003-五辊直头机力能参数计算程序
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辊压机主要参数确定第三节辊压机主要参数确定一、辊径D和辊宽B及最小辊隙S min的确定目前,在设计和使用上辊径有两种方案:一为大辊径;另一为小辊径。
辊径 D 有如下简化计算式D=Kd max(9-1)式中K ———系数,由统计数据而得,K=10-24 ;d max———喂料最大粒度,mm。
采用大辊径有如下优点:(1)大块物料容易咬入,向上反弹情况少。
(2)由点载荷、线载荷、径向挤压三者所组成的压力区高度较大,物料受压过程较长。
(3)辊子直径大,惯性大,运转平稳。
(4)辊径大,则轴承大,轴承及机架受力情况较好,且有足够空间便于轴承的安装与维修。
(5)辊面寿命相对延长。
但辊径大,则重量和体积较大,整机重量比小辊径方案重15%左右。
辊宽 B 的设计也有两种方案:一为宽辊;另一为窄辊。
辊宽B可用下式计算B=K B D (9-2)式中K B———辊宽系数,K B0.2-1.2;D ———辊径,mm 。
宽辊相应的辊径要小,窄辊相应的辊径要大。
宽辊具有边缘效应小、重量轻、体积小等优点。
但对喂料程度的反应较敏感,出料粒度组成及运转平稳性略差。
辊压机两辊之间的间隙称为辊隙,在两辊中心连线上的辊隙,称为最小辊隙,用S min表示。
根据辊压机的具体工作情况和物料性质的不同,在生产调试时,调整到比较合适的尺寸。
在喂料情况变化时,更应及时调整。
在设计时,最小辊隙S min可按下式确定S min=K s D(9-3)式中K s———最小辊隙系数,因物料不同而异,水泥熟料取K s=0.016-0.024,水泥原料取K s=0.020-0.030;D ———挤压辊外直径,mm。
二、工作压力水泥工业用辊压机,对于石灰石和水泥熟料,平均单位压力控制在140-180MPa 之间比较经济,设计最大工作压力宜取200MPa 。
这个压力值又直接控制着辊子的工作间隙和物料受压过程的压实度。
为了更精确地表示辊压机的压力,用辊子的单位长度粉磨力(即线压力)F m(kN/cm)来表示,一般为80-100kN/cm。
摘要矫直机是对金属棒材、管材、线材等进行矫直的设备。
轧制出的钢材常出现弧形弯曲、纵向和横向弯曲、瓢曲等缺陷,为此轧后钢材必须经过矫正。
本设计方案以太重集团生产的几种矫直机为参照,结合本案设计要求,设计了九辊矫直机。
本方案以弹塑性弯曲变形理论为设计依据。
主要包括以下内容:矫直机类型,矫直原理,矫直机结构的确定,矫直机基本力能参数计算、力能参数计算、电动机功率计算、工作辊和支撑辊的结构设计与校核、压下机构的设计计算及校核。
关键词:矫直机;工作辊;支承辊;压下机构AbstractStraightening machine is a equipment, which straighten metal bar, pipe workpiece, wire and so on. After rolling, there are arch bending, vertical and horizontal bending, protuberance in steel strip. So it must be straightened. I consulted straightening machine of Tai Zhong Group, combining with the design requirements of the program, then designed the nine roller straightening machine. The project is based on the theory of elasto-plastic bending. It includes the following: the type of straightening machine, the theory of straightening machine and the structure of straightening machine, the calculation of straightening machine’s basic parameters, the structural design and the checking of the work roll and backup roll, the structural design and checking of screwdownKey words: Straightening machine; work roll; backup roll; screwdown 目录摘要IAbstract II目录III一、前言 11.1 课题研究的意义及现状 11.2 论文主要研究内容3二、方案确定 42.1 矫直机类型 42.2 矫直原理 62.3 矫直机结构8三、设计计算173.1 矫直机基本参数的确定173.2 辊式矫直机的力能参数确定19展望35参考文献36致谢37附件1 38附件2 46一、前言1.1 课题研究的意义及现状在板带材的轧制生产中,由于轧件温度不均,变形不均及轧后冷却不均、运输和其他因素的影响,致使轧制出来的产品常出现波浪弯和瓢曲等缺陷。
第25卷第3期2007年5月物理测试P hysics Examination and T estingV ol.25,No.3M ay 2007作者简介:刘志亮(1962 ),男,硕士,副教授; E mail:zhiliangliu@; 修订日期:2006 09 27辊式矫直机矫直功率试验研究刘志亮1, 张文志1, 王英杰2(1.燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004;2上海宝钢技术中心,上海210900)摘 要:在充分考虑矫直机生产工艺特点的基础上,从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,给出了在具体矫直方案下矫直力、矫直功率的计算方法和试验装置及检测方法.关键词:矫直机;功率;计算中国分类号:T G333.3 文献标识码:A 文章编号:1001 0777(2007)03 0012 03Research of Power Experimentation in Roll StraightenerLIU Zhi liang, ZH ANG Wen zhi, WANG Ying jie(1.Co lleg e of M echanical Engineering ,Y anshan U niver sity,Q inhuangdao 066004,H ebei,China;2.T echnique Center,Bao shan Iro n and St eel Co L td,Shang hai,210900,China)Abstract:Based on the bending t heo ry of elastics and plastics,the calculating method for str aig htening for ce and pow er,as w ell as ex per imental dev ice and measure technique w ere presented in t his paper.Beginning w ith the r e sear ch on the mechanism of deformat ion of the str aig htener section ,str ucture principles and design featur es o f t he machine w ere sy stematica lly ex po unded.Key words:straightener;pow er;calculation随着技术的发展,对板材质量要求越来越高,矫直已成为不可缺少的重要工序。
摘要采用连续铸造方法,可以使全连续和自动化操作成为可能,提高了铸坯质量,减少了生产工序,降低生产成本,故在大型的钢铁企业中得到广泛地推广应用。
拉矫机是连铸机中的一个重要设备,完成了连铸过程中拉坯和矫直两项任务。
本文介绍了最新连铸技术的发展趋势以及我国小方坯连铸生产技术的现状和发展情况。
其主要内容包括:拉矫机的技术要求、类型、特点、组成、机构主要性能参数以及主要参数的计算、主要零件的设计校核,同时阐述了拉矫机的制造与维护。
根据其工作环境和拉矫设备的力能参数,对R5250mm矫机进行结构设计,并对减速机构加以设计研究,对主要零部件进行受力分析与强度计算。
关键词:连续铸造拉矫机结构设计强度计算前言 (1)第一章绪论 (2)1.1 国内外连铸机发展的概况 (2)1.1.1国外连铸技术的发展 (2)1.1.2国内连铸技术的发展 (3)1.2 连铸技术的优点 (4)1.3 拉矫机的概述 (4)1.3.1连铸机类型与特点: (4)1.3.2拉矫机组成部分 (5)1.3.3技术要求 (9)1.3.4拉矫机存在的问题与改进 (9)1.4 小方坯连铸机拉矫设备结构设计 (11)1.4.1小方坯连铸机拉矫设备及主要参数 (11)1.4.2 小方坯连铸拉矫机的主要设计参数 (12)第二章拉矫机的设计计算 (14)2.1.1铸坯在结晶器内的阻力 (14)2.1.2铸坯通过二冷区的阻力 (15)2.1.3推动铸坯使之完成矫直功的力 (17)2.1.4拉矫机各运动部件的摩擦阻力 (17)2.1.5拉坯总阻力: (19)2.2 装引锭杆时拉辊受力分析 (20)2.3 总效率的确定: (22)2.4 电动机类型的选择与验算 (23)2.4.1电动机额定转速是根据生产机械的要求而选定的。
(23)2.4.2 计算 (23)2.4.3 选择电动机: (24)2.5 拉矫机传动比的分配 (26)2.6 压下气缸内径的计算: (27)2.6.1 性能要求 (27)2.6.2计算 (28)2.7 拉矫辊参考的选择 (30)2.8 主要零件的设计校核 (31)2.8.1拉矫辊的受力分析 (31)2.8.2 拉矫辊的强度校核 (32)2.9 轴承的选择及寿命校核 (37)第三章拉矫机的润滑与冷却系统 (38)第四章拉矫机的制造、安装与日常维护 (39)4.1拉矫机的制造 (39)4.2 拉矫机的安装 (39)4.3 拉矫机的维护 (40)参考文献 (40)总结 (44)致谢 (44)前言本说明书是在设计计算的基础上编写而成,通过本说明书可以详细了解设计的全过程。
辊压机的主要参数辊子的直径和宽辊子直径计算公式:max d D K d =式中 D —辊子的直径 ,m md max --- 喂料最大粒度,mm ; K d ——系数,由统计所得,K d =10~24辊压机的辊子直径和长度之比D/L=1~2.5,D/L 大时,容易咬住大块物料,向上弹的可能性不大,压力区高度大,物料受压过程较长,运转平稳。
不过运转时会出现边缘效应。
但D/L 小时,情况与上述相反。
压力压力是决定辊压效果的最基本参数。
前面已说过粉碎后细粉比例和平均辊压的关系,平均辊压超过150MPa 细粉不再增加,在80~120MPa 之问增速最快。
辊压增加单位能力的电耗也增加,而且辊面磨损也加重。
为此辊压机设计时要寻找一个适宜的辊压值,当然该值与粉磨系统有关,亦即与出辊压机的成品质量有关。
如图1所示,平均辊压可按下式计算,即ααsin 2sin BD F BR F Bh F P CP ===式中 F —辊压机的总力,kN ;B —辊压机辊宽,m ; D —辊压机直径,m ; R —辊压机半径,m ; α—压力角或称咬入角,(℃;)P CP —平均辊压,kN/m 2。
由于平均压力涉及到α,而α在一定范围内随辊面、物料而变。
所以对图1 辊压机受力情况δ—夹角;h —压力区高度于设计参数亦可应用辊子投影压力P r 来计算。
BDFP r =式中P r ——投影压力,kN/m 2。
如α为8°,则P CP 等于14.4P r 。
早期用于预粉磨的辊压机辊子的投影压力波动于8500~10000kN /㎡,相当于平均压力为120~150MPa 。
当前联合粉磨的辊压机投影压力已降至5000~6000kN /㎡,相当于平均压力为70~85MPa 。
实际上真正对辊压效果起作用的是最大压力。
转速辊压机加压时间对料饼质量无关,故转速对质量段有影响,转速只与辊压机的能力有关。
转速快、能力大,但超过一定速度,能力不再增加。
⼒能参数第4章冷轧参数设计及校核4.2.1 轧制⼒的计算本设计采⽤斯通公式[8]计算冷轧平均单位压⼒p :()xe Q p x s 115.1--=σ (4.3)hl f x '=(4.4) s σ——对应于冷轧平均总压下率的平均屈服应⼒,平均总压下率ε∑为106.04.0εεε+=∑,0ε、1ε分别为⼊⼝和出⼝的冷轧总压下率;Q ——平均单位张⼒; f ——轧制时的摩擦系数;h ——该道带钢在变形区的平均厚度;l '——考虑弹性压扁后的变形区长度。
第⼀道次:压下量Δh=0.63mm ,冷轧压下率为25.2%。
故该道次的平均总压下率ε∑为:%12.15%2.256.06.04.010=?=+=∑εεε由图4.1查出对应于%12.15=∑ε的MPa 4652.0=σ。
故 M P a Q s 75.4795546515.115.1=-?=-σ计算 mm h R l 55.1263.0250=? =?= 计算45.0185.255.1208.0=?=hfl故 2025.045.022==??h fl1——纵向;2——横向图3轧辊弹性压扁时平均单位压⼒图解(斯通图解法)第4章冷轧参数设计及校核表4-6 (ex -1)/x 值x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0 1.000 1.005 1.010 0.015 1.020 1.052 1.030 1.035 1.040 1.045 0.1 1.051 1.057 1.062 1.066 1.078 1.078 1.084 1.089 1.095 1.100 0.2 1.105 1.112 1.118 1.128 1.131 1.137 1.143 1.149 1.155 1.160 0.3 1.166 1.172 1.178 1.184 1.190 1.196 1.202 1.209 1.215 1.222 0.4 1.229 1.236 1.243 1.250 1.256 1.263 1.270 1.277 1.284 1.290 0.5 1.297 1.304 1.311 1.318 1.326 1.333 1.340 1.347 1.355 1.362 0.6 1.370 1.378 1.336 1.393 1.401 1.409 1.417 1.425 1.433 1.4420.7 1.450 1.458 1.467 1.475 1.483 1.491 1.499 1.508 1.517 1.525 0.8 1.538 1.541 1.550 1.558 1.567 1.577 1.586 1.5951.604 1.613 0.9 1.623 1.632 1.642 1.651 1.661 1.670 1.681 1.690 1.700 1.710 1.0 1.719 1.729 1.739 1.749 1.750 1.770 1.780 1.790 1.800 1.810 1.1 1.820 1.830 1.840 1.850 1.860 1.871 1.884 1.896 1.908 1.920 1.2 1.935 1.945 1.957 1.9681.978 1.9902.001 2.013 2.025 2.037 1.3 2.049 2.062 2.075 2.088 2.100 2.113 2.126 2.140 2.152 2.166 1.4 2.181 2.1952.209 2.223 2.237 2.260 2.264 2.278 2.291 2.305 1.5 2.320 2.335 2.350 2.365 2.380 2.395 2.410 2.425 2.440 2.455 1.62.470 2.486 2.503 2.520 2.536 2.553 2.570 2.586 2.603 2.620 1.7 2.635 2.652 2.670 2.686 2.703 2.719 2.735 2.752 2.7692.799 1.8 2.808 2.826 2.846 2.863 2.880 2.900 2.918 2.936 2.955 2.974 1.9 2.9953.014 3.033 3.052 3.072 3.092 3.1123.131 3.150 3.170 2.0 3.195 3.170 3.240 3.260 3.282 3.302 3.323 3.346 3.368 3.390 2.1 3.412 3.435 3.458 3.480 3.504 3.530 3.553 3.575 3.699 3.623 2.2 3.648 3.672 3.697 3.722 3.747 3.772 3.798 3.824 3.849 3.876 2.3 3.902 3.928 3.9553.9824.009 4.037 4.064 4.092 4.119 4.148 2.4 4.176 4.205 4.234 4.263 4.292 4.322 4.352 4.381 4.412 4.412 2.5 4.4734.504 4.535 4.567 4.598 4.630 4.663 4.695 4.727 4.761 2.6 4.794 4.827 4.861 4.895 4.929 4.964 4.9985.034 5.069 5.104 2.7 5.141 5.176 5.216 5.250 5.287 5.324 5.362 5.400 5.438 5.477 2.85.5165.5555.5955.6345.6745.7155.5565.7975.8385.880计算图4.2中的第⼆个参数()h Q af y s /15.12-=σ()()3221095.200295.021000014.32503.01818-?==??-=-=E R a πγ104.075.479185.208.000295.02=??=y 查图4.2,有55.0='=hl f x查表4-6,有333.11=-xe x故 M P a p 5068.63975.479333.1=?= 由55.0='=hl f x ,有mm l 02.1508.0185.255.0=?='总压⼒KN N p l B P 124878.124870095068.63902.151300==??='=第⼆道:⼊⼝总压下率为25.2%,Δh=0.53mm ,平均总压下率ε∑为42.24%,对应的MPa s 570=σ故 M P a Q s 5.54011557015.115.1=-?=-σ计算 mm h R l 35.953.0200=?=?= 计算35.0605.135.906.0=?=hfl故 1225.035.022==??h fl 由()()3221095.200295.021000014.32503.01818-?==??-=-=E R a πγ得到,119.05.540605.106.000295.02=??=y 查图4.1,有43.0='=hl f x 查表4-6,有250.11=-xe x故 M P a p 625.6755.540250.1=?= 由43.0='=hl f x ,有mm l 5.1106.0605.143.0=?='总压⼒KN N p l B P 1010175.10100593625.6755.111300==??='=第三道:⼊⼝总压下率为46.4%,出⼝总压下率为67.6%,Δh=0.53mm ,平第4章冷轧参数设计及校核均总压下率ε∑为59.12%,对应于%12.59=∑ε的MPa s 600=σ故 M P a Q s 54514560015.115.1=-?=-σ计算 mm h R l 35.953.0200=?=?= 计算435.0075.135.905.0=?=hfl故 1892.0435.02==??h fl 由()()322104.20024.021000014.32003.01818-?==??-=-=E R a πγ得到,127.0545075.105.00024.02=??=y 查图4.1,有51.0='=hl f x 查表4-6,有304.11=-x e x故 M P a p 68.710545304.1=?= 由51.0='=hl f x ,有mm l 97.1005.0075.151.0=?='总压⼒KN N p l B P 101351013500768.71097.101300==??='=第四道:⼊⼝总压下率为67.6%,出⼝总压下率为80.4%,Δh=0.32mm ,平均总压下率ε∑为75.28%,对应于的MPa s 750=σ故 M P a Q s 5.67718575015.115.1=-?=-σ计算 mm h R l 15.732.0160=?=?= 计算55.065.032.016005.0=??=hfl故 3025.055.022==??h fl由()()322109.10019.021000014.31603.01818-?==??-=-=E R a πγ得到,19.05.67765.005.00019.02=??=y 查图4.1,有69.0='hl f x 查表4-6,有442.11=-xe x故 M P a p 955.9765.677442.1=?= 由69.0='=hl f x ,有mm l 97.805.065.069.0=?='总压⼒KN N p l B P 1139211392272955.97697.81300==??='=第五道:⼊⼝总压下率为80.4%,出⼝总压下率为84%,Δh=0.09mm ,平均总压下率ε∑为82.56%,对应的MPa s 820=σ故 M P a Q s 71323082015.115.1=-?=-σ计算 mm h R l 79.309.0160=?=?= 计算26.0445.079.303.0=?=hfl故 0676.026.022==??h fl 由()()322109.10019.021000014.31603.01818-?==??-=-=E R a πγ得到,183.0713445.003.00019.02=??=y 查图4.1,有35.0='=h l f x 查表4-6,有196.11=-xe x第4章冷轧参数设计及校核故 M P a p 748.852713196.1=?= 由35.0='=hl f x ,有mm l 19.503.0445.035.0=?='总压⼒KN N p l B P 57535753490748.85219.51300==??='=表4-7 各架轧机轧制⼒机架号 F1 F2 F3 F4 F5 轧制⼒/KN124871010110135113925753由压⼒分布情况来看,此规程可⾏。
辊式板材矫直机的力能参数的确定摘要:从矫直原理入手,研究了矫直时金属变形理论,给出了板带材矫直机力能参数的确定方法。
关键词:矫直机;矫直理论;力能参数Research On the Power Parameter of Strip StraightenerThe Northwest Machine Factory XU Hong-jieAbstract: From the straightening principle for strip, this paper studies the theory of metal deformation and puts forwards amethod for selecting the power parameter of strip straightener. Key words: Straightener, Straightener theory, Power Parameter一.序言随着国民经济健康快速发展,各种金属板带材在各个行业获得了广泛的应用。
这些材料在轧制、锻造、挤压、拉拔、运输、冷却及各种加工过程中,常常因为外力作用,温度变化,或内力消长而发生弯曲或扭曲变形。
为了消除这些缺陷,必须用矫直机加以矫直。
我厂研制开发了适用于板带材矫直的辊式系列矫直设备。
下面以我厂研制开发的某型十七辊板材矫直机为例对它的矫直原理、主要结构、力能参数的确定等作一简要介绍。
二.技术规格a)适用材质:屈服强度σs≤260Mp的钢板或有色金属板材b)矫平板材厚度:0.3~2mmc)矫平板材最大宽度:1000mmd)矫平板材最小长度:100mme)矫平辊每分钟转速:68rpm,100rpmf)矫平板材移动速度:10m/min,14m/ming)矫平辊数n:17辊(上排8辊,下排9辊)h)矫平辊直径D:φ45mmi)矫平辊节距t:48mmj)支撑辊排数:上下各2排k)支撑辊直径:φ47mml)电机功率:主电机20KW 970rpm升降电机0.75KW 1500rpm13. 外形尺寸:3060mm×1900mm×1760mm三.工作原理金属材料在较大弹塑性弯曲条件下,不管其原始弯曲程度有多大区别,在弹复后残留的弯曲程度差别会显著减小,甚至会趋于一致。