鋁板熱軋工藝計算與校核

1、第三部分 熱軋工藝計算3.1熱軋工藝計算包含的內(nèi)容：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(jìn)行具體的科學(xué)分析和必要的理論計算，從而確定出各種產(chǎn)品在各工序的準(zhǔn)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)程的制定；編制生產(chǎn)工藝流程定額卡。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(dá)到技術(shù)條件的要求；正確的選擇使用設(shè)備、充分發(fā)揮設(shè)備潛力，并保證設(shè)備的安全；進(jìn)行高效的生產(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

2、程所經(jīng)過的各工序的工藝規(guī)程（尺寸、形狀及各加工到次被加工工件的形狀、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）。3.2產(chǎn)品軋制力的計算產(chǎn)品：2024鋁板原料選擇熱軋機(jī)坯料尺寸2024鋁錠700/1250,2000四重可逆200.1200.2000mm1、 分配壓下量根據(jù)咬入條件、電機(jī)和軋機(jī)的能力并參考同類工廠的生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)以及加工合金的組織性能確定軋制規(guī)程為：2001921761146335191286據(jù)此可知壓下量，h18mm，h216mm，h362mm，h451mm，h528mm，h616mm，h77mm，h84mm，h92mm，2、 咬入角的計算（1） 計算公式：據(jù)hDg（

3、1Cos），得Cos-1（1）（2） 咬入角Cos10.936， Cos20.992， Cos30.969， Cos40.974， Cos50.986 Cos60.992，Cos70.996， Cos80.998， Cos90.9993、壓下率的計算（1）計算公式：（h/H）×100%（2）壓下率14%，28.3%，335%，444.7%，544.4%，645.7%，736.8%，833.3%，925%，4、接觸弧長度L（mm）的計算（1）計算公式：L R350mm（2）接觸弧長度L（mm）lc152.91， lc274.83， lc3147.30 ，lc4133.60， lc598

4、.99，lc674.83，lc749.50， lc837.42， lc926.46，5、寬展B（mm）的計算（1）計算公式：B=0.45（h/H）寬展B（mm） B1=0.97，B2 =2.93，B328.34，B434.65，B525.46，B619.96，B710.06，B86.73，B93.40，6.接觸面積F=L -扎件軋制前后的平均寬度(1)軋制后寬度：=1200.9 =1203.9 =1232.24 =1266.89 =1292.35 =1312.31 =1322.37 =1329.10 =1332.50 （2）軋制前后平均寬度：=1200.49 =1202.90 =1218.07

5、 =1249.57 =1279.62 =1302.33 =1317.34 =1325.74 =1330.80(3)接觸面積（）=63517.93 =89978.59 =179421.71 =166942.55 =12669.58 =97453.35 =65208.32 =49609.18 =35212.357.摩擦系數(shù)-熱軋選乳化液潤滑f=0.35-0.458.平均變形速度= - 轉(zhuǎn)速37.5-75r/min V指軋輥圓周線速度取0.5-3m/s=0.87 =1.28 =3.10 =2.81 =7.75 =9.66 =10.71 =10.21 =10.88二.熱軋每道次軋制力計算a.道次平均加

6、工率 =2.67% =5.56% =23.0% =29.7% =29.6% =30.4% =24.5% =22.2% =16.6%b.計算（mm）=1.82 =1.99 =3.07 =5.56 =10.0 =18.42 =29.17 =43.75 =58.33c.查鋁板帶生產(chǎn)4-43圖得： =0.70 =0.80 =0.90 =1.10 =1.25 =1.40 =1.48 =1.60 =1.60d.計算變形速度：如上所示e.查圖鋁板生產(chǎn)4-39得： （2024鋁板再結(jié)晶溫度為300-310攝氏度）=16Mpa =18 =20 =21 =38 =40 =56 =58 =55Mpaf.計算k: k

7、=1.15=18.4Mpa =20.7 =23.0 =24.1 =43.7 =46 =64.4 =66.7 =63.25Mpag.計算平均單位壓應(yīng)力：=12.88Mpa =16.56 =20.7 =26.57 =54.60 =64.4 =95.31 =106.72 =101.20Mpah.計算軋制壓力: p=F=818110.93N=81.8t =1490032N=149t =371t =443t =691t =627t =621t =529t =356t3.3，軋制力矩和主電機(jī)功率計算：總力矩M=+軋制力矩KN.m 摩擦力矩 空轉(zhuǎn)力矩 電機(jī)軸上的動力矩a.軋制力矩計算：KN.m=2P L接觸

8、弧長 力臂系數(shù)：0.42-0.50=39.02KN.m =100.58 =476.97 =518.90 =609.99 =417.92 =279.63 =176.29 =83 KN.mb.摩擦力矩的計算：=PU：軋輥輥徑的摩擦直徑 U:軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承u=0.003 /D=0.67-0.75=1.20 KN.m =2.19 =5.46 =6.51 =10.16 =9.22 =9.13 =7.78 =5.24KN.m對于四輥熱軋機(jī)：= i傳動機(jī)構(gòu)傳動比 傳動機(jī)構(gòu)效率，一級齒輪：0.96-0.98 分別為工作輥和支承輥直徑=1.47KN.m =2.25 =12.63 =14.07 =17.9

9、7 =13.59 =10.78 =7.95 =4.65KN.mc.空轉(zhuǎn)力矩的計算：=（0.03-0.06）=0.975：電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩KN.m :電機(jī)額定功率 ：電機(jī)基本轉(zhuǎn)速r/min=860kN.m =764 =688 =661=573 =661 =740 =850 =810KN.m由上公式得：=25.8KN.m =22.9 =20.0 =19.8 =17.2 =19.8 =22.2 =25.5 =26.7 KN.md.動力矩計算： ：轉(zhuǎn)動部分的飛輪慣量 ：角加速度=40rpm/s= r=7800kg/ l:輥身長度.m由上得=6.27KN.me. M=+計算：=72.65KN.m =132.

10、00 =514.90 =559.04 =559.44 =457.58 =318.63 =215.29 =120.35 KN.m3.4相關(guān)參數(shù)的確定：熱軋機(jī)軋制速度的確定 圖41 梯形速度圖由于所選板坯規(guī)格較大，軋制過程中軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度圖，根據(jù)經(jīng)驗資料取平均加速度a30rpm/s ，平均減速度b55rpm/s 。由于咬入能力有限，故采用穩(wěn)定低速咬入，咬入速度取=30rpm，恒定轉(zhuǎn)速=55rpm為減少反轉(zhuǎn)時間，一般采用較低的拋出速度，拋出速度取=30rpm軋制速度計算公式 ： 得出第一到第八道次Vyn=1.46m/s Vhn=2.01m/s（4）第九道次 3.14×

11、700×55/1000/602.01m/s8確定軋制延續(xù)時間（1）確定平輥軋制純軋時間如上圖所示，每道次軋制延續(xù)時間tj=tzh+t0，其中t0為間隙時間，tzh為純軋時間。為該道軋后軋件長度，各道次粗軋后軋件的長度，根據(jù)軋制前后軋件體積相等可得： l1=20816mm， l9=60150mm粗軋可逆軋制純軋時間計算公式：由上式可求：tzh1=1.65s, tzh2=1.75s, tzh3=2.08s, tzh4=2.63s, tzh5=3.74s,tzh6=8.13s, tzh7=24s, tzh8=35.66s tzh9=48.32s（2）確定間隙時間可逆式中厚板軋機(jī)道次間的間隙

12、時間是指軋件從上一軋輥拋出到下一道咬入的間隔時間。這一時間通常取軋輥從上一道拋出轉(zhuǎn)速到下一道咬入轉(zhuǎn)速之間的間隙時間，軋輥壓下時間和回送軋件（包括轉(zhuǎn)正90度和對正）時間中的最長時間。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可逆式中厚板軋機(jī)的粗軋機(jī)一般間隙數(shù)據(jù)取36秒，第一道次軋件較短，故間隙時間取3s，第二道后，由于大立輥要側(cè)壓，間隙時間取為=8s。（3）確定軋制延續(xù)時間 第一道次：tj14.65s 第二道次：tj27.75s 第三道次：tj38.08s 第四道次：tj48.63s 第五道次：tj59.74s 第六道次：tj614.13s 第七道次：tj730s 第八道次：tj841.66s 第九道次：tj952.88s

13、9確定逐道溫度降軋制溫度的確定 為了確定各道軋制溫度，必須求出逐道的溫度降。高溫時軋件溫度降可以按輻射散熱計算，而認(rèn)為對流和傳導(dǎo)所散失的熱量大致可與變形功所轉(zhuǎn)化的熱量相抵消12。由輻射散熱所引起的溫度降在熱軋板、帶時，可以用以下公式計算：有時為了簡化計算，也可采用經(jīng)驗公式計算式中 、h1分別為前一道軋制溫度（）和軋出厚度，mm； Z輻射時間，即該道的軋制延續(xù)時間tj，Z=tj； T1前一道的絕對溫度，K；板坯加熱溫度定為550，出爐后溫度下降取為50。開軋溫度500，由計算可知第一道次到第五道次軋制過程降溫很低，不足1，故可認(rèn)為前5道次降溫1，又t61.5，t79，t818，t9=22則熱軋后溫度T末=398.53.5，熱軋機(jī)組校核Mh=0.975×× kN·m 而Ph=3600kW； nh=40.9r/min由此得： Mh= 841.03 kN·m 最大允許轉(zhuǎn)矩My=2.25Mh=1893.31 kN·m 因Mmax=559.44 kN·mMy =1893.31kN·m故軋機(jī)運轉(zhuǎn)是安全的。等效力矩的校核軋機(jī)在工作時電動機(jī)的負(fù)荷是間斷式的不均勻的負(fù)荷，而電動機(jī)的額定力矩是指電動機(jī)在此負(fù)荷下長期工作，其溫升在允許的范圍內(nèi)的力矩18。為此必須計算出等效力矩，