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粗轧机电机功率选择(DOC)

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R四辊水平初轧机轧制力能参数介绍及其主电机容量的选择一、R四辊水平初轧机主要参数介绍：用途：与E立辊轧机一起经5~7道次轧制。

代表钢种20钢轧制5道,代表钢种X70钢轧制7道。

型式：四辊可逆式初轧机。

最大轧制压力： 55000 KN轧制力矩：2×3150KNm(1.5倍过载)轧制速度： 0~3.25~6.5 m/s最大压下量： 50 mm工作辊尺寸：Ф1250/Ф1150×2250 mm支承辊尺寸：Ф1650/Ф1500×2230 mm主传动电机： AC11000 Kw 50/100 r/min 2台中间坯规格：厚度： 35~60 mm,代表规格为40mm。

宽度： 900~2130 mm,代表宽度为2000mm长度：代表长度：11000mm。

连铸坯出炉温度：1150~1250℃钢种：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢、IF钢、高耐候结构钢、汽车大梁用钢、焊接结构用耐候钢、桥梁用结构钢、压力容器及锅炉用钢、管线钢（X70、X80）、热轧双相钢、中高牌号无取向硅钢等。

代表钢种为20钢、X70钢。

二、轧制过程分析及轧件变形区各参数介绍：1、简单轧制过程：简单轧制具备以下几个方面的条件：●两个轧辊都驱动●两个轧辊直径相等●两个轧辊转速相同●轧件除由轧辊施加的外力以外，忽略其它任何作用力。

●轧件的机械性能是均匀的●如果轧辊转速均匀，则轧件作等速运动。

对R四辊水平初轧机，在轧制过程当中忽略E立辊轧机和R水平轧机之间轧制微张力的影响，可以认为R四辊水平初轧机对轧件的轧制过程为简单轧制过程。

2、轧制过程变形区参数介绍：变形区几何图：●轧件各标注参数说明h0、h1---轧制前后轧件的高度；hm ---轧制前后轧件的平均高度，hm= (h+h1)/2Δh ---压下量（绝对压下量），Δh=h0-h1L0、l1---轧制前后轧件的长度；●咬入角α：cosα=1-Δh/2R●接触弧水平投影长度L：L2=R2-(R-Δh/2)2●绝对压下量：Δh=h0-h1●相对压下量（变形程度）：ε=Δh/ h0平均变形程度:εm=2/3*ε真实变形程度:真实变形是指轧件原始高度h经过无穷多个中间数值逐渐变到h1，这无穷多个中间数值的总和即反映了真实变形程度。

即r=ln h0/ h1真实平均变形程度:rm =ln(1/(1-εm)按赛迪提供的初步设计文件资料中查得：当轧制20钢时其所需的最大轧制功率在第四道次，当轧制X70钢时其所需的最大轧制功率在第五道次。

轧辊直径按最在轧辊直径（1250mm）计算。

则各变形区的参数计算如下：●轧制时的前滑和后滑：在一般的轧制条件下，轧辊的圆周速度和轧件的线速度是不相等的，轧件出口速度比轧辊圆周速度大，因此，轧件与轧辊在出口处产生相对滑动，称之为前滑。

轧件入口速度比轧辊圆周速度低，轧件与轧辊在入口处也产生相对滑动，称之为后滑。

●中性角γ的说明：由于存在前滑和后滑，则在变形区中必然存在一点，这一点上轧件的线速度和轧辊的圆周速度相等，该点称为中性点，过此点的断面称为中性面，中性点到轧辊中心的连线与两辊中心线之间的夹角称中性角γ。

其所对应的高度为中性面处的轧件高度hr●变形速度u：是指单位时间内的相对变形量，即相对变形对时间的导数。

u=dε/dt变形速度一般采用平均变形速度εm来表示：um =1/l∫l uxdu=v1*Δh/(l*h)v1---轧件出口速度。

在这里，为方便计算轧件的平均变形速度，忽略轧件前滑的影响，可用轧辊圆周速度近似代替轧件的出口速度。

在第四道次，轧辊的稳定圆周速度为4m/s,则：三、传动工作辊四辊水平初轧机轧辊稳定性分析：四辊初轧机工作辊稳定性分析简图：由于四辊轧机工作辊与轴承间以及工作辊轴承座和支承辊轴承座与Π框架间存在间隙，在轧制过程中如无固定的侧向约束力，工作辊将处于不稳定的工作状态（不能保持固定的工作位置）。

工作辊的这种自由状态会造成轧件厚度不均，轧辊轴承遭受冲击，工作辊和支承辊之间正常摩擦关系被破坏，轧辊磨损加剧等到不良后果。

因此，保持工作辊对支承辊的稳定位置，对提高轧制精度和改善轧辊部件的工作条件十分重要。

保持工作辊稳定的方法是使工作辊中心相对支承辊中心连线有一个偏移距e。

偏移距的大小应使工作辊轴承反力F在轧制过程中其作用力的方向不变。

只有当选择合适的偏移距e大于e时，才能保证工作辊的稳定性。

因R四辊初轧机为可逆轧制，工作辊向入口或出口端偏移，其效果是相同的。

为增加工作辊的稳定性，通常是向出口端偏移一个数值e（e>0），经计算，临界偏移距e0为2-5mm，一般取e较e在3-5mm即可，即e=5-10mm，e值不宜选择过大，否则，支承辊对工作辊会产生较大的水平力，这对轧机的整体性稳定是不利的。

经核对，一重大连设计院为我方四辊初轧机选择的偏移距e=10mm，满足对工作辊稳定性的要求。

四、轧制力的计算：1、金属塑性变形阻力：是指金属产生塑性变形时所需要的单位面积上的力。

用σ表示。

2、轧制力：是由于金属通过轧辊时产生塑性变形所需要的作用力，即金属变形阻力。

3、轧制过程的建立：4、滑动摩擦理论：轧制时变形区中轧件与轧辊之间存在着滑动，处于滑动摩擦条件下，变形区接触弧上各点的摩擦系数μ为常数。

5、着摩擦理论：轧制时轧件与轧辊之间是否产生相对滑动，决定于单位摩擦力的大小，当单位摩擦力t小于轧件材料的剪切屈服极限τs时产生相对滑动；而当单位摩擦力t大于轧件材料的剪切屈服极限τs时，不产生相对滑动而出现粘着现象，变形区中轧件与轧辊之间没有相对滑动（粘着），接触弧上各点的轧件线速度与轧辊线速度相等。

6、金属塑性变形条件：在轧制过程中，金属在轧辊之间承受轧制压力的作用面发生塑性变形。

由于金属变形时体积不变，则变形区内的金属在垂直方向产生压缩，在轧制方向产生延伸，在横向方向上产生宽展，使变形区内的金属呈现三向应力状态。

7、塑性变形方程式：在三向应力状态下，当主应力差的平方和等于金属材料塑性变形阻力平方的二倍时，物体就开始产生塑性变形。

以主应力表示的塑性方程式为：（σ1-σ2）2+（σ2-σ3）2+（σ3-σ1）2=2σ2 (1)σ---金属塑性变形阻力，与应力状态无关。

为了方便工程计算应用，可将1式进行简化为：σ1-σ3=βσ (2)β---中间主应力σ2的影响系数。

可以证明，中间主应力σ2的影响系数β值在1-1.155范围内变化。

目前板带轧制时取β=1.158、影响金属塑性变形阻力的因素●金属的化学成分和组织对变形阻力有显著的影响。

如合金钢的变形阻力要比低碳钢的变形阻力要大得多；固溶体的变形阻力比两相合金的变形阻力要低得多；晶粒细小者具有较大的变形阻力；●变形温度的影响：随着变形温度的提高，各种金属和合金所有的强度指标均降低。

●变形速度的影响：随着轧制速度的提高，变形速度范围扩大，变形速度最高者可达1000s-1,在热轧生产中，变形速度对变形阻力的影响显著。

●变形程度的影响：在热状态下，变形程度对变形阻力的影响较小，随变形程度的增加，变形阻力略有增加。

9、金属塑性变形阻力σ的确定金属塑性变形阻力数据的获得主要是通过实验得来的，目前，我国最常用的变形阻力试验公式为：σ=σ0* Kt* Ku* Krσ---基准变形阻力，即变形温度t=1000℃、变形速度为u=10s-1、变形程度rm=40%时的变形阻力；Kt---变形温度影响系数，当 t=1000℃时，Kt=1Kt=exp(A+BT)T=(t+273)/1000Ku---变形速度影响系数，当u=10s-1时， 1K u =（u/10）C+DT T=(t+273)/1000K r ---变形程度影响系数，当r m =40%时，K r =1K r =E(r m /0.4)N -(E-1) r m /0.4以上各式中，A 、B 、C 、D 、E 、N 均为系数，可查有关图表，经查轧制20钢时，设初轧第四道轧制时的轧制温度为1100℃；轧制X70钢时，设初轧第五道轧制时的轧制温度为1050℃。

则各影响系数及变形阻力计算如下：10、摩擦系数μ的计算热轧进，轧件与轧辊之间的摩擦系数受诸多因素的影响： ● 在热轧温度范围内，随着变形温度的提高，摩擦系数有所降低；● 轧辊的表面状态对摩擦系数也有明显的影响；● 轧件化学成分及氧化物的性质对摩擦系数也有影响；● 热轧时采用轧制润滑工艺，将使摩擦系数降低约20-25%。

一般情况下，对钢轧辊μ按以下公式计算：μ=1.05-0.0005tt 为轧制温度，设t=1150℃，则 μ=0.47511、轧制时接触弧上单位压力微分方程卡尔曼单位压力微分方程： ● 对轧制过程作如下假设：①、轧件的宽度比厚度大得多，轧制时可认为无宽展，可看作是平面变形问题；②、轧件的垂直平面在轧制过程中仍保持平面，可把单元体平行平面上的应力看作是主应力，并认为单元体水平方向上的应力σx 沿轧件高度方向上是均匀分布的；③、在轧制过程中应用以主应力表示的塑性方程式σ1-σ3=βσ成立；④、应用干摩擦理论，接触弧上各点的摩擦系数μ为常数，单位摩擦力t x=μp x⑤、变形阻力σ在变形区内为常数；⑥、把轧辊看作是绝对刚体无弹性变形；⑦、轧件材质各向同性；⑧、轧制稳定时轧辊的圆周速度是均匀的；作用在轧件单元体上的应力图：板带轧制时，在变形区内取一单元体，设单元体的宽度为1，取X方向为力的平衡条件即∑X=0即：2（σx +dσx）(y+dy)-2σxy-2pxtanΨxdx+2txdx=0 (3)因为摩擦力tx 的垂直分力较单位压力px小得多，可忽略，则可认为σ1=p x、σ3=σx即px -σx=βσ=k(常数) (4)即： dpx =dσx又： tanΨx=dy/dx又：t x=±μp x(后滑区为正、前滑区为负)则通过上式3可推得卡尔曼单位压力微分方程为：dpx/dx-k/y*dy/dx±μp/y=012、利用采利柯夫方法求平均单位压力采利柯夫方法：采利柯夫方法是卡尔曼单位压力微分方程的一个解。

为了求解方便，采利柯夫认为接触弧为一条直线，用接触弧的弦AB来近似地代替弧。

见下图：直线弦AB 的方程式为：y=(Δh/2L)*x + h 1/2 微分上式可得：dx=(2L/Δh)* dy将上式代入卡尔曼微分方程，忽略张力的影响(简单轧制过程)通过解卡尔曼微分方程并利用变形区在入口和出口处的边界条件求解得:后滑区: p x = (K/δ)*[(δ-1)*(h 0/h x )δ +1 ]............5 前滑区: p x = (K/δ)*[(δ-1)*(h 0/h x )δ -1 ] (6)式中:K = βσ= 1.15σ(常数) δ = µ*2L/Δh设中性面处的中性角为 h γ，根据中性面处的p x 相等的条件，则可以得到中性面处的轧件的高度h γ，即：(h 0/h γ)δ =1/(δ-1)*[(δ+1)(h γ/h 1)δ-2] 简单轧制过程中轧件对轧辊的总压力P 的计算: 忽略ψ角的影响,轧制总压力P 可用下式表示:P=(b 0+b 1)/2*∫0l p x * dx (7)由 dx=(2L/Δh)* dy 及h x =2y 可得： dx=(L/Δh)* dh x 则式7可变为：P=(b 0+b 1)/2* (L/Δh) *[ ∫h γh0p x *dh x +∫h1h γp x *dh x ] 上式积分可得：P=(b 0+b 1)/2*2Lh γ/Δh(δ-1)*[(h γ/h 1)δ-1]K 对上式除以接触面积则可得到平均单位压力p m : p m =2h γ/Δh* 1/(δ-1)*[(h γ/h 1)δ-1]K =n σ´*K即 n σ´=2h γ/Δh* 1/(δ-1)*[(h γ/h 1)δ-1]上式中：K = βσ= 1.15σ(常数)δ= µ*2L/Δh13、热轧钢板轧机粗轧机的轧制特点：●初轧机的轧制特点是l/h m=0.3∽1.2,大部分轧制道次的l/hm<1，此时，即要考虑接触弧上摩擦力的影响，即摩擦力的影响系数nσˊ，同时也要考虑到外区对平均单位压力的影响，即外区影响系数nσ"和宽度影响系数n B。

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设备计算

设备计算

轧机设备：轧机选择的主要依据是车间生产的钢材的钢种、产品品种和规格、轧制方法、生产规模 大小以及由此而确定的生产工艺过程。

对工艺设计者来讲，轧机选择的主要内容是:确定轧 机的结构形式、确定其主要技术参数、选用轧机的架数以及布置方式。

选择单机可逆式轧机，轧机规格：1220mm 厚度：0.2-1mm 宽度：600-1050mm 生产能力6-10万吨。

1220mm 可逆式冷轧机参数：轧辊x 辊身长度=工作辊：φ500x1280 支撑辊：φ1193.8x1092.4mm轧机电动机总功率：3800AC 最大轧制力：15000kn 成品尺寸：1x1000mm 年生产能力：8万吨根据摩擦系数为0.08，选择矿物油，轧制速度为2-5M/S压下制度在1220mm 四辊可逆式冷轧机上用4x1050mm 的原料轧制成1x1050mm 的带钢卷，钢种为35号，轧辊直径为40Φ最大允许轧制压力 Mpa ，卷取机最大张力0.1Mn ，折卷机张力为34kN .摩擦系数f 因第一道不喷油，故取0.08，以后喷乳化液取为0.05-0.06。

采用压下率相等的轧制方法轧制薄板，设计其压下规程。

在可逆式轧机上至少要轧制9道，故参考经验资料，初步制定压下规程如第一道次：mm 1=H mm 8.0h =mm 2.08.01=-=-=∆h H h%20%100h =⨯÷∆=H ε第二道次：mm 8.0=H mm 62.0h =mm 18.062.08.0=-=-=∆h H h%5.22%100h =⨯÷∆=H ε第三道次：mm 62.0=H mm 46.0h =mm 16.046.062.0=-=-=∆h H h%8.25%100h =⨯÷∆=H ε第四道次：mm 46.0=H mm 32.0h =mm 14.034.046.0=-=-=∆h H h%4.30%100h =⨯÷∆=H ε第五道次：mm 34.0=H mm 2.0h =mm 12.02.032.0=-=-=∆h H h%3.35%100h =⨯÷∆=H ε第六道次：mm 78.1=H mm 51.1h =mm 27.051.178.1=-=-=∆h H h%15%100h =⨯÷∆=H ε第七道次：mm 51.1=H mm 28.1h =mm 23.028.151.1=-=-=∆h H h%15%100h =⨯÷∆=H ε第八道次：mm 28.1=H mm 13.1h =mm 15.013.128.1=-=-=∆h H h%12%100h =⨯÷∆=H ε第九道次：mm 13.1=H mm 1h =mm 13.0113.1=-=-=∆h H h%5.11%100h =⨯÷∆=H ε根据计算结果，制定压下规程如表所示：道次号 H/mm h/mm ∆h/mmε/%h1 1 0.8 0.2 20 0.9 2 0.8 0.62 0.18 22.5 0.713 0.62 0.46 0.16 25.8 0.54 4 0.46 0.32 0.14 30.4 0.395 0.32 0.2 0.12 35.3 0.26 678 9张力制度生产中张力的选择主要指平均单位张力2.0σ。

(完整)小型轧钢机设计开题报告

(完整)小型轧钢机设计开题报告

题目：小型轧钢机设计一。

文献综述1。

轧钢机的发展轧钢机是实现金属轧制过程的设备。

泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备、起重运输设备和附属设备等。

但一般所说的轧钢机往往仅指主要设备。

据说在 14世纪欧洲就有轧钢机，但有记载的是 1480 年意大利人达·芬奇（Leonardo da Vinci）设计出轧钢机的草图。

1553 年法国人布律列尔轧制出金和银板材,用以制造钱币。

此后在西班牙﹑比利时和英国相继出现轧机.英国于 1766 年有了串行式小型轧钢机，19世纪中中期，第一台可逆式板材轧钢机在英国投产，并轧出了船用铁板。

1848 年德国发明了万能式轧钢机，1853 年美国开始用三辊式的型材轧钢机，并用蒸汽机传动的升降台实现机械化。

接着美国出现了劳特式轧机. 1859 年建造了第一台连轧钢机。

万能式型材轧钢机是在 1872 年出现的；20世纪，随着冶金工业的发展,已出现多种类型的轧钢机，其中有用三辊粗轧钢机和五架四辊稿轧钢机组成的半连续式带轧钢机[1]。

现代轧钢机发展的趋向是连续化、自动化、专业、，产品质量高、消耗低。

60年代以来轧机在设计，研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式 H型钢轧机等一系列先进设备.轧机用的原料单重增大,液压 AGC、板形控制、电子计算机程序控制及测试手段越来越完善，轧制品种不断扩大.一些适用于连续铸轧、控制轧制等新轧制方法，以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中［2］。

2.轧机的主要设备由轧辊、轧辊轴承、轧机机架、轧机轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置、传动装置、附属设备等组成。

3.轧钢技术发展前景世界轧钢工业的技术进步主要集中在生产工艺流程的缩短和简化上，最终形成轧材性能高品质化、品种规格多样化、控制管理计算机化等。

2050四棍轧机(F5)设计

2050四棍轧机(F5)设计

2050四棍轧机（F5）设计摘要目前，随着国民经济高速的发展，钢铁企业也迅猛发展。

带钢的应用变得更加广泛，例如：厂房设备、机械设备、桥梁、高速公路等。

为了适应新形式的发展需要，我国自行设计制造了2050热带钢连轧机，产品质量达到国际先进水平。

它是2050四棍热连轧机的第五架轧机，本文通过对F5精轧机的设计计算，了解了机械设计的一般设计方法，通过对局部结构进行改造，使结构更合理。

本设计的设计内容是根据轧件要求，确定轧制力，轧制力矩，并对电机、主传动装置等进行了合理的选择和校核。

选取主要部件如轧辊，机架，齿轮座等结构尺寸并校核，另外还对轧机系统的环保和经济技术进行了合理的分析。

关键词：机架；轧制力；轧辊；环保；校核。

The Design of the 2050 Four Roller Mill (F5) AbstractAt present,along with national economy high speed development, iron and steel enterprise also swift and violent development. The belt-shaped steel becomes more widespread, for example: Workshop equipment ,mechanical device ,bridge highway and so on . For the new situation development need .quality of the products of the 2050 hot strip tandem mill .Which is designed and manufactured by our own country,The F5 finishing mill is the fifth frame of the four-high hot tandem mill.Here, by designing and calculating to the F5 finishing mill, I find out the general design procedures of mechanism designs .By improving on the part structure and carrying the optimize design .The contents of my design are to ascertain the rolling force and rolling torque ,And to the electrical machinery ,the main drive and so on has carried on the reasonable select and the examination ,The next step is to select the structure dimensions of the critical pieced which contain the mill rolls ,Moreover also has carried on the reasonable analysis to the rolling mill system environmental protection and the economical technology .Key words: framework ,rolling force ,mill rolls ,environmental protection ,check目录2050四棍轧机（F5）设计 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2轧钢生产工艺 (2)1.3热轧的优点 (2)1.4热轧的缺点 (2)1.5传统热轧带钢生产的新技术和新设备 (3)1.6课题研究方法及内容 (3)2 总体方案设计 (4)3 主电机容量的选择 (5)3.1轧制力的计算 (5)3.1.1基本数据的确定 (5)3.1.2 轧制力计算 (6)3.2 轧制力矩的计算 (8)3.3 选择主电机 (10)3.3.1 电机初选 (10)3.3.2 计算机轴上的力矩 (11)3.3.3 电机容量校核 (12)4 减速机设计 (13)4.1 计算各轴的动力参数 (13)4.2 齿轮的设计 (14)4.3 输出轴的设计计算 (17)4.3.1 初步确定轴的最小直径： (17)4.3.2 传动轴受力分析： (18)4.3.3 求支座反力和传动轴应力集中点处得弯矩值： (19)4.3.4 校核轴的强度 (19)5 压下装置的选择 (21)6 轧辊的强度计算 (22)6.1 工作辊强度计算 (22)6.2 支承辊强度计算 (22)6.3 轧辊的变形计算 (25)7 机架的设计计算 (26)7.1 结构尺寸 (26)7.2 强度计算 (27)7.2.1 惯性矩的计算 (27)7.2.2 截面系数的计算 (27)7.2.3 强度计算 (28)7.3 机架的变形计算 (29)8 齿轮座倾翻力矩及轧辊轴承的计算 (31)8.1 齿轮座倾翻力矩的计算 (31)8.2 轧辊轴承的计算 (31)9 轧机润滑方式的选择 (34)10 设备的经济效益和环保分析 (35)10.1 设备投资的经济分析 (35)10.2 设备的环境保护设施 (35)结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1选题背景轧钢机也称为轧钢机械，一般把将被加工的材料在旋转的轧辊间受压力产生的塑性变形即轧制加工机器称为轧钢机，这是简单定义。

轧钢机械的功率和静阻转矩计算

轧钢机械的功率和静阻转矩计算

轧钢机械的功率和静阻转矩计算1.卷取机与开卷机1.1计算公式张力转矩M t=TD/2×10-3M t—张力转矩，N·m；T—带钢张力，N；D—钢卷直径，mm；张力转矩的确定，由带钢张力和钢卷直径决定，带钢张力由单位张力及带钢厚宽尺寸决定，单位张力应是经验选择、合理确定；钢卷直径的选择对张力转矩影响很大，选取为钢卷最大直径时，带钢的张力应为最大张力的70％。

塑性弯曲转矩M w=Bh2σs/4×10-3M w—塑性弯曲转矩，m；B—带钢宽度，mm；h—带钢厚度，mm；σs—屈服极限，N/mm2；损耗转矩M f =µFd/2×10-3M f—损耗转矩，N·m；µ—轴颈摩擦系数；F—卷重和张力的合力，N；d—轴颈直径，mm；动态转矩M d =(GD12+GD22)/(2g D×10-3 ) ×（dν / d t）M d—动态转矩, N·m；GD12—卷筒飞轮矩，N·m2；GD12＝πρBg/4×10-15 D14D1—卷筒直径，mm；ρ—卷筒材料密度，kg/m3；B—卷筒宽度，mm；g—重力加速度，g＝9.81m/s；GD22—钢卷飞轮矩，N·m2；GD22＝πρBg/8×10-15 (D4－D04)ρ—材料密度，kg/m3；B—带卷宽度，mm；D0—钢卷内径，mm；动态转矩约占张力转矩的5％。

卷取机转矩M1 = (M t+M w+M f±M d) /iηM1—卷取机转矩，N·m；i—减速机速比，η—减速机效率，式中M d加速时取+号，减速时取-号。

开卷机转矩M2 = (M t-M w-M f±M d) η/iM2—开卷机转矩，N·m；式中M d加速时取-号，减速时取+号。

带钢运行速度ν=πDn10-3/60iν—带钢运行速度，m/s；带钢的运行线速度确定时，要根据产品产量要求及产品规格进行合理确定。