軋鋼機軋制壓力和軋制力矩的計算

在驗算軋機的強度、挖掘軋機的潛力和設計新的軋機時，軋機的尺寸、傳動的功率和允許的壓下規(guī)程均取決于軋制壓力的大小與方向。在設計新的軋機時，為了零件的強度和選擇電動機的功率，就必須知道軋機在一定軋制條件下的軋制壓力、軋制力矩和軋制功率。1軋制平均單位壓力的確定 在軋制的過程中，軋件在軋輥見承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變性，由于軋件塑性變形時的體積不變。因此變形區(qū)的軋件在垂之方向上產生壓扁，在軋件方向上產生延伸，大量的實驗資料證實，開坯，型鋼，線材軋機的軋制壓力，采用S。愛克隆德公式計算與實測結果比較接近。 愛克隆德公式的適用范圍：軋制溫度高于800度，軋制材質為炭鋼，軋制速度不大于20米/秒。 在愛克隆德的公式中，軋制的單位不僅是軋件機械性能的函數，而且是變形速度、摩擦系數、接觸弧長和軋件平均高度之比的函數，軋制平均單位壓力由三部分組成：   P=K+uP+vP (kg/2mm) （1） Ｋ值:Ｋ為軋件在軋制溫度t度下的單向靜壓縮時的單位變形阻力，計算公式為:                  K=(14-0.01t)W (kg/2mm) 式中     t——軋制溫度； W——軋件的化學成分，計算公式為： W=1.4+C+0.3Cr+Mn 其中      C為百分含量；              Mn為百分含量；              Cr為百分含量。       軋制的材料設為A3鋼，則C取0.3 W=1.4+0.3=1.7帶入K式中為 K=（14-0.01×1000）×1.7=6.8（ kg/2mm) （2） uP值：uP值為變形速度引起的變形阻力，其計算公式為： P=ηU(kg/2mm) 式中  η——軋件在軋制溫度為t度時的粘度系數，其計算公式為：  η=0.01（14-0.01t）¢(kg ·s/2mm) ¢為軋鋼機的軋制速度的修正系數； U——變形速度，計算公式為： U=1.61.212uRhhhh∆−∆+（/s） 其中      R為軋輥的半徑；              V為軋輥的圓周速度（軋制速度）（mm/s）；              h∆為道次壓下量，計算公式為       h∆=h1-h2( 毫米) h1,h2為軋制前后的軋件的高度(毫米)； 查表2—1的軋制的修正系數為1 所以  η=0.01（14-0.01×1000）×1=0.04 （kg·s/2mm) 以上取值，有賴于軋輥的轉速，其值為40——49轉/分。 初選V, 由現場以h∆同類軋機取得，V=700（mm/s） h∆=25mm(最大的壓下量) h1=60 mm(初使的高度) h2＝35 mm (軋制后的高度) 帶入       U＝2×700×25/150/(6035)+=6（mm/s） 所以      uP ＝0.04×6=0.24（kg/2mm) （3）        vP =（K+uP）M（kg/2mm） 式中    M——表示外摩擦對軋制平均單位壓力的影響系數，其計算公式為 P=ηU(kg/2mm) 式中  η——軋件在軋制溫度為t度時的粘度系數，其計算公式為：  η=0.01（14-0.01t）¢(kg ·s/2mm) ¢為軋鋼機的軋制速度的修正系數； U——變形速度，計算公式為： U=1.61.212uRhhhh∆−∆+（/s） 其中      R為軋輥的半徑；              V為軋輥的圓周速度（軋制速度）（mm/s）；              h∆為道次壓下量，計算公式為       h∆=h1-h2( 毫米) h1,h2為軋制前后的軋件的高度(毫米)； 查表2—1的軋制的修正系數為1 所以  η=0.01（14-0.01×1000）×1=0.04 （kg·s/2mm) 以上取值，有賴于軋輥的轉速，其值為40——49轉/分。 初選V, 由現場以h∆同類軋機取得，V=700（mm/s） h∆=25mm(最大的壓下量) h1=60 mm(初使的高度) h2＝35 mm (軋制后的高度) 帶入       U＝2×700×25/150/(6035)+=6（mm/s） 所以      uP ＝0.04×6=0.24（kg/2mm) （3）        vP =（K+uP）M（kg/2mm） 式中    M——表示外摩擦對軋制平均單位壓力的影響系數，其計算公式為 2軋制總壓力的確定 軋制總壓力的計算公式可用下式計算                  N=PF P——軋件與軋輥接觸弧上的平均單位壓力 F——軋件與軋輥間的接觸面積在軋制總壓力垂直面上的的投影（簡稱為接觸面積） 各種不同的情況下計算接觸面積的方法不同，有以下幾種情況1輥徑相同的情況2軋制異型斷面軋件時的情況3冷軋時的情況4中（厚）板角軋時的情況。 我采用的是輥徑相同時的情況，計算公式為：                  F=122bbRh+∆(2mm) 式中      R——軋輥的半徑（毫米）；                h∆——壓下量（毫米）；                1b,2b軋制前、后軋件的寬度。 F=6052150252+×=3429（2mm） 所以        N=P×F=8.03×3429=27537(kg) 2.3軋制力矩的確定 傳動軋輥時，電動機軸上的力矩由下種四種力矩組成： M= zamhdMMMMi+++   式中       zaM——軋制力矩； mM——附加摩擦力矩；        hM——空轉力矩； dM——動力矩； i——軋輥與主電機間的傳動比。 其中mM、hM、dM與zaM比較，zaM比較大。所以可以將上式簡化   M=KzaMi 式中K為安全系數，取    K=1.5； 初選軋機總傳動比        i=10。 所以軋制力矩為          M=1686.31.510×=252.9（Nm） 粗算所需電動機的功率：  P=9550Mn×=252.99809550×=26（KW）