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1、University of Science and Technology Liaoning課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù):SPHC 8.7×1580 學(xué) 院:材料與冶金學(xué)院 班 級(jí):材控11-2班 學(xué)生姓名:王 躍 學(xué) 號(hào):120113207015 指導(dǎo)教師:王 寧 目 錄1 概論11.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品概況11.2 2150熱軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程31.3 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)備31.4 熱軋帶鋼新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r32 主要設(shè)備選擇43 SPHC 8.7×1580軋制工藝制定73.1 加熱制度73.2 選擇產(chǎn)品原料73.3 粗軋壓下制度73.4 精軋壓下制度83.5精軋軋制速度93.

2、6 精軋溫度制度114 力能參數(shù)計(jì)算124.1 精軋各機(jī)架軋制力計(jì)算124.2 軋制力矩計(jì)算145 設(shè)備能力校核155.1 咬入能力校核155.2 軋輥強(qiáng)度校核165.2.1 輥身彎曲強(qiáng)度校核195.2.2 輥頸彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核205.2.3 輥頭扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核225.2.4 輥身擠壓強(qiáng)度校核225.2.5 電機(jī)能力校核236 結(jié)束語(yǔ)257 參考文獻(xiàn)25 遼寧科技大學(xué)課程設(shè)計(jì) 第25頁(yè)1 概論1.1 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品概況建國(guó)以來我國(guó)鋼鐵工業(yè)和技術(shù)已取得舉世矚目的成就, 但是在市場(chǎng)化、工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程中, 鋼鐵工業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重中之重, 在產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)裝備、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和管

3、理方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。板帶鋼的生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)發(fā)展中的重要課題之一。板帶在熱軋方面有深沖熱軋鋼板、耐腐蝕高強(qiáng)度熱軋鋼板、成型性優(yōu)異的高強(qiáng)及超高強(qiáng)鋼板、超寬幅汽車鋼板、熱鍍鋅鋼板、超細(xì)晶高強(qiáng)度鋼板, 而在冷軋方面有冷軋薄板、涂鍍層板、冷軋硅鋼片、冷軋不銹鋼等高附加值、高技術(shù)含量板材產(chǎn)品。目前我國(guó)的板帶鋼不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要, 產(chǎn)品質(zhì)量能夠達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的不到總產(chǎn)量的1/3。因此, 加快發(fā)展板帶材, 特別是加快發(fā)展高附加值、高技術(shù)含量的板帶材是我國(guó)軋鋼工業(yè)一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。按照厚度可將板帶分為厚板、薄板和極薄帶鋼三大類, 我國(guó)將厚度60mm以上的鋼板稱為特厚板, 20mm6

4、0mm的鋼板稱為厚板,4.0mm20mm的鋼板稱為中板,0.2mm4mm的鋼板稱為薄板, 其中0.2mm1.2mm又稱為超薄板帶, 小于0.2mm 的極薄板帶稱為箔材。按照板帶的寬度分, 寬度小于600mm的板帶鋼稱為窄帶鋼, 寬度600mm1000mm的板帶(含熱、冷軋板卷, 涂鍍層商用板卷)稱為寬帶鋼, 寬度1000mm以上的板帶成為寬板帶。按照板帶的軋制工藝方式又可以將其分為熱軋板帶和冷軋板帶。熱軋寬帶鋼是重要的鋼材品種, 對(duì)整個(gè)鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。發(fā)達(dá)國(guó)家熱軋寬帶鋼產(chǎn)量約占熱軋鋼材的50% 以上, 并在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中居于領(lǐng)先地位。我國(guó)鋼鐵工業(yè)近年來產(chǎn)量增長(zhǎng)較快,

5、但高附加值產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量較低。我國(guó)一般熱軋帶鋼產(chǎn)品厚度下限是1.8mm , 但實(shí)際上只生產(chǎn)很少厚度小于20mm 的熱軋帶鋼, 即使窄帶鋼, 產(chǎn)品厚度一般也大于25mm。因此, 相當(dāng)一部分希望使用厚度小于2mm 帶鋼作原料的用戶, 只得使用冷軋帶鋼。如果能開發(fā)薄規(guī)格的熱軋帶鋼, 則可代替相當(dāng)一部分的冷軋帶鋼使用, 使生產(chǎn)成本大為降低。目前,部分國(guó)內(nèi)熱軋帶鋼生產(chǎn)概況如下: 傳統(tǒng)的熱帶軋機(jī)。以寶鋼2050mm 熱軋帶鋼軋機(jī)為例, 把薄規(guī)格產(chǎn)品作為主要生產(chǎn)目標(biāo), 采用最佳卷取溫度, 對(duì)加熱溫度、軋制負(fù)荷分配、軋制速度進(jìn)行優(yōu)化, 對(duì)各精軋機(jī)架目標(biāo)凸度進(jìn)行合理分配, 軋出符合標(biāo)準(zhǔn)的厚度為1.6mm的集裝

6、箱用耐大氣腐蝕板, 解決了集裝箱鋼板長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面,2002年又試軋成功厚1.2mm 的熱軋薄帶鋼。薄板坯連鑄連軋。自1992年蘭州鋼廠與鋼鐵研究總院合作建立了我國(guó)第一套CSP 薄板坯連鑄機(jī)以來, 國(guó)內(nèi)各大鋼鐵公司紛紛花費(fèi)巨資新建或改造熱連軋廠, 不斷擴(kuò)大品種范圍, 提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼的2050和1580 熱軋線是國(guó)內(nèi)工藝裝備及自動(dòng)化控制水平較高的兩條生產(chǎn)線, 能穩(wěn)定生產(chǎn)厚度1.5mm 的熱軋板卷, 也能生產(chǎn)少量厚度1.0mm1.2mm的超薄熱軋帶鋼。1999年珠鋼引進(jìn)第一條CSP 薄板坯連鑄連軋線(1450mm),之后邯鋼、包鋼、攀鋼、唐鋼相繼建成投產(chǎn)CSP 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線,已具備

7、生產(chǎn)0.8mm超薄帶鋼的能力。鐵素體區(qū)軋制生產(chǎn)工藝。珠鋼CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)后, 計(jì)劃采用該工藝生產(chǎn)2.0mm以下超薄熱軋帶鋼, 目前國(guó)內(nèi)唐鋼、本鋼等多條CSP薄板坯生產(chǎn)線均已具備鐵素體區(qū)軋制能力。1.2 2150熱軋板帶鋼生產(chǎn)工藝流程 連鑄板坯步進(jìn)式加熱爐高壓水除鱗(初)定寬壓力機(jī)定寬ERE粗軋機(jī)可逆軋制(帶立輥)保溫罩飛剪切頭尾高壓水除鱗(精)FE連軋前立輥精軋機(jī)組軋制帶鋼層流冷卻卷取機(jī)卷取,分卷,橫切鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸在線稱重、噴漆下卷入庫(kù)存放、包裝外運(yùn)1.3 熱軋板帶鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)備 加熱爐:三座步進(jìn)梁式加熱爐 粗軋區(qū):由高壓水除鱗箱、帶立輥的初軋機(jī)、保溫罩、廢品推出機(jī)、輥道、

8、側(cè)導(dǎo)板及其他輔助設(shè)備組成 精軋區(qū):精軋區(qū)主要由切頭飛剪、粗軋除鱗箱、精軋機(jī)前立輥軋機(jī)、六機(jī)架四輥精軋機(jī)及其他輔助設(shè)備組成 卷取機(jī)區(qū):卷取機(jī)區(qū)主要由精軋機(jī)后熱輸出輥道、帶鋼層流冷卻系統(tǒng)、地下卷取機(jī)及其前后設(shè)備、鋼卷打捆機(jī)、卸卷小車、鋼卷運(yùn)輸系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備組成1.4 熱軋帶鋼新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r熱軋帶鋼生產(chǎn)技術(shù)在過去20年里取得了很大的進(jìn)展,新技術(shù)的應(yīng)用在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力等方面發(fā)揮了重要作用。進(jìn)入新世紀(jì)后,這些新技術(shù)將會(huì)逐步得到推廣應(yīng)用,由于目前在世界范圍內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量已供大于求,我國(guó)鋼材生產(chǎn)也已經(jīng)從追求產(chǎn)量規(guī)模向品種質(zhì)量效益方面轉(zhuǎn)變,總體上的趨勢(shì)是以改造原有生產(chǎn)線為主,用高新技

9、術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的熱軋帶鋼軋機(jī)要適應(yīng)這種趨勢(shì),把采用新技術(shù)、改造現(xiàn)有工藝設(shè)備作為增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的重要手段,為我國(guó)完成從鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)向鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變作出貢獻(xiàn)。2 主要設(shè)備選擇設(shè)備選擇參照鞍鋼2150生產(chǎn)線。鞍鋼2150mm ASP生產(chǎn)線工藝布置如圖2.1所示。11#加熱爐;22#加熱爐;33#加熱爐;4E1立輥軋機(jī);5Rl粗軋機(jī);6E2立輥軋機(jī);7保溫罩;8飛剪;9精軋前立輥軋機(jī);10精軋機(jī) l1層流冷卻裝置;12卷取機(jī)圖2.1 鞍鋼2150mmASP生產(chǎn)線工藝布置圖主要工藝裝備:   (1)加熱爐。設(shè)有3座步進(jìn)梁式爐(其中3#加熱爐二期實(shí)施),熱裝板坯入爐溫度

10、800,也可常溫冷裝,板坯出爐溫度為12001250,加熱能力為400t/(h·座)(熱裝)。 (2)高壓水除鱗箱。其上、下各有2排噴水集管,高度可調(diào),高壓水出口壓力為23MPa,噴嘴有4×26個(gè)。 (3)E1、E2立輥軋機(jī)。其型式為附著上部驅(qū)動(dòng)式(帶液壓AWC),最大單道次側(cè)壓量50mm,軋輥尺寸1200/1l00mm×430mm,最大軋制力3800kN,軋制速度0589m/s,主電機(jī)功率AC1200kW×2,轉(zhuǎn)速200/400r/min。 (4)Rl粗軋機(jī)。為四輥可逆式,工作輥尺寸為1250/1150mm×2150mm,支撐輥尺寸為1650

11、/1500mm×2150mm,最大軋制力50000kN,道次最大壓下量50mm,主電機(jī)功率10000kW ×2 AC,轉(zhuǎn)速40/90r/min,軋制速度0589m/s。 (5)保溫罩。中間坯厚度為3060mm,中間坯寬度為1000200Omm,保溫罩長(zhǎng)度約為80m。 (6)廢品推出機(jī)。為齒輪齒條式,最大推力為3×138kN,推出行程6000mm。 (7)切頭飛剪。為轉(zhuǎn)鼓式,剪切速度為0525m/s,最大剪切斷面為60mm×2000mm,剪切應(yīng)力140MPa(帶坯厚度為60mm,900),剪切溫度900,最大剪切力13500kN,主電機(jī)功率:1600kW&

12、#215;2。 (8)精軋前高壓水除鱗箱。型式:雙夾送輥高壓水噴射式,高壓水出口壓力:23MPa,噴嘴數(shù)量:4×26個(gè)。 (9)精軋機(jī)組。表2.1 精軋機(jī)性能參數(shù)精軋機(jī)組性能參數(shù)項(xiàng)目立輥F1F3F4F5F7工作輥直徑/mm600/750850/375850/765700/635支撐輥直徑/mm-1600/14501600/14501600/1450工作輥輥身長(zhǎng)度/mm350245025502550支撐輥輥身長(zhǎng)度-215021502150主電機(jī)轉(zhuǎn)速/r·min-1550150/450150/450200/600主電機(jī)功率/kWAC370×2AC8000AC8000A

13、C8000最大軋制力/kW1000450004500040000液壓壓下-長(zhǎng)行程長(zhǎng)行程長(zhǎng)行程彎輥力/kN-150015001500工作輥橫移量/mm-150200200    *F7為預(yù)留機(jī)架    (10)層流冷卻系統(tǒng)??商幚韼т撘?guī)格18254mm×10002000mm,帶鋼最大通過速度為228m/s,最大耗水量為17500m/h,供水壓力為00500085MPa。    (11)卷取機(jī)。設(shè)有3臺(tái)三助卷輥液壓式卷取機(jī),最大卷取速度228m/s,卷取帶鋼厚度18254mm,卷取帶鋼寬度10002

14、000mm,卷取溫度500750 ,鋼卷內(nèi)徑762mm,鋼卷外徑11002100mm,最大鋼卷重量373t,最大單位寬度卷重1865kg/mm,主電機(jī)功率1000kW,轉(zhuǎn)速230/600 r/min。3 SPHC 8.7×1580軋制工藝制定3.1 加熱制度 加熱制度取決于熱軋所要求的開軋溫度。一般加熱溫度為12501280,開軋溫度為11801220,帶坯在軋制過程中,邊部由于散熱比較快,其溫降大于中部溫降,溫度大約為100。邊部溫差大,在帶鋼橫截面上晶粒組織不均勻,性能差異大,同時(shí),還將造成軋制中部裂紋核對(duì)軋輥嚴(yán)重的不均勻磨損。因此,在精軋機(jī)組前對(duì)帶坯邊部進(jìn)行加熱,將溫度補(bǔ)償與中

15、部溫度一致。一般采用電磁感應(yīng)加熱器,可使帶坯邊部溫度提高50100,使帶鋼橫向溫度更加均勻,從而減少帶鋼邊部裂紋,以適應(yīng)軋制薄規(guī)格產(chǎn)品和硅鋼、不銹鋼、高碳鋼等特殊品種的鋼。3.2 選擇產(chǎn)品原料坯料規(guī)格尺寸的選定:210×1300×11800mm連鑄熱裝板坯軋制鋼種:SPHC表3.1 原料化學(xué)成分元素C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)含量0.050.050.250.0150.0103.3 粗軋壓下制度粗軋階段壓下量分配原則為:(1)粗軋機(jī)組變形量一般要占總變形量的7080;(2)為保證精軋機(jī)組的終軋溫度,應(yīng)盡可能提高精軋機(jī)組軋出的帶坯溫度(3)一般粗軋機(jī)軋出的帶坯厚

16、度為 2040mm;(4)第一道考慮咬入及坯料厚度偏差不能給以最大壓下量,中間各道次應(yīng)以設(shè)備能力所允許的最大壓下量軋制,最后道次為了控制出口厚度和帶坯的板形,應(yīng)適當(dāng)減小壓下量。 表3.2 不同成品厚度所對(duì)應(yīng)的中間坯選定的厚度成品厚度3.89 3.9-5.295.3-6.997.0-9.49 9.5-12.7HRC3234363838-40(注:HRC為中間坯(粗軋軋完)厚度)據(jù)上表選定中間坯厚度為:38 mm表3.3 粗軋壓下制度制定道次12345入口厚度H(mm)2101701309060出口厚度h(mm)170130906038壓下量h(mm)404

17、0403022壓下率% 19.0523.5330.77 33.3336.673.4 精軋壓下制度精軋連軋機(jī)組分配各架壓下量的原則:一般也是充分利用高溫的有利條件,把壓下量盡量集中在前幾架,在后幾架軋機(jī)上為了保證板形、厚度精度及表面質(zhì)量,壓下量逐漸減小。為保證帶鋼機(jī)械性能,防止晶粒過度長(zhǎng)大,終軋即最后一架壓下率應(yīng)不低于10。此外,壓下量分配應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化精軋機(jī)組的調(diào)整和使軋制力及軋制功率不超過允許值。依據(jù)以上原則,精軋逐架壓下量的分配規(guī)律是:第1架可以留有適當(dāng)余量,即考慮到帶坯厚度的 可能波動(dòng)和可能產(chǎn)生咬入困難等,而使壓下量略小于設(shè)備允許的最大壓下量;第24架, 為了

18、充分利用設(shè)備能力,盡可能給以大的壓下量軋制;以后各架,隨著軋件溫度降低,變形 抗力增大,應(yīng)逐漸減小壓下量;為控制帶鋼的板形、厚度精度及性能質(zhì)量,最后一架的壓下量一般在10-15左右,表3.4 精軋壓下量排列表機(jī)架號(hào)入口厚度(mm)出口厚度(mm)壓下量(mm)壓下率()F138.028.010.038.00F228.019.58.530.36F319.514.55.025.64F414.511.62.920.00F511.69.81.815.52F69.88.71.111.223.5精軋軋制速度1.確定最末架F6的穿帶速度及出口速度 表3.5 速度設(shè)定項(xiàng)目指標(biāo)序號(hào)12345厚度,mm

19、1.451.701.902.102.40穿帶速度,m/s10.6510.6510.8010.8510.65最大速度,m/s15.7515.7516.5016.5017.20拋鋼速度,m/s13.6513.6513.6514.3514.35序號(hào)678910厚度,mm2.702.903.103.403.80穿帶速度,m/s10.5010.159.859.358.75最大速度,m/s17.2017.2017.2016.2015.05拋鋼速度,m/s14.3514.3513.4013.0011.60序號(hào)1112131415厚度,mm4.204.605.506.507.50穿帶速度,m/s8.307.8

20、07.106.155.60最大速度,m/s13.9012.9012.2010.759.05拋鋼速度,m/s10.2510.008.207.206.55序號(hào)1617181920厚度,mm8.509.5011.012.7>12.7穿帶速度,m/s5.154.854.353.853.35最大速度,m/s7.556.806.456.456.45拋鋼速度,m/s6.005.454.904.804.65 由于本車間的典型產(chǎn)品厚度h=8.7mm,所以末架軋機(jī)穿帶速度為4.85m/s,出口速度6.80m/s。2.精軋機(jī)組其它各架軋機(jī)速度制度的確定末架軋機(jī)軋制速度確定以后,可由秒流量相等原則,即由下列公式

21、 : v1b1h1=v2b2h2.=vnbnhn計(jì)算出各機(jī)架的軋制速度和穿帶速度。由于b1=b2.=bn,則 v1h1=v2h2.=vnhn道次入口厚度穿帶速度(m/s)最大速度(m/s)拋鋼速度(m/s)138.001.251.751.41228.001.702.381.91319.502.443.422.74414.503.284.603.68511.604.105.744.6069.84.856.805.45表3.6 精軋各架軋制速度3.6 精軋溫度制度 由于帶坯出粗軋后在中間輥道上和進(jìn)精軋前的除鱗都會(huì)有溫降,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),帶坯在精軋除鱗后的頭部溫度t為1020;因?yàn)樵谲垯C(jī)上完成金相組織

22、轉(zhuǎn)變對(duì)厚度控制和機(jī)械性能都有不良影響,所以軋制結(jié)束溫度應(yīng)該控制在奧氏體區(qū),奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的起始溫度- C鋼約為875 ,設(shè)精軋末架的出口溫度為880,以使晶相轉(zhuǎn)變發(fā)生在層流冷卻階段,得到奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的細(xì)化晶粒,提高帶鋼顯微組織性能。 精軋采用溫降公式:ti=t0-C(h0/hi-1) C=(t0-tn)hn/(h0-hn) (其中:t0 開軋溫度;tn 軋后溫度;h0 軋前厚度;hn 軋后厚度;) 表3.7 軋各架溫度變化機(jī)架F1F2F3F4F5F6軋制溫度)1005.15978.43952.63925.39900.388804 力能參數(shù)計(jì)算4.1 精軋各機(jī)架軋制力計(jì)算S.Ekelu

23、nd公式是用于熱軋時(shí)計(jì)算平均壓力的半經(jīng)驗(yàn)公式,其公式為 其中m 外摩擦對(duì)單位壓力影響的系數(shù); 粘性系數(shù); 平均應(yīng)變速率;第一項(xiàng)(1+m)是考慮外摩擦的影響,m可以用一下公式確定; 第二項(xiàng)中的乘積是考慮變形速度對(duì)變形抗力的影響。其中平均變形速度值用下式計(jì)算 把m和值帶入中,并乘以接觸面積的水平投影,則軋制力為: 其中: K=9.8×(14-0.01t)(1.4+C+Mn)Mpa 對(duì)鋼軋輥,a=1;對(duì)鑄鐵軋輥,a=0.8 ;式中 t:軋制溫度, ; C:以%表示碳含量; Mn:以%表示錳的含量; :決定于軋制速度的系數(shù):軋制速度(m/s)616100.8C的含量取0.05,Mn的含量取0

24、.25 對(duì)于第一架軋機(jī): K=9.8×(14-0.01t)(1.4+C+Mn)=9.8×(14-0.01×1005.15)(1.4+0.20+0.7)=65.7820MPa =0.01×(14-0.01×1005.15)×1×10=0.3949MPa.sV=150×3.14×850/60=6672.5mm/s =116.1694MPa =1196.584t 同理可依次得出各機(jī)架軋制力及其他各道次計(jì)算參數(shù),見下表:表4.1 各機(jī)架軋制力及其各道次計(jì)算參數(shù)表機(jī)架摩擦系數(shù)溫度()平均變形速度( mm/ s)平均

25、單位壓力(MPa)軋制力(t)10.43791005.1531.0156116.1691196.58420.4486978.4339.7320147.3061398.88730.4589952.6342.5726170.2291239.85640.4698925.3942.2360186.1191032.38650.4798900.3859.6274203.400806.63760.4880880.0053.9198191.5991593.9924.2 軋制力矩計(jì)算軋制力矩可用以下公式計(jì)算: 式中:P 軋制力; 道次壓下量; 為力臂系數(shù);熱軋板帶時(shí):,取0.46對(duì)于第一架軋機(jī)軋制力矩:同理可依

26、次得出各機(jī)架軋制力矩,見下表:表4.2 各機(jī)架軋制力矩表機(jī)架123456力矩(t·m)71.76777.35352.58233.34418.62610.7235 設(shè)備能力校核5.1 咬入能力校核軋機(jī)要能夠順利進(jìn)行軋制,必須保證咬入符合軋制規(guī)律,所以要對(duì)咬入條件進(jìn)行校核。 式中:工作輥直徑軋件的壓下量; 咬入角 摩擦角原料在第一架軋機(jī)咬入時(shí),壓下量比較大,比較困難,所以對(duì)第一架進(jìn)行咬入能力的校核。校核如下:由上面公式得到: 已知D=850mm,h=10.0mm,f =0.4379 所以:而f =tan,得到: 由于,因此,第一架軋機(jī)可以實(shí)現(xiàn)帶鋼順利咬入。表5.1 精軋各道次咬入角軋機(jī)F

27、1F2F3F4F5F6咬入角/°8.79748.10966.21774.73424.10983.2125熱軋過程中最大咬入角一般在15°到20°之間,故精軋各道次咬入符合條件。5.2 軋輥強(qiáng)度校核軋輥直接承受軋制壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)軋輥的傳動(dòng)力矩,它屬于消耗性零件,就軋機(jī)整體而言,軋輥安全系數(shù)最小,因此,軋輥強(qiáng)度往往決定整個(gè)軋機(jī)負(fù)荷能力,這也正是我們要校核軋輥強(qiáng)度的原因。軋輥材料各不相同,粗軋機(jī)為合金鍛鋼,精軋機(jī)組為合金鑄鐵。所以他們的許用應(yīng)力也不同,具體見下表所示表5.2 許用應(yīng)力表(單位:MPa)項(xiàng)目許用彎曲應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力 許用剪切應(yīng)力合金鍛鋼2402400730鑄

28、鐵1402000610校核軋輥時(shí),需校核軋制力最大、輥徑最小的道次,所以本設(shè)計(jì)需校核精軋第一道次和第六道次。第一架軋輥參數(shù):1)支撐輥輥身直徑:Dz=1600mm;輥身長(zhǎng):Lz=2150mm;輥頸直徑:dz=(0.50.55)Dz=0.5×1600=800mm;輥頸長(zhǎng)度:lz=(0.831.0)Dz=1×800=800mm;壓下螺絲之間的距離:az=Lz+lz =2150+800=2950mm;2)工作輥輥身直徑:Dg=850mm;輥身長(zhǎng)度:Lg=2450mm;輥頸直徑:dg=(0.50.55)Dg=0.5×850=425mm;輥頸長(zhǎng)度:lg=(0.831.0)d

29、g=1×425=425mm;壓下螺絲之間的距離:ag=Lg+ lg =2450+425=2875mm;輥頭直徑:b=Dg-(515)=850-10=840mm;表5.3 F1-F4 軋輥各部分尺寸分別為輥名輥身直徑D/mm輥身長(zhǎng)度L/mm壓下螺絲中心距a/mm輥頸直徑d/mm輥頸長(zhǎng)度l/mm工作輥85024502875425425支承輥160021502950800800取a/b=1 a=840mm;根據(jù)下面表格得到抗扭斷面系數(shù)值:表5.4 抗扭斷面系數(shù)B/x11.523460.2080.3460.4930.8011.451.789?。?0.208。B圖5-1 四輥軋機(jī)軋輥受力圖第六

30、架軋輥參數(shù):1)支撐輥輥身直徑:Dz=1600mm;輥身長(zhǎng):Lz=2150mm;輥頸直徑:;輥頸長(zhǎng)度:;壓下螺絲之間的距離:a=Lz+=2150+800=2950mm;2)工作輥輥身直徑:Dg=700mm;輥身長(zhǎng)度:Lg=2550mm;輥頸直徑:;輥頸長(zhǎng)度:;壓下螺絲之間的距離:ag=Lg+=2550+350=2900mm;輥頭寬度:b=Dg(515)=700-10=690mm;表5.5 F5-F6軋輥各部分尺寸分別為輥名輥身直徑D/mm輥身長(zhǎng)度L/mm壓下螺絲中心距a/mm輥頸直徑d/mm輥頸長(zhǎng)度l/mm工作輥70025502900350350支承輥160021502950800800取a/

31、b=1 a=690mm;根據(jù)下面表格得到抗扭斷面系數(shù)值:表5.6 抗扭斷面系數(shù)B/x11.523460.2080.3460.4930.8011.451.789?。?0.208。四輥軋機(jī)由于采用了支承輥,所以工作輥的彎矩很小,支承輥幾乎承擔(dān)了所有彎矩,只需對(duì)支承輥彎矩進(jìn)行校核。5.2.1 輥身彎曲強(qiáng)度校核(1)對(duì)于第一架軋輥: a壓下螺絲間距,b板寬。 圖5-2 支撐輥彎矩圖支承輥:所以第一架軋輥支承輥輥身滿足彎曲強(qiáng)度的要求。工作輥: 圖5-3 工作輥彎矩圖所以第一架軋輥工作輥輥身滿足彎曲強(qiáng)度的要求。(2) 對(duì)于第六架軋輥(支承輥): 所以第六架軋輥輥身滿足彎曲強(qiáng)度的要求。5.2.2 輥頸彎曲+

32、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核(1)對(duì)于第一架軋輥:支承輥 由于采用鑄鐵軋輥,合成應(yīng)力應(yīng)按第二強(qiáng)度理論計(jì)算: 工作輥只需要計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 所以第一架軋輥輥頸滿足彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。(2)對(duì)于第六架軋輥:支承輥 由于采用鑄鐵軋輥,合成應(yīng)力應(yīng)按第二強(qiáng)度理論計(jì)算: 工作輥只需要計(jì)算扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 所以第六架軋輥輥頸滿足彎曲+扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。5.2.3 輥頭扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核(1)對(duì)于第一架軋輥: 所以第一架軋輥輥頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。(2) 對(duì)于第六架軋輥: 所以第六架軋輥輥頭滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求。5.2.4 輥身擠壓強(qiáng)度校核因?yàn)閮蓚€(gè)軋輥的材質(zhì)相同,接觸應(yīng)力的計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為:(1)對(duì)于第一架軋輥: 式中 : 加在接觸表面單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷,N/m; 、 兩接觸輥的半徑(工作輥和支承輥),=0.425m,=0.800m; 彈性模量,; 鑄鐵 ,取= 代入接觸應(yīng)力計(jì)算式可得:據(jù)表可知:第一架軋輥輥身擠壓強(qiáng)度滿足要求。(2)對(duì)于第六架軋輥:、 兩接觸輥的半徑(工作輥和支承輥), =0.350m,=0.800m; 彈性模量,; 鑄鐵 ,取=代入接觸應(yīng)力計(jì)算式可得: 根據(jù)設(shè)備參數(shù)可知

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