二辊轧机力能参数计算-分享

二、轧制压力计算根据原料尺寸、产品要求及轧制条件，轧制压力计算采用斯通公式。

详细计算按如下步骤进行。

1、轧制力计算：首先要设定如下参数作为设计计算原始数据：1.1轧制产品计算选用SPCC ，SPCC 常温状态屈服强度MPa S 200=σ； 1.2成品最大带宽，B=1000mm ；1.3轧制速度，m in /12m in/20m m v MAX 常轧制速度（鉴于人工喂料），正=； 1.4轧辊直径g D ；αcos 1-∆≥hD g轧制时的单道次压下量-∆h ；；数咬入角，取决于摩擦系b μα-；取用煤油作为润滑剂，则轧制摩擦系数，轧制采06.0=-b b μμ ︒=<433.3b actg μα代入数据计算得 35.1=∆h 则mm hD g 17.793cos 1=-∆≥α05.1=∆h 则mm hD g 585cos 1=-∆≥α 2.1=∆h 则mm hD g 705cos 1=-∆≥α取mm D g 860~810= 初定轧辊直径：mm D g 860=2、根据来料厚度尺寸数据，选择最典型的一组进行轧制压力计算，初步道次分配见下表：3、轧制压力计算3.1、第1道次轧制压力计算 3.1.1、咬入条件校核︒=⨯∆=∂2878.3180πR h ，即满足咬入条件 3.1.2、变形区长度lmm h R l 7945.21=∆⨯=3.1.3、平均压下率ε106.04.0εεε⨯+⨯=00=ε 83.201=ε%则，%5.126.04.010=⨯+⨯=εεε经第1道次轧制后材料的变形阻力：MPa S 7.3799.334.2256.01=⨯+=εσ3.1.4、求解轧辊弹性压扁后的接触弧长度l ' 依次求解Y 、Z ，最后得出接触弧长度l 'a-求解诺莫图中Ymh k C Y μσσ)2(210+-=N mm RC /909003=； MPa k S S 335)2(15.110=+=σσ力轧制时的前张力、后张、-10σσ，人工辅助咬入为无张力轧制，前后张力均为零；mm hH h m 375.52=+=代入以上各项数据，得Y=0.0415b-求解诺莫图总Z2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=mhl Z μ，代入各项数据，得Z=0.105诺莫图由以上a 、b 两项根据诺莫图求交点，得X=0.34 则 mm h X l m84.22=⨯='μ3.1.5、平均单位轧制压力()()m k ee k p m XX m**1σσ-=--= 依次得出，187.134.0171.2134.0=-=-=X e m X m k p ⋅==395.57MPa3.1.6、轧制总压力Pt p l B P 6.90357.39584.2210001=⨯⨯=⨯'⨯=3.2、轧制总压P 的确定依次求解第2、3道次的轧制压力 按照初步道次分配表计算出结果如下：t P 13802= ；t P 16003=轧制压力呈逐步增大，轧制时难以保证轧件发生均匀变形，即压下规程设计不合理。

经过反复多次设定压下规程，得如下压下规程： 原料厚度6mm ，成品厚度3mm 对应如下轧制规程：计算后确定：轧制压力P=1400t二辊轧机轧辊辊身强度校核：Bl L R D P byx 5.04.03-+⋅⋅=;,mm l L D 辊颈长度轧辊直径、辊身长度、、、-;mm B 钢板宽度，- ;/14~122mm kg R b 轧辊许用弯曲应力，- 1300m m 400)~(1001000a m ax =+=+=L B L ，取; d l ⨯=）（0.1~83.0 mm d D d d 500,)55.0~5.0(=⨯=-取辊颈直径，; 取 mm l 500=；代入数据得， t P yx 2290=，即轧辊本身能力满足要求。

以下为其他厚度原料轧制规程表：原料厚度2mm，成品厚度1.2mm对应如下轧制规程：原料厚度3.5mm，成品厚度2mm对应如下轧制规程：原料厚度2.75mm，成品厚度1.8mm对应如下轧制规程：3.2、产量计算在确定以上轧制压下规程后，对产量进行验算。

轧制速度按正常轧制速度计算，来料按最差考虑。

1）6mm轧至3mm，共5个道次忽略轧制宽展，则在不同轧制道次带材长度依次为：1000、1270、1520、1700、1850、2000 mm，则可理论上计算出完成一块需要的时间为成品前长度除以轧制速度7350≈t，一天可完成约480块，合计重量约：20吨/=12000min62.0即60天可完成1200t加工量；2）3.5mm 轧至2mm ，共3个道次忽略轧制宽展，则在不同轧制道次带材长度依次为：1000、1350、1590、1750，则可理论上计算出完成一块需要的时间为成品前长度除以轧制速度min 35.012000/3940≈=t ，一天可完成约1000块，合计重量约：25吨 即168天可完成4200t 加工量； 3）2.75mm 轧至1.8mm ，共1个道次忽略轧制宽展，则在不同轧制道次带材长度依次为：1000、1528，则可理论上计算出完成一块需要的时间为成品前长度除以轧制速度min 08.012000/1000≈=t ，一天可完成6000块，合计重量约：115吨 即26天可完成3000t 加工量； 4）2mm 轧至1.2mm ，共2个道次忽略轧制宽展，则在不同轧制道次带材长度依次为：1000、1333、1667，则可理论上计算出完成一块需要的时间为成品前长度除以轧制速度min 2.012000/2333≈=t ，一天可完成2400块，合计重量约：34吨 即60天可完成2040t 加工量；则，理论上完成年产10440t 需要314天，其中已经考虑人工喂料无法全速轧制，年总工作时间320天可以满足要求。

即，压下规程合理。

通过以上计算，确定以下参数： 轧制力： 1400t轧辊参数： φ860/φ800×1300 mm 轧制速度： 20m/min （max ） 轧辊转速： 7.4rpm三、轧制力矩计算驱动一个轧辊的力矩K M 为轧制力矩z M 和轧辊轴承处摩擦力矩1f M 之和。

即 K M =z M +1f M =)(1ρ+a P βsin 2Da =.40=β取 μρ21d=；取轧辊轴颈直径，mm d D d d 500,)55.0~5.0(==-.0040-=μμ承选用滚动轴承，取轧辊摩擦系数，轧辊轴则两个轧辊总传动力矩：)sin (2d D P M M K K μβ+==∑ 代入数据得 KNm M K 300=∑取四、轧机主电机计算1.轧机主电动机力矩donKON f f Z D M M M iM M M ±+++=21don KON f zM M M iM ±++=式中-D M 主电动机力矩； -z M 轧辊上的轧制力矩；-f M 附加摩擦力矩，即当轧制时由于轧制力作用在轧辊轴承、传动机构及其它转动件中的摩擦而产生的附加力矩，21f f f M iM M +=；-kon M 空转力矩，即轧机空转时，由于各转动件的重量所产生的摩擦力矩及其他阻力矩；-don M 动力矩，轧辊运转速度不均匀时，各部件由于有加速或减速所引起的惯性力所产生的力矩；-i 电动机和轧辊之间的传动比 1.1轧制力矩轧制力矩βsin ··D P M Z = 1.2附加摩擦力矩附加摩擦力矩包括两部分，一部分为轧辊轴承处产生的附加摩擦力矩1f M ；一部分为给转动件推算到主电机轴上的附加摩擦力矩2f M ；其中1f M 与轧制力矩共同组成轧辊传动力矩K M ；i M M Kf ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1112η则 don KON KD M M i M M ±+⨯=1η 式中 -1η主电动机到轧辊之间的传动效率，其中不包括空转力矩kon M 的损失，单极齿轮传动时0.98~.9601=η，皮带传动时0.90~.8501=η1.3空转力矩空转力矩由各转动零件的重量产生的摩擦损失，计算时主要考虑轧辊摩擦损失和万向接轴摩擦损失。

按下式确定+=∑nnn n kon i d G M 2μkonM ' 某一转动件的重量；-n G；某一转动件的摩擦系数-n μ；某一转动件的轴颈直径-n d间的传动比某一转动件到电动机之-n i1.3.1轧辊摩擦损失Nm 952ii d G =μ 1.3.2万向接轴摩擦损失选SWC620，接轴外径以500mm 计，则参考JB/T8821-1998计算万向接轴长度如下：L=1500+325×2+400×2=2950mm 初算接轴重量：G=4550Kg 则Nm 45.52ii d G =μ 1.4.动力矩dtdwJM don = dtdwGD 42=式中 轴上的飞轮力矩；各转动件推算到电动机-2GD而定；电动机类型和操作情况电动机的角加速度，由-dtdw跟轧制力矩相比，空转力矩和动力机产生的损耗微不足道，可以忽略不计，则有下式：1η⨯=∑i M M K D 2.电机功率计算ωer D M N =kM n er ⋅⋅⋅=30maxπ；，电机转速，轧辊m in /r n i n n er er ⋅=-；最大转矩，即1max max η⨯==-∑i M M M M K D 带有飞轮，不可逆电机转电机电机过载系数，可逆运,2~5.13~5.2==-K K K 电机6~4=K ；主减速箱最大输出转矩300KN.m ，初选传动比i=80，则减速箱输入转矩=3.75KN.m长期过载按1.15倍考虑，初选主电机：YZP2 355L-10 电机额定功率：P=200kw 电机额定转矩：T=3185Nm 电机额定转速：n=592r/min 则，反算转速 n=592/80=7.4r/min 故，电机选型满足要求。

轧制扭矩： 300 KN.m （max ）五、压下APC 设计计算222R P S P F π===700t 油压压力-P缸压力面积APC R -若MPa P 20=，R=333.86mm若 MPa P 25=，R=298mm若 MPa P 30=，R=272.5mm选APC 缸缸径D=670mm ，外径900mm ，高度按600mm则，重量约5.5t六、机架强度分析及设备重量估算机架主要结构参数按经验公式：断面积F 224000~3000)6.1~2.1(cm d F =⋅=式中d 为轧辊轴承处的直径，取F=48×65=3120cm 2在1400t 轧制力作用下，受力状况如下图所示：最大应力值：V on-Mises=148.7 受力情况满足轧制压力要求；单片机架刚度为：mm KN K /1600=,即强度满足设计要求根据前面确定的轧辊直径及轧制压力开展轧机主体方案设计（压下型式采用：液压APC），完成各主要组件方案图。