3铝板冷轧工艺计算及校核

1、3铝板冷轧工艺计算及校核第四章：冷轧工艺理论和计算4.1 轧制规程的设计1. 1 基本概念轧制规程也叫做轧制制度，它包括压下制度、速度制度、温度制度、张力制 度和辐型制度，是指轧制过程中各道次的压下量分配以及相应的力能参数设定。 它主要式根据产品的技术要求、原料条件及生产设备的情况，运用数学公式（模 型）或图表进行计算,从而确定轧制方法，确定压下制度、速度制度、温度制度、 张力制度和辐型制度，以便在安全操作条件下得达到优质、高产、低消耗的目的。4.2 制定轧制规程的原则和要求1在设备能力容许的条件下尽量（提高道次压下量、缩减轧制道次、缩短轧制 周期、确定合理速度规程等等）提高产量。2在保证操作

2、稳定的条件下提高质量。总之，充分而又合理地发挥轧机的设备能力,通过适当减少轧制道次和提高轧 制速度来增加产量，保证产品的质量。3压下规程的分配依据和要求制定压下的依据是产品厚度精度、板形和表面质量规定、最大轧制力P.、 最大轧制力矩卜心、最大电机功率Ng、成品尺寸等;压下规程的中心内容就是要 确定由一定的板坯轧成所要求的成品的变形制度，即采用的轧制方法、轧制道次 及每道压下量的大小。冷轧板带铝压下规程的制定一般包括原料规格的选择、轧制方案的确定以及 各道次的压下量的分配与计算。冷轧各道次的分配：由于第一道次的后张力太 小，而且热轧来料的板形与厚度偏差不均匀，甚至呈现浪形、飘曲、镰刀弯或锲 形断

3、面,致使轧件对对中难以保证,给轧制带来一定的困难，第一道次不宜过大也 不要太小；中间道次的压下分配，基本上可以从充分利用轧机能力出发，或按经 验资料确定各压下量;后几道次虽然绝对压下较小，但带钢的加工硬化程度很大, 变形抗力大,因此后几道次压下量则受带钢对轧制压力的限制，最后1-2道次为 了保证板型及厚度精度，一般按经验采用较小的压下率。常用制定制定压下规程的方法:由于道次的分配受各种因素因素的影响，要用精确的理论公式来计算出来是不太实际的，一般先按经验并考虑规程制定的 一般原则和要求,分配各道的压下量,最后较核设备的负荷及各项限制条件,予以 修正。4. 3轧制压力的计算合金牌号轧机选择原料尺

4、寸2 0 24铝卷500/1 2 50 x 1 700nini四重可逆冷轧机。6 x 133 2 .5 x 2001 2 5 m m一冷轧带式生产的轧制规范，带式生产的铝合金热轧卷需要预先退火后再进行冷轧，退火规范如下:合金牌号温度保温时间冷却方式2024铝合金390-4401 h以小于3 0度/h 的冷却速度缓冷。 当温度为2 50度 以下出炉1 .总加工率的确定:硬铝合金加工率可达8 0%以上。2,压下量分配及基本参数：/1.20%.01.20/W/77),1.08刀 c uc0.72刀1nonirnm5.6mmZ.jZtnml.bimi20%25%30%28.6%3 .轧制变形区主要参数

5、：咬人角：a二痛（冷轧变形率小可用此公式计算）=0.06942=0. 069 % =0 06 6%=0. 0 53H h。为 =04 .冷轧轧制力计算：a H hidi = 7T-H:开坯时坯料厚度nunH=2 0% = 2 0 % 22 = 40% =4 0 %=5 8% =5 8 % /=70%由上查铝3-2 16图得：0.2)01 =130M p a %。加=230Mpa /邮=2 3 0 <t(02)12 =2 8 0bg)a =280，.少3= 2 9 0=290Mpa %加=295Mpa因为q = 1.15砧)0 尤=1.15.少由上得:E=207Mpa 月=293. 25M

6、 p a k. =327.7 5 Mpa k4 =336.38Mpa突形程度g %图3-2 -16屈服强度与变形程度的关系；(/ =20 )'1LF6, 2LF51 3LC2y 4L、12§g 6LF2；7LF21,-理|j « T On + Cib. k =k14=(4. 3-0.5卅)9.8,d=(5.67- 0 .60 九)9.8由上得:k = 186.96Mpa k =266.74Mpa3=295.1 2 Mpa k'4 =2 98. 99M p aC.不考虑弹性压扁时的接触弧长度：I = yjR-Ah (mill) = 17.321111114=1

7、 7.3 2mm /3=16.4 3mm /4=13. 4 2ninid.帽=(g)2f：摩擦系数，在此用煤油润滑取0.1 6n由上得：机=0.26?: = 0 .44m5= 0 .24m4 =0. 1 62cRf ,e.e求出=一k其中对于钢轧辐c =1.06 xlO-4hi=0.0 3“2=0.05/?3=0.09% =0.15f.根据铝板带轧制图420得：h由上得：机;=0.54 凤=0.7 0 凤=0.55<=0 .50所以 /：=18. 23mm 1； =1 8 .3 8 mm4=1 0 . 52nini l =6. 7 5niiii0.1o二二% 一 )X09 一 5 4 3

8、.2 0.0.0.0.g 平均单位轧制力p的计算p = (k-)PMF铝板轧制图3-2-20 PMF：压力倍增系数由上得:瓦=243. 0 5Mpa p2 =4 0 0. 1 1 Mpa 氏=4 1 3.1 7 Mpa 万4 = 3 88. 69Mpah.冷轧轧制力PPPFPb-r由上得用=1. 6 4mm（宽展除在热轧及冷轧开坯道次考虑,冷轧其余道次不考虑）P4 =所以：Pi = 5 90 6 69 4 N= 5 9 Ot P2 =980 t 3=57%3铝板冷轧工艺计算及校核3 49t4.4轧制力矩的计算4. 4.1制定轧制规程必须遵守下面两个条件：第一、在负荷最大的道次中电机输出的转矩不

9、应超过电机本身允许的最大转矩。第二、根据负荷图确定的平方根转矩(或等效转矩)不应超过电机长时间工作的 额定转矩。5. 5冷轧轧制力矩计算一一冷轧时不考虑轧机变速，只考虑静力矩部分。必=M 7+Mn + M 乙L.UAM z扎件变形给轧辐轴承的轧制力矩轧辐轴承的摩擦力矩轧辐空转时的空转力矩a. M z= 2Pi/r"为力臂系数，冷轧板带一般取：033 3-0.4 2Mz】=80. 7 1 KN.m MZ2= 1 34.06A/Z3=44. 00AlZ4=17.90b. Mu =PdU d.轧辐直径。u轧辐轴承摩擦系数冷轧机一般取 0.05-0.08MLZ1= 177.0 0 KN.m

10、MU2 =294.00ML,3=17 3 .7 04= 1 04. 7 OKN.mC. % =(0.06 0.1)/因为A/工=M Z4-Mi/ + MK由上得：MZ1=1O3.4 6KN. m MZ2=4 3 6 . 85 MS3 =219. 9 0= 123.90KN.rn4.6张力制度的确定当卷取机的线速度大于工作辐的线速度产生前张力，而工作辐的线速度大 于开卷机的则产生后张力。具有张力才能让轧件顺利咬入轧机进行轧制。主要是选择平均单位张力。=,即作用于在带材断面上的平均张应力,一般应 小于带钢屈服度的，实践证明较大的后张力可降低单位压力的3 5%,而前张力 仅能达到20%的水平。故通常

11、用后张力大于前张力的轧制方法，这可减少断带的 可能性。一般不超过0.最后道次即成品卷张力不能太高。3. 3.1辑型的调节制度在轧制过程中，由于种种原因，入轧辐的受力弯曲、沿辐身长度方向的温度分布 不均匀等，将是辐型发生变化，导致板材横向厚差的变化,或由于板材在轧辑辐 身边部和中部变形的不均而出现波浪。为了获得较为理想的合格板材,就需要采 取措施来调节轧辐的辐型。除了使轧辑的凸形补偿等施外,采用调节液压弯辑力 的方法使很常用的方法。在设计和使用液压弯转力的时候,必须计算弯辑力，但由于其计算方法较多，而且 计算时要涉及到众多参数，比较繁琐，故在设计时的弯辐力的长参考某些经验数 据来选取，一般弯曲轧

12、辐的最大弯曲力约为最大轧制力的15% 2 0%,在具体 的轧制过程中，由操作者根据所观察到的实际情况，给定合适的弯辐力。4.7轧根的校核4.1 弯曲强度的校核根据以上计算可知，各道次的轧制力小于轧机的最大轧制力10 5 0 0 KN,故轧辐的弯曲强度校核通过。所选500xl250xl700mm轧机参数如下:1、轧机的技术参数：轧制力 J0500KN（静压 27500KN）轧速：0.5 -4 m/s卷取速度：4 m/s卷取张力：270KN卷重：6000kg厚差：0.05mm板形：0 - 5 mm4.2 强度的校核为了计算简便，对轧辐的校核，我们只选取轧制力最大的那个道次来进行校 核。所以有计算产

13、品可知，轧制力最大的那个出现在轧制2024铝板的第二道次 上,其最大轧制力为16 5 5t。在轧制过程中，四辐轧机的工作辐与支承辐接触处，以及工作辐与轧件的接 触处，都会产生接触应力。工作辐与支承辑的接触面积比工作辐与轧件的接触面 积小得多，因此,在同样大小的作用力下,工作辐与支承辐间的接触应力要大大超 过工作辐与轧件的接触应力。所以，在设计时，只需计算工作辐与支承辐间的接 触应力。1、轧辐表面的最大接触应力可按以下公式求得：q = -0.78p° = dbv =-O.18po =（r2 <y. =一0.288% =%式中：q,%,q一轧辐表面的径向、切向、轴向应力（即主应力q

14、,%,q,单位kg/cm2) oPo辐间最大压力，kg/cm2 o+ R_）,p° = 608 八 j 依/刖一式中：q一一作用于轧辐单位长度上的压力，4 =乙（依/51）。RkR.工作辐、支承辐辐身半径，cm o 6*980000170.0=5764.7 kg/cmi8冷“。8摩莪膂SW2、根据主应力值可求得当量应力值?及最大剪应力值 U%=%一 %= - 0.6兄=-6555.5 kg / cm2J 啜=-03。= -3277.5 kg/cm23、己知：工作辐辐身硬度：肖氏HS9096对于硬度为HS90100 （相当于HB 7 0 0）的冷轧工作辐，可得cr（l =10000kg

15、 /cm2rmax = 5 QOOkg/cm2 4、可得：内=6555.5 <10000;7皿x = 3277.5 <5000所以轧辐校核通过。4. 7轧制速度的确定主电机的加速度。、b取决于主电机的特性及其控制线路，通常可逆式轧机 的主电机加速度。一般在153 0 rpm/s之间，减速度b一般在306 0 r p m/ s之间，取本轧机主电机加速度。=2 0 rpm/s=l 2 0 0 r/min,减速度取 =40 r pm/ s = 2 400r/mino 传动比：1： 1。取咬入速度 叫=20r / min,抛出速度3=30r/m i n,稳定轧制速度%= 3 80 r/mi

16、 n ；tp 一一为空转加速时间；G一一为带锭轧制时的加速轧制时间；t2一一为等速轧制时间；外一一为带锭轧制时的减速轧制时间；r0一一为空转减速时间。纯轧制时间为：+ q + Gn3 -0b 2400 = 0.015h1-hl= 380-20 = 0351200，一 380 - 30 . .-=0.152400等速纯轧时间f,的决定由纯轧时间的轧件长度L来确定。带卷长度:因为L = ll+l2+l3式中和4分别表示加速纯轧时间，等速纯轧时间和减速纯轧时间所轧过的 轧件长度。而ITT/1=也=兀D 4 + n2 n2 - 460. a602 b将小3 4带入心式中得L ：一；然一 32=138.4s兀Dab2n2故：= 138.4 + 0.3 + 0.1 = 138.8j4. 9轧机主电机功率计算与校核1 .等效力矩计算及电动机的校核按等效转矩校核设计计发热是否安全，或者选择电机时的普通方程式中Mjum等效力矩，KNm;£ tn轧制时间内各段纯轧时间的总