1、201124河北联合大学轻工学院课程设计题目： 12mm 热轧窄带钢压下规程设计专 业：金属材料工程班 级：11 轧钢学生姓名：彭指导老师：李硕日 期：2014 年 12 月 3 日热轧窄带钢压下规程设计2目 录1 任务要求 31.1 任务要求31.2 原料及产品规格.32 压下规程设计 32.1 产品规格32.2 设计原则 32.3 粗精轧道次，分配压下量 42.3.1 轧制道次的确定 42.3.2 粗轧机组压下量分配 .42.3.3 精轧机组的压下量分配 .52.4 咬入能力的校核 62.5 计算轧制时间 62.5.1 粗轧速度制度 .62.5.2 精轧速度制度 .72.5.3 各道轧件速
2、度的计算 .82.6 轧制压力的计算 92.6.1 粗轧温度的确定 .92.6.2 精轧机组温度确定 .102.6.3 粗轧段轧制力计算 .102.6.4 精轧段轧制力计算 .132.7 轧辊强度校核 142.7.1 支撑辊弯曲强度校核 .152.7.2 工作辊的扭转强度校核 .163 设计总结 19热轧窄带钢压下规程设计3一、 设计任务1、任务要求（1）、产品宽度 300mm,厚度 12mm（2）、简述压下规程设计原则（3）、选择轧机型式和粗精轧道次，分配压下量（4）、校核咬入能力（5）、计算轧制时间（6）、计算轧制力（7）、校核轧辊强度2、坯料及产品规格依据任务要求典型产品所用原料：坯料：
3、 板坯厚度：120mm钢 种：Q235最大宽度：300mm长 度：7m产品规格：厚 度：12mm板凸度：6 m坯料单重：2t 二、压下规程设计1、产品宽度 300mm,厚度 12mm2、设计原则压下规程设计的主要任务就是要确定由一定的板坯轧成所要求的板、带产品的变形制度，亦即要确定所需采用的轧制方法、轧制道次及每道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置（即辊缝的开度）和转速。因而，还要涉及到各道次的轧制速度、轧制温度及前后张力制度及道次压下量的合理选择，因而广义地来说，压下规程的制定也应当包括这些内容。通常在板、带生产中制定压下规程的方法和步骤为：热轧窄带钢压下规程设计4（a ）在
4、咬入条件允许的条件下，按经验配合道次压下量，这包括直接分配各道次绝对压下量或压下率、确定各道次压下量分配率（h/h）及确定各道次能耗负荷分配比等各种方法；（b）制定速度制度，计算轧制时间并确定逐道次轧制温度；（c）计算轧制压力、轧制力矩；（d）校验轧辊等部件的强度和电机功率；（e）按前述制定轧制规程的原则和要求进行必要的修正和改进。板带轧制规程设计的原则要求是：充分发挥设备能力，提高产量和质量，并使操作方便，设备安全。3、粗精轧道次，分配压下量3.1、轧制道次的确定有设计要求可知板坯厚度为 120mm；成品厚度为 12mm，则轧制的总延伸率为：式中 总延伸率H 坯料原始厚度h 产品厚度平均延伸
5、系数取 1.36 则轧制道次的确定如下由此得实际的平均延伸系数为：由上面计算分配轧制道次，和粗精轧平均延伸洗漱如下：I ： 取粗轧 5 道次，平均道次延伸系数为1.40。II ：精轧为 7 道次连轧，各道次平均延伸系数为 按 分配原则我们将粗、精轧的延伸系数如下：道次 粗轧 精轧延伸系数1.4 1.42 1.45 1.38 1.35 1.32 1.35 1.32 1.30 1.28 1.27 1.263.2、粗轧机组压下量分配12034.8.5hlogl34.281()og6pN取 整12s=.34p577j 5c.28=1.34p热轧窄带钢压下规程设计5根 据 板 坯 尺 寸 、 轧 机 架
6、 数 、 轧 制 速 度 以 及 产 品 厚 度 等 合 理 确 定 粗 轧 机 组总 变 形 量 及 各 道 次 压 下 量 。 其 基 本 原 则 是 ：(1)、由于在粗轧机组上轧制时，轧件温度高、塑性好，厚度大，故应尽量应用此有利条件采用大压下量轧制。考虑到粗轧机组与精扎机组之间的轧制节奏和负荷上的平衡，粗轧机组变形量一般要占总变形量的 60%-80%(2)、提高粗轧机组轧出的带坯温度。一方面可以提高开轧温度，另一方面增大压下可能减少粗轧道次，同时提高粗轧速度，以缩短延续时间，减少轧件的温降。(3)、考虑板型尽量按照比例分配凸度，在粗轧阶段，轧制力逐渐较小使凸度绝对值渐少。但是，第一道考
7、虑厚度波动，压下量略小，第二道绝对值压下最大，但压下率不会太高。本 设 计 粗 轧 采 用 四 分 之 三 式 ， 轧 机 配 置 为 四 架 ， 粗 轧 制 度 为 ：第 一 架 轧 机 为 二 辊 不 可 逆 ， 轧 制 一 道 次 ；第 二 架 轧 机 为 四 辊 可 逆 ， 轧 制 三 道 次 ；第 三 架 轧 机 为 四 辊 不 可 逆 ， 轧 制 一 道 次 （ 预 留 一 架 ） 。由 此 计 算 粗 轧 压 下 量 分 配 数 据 如 下 表 ：道 次 延伸系数分配 出口厚度（mm）压 下 量（mm）压下率（%）轧件长度（mm）R1 1.40 85.7 34.3 28.6 98
8、00R2 1.42 60.4 25.3 29.5 13900R3 1.45 41.7 18.7 31.0 20144R4 1.38 30.2 11.5 27.6 27815R5 1.35 22.4 7.8 25.8 375003.3、精轧机组的压下量分配精轧连轧机组分配各架压下量的原则；一般也是利用高温的有利条件，把压下量尽量集中在前几架，在后几架轧机上为了保证板型、厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小。为保证带钢机械性能防止晶粒过度长大，终轧即最后一架压下率不低于 10%，此外，压下量分配应尽可能简化精轧机组的调整和使轧制力及轧制功率不超过允许值。依据以上原则精轧逐架压下量的分配规律是：第一架
9、可以留有余量，即考虑到带坯厚度的可能波动和可能产生咬入困难等，使压下量略小于设备允许的最大压下量，中间几架为了充分利用设备能力，尽可能给以大的压下量轧制；以后各架，随着轧件温度降低、变形抗力增大，应逐渐减小压下量；为控制带热轧窄带钢压下规程设计6钢的板形，厚度精度及性能质量，最后一架的压下量一般在 10-15%左右。精轧机组的总压下量一般占板坯全部压下量的 10-25%。本次设计采用 7 架连轧，结合设备、操作条件直接分配各架压下量如下： 精轧机组压下量分配及各项参数如表(2)所示:4、咬入能力的校核热 轧 钢 板 时 咬 入 角 一 般 为 15 22， 低 速 咬 入 可 取 20， 由
10、公 式其 中 D 为 对 应 道 次 轧 机 工 作 辊 直 径 。轧 辊 的 工 作 辊 直 径 选 用 400mm， 粗 精 轧 机 工 作 辊 相 同 。将 各 道 次 压 下 量 及 轧 辊 直 径 代 入 可 得 各 轧 制 道 次 咬 入 角 为 ：粗 、 精 轧 各 道 次 咬 入 角 的 校 核5、计算轧制时间(1)粗 轧 速 度 制 度道 次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7延伸系数分配 1.32 1.35 1.32 1.30 1.28 1.27 1.26出口厚度（mm）16.58 12.29 9.31 7.16 5.60 4.41 120压 下 量（mm）5.82
11、4.29 2.98 2.15 1.56 1.19 0.91压 下 率（%） 26.0 25.9 24.2 23.1 21.8 21.3 20.6轧件长度(m) 50.66 68.35 90.23 117.32 150.00 190.48 240.00道 次: R1 R2 R3 R4 R5 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7轧辊直径（mm） 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400压下量（mm） 34.3 25.3 18.7 11.5 7.8 5.82 4.29 2.98 2.15 1.56 1.19 0.91咬入角() 212 22.
12、5 19.3 15.2 12.4 10.5 9.2 7.5 6.4 5.4 4.6 4.2arcos()hD热轧窄带钢压下规程设计7粗 轧 为 保 证 咬 入 ， 采 用 升 速 轧 制 。 根 据 经 验 资 料 ， 取 平 均 加 速 度a=40rpm/s， 平 均 减 速 度 b=60rpm/s。 由 于 咬 入 能 力 很 富 裕 故 可 采 用 稳 定 高速 咬 入 ， 考 虑 到 粗 轧 生 产 能 力 与 精 轧 生 产 能 力 得 匹 配 问 题 ， 确 定 粗 轧 速 度 如下 ： 咬 入 速 度 为 n1=50rpm， 抛 出 速 度 为 n2=20rpm。粗轧各道次的轧制
13、转速均可设置为 n1=50rpm， 则 粗 轧 的 稳 定 轧 制 速 度 为 ：因此，对于各架粗轧机减速用时： sbnt 5.06212稳定轧制时间：轧机 R1 R2 R3 R4 R5时间(s) 9.33 13.24 19.18 26.50 35.71间隙时间： sDnltj 5.3601t=0.5*5+9.33+13.34+19.18+26.50+35.71+12=110.06s(2)精 轧 速 度 制 度 确 定确 定 精 轧 速 度 制 度 包 括 ： 确 定 末 架 的 穿 带 速 度 和 最 大 轧 制 速 度 ； 计 算 各架 速 度 及 调 速 范 围 ； 选 择 加 减 速
14、度 等 。精 轧 末 架 的 轧 制 速 度 决 定 着 轧 机 的 产 量 和 技 术 水 平 。 确 定 末 架 轧 制 速 度时 ， 应 考 虑 轧 件 头 尾 温 差 及 钢 种 等 ， 一 般 薄 带 钢 为 保 证 终 轧 温 度 而 用 高 的 轧制 速 度 ； 轧 制 宽 度 大 及 钢 质 硬 的 带 钢 时 ， 应 采 用 低 的 轧 制 速 度 。 本 设 计 典 型产 品 12mm， 终 轧 速 度 设 定 为 12m/s。末 架 穿 带 速 度 在 8m/s 左 右 ， 带 钢 厚 度 小 ， 其 穿 带 速 度 可 高 些 。 穿 带 速度 的 设 定 可 有 以
15、下 三 种 方 式 ：I、 当 选 用 表 格 时 ， 按 标 准 表 格 进 行 设 定 ； 123453.4.1/6Dvv s()Riiwiiltv热轧窄带钢压下规程设计8II、 采 用 数 字 开 关 方 式 时 ， 操 作 者 用 设 定 穿 带 速 度 的 数 字 开 关 进 行 设 定 ，此 时 按 键 值 即 为 穿 带 速 度 ；III、 其 它 各 架 轧 制 速 度 的 确 定 ： 当 精 轧 机 末 架 轧 制 速 度 确 定 后 ， 根 据秒 流 量 相 等 的 原 则 ， 各 架 由 出 口 速 度 确 定 轧 件 入 口 速 度 。 根 据 各架 轧 机 出 口 速
16、 度 和 前 滑 值 求 出 各 架 轧 辊 线 速 度 和 转 速 。（ 3） 各 道 轧 件 速 度 的 计 算 ：已 预 设 末 架 出 口 速 度 为 12 m/s 由 经 验 向 前 依 次 减 小 以 保 持 微 张 力轧 制 依 据 秒 流 量 相 等 原 则 即其 中 为各机架出口速度；iv为各机架出口厚度。h根 据 以 上 公 式 可 依 次 计 算 得 ：各 道 次 精 轧 速 度 的 确 定道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7入口速度（m/s） 1.9 2.5 3.4 4.5 5.9 7.5 9.5出 口 速 度 (m/s) 2.5 3.4 4.5 5.9 7.
17、5 9.5 12.0精轧阶段加速前纯轧时间： svDNstj 3.17式中 精轧机组末架至卷曲机间距，取 100mjs卷取机卷筒直径D参数，取 5N第七架穿带速度，取 87vsm/精 轧 机 组 间 机 架 间 距 为 6 米 ， 各 道 次 纯 轧 时 间 为tX=30012/12/12=85.7s间 隙 时 间 分 别 为tj1=6/2.5=2.4s； tj2=6/3.4=1.76s； tj3=6/4.5=1.5s； tj4=6/5.9=102s； tj5=6/7.5ricvHhv热轧窄带钢压下规程设计9=0.8s； tj6=6/9.5=0.63s; tj7=6/12=0.5s 则 精 轧
18、 总 延 续 时 间。tjx .816、轧制压力的计算（ 1） 粗 轧 温 度 确 定为 了 确 定 各 道 次 轧 制 温 度 ， 必 须 求 出 逐 道 次 的 温 度 降 。 高 温 轧 制 时 轧 件温 度 降 可 以 按 辐 射 散 热 计 算 ， 计 算 原 则 为 ： 对 流 和 传 导 所 散 失 的 热 量 可 大致 与 变 形 功 所 转 化 的 热 量 相 抵 消 。 由 于 辐 射 散 热 所 引 起 的 温 度 降 在 热 轧 板 带时 可 按 下 式 计 算 ： 41)0(9.2ThZt有 时 为 简 化 计 算 ,也 可 采 用 以 下 经 验 公 式 116t其
19、中 、 分 别 为 前 一 道 轧 制 温 度 （ ） 与 轧 轧 出 厚 度 ， mm；1thZ辐 射 时 间 即 该 道 次 轧 制 延 续 时 间 tj Z=tj；T1前 一 道 的 绝 对 温 度 ， K；h前 一 道 的 轧 出 厚 度 。表 6 粗 轧 各 道 次 的 温 降热轧窄带钢压下规程设计10道次 R1 R2 R3 R4 R5温 降 ( ) 4 8 16 32 59由 于 轧 件 头 部 和 尾 部 温 度 降 不 同 ， 为 设 备 安 全 着 想 ， 确 定 各 道 次 温 度 降 时 以尾 部 为 准 。 根 据 现 场 生 产 经 验 数 据 ， 确 定 开 轧 温
20、 度 为 1200 ， 带 入 公 式依 次 得 各 道 次 轧 制 温 度 ：粗 轧 各 道 次 的 温 度道次 R1 R2 R3 R4 R5T( ) 1196 1188 1172 1140 1081（ 2） 精 轧 机 组 温 度 确 定粗 轧 完 得 中 间 板 坯 经 过 一 段 中 间 辊 道 进 入 热 卷 取 箱 ， 再 经 过 飞 剪 、除 鳞 机 后 ， 再 进 入 精 轧 第 一 架 时 温 度 降 为 1050 。 由 于 精 轧 机 组 温度 降 可 按 下 式 计 算 ： (5)(100iihCt nhtC0)(式 中 、 精 轧 前 轧 件 的 温 度 与 厚 度0
21、th、 精 轧 后 轧 件 的 温 度 与 厚 度 3 代 入 数 据 可 得 精 轧 机 组n轧 制 温 度 ：根 据 生 产 现 场 经 验 可 以 预 定 终 轧 温 度 为 800 ， 即 tn=800 ， 计 算 得 ：C=46, 表 8 精轧各道次轧制温度()道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7温度 1002 988 966 941 906 866 816上 述 计 算 应 当 在 现 场 同 类 车 间 进 行 实 测 验 证 ， 本 设 计 为 课 程 设 计 ， 没 有现 场 数 据 验 证 ， 待 毕 业 实 习 到 现 场 实 测 温 度 。热轧窄带钢压下规程设
22、计11(3)粗 轧 段 轧 制 力 计 算粗 轧 段 轧 制 力 公 式 ：pBlP 求 各 道 次 的 变 形 抗 力 ： 变 形 抗 力 由 各 道 次 的 变 形 速 度 、 变 形 程 度 ， 变形 温 度 共 同 决 定 。变 形 速 度 按 下 式 计 算 ：)/(2hHRv式 中 R、 v轧 辊 半 径 及 线 速 度 。根 据 变 形 程 度 、 温 度 、 变 形 速 率 数 据 ， 查 Q235 高 温 抗 力 曲 线 图 ， 得到 Q235 变 形 抗 力 列 入 表 9。表 9 各道次轧件的变形抗力道 次 R1 R2 R3 R4 R5线速度V(ms)1.05 1.05
23、1.05 1.05 1.05温 度()1196 1188 1172 1140 1081压下率 ()28.6 29.5 31 27.6 25.8入口厚度(mm)120 85.7 60.4 41.7 30.2出口厚度(mm)85.7 60.4 41.7 30.2 22.4变形速度（s-1）4.23 5.11 6.29 7.00 7.88屈服强度s(MPa)69.3 74.25 80.00 84.35 94.40热轧窄带钢压下规程设计12道次 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7线速度V（m/s）2.5 3.4 4.5 5.9 7.5 9.5 12.0温度（） 1002 988 966 941
24、906 866 816压下率 ()26.0 25.9 24.2 23.1 21.8 21.3 20.6入口厚度(mm)22.4 16.58 12.29 9.31 7.16 5.60 4.41出口厚度(mm)16.58 12.29 9.31 7.16 5.60 4.41 120变形速度（s-1）21.9 34.5 50.9 74.3 103.8 146.6 204.7屈服强度s(MPa)137.2 148.5 165.5 182.4 205.8 235.2 264.5 计 算 各 道 的 平 均 单 位 压 力 ： 根 据 克 林 特 里 公 式 计 算 应 力 状 态 影 响 系 数 0.78
25、5+0.25l/h其 中 h 为 变 形 区 轧 件 平 均 厚 度 ， l 为 变 形 区 长 度 ， 单 位 压 力 大 时（ 300MPa） 应 考 虑 轧 辊 弹 性 压 扁 的 影 响 ， 因 为 粗 轧 时 变 形 抗 力 不 会 超 过 这 一值 ， 故 可 不 计 算 压 扁 影 响 ， 此 时 变 形 区 长 度 。 则 平 均 单 位 压 力 为 ：Rl1.5.1(0.785.2)sslph热轧窄带钢压下规程设计13各 道 计 算 列 入 表 11。 再 将 轧 件 宽 度 、 变 形 区 长 和 平 均 单 位 压 力 数 据p代 入 公 式 (6)， 可 得 各 道 次
26、 轧 制 力 (见 表 11)。表 11 粗轧各道的轧制力道 次变形区长度(mm)出口厚度(mm)屈服强度s(MPa)平均压力(p)带 宽(mm)轧制力(P/kN)R1 83 85.7 69.3 76.3 300 1892R2 71 60.4 74.25 85.2 300 1810R3 61 41.7 80.00 96.7 300 1769R4 48 30.2 84.35 108.5 300 1562R5 40 22.4 94.40 126.5 300 1518（ 4） 精 轧 段 轧 制 力 计 算目 前 普 遍 公 认 的 最 适 合 于 热 轧 带 钢 轧 制 力 模 型 的 SIMIS
27、 理 论 公 式 ： TpLcKBQP式 中 ： 轧 制 力 N；PB轧 件 宽 度 mm；Qp考 虑 接 触 弧 上 摩 擦 力 造 成 应 力 状 态 的 影 响 系 数 ；Lc考 虑 压 扁 后 的 轧 辊 与 轧 件 接 触 弧 的 水 平 投 影 长 度 mm；K 决 定 金 属 材 料 化 学 成 分 以 及 变 形 的 物 理 条 件 变 形 温 度 、 变形 速 度 及 变 形 程 度 的 金 属 变 形 阻 力 K=1.15 ；sKT前 后 张 力 对 轧 制 力 的 影 响 系 数 ；由 以 上 公 式 可 知 平 均 单 位 压 力 ： TpQ 计 算 时 用 西 姆 斯
28、 公 式 的 简 化 公 式 克 林 特 里 公 式 pQ其 中 2hHm K 可 以 按 照 粗 轧 时 的 计 算 方 法 计 算 ， 数 据 如 前 表mcpHL27.05.热轧窄带钢压下规程设计14 KT 按 下 式 计 算 KafbT)1(因 为 前 张 力 对 轧 制 力 的 影 响 较 后 张 力 小 ， 所 以 a0.5， 本 设 计 中 取a=0.7， 前 后 张 力 均 取 3MPa。 接 触 弧 投 影 长 度 计 算 ：一 般 以 为 接 触 弧 长 度 水 平 投 影 长 度 为 RhLc表 12 精轧各道的轧制力道 次: F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7轧
29、制 力 (KN) 3312 3250 3114 3005 2873 2801 27237、轧辊强度校核轧 辊 的 破 坏 决 定 于 各 种 应 力 （ 其 中 包 括 弯 曲 应 力 、 扭 转 应 力 、 接 触 应 力 ，由 于 温 度 分 布 不 均 或 交 替 变 化 引 起 的 温 度 应 力 以 及 轧 辊 制 造 过 程 中 形 成 的 残余 应 力 等 ） 的 综 合 影 响 。 具 体 来 说 ， 轧 辊 的 破 坏 可 能 由 以 下 三 方 面 的 原 因 造成 ：（ 1） 轧 辊 的 形 状 设 计 不 合 理 或 设 计 强 度 不 够 .例 如 ,在 额 定 负
30、荷 下 轧 辊 因强 度 不 够 而 撕 裂 后 因 接 触 疲 劳 超 过 许 用 值 ,是 辊 面 疲 劳 剥 落 等 ;（ 2） 轧 辊 的 材 质 、 热 处 理 或 加 工 工 艺 不 合 要 求 。 例 如 ， 轧 辊 的 耐 热 裂 性 、耐 粘 附 性 及 耐 磨 性 差 ， 材 料 中 夹 杂 物 或 残 余 应 力 过 大 等 ：（ 3） 轧 辊 在 生 产 过 程 中 使 用 不 合 理 。 热 轧 轧 辊 在 冷 却 不 足 或 冷 却 不 均 匀时 ， 会 因 热 疲 劳 造 成 辊 面 热 裂 ； 在 冬 季 新 换 上 的 冷 辊 突 然 进 行 高 负 荷 热
31、轧 ，热 轧 的 轧 辊 骤 然 冷 却 ， 往 往 会 因 温 度 应 力 过 大 ， 导 致 轧 辊 表 层 剥 落 甚 至 断 辊 ；压 下 量 过 大 或 因 工 艺 过 程 安 排 不 合 理 造 成 过 负 荷 轧 制 也 会 造 成 轧 辊 破 坏 等 ；设 计 轧 辊 时 ， 通 常 是 按 工 艺 给 定 的 轧 制 负 荷 和 轧 辊 参 数 进 行 强 度 校 核 。由 于 对 影 响 轧 辊 强 度 的 各 种 因 素 （ 如 温 度 应 力 、 参 与 应 力 、 冲 击 载 荷 值 等 ）很 难 准 确 计 算 ， 为 此 ， 设 计 时 对 轧 辊 的 弯 曲 和
32、 扭 转 一 般 不 进 行 疲 劳 校 核 ， 而是 将 这 些 因 素 的 影 响 纳 入 轧 辊 的 安 全 系 数 中 （ 为 了 保 护 轧 机 其 他 重 要 部 件 ，轧 辊 的 安 全 系 数 是 轧 件 各 部 件 中 最 小 的 ） 。为 防 止 四 辊 板 带 轧 机 轧 辊 辊 面 剥 落 ， 对 工 作 辊 和 支 撑 辊 之 间 的 接 触 应 力应 该 做 疲 劳 校 验 。热轧窄带钢压下规程设计15四 辊 轧 机 的 支 撑 辊 直 径 D2 与 工 作 辊 径 D1 之 比 一 般 在 1.5 2.9 范 围 之内 。 显 然 ， 支 撑 辊 的 抗 弯 端
33、面 系 数 较 工 作 辊 大 的 多 ， 即 支 撑 辊 有 很 大 的 刚性 。 因 此 ， 轧 制 时 的 弯 曲 力 矩 绝 大 部 分 有 支 撑 辊 承 担 。 在 计 算 支 撑 辊 时 ，通 常 按 承 受 全 部 轧 制 力 的 情 况 考 虑 。 由 于 四 辊 轧 机 一 般 是 工 作 辊 传 动 ， 因此 ， 对 支 撑 辊 只 需 计 算 辊 身 中 部 和 辊 径 端 面 的 弯 曲 应 力 。7.1. 支撑辊弯曲强度校核支 撑 辊 的 弯 曲 力 矩 和 弯 曲 应 力 分 布 见 下 图 7。图 7 四辊轧机支撑辊计算图在轧辊的 1-1 断面和 2-2 断面上
34、的弯曲应力均应满足强度条件，即bRdPc)2.0/(3111b)./(3222式 中P总 轧 制 压 力 ；d1-1、 d2-21-1 和 2-2 断 面 的 直 径 ；c1、 c21-1 和 2-2 断 面 至 支 反 力 P/2 处 的 距 离 ；热轧窄带钢压下规程设计16Rb许 用 弯 曲 应 力 。支 撑 辊 辊 身 中 部 3-3 断 面 处 弯 矩 是 最 大 的 。 若 认 为 轴 承 反 力 距 离 L 等于 两 个 压 下 螺 丝 的 中 心 距 L0， 而 且 把 工 作 辊 对 支 撑 辊 的 压 力 简 化 成 均 布 载荷 （ 这 时 计 算 误 差 不 超 过 9
35、13%） ， 可 得 3-3 断 面 的 弯 矩 表 达 式)84(0LPMW辊 身 中 部 3-3 断 面 的 弯 曲 应 力 为bRDLP32034.)/(式 中 的 D2 应 以 重 车 后 的 最 小 直 径 代 入 。因 粗 轧 机 是 可 逆 轧 制 ， 精 轧 机 组 性 能 相 同 故 只 需 校 核 其 中 受 力 最 大 的 一道 即 可 ， 因 在 粗 轧 机 上 轧 制 时 第 一 道 的 轧 制 力 最 大 ， 精 轧 机 上 第 一 架 轧 制力 最 大 ， 故 其 支 撑 辊 受 力 最 大 ， 所 以 我 们 计 算 轧 机 支 撑 辊 时 只 计 算 粗 轧
36、第 一架 和 精 轧 第 一 架 的 弯 曲 应 力 。又 因 辊 颈 直 径 d 和 长 度 一 般 近 似 地 选 ：d = (0.5 0.55) D、 L/d = 0.83 1.0，计 算 时 以 精 轧 机 为 例 ：本 设 计 取 d = 0.7D、 = 1.0 所 以 辊 颈 直 径 d =420mm， l/ l 420mm， c1、 c2， r 的 取 值 查 轧 钢 机 械 （ 修 订 版 ） 北 京 科 技 大学 邹 家 祥 主 编 P88。取 r/D = 0.12,r 72mm， c1 =138mm， =210mm, ,2 1上 面 D2 重 车 后 （ 支 承 辊 6%）
37、 的 最 小 直 径 为 ： D2=564mm,P d62=3312kN把 前 面 的 数 据 代 入 上 式 计 算 ： MadPc 31)420./(138032).0/(11 P622 aDL20564.0)(4.0)/( 3323 热轧窄带钢压下规程设计17本 设 计 支 撑 辊 为 合 金 锻 钢 Rb=140 150 MPa， 可 见 支 撑 辊 的 弯 曲 应 力小 于 该 许 用 应 力 ， 故 满 足 要 求 。粗 轧 第 一 架 用 以 上 的 方 法 计 算 得 、 、 数 值 同 样 满 足 弯 曲 应123力 要 求 。7.2 工作辊的扭转强度校核：1） 轧制力矩轧
38、制 力 矩 按 下 式 计 算 式 中 合 力 作 用 点 位 置hRPMz12系 数 （ 或 力 臂 系 数 ） ， 板 一 般 取 为 0.4 0.5， =0.45粗 轧 第 一 架 轧 机 的 轧 制 力 矩 21890.4523.1zMNm精 轧 第 一 架 轧 机 的 轧 制 力 矩380.z M2） 、 附 加 摩 擦 力 矩传 动 工 作 辊 所 需 要 的 静 力 矩 ， 除 轧 制 力 矩 外 ， 还 有 附 加 摩 擦 力 矩， 它 由 以 下 两 部 分 组 成 ， 即mM，21mm其 中 在 四 辊 轧 机 可 近 似 地 由 下 式 计 算 ：1mzgmDPfdM1式
39、 中 支 撑 辊 轴 承 的 摩 擦 系 数 ， 取 0.005；f f支 撑 辊 辊 颈 直 径 ， 对 于 粗 轧 机 ： 420mm； 对 于 精 轧zd zd机 ： 280mm。z、 工 作 辊 及 支 撑 辊 直 径 ， 对 于 粗 轧 机 ： 400mm， gDz gD=600mm； 对 于 精 轧 机 ： 400mm， = 600mmz gz代 入 后 ） 可 求 的 ： 粗 轧 机 ： 1.4 =0.026MNm 精 轧 机 ：mP 0.94 =0.031MNm ,1mMP热轧窄带钢压下规程设计18可 由 下 式 计 算 ： 2mM)(112mzmM式 中 传 动 效 率 系
40、数 ， 本 轧 机 无 减 速 机 及 齿 轮 座 ， 但 接 轴 倾 角， 故 可 取 0.94， 故 得3第 一 架 粗 轧 机0.1Nm=.26)+(.1*.6=064.12mzmM第 一 架 精 轧 机 .8M0.3)(.4.12zM3）轧机的空转力矩轧 机 的 空 转 力 矩 （ ） 粗 轧 机 :kM/0.68.019KZNm精 轧 机 : /3KZM因 此 电 机 轴 上 的 总 传 动 力 矩 为 ： kmzM由 于 有 支 撑 辊 承 受 弯 曲 力 矩 ， 故 工 作 辊 可 只 考 虑 扭 转 力 矩 ， 即 仅 计 算 传动 端 的 扭 转 应 力 。 扭 转 应 力
41、为 kW式 中 作 用 在 一 个 工 作 辊 上 的 最 大 传 动 力 矩 ；kM工 作 辊 传 动 端 的 扭 转 断 面 系 数 。W驱 动 一 个 工 作 辊 的 传 动 力 矩 有 轧 制 力 矩 、 工 作 辊 带 动 支 撑 辊1KM1的 力 矩 和 工 作 辊 轴 承 的 摩 擦 力 矩 组 成 ， 即s f11fsK上 式 各 参 数 的 计 算 公 式 为 ；热轧窄带钢压下规程设计19反 力 Ps 对 工 作 辊 的 力 臂 ： S=mcos +R1sin 此 校 核 亦 按 轧 制 力 矩 最大 得 一 架 计 算 ， 精 轧 粗 轧 各 一 道 次 。 将 各 参 数
42、 代 入 公 式 得 ： 粗 轧 第 一 道MK1=5.11MNm,精 轧 第 一 道 次 MK1 2.06MNm工 作 辊 传 动 端 的 扭 转 断 面 系 数 为 ： Wk= D3/16 则 扭 转 应 力 =Mk/Wk表 19 工 作 辊 的 扭 转 应 力参 数 R1 F1MK1(MNm) 0.17 0.121Wk（ ）3 0.0125 0.0125T（ Mpa） 13.60 9.68本 设 计 工 作 辊 为 合 金 铸 铁 b=350 400 MPa， 而 许 可 扭 应 力 约 为 =0.36 b 即 =126-144 MPa 可 见 工 作 辊 的 弯 曲 应 力 远 远 小 于 该 许 用 应 力 ，故 能 满 足 生 产 要 求 。三、设计总结本设计是结合了薄板坯的生产工艺，在此基础上完成了纯理论的计算和生产线的设置，其数据的准确性和工艺的适当性值得验证。热轧窄带钢压下规程设计20参考文献：1金属塑形加工学 王廷敷 齐克敏主编 冶金工业出版社 2010 年 8月2轧钢机械 邹家祥主编（第三版）冶金工业出版社 2009 年 8 月3轧钢车间设计袁康 冶金工业出版社 1986 年4轧钢期刊 2009 年 12 月版
