四辊轧机的计算

四辊轧机计算部分 1 1 轧辊尺寸确定 1 工作辊身长度 L 应大于所轧钢板的最大宽度 max b max 1780Lb 取 200 则工作辊身长度 L 1980 max b 支撑辊身 1780mm 2 对于四辊轧机 为减少轧制力 应尽量使工作辊直径小一些 但工作辊 的最小直径受着轴颈和轴头扭转强度和咬入条件的限制 工作辊直径 D1和支承 辊直径 D2参考轧机文献 1 表 3 2 四辊轧机的 L D1 L D2 及 D2 D1 应满足 如下关系式 2 121 3 2 1 6 2 0 D LL DDD 则得出 1 612 D 根据轧辊强度及允许的咬入角 或压下量与辊径之比 和轧辊的强度要 求来确定 应满足下式 D1 h 1 cos 式中 D1工作辊直径 h 压下量 咬入角 由文献可知 四辊可逆轧机的最大咬入角 15 20 取 20 得到 D1 595 2mm 为安全取取整数 工作辊直径 620mm 支撑辊直径 1240mm 3 轧辊辊颈尺寸 d 和 l 的确定 轴颈直径 d 和长度 l 与轧辊轴承形式及工作载荷有关 工作辊轴径 11 0 4250dDmm 工作辊轴径长度 11 0 5310 d LDmm 支承辊轴径 取整 500mm 22 0 4496dD 支撑辊轴径长度 22 0 5620 d LDmm 1 2 轧辊材料 工作辊选择材料为 球墨铸铁 支承辊选择材料为 9CrMo 1 3 轧制力的初步计算 轧制力的理论计算根据塑性力学理论分析变形区内应力状态与变形规律 首先确定接触上单位压力分布规律及大小 求出接触弧上的平均单位压力 Pm后 按下式计算 m PP F 式中 Pm为平均单位压力 F 为轧件与轧辊接触面积在水平方向的投影 01 2 bb Fl 式中 b0 b1 为轧制前后轧件的宽度 l 为轧件与轧辊接触弧的水平投影 当两个轧辊直径相同而在不考虑轧辊弹性压扁情况下 接触弧长度的水平 投影 l 为 22 BCABACl 由 ABC 和 ABD AB BD BC AB 而 BD 2R hhhBC 2 1 2 1 10 则 hl 4 1 2 R hRhhRl 所以取 如果忽略二次项 l 近似为 2 4 1 h mmhRl91 335230 2 01 1780 1780 33 9160359 8 22 bb Flmm 1 3 轧制力矩计算 传动轧辊所需力矩为轧制力矩 MZ 由工作辊带动支承辊的力矩 MR与工作辊 轴承中摩擦力矩 Mf1三部分之和 即 1fRzk MMMM 求轧制力矩 MZ aPMz 式中 P 为轧制力 A 为轧制力臂 其大小 a L 2 L 为接触弧长度 求工作辊传动支承辊的力矩 MR MR R c R cos sPco 式中 F 工作辊轴承处反力 F Rsin 工作辊处轴承摩擦圆半径 1 1 2 1 d 工作辊辊颈直径 440mm 1 d 1 d 轧辊轴承摩擦系数 由文献可知 0 004 1 4 轧机主电动机力矩与电动机功率计算 根据文献 3 可知电机功率 N 9550 1 nMK 式中 MK 轧辊驱动力矩 n1 电机转速 r min 传动效率 0 89 22 轴万轴 22 98 0 96 0 98 0 1 1 60 D v n 式中 v 轧制速度 D1 工作辊直径 通过上式可以计算出电机所需提供的功率大小 1 5 支撑辊轴承的选型 基于本轧机的要求轧制力大 轴向力较小 故选用四列圆柱滚子轴承 根 据支撑辊轴颈 d 500mm 选取四列滚子圆柱轴承的型号为 500RF30 型 其基本 参数如下表 基本尺寸mm 安装尺寸mm 其他尺寸mm dDT maxa d mina D 1 a 1 b 2 b min r min1 r 500720675719721151424 532 5 计算系数基本额定载荷 kN 极限转速 1 min r重量 kg 轴承代号 e 1 Y 2 Y D YCrCor脂油 W 0 371 72 32 11760420056070075 1500RF30型 由于轧制时支承辊几乎承受全部弯曲应力 计算时 通常按承受全部轧制 力的情况考虑 所以要对支承辊上的轴承进行校核 根据支承辊直径选取内圈无挡边的四列圆柱滚子轴承 内径 d 500mm 外 径 D 720mm 由文献查得该轴承的额定动载荷 转速KNC 7 103 1 min 60rn 轴承寿命计算 由文献 13 5 可知 60 106 P