900四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析.doc

1200四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析学 院：机械工程学院班 级：09级轧钢2班组 员：岳猛超 付振冲 张 刚 廉 慧祁福亮指导教师：许秀梅 王健燕山大学专业综合训练（论文）任务书院（系）： 机械工程学院 基层教学单位：冶金系 小组成员 廉慧、祁福亮、张刚、付振冲、岳猛超设计题目1200四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析设计技术参数1、原料： 2.5-4.2mm×1050mm；产品：0.6—0.9×1050；材质：Q235、Q195、08F、352、轧制速度v=8m/s;3、开卷机最大张力6吨，卷取机最大张力35吨设计要求1、制定轧制规程：计算道次压下量，压下率，轧制力，轧制力矩；2、根据要求画机架三维图，并对机架进行有限元分析；3、给出机架的工程图工作量1、完成工程图至少1张；2、完成设计计算说明书包括有限元分析报告；3、查阅文献5篇以上工作计划1、2012.11.26 准备参考资料；2、2012.11.27～12.10 计算；画草图；3、2012.12.10 中期检查；4、2012.12.10～2012.12.19 画三维图，出工程图，分析，写说明书；5、2012.12.20～2012.12.21 考核答辩；参考资料1、王海文主编 《轧钢机械设计》 机械工业出版社 1986.62、王廷溥主编 《金属塑性加工学》 冶金工业出版社 1988.53、《机械设计手册》 机械工业出版社 2002.4、曹鸿德 主编《塑性变形力学基础与轧制原理》 机械工业出版社5、刘相华等著《轧制参数计算模型及其应用》 化学工业出版社 2007指导教师许秀梅 王健基层教学单位主任（签字）一、 原料及设计技术参数1.1、原料：08F 来料尺寸4.2mm×1050mm 成品尺寸0.6mm×1050mmQ235 来料尺寸4.2mm×1050mm 成品尺寸0.6mm×1050mmQ195 来料尺寸3.5mm×1050mm 成品尺寸0.65mm×1050mm1.2、成品出口速度v=8m/s。

1.3、开卷机最大张力6吨，卷取机最大张力35吨二、 轧辊尺寸的预设定设计课题为“1200四辊可逆冷轧机压下规程设计及机架设计与分析”，则工作辊的辊身长度 L=1200mm，辊身长度确定后即可根据经验比例值法确定轧辊直径，冷轧板带轧机常用比值为；常用比值为；常用比值为；对于支撑辊传动的四辊轧机，一般取其中L为辊身长度，为工作辊直径，为支承辊直径取 L/=2.5，L=1200mm , =480mm , =1440mm三、 压下规程制定3.1、压下规程制定的原则及要求压下规程设计的主要任务是确定由一定来料厚度的板坯经过几个道次后轧制成为用户所需求的，满足用户要求的板带产品在此过程中确定所需采用的轧制方法，轧制道次及每个道次压下量的大小，在操作上就是要确定各道次辊缝的位置和转速因此，还要涉及到各道次的轧制速度，轧制温度，前后张力及道次压下量的合理分配在此过程中，主要考虑设备能力和产品质量，设备能力主要包括咬入条件，轧辊强度和电机功率三个要素，而产品质量主要包括几何精度和力学性能压下规程制定的原则：在考虑轧件塑性条件并保证产品质量的前提下，充分发挥轧机的设备生产能力，达到优质高产。

对于单机架可逆式冷轧机，第一道次应考虑到来料尺寸误差，预留一定的轧制能力，末道次考虑板型和表面质量，应给与较小的压下量，其余道次可采用等功率原则分配压下量3.2、压下规程预设定ε==ε：压下率：累计压下率：原料原始厚度 mm：轧前厚度 mm：轧后厚度 mm: 绝对压下量 mm ：咬入角，rad:轧辊半径，mm初步制定压下规程：表一 08F轧制道次n1234567轧前厚度(mm)轧后厚度(mm)压下量(mm)压下率ε累计压下率咬入角/rad表二 Q235轧制道次n1234567轧前厚度(mm)轧后厚度(mm)压下量(mm)压下率ε累计压下率咬入角/rad表三 Q195轧制道次n1234567轧前厚度(mm)轧后厚度(mm)压下量(mm)压下率ε累计压下率咬入角/rad四、 轧制力能参数计算4.1、 变形抗力计算物体有保持其原有形状而抵抗变形的能力，度量物体的这种抵抗变形能力的力学指标，我们定义为塑形变形抗力变形抗力计算公式如下：08F Q235 Q195 其中为累计压下率计算得各种轧件轧制时各道次的变形抗力如下（单位Mpa）道次123456708FQ235Q1954.2、前后张力计算本次设计的轧机采用张力轧制，其开卷机最大张力6吨，卷取机最大张力35吨。

根据经验取其前后张力:轧件厚度，mm：轧件宽度计算时，根据前张力计算，然后取计算结果如下08F轧制道次n1234567/Mpa/KN/Mpa/KNQ235轧制道次n1234567/Mpa/KN/Mpa/KNQ195轧制道次n1234567/Mpa/KN/Mpa/KN4.3、轧制力计算斯通在研究冷轧薄板的平均单位压力计算问题时，考虑到轧辊直径与板厚之比甚大以及由于冷轧时轧制压力较大，轧辊发生显著的弹性压扁现象，近似的将薄板的冷轧过程看作为平行平板的压缩如图，并假设接触表面上的摩擦力符合干摩擦定律变形区中单元体应力图平均单位压力为： 式中：：轧前厚度 mm：轧后厚度 mm——考虑轧辊弹性压扁后的接触弧长度；——轧件与轧辊间的摩擦系数，主要根据轧制条件确定（）；根据希奇可克公式： 式中， R——轧辊半径；E——轧辊弹性模数，E=202GPa；——泊松比，对于钢轧辊=0.3；将代入公式，经整理后得：将代入计算公式，再求出；又将代入公式求出；再将代入计算公式，再求出；又将代入公式求出，如是循环，当时，计算结束由于计算过程较复杂，故我们用EXCEL中的VB编辑器进行计算，其程序框图如下开始输入 否输出，结束是总轧制力 计算结果如下08F轧制道次n1234567/mm/Mpa/KNQ235轧制道次n1234567/mm/Mpa/KNQ195轧制道次n1234567/mm/Mpa/KN4.3、轧制力矩计算传动支承辊的轧辊受力如图为了计算窗洞支承辊所需的力矩，首先分析工作辊上力的平衡，由于工作辊是不传动的，因而支承辊反力方向使工作辊上作用力所产生的力矩和为零，即力臂与驱动方式无关，仍是当时，;当时，；当时，。

其中 冷轧时，取为咬入角工作辊轴承处作用力F可以从工作辊在水平方向力的平衡求得当时，；当时，；当时，支承辊与工作辊间反力R的大小可以从工作辊在垂直方向力的平衡求得于是得：当时， 当时， 当时，可求得力臂系数c的大小为整理得当时，取负号，相应的；当时，取正号，相应的求得角后，则反力R对支承辊的力臂为传动一个支承辊的力矩为传动两个支承辊的总力矩为计算结果如下各道次的轧制力矩（N.m）轧制道次123456708FQ235Q1954.4、轧制功率计算轧制过程中轧制功率等于支承辊角速度与作用于支承辊的轧制力矩的乘积因此计算轧制功率应先计算出支承辊的角速度1）轧件前滑系数计算如下式中 ：轧件厚度，mm ：工作辊半径，mm ：绝对压下量，mm ：轧辊与轧件间的摩擦系数 ：前后张力，KN ：轧制力，KN2）工作辊圆周速度式中：轧件出口速度，m/s：轧件前滑系数3）支承辊角速度工作辊与支承辊圆周线速度相等，则支承辊角速度为支承辊半径，m4）轧制功率计算传动一个支承辊的功率为传动两个支承辊的总哦那个绿为计算结果如下各道次的轧制功率（KW）轧制道次123456708FQ235Q195五、 压下规程修订分析轧制力,轧制力矩和轧制功率的计算结果可知初始分配轧制力不合理。

压下规程制定的原则：在考虑轧件塑性条件并保证产品质量的前提下，充分发挥轧机的设备生产能力，达到优质高产对于单机架可逆式冷轧机，第一道次应考虑到来料尺寸误差，预留一定的轧制能力，末道次考虑板型和表面质量，应给与较小的压下量，。