工字鋼軋制工藝課程設(shè)計(jì)(DOC 41頁).doc

41遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)目錄1原料選擇及加工1原料選擇及加工31.1原料選擇31.2原料的檢查和清洗31.3原料的加熱和加熱爐41.3.1原料的加熱41.3.2加熱爐52 14#工字鋼孔型設(shè)計(jì)52.1工字鋼的生產(chǎn)工藝流程52.2孔型設(shè)計(jì)準(zhǔn)備62.2.1孔型系統(tǒng)的選擇72.2.2孔型設(shè)計(jì)的原則72.2.3軋制道次的計(jì)算72.2.4延伸系數(shù)分配原則82.2.3腿部變形原則82.4孔型系統(tǒng)計(jì)算82.4.1成品孔孔型系統(tǒng)計(jì)算82.4.2成品前孔K2孔的設(shè)計(jì)91.4.3K3孔的設(shè)計(jì)102.4.4 K4孔的設(shè)計(jì)112.4.5 K5孔的設(shè)計(jì)122.4.6 K6孔的設(shè)計(jì)122.4.7 K7孔的設(shè)計(jì)132.4.8 K8孔的設(shè)計(jì)142.4.9 K9孔的設(shè)計(jì)(切深孔孔型設(shè)計(jì))152.4.10 K10孔的設(shè)計(jì)（預(yù)切深孔孔型設(shè)計(jì)）162.4.11 K11孔的設(shè)計(jì)162.5軋制規(guī)程設(shè)計(jì)162.5.1 1950開坯機(jī)壓下規(guī)程的編制162.5.2 軋制道次172.5.3 速度制度172.6 電機(jī)平衡負(fù)荷校核222.6.1 軋制壓力的計(jì)算222.6.2 軋制力矩的計(jì)算252.7 各道次孔型圖283.軋輥強(qiáng)度校核313.1 950軋機(jī)強(qiáng)度校核313.2 800軋機(jī)校核323. 3 800軋機(jī)校核333. 4 850軋機(jī)校核344 導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)364.1 橫梁364.2 衛(wèi)板364.3 導(dǎo)板37結(jié) 語39致 謝40參考文獻(xiàn)411原料選擇及加工1.1原料選擇一般軋鋼常用的原料為鋼錠，軋坯和連鑄坯，我們采用的是140140矩形軋坯，為了保證成品質(zhì)量，必須要先采取表面清理。由于在鋼坯表面經(jīng)常存在著如結(jié)疤、裂紋、折疊、飛刺等各種缺陷，如果不在軋制前加以清理，勢必在軋制中不斷擴(kuò)大，并引起更多的缺陷，甚至?xí)绊戜撆鬈堉茣r(shí)的塑性與成型。為確保鋼材的使用性能，對(duì)來料矩形坯需要作如下要求: 7(1) 根據(jù)加熱爐的結(jié)構(gòu)和軋鋼成材率的要求來確定方坯的倍尺或定尺長度以及方坯的尺寸和公差要求。我們采用的140140矩形坯要求其截面尺寸和公差要求為士2mm，倍尺長度為1200mm（攀鋼數(shù)據(jù)）的4-6倍尺，長度允許偏差士50mm。坯料的圓角半徑不大于R10。特別要提示的是，在計(jì)算方坯的定尺長度時(shí)，一定要把此種異型鋼在軋制后每根鋼材會(huì)在頭部和尾部因不均勻變形產(chǎn)生翹曲和縮尺損失考慮在內(nèi)。(2) 考慮到此工字鋼的使用要求，為保證鋼材的內(nèi)在質(zhì)量，要求坯料的軋制壓縮比不小于3。(3) 坯料的表面不得有裂紋，結(jié)疤，折疊等缺陷。(4) 坯料必須是熱軋狀態(tài)下交貨。1.2原料的檢查和清洗盡管煉鋼工藝的不斷改進(jìn)使坯料的表面質(zhì)量不斷提高，但是用戶對(duì)于軋件、質(zhì)量的要求也在不斷提高，因此在軋制之前，特別是對(duì)于表面質(zhì)量要求很高的優(yōu)質(zhì)軋件清除坯料表面缺陷對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量仍起著重要作用。大部分用戶要求鋼鐵制品商提供“零缺陷”的鋼材，坯料清理和成品的精整是滿足鋼材產(chǎn)品“零缺陷”要求的正確途徑。對(duì)于本次研究中的矩形坯料采用檢查清理工序如下：拋丸、超聲波探傷、無損表面探傷、修磨。拋丸處理即用一定質(zhì)量的鋼球通過外力作用撞擊在鋼坯上，使鋼坯表面的氧化鐵皮等污染物脫落，從而暴露鋼坯表面缺陷的一種方法。傳統(tǒng)的清理方法就是采用酸洗。由于在酸洗過程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的污染，在各國對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視的情況下，酸洗的的基建投資和、用于廢酸處理的運(yùn)行費(fèi)用都越來越高。70年代后期逐漸以拋丸處理替代了酸洗處理。探傷包括內(nèi)部探傷與外部探傷。一般采用超聲波探傷和熒光磁粉探傷對(duì)坯料的內(nèi)部質(zhì)量與外部質(zhì)量加以檢測。清理坯料表面缺陷的方法有：人工火焰槍清理、火焰清理機(jī)清理、人工風(fēng)鏟清理、人工砂輪修磨清理、修磨機(jī)清理。現(xiàn)在清理鋼坯的主要方法是修磨機(jī)清理，少量的局部缺陷輔助以人工砂輪修磨清理。81.3原料的加熱和加熱爐1.3.1原料的加熱在軋鋼之前，要將原料進(jìn)行加熱，其目的是提高鋼的塑性，降低變形抗力及改善金屬內(nèi)部組織和性能，以便于軋制加工，這就是說一般要將鋼加熱到奧氏體單相固溶體組織的范圍內(nèi)，并使有較高的溫度和足夠的時(shí)間以均化組織及溶解碳化物，從而得到塑性高、變形抗力低、加工性能好的金屬組織，一般為了更好地降低變形抗力和提高塑性，加工溫度盡量高一些好，但是不正確的加熱制度可能會(huì)引起鋼的氧化、脫碳，氣泡暴露、過熱、過燒等缺陷，還將降低鋼材的質(zhì)量甚至導(dǎo)致廢品，因此鋼的加熱溫度主要應(yīng)根據(jù)各種鋼的特性和壓力加工工藝要求，從保證鋼材的質(zhì)量及多快好省地生產(chǎn)鋼材出發(fā)來確定。1.3.2加熱爐從鋼坯在爐內(nèi)的移動(dòng)方式有推鋼式加熱爐與步進(jìn)式加熱爐兩大類。推鋼式加熱爐分帶下加熱的和不帶下加熱的兩種，上下加熱的推鋼式加熱爐多用于加熱斷面尺寸超過100120mm的方坯。步進(jìn)式加熱爐有步進(jìn)底式加熱爐、步進(jìn)梁式加熱爐、梁底組合式加熱爐三種。本次根據(jù)提供設(shè)備要求采用推鋼式加熱爐對(duì)坯料加熱。2 14#工字鋼孔型設(shè)計(jì)2.1工字鋼的生產(chǎn)工藝流程軋制任何一種鋼材都可能有幾種工藝過程，我們采用的是240240矩形坯經(jīng)高速帶鋸鋸切下料后，采用風(fēng)動(dòng)砂輪進(jìn)行表面清理鋼坯的表面缺陷，嚴(yán)格按照爐號(hào)進(jìn)行管理。在室溫下裝入推鋼式加熱爐進(jìn)行加熱，之后進(jìn)行軋制、冷卻、矯直、鋸切等工藝進(jìn)行生產(chǎn)，最后經(jīng)檢查合格后分級(jí)成倍尺料交出。其工藝流程如下:鋼坯下料清理加熱軋制鋸切寫號(hào)冷卻矯直打印檢查分級(jí)涂色打捆入庫。我們生產(chǎn)工字鋼所用的設(shè)備是一組軌梁橫列式四架軋機(jī)，機(jī)架均為閉式結(jié)構(gòu)，減速器、聯(lián)接機(jī)以及軋機(jī)工作機(jī)架間軋輥和軋輥之間均采用萬向接軸聯(lián)接，軸承采用膠木瓦開式軸承，主電機(jī)功率為530kw。首先要做好對(duì)入廠的矩形坯進(jìn)行復(fù)驗(yàn)工作，經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后必須要逐爐號(hào)地進(jìn)行下料，為提高下料的質(zhì)量和定尺精度，我們采用鋸切下料。下料長度為6m，根據(jù)計(jì)算可軋制長度為6個(gè)成品長度(每個(gè)長度為12m)。接下來要對(duì)下料后的矩形坯逐根進(jìn)行表面質(zhì)量檢查，對(duì)存在表面缺陷的鋼坯進(jìn)行砂輪清理。之后要按照同一爐號(hào)集中入爐的原則在冷態(tài)下裝爐進(jìn)行加熱，并做好裝爐記錄。9但是在寒冷季節(jié)(特別是北方的冬季)，為了防止在加熱過程中產(chǎn)生裂紋，要求必須要確保鋼坯在室溫狀態(tài)下緩冷24小時(shí)以上才能裝爐，絕對(duì)禁止鋼坯帶霜裝爐。之后要根據(jù)孔型配置圖要求安裝好軋輥和導(dǎo)衛(wèi)裝置，并調(diào)整好各機(jī)架的輥縫和鎖口間隙，務(wù)必將軋輥固定牢固，軋輥在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不能產(chǎn)生跳動(dòng)，更不能產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。打開循環(huán)水閥，仔細(xì)檢查各個(gè)軋輥的輥頸和每個(gè)孔型的給水量是否充足，如發(fā)現(xiàn)異常必須立即處理。因?yàn)樗谲堜撋a(chǎn)中是十分重要的，它起著冷卻和潤滑的重要作用，一旦給水量不足，后果十分嚴(yán)重。這是因?yàn)椋环矫嬗捎谶@種膠木瓦開式軸承是用夾布酚醛樹脂(夾布膠木)在17.429.4MPa,130150溫度下壓成的，是用水而不用油潤滑的。其耐熱性和導(dǎo)熱性能很差，工作溫度不應(yīng)超過60800C ，當(dāng)溫度較高時(shí)會(huì)迅速膨脹，并進(jìn)而發(fā)生碳化，即燒瓦事故，導(dǎo)致軸承破壞；另一方面，軋件是靠與孔型的摩擦力咬入的，這種摩擦力的存在就會(huì)使得孔型產(chǎn)生磨損，而且孔型不間斷地過鋼必然會(huì)導(dǎo)致其溫度不斷地上升，如果不及時(shí)給水對(duì)孔型進(jìn)行冷卻就會(huì)加劇孔型的磨損，從而會(huì)導(dǎo)致軋件出現(xiàn)質(zhì)量問題，也造成了軋輥的浪費(fèi)，這種現(xiàn)象反映在使用腿部梯形孔軋制時(shí)更加嚴(yán)重。為保證人員和設(shè)備的安全，在確認(rèn)軋機(jī)上下和周圍無障礙物后，方可啟動(dòng)軋機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。要注意必須經(jīng)過30分鐘左右的空轉(zhuǎn)，此時(shí)要做好以下項(xiàng)目的檢查:軋機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常、各軸承的溫度是否正常、各部位緊固裝置是否有松動(dòng)現(xiàn)象等等。為提高成材率，降低生產(chǎn)成本，最好是先使用35根相同規(guī)格的普通材質(zhì)料來進(jìn)行試軋，之后再進(jìn)入正常軋制，其目的是先通過低成本原料試軋來檢驗(yàn)孔型設(shè)計(jì)是否合理，導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)和加工是否合理，軋機(jī)和導(dǎo)衛(wèi)裝置的調(diào)整是否到位。軋制溫度必須按照預(yù)定要求執(zhí)行，在試軋過程中要逐道次檢查紅熱狀態(tài)下軋件的尺寸是否符合孔型設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)衛(wèi)裝置安裝和調(diào)整是否合適，咬入和出鋼時(shí)軋件是否正直、順暢，這些情況都必須無一例外的認(rèn)真檢查好、調(diào)整好，試軋的軋件完全符合圖紙要求，成品尺寸滿足標(biāo)準(zhǔn)要求后方可進(jìn)入到正常的生產(chǎn)程序。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和工字鋼的使用要求，還需要對(duì)工字鋼進(jìn)行濕法磁粉探傷檢查，重點(diǎn)檢查部位是腿部?？拷^部一側(cè)，因?yàn)檫@個(gè)部位容易在K9孔軋制時(shí)由于切深不正而形成輾皮。102.2孔型設(shè)計(jì)準(zhǔn)備型鋼孔型設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：1）斷面孔型設(shè)計(jì)。根據(jù)原料和成品的斷面形狀和尺寸及產(chǎn)品性能的要求，確定孔型系統(tǒng)、軋制道次和各道次的變形量，以及各道次的孔型形狀和尺寸。2）配輥確定孔型在各機(jī)架上的分配以及在軋輥上的配置方式，以保證軋件能正常軋制、操作方便、成品質(zhì)量好、軋機(jī)產(chǎn)量高。3）軋輥附件設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)裝置的設(shè)計(jì)。導(dǎo)衛(wèi)裝置應(yīng)保證軋件能按照嗦要求的狀態(tài)進(jìn)出孔型，或者使軋件在孔型以外發(fā)生一定的變形，或者對(duì)軋件起矯直或翻轉(zhuǎn)作用等。14號(hào)工字鋼的孔型設(shè)計(jì)也是基于上述內(nèi)容進(jìn)行的。112.2.1孔型系統(tǒng)的選擇結(jié)合軌梁廠的設(shè)備狀況以及供應(yīng)產(chǎn)品的特點(diǎn)，粗軋選用箱形孔型系統(tǒng)，精軋采用萬能軋制法軋制。2.2.2孔型設(shè)計(jì)的原則采用正確的孔型設(shè)計(jì)可以使軋制異型面型鋼嗦不能避免的不均勻變形盡可能發(fā)生在前幾個(gè)孔型中，而不是在全部孔型中。在前幾個(gè)孔型中，金屬的溫度較高，其變形抗力不大，并且塑性也較好（與以后幾個(gè)孔型中的金屬相比較）。在其它幾個(gè)孔型中，必須盡可能采用均勻的壓縮和斷面各部分均勻的延伸，因?yàn)橹挥性谶@樣的條件下才能得到形狀正確的、內(nèi)應(yīng)力較小的最終產(chǎn)品，而能量消耗和軋輥的磨損都最少。112.2.3軋制道次的計(jì)算總延伸系數(shù)鋼坯斷面面積/成品孔面積：9.11 按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)查得NO14工字鋼的斷面面積為2151.6mm2選取，則求得n為：2.2.4延伸系數(shù)分配原則 工字鋼孔型特點(diǎn)是速度差大，變形不均勻，同時(shí)軋件各部分溫度差大，金屬塑性不同。因此，金屬變形時(shí)會(huì)引起金屬強(qiáng)制移動(dòng)，這關(guān)系到軋輥孔型磨損快的腿部不正確的充滿，使斷面尺寸不穩(wěn)定。為減少金屬在孔型中的移動(dòng)，按照斷面各部分，接近成品孔的孔型應(yīng)當(dāng)適當(dāng)給予均勻變形。而且要增加易拉縮的腿部的金屬余量。當(dāng)采用矩形時(shí)在第一個(gè)切深孔中軋制，腿部延伸可大大小于腰部，甚至可以小于一。這是因?yàn)榍猩顣r(shí)產(chǎn)生推高增長，在過渡孔型中腿部的延伸系數(shù)采用不高于腰部的延伸。對(duì)于成品孔和成品前孔：= 對(duì)于其它工字孔： （+）/2 2.2.3腿部變形原則除小號(hào)工字鋼外，一般總是腿部延伸大于腰部延伸，即：, =（+）/2 注：控制孔、切深孔除外。腿高的確定：開口孔進(jìn)開口孔或控制孔進(jìn)開口孔 h1=h2-(01mm)開口孔進(jìn)控制孔h1=h2+(49mm)2.4孔型系統(tǒng)計(jì)算2.4.1成品孔孔型系統(tǒng)計(jì)算(1) 孔型寬度：(為負(fù)公差)。 (2) 腰厚： (取部分負(fù)公差)。 (3) 腿高：。 (4) 開口腿高： 閉口腿高：。 (5)腰部面積:1395=695mm2。 (6) 開口腿寬度：(7) 開口腿面積：閉口腿面積。（8） 成品孔K1腰部壓下量一般取為 （9） 成品孔K1腰部展寬量取為 。 （10） 腰部延伸系數(shù)：。 （11） 開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量：。 （12） 開口腿端壓下系數(shù): 閉口腿根壓下系數(shù)：。 （13） 開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)： 因，又，確定出，。（14） 圓弧半徑：因此孔為成品孔，圓弧半徑取給定值，即：。（15） 增長量取為， 拉縮量取為。2.4.2成品前孔K2孔的設(shè)計(jì)(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。 (3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積:。 (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度： 因， 即：， ， 即：，確定出閉口腿端寬度：（7）成品前孔K2腰部壓下量取為 。 （8）成品前孔K2腰部展寬量取為 。 （9）腰部延伸系數(shù)：。 （10）開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量：。 （12）開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)：，又 確定出；。（13）圓弧半徑： （14）增長量取為， 拉縮量取為。 1.4.3 K3孔的設(shè)計(jì)（1）孔型寬度： 。 （2） 腰厚：。 （3） 開口腿高： 閉口腿高：。 （4） 腰部面積:。 （5） 開口腿面積： 閉口腿面積：。 （6）開口腿端寬度： 因，即：， 即：，確定出閉口腿端寬度：。（7）K3孔腰部壓下量取為 。 （8）K3孔腰部展寬量取為 。 （9）腰部延伸系數(shù)： （10）開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量： （11）開口腿根側(cè)壓量： 閉口腿根側(cè)壓量： （12）開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)因，又，確定出；。 （13）圓弧半徑： 。 （14）增長量取為， 拉縮量取為 2.4.4 K4孔的設(shè)計(jì)(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。 (3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積:。 (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度： 開口腿根寬度： 因， 即：， ，即：，確定出閉口腿端寬度：，閉口腿根寬度：。 （7） K4孔腰部壓下量取為 。 （8） K4孔腰部展寬量取為 。 （9） 腰部延伸系數(shù)：。 （10）開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量：。 （11）開口腿根側(cè)壓量： 閉口腿根側(cè)壓量：。 （12）開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)：因，又，確定出；。 （13）圓弧半徑： 取。（14）增長量取為,拉縮量取為。 2.4.5 K5孔的設(shè)計(jì)(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。 (3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積:。 (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度： 開口腿根寬度： 因,即：， ，即：，確定出閉口腿端寬度：，閉口腿根寬度：。（7） K5孔腰部壓下量取為 （8） K5孔腰部展寬量取為 。 （9） 腰部延伸系數(shù)：。 （10）開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量： （11）開口腿根側(cè)壓量： 閉口腿根側(cè)壓量： （12）開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)：因，又，確定出，。 （13）圓弧半徑： ， 取 （14）增長量取為， 拉縮量取為2.4.6 K6孔的設(shè)計(jì)(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。(3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積:。 (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度： 開口腿根寬度： 因，即：，即：，確定出閉口腿端寬度：，閉口腿根寬度：。 （3-116）（7） K6孔腰部壓下量取為 。 （8） K6孔腰部展寬量取為 。 （9） 腰部延伸系數(shù)：。 （10） 開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量： （11） 開口腿根側(cè)壓量： 閉口腿根側(cè)壓量：。 （12） 開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)：因，又，確定出，。 （13） 圓弧半徑： 取。（14） 增長量取為，拉縮量取為。 2.4.7 K7孔的設(shè)計(jì)(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。 (3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積:。 (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度： 開口腿根寬度： 因， 即：， ，即：，確定出閉口腿端寬度：，閉口腿根寬度：。 （7）K7孔腰部壓下量取為 。 （8）K7孔腰部展寬量取為 。 （9）腰部延伸系數(shù)：。 （10）開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量：。 （11）開口腿根側(cè)壓量： 閉口腿根側(cè)壓量：。 （12）開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)：因，又，確定出， 。 （3-145）（13） 圓弧半徑： ， ， 取。（14） 增長量取為，拉縮量取為。 2.4.8 K8孔的設(shè)計(jì)(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。 (3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積:。 (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度： 開口腿根寬度：因，即：，即：，確定出閉口腿端寬度：，閉口腿根寬度：。 （7）K8孔腰部壓下量取為 。 （8）K8孔腰部展寬量為負(fù)，取 。 （9）開口腿端側(cè)壓量： 閉口腿端側(cè)壓量：。 （10）開口腿根側(cè)壓量： 閉口腿根側(cè)壓量：。 （11）開口腿部延伸系數(shù)和閉口腿部延伸系數(shù)： ，又，確定出，。 （12）圓弧半徑： 取2.4.9 K9孔的設(shè)計(jì)(切深孔孔型設(shè)計(jì))(1) 孔型寬度：。 (2) 腰厚：。 (3) 開口腿高： 閉口腿高：。 (4) 腰部面積: (5) 開口腿面積： 閉口腿面積：。 (6) 開口腿端寬度和開口腿根寬度：， 取開口腿和閉口腿孔型側(cè)壁斜度為5%，考慮到切深孔變形主要在腰部，腿部變形小，并且7，因此取閉口腿端寬度和閉口腿根寬度取，。 (7) 因切深孔型的腿總高與腰厚應(yīng)滿足以下系:,且切深孔變形主要在腰部，再考慮到電機(jī)負(fù)荷和軋輥強(qiáng)度，K9孔分兩個(gè)道次軋制，因此，K9孔取腰部壓下量為。 （8）切深孔型腰部展寬量小，甚至為負(fù)，因此，K9孔腰部展寬量取為 。 （10）圓弧半徑： ， （11）切深孔軋制時(shí)，軋件腿部在切深孔型中的變化為開口腿進(jìn)閉口槽時(shí)有一定的拉縮量，閉口腿進(jìn)開口槽時(shí)有一定的增長量，所以增長量取為， 拉縮量取為。 2.4.10 K10孔的設(shè)計(jì)（預(yù)切深孔孔型設(shè)計(jì)）（1）孔型寬度：。 （2）腰厚： 。 （3）切深孔型腰部壓下量大，因此，K10孔腰部壓下量分兩個(gè)道次軋制完成，每個(gè)道次壓下量取為 。 （4）切深孔型腰部展寬量小，因此，K10孔腰部展寬量分兩個(gè)道次軋制完成，每個(gè)道次取為 。 （5）圓弧半徑：，。 2.4.11 K11孔的設(shè)計(jì)由上面可得：由箱形孔軋制出的軋件寬度B與下一個(gè)切深孔型的高度相等，即：，因此， 。 箱形孔高度h與下一個(gè)切深孔寬度相等，即：,凸度：，輥縫：。14 2.5軋制規(guī)程設(shè)計(jì)2.5.1 1950開坯機(jī)壓下規(guī)程的編制為避免軋機(jī)因壓下量過大而產(chǎn)生腰部波浪，編制壓下規(guī)程時(shí)工字型切深孔的壓下量不能太大950開坯機(jī)的壓下規(guī)程見表3.1。15表3.1 950開坯機(jī)壓下規(guī)程孔型號(hào)道次Bd（mm）壓下量備注118024070218810080翻鋼1800C320863.936.1420827.836.1翻鋼1800C521721.86.02.5.2 軋制道次根據(jù)軋制工字鋼的經(jīng)驗(yàn)，25號(hào)工字鋼軋制總道次分為14道，軋制道次分配為在950開坯機(jī)上為5331，800/850機(jī)列7個(gè)孔型中各軋制1個(gè)道次。800圖3-4 25號(hào)工字鋼850軋機(jī)軋輥圖軋機(jī)配輥圖的繪制采用PRO E三維設(shè)計(jì)軟件，對(duì)機(jī)架、橫梁、軋輥、底座進(jìn)行了裝配，根據(jù)三維裝置圖投影，繪制出軋機(jī)配輥圖。各機(jī)架配輥圖見附圖。850精軋機(jī)采用萬能孔型系統(tǒng)軋制，其配輥圖如圖3.1所示。圖3.1 850萬能軋機(jī)2.5.3 速度制度1） 950軋機(jī)速度制度的確定非翻鋼道次 （3-4）翻鋼道次 （3-5）第一道 取，ny=25r/min，g=9800所以有 （3-4） = 110 取加速度a=60，減速度b=65故采用梯形速度制度nd1=nd=70r/min等速軋制時(shí)間 （3-5）t等=1.5秒軋制周期： T1=3.7秒第二道翻鋼道次， 等速軋制時(shí)間 軋制周期 第三道： =54.5r/min 故采用梯形速度制度取等速軋制時(shí)間： =2.3秒軋制周期 =4.24 秒第四道翻鋼： =42.38 r/min，采用梯形速度制度，取等速軋制 =3.4秒軋制周期 =4.24 秒第五道： =44 r/min 故采用梯形速度制度取等速軋制時(shí)間： =2.3秒軋制周期 =6.8 秒 故950軋機(jī)軋制一根鋼材所需的時(shí)間T950=T1+T2+T3+T4+T5+tj1+tj2+tj3+tj4+tj5=3.75+4.15+5.5+5.7+6.5+5+8+5+4+4+20=72秒2）800軋機(jī)速度制度800軋機(jī)為恒轉(zhuǎn)速軋制，轉(zhuǎn)速為0-90-100 r/min取n=90 r/min（3-6）由此可得，t6=4.9s,t7=8.8s,t8=10.4s,t9=12s,t10=13.6s,t11=14.8s3）850軋機(jī)軋制速度的確定850軋機(jī)為橫轉(zhuǎn)速軋制，軋制速度為0-100-200 r/min取n=100r/min（3-7）所以t12=13.4s.各道次間隙時(shí)間的取定：從而可得各軋機(jī)的軋制時(shí)間為：T800I=t6+t7+t8+=4.9+8.8+10.4+6+10+10=50.1sT800II=t9+t10+t11+ =12+13.6+14.8+10+6+10=66.4sT850=159+10=25.9sT總=T800I+T800II+T850+T950=50.1+66.4+25.9+72=214.4s4）各道次的軋制溫度溫降公式：（3-8）T1開軋溫度K；TZ熱輻射時(shí)間；TZ=（該道次的軋制時(shí)間+下一道次的軋制時(shí)間）/2+間隙時(shí)間；C常數(shù)，取C=4；P常數(shù)值，取P=1.166；G坯料重量F坯料散熱面積。由前面計(jì)算可求得各道次TZ根據(jù)軌梁廠實(shí)際情況，950軋機(jī)的開軋溫度為1130，950軋機(jī)至800軋機(jī)的溫降取為50，則800軋機(jī)的開軋溫度為1080。結(jié)合前面數(shù)據(jù)，帶入上面公式，可求得各道次溫降，從而可得各道次溫度如表3.2：表3.2 軋制各道次溫降表道次123456789101112溫度11301124.61106.81098.210821072.61056.71043.81024.61006.8986978.82.6 電機(jī)平衡負(fù)荷校核正確計(jì)算軋制過程所需力矩和功率是驗(yàn)算軋機(jī)能力，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和設(shè)計(jì)新軋機(jī)的重要力能參數(shù)之一。軋制力（軋制總壓力）和他對(duì)于兩軋輥中心連線的垂直距離（力臂）的乘積稱之為軋制力矩。如果去掉由水平力引起的力矩，則軋制力矩可由單元體素對(duì)一個(gè)軋輥?zhàn)饔玫拇怪绷Τ艘韵鄳?yīng)的力臂來計(jì)算： （3-9）忽略摩擦力，簡化之 （3-10）式中Py，ty單位眼里和單位摩擦力之垂直分量；lr中性面處變形區(qū)長度。如果用總壓力P對(duì)軋輥中心的垂直距離（力臂）a的乘積來表示軋制力矩，則因此，欲求出軋制力矩除需確定總壓力的大小外，還需確定總壓力對(duì)軋輥中心連線的距離，后者與總壓力的作用方向及作用點(diǎn)有關(guān)，總壓力的作用方向及作用點(diǎn)視軋制條件而異，不能認(rèn)為在任何軋制過程中總壓力的方向都是垂直于軋制方向的。62.6.1 軋制壓力的計(jì)算軋制壓力P等于平均單位壓力與接觸面水平投影面積F之乘積，所以確定金屬作用在軋輥上的總壓力，就歸結(jié)為計(jì)算接觸面積和平均單位壓力。首先確定接觸面的水平投影面積。接觸面積和軋件變形前后的幾何尺寸有關(guān)軋制非舉行斷面的孔型，接觸面積亦可近似按以下公式計(jì)算：F=(B+b)/2，； （3-11）式中 FH，F(xiàn)h分別為軋前，軋后軋件斷面面積； B，b軋前，軋后軋件的最大寬度。金屬作用在軋輥上的單位面積上的總壓力可表示為化簡可得P= （3-12）K=9.8 （3-13） （3-14），式中a取0.8 （3-15）表3.3 軋制過程各道次速度及壓下量道次123456789101112V3.163.312.863.253.384.464.985.035.065.086.05.67-11-4.6-1.140.84H-51-25.2-12.114.8h-40-20.6-13.9613.961） 950開坯機(jī)軋制壓力計(jì)算選取950開坯機(jī)變形量最大的K8孔作為校核基準(zhǔn)，開坯機(jī)軋制溫度取軋制9000C,軋制壓力計(jì)算如下:K=9.8 =9.8=65.4 =0.318 =0.84.44=3.55 h=8666217=40mm，H=10608208=51mm L= 軋制壓力為（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3.3）P= P=P=5396 KN2) 800軋機(jī)軋制壓力計(jì)算選取800軋機(jī)上的K5孔作為軋機(jī)校核基準(zhǔn)，850軋機(jī)上的軋制溫度取終軋溫度計(jì)算10430C計(jì)算。K=9.8 =9.8=73.47 =0.357=3.33 h=4798233=20.6mm，H=5744228=25.2mmL= 軋制壓力為（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3.3）P= P=P=4134 KN3) 800軋機(jī)軋制壓力計(jì)算選取800軋機(jī)上的K2孔作為軋機(jī)校核基準(zhǔn)，800軋機(jī)上的軋制溫度取9860C計(jì)算。K=9.8 =9.8=85.2 =0.414=3.1 h=3406244=13.96mm，H=3633241=15.1mmL=軋制壓力為（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3.3）P= P=P=1584 KN4) 850軋機(jī)軋制壓力計(jì)算選取850軋機(jī)上的K10孔作為軋機(jī)校核基準(zhǔn)，850軋機(jī)上的軋制溫度取終軋溫度計(jì)算9780C計(jì)算。K=9.8 =9.8=86.8 =0.42=3.07； h=3406244=13.96mm，H=3662247=14.8mmL=軋制壓力為（部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3.3）P= P=P=1673 KN2.6.2 軋制力矩的計(jì)算不考慮軋輥輥頸與軸承間的摩擦損失，由軋輥平衡條件出發(fā)，簡單軋制過程中，上述條件只有在每個(gè)軋輥上，兩軸承的反作用力與軋件給軋輥的總壓力P大小相等，且其方向垂直地與摩擦圓相切時(shí)才能保持平衡。這時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥所需力矩為： 上式可以寫成為=PDsin 因?yàn)?，則=；（3-221）熱軋鑄錠時(shí)，=0.550.60取=0.555 故950開坯機(jī)的軋制咬入角=，合力角軋制力矩為=5396=432.5 KNm附加摩擦力矩：由軋輥軸承中的附加摩擦力矩：，軋輥輥頸直徑，軋輥軸承摩擦系數(shù)；則：，其中傳動(dòng)機(jī)械效率，一般取0.960.98，軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比，取為1；根據(jù)軌梁廠的電機(jī)功率：，電機(jī)轉(zhuǎn)速，一般為0，?。粍t電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩：；空轉(zhuǎn)力矩：則靜力矩：，因此950軋機(jī)功率足夠。同理800軋機(jī)的軋制咬入角=，合力角，則軋制力矩為=4134KN=196.7KNm附加摩擦力矩：由軋輥軸承中的附加摩擦力矩：，軋輥輥頸直徑，軋輥軸承摩擦系數(shù)；則：，其中傳動(dòng)機(jī)械效率，一般取0.960.98，軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比，取為1；空轉(zhuǎn)力矩：則靜力矩：，因此800軋機(jī)功率足夠。同理800軋機(jī)的軋制咬入角=，合力角，則軋制力矩為=1584KN=37.6KNm附加摩擦力矩：由軋輥軸承中的附加摩擦力矩：，軋輥輥頸直徑，軋輥軸承摩擦系數(shù)；則：，其中傳動(dòng)機(jī)械效率，一般取0.960.98，軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比，取為1；根據(jù)軌梁廠的電機(jī)功率：，電機(jī)轉(zhuǎn)速，一般為0，取；則電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩：；則空轉(zhuǎn)力矩：則靜力矩：，因此800軋機(jī)功率足夠。同理850軋機(jī)的軋制咬入角=，合力角，則軋制力矩為=1673KN=35 KNm附加摩擦力矩：由軋輥軸承中的附加摩擦力矩：，軋輥輥頸直徑，軋輥軸承摩擦系數(shù)；則：，其中傳動(dòng)機(jī)械效率，一般取0.960.98，軋輥與主電機(jī)間的傳動(dòng)比，取為1；空轉(zhuǎn)力矩：根據(jù)軌梁廠的電機(jī)功率：，電機(jī)轉(zhuǎn)速，一般為0，??；則電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩：；則空轉(zhuǎn)力矩：則靜力矩：，因此電機(jī)功率足夠。綜上所訴，各電機(jī)功率均能達(dá)到軋制力要求的功率。2.7 各道次孔型圖3.軋輥強(qiáng)度校核3.1 950軋機(jī)強(qiáng)度校核選取腿部最深的孔型K9孔進(jìn)行軋輥的強(qiáng)度校核根據(jù)此孔軋輥的受力情況做出橫梁圖如圖3.2所示，代入本章第四節(jié)計(jì)算出的該孔軋制壓力，繪制出彎矩應(yīng)力圖。圖3.2 950軋機(jī)K9孔受力橫梁圖圖3.3 950軋機(jī)K9孔剪應(yīng)力圖因?yàn)?，有?jì)算得出。彎曲力矩代入數(shù)據(jù)，得出第九孔產(chǎn)生的應(yīng)力，代入數(shù)據(jù)得出。參考軋輥輕度數(shù)據(jù)，950軋輥的軋制強(qiáng)度，故以上孔型的應(yīng)力小于，所以滿足輥的強(qiáng)度要求。3.2 800軋機(jī)校核選取腿部最深的孔型K7孔進(jìn)行軋輥的強(qiáng)度校核根據(jù)此孔軋輥的受力情況做出橫梁圖如圖3.4所示，代入本章第四節(jié)計(jì)算出的該孔軋制壓力，繪制出彎矩應(yīng)力圖。圖3.4 800軋機(jī)K7孔受力橫梁圖圖3.5 800軋機(jī)K7孔彎曲應(yīng)力圖因?yàn)?，有?jì)算得出。彎曲力矩代入數(shù)據(jù)，得出第7孔產(chǎn)生的應(yīng)力，代入數(shù)據(jù)得出。參考軋輥輕度數(shù)據(jù)，950軋輥的軋制強(qiáng)度，故以上孔型的應(yīng)力小于，所以滿足輥的強(qiáng)度要求。3. 3 800軋機(jī)校核選取腿部最深的孔型K4孔進(jìn)行軋輥的強(qiáng)度校核根據(jù)此孔軋輥的受力情況做橫梁圖如圖3.6所示，代入本章第四節(jié)計(jì)算出的該孔軋制壓力，繪制出彎矩應(yīng)力圖。圖3.6 800軋機(jī)K7孔受力橫梁圖圖3.7 800軋機(jī)K4孔軋機(jī)彎曲應(yīng)力圖因?yàn)?，有?jì)算得出。彎曲力矩代入數(shù)據(jù)，得出第4孔產(chǎn)生的應(yīng)力，代入數(shù)據(jù)得出。參考軋輥輕度數(shù)據(jù)，800軋輥的軋制強(qiáng)度，故以上孔型的應(yīng)力小于，所以滿足輥的強(qiáng)度要求。3. 4 850軋機(jī)校核選取腿部最深的孔型K1孔進(jìn)行軋輥的強(qiáng)度校核根據(jù)此孔軋輥的受力情況做出力矩圖如圖3.8所示，代入本章第四節(jié)計(jì)算出的該孔軋制壓力，繪制出彎矩應(yīng)力圖。圖3.8 850軋機(jī)K1孔彎曲應(yīng)力圖彎曲力矩代入數(shù)據(jù)，得出第1孔產(chǎn)生的應(yīng)力，代入數(shù)據(jù)得出。參考軋輥輕度數(shù)據(jù)，850軋輥的軋制強(qiáng)度，故以上孔型的應(yīng)力小于，所以滿足輥的強(qiáng)度要求。414 導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)不論任何斷面的型鋼軋制，幾乎在所有孔型的入口和出口都要使用導(dǎo)衛(wèi)裝置。其目的是使軋件能按照所需要的狀態(tài)進(jìn)出孔型，來保證軋件按規(guī)定變形條件進(jìn)行軋制。導(dǎo)衛(wèi)裝置的設(shè)計(jì)和使用是否得當(dāng)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和軋制的生產(chǎn)能力，盡管孔型設(shè)計(jì)合理，如果導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)和使用不當(dāng)，也不能軋出合格的成品，并可能造成刮切軋件、擠鋼、纏輥，甚至造成斷輥或更嚴(yán)重的設(shè)備事故和人身事故，導(dǎo)衛(wèi)裝置設(shè)計(jì)的好，調(diào)整得當(dāng)，還能彌補(bǔ)孔型設(shè)計(jì)的不足。導(dǎo)衛(wèi)裝置通常包括橫梁、導(dǎo)板、衛(wèi)板、夾板、導(dǎo)板箱、托板等裝置。4.1 橫梁它是固定導(dǎo)衛(wèi)裝置用的，安裝在機(jī)架上要求其必須保持水平，上下方向的位置要適當(dāng)，橫梁要具有足夠的強(qiáng)度，而且還能在機(jī)架中固定牢固和裝卸方便，導(dǎo)衛(wèi)裝置在橫梁上固定也要保證牢固和裝卸方便。橫梁距軋輥工作面的距離是設(shè)計(jì)導(dǎo)衛(wèi)裝置的尺寸依據(jù)。4.2 衛(wèi)板 它是安裝在出口方向的橫梁上，其作用是為了防止軋件出孔型時(shí)產(chǎn)生向上或向下的彎曲或纏輥。下衛(wèi)板是安置在下橫梁上，而上衛(wèi)板通常采用彈簧或重錘吊掛在上橫梁，但是此種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且在承受“下壓”較大時(shí)易使上橫梁活動(dòng)或產(chǎn)生彎曲，為此我們創(chuàng)造性改進(jìn)衛(wèi)板的設(shè)計(jì)，將衛(wèi)板固定在導(dǎo)板上，并要保證衛(wèi)板前端與軋槽接觸部分與軋槽形狀相適應(yīng)。在衛(wèi)板設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)要考慮以下幾點(diǎn):(1)腰部和凸形梯形孔的下衛(wèi)板不宜完全依照孔形形狀設(shè)計(jì)，要盡量簡化結(jié)構(gòu)，便于加工又減輕重量，同時(shí)也要便于裝卸。(2)腰部和凸形梯形孔的上衛(wèi)板設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮上述原則以外，還要特別注意在凸形梯形孔和底槽帽形孔中出來的軋件因存在“下壓”而向上彎曲的現(xiàn)象，如不通過衛(wèi)板予以調(diào)整，將使得軋件難以在進(jìn)入下一孔型時(shí)自然咬入，并且會(huì)大大延長軋制節(jié)奏時(shí)間甚至造成廢鋼。因此較為簡便而實(shí)用的方法是將衛(wèi)板的長度加長并予以正確的配重，軋件在出孔型時(shí)其前尖觸及到上衛(wèi)板加長的部分產(chǎn)生阻力沿著上衛(wèi)板出孔型，從而將可能出現(xiàn)的彎曲修正過來。(3)腰部和凸緣梯形孔衛(wèi)板的前尖要和孔型相吻合并保持高度要完全合適，衛(wèi)板可以分開制作也可以整體制作，但是必須保持能保證軋件的腿部正確地進(jìn)入，不可間隙過大或過小。如間隙過大時(shí)，軋件容易傾倒；如間隙過小，可能會(huì)導(dǎo)致件頂撞衛(wèi)板造成刮傷軋件、造成軋件扭轉(zhuǎn)、悶車甚至是纏輥。衛(wèi)板材質(zhì)我們采用45鍛鋼。4.3 導(dǎo)板使用導(dǎo)板的目的是使在左右方向上保證軋件正而且直地進(jìn)出孔型，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮入口和出口軋件形狀不同，盡可能簡化形狀結(jié)構(gòu)以便于加工，盡可能地減輕導(dǎo)板的重