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算。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。第3～5项：第6项：轧前宽度由铸锭或上一道次的轧后宽度而定。第7～9项：先由。上式中，c取0.45，R为轧辊半径，在这里取375mm；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L2，根据体积不变原理有求得第12项：轧制时间，V为轧制速度，轧制速度取1500—3000mm/s第13项：辅助时间，取为5s。第14项：总时间，其中表示辅助时间。第15项：咬入角，其中R表示轧辊直径，取375mm。第16～25项：温降式中：k—金属的散热系数，J/kg·℃，对铝及其合金取20900；Fp—该道次之平均散热面积，m2；t—该道次轧制时间与间隙时间之和，s；C—轧件之比热，J/kg℃；G—轧件重量，kg。其中轧后温度T2=T1-T℃，平均温度。第26～27项：26项的咬入弧水平投影长度；其中R＝375mm。27项的接触面积水平投影。第28～29项：第28项的特定条件下的查得为27MPa。第29项的平均金属的变形速度为第30～32项：第30项变形程度影响系数可由表查得；第31项变形温度影响系数可由表查得；第32项变形速度影响系数可由表查得。第33～34项：33项实际变形抗力：34项平均变形抗力：第35项：压力系数第36项：平均单位压力第37项：总轧制力第38项：轧制力矩第39项：轴承中的摩擦系数取0.003。第40～42项：第40项电机的最大转速取120r/min。第42项减速比i为 ；第41项轧辊转速为。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项摩擦力矩其中：P为轴承的负荷，等于轧制压力和弯辊力之和；轧辊轴承的摩擦系数，即第39项取0.003;为工作辊和支撑辊直径之比；D工作辊辊径直径。第48项总的摩擦力矩其中：即第47项；i为减速比即第42项；η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 ；第50项静力矩。第51～54项：第51项为各段轧制时间的总力矩，；第52项为间歇时间的空转力矩之和，；第53项为轧制时间总和；第54项为间歇时间总和。第55项：等效力矩，其中：——轧制周期内各段轧制时间的总和S；——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项：:计算电机功率，按。其中：——轧制道次等效力矩，N·m；n——轧辊最大转数；η——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1热轧咬入条件校核自然咬入条件应满足Δhmax≤D(1-cosβ)摩擦系数f，根据用乳液润滑的条件，查表3-4得f=0.40tanβ=f=0.40则β=22°cosβ=0.927Δhmax≤D(1-cosβ)=750(1-0.91)=55由热轧工艺表可知，各道次压下量均小于55mm2热轧时的温降计算温降按式计算，其中K=20900J/Kg℃,将计算结果列入7A04热轧工艺规程表中，终轧温度为253.49℃，符合工艺要求。3轧制压力计算及轧辊强度校核平均单位压力的计算结果见7A04热轧工艺规程表。支持辊最大允许压力；工作辊最大允许压力；=207668kN工作辊辊头的最大允许压力=34112kN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:图5-1:轧辊危险截面受力图辊身Ⅰ-Ⅰ截面合成弯矩：式中a＝L＋l所以弯曲应力：；取轧辊的抗拉强度为1000Mpa，安全系数为5，则许用应力[σ]＝200MPa,所以满足辊身强度条件。辊颈Ⅱ-Ⅱ截面弯矩：；弯曲应力：；扭矩：扭曲应力：；合成应力:按摩尔理论计算，所以满足辊颈强度条件。辊头Ⅲ-Ⅲ：扭矩应力;轧辊的许用扭曲应力为[τ]＝72MPa>τj，所以满足辊头强度条件。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由7A04热轧工艺规程计算表可知电机的计算功率选取电机功率N=2×3200Kw。校核电机的温升条件：；，所以满足温升条件。校核电机的过载条件：取k=2.5,；,所以满足过载条件。电动机在允许最大力矩k·MH下工作时，其允许持续时间应在15s内，否则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，绝对压下量第4项，道次加工率第5项，道次前总加工率第6项，道次后总加工率第7项，道次平均加工率第8～10项：第8项轧前金属屈服极限σSH可查表得；第9项轧后金属屈服极限σSh可查表得；第10项，。第11～13项：道次前张力qH=(5.67-0.6h)×10道次后张力qh=(4.30-0.5H)×10平均张力第14～15项：第14项平均变形抗力；第15项考虑张力影响。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L2，根据体积不变原理有求得，其中B1=B2;第18项轧制速度V。第19～20项：第19项轧制时间;第20项辅助时间取＝5s。第21项：摩擦系数，取f=0.15。第22项：接触弧水平投影其中R为工作辊直径，取325mm。第23～24项：第23项，其中；第24项，其中，第25项由m、y,可查表得。第26～27项：第26项轧辊弹性压扁弧水平投影;第27项参数=。第28项：压力系；第29项：平均单位压力。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。第32项：轧制力。第33项：作用角。第34～35项：第34项前张力；第35项后张力。第36项：轧制力矩，。第37项：轴承中的摩擦系数 ＝0.003。第38项：磨擦力矩。第39～41项：第39项电机最大转速取1200r/min；第41项减速比i为；第40项轧辊转速为。第42～43项：第42项空转力矩M0，按经验公式取M0=0.06MZ；第43项静力矩。第44～47项：第44项为各段轧制时间的总力矩，；第45项为间歇时间的空转力矩之和， ；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；其中：——轧制周期内各段轧制时间的总和S；——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49项：:计算电机功率，按。其中：——轧制道次等效力矩，N·m；n——轧辊转数，100r/min；η——由电动机到轧机的传动效率，取0.87。第50项：选择电机功率。5.2.21咬入条件校核：按Δhmax≤D(1-cosβ)摩擦系数f取0.08，则tgβ=f=0.08β=4.57°cosβ=0.997。Δhmax=D(1-cosβ)=650(1-0.997)=1.951060冷轧压下工艺规程表中各道次压下量均少于1.95mm，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对工作辊：校核工作辊辊头的扭曲应力：扭矩扭曲应力：；工作辊的许用扭曲应力为，满足工作辊强度条件。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：式中a＝L＋l所以；2）合成弯矩