冷轧轧制规程设计.doc

课程设计说明书设计题目：冷轧0.8*1000 mm轧制规程设计学院、系： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 年 月 日 冷轧0.81000 mm轧制规程设计一、冷轧产品及用途冷轧产品主要有超低碳、超深冲IF钢系列、链条用钢系列、低碳低硅冷板系列、搪瓷钢系列、自行车用钢系列、烘烤硬化钢系列、含磷钢系列、客车车厢用钢板系列、家用电器钢板系列、低合金钢系列等。产品主要用于建筑、桥梁、机车车辆、汽车、压力容器、锅炉、电器等。二、 冷轧薄板生产工艺流程连续镀锡原料（热轧板卷）酸洗冷轧电解清洗退火平整退火平整脱碳退火成品退火横剪纵剪检查重卷横剪镀锡板普通深冲板拉伸热平整电工硅钢板连续镀锌瓦垄机组横剪涂层机镀锌板涂层板酸洗热轧带钢淬火、碱、酸洗检查、清洗淬火、碱、酸洗平整剪切矫直抛光不锈钢板三、 规格根据鞍钢冷轧一号线1700连轧机组进行设计。1、 采用四辊轧机五机架连轧（1）工作辊直径：（520600）mm ，选600 mm ；（2）支承辊直径：（14001526）mm ,选1500 mm 。2、 成品尺寸：0.8*1000 mm3、 原料规格：（1）选取钢种：；（2）根据经验资料，选取原料尺寸为2.8*1000 mm 的热轧板卷。四、 轧制规程制定1、 压下规程的制定根据经验采用分配压下系数表1，令轧制中的总压下量为h，则各道的压下量为： 式中：bi压下分配系数。 各种冷连轧机压下分配系数机架数道次（机架）号1234520.70.330.50.30.240.40.30.20.150.30.250.250.150.05根据表中的计算出各道次压下量为：在确定各架压下分配系数，亦确定各架压下量或轧后厚度的同时，还需根据经验分析选定各机架之间的单位张力。参考经验数据，初步制定压下量及前、后张力如表2所示：表2 产品压下量及前、后张力道次前张力后张力12.802.200.60705022.201.700.50807031.701.200.50908041.200.900.301009050.900.800.10501002、 计算轧制力各机架摩擦系数的选取：因第一道次要保证顺利咬入，不喷油，故取0.08，以后喷乳化液，取值0.06。本设计采用M.D.Stone公式计算平均单位压力： 上式中：；考虑轧辊弹性压扁的变形区长度；平面变形抗力，；前后张力平均值，()计算步骤如下：(1)确定变形抗力由于在变形区内各断面处变形程度不等，因此，通常根据加工硬化曲线取本道次平均总压下率所对应的变形抗力值。平均总压下率按下式计算： = 式中： 本道次轧前的预变形量； 本道次轧后的总变形量；冷轧前轧件的厚度；本道次轧前轧件的厚度； 本道次轧后轧件的厚度。根据Q215典型产品的含碳量，由加工硬化曲线查出对应于的值，然后计算平面变形抗力：。由求出平均单位张 力，则可得到 的值。(2)求的值的值根据轧辊压扁时平均单位压力图解（斯通图解法）得到。先根据具体轧制条件计算出参数和的值： 式中：摩擦系数； 接触弧长，工ZX作辊半径。 式中：泊松比，取0.25；E弹性模量，取E=210GPa，代入计算得：然后在斯通图解中尺和尺上分别找出对应其值的两点，连成一条直线，此直线与S形曲线的交点即为的值。根据值查表便可得的值。(3)求平均单位压力及总压力将的值和的值代入即可算出平均单位压力。总压力为： 式中：由 计算得到； 轧件宽度，对各道次依次按上述步骤进行计算，计算结果如表3所示。表3 各道次计算结果道次/%/%/%/MPa/MPa/MPa/mm/mm1021.41339060388.513.422.5221.4393251075511.512.251.95339575062585633.812.251.45457686472595738.89.491.05568717077075810.55.480.85道次/mm/MPa/KN10.430.180.0850.481.28415498.837482.4520.380.140.110.451.26314.6646.029431.8930.510.260.170.651.40915.7893.0214020.4140.540.290.290.811.54114.21138.4916166.5650.390.150.390.781.51711.11229.5313647.783、轧辊转速的确定根据经验值，轧件由末架轧机轧制完成后的出口速度一般为1925,选取末架轧机轧件的出口速度为22，根据秒流量体积条件：求出轧件在各架轧机的出口速度。利用前滑值计算轧辊的转速：计算步骤如下：（1）先计算出咬入角：（2）利用咬入角计算出中性角：（3）通过中性角求出前滑值：（4）计算轧辊线速度：（5）计算轧辊转速：对各道次依次按上述步骤进行计算，计算结果如表4所示：表4 各机架计算结果机架号12.5630.0160.0357.737.73246.222.3390.0130.0310.3510.05320.132.3390.0130.04214.6714.08448.441.8120.0120.04819.5618.66549.351.0460.0080.0242221.48684.1表5 压下规程道次 轧速前张力后张力12.802.200.6021.47.737050498.837482.4522.201.700.5022.710.058070646.029431.8931.701.200.5029.414.089080893.0214020.4141.200.900.302518.66100901138.4916166.5650.900.800.1011.121.48501001229.5313647.78五、 设备校核1、 轧辊各部分尺寸确定轧辊直接承受轧制力和转动轧辊的传动力矩，属于消耗性零件，就轧机整体而言，轧辊安全系数最小，轧辊强度往往决定整个轧机负荷能力，因此，要对轧辊进行校核。轧辊材质为合金锻钢，许用应力=200MPa，许用接触应力=2400MPa；许用接触剪应力=730MPa。轧辊各部分尺寸分别为：工作辊：辊身直径=600mm，辊身长度=1600mm，；支撑辊：辊身直径=1500mm，辊身长度=1600mm 。据此确定轧辊其它参数已备校核。工作辊辊颈直径：；工作辊辊颈长度：；工作辊压下螺丝间的中心距：；支撑辊辊颈直径：；支撑辊辊颈长度：；支撑辊压下螺丝间的中心距：。辊头均采用扁头万向接轴辊头，其主要尺寸如下：轧件宽度。 表6 五机架连轧机各机架校核所需数据机架号轧制压力P/KN转速n/电机功率/KW张力差/MPa17482.45246.2140002029431.89320.11550010314020.41448.41550010416166.56594.31550010513647.78684.11400050由上表可看出，第四架轧机的总压力最大，所以以第四架轧机为例进行校核：四辊轧机支撑辊与工作辊承受的弯矩之比等于直径比的四次方，其弯曲力的分配也和弯矩一样，即而，得到 2、 支撑辊强度校核图1 支撑辊弯矩图(1)辊身中央处承受最大弯矩：辊身中央处产生的最大弯曲应力为：所以，支撑辊辊身满足强度要求。(2)辊颈的危险断面在辊颈与辊身接触处，该处弯矩为：则该危险断面出的弯曲应力为：所以，支撑辊辊颈强度满足要求。3、工作辊强度校核图2 工作辊弯矩图(1)工作辊辊身中央处承受的垂直弯矩为：水平带张力差作用在辊身中央产生的水平弯矩为：辊身中央处的合成弯矩为：则工作辊辊身中央处的最大弯曲应力为：所以，工作辊辊身强度满足要求。(2)工作辊辊头强度校核 图3 工作辊辊头图辊头采用扁头万向接轴辊头，工作辊端部用键和万向接头连接，则： 其中：合力的力臂，; 铰链中心1-1断面的距离。工作辊辊头接轴扁头(带切口)强度按梅耶洛维奇经验公式计算：辊头接轴叉头的最大应力按下式计算： 其中：所以辊头强度满足要求。(3)支撑辊与工作辊接触应力校核工作辊与支撑辊材料相同，所以接触表面单位长度上的负荷： 接触应力： 所以，轧辊满足强度要求。根据以上结果，轧辊各部分均满足强度要求。4、电机功率校核以第四架为例进行校核：(1)轧制力矩 其中：力臂系数，取0.3； 轧制压力； 接触弧长度，。(2)摩擦力矩 其中：工作辊辊颈直径： 轧辊轴承中摩擦系数，取0.05； 粘性系数，取0.97； 传动比，其值为1.7856。 (3)空转力矩式中：电机额定转矩，所以传动轧辊电动机轴上所需的力矩为