冶金機械設(shè)計理論-2軋制力能參數(shù)

1、第二章金屬(jnsh)塑性變形-軋制力能參數(shù) 共三十七頁 本章主要(zhyo)內(nèi)容1.軋制(zh zh)過程的基本概念及基本參數(shù)第1頁2.軋制時接觸弧上平均單位壓力3.軋制總壓力與軋輥傳動力矩4.軋機主電機力矩與電動機功率共三十七頁一、軋制(zh zh)過程的基本概念及基本參數(shù)第2頁軋制(zh zh)力能參數(shù) 軋制力(軋制壓力) 軋制力矩 主電機功率 主要的 ！共三十七頁軋制(zh zh)過程的基本概念及基本參數(shù)第3頁軋制力研究(ynji)方向 運用不同的力學(xué)方法，對軋制過程說明行更確切，軋制變形及變形力的計算更精確。由工程理論解析法民展到滑移線法、變形功平衡法、上限法與上限元、變分法和有限元

2、法。為了軋制實現(xiàn)軋制過程自動控制，運用成熟的公式，進行數(shù)學(xué)模型的研究，利用計算機快速計算的特點和實測的數(shù)據(jù)的對比反饋，編制出適用的控制軟件。 共三十七頁軋制時的變形區(qū)內(nèi)的金屬的應(yīng)力(yngl)狀態(tài)第4頁有前后張力軋制時，變形區(qū)中部呈三向壓應(yīng)力狀態(tài)，靠近入口(r ku)和出口處，呈一向拉應(yīng)力和兩向壓應(yīng)力狀態(tài)。共三十七頁軋制過程(guchng)變形區(qū)及其參數(shù) 第5頁共三十七頁軋制過程變形(bin xng)系數(shù)第6頁壓下系數(shù)(xsh) 寬展系數(shù) 延伸系數(shù) 三個變形系數(shù)的關(guān)系 共三十七頁絕對(judu)壓下量與相對壓下量第7頁絕對(judu)壓下量 相對壓下量 若無寬展時 共三十七頁軋制(zh zh)

3、時的前滑與后滑第8頁前滑：在出口處，軋件出口速度軋輥(zhgn)圓周速度大，在出口處產(chǎn)生相對滑動，稱為前滑。后滑：在入口處，軋件入口速度軋輥圓周速度低，在入口處產(chǎn)生相對滑動，但與出口處滑動方向相反，稱為前滑。在前滑與后滑之間存在著一點，這點上的金屬的移動速度與軋輥圓周速度相等，此點為中性點。過此點具有相同條件的斷面稱為中性面（中和面或臨界面）。中性點到軋輥中心之連線與兩輥中心線連線之夾角，稱為中性角（臨界角）。 共三十七頁軋制(zh zh)時的前滑與后滑第9頁前滑值共三十七頁變形(bin xng)速度第10頁變形(bin xng)速度是指單位時間內(nèi)相對變形(bin xng)量 變形平均值 共三

4、十七頁咬入條件(tiojin)第11頁開始(kish)咬入條件 不能自然咬入 平衡狀態(tài) 自然咬入 完成咬入條件 共三十七頁金屬(jnsh)塑性變形阻力第12頁金屬塑性變形阻力（又稱真正應(yīng)力，流動為應(yīng)力、變形抗力）是指單向應(yīng)力狀態(tài)下金屬材料產(chǎn)生塑性變形時所需的單位面積上的力。它的大小取決于金屬材料的化學(xué)成分和組織狀態(tài)、變形溫度、變形速度、變形程度(chngd)和加工歷史。AA金尼克所作的曲線 PMCook（庫克）曲線 冷態(tài)下的變形阻力曲線，一般用 或 表示。 共三十七頁金屬(jnsh)塑性變形阻力第13頁AA金尼克所作的曲線(qxin) 共三十七頁金屬(jnsh)塑性變形阻力第14頁PMCook

5、（庫克）曲線(qxin) 共三十七頁二、軋制時接觸(jich)弧上平均單位壓力第15頁平均單位壓力是取軋件與軋輥的整個接觸面積上單位壓力 與單位摩擦力 在垂直方向投影的總和，得到軋制總壓力，再除以接觸面積，即可得到平均壓力?？捎媒y(tǒng)一(tngy)的形式：共三十七頁卡爾曼單位(dnwi)壓力微分方程第16頁推導(dǎo)本方程(fngchng)時的假設(shè) 平面變形問題。 平面斷面假設(shè)，即軋前為平面，軋制中也為平面，忽略切應(yīng)力的影響。 采用干摩擦理論，單位摩擦力 與單位壓力 關(guān)系為 ，并認為接觸弧上各點摩擦系數(shù)為常數(shù)。應(yīng)用了以主應(yīng)力表示的塑性方程式 變形阻力 在變形區(qū)內(nèi)取為常數(shù)。 共三十七頁卡爾曼單位(dnwi

6、)壓力微分方程第17頁共三十七頁P.勃蘭特H.福特公式(gngsh)第18頁勃蘭特-福特單位壓力(yl)分布方程 后滑區(qū) 前滑區(qū) 軋輥上的總壓力共三十七頁第19頁推導(dǎo)(tudo)本方程時的假設(shè) 熱軋(r zh)時整個變形區(qū)粘著，軋件斷面在軋前為平面，軋制后不再是平面，即沿軋件高度方向變形是不均勻的。由于存在著切應(yīng)力，以主應(yīng)力表示的塑性方程式（ ）不再適用，而采用了正應(yīng)力表達的塑性方式，即沿軋件高度方向水平應(yīng)力分布是不均勻的，且存在著剪切應(yīng)力。 奧羅萬單位壓力微分方程式共三十七頁第20頁奧羅萬單位(dnwi)壓力微分方程式共三十七頁第21頁R.B.西姆斯單位(dnwi)壓力微分方程式推導(dǎo)本方程(

7、fngchng)時的假設(shè) 變形區(qū)全部粘著，單位摩擦力為常數(shù)，其值為變形阻力的一半 ， ； 把軋制過程看作為在粗糙斜面間的壓縮，認為變形區(qū)金屬相鄰部分間的總水平力Q與壓縮的單位壓力 關(guān)系為： 認為接觸弧方程為拋物線，則變形區(qū)任意斷面上的軋件高度 為 ，進而得出 （R為軋輥半徑）。 共三十七頁第22頁R.B.西姆斯單位(dnwi)壓力微分方程式平均單位(dnwi)壓力 志田茂（日本）公式 美坂佳助（日本）公式 克林特里（前蘇聯(lián)）公式 孫一康（中國）公式 共三十七頁第23頁M.D.斯通公式(gngsh) 冷軋薄板的平均單位壓力時，考慮軋輥的彈性壓扁，并假設(shè)(jish)接觸表面的摩擦力符合干摩擦定律。

8、 共三十七頁第24頁M.D.斯通公式(gngsh) 平均單位(dnwi)壓力 共三十七頁第25頁S.艾克隆(k ln)德公式 平均單位(dnwi)壓力 考慮外摩擦對單位壓力的影響系數(shù) 軋制材料在靜壓縮時變形阻力 軋件粘性系數(shù) 變形速度 共三十七頁三、軋制總壓力與軋輥(zhgn)傳動力矩第26頁軋件與軋輥的接觸(jich)面積不考慮軋輥彈性壓扁兩直輥徑不同 1）軋制板材（中厚板）、板坯、方坯時，在兩個軋輥直徑相同的條件下 共三十七頁軋件與軋輥的接觸(jich)面積第27頁不考慮(kol)軋輥彈性壓扁2）軋制異型斷面軋件 共三十七頁軋件與軋輥的接觸(jich)面積第28頁考慮軋輥(zhgn)彈性壓

9、扁共三十七頁軋件與軋輥(zhgn)的接觸面積第29頁考慮軋輥(zhgn)彈性壓扁簡化計算 共三十七頁軋制總壓力(yl)方向與軋輥傳動力矩第30頁二輥簡單(jindn)軋制 驅(qū)動一個軋輥的力矩 兩個軋輥總驅(qū)動力矩 共三十七頁軋輥(zhgn)傳動力矩第31頁帶張力(zhngl)軋制時的四輥軋機 共三十七頁軋輥傳動(chundng)力矩第32頁帶張力軋制(zh zh)時的四輥軋機 共三十七頁軋輥傳動(chundng)力矩第33頁帶張力軋制(zh zh)時的四輥軋機 傳動輥所需力矩 軋制力矩 工作輥帶動支承輥的力矩 工作輥軸承處摩擦力矩 傳動兩個工作輥總傳動力矩 共三十七頁工作輥傳動(chundng)的四輥軋機輥系的穩(wěn)定性第34頁正向(zhn xin)軋制 臨界偏移距為 反向軋制 臨界偏移距為 共三十七頁四、軋機主電機力矩(l j)與電動機功率第35頁軋機(zh j)主電機力矩附加摩擦力矩空轉(zhuǎn)力矩動力矩共三十七頁內(nèi)容摘要第二章。軋制力(軋制壓力)。由工程理論解析法民展到滑移線法、變形功平衡法、上限法與上限元、變分法和有限元法。軋制時的變形區(qū)內(nèi)的金屬的應(yīng)力狀態(tài)。絕對壓下量與相對壓下量。軋制時的前滑與后滑。變形速度是指單位時間內(nèi)相對變形量。金屬塑性變形阻力（又稱真正應(yīng)力，流動為應(yīng)力、變形抗力）是指單向應(yīng)力狀態(tài)下金屬材料產(chǎn)生(chn