热轧工艺计算说明

5.1、热轧工艺计算说明5.1.1热轧压下规程计算（7A04）见热轧压下规程表，现用7A04热轧压下规程计算来说明热轧压下规程的计

第1〜2项：H及h由合金的高温塑性和铸造组织性能、轧机能力等因素决定。Ah -2第3〜5项：Ah=H-h; &=x100%; 8=--8H 3第6项：轧前宽度由铸锭或上一道次的轧后宽度而定。第7〜第7〜9项：先由AB=c-求得AE。上式中，c取0.45,R为轧辊半径，在这里取375mm；-B+BB=B+AB, B=—1—212第10项：轧前长度由铸锭或上一道次的轧后长度而定。第11项：轧后长度L,根据体积不变原理有L=BiXHXL求得2 2 hxB2第12项：轧制时间t= ,V为轧制速度，轧制速度取1500—3000mm/s1V第13项：辅助时间，取为5s。第14项：总时间t=t+1，其中t表示辅助时间。122第15项：咬入角a=JAh/R@80/兀，其中R表示轧辊直径，取375mm。第16〜25项：温降AT=竺丄CG式中：k—金属的散热系数，J/kg・°C,对铝及其合金取20900；F—该道次之平均散热面积，m2；pt—该道次轧制时间与间隙时间之和，s；C—轧件之比热，J/kgC；G一轧件重量，kg。F+F其中F=F前工P2_TIT轧后温度T=T-ATC， 平均温度T=一-。212第26〜27项：26项的咬入弧水平投影长度L=-RxAh；其中R=375mm。27项的接触面积水平投影F=LxB。第28〜29项：第28项的特定条件下的b查得为27MPa。s—V. 第29项的平均金属的变形速度为h*R/Ah第30〜32项：第30项变形程度影响系数n可由表查得；£第31项变形温度影响系数n可由表查得；t第32项变形速度影响系数n可由表查得。u第33〜34项：33项实际变形抗力：b xnxnxnss£tu34项平均变形抗力：K=1.15xbs第35项：压力系数PKn；=pK=o.785+025*时％+h)/2第36项：平均单位压力P=n-K K二1.15b b二n•n•n•bb s S£t卩S第37项：总轧制力P二P•F=P-B-L第38项：轧制力矩M=P•Lz第39项：轴承中的摩擦系数f取0.003。1第40〜42项：第40项电机的最大转速n取120r/min。电第42项减速比i为.356 ；第41项轧辊转速为N=60gV。兀gD第43〜46项：第43项连接轴的传动效率为0.95;第44项齿轮机座的传动效率为0.96;第45项减速机的传动效率为0.97；第46项为总的传动效率为0.87。第47〜50项：第47项摩擦力矩M二PgdgD/D)gff1 1 2 1其中：P为轴承的负荷，等于轧制压力和弯辊力之和；

f轧辊轴承的摩擦系数，即第39项取0.003;1D/D为工作辊和支撑辊直径之比；12D工作辊辊径直径。第48第48项总的摩擦力矩叫M1fi+（__1）其中：M其中：M即第47项；f1i为减速比即第42项；n为总的传动效率即第46项;M为轧制力矩即第38项。第49项空转力矩-0-06gMz;第50项静力矩M=M+M+M。CifO第51~54项：第51项为各段轧制时间的总力矩，工MC2gt1第52第52项为间歇时间的空转力矩之和，M/2gt0n2第53项为轧制时间总和；第54第53项为轧制时间总和；第54项为间歇时间总和。乙M2g+乙M2t'第55项：等效力矩，M二 £；n+工:onT n n其中：工t――轧制周期内各段轧制时间的总和S；工t――轧制周期内各段间隙时间总和S；各段轧制时间对应的总力矩，N•m各段间隙时间对应的空转总力矩，N・m第56第56项：：计算电机功率，按N二1.03M°nKW。其中：M——轧制道次等效力矩，N・m；n 轧辊最大转数；n——由电动机到轧机的传动效率，取0.87。第57项：选择电机功率。

5.1.2热轧工艺的校核热轧咬入条件校核自然咬入条件应满足AhmaxWD(l-cosB)摩擦系数f,根据用乳液润滑的条件，查表3-4得f=0.40tanB二f=0.40 则3=22°cos3=0.927△hmaxWD(1-cosB)=750(l—0.91)=55mm由热轧工艺表可知，各道次压下量均小于55mm，满足自然咬入条件。热轧时的温降计算温降按式AT= 计算，其中K=20900J/Kg°C,将计算结果列入7A04热轧工CG艺规程表中，终轧温度为253.49C，符合工艺要求。轧制压力计算及轧辊强度校核平均单位压力P的计算结果见7A04热轧工艺规程表。支持辊最大允许压力P；zyPzy4DPzy4D30]y5(L+21)4x14003x2005(2800+2x1120)二87112kN工作辊最大允许压力P；gy2x10003x722d3[2x10003x72P= gyy—= 75^=207668kNgy5QRgAh +ydD)5Q375x46+0.003x1000x黑)maxzmD 1400z2d3[t2d3[t]—gy2x5403x72P= gy d—= 750—=34112kNgt5(jRgAh +MD)5(^375x46+0.003x1000x黑)maxzmD 1400z由上述计算可知，轧机的最大允许为87112kN。7A04热轧工艺规程表终轧制力的计算可知，各道次的轧制力均未超过87112kN,从设备的强度条件看是安全的。强度校核：工作辊传动的4辊轧机，工作辊辊身只计算弯曲应力，辊径受弯曲应力和扭转应力联合作用，计算弯扭合成应力，辊头只计算扭转应力。按结果校核强度。轧辊危险截面受力图见图5-1:

I—剪力也弯範图Nill ii图5-1:I—剪力也弯範图Nill ii图5-1:轧辊危险截面受力图(1)辊身I-I截面PaPBPB合成弓矩：Msh=迁-2g4=4(a-亍式中a=L+l1.539(3.1261.539(3.126--^―9)=8028.6kNgm42M 8028.6kNgmbsh= = =190.3MPa；0.1D3 0.1x0.753所以M-弯曲应力：sh弯曲应力：取轧辊的抗拉强度为lOOOMpa，安全系数为5,则许用应力［。］=200MPa,b<［b］所以满足辊身强度条件。sh(2)辊颈II-II截面Pgl13628.2kNx0.416弯矩：M= = =1417.3kNgm；j弯 4弯曲应力：bj=M弯=1417和聖=90.0MPa；弯曲应力：0.1d3 0.1x0.543扭矩：P込SRAh+dfi)=I3628.2*"—(3.375x0.036+0.54x0.003)=802.77kN gm

扭曲应力：TMj扭曲应力：TMj扭0.2d3802.77kNgm0.2x0.543=25.50MPa合成应力:按摩尔理论计算c=0.375c+0.625、Q2+3t2=96.41MPa<Q］，所以满足辊颈强度条jh j /j件。(3)辊头III-III：扭矩应力tMjM-扭矩应力tMjM-0.2d31802.77kNgm0.2x0.5253二27.74MPa轧辊的许用扭曲应力为[T]=72MPa>T，所以满足辊头强度条件。j以上可知危险截面的强度都能满足要求，即轧辊安全。等效力矩的计算及电机校核等效力矩M二工M2g+工M等效力矩M二TOC\o"1-5"\h\z n o——nt+乙t'n n由7A04热轧工艺规程计算表可知M=51.71x104Ngm电机的计算功率N二1.03Mg=5509.02kW选取电机功率N=2X3200Kw。j 耳Nx0.975 6400x0.975校核电机的温升条件：M=—h = =52x104Ngm；Hn 120HM>M，所以满足温升条件。H校核电机的过载条件：取k=2.5,kM=2.5x52x104Ngm=130x104Ngm；HM =106x104Ngm<kM,所以满足过载条件。刀max H电动机在允许最大力矩k・M下工作时，其允许持续时间应在15s内，否则H电动机温升将超过允许范围。5.2、冷轧工艺计算说明5.2.1冷轧压下规程计算（1060）见冷轧压下规程表，现将表中有关计算说明如下，以1060为例。第1〜2项：H及h由产品状态和轧机能力以及合金的塑性决定。第3〜8项：第3项，绝对压下量Ah=H-h第4项，道次加工率e=AhHx100%

H-H第5项，道次前总加工率e=—0——xlOO%H —H-h第6项，道次后总加工率8=—0一X100%h—第7项，道次平均加工率8=0.48+0.68—h第8〜10项：第8项轧前金属屈服极限。可查表得;SH第9项轧后金属屈服极限。可查表得；Sh第10项，Q=~G+—G。3S—3sh第11第11〜13项：道次前张力道次后张力平均张力Hq=(4.30-0.5H)X10hq=(q+q)/2—h第14〜15项：第14项平均变形抗力k=1.15Q；s第15项考虑张力影响k'=1.15c-Q。s第16〜18项：第16项轧前长度L1轧前长度由铸锭或上一道次的轧后长度而定；第17项轧后长度L2轧后长度L，根据体积不变原理有2L=BX日xL求得，其中B1=B2;2hxB2第18项轧制速度V。第19〜20项：第19项轧制时间t=乂;1V第20项辅助时间取t=5s。2第21项：摩擦系数，取f=0.15。第22项：接触弧水平投影L^JRXAh 其中R为工作辊直径，取325mm。第23〜24项：第23项m=2fgL/(—+h)，其中L=pR•Ah；第24项y=4agf來'/(—+h)，其中a二R/9500，第25项m'由m、y,可查表得。第26〜27项：第26项轧辊弹性压扁弧水平投影L=m'x(—+h)/(2xm);第27项参数二5二2xfxL/(—+h)。第28项：压力系耳：=p/k'=0.785+0.25g€冠hfh；第29项：平均单位压力P=n'gK'。第30〜31项：第30项轧件平均宽度为热轧后的宽度B减去切边量。第31项参数接触面积水平投影F=BxL。第32项：轧制力P=PF。第33项：作用角*ZRg\hgx；R。第34〜35项：第34项前张力Q=qgF；hh第35项后张力Q=qgF。HH第36项：轧制力矩M=2xPgg；R込h/1000,KNgm。^Z第37项：轴承中的摩擦系数=0.003。第38项：磨擦力矩忆第39〜41项：第39项电机最大转速“电取1200皿山第41项减速比i为i=2.1；第40项轧辊转速为n=60gV。兀gD第42〜43项：第42项空转力矩M,按经验公式取M=0.06M；00Z第43项静力矩M=M+M+M。ci f0第44〜47项：第44项为各段轧制时间的总力矩，工M2g；C1第45项为间歇时间的空转力矩之和，工M/2g；0n2第46项为轧制时间总和；第47项为间歇时间总和。第48项：等效力矩M=工M2g+工M2t'第48项：等效力矩M=C n o——n乙t+乙t'n n其中：Yt——轧制周期内各段轧制时间的总和s；n工t――轧制周期内各段间隙时间总和s；nM 各段轧制时间对应的总力矩，N・mcM'——各段间隙时间对应的空转总力矩，N・mo第49项：：计算电机功率，按N二1.03M°"KW。其中：M――轧制道次等效力矩，N・m；n 轧辊转数，100r/min；n——由电动机到轧机的传动效率，取0.87。第50项：选择电机功率。5.2.2冷轧工艺校核1咬入条件校核：按AhmaxWD(l-cosB)摩擦系数f取0.08，则tgB=f=0.08 3=4.57°cosB=0.997。Ahmax=D(l-cosB)二650(l-0.997)=1.95mm1060冷轧压下工艺规程表中各道次压下量均少于1.95mm，咬入条件满足。2强度校核：工作辊主传动的4辊轧机，工作辊受扭矩，支撑辊受弯矩，计算工作辊的扭矩、支撑辊的弯矩，按计算结果校核强度。轧辊危险截面受力图见图2-4-2：图5-2：轧辊危险截面受力图

(1)对工作辊：校核工作辊辊头的扭曲应力扭矩P 10388.19kN2M=—(oRAh+df)j扭 2 10388.19kN2(J0.325x0.0007+0.38x0.003)=84.30kNgm扭曲应力…广284.30kNgm0.2x0.253二27.01MPa工作辊的许用扭曲应力为[t]二72MPa>t，满足工作辊强度条件。扭曲应力…广284.30kNgm0.2x0.253二27.01MPa工作辊的许用扭曲应力为[t]二72MPa>t，满足工作辊强度条件。t2)对支撑辊：校核支撑辊辊身的弯曲应力，辊头、辊颈不用校核。1)由轧制力引起：