校核和辊型设计.doc

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1、6校核和辊型设计6.1咬入条件的校核由于压下量、轧辊直径、咬入角三者关系式如下。所以，表6.1咬入角道次12345678910/°13.8715.7415.7413.8711.729.077.405.233.312.34热轧中厚板的最大咬入角在之间，所以轧制各道次咬入角均符合咬入条件。设备的限制条件主要是轧辊的强度和主电机的能力，在本次设计中，主要校核轧辊的强度和主电机的能力。6.2轧辊强度校核最大轧制压力和最大轧制力矩一般取决于轧辊等零件的强度条件，在制定轧制压下规程时应进行强度校核。四辊轧机辊系受力状况如图6.1所示：图6.1四辊轧机辊系受力图在四辊轧机

2、上，轧制过程中的弯矩主要由支承辊承担。同时，在四辊轧机中，一般均为工作辊驱动。所以，校核轧辊时，校核工作辊辊头处的扭转应力、支承辊辊身中央和辊颈的弯曲应力。另外，工作辊和支承辊之间还存在较大的接触应力，也需要校核。在校核过程中，考虑到轧辊材质不均，轧制力计算不准确以及轧制时的冲击载荷、应力集中等影响，在轧辊的静强度计算中，选轧辊的安全系数进行计算，许用应力。表6.2轧辊材料许用应力值材料名称极限强度许用应力合金锻钢碳素锻钢碳素铸钢球墨铸铁合金铸铁铸铁6.2.1工作辊强度校核工作辊选择球墨铸铁，。71.06MPaL/mm图6.2工作辊扭矩图轧件所施加均布力支承

3、辊所施加均布力工作辊只需校核辊头的扭转应力。在总共10道次中，第3道的力矩最大，，一个工作辊所受的扭矩为工作辊的辊头形式为平台式，因此（6.1）式中；；是轧辊重车后的最小辊身直径，取。所以；，取；，取。代入公式（6.1）得：工作辊强度满足。工作辊的扭矩图，如图6.2所示。6.2.2支承辊强度校核支承辊材质选合金锻钢。通过第五章的计算可得，在第1道轧制力最大，即。1．支承辊辊身中央强度校核支承辊辊身中央弯矩计算式如下：(6.2)由，，代入式(6.2)中得：其弯曲应力为校核通过。2、支承辊辊劲强度校核支承辊辊劲危险断面弯矩计算如下:(6.3)将，，代入式(6.3

4、)中得：其弯曲应力为由此可见支承辊的强度满足要求。支承辊弯矩图，如图6.3：σMPa图6.3支承辊弯矩图L/mm49.66MPa均布力qP/2P/26.2.3工作辊与支承辊间的接触应力四辊轧机工作辊和支承辊之间承载时有很大的接触应力，在轧辊设计及使用时应进行校核计算。因为两辊的材质不同，接触应力的计算公式为（6.4）式中—加在接触表面单位长度上的负荷，；、—相互接触的两个轧辊的半径，，；、—与轧辊有关的系数，，；、及、—两轧辊材料的泊松比和弹性模数。支承辊选合金锻钢E1=186～206GPa，取E1=200GPa=0.25～0.30，取=0.27工作辊选球墨

5、铸铁E2=78.5～157GPa，取E2=100GPa=0.23～0.27，取=0.25代入上面公式得代入公式(6.4)得：对于通常轧辊的许用接触应力值在之间，许用剪切应力，所以满足强度。6.3主电机功率校核由鞍钢电机设备可知电机功率为，转速为，在本次设计采用的是可逆式轧制，因此在进行校核时采用可逆式工作制的主电机容量计算，考虑电机的允许过载能力与电机发热两方面的因素。6.3.1可逆式轧机主电机过载校核在可逆式轧机中，轧制过程是轧辊首先在低速咬入轧件，然后提高轧件的速度进行轧制，之后又降低轧制速度，实现低速抛出。主电机的过载校验：[8]（6.5）式中—电机在

6、轧制过程中承受的最大转矩；—电机的额定转矩；—电机的允许过载系数。一般型与型直流电动机在额定磁通下，值可选为。对于专为轧钢机使用的型和型电机以及同步电机，过载系数为。因此本次设计中。电机的过载校核，则电机的额定力矩为：由表5.1可知，在第1道轧制时有最大转矩，按公式(6.5)有：即6.3.2典型产品轧制图表轧制图表主要反映轧制道次和轧制时间的关系，它是研究和分析轧制过程的主要根据，通过这些关系的研究与分析可以清晰地看到：轧件在轧制过程中所占的轧制时间、各道次之间的间隙时间、轧制一块钢板所需要的总的延续时间和轧制过程中轧件交叉轧制情况、轧件在任意时间所处的位置

7、等。图6.4典型产品轧制图表此次设计采用的是单机架可逆式中厚板轧机，轧制图表如图6.4所示。设计中采用此轧制图表的特点是[8]式中—轧制节奏时间，s；—前后两块坯料的轧制间隙时间，s；—根料轧制总延续时间，s；式中—各道次纯轧时间之和，s；—各道次间隙时间之和，s；6.3.3轧机电机的发热校核电机的发热是由于实现能量变换过程中，在电机内部产生损耗并变成热量，使电机的温度升高。电机的发热校验通常采用等效法，即等效电流法、等效转矩法和等效功率法。在进行设计时，出于计算方便和实用，常应用等效转矩法。其公式如下：（6.6）（6.7）式中—电机的额定转矩；—电机的等效

8、转矩；—各段轧制时间所对应的力矩；—轧制时间内各段纯