《二輥軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算-分享》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《二輥軋機(jī)力能參數(shù)計(jì)算-分享(14頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
、軋制壓力計(jì)算
根據(jù)原料尺寸、產(chǎn)品要求及軋制條件,軋制壓力計(jì)算采用斯通公式。詳細(xì)計(jì) 算按如下步驟進(jìn)行。
1、軋制力計(jì)算:
首先要設(shè)定如下參數(shù)作為設(shè)計(jì)計(jì)算原始數(shù)據(jù):
1.1 軋制產(chǎn)品計(jì)算選用SPCC, SPCC常溫狀態(tài)屈服強(qiáng)度 S 200MPa ;
1.2 成品最大帶寬,B=1000mm;
1.3 軋制速度,vMAX 20m/min (鑒于人工喂料),正 常軋制速度12m/min ;
1.4 軋輾直徑Dg ; g
Dg
h
1 cos
h軋制時(shí)的單道次壓下量
b軋制摩擦系數(shù),軋制采
actg b 3.433
; 咬入角,取決于摩擦系數(shù)b;
用煤油作為潤(rùn)滑
2、劑,則 Wb 0.06;
代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 h 1.35
h 1.05
h 1.2
則Dg
則Dg
則Dg
h
1 cos h
1 cos h
1 cos
793.17mm
585mm
705mm
取 Dq 810 ?860mm g
初定軋輾直徑:Dg 860mm g
2、根據(jù)來(lái)料厚度尺寸數(shù)據(jù),選擇最典型的一組進(jìn)行軋制壓力計(jì)算,初步道次 分配見(jiàn)下表:
道次號(hào)
原料厚度:H(mm)
成品厚度:h(mm)
壓力量: h (mm)
壓卜率: %
0
6
0
0%
1
6
4.75
1.25
20.83%
2
4. 75
3.
3、75
1
21.05%
3
3.75
3
0.75
20%
3、軋制壓力計(jì)算
3.1、 第1道次軋制壓力計(jì)算
3.1.1、 咬入條件校核
J— 180 3.2878 ,即滿足咬入條件
■, R
3.1.2、 變形區(qū)長(zhǎng)度l
l .R h 21.7945mm
3.1.3、 平均壓下率一
—0.4 0 0.6 1
0 0 1 20.83%
則,- 0.4 0 0.6 1 12.5%
0.6 經(jīng)第1道次軋制后材料的變形阻力:S1 225.4 33.9 379.7MPa
3.1.4、 求解軋輾彈性壓扁后的接觸弧長(zhǎng)度l
依次求解Y、Z,最后得出接觸弧長(zhǎng)度l
a-
4、求解諾莫圖中Y
Y 2c(k ———1)一 2 hm
- R 3…
C mm / N ;
90900
k 1.15(3——S1) 335MPa 2
0、 1軋制時(shí)的前張力、后張力,人工輔助咬入為無(wú)張力軋制,前后
張力均為零;
H h hm 5.375mm
2
代入以上各項(xiàng)數(shù)據(jù),得 Y=0.0415
b-求解諾莫圖總Z
2
Z —,代入各項(xiàng)數(shù)據(jù),得Z=0.105 hm
n比一
x
I-
C
05
諾莫圖
M 4
一 & 0
-(L25
(i in
u.dD
由以上
a、b兩項(xiàng)根據(jù)諾莫圖求交點(diǎn),得 X=0.34
X hm
22.84m
5、m
3.1.5、 平均單位軋制壓力
一 , * e 1 , *
p k m —— k m m
e
r eX 1 2 71 0.34 1
依次得出,m e—1 271 1 1.187
X 0.34
p k m=395.57MPa
3.1.6、 軋制總壓力P
P B l p 1000 22.84 395.57 903.6t
3.2、 軋制總壓P的確定
依次求解第2、3道次的軋制壓力
按照初步道次分配表計(jì)算出結(jié)果如下:
F2 1380t ; P3 1600t
軋制壓力呈逐步增大,軋制時(shí)難以保證軋件發(fā)生均勻變形,即壓下規(guī)程設(shè)計(jì) 不合理。
經(jīng)過(guò)反復(fù)多次設(shè)定壓下規(guī)程,
6、得如下壓下規(guī)程:
二輾軋機(jī)軋輾輾身強(qiáng)度校核:
Pyx
_ 3 —
0.4 D R
L l 0.5B
原料厚度6mm,成品厚度3mm對(duì)應(yīng)如下軋制規(guī)程:
道次
原料厚度
H(mm)
成品厚度
h(mm)
壓力里
h (mm)
壓卜率: %
單位軋制壓力
p (MPa)
軋制壓力
P (噸)
0
6
0
0%
1
6
4.75
1.25
20.83%
404.9
1025
2
4.75
3.95
0.8
16.84%
609.9
1346
3
3.95
3.55
0.4
10.12%
698.8
1
7、196
4
3.55
3.25
0.3
8.45%
747.4
1143
5
3.25
3
0.25
7.69%
787.4
1130
計(jì)算后確定:軋制壓力P=1400t
D、L、l軋輻直徑、轉(zhuǎn)身長(zhǎng)度、 輻頸長(zhǎng)度,mm;
B 鋼板寬度,mm; Rb軋輻許用彎曲應(yīng)力,12?14kg/mm2;
L Bmax a 1000 (100 ?400),取 L 1300mm ; l (0.83~1.0) d
d 輻頸直徑,d (0.5- 0.55) D,取d 500mm; 取 l 500mm;
代入數(shù)據(jù)得,Pyx 2290t,即軋輾本身能力滿足要求。
以下為其他厚
8、度原料軋制規(guī)程表:
原料厚度2mm,成品厚度1.2mm對(duì)應(yīng)如下軋制規(guī)程:
道次
原料厚度
H(mm)
成品厚度
h(mm)
壓力里
h (mm)
壓卜率: %
單位軋制壓力
p (MPa)
軋制壓力
P (噸)
0
2
0
0%
1
2
1.5
0.5
25%
524.9
913
2
1.5
1.2
0.3
20%
872.8
1347
原料厚度3.5mm,成品厚度2mm對(duì)應(yīng)如下軋制規(guī)程:
道次
原料厚度
H(mm)
成品厚度
h(mm)
壓力里
h (mm)
壓卜率: %
單位軋制壓力
p
9、 (MPa)
軋制壓力
P (噸)
0
3.5
0
0%
1
3.5
2.6
0.9
25.7%
469.2
1046
2
2.6
2.2
0.5
19.23%
697.5
1193
3
2.2
2
0.3
14.28%
783.4
1073
原料厚度2.75mm,成品厚度1.8mm對(duì)應(yīng)如下軋制規(guī)程:
道次
原料厚度
H(mm)
成品厚度
h(mm)
壓力里
h (mm)
壓卜率: %
單位軋制壓力
p (MPa)
軋制壓力
P (噸)
0
2.75
0
0%
1
2.7
10、5
1.8
0.95
34.54%
376.2
824
、廠里計(jì)具
在確定以上軋制壓下規(guī)程后,對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行驗(yàn)算。軋制速度按正常軋制速度計(jì)算, 來(lái)料按最差考慮。
1) 6mm軋至3mm,共5個(gè)道次
忽略軋制寬展,則在不同軋制道次帶材長(zhǎng)度依次為:1000、1270、1520、1700、 1850、2000 mm,則可理論上計(jì)算出完成一塊需要的時(shí)間為成品前長(zhǎng)度除以軋 制速度
t 7350/12000 0.62min , 一天可完成約 480塊,合計(jì)重量約:20噸
即60天可完成1200t加工量;
2) 3.5mm軋至2mm,共3個(gè)道次
忽略軋制寬展,則在不同軋制道次帶材長(zhǎng)
11、度依次為:1000、1350、1590、1750, 則可理論上計(jì)算出完成一塊需要的時(shí)間為成品前長(zhǎng)度除以軋制速度
t 3940/12000 0.35min , 一天可完成約1000塊,合計(jì)重量約:25噸
即168天可完成4200t加工量;
3) 2.75mm軋至1.8mm,共1個(gè)道次
忽略軋制寬展,則在不同軋制道次帶材長(zhǎng)度依次為: 1000、1528,則可理論上
計(jì)算出完成一塊需要的時(shí)間為成品前長(zhǎng)度除以軋制速度
t 1000/12000 0.08min , 一天可完成6000塊,合計(jì)重量約:115噸
即26天可完成3000t加工量;
4) 2mm軋至1.2mm,共2個(gè)道次
忽略
12、軋制寬展,則在不同軋制道次帶材長(zhǎng)度依次為: 1000、1333、1667,則可
理論上計(jì)算出完成一塊需要的時(shí)間為成品前長(zhǎng)度除以軋制速度
t 2333/12000 0.2min , 一天可完成2400塊,合計(jì)重量約:34噸
即60天可完成2040t加工量;
則,理論上完成年產(chǎn)10440t需要314天,其中已經(jīng)考慮人工喂料無(wú)法全速軋
制,年總工作時(shí)間320天可以滿足要求。
即,壓下規(guī)程合理。
通過(guò)以上計(jì)算,確定以下參數(shù):
軋制力: 1400t
軋輾參數(shù): 6860/6800X 1300 mm
軋制速度: 20m/min (max)
軋輾轉(zhuǎn)速: 7.4rpm
三、軋制力矩計(jì)算
13、
驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輾的力矩Mk為軋制力矩Mz和軋輾軸承處摩擦力矩 Mn之和
A ' J
I4;
-‘書(shū)廣
I \ V I
T汴一十
、 I
即 M k = M z+M f1 =P(a 1)
a Dsin 取 0.4 2
d
1 2
d 軋輻軸頸直徑, d (0.5~ 0.55)D,取d 500mm;
-軋輻摩擦系數(shù),軋轉(zhuǎn)軸 承選用滾動(dòng)軸承,取 0.004
則兩個(gè)軋輾總傳動(dòng)力矩:Mk 2Mk P(Dsin d)
代入數(shù)據(jù)得 取Mk 300KNm
四、軋機(jī)主電機(jī)計(jì)算
1 .軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)力矩
.. Mz Mfi
M D M f2 M KON M do
14、n
I
-Mf Mkon Mdon I
式中
M d 主電動(dòng)機(jī)力矩;
Mz軋輾上的軋制力矩;
Mf附加摩擦力矩,即當(dāng)軋制時(shí)由于軋制力作用在軋輾軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其
M f1 它轉(zhuǎn)動(dòng)件中的摩擦而產(chǎn)生的附加力矩, m f —— m f2 ;
I
Mkon空轉(zhuǎn)力矩,即軋機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí),由于各轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量所產(chǎn)生的摩擦力矩及
其他阻力矩;
Mdon動(dòng)力矩,軋輾運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻時(shí),各部件由于有加速或減速所引起的
慣性力所產(chǎn)生的力矩;
I電動(dòng)機(jī)和軋輾之間的傳動(dòng)比
1.1 軋制力矩
軋制力矩Mz P D sin
1.2 附加摩擦力矩
附加摩擦力矩包括兩部分,一部分為軋輾軸承處產(chǎn)生的附加
15、摩擦力矩 M門(mén);
一部分為給轉(zhuǎn)動(dòng)件推算到主電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 M f2 ;其中M f1與軋制
力矩共同組成軋輾傳動(dòng)力矩 Mk;
Mf2
11%
則 M D : — M KON M don
? 1
式中1主電動(dòng)機(jī)到軋輾之間的傳動(dòng)效率,其中不包括空轉(zhuǎn)力矩 Mkon的損失,單
極齒輪傳動(dòng)時(shí)i 0.96?0.98 ,皮帶傳動(dòng)時(shí)i 0.85 ~ 0.90
1.3空轉(zhuǎn)力矩
空轉(zhuǎn)力矩由各轉(zhuǎn)動(dòng)零件的重量產(chǎn)生的摩擦損失,計(jì)算時(shí)主要考慮軋輾摩擦損 失和萬(wàn)向接軸摩擦損失。按下式確定
Mkon
Gn ndn
2in
Mkon
Gn某一轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量;
n某一轉(zhuǎn)動(dòng)件
16、的摩擦系數(shù);
dn某一轉(zhuǎn)動(dòng)件的軸頸直徑;
i n某一轉(zhuǎn)動(dòng)件到電動(dòng)機(jī)之 間的傳動(dòng)比
1.3.1軋輾摩擦損失
2i
95
—Nm i
1.3.2萬(wàn)向接軸摩擦損失
選SWC620,接軸外徑以500mm計(jì),則參考JB/T8821-1998計(jì)算萬(wàn)向接軸長(zhǎng)
度如下:
L=1500+325X 2+400X 2=2950mm
初算接軸重量:G=4550Kg
G d 45.5 M
則 Nm
2i i
1.4.動(dòng)力矩
dw
Mdon J - dt
GD2 dw
4 dt
17、
式中 GD2各轉(zhuǎn)動(dòng)件推算到電動(dòng)機(jī) 軸上的飛輪力矩;
吧電動(dòng)機(jī)的角加速度,由電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和操作情況而定; dt
跟軋制力矩相比,空轉(zhuǎn)力矩和動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的損耗微不足道,可以忽略不計(jì),則有
下式:
2.電機(jī)功率計(jì)算
Nd Mer
ner M max
30 k
i n軋輻,r / min ;
ner電機(jī)轉(zhuǎn)速,ner
M max最大轉(zhuǎn)矩,即
Mmax Md
K電機(jī)過(guò)載系數(shù),可逆運(yùn) 轉(zhuǎn)電機(jī)
K 2.5?3,不可逆電機(jī) K 1.5?2
18、,帶有飛輪
電機(jī)K 4?6 ;
主減速箱最大輸出轉(zhuǎn)矩 300KN.m,初選傳動(dòng)比i=80,則減速箱輸入轉(zhuǎn)矩
=3.75KN.m
長(zhǎng)期過(guò)載按1.15倍考慮,初選主電機(jī):YZP2 355L-10
電機(jī)額定功率:P=200kw
電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩:T=3185Nm
電機(jī)額定轉(zhuǎn)速:n=592r/min
則,反算轉(zhuǎn)速 n=592/80=7.4r/min
故,電機(jī)選型滿足要求。
軋制扭矩:300 KN.m (max)
五、壓下APCS計(jì)計(jì)算
P P O
F -S - R2 =700t 2 2
P油壓壓力
R APC缸壓力面積
若 P 20MPa , R=333.86mm
若 P
19、 25MPa, R=298mm
若 P 30MPa , R=272.5mm
選APC缸缸徑D=670mm,外徑900mm,高度按600mm
則,重量約5.5t
六、機(jī)架強(qiáng)度分析及設(shè)備重量估算
機(jī)架主要結(jié)構(gòu)參數(shù)
按經(jīng)驗(yàn)公式:斷面積 F F d2 (1.2~1.6) 3000 ~ 4000cm2
式中d為軋輾軸承處的直徑,取 F=48X65=3120cm2
在1400t軋制力作用下,受力狀況如下圖所示:
最大應(yīng)力值:Von-Mises=148.7受力情況滿足軋制壓力要求;
單片機(jī)架剛度為:K 1600KN / mm,即強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求
根據(jù)前面確定的軋輾直徑及軋制壓力開(kāi)展軋機(jī)主體方案設(shè)計(jì)(壓下型式采用: 液壓APC),完成各主要組件方案圖。完成設(shè)備重量估算如下:
軋輾裝配軸承中心距:2220mm
機(jī)架裝配:76t(機(jī)架:60t;上橫梁:8.5t;軌座:4t;接軸抱緊:8.5t)
機(jī)前工作輾道:1t
軋輾裝配:39t (單根軋輾重量:9.5t)
壓下 APC: 5.5t
換輾裝置(液壓推拉式):7t
主傳動(dòng)裝置 19t