轧机主参数设计理论.ppt

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1、轧制力能参数主要内容：轧制过程基本概念及主要参数轧制时接触弧上的平均压力、屈服条件；卡尔曼微分方程及其Bland-Ford解；奥洛万方程及Sims解；轧制压力计算的其它方法。轧制总压力及轧制力矩的计算、电机形式及功率选择。重点及难点：重点---轧制过程主要参数及轧制压力计算、屈服条件。难点---变形区的单位压力计算微分方程；轧制时接触弧上的平均压力。12、金属塑性变形——轧制力能参数2.1轧制过程的基本概念及基本参数轧制力能参数——轧制力与轧制力矩、电机功率确定。研究方法：理论计算（解析法、滑移线法、有限元法等）；还可以用实测方法。目的：建

2、立轧制力计算数学模型及轧机强度计算。一、轧制时的变形区的金属的应力状态由两条接触弧围成的区域称之为变形区。由于轧件在垂直方向产生压缩，沿横向及轧制方向产生延伸，在接触区内存在阻止金属滑动的摩擦阻力，故变形区内的金属处于三向压缩状态，如图示。23二、变形区及其参数D、R轧辊直径、半径。h0、h1：轧制前后轧件高。压下量：Δh=h0-h1b0、b1：轧制前后宽度。宽展量Δb=b0-b1L0、L1：轧制前后轧件长。延伸率λ=L1/L04α——咬入角，接触弧所对应的中心角。cosα=1-Δh/DAB弧称为接触弧或咬入弧。l——接触弧的水平投影以上各

3、参数定义必须牢固掌握！5三、轧制过程变形系数四、绝对压下量与相对压下量1、绝对压下量：Δh=h0-h12、相对压下量：ε=Δh/h0×%6五、轧制时的前滑与后滑1、定义：轧制时轧辊的圆周速度Vr与轧制速度V不等。（Vr≠V）在变形区的出口：V>Vr前滑。在变形区的入口：V

4、算公式4、应用在连轧中必须保持各架的金属流量即秒流量相等，即：ViFi=CC为常数而Vi=Vri(1+Si)即：FiVri(1+Si)=Ci为机座数，i=1,2,……n10六、变形速度单位时间内的变形量，即相对变形量ε对时间的导数称之为变形速度11在轧制中平均变形速度um的求法：以上分别表示实际轧制中冷轧与热轧的工况；在冷轧时，轧件较薄而且接触弧长较长。而热轧则与之相反。12七、咬入条件建立轧制过程的首要条件是咬入。1、开始咬入：由ΣX=02Nsinα-2Tcosα=0可以导出：μ=tgα即咬入角：α=arctgμ=β2、稳态轧制：13八、

5、金属的塑性变形阻力咬入后欲保持稳态轧制，必须保证法向力N与摩擦力T的水平分量平衡。由图此时的α1<<α,（α1≈α/2）如α<β成立，则α1<β必然成立。故一旦咬入，就会继续咬入，形成稳态轧制过程。1、定义：金属的塑性变形阻力指单向应力条件下，材料产生塑性变形所需的外加应力。它取决于材料的品种、变形温度t、变形速度u、变形程度ε等。一般用σ或σs表示。它的值一般用实验确定。2、实验曲线金尼克曲线图2-5给出的是ε=30%时的；对ε≠30%时应考虑修正系数Kε14金尼克曲线15库克曲线图2-6以ln(h0/h1)为横座标，以变形抗力σ为纵座标

6、，对于不同的温度有不同的图形。16冷态下的变形阻力一般用σs或σ0.2表示，其变形阻力曲线见图2.7除采用曲线形式外，也可用公式的形式进行计算以便于计算机控制。172.2轧制时接触弧上的平均单位压力pm预备知识：1、为方便计算，一般以接触区平均单位压力pm计算总轧制压力。它包含了沿接触弧径向和切向力的垂直分量的总和：其中应力状态影响系数由三部份组成：外摩擦影响系数、外区影响系数及张力影响系数。大多数轧制压力计算公式是计算nσ的公式。182、屈服条件——Mises屈服准则（补充内容）形状变化位能理论：当该位能U达到某一临界值时则产生塑性变形

7、。在某种条件下，它是一个常数：19β的最大值为1.155——平面变形的情况。而在σ1=σ2或σ2=σ3时，β=1。这就证明了β值的变化范围是1——1.155之间。它是随中间应力的变化而变的，所以它实质上反映了中间主应力σ2对材料塑性变形的影响。20一、卡尔曼(Karman,1925)单位压力微分方程基本假设：平面变形假设ε2=0平断面假设τxy=0,x,y为主方向，σx均布Mises条件σ1-σ3=k干摩擦理论t=pxμ21Karman方程的推导上式中，px是未知量，求解方程必须找出px与σx,tx之关系。由基本假设x,y均为主方向：σ1=

8、σyσ3=σx22Karman方程的推导上述公式即为卡尔曼单位压力微分方程23二、Bland-Ford公式卡尔曼方程中的轧制压力沿接触弧的分布Px根据不同的假设有不同的求解方法。