金屬壓力加工車間設(shè)計06 主要設(shè)備負荷計算.ppt

1、工藝計算是在確定各種計算產(chǎn)品的工藝流程和初選設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量的要求、制品的工藝性能以及設(shè)備特點，對各主要設(shè)備或工序進行具體的科學(xué)分析和必要的理論汁算，從而確定出種產(chǎn)品在各工序的準確而具體的生產(chǎn)工藝流程、工藝參數(shù)及其各種消耗定額，并確定各部分及各環(huán)節(jié)之間的協(xié)作配套關(guān)系。 工藝計算的內(nèi)容包括：主要加工工序的工藝規(guī)程的設(shè)計制定；編制生產(chǎn)工藝流程定額卡,5 工藝規(guī)程的設(shè)計,制定工藝規(guī)程的目的 充分利用被加工金屬及合金的塑性并達到技術(shù)條件的要求正確的選擇和使用設(shè)備、充分發(fā)揮設(shè)備潛力，并保證設(shè)備的安全；進行高效率的生產(chǎn)。 制定工藝規(guī)程的內(nèi)容 確定出每種計算產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程所經(jīng)過的各工序的工藝規(guī)程

2、(工具材質(zhì)、尺寸、形狀及各加工道次被加工件的形狀、尺寸變化等)和工藝參數(shù)(力、溫度、速度及表面介質(zhì)等條件,5 工藝規(guī)程的設(shè)計,在工藝設(shè)計中，工藝規(guī)程的制訂和工藝參數(shù)的選擇，要比照同類工廠的實際調(diào)查統(tǒng)計情況加以確定，并作必要的計算。計算方法詳見金屬塑性加工學(xué)，下面僅對軋制、擠壓拉拔的工藝計算作簡要敘述。 軋制規(guī)程的核心是變形規(guī)程（壓下規(guī)程或壓下制度）其必然離不開溫度制度，速度制度，輥型制度和張力制度。 本章主要講授壓下規(guī)程設(shè)計計算中的幾個問題,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,1 咬入條件的校核 hmax D (1-cosy) 式中：hmax為道次最大壓下量；D為工作輥最小輥徑

3、； y為允許咬入角，熱軋按軋制速度查有關(guān)資料確定。 冷軋按潤滑條件確定：hmax = R f 2 式中: R工作輥最小半徑， f摩擦系數(shù),5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,2 熱軋時的溫降計算 ( 采用實測、經(jīng)驗公式、理論公式計算) Q= KFpT,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,3 軋輥強度校核 （1）校核Pyx 軋機的最大允許壓力Pyx是確定軋輥尺寸的主要依據(jù)，即軋輥尺寸是由Pyx確定的，一旦軋輥的尺寸確定后，按軋輥尺寸可計算出軋輥的Pyx，其是軋機各部分強度最薄弱的部分,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,式中： P為各道次的軋制壓力，B，R，h為相應(yīng)道次的軋件寬度，軋輥半徑和壓下量。

4、 為了安全起見，此處R取工作輥的最大半徑。 為平均單位壓力，應(yīng)根據(jù)不同軋制情況選擇合理的公式,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,計算公式： 熱軋中厚板 齋藤公式，西姆斯公式或志田茂公式等。 熱軋薄板帶西姆斯公式或志田茂公式等。 冷軋板帶 斯通公式，勃郎特-福特公式或希爾公式等 型鋼，鋼管艾克隆德公式等,5.1 軋制規(guī)程設(shè)定計算,2）軋輥強度校核 見“章靜老師機械設(shè)備課程” （3）主電機校核 見“王萍老師軋制原理課程,5.2 擠壓工藝計算,擠壓工藝規(guī)程的設(shè)計主要是擠壓比的設(shè)計及擠壓溫度，擠壓速度（包括擠壓速度和金屬流出速度）的確定。 擠壓溫度確定主要依據(jù)也是相圖，塑性圖和再結(jié)晶圖，但由于擠壓時變形熱可使

5、制品溫度上升幾十度甚至300以上，故應(yīng)考慮擠壓溫度的控制值,5.2 擠壓工藝計算,擠壓速度包括： 擠壓速度主柱塞，擠壓桿，擠壓墊的移動速度。 金屬流出速度金屬流出?？讜r速度。 變形速度單位時間變形量變化大小,5.2 擠壓工藝計算,通常擠壓時比較注重金屬流出速度Vl Vl主要取決于金屬與合金的可擠性，制品的質(zhì)量要求，擠壓機的能力及最大擠壓速度。 擠壓工藝設(shè)計主要是擠壓力的計算，其是制訂擠壓工藝規(guī)程、選擇和校核擠壓機的能力及零部件和工模具強度的重要依據(jù),5.2 擠壓工藝計算,1、擠壓力計算 公式： （1）皮爾林公式使用方便，適用各種擠壓條件，誤差大。 （2）普洛卓洛夫公式適用于低塑性高強度難變形金

6、屬。 （3）塞洛爾內(nèi)公式采用玻璃潤滑劑擠壓鋼及稀有難熔金屬。 2、擠壓機校核 PmaxPyx,5.2 擠壓工藝計算,3、工具強度校核 穿孔機穩(wěn)定性，抗拉強度 擠壓軸穩(wěn)定性，抗壓強度 擠壓模抗彎，抗剪強度 擠壓墊抗壓強度 擠壓筒等效應(yīng)力（安全系數(shù),5.3 拉拔工藝計算,主要是拉拔力的計算和電機功率的計算,6.1工作制度和年工作時間的確定 6.1.1工作制度 連續(xù)工作制節(jié)假日不休息，三班或四班三運轉(zhuǎn) 非連續(xù)工作制節(jié)假日休息，一、二或三班工作,6 主要設(shè)備負荷計算,6.1.2 年工作小時的確定,6.1.2 年工作小時的確定,說明： （1）年計劃工作時間是設(shè)備一年中最大可能的工作時間 （2）非計劃停工

7、時間是由于技術(shù)或管理上的原因造成的設(shè)備故障，待料，待熱，待氣，待電等，其約為計劃工作時間的0.80.92（參見表7-1）?，F(xiàn)代化軋機取上限。 （3）大中修和小修時間如已包括交接班和換工具時間應(yīng)扣除，不能重復(fù)計算。 （4）在確定年工作時間時，應(yīng)參考國內(nèi)外同類廠家的實際情況取平均先進水平,6.2.1 軋機小時產(chǎn)量計算,1. 軋機小時產(chǎn)量 A = 3600GK1b/T 式中： G為原料重量（t）,b為成材率（%）, T為軋制節(jié)奏時間(s) K1為軋機利用系數(shù)理論軋制節(jié)奏時間與實際達到的軋制節(jié)奏之比值，其包括操作失誤如軋件打滑；前后工序不協(xié)調(diào)；零星不需要停車小事故等。即軋機不需要停車的時間損失。對于現(xiàn)

8、代軋機取0.81.0，不同軋機取值不同,2. 軋機平均小時產(chǎn)量AP A為某一產(chǎn)品或代表產(chǎn)品的小時產(chǎn)量，當車間產(chǎn)品很多時，由于品種，坯料規(guī)格，成材率和軋制道次不同而有不同的Ai,為計算年產(chǎn)量或考核車間的生產(chǎn)水平而確定AP。 AP在一定時間內(nèi)軋制產(chǎn)品總量與消耗的總時間計算,6.2.1 軋機小時產(chǎn)量計算,6.2.1 軋機小時產(chǎn)量計算,Ti= Qi /Ai,軋制產(chǎn)品總數(shù)量（設(shè)計車間年，季，月，旬產(chǎn)量,完成軋制產(chǎn)品總量所需要的實際工作時間 (年,季,月,旬,1）按軋制品種總量與消耗的總時間計算,6.2.1 軋機小時產(chǎn)量計算,Qi,Ti代表產(chǎn)品總量，完成代表產(chǎn)品總量所需要實際工作 時間。 該法雖然無考慮生

9、產(chǎn)各產(chǎn)品過程中難易程度，但計算簡單，在產(chǎn)品方案相近和足夠代表產(chǎn)品的情況下，其計算值與實際較近,6.2.1 軋機小時產(chǎn)量計算,2）按勞動量換算系數(shù)計算 勞動量換算系數(shù)： Xi=Ab/Ai 式中：Ab,Ai分別為標準產(chǎn)品，某種產(chǎn)品小時產(chǎn)量（t/h）。 通常以年產(chǎn)量中百分比最高的產(chǎn)品為標準產(chǎn)品，按實際生 產(chǎn)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)Xi則: AP=1/(X1a1/Ab+X2a2/Ab+-+Xnan/Ab) 式中：ai為不同品種在總產(chǎn)量中占的比例。 其雖考慮了各產(chǎn)品生產(chǎn)時的難易程度，但Xi不易固定，實際計算結(jié)果有較大誤差。故設(shè)計時常用第一種方法計算,6.2.2 軋制圖表,P172173） 其也稱軋制進程表和軋制工作圖

10、表 軋制圖表表示和反映軋制道次和軋制時間之間的關(guān)系的圖表。 軋制圖表的四個特征時間 純軋時間，間隙時間，軋制節(jié)奏時間，軋制延續(xù)時間,6.2.2 軋制圖表,軋制過程的安排是否合理，不僅對產(chǎn)量、質(zhì)量有決定性影響，而且對整個車間生產(chǎn)的各方面有重要影響。 典型的幾種軋制圖表如下,6.2.2 軋制圖表,1. 單機座可逆式軋機 圖中: T軋制節(jié)奏時間 T=Tz+t Tz 一根料軋制總延續(xù)時間 t前、后兩根料之間軋制間隙時間（原始間隙時間） tzh,tj道次純軋時間，道次間隙時間,6.2.2 軋制圖表,T = Tz-tjch 式中：tjch軋件同時通過軋機之交叉軋制時間，即前后兩根料在軋制總延續(xù)時間中之重疊

11、部分,2. 橫列式軋機,6.2.2 軋制圖表,T= tzh1+t,2. 橫列式軋機（活套軋制,6.2.2 軋制圖表,T=tzh+t 純軋時間 tzh1= tzh2 = -= tzhn 間隙時間 tj1=tj2=-=tjn,3. 順序式軋機,6.2.2 軋制圖表,特點：（1）通過各機架之秒體積流量相等； （2）各道次間的間隙時間隨各機架軋機軋制速度的提 高而遞減，tj1tj2-tjn-1 （3） 軋制節(jié)奏時間為： T = tzh+t （4） 軋制總延續(xù)時間： Tz = tzh,4. 連續(xù)式軋機,6.3.1 擠壓機設(shè)備小時生產(chǎn)定額,設(shè)備小時能力，或稱設(shè)備小時處理量。 Hb=G/T Hb設(shè)備小時產(chǎn)量

12、t/h G 坯料重量t T 節(jié)奏時間h T = t+t1+t2 t 機動時間，即機上純工作時間； t1間隙時間，即該料從上機開始操作至結(jié)束間的間隙 時間 t2各循環(huán)間或其他必須的輔助時間，即兩塊料之間的 間隙時間,對應(yīng)于軋機，t、 t1、 t2即 、 、t 則設(shè)備操作節(jié)奏時間： 當G用成品重量計算，T用秒單位并考慮設(shè)備利用系數(shù)K1時， 則：Hb=3600GbK1/T b成材率，%；K1設(shè)備利用系數(shù)，查表7-1 對于擠壓機，每次只擠一根料， T= t+t , t=(Ld-l)/vj Ld錠坯長度，m； l余壓長度， vj平均擠壓速度, m/s,6.3.1 擠壓機設(shè)備小時生產(chǎn)定額,1. 綜合平均小

13、時產(chǎn)量（平均小時產(chǎn)量）HP(AP) （與軋機相同） 2. 年產(chǎn)量：Q年=HPTjw Tjw年實際工作時間,6.3.2 擠壓機年產(chǎn)量計算,實際工作時間（U,6.3.3 完成年計劃產(chǎn)量所需要設(shè)備臺時,6.3.4 完成年計劃產(chǎn)量所需要的設(shè)備臺數(shù)N,N = U/W W設(shè)備年實際工作臺時 （時/臺） 一般輔助設(shè)備的能力是主要設(shè)備能力的1.11.2倍。 N（取整數(shù),6.4 設(shè)備負荷率計算,設(shè)備負荷率（）反映了設(shè)備充分利用與否及設(shè)備之間的平衡情況。 對于主要設(shè)備，通常： =計算臺數(shù)/采用臺數(shù)100% =生產(chǎn)產(chǎn)品所需的臺時/設(shè)備年規(guī)定的臺時100% =年實際工作時間/年規(guī)定工作時間100% =計劃年產(chǎn)量/實際年產(chǎn)量100% 實際年產(chǎn)量=AP年規(guī)定工作時間 計劃年產(chǎn)量=AP年實際工作時間,6.4 設(shè)備負荷率計算,如果設(shè)備負荷大于0.9甚至1.0，說明負荷過重。應(yīng)考慮增加設(shè)備臺數(shù)