式。詳細計 算按如下步驟進行。 1、軋制力計算： 首先要設定如下參數(shù)作為設計計算原始數(shù)據(jù)： 1.1 軋制產(chǎn)品計算選用SPCC, SPCC常溫狀態(tài)屈服強度 S 200MPa ; 1.2 成品最大帶寬，B=1000mm； 1.3 軋制速度，vMAX 20m/min (鑒于人工喂料)，正 常軋制速度12m/min ; 1.4 軋輾直徑Dg ； g Dg h 1 cos h軋制時的單道次壓下量 b軋制摩擦系數(shù)，軋制采 actg b 3.433 ; 咬入角，取決于摩擦系數(shù)b; 用煤油作為潤滑

2、劑，則 Wb 0.06; 代入數(shù)據(jù)計算得 h 1.35 h 1.05 h 1.2 則Dg 則Dg 則Dg h 1 cos h 1 cos h 1 cos 793.17mm 585mm 705mm 取 Dq 810 ?860mm g 初定軋輾直徑：Dg 860mm g 2、根據(jù)來料厚度尺寸數(shù)據(jù)，選擇最典型的一組進行軋制壓力計算，初步道次 分配見下表： 道次號 原料厚度：H(mm) 成品厚度：h(mm) 壓力量： h (mm) 壓卜率： % 0 6 0 0% 1 6 4.75 1.25 20.83% 2 4. 75 3.

3、75 1 21.05% 3 3.75 3 0.75 20% 3、軋制壓力計算 3.1、 第1道次軋制壓力計算 3.1.1、 咬入條件校核 J— 180 3.2878 ,即滿足咬入條件 ■, R 3.1.2、 變形區(qū)長度l l .R h 21.7945mm 3.1.3、 平均壓下率一 —0.4 0 0.6 1 0 0 1 20.83% 則，- 0.4 0 0.6 1 12.5% 0.6 經(jīng)第1道次軋制后材料的變形阻力：S1 225.4 33.9 379.7MPa 3.1.4、 求解軋輾彈性壓扁后的接觸弧長度l 依次求解Y、Z,最后得出接觸弧長度l a-

4、求解諾莫圖中Y Y 2c(k ———1)一 2 hm - R 3… C mm / N ; 90900 k 1.15(3——S1) 335MPa 2 0、 1軋制時的前張力、后張力，人工輔助咬入為無張力軋制，前后 張力均為零； H h hm 5.375mm 2 代入以上各項數(shù)據(jù)，得 Y=0.0415 b-求解諾莫圖總Z 2 Z —,代入各項數(shù)據(jù)，得Z=0.105 hm n比一 x I- C 05 諾莫圖 M 4 一 & 0 -(L25 (i in u.dD 由以上 a、b兩項根據(jù)諾莫圖求交點，得 X=0.34 X hm 22.84m

5、m 3.1.5、 平均單位軋制壓力 一 ， * e 1 , * p k m —— k m m e r eX 1 2 71 0.34 1 依次得出，m e—1 271 1 1.187 X 0.34 p k m=395.57MPa 3.1.6、 軋制總壓力P P B l p 1000 22.84 395.57 903.6t 3.2、 軋制總壓P的確定 依次求解第2、3道次的軋制壓力 按照初步道次分配表計算出結果如下： F2 1380t ; P3 1600t 軋制壓力呈逐步增大，軋制時難以保證軋件發(fā)生均勻變形，即壓下規(guī)程設計 不合理。 經(jīng)過反復多次設定壓下規(guī)程，

6、得如下壓下規(guī)程: 二輾軋機軋輾輾身強度校核: Pyx _ 3 — 0.4 D R L l 0.5B 原料厚度6mm,成品厚度3mm對應如下軋制規(guī)程: 道次 原料厚度 H(mm) 成品厚度 h(mm) 壓力里 h (mm) 壓卜率： % 單位軋制壓力 p (MPa) 軋制壓力 P (噸) 0 6 0 0% 1 6 4.75 1.25 20.83% 404.9 1025 2 4.75 3.95 0.8 16.84% 609.9 1346 3 3.95 3.55 0.4 10.12% 698.8 1

7、196 4 3.55 3.25 0.3 8.45% 747.4 1143 5 3.25 3 0.25 7.69% 787.4 1130 計算后確定：軋制壓力P=1400t D、L、l軋輻直徑、轉身長度、 輻頸長度,mm; B 鋼板寬度，mm; Rb軋輻許用彎曲應力，12?14kg/mm2; L Bmax a 1000 (100 ?400),取 L 1300mm ; l (0.83~1.0) d d 輻頸直徑，d (0.5- 0.55) D,取d 500mm; 取 l 500mm； 代入數(shù)據(jù)得，Pyx 2290t,即軋輾本身能力滿足要求。 以下為其他厚

8、度原料軋制規(guī)程表： 原料厚度2mm,成品厚度1.2mm對應如下軋制規(guī)程: 道次 原料厚度 H(mm) 成品厚度 h(mm) 壓力里 h (mm) 壓卜率： % 單位軋制壓力 p (MPa) 軋制壓力 P (噸) 0 2 0 0% 1 2 1.5 0.5 25% 524.9 913 2 1.5 1.2 0.3 20% 872.8 1347 原料厚度3.5mm,成品厚度2mm對應如下軋制規(guī)程: 道次 原料厚度 H(mm) 成品厚度 h(mm) 壓力里 h (mm) 壓卜率： % 單位軋制壓力 p

9、 (MPa) 軋制壓力 P (噸) 0 3.5 0 0% 1 3.5 2.6 0.9 25.7% 469.2 1046 2 2.6 2.2 0.5 19.23% 697.5 1193 3 2.2 2 0.3 14.28% 783.4 1073 原料厚度2.75mm,成品厚度1.8mm對應如下軋制規(guī)程: 道次 原料厚度 H(mm) 成品厚度 h(mm) 壓力里 h (mm) 壓卜率： % 單位軋制壓力 p (MPa) 軋制壓力 P (噸) 0 2.75 0 0% 1 2.7

10、5 1.8 0.95 34.54% 376.2 824 、廠里計具 在確定以上軋制壓下規(guī)程后，對產(chǎn)量進行驗算。軋制速度按正常軋制速度計算， 來料按最差考慮。 1) 6mm軋至3mm,共5個道次 忽略軋制寬展，則在不同軋制道次帶材長度依次為：1000、1270、1520、1700、 1850、2000 mm,則可理論上計算出完成一塊需要的時間為成品前長度除以軋 制速度 t 7350/12000 0.62min , 一天可完成約 480塊，合計重量約：20噸 即60天可完成1200t加工量； 2) 3.5mm軋至2mm,共3個道次 忽略軋制寬展，則在不同軋制道次帶材長

11、度依次為：1000、1350、1590、1750, 則可理論上計算出完成一塊需要的時間為成品前長度除以軋制速度 t 3940/12000 0.35min , 一天可完成約1000塊，合計重量約：25噸 即168天可完成4200t加工量； 3) 2.75mm軋至1.8mm,共1個道次 忽略軋制寬展，則在不同軋制道次帶材長度依次為： 1000、1528,則可理論上 計算出完成一塊需要的時間為成品前長度除以軋制速度 t 1000/12000 0.08min , 一天可完成6000塊，合計重量約：115噸 即26天可完成3000t加工量； 4) 2mm軋至1.2mm,共2個道次 忽略

12、軋制寬展，則在不同軋制道次帶材長度依次為： 1000、1333、1667,則可 理論上計算出完成一塊需要的時間為成品前長度除以軋制速度 t 2333/12000 0.2min , 一天可完成2400塊，合計重量約：34噸 即60天可完成2040t加工量； 則，理論上完成年產(chǎn)10440t需要314天，其中已經(jīng)考慮人工喂料無法全速軋 制，年總工作時間320天可以滿足要求。 即，壓下規(guī)程合理。 通過以上計算，確定以下參數(shù)： 軋制力： 1400t 軋輾參數(shù)： 6860/6800X 1300 mm 軋制速度： 20m/min (max) 軋輾轉速： 7.4rpm 三、軋制力矩計算

13、 驅動一個軋輾的力矩Mk為軋制力矩Mz和軋輾軸承處摩擦力矩 Mn之和 A ' J I4； -‘書廣 I \ V I T汴一十 、 I 即 M k = M z+M f1 =P(a 1) a Dsin 取 0.4 2 d 1 2 d 軋輻軸頸直徑， d (0.5~ 0.55)D,取d 500mm; -軋輻摩擦系數(shù)，軋轉軸 承選用滾動軸承，取 0.004 則兩個軋輾總傳動力矩：Mk 2Mk P(Dsin d) 代入數(shù)據(jù)得 取Mk 300KNm 四、軋機主電機計算 1 .軋機主電動機力矩 .. Mz Mfi M D M f2 M KON M do

14、n I -Mf Mkon Mdon I 式中 M d 主電動機力矩； Mz軋輾上的軋制力矩； Mf附加摩擦力矩，即當軋制時由于軋制力作用在軋輾軸承、傳動機構及其 M f1 它轉動件中的摩擦而產(chǎn)生的附加力矩， m f —— m f2 ; I Mkon空轉力矩，即軋機空轉時，由于各轉動件的重量所產(chǎn)生的摩擦力矩及 其他阻力矩； Mdon動力矩，軋輾運轉速度不均勻時，各部件由于有加速或減速所引起的 慣性力所產(chǎn)生的力矩； I電動機和軋輾之間的傳動比 1.1 軋制力矩 軋制力矩Mz P D sin 1.2 附加摩擦力矩 附加摩擦力矩包括兩部分，一部分為軋輾軸承處產(chǎn)生的附加

15、摩擦力矩 M門； 一部分為給轉動件推算到主電機軸上的附加摩擦力矩 M f2 ;其中M f1與軋制 力矩共同組成軋輾傳動力矩 Mk； Mf2 11% 則 M D ： — M KON M don ? 1 式中1主電動機到軋輾之間的傳動效率，其中不包括空轉力矩 Mkon的損失，單 極齒輪傳動時i 0.96?0.98 ,皮帶傳動時i 0.85 ~ 0.90 1.3空轉力矩 空轉力矩由各轉動零件的重量產(chǎn)生的摩擦損失，計算時主要考慮軋輾摩擦損 失和萬向接軸摩擦損失。按下式確定 Mkon Gn ndn 2in Mkon Gn某一轉動件的重量； n某一轉動件

16、的摩擦系數(shù)； dn某一轉動件的軸頸直徑； i n某一轉動件到電動機之 間的傳動比 1.3.1軋輾摩擦損失 2i 95 —Nm i 1.3.2萬向接軸摩擦損失 選SWC620,接軸外徑以500mm計，則參考JB/T8821-1998計算萬向接軸長 度如下： L=1500+325X 2+400X 2=2950mm 初算接軸重量：G=4550Kg G d 45.5 M 則 Nm 2i i 1.4.動力矩 dw Mdon J - dt GD2 dw 4 dt

17、 式中 GD2各轉動件推算到電動機 軸上的飛輪力矩； 吧電動機的角加速度，由電動機類型和操作情況而定； dt 跟軋制力矩相比，空轉力矩和動力機產(chǎn)生的損耗微不足道，可以忽略不計，則有 下式： 2.電機功率計算 Nd Mer ner M max 30 k i n軋輻，r / min ； ner電機轉速，ner M max最大轉矩，即 Mmax Md K電機過載系數(shù)，可逆運 轉電機 K 2.5?3,不可逆電機 K 1.5?2

18、,帶有飛輪 電機K 4?6 ; 主減速箱最大輸出轉矩 300KN.m,初選傳動比i=80,則減速箱輸入轉矩 =3.75KN.m 長期過載按1.15倍考慮，初選主電機：YZP2 355L-10 電機額定功率：P=200kw 電機額定轉矩：T=3185Nm 電機額定轉速：n=592r/min 則，反算轉速 n=592/80=7.4r/min 故，電機選型滿足要求。 軋制扭矩：300 KN.m (max) 五、壓下APCS計計算 P P O F -S - R2 =700t 2 2 P油壓壓力 R APC缸壓力面積 若 P 20MPa , R=333.86mm 若 P

19、 25MPa, R=298mm 若 P 30MPa , R=272.5mm 選APC缸缸徑D=670mm,外徑900mm,高度按600mm 則，重量約5.5t 六、機架強度分析及設備重量估算 機架主要結構參數(shù) 按經(jīng)驗公式:斷面積 F F d2 (1.2~1.6) 3000 ~ 4000cm2 式中d為軋輾軸承處的直徑，取 F=48X65=3120cm2 在1400t軋制力作用下，受力狀況如下圖所示： 最大應力值：Von-Mises=148.7受力情況滿足軋制壓力要求; 單片機架剛度為：K 1600KN / mm,即強度滿足設計要求 根據(jù)前面確定的軋輾直徑及軋制壓力開展軋機主體方案設計（壓下型式采用: 液壓APC）,完成各主要組件方案圖。完成設備重量估算如下： 軋輾裝配軸承中心距：2220mm 機架裝配：76t（機架：60t;上橫梁：8.5t;軌座：4t;接軸抱緊：8.5t） 機前工作輾道：1t 軋輾裝配：39t （單根軋輾重量：9.5t） 壓下 APC: 5.5t 換輾裝置（液壓推拉式）：7t 主傳動裝置 19t