中厚板压下规程课程设计 2

16 辽宁科技大学本科生课程设计

10 33 2978.73 7756.5 4 10.8 10.25 995.49 1564.0 79.1 11 30 2980.67 8526.6 3 9.1 10.47 983.83 1404.2 65 12 28 2981.86 9132.0 2 6.7 10.64 971.60 1166.8 49.3 13 27 2982.32 9468.8 1 3.6 10.74 959.29 853.2 33 4辊型设计计算

辊型设计

热轧中厚钢板时轧辊受轧制力的作用将产生弯曲变形，同时辊身长度方向温度分布的不均匀将引起轧辊的不均匀膨胀。为了保证产品质量需要预先将轧辊辊身磨成具有一定凸度的轮廓曲线，以补偿轧制时辊缝形状的变化，获得横断面厚度均匀的产品。在设计新辊时，对轧辊的磨损不必考虑，只考虑不均匀热膨胀和轧辊的弹性变形弯曲。 辊型设计内容包括确定轧辊中部的磨削总凸度值、总凸度值在一套轧辊上的分配以及确定适应于辊身中部凸度的辊面磨削曲线。

轧辊的不均匀热膨胀

在钢板的轧制过程中，沿辊身长度方向上，其边部位受热较小、散热较快，中间部位受热较多、散热较慢。因此轧辊中部比边部的热膨胀大。通常将辊身中部与边部半径上的热膨胀差值称为轧辊的热凸度，用△t表示：

?dt?k?d?td 式中

?Dt?k?D?tD

?dt、

?Dt—分别为工作辊与支撑辊的热凸度；

k—轧辊中心与表面的温度不均匀系数，k取0.9； α—轧辊的线彭胀系数，钢轧辊α取1.3×10d、D—分别为工作辊与支承辊的直径；

?5℃，铸铁辊取1.1×10?5℃；

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?td—工作辊中部与边缘的温差，

?td通常为10℃；

?tD—支撑辊中部与边缘的温差，?tD通常为2℃；

带入得： 工作辊支撑辊

?dt?Dt=0.9×1.1×10?5×10×1100=0.11mm ×2×2000=0.047mm

=0.9×1.3×10?5轧辊的弹性弯曲变形

在轧制力的作用下，轧辊要发生弹性变形，辊型设计中对轧辊弯曲变形的考虑，主要是计算辊身中间部位与辊身边缘不为挠度得差值，此差值即为辊身中间相对于辊身边缘的挠度，同陈伟轧辊挠度，用f表示。

综合考虑支撑辊弹性弯曲及工作辊与支撑辊间相互弹性压扁时的工作挠度为：

fs?q上工作辊的挠度：

A??B?ds??Ds??(1??)2(1??) A??B?dx??Dx??(1??)2(1??)

fx?q下工作辊的挠度：其中

1.1?1?3?2??1.8?10?2?K??1.1?3? l7A??1(?)??2?L12

3?4u2?u3B???(1?u)12 K?Qln[0.97d?D]qQ

式中 q—工作辊与支撑辊间单位长度上的平均压力，q?P/L； u—钢板宽度与辊身长之比，u?b/L a=5960

?ds?Ds、、

?dx—分别为上、下工作辊的实际凸度； —分别为上、下支撑辊的实际凸度。

?Dx在本次设计中工作辊为铸铁辊，支撑辊为钢质的，则 Λ1=0.071 λ2=0.079 ξ=2.8x10-4 Β=1143.43

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所以有 k=2.4， ?=0.54，A=0.057，B=0.19辊型设计

辊型设计的内容包括确定轧辊辊身中部的磨削凸度数值、总凸度值在一套轧辊上的分配以及确定适应于辊身中部凸度的辊面磨削曲线。

5设备校核

5.1轧辊强度校核

b dg Dg dz Dz p/2 p/2

图5.1 轧辊受力图

对轧辊强度验算以判断工艺规程设计的合理性，轧辊的强度通常只按静载荷验算。同时，在四辊轧机中，一般均为工作辊驱动，校核轧辊时，校核工作辊辊头的扭转应力、支撑辊辊身中央和辊颈的弯曲应力。另外，工作辊和支撑辊之间还存在较大的接触盈利，也需要校核。 在校核过程中，考虑到轧辊材质不均，轧制力计算不准确以及轧制时的冲击载荷、应力集中等影响，在轧辊的静强度计算中，选轧辊的安全系数n=5进行计算，许用应力轧辊材料的许用应力见表5.1。 表5.1 各种轧辊材质许用应力值 轧辊材质 合金锻钢 碳素锻钢 碳素铸钢 球墨铸铁 合金铸铁 铸铁 ?????b/5。

许用应力MPa 140～200 120～140 100～120 100～120 80～90 70～80 18

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5.1.1支撑辊强度校核

支撑辊材质选合金锻钢????140~200MPa。 支撑辊辊身受单向的均布载荷(见图6.2)，

图中有压下螺丝的中心间距a=5900mm；L为辊身长度，L=4300mm，其辊身中央有最大弯

矩值，计算式如下：

aLMDz?P?(?)

48通过前面的计算可得，第四道的轧制力最大，P=2762.2t，则辊身中央处弯矩计算式如下：

M = 2631.0(t?m) 其弯曲应力为

P=32.9MPa<[p] 支撑辊辊颈危险断面弯矩值为

Mdz=1146.2MPa 其弯曲应力为：

Δ=33.96<[?] 由此可见支撑辊的强度足够。 5.1.2 工作辊强度计算

工作辊选球墨铸铁????100~120MPa，????0.6????84~144MPa。

工作辊只需要校核辊头的扭转应力。在总共13道次中，第3道次的力矩最大Mmax=296.6(t?m) ，一个工作辊所受的扭矩为M=148.3(t?m) 。工作辊的辊头形式为平台式，因此：

Wn?(0.65h/d1?0.045)d13

式中 h?(0.25~0.30)D1，

D1?Dmin?(5~15)mm

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