装卸用带式输送机设计说明书

1、- PAGE 53 - 装卸用带式输送机设计摘要带式输送机(belt conveyer)由驱动装置拉紧装置输送带中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带

2、式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。 本文通过对装卸用带式输送机的设计分析，深入探讨了带式输送机的结构、工作原理以及特点，通过了解国内外的带式输送机的的现状，进一步完善了该产品。关键词：带传动；液压传动系统；结构设计；校核； AbstractConveyor (belt conveyer) drive from the central conveyor belt tensioning device structure and composition of conveyor idlers and bearing components as traction for delivery of mat

3、erials or goods into pieces. Is a friction drive belt conveyor to transport materials for the machinery. Applications it can be the delivery of certain materials online, from the initial feed point to the final discharge point of a material between the transmission process. It can be broken, scatter

4、ed and transport materials can also be conducted into the delivery of items. In addition to purely material handling, but also with the industrial enterprises in the production process in matching the requirements of the process, the formation of assembly-line rhythmic transport. Therefore, the mode

5、rnization of the belt conveyor is widely used in various industrial enterprises. Underground tunnel in the mine, mine ground transportation systems, open pit mining and mineral processing plant in the field, the wider use of belt conveyors. It used to tilt the level of transport or transport. Based

6、on the handling by belt conveyor design analysis, in-depth exploration into the structure of belt conveyor, the working principle and the characteristics of the belt conveyor at home and abroad through an understanding of the status quo, to further improve the product. Keywords: belt drive, hydrauli

7、c drive system, structural design, more nuclear, reducer, motor目 录引言4第一章 带式输送机的简介51.1 带式输送机的组成及其优势51.2关于带式输送机效率的计算问题6第二章 传动链设计 72.1 传动方案的确定以及电动机的选择 722带传动部分设计8第三章 液压传动部分设计1231减速器的选择 1232技术参数1233负载特性分析123.4液压系统方案设计（液压系统图的拟订）133.5组成元件的设计选用1436液压系统性能估算21结论26参考文献 27谢辞28附录1 外文翻译29(原文,译文)附录2 装配图以及零件图需要全套图

8、纸资料联系QQ：1047713170引言带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门，是因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。带式输送机还应用于建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶等部门。通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小(约为刮板输送机的13-15)，而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。这些均有利于降低生产成本。带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定短则几米，长可达10km以上。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地

9、面交通混乱和危险地区的上空。根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料(如选煤厂煤仓下的输送机)或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。下面对带式输送机及装卸用带式输送机作一个简要的介绍。第一章 带式输送机的简介11带式输送机的组成及其优势通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。输送带常用的有橡胶带和塑料带两种。 橡胶带适用于工作环境温度-1540C之间。物料温度不超过50C。向上输送散粒料的倾角1224。对于大倾角输

10、送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化。带宽是带式输送机的主要技术参数。托辊分单滚筒（胶带对滚筒的包角为210230）、双滚筒（包角达350）和多滚筒（用于大功率）等。有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊。槽形托辊（由25个辊子组成）支承承载分支，用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置，避免跑偏；缓冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击。滚筒分驱动滚筒和改向滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件。分单滚筒（胶带对滚筒的包角为210230）、双滚筒（包角达350）和多滚筒（用于大功率）等。张紧装置其作用是使输送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上

11、打滑，并使输送带在托辊间的挠度保证在规定范围内。带式输送机的技术优势：首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。如在这些场合停机，其损失是巨大的。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小(约为刮板输送机的13-15)，而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。这些均有利于降低生产成本。带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定短则几米，长可达10km以上。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上

12、空。根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料(如选煤厂煤仓下的输送机)或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向的任一点卸料。12关于带式输送机效率的计算问题1 传动链的效率计算在带式输送机的驱动功率计算中，效率系数选择不当，则使带式输送机功率计算结果与实际所需功率相差较大，造成设备配置上的不合理、能源的浪费和

13、增加不必要的设备投资。带式输送机传动链总效率应包括电动机轴和传动滚筒轴之间全部传动环节的效率。为了便于说明问题和进一步地分析研究，采用传动链效率的计算及其相关系数的选取又与带式输送机的驱动方式密切相关。带式输送机的驱动部分，主要由电动机、减速机构和传动滚筒等组成。电动机可分为单电机和多电机驱动。传动滚筒分为单滚筒、双滚筒和多滚筒传动。带式输送机的驱动方式主要有以下几种：a)鼠笼电动机、刚性联轴器和减速器；b)绕线电动机、刚性联轴器和减速器：c)鼠笼电动机、CST或BOSS软起动装置和减速器；d)鼠笼电动机、液力耦合器和减速器。其中，前3种驱动连接方式为刚性连接，后者为柔性连接。2 影响效率因素

14、的分析目前，在我国出版的设计手册、标准和有关文献中，计算带式输送机功率时，效率的计算方法和系数选取有些差异，特别在多机驱动情况下与国外相比差别较大。带式输送机国家标准GBT 17119、德国DIN和国际标准ISO中，效率的概念和系数的选取基本一致。在国标GBT 171 19中，电动机输出轴前传动链的效率规定为085-095；在DT 11型带式输送机设计选用手册中，规定一般为078095。但在实际应用中，不少的带式输送机功率计算，尤其是在多机驱动时采用的效率通常低于上述值，计算装机功率偏大。其中很重要原因之一，就是对电动机输出轴前传动链的效率理解和认识不同造成的，主要在效率的计算和确定应该包括哪

15、些效率损失及具体数值的合理选取上。偏差主要表现在电压降和多机驱动的不平衡系数选取上。电压降的影响国家标准GB 50052-95供配电系统设计规范第404条规定“正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值(以额定电压的百分数表示)，电动机为5”。国家标准GB 75581电机基本技术要求第41条规定“电动机当电源电压(如为交流电源时，频率为额定)与额定值的偏差不超过5时，输出功率仍能维持额定值”。上述国家标准说明，我国供配电要求和电动机质量都能保证电动机在电压偏差不超过5时保持输出的额定功率不变。因此，带式输送机驱动功率计算时，不应再考虑电压降的影响因素。第二章 传动链设计21传动方案的确定以及

16、电动机的选择一、电动机的型号为Y180L-8额定功率KW转速r.min-1电流A效率%功率因数%额定电流A额定转矩躁声db转动惯量kg.m2净重kg同步转速r/min11730251865077617720.203200750二、传动比的分配：因为带速最终为4m/min，且选取传动比为25的减速器，所以i2=25= =100m/min=604.44m/min =4.14三、运动简图：22带传动部分设计一、基础设计部分选择带的种类：普通V带设计功率： -传递功率/KW -工况系数 为已知11KW带式输送机（不均匀载荷）载荷变动小；每天工作16个小时取1.3 =1.311KW=14.3KW选定带型

17、 =730r/min -小带轮转速决定带轮直径：机械传动设计手册表7.1-26查得选 普通V 带 槽型为C 最小基准直径为200表7.1-24查得基准直径=200 外径=209.6 小带轮的基准直径=200mm=819.72 取800mm 外径为809.6 取0.01决定轴间距a =956.05基本额定功率1）单根V带传递的基本额定功率P1查表7.1-17e得=3.80KW2)传动比i1的额定功率增量=0.62KW决定带的根数、决定带的宽度（截面积）1）V带的根数 -小带轮包角修正系数 -带长修正系数小带轮包角 查表7.1-14取=0.91 查表7.1-15取=0.97Z=2.85532）单根

18、V带的预紧力 m-V带每米长的质量（kg/m） 查7.1-16 m=0.33kg/mv-带速取20m/s=340.214N3)作用在轴上的力=1940带传动的效率查表7.1-6 普通V带 帘布结构87%-92% 线绳结构92%-96%二、V带设计1、普通V带（基准宽度制）的尺寸规格（mm）（GB/T 11544-1997）=19.0 b=22 h=14 =所选普通V带的标记为 C 1950 GB/T 11544-19972、V带传动的额定功率计算公式为式中 -包角修正数 -小带轮接触弧包角， -基本额定功率，KW -传动比的附加功率值，KW -带长的附加功率值，KW -小带轮节径，mm -小带

19、轮的角速度， -带的实际长度，mm -带的特定长度，mm，和应采用基准长度或节线长度 S-或的大值 -传动比 在实际应用中，包角为180度、特定的长度，载荷平稳条件下的基本额定功率=3.8KW，传动比的附加功率值=0，则采用带长修正系数来加以考虑V带传动的额定功率=4.68KW三、V带轮带轮的材料为HT200带轮的基准直径=200mm，外径=209.6mm（查表7.1-24）V带轮（基准宽度制）轮缘尺寸（GB/T 10412-2002 GB/T 13575.1-1992）基准宽度19.0基准线上槽深4.8槽间距e25.50.5槽边距16最小轮缘厚10带轮宽B外径轮槽角轮槽角极限偏差相应的基准直

20、径或Z轮槽数基准线下槽深143根据带轮的基准直径查表7.1-30 孔径取55选择实心轮 带轮的技术要求：（1）铸造带轮的轮槽工作面不应有砂眼、气孔，辐极、轮辐及轮毂不应有缩孔和较大的凹陷。（2）轮槽工作面的表面粗糙度不得超过，轮缘和轴孔端面不得超过，轮槽的棱边要倒圆或倒钝（3）带轮基准直径、有效直径的偏差可取b11、b12（、500mm时）外径偏差可取h11或h12；毂孔偏差取H8或H9（4）同一带轮任意两轮槽的有效直径差为0.6mm（5）带轮轮槽间距e的累积偏差应小于1.0mm。第三章 液压传动部分设计31减速器的选择 机械设计手册第四版 第4卷 中选择代号为 ZSY 160-25-I JB

21、/T 8853-1999 的标准减速器。32技术参数欲设计制造一台装卸用带式输送机，其升降部分拟采用液压缸驱动，液压与电气配合实现传送带的升高停止下降停止过程。 技术参数：负载KN 启动制动时间0.2s 升高、下降速度0.1m/s 33负载特性分析动力参数分析启动 -外负载 -法向力 -外负载与支撑面间的静摩擦因数 -粘性阻尼系数-运动部件的速度 -弹性元件的刚度 -弹性元件的线位移即加速 -外负载与支撑面间的动摩擦因数 -运动部件的速度变化量 -运动部件的质量 -粘性阻尼系数 -加速或减速时间，一般机械 -回油背压阻力，为背压压力钢管取内径80 外径85 壁厚2.5 m约为10KG即匀速 即

22、制动 即 3.4液压系统方案设计（液压系统图的拟订）3.5组成元件的设计选用液压缸的设计计算1、主要尺寸的确定缸筒内径D 根据负载大小和选定的工作压力或运动速度和输入流量，再从GB/T2348-2001标准中选取相近尺寸加以圆整 取D=100活塞杆直径d 按工作时受力情况来决定，如表所示。对单杆活塞缸d值也可由D和来决定。按GB/T2348-2001标准进行圆整。行业标准 JB/T 7939-1999 规定了单杆活塞液压缸两腔面积比的标准系列。活塞受力情况受拉伸受压缩，工作压力/MP5活塞杆直径d缸筒长度 由最大工作行程决定2、强度较核： 对于液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径d和缸盖处固定螺钉的直

23、径，在高压系统中，必须进行强度较核。缸筒壁厚在中、低压液压系统中，缸筒壁厚往往由结构工艺要求决定，一般不要较核。在高压系统中，须按下列情况进行较核。当时为壁厚，可按下式较核式中 -缸筒内径； -实验压力，当缸的额定压力时，取；，取；-缸筒材料的许用应力，为材料抗拉强度，为安全系数，一般取当时为壁厚，应按下式进行较核活塞杆直径d的较核式中 -活塞杆上的作用力 -活塞杆材料的许用应力，缸盖固定螺栓的较核式中 -液压缸负载 -螺纹拧紧系数， -固定螺栓个数 -螺栓材料许用应力，3、稳定性较核： 活塞杆受轴向压缩负载时，其值F超过某一临界值，就会失去稳定。活塞杆稳定性按下式进行较核。 式中 -安全系数

24、，一般取当活塞杆的长细比时 当活塞杆的长细比时，且时则 式中 -安装长度，其值与安装方式有关 -活塞杆横截面最小回转半径， -柔性系数 -由液压缸支撑方式决定的末端系数 -活塞杆材料的弹性模量，对钢，可取 -活塞杆横截面惯性矩 -活塞杆横截面积 -由材料强度决定的实验值 -系数4、液压缸的缓冲计算： 液压缸的缓冲计算主要是估计缓冲时缸内出现的最大冲击压力，以便较核缸筒强度，另外还应较核制动距离是否符合要求。 液压缸缓冲时，背压腔内产生的液压能和工作部件产生的机械能分别为 式中 -缓冲腔中的平均缓冲压力 -高压腔中的油液压力 、-缓冲腔、高压腔的有效工作面积 -缓冲行程长度 -工作部件质量 -工

25、作部件运动速度 -摩擦力根据计算选择标准液压缸 型号为 HSGE-100/70H-1 6 1 2-120060液压缸的技术参数如下表缸径速度比活塞杆直径额定工作压力推力拉力最大行程100mm70mm16125660N64090N1200mm液压泵的确定确定液压泵的最大工作压力-液压执行元件工作腔的最大工作压力-从液压泵出口到液压执行元件入口处的总管路损失 当管路简单或有节流阀调速时取 取得确定液压泵的流量 单个液压泵和单个液压执行元件的系统 -液压泵的流量 -考虑系统泄露和溢流阀保持最小溢流量的系数 取1.2-液压执行元件所需最大流量 选择型号为 CB- 的外啮合齿轮泵其技术参数如下表排量额定

26、压力最高压力额定转速2000r/min最高转速3000r/min容积效率生产厂榆次液压件厂3、液压泵的驱动功率式中 -液压泵的额定压力， -液压泵的额定流量， -液压泵的总效率 -转换系数 -液压泵实际使用的最大工作压力， 取，n为2000 -排量 n-额定转速 = 查机械设计手册 表17-5-3 取85%选择型号为Y315S-2 的电动机其技术参数如下表额定功率110KW转速2980r/min电流204A同步转速3000r/min效率93%功率因数0.90额定电流7.0额定转矩1.8噪声102dB转动惯量1.18净重980kg技术参数380V 50HZ液控单向阀型号 S L 15 G A 2

27、 30/2其技术规格如下X口控制容积8.7Y口控制容积7.7液流方向A至B自由流通工作压力控制压力液压油矿物油、磷酸酯液油温范围粘度范围重量45生产厂天津液压件一厂顺序阀型号 H-T-06-M-4-22其技术规格如下表通径/mm最大工作压力最大流量重量202112562三位四通电磁换向阀型号 4 WE 5 E 5/ A W220-50 N Z5 B08二位二通电磁换向阀型号 2 2 -H-Z LH三位四通换向阀（O型机能）型号 WH 10 H E NG16/0 6 A W220-50 N蓄能器型号 NXQ1-L4/10 F R邮箱的设计与计算邮箱的有效容积-液压泵的额定流量 单位L/min-与

28、压力有关的经验数据 取7V=36.18L/min6液压系统性能估算一、系统压力损失验算 液压系统压力损失包括管道内的沿程损失和局部损失以及阀类元件的局部损失三项。计算系统压力损失时，不同的工作阶段要分开来计算。回油路上的压力损失要折算到进油路上去。因此，某一工作阶段液压系统总的压力损失为式中-系统进油路的总压力损失，即-进油路总的沿程损失；-进油路总的局部损失-进油路上阀的总损失，即-阀的额定压力损失，由产品样本中查到；-阀的额定流量-通过阀的实际流量-系统回油路的总压力损失，即-回油路总的沿程损失；-回油路总的局部损失；-回油路上阀的总损失，计算方法同进油路；-液压缸进油腔有效工作面积-液压

29、缸回油腔有效工作面积 由此得出液压系统的调整压力（即泵的出口压力）应为 式中 -液压缸工作压力二、系统总效率估算液压系统的总效率与液压泵的效率、回路效率及液压执行元件的效率有关，其计算式为其中，各种类型的液压泵及液压马达的效率可查阅有关手册得到，回路效率按下式计算 式中-同时动作的液压执行元件的工作压力与输入流量乘积之总和； -同时供液的液压泵的工作压力与输出流量乘积之总和； 系统在一个工作循环周期内的平均回路效率由下式确定 式中 -各个工作阶段的回路效率； -各个工作阶段的持续时间； T-整个工作循环的周期。三、系统发热与温升估算： 液压系统的各种能量损失都将转化为热量，使系统工作温度升高，

30、从而产生一系列不利影响。系统中的发热功率主要来自于液压泵、液压执行元件和溢流阀等的功率损失。管路的功率损失一般较小，通常可以忽略不计。系统的发热功率计算方法之一液压泵的功率损失式中-液压泵的输入功率 -液压泵的总效率液压执行元件的功率损失式中 -液压执行元件的输入功率 -液压执行元件的总效率溢流阀的功率损失 式中 -溢流阀的调定压力 -溢流阀的溢流量系统的总发热功率 系统的发热功率计算方法二对于回路复杂的系统，功率损失的环节很多，按照上述方法计算较烦琐，系统的总发热功率通常采用以下简化方法进行估算。 或 式中 -液压泵的输入功率 -液压执行元件的有效功率 -液压泵的效率 -液压回路的效率 -液

31、压执行元件的效率 -液压系统的总效率系统的散热功率液压系统中产生热量，一部分使工作介质的温度升高；一部分冷却表面散发到周围空气中去。因管道的散热量与其发热量基本持平。所以，一般认为系统产生的热量全部由邮箱表面散发。因此，系统的散热功率可由下式计算 式中 -系统的散热功率，单位为KW； -油箱散热系数，单位为油箱散热面积，单位 -系统中工作介质的温度， -环境温度，单位系统的温升当系统的发热功率 等于系统的散热功率时，即达到热平衡。此时，系统的温升为 式中符号意义同前，散热面积计算计算油箱散热面积 当油箱三个边的尺寸比例在1：1：1到1：2：3之间、液面高度为油箱高度的80%、且油箱通风状况良好

32、时，油箱散热面积A（单位为）还可用下列估算 式中 -油箱有效面积，单位为当系统需要设置冷却装置时，冷却器的散热面积（单位为）按下式计算 式中 -冷却器的散热系数，单位为 -平均温升，单位为， -工作介质进口温度，单位 -工作介质出口温度，单位为 -冷却水（或风）的进口温度，单位为 -冷却水（或风）的出口温度，单位为结论国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。设计带式输送机的过程要注意从实际出发，带式输送机常用驱动方式的选择、托辊间距的选择、都需要较为细致的

33、研究设计计算，同时还要注意带式输送机的安装运行实践。参考文献1 王昆，何小柏，汪信远.机械设计课程设计M.高等教育出版社,20052 濮良贵，纪名刚.机械设计M.高等教育出版,20063 王文斌等.机械设计手册3M.机械工业出版社,20044 王铁,赵富强,李光辉.手动变速器建模实例教程-Pro/ENGINEER野火版M.机械工业出版社,20075 刘朝儒，彭福荫，高治一.机械制图M.高等教育出版社,20046 冷纪桐,赵军,张娅.有限元技术基础M.化学工业出版社,20077 成大先. 机械设计手册第三版M. 化学工业出版社,20078 Wynne H,Irene M.Current rese

34、arch in the conceptual design of mechanical products.Comouter-Aided Design,1998,30(7):377-3899 Lohse Jerry, Rueter Henry, Biolsi Kevin etc Classifying Visual Knowledge Representaton: A Foundation for Visualization Research Visualizalization, 1999,20(2):217-22610 F. CUNLIFFF. Dynalnic Tooth Loads in

35、Epicyclic Gear.Journal of Transactions of JSME.1986. 28(5):196-215谢辞本论文是在老师的悉心指导和热情关怀下完成的，从课题的选定到课题的完成无一不渗透着老师的心血和关怀。在设计的过程中老师给了我很多的指导，使我对设计的选题和思路有了更加深刻的体会，也使得我的设计得以顺利完成，感谢老师给予的帮助。老师严谨的治学态度、渊博的专业知识、勤奋务实的工作作风，令学生受益匪浅，值此论文完成之际，首先向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意！同时感谢曾经教育和帮助我的所有老师，感谢所有给予本文真诚意见和建议的朋友们。最后向所有关心和帮助过作者的老师、同

36、学、朋友们表示诚挚的谢意!并感谢我的父母、家人，是他们多年以来无私地奉献、鼓励和支持，才能使作者顺利完成学业!附录一Prediction of shape defects during cooling of hot rolled low carbon steel stripRColas,L.A.Leduc and M.A.Neri Shape defects are found in hot rolled steel strip when unwrapping tightly wound coils.This problem is particularly acute in thin stri

37、ps that were considered to be defect free while processing.A model developed to predict the occurrence and magnitude of such defects in hot rolled low carbon steel strip is described in the present paper.The model assumes that the strip is free of shape defects as it exits the last stand of a contin

38、uous mill,but,as a result of processing conditions,thermal and microstructural gradients are present across the width of the strip.It is considered that the variation of ferrite ande austenite mixture is caused by the chemical composition of the variation of ferrite and austenite mixture is caused b

39、y the chemical composition of the steel ande the actual temperature of the strip.On cooling to room temperature,the distribution of both temperature and microstructure will cause variation in the local contraction that the steel is subjected to,and will promote shape defects.IntroductionAttributes r

40、elated to the dimensional quality of rolled strip are of paramount importance in commercial sectors that make direct use of this product for transformation into manufactured goods.Moreover,the dimensional quality of hot rolled steel strip can be critical to avoid delay,or damaging equipment,when for

41、ming in downstream operations.Among the most typical,defects in hot or cold rolled steel strip are those associated with shape or flatness,which are characterised by waves or undulations present at any position within the width of the strip.1-3It is normal practice to assume that such undulations ar

42、ise from differences in elongatio,at various portions of the strip,originating from a change in profile of the cross-sectional area of the rolled piece during a given deformation pass.Is it known that the rolling of flat products proceeds under plane strain conditions,and therefore changes in profil

43、e of the cross-sectional area cannot be compensated by lateral shift of the material,but by longitudinal flow.1-4 Shape defects are more pronounced in strips of thin cross-sectional area,an effect that is associated with the readiness of bending a thinner cross-section5 according to where PC is the

44、force required to buckle the strip ,E is Youngs modulus,L is the length of the strip and It is the moment of inertia of the cross-sectional area5 given by where w and t are the width and the thickness of the strip,respectively (subscript t indicates that the moment is computed along this direction).

45、Equation (1) implies that the force required to bend a strip of a given width and length will be strongly reduced as the thickness diminishes. A factor that can increase the tendency for the development of flatness defects in hot rolled steel strip is the variation of temperature across the width at

46、 the end of rolling;this is caused by differences in contraction of various portions of the material,i.e colder regions will contract to a lesser extent than those that are hotter.Further variation in contraction will be expected to occur when the microstructure of the strip at the end of rolling ex

47、hibits a gradient of mixtures of ferrite and austenite.The aim of the present work was to develop a model that can be used to predict the occurrence and magnitude of shape defects in low carbon steel strips as a function of thermal and multiphase gradients present at the end of hot rolling and vario

48、us dimensional parameters.Modelling The model developed assumes that the transformaion from austenite to ferrite occurs under conditions of equilibrium,neglecting the effects that deformation or cooling rate exert on the critical temperatures of transformation.Such temperatures are assumed to 1 Dila

49、tation data used to compute contraction of austenite and mixtures of austenite and ferrite: data modified from Refs.7and 8depend solely on the chemical composition of the steel6 (3a) (3b)where A1 and A3 arethe temperatures of equilibrium for the start and end of transformation from ferrite to susten

50、ite ,respectively;the amounts of carbon and manganese are expressed as wt-%.The contraction of a particular region of the strip can be computed using dilatation data,7,8such as those presented in Fig.1.Heat transfer conditions during hot rolling are responsible for a sharp drop in temperature toward

51、s the edge of the strip.9-11It can be considered that if the temperature gradient within the strip at the exit of the last stand varies from above A1 at the centre to a temperature below A1 at the edge,the microstructure will vary from pure austenite at the centre to a mixture of sustenite and ferri

52、te towards the edge.The final length of the strip will depend on the contraction of the phases present within the material,and can be calculated from data such as those shown in Fig.1.The model divides half the width of the strip into 50 sections of size ,as it is assumed that conditions during roll

53、ing,and after it,are symmetrical.Sectioning is done to assign a thermal gradient within the strip,and from it compute the distribution of ferrite and austenite,as well as allow for changes in thickness across the width (crowning).The force F that is caused by contraction can be calculated from (4)wh

54、ere A and l are individual values of the cross-sectional area and the final length of a given section of the strip,respectively,and is the average length of the strip.The cross-sectional area is computed from the section of width and the local value of thickness owing to crowning.The magnitude of th

55、e undulations, in I units,can be calculated from (5)where is the difference between the critical load for2 Temperature distribution across width of 1.5mm thickness stripbuckling,equation(1),and that due to contracion,equation(4) （6）ResultsThe model can be used to evaluate the changes that may occur

56、as different parameters vary during rolling.Figure 2 shows the temperature distribution across half the width of a 1.5mm thickness strip manufactured from a 0.05%C,and 0.03%Mn steel at the exit point of a continuous six stand rolling mill described elsewhere.It can be appreciated that the temperatur

57、e at the centre of the strip is 30K above that at the edge(920 and 890。C,respectively).Figure 3 shows the expected variation in contraction that will be expected as a function of the thermal gradient illustrated in Fig.2.As result of this distribution,it is expected that the material at the edge of

58、the mill will contract to a lesser extent than that at the centre,i.e.the sections located towards the edge will be longer at room temperature.Shape defects can be computed after assuming a given crown in the strip,defined in the present case as the difference in thickness at the centre and at 40mm

59、from the edge of the strip.Figure 4 shows the case of a 25 parabolic crown3 Expected contraction of strip owing to temperature distribution shown in Fig.24 Profile of strip with parabolic crown of 25 Variation of the force due to contracion,as computed from equation (4),and the critical load for buc

60、kling,equation(1),for the case of the 1.5mm thickness strip illustrated in Fig.5a.It can be considered that shape defects will occur only when ,equation(6),is negative.The magnitude of shape defects in I units ,equation(5),for this particular case is shown in Fig.5b,and corresponds to a strip with w