轧钢机轧制压力和轧制力矩的计算

在验算轧机的强度、挖掘轧机的潜力和设计新的轧机时，轧机的尺寸、传动的功率和允许的压下规程均取决于轧制压力的大小与方向。在设计新的轧机时，为了零件的强度和选择电动机的功率，就必须知道轧机在一定轧制条件下的轧制压力、轧制力矩和轧制功率。1轧制平均单位压力的确定 在轧制的过程中，轧件在轧辊见承受轧制压力的作用而发生塑性变性，由于轧件塑性变形时的体积不变。因此变形区的轧件在垂之方向上产生压扁，在轧件方向上产生延伸，大量的实验资料证实，开坯，型钢，线材轧机的轧制压力，采用S。爱克隆德公式计算与实测结果比较接近。 爱克隆德公式的适用范围：轧制温度高于800度，轧制材质为炭钢，轧制速度不大于20米/秒。 在爱克隆德的公式中，轧制的单位不仅是轧件机械性能的函数，而且是变形速度、摩擦系数、接触弧长和轧件平均高度之比的函数，轧制平均单位压力由三部分组成：   P=K+uP+vP (kg/2mm) （1） Ｋ值:Ｋ为轧件在轧制温度t度下的单向静压缩时的单位变形阻力，计算公式为:                  K=(14-0.01t)W (kg/2mm) 式中     t——轧制温度； W——轧件的化学成分，计算公式为： W=1.4+C+0.3Cr+Mn 其中      C为百分含量；              Mn为百分含量；              Cr为百分含量。       轧制的材料设为A3钢，则C取0.3 W=1.4+0.3=1.7带入K式中为 K=（14-0.01×1000）×1.7=6.8（ kg/2mm) （2） uP值：uP值为变形速度引起的变形阻力，其计算公式为： P=ηU(kg/2mm) 式中  η——轧件在轧制温度为t度时的粘度系数，其计算公式为：  η=0.01（14-0.01t）¢(kg ·s/2mm) ¢为轧钢机的轧制速度的修正系数； U——变形速度，计算公式为： U=1.61.212uRhhhh∆−∆+（/s） 其中      R为轧辊的半径；              V为轧辊的圆周速度（轧制速度）（mm/s）；              h∆为道次压下量，计算公式为       h∆=h1-h2( 毫米) h1,h2为轧制前后的轧件的高度(毫米)； 查表2—1的轧制的修正系数为1 所以  η=0.01（14-0.01×1000）×1=0.04 （kg·s/2mm) 以上取值，有赖于轧辊的转速，其值为40——49转/分。 初选V, 由现场以h∆同类轧机取得，V=700（mm/s） h∆=25mm(最大的压下量) h1=60 mm(初使的高度) h2＝35 mm (轧制后的高度) 带入       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——表示外摩擦对轧制平均单位压力的影响系数，其计算公式为 P=ηU(kg/2mm) 式中  η——轧件在轧制温度为t度时的粘度系数，其计算公式为：  η=0.01（14-0.01t）¢(kg ·s/2mm) ¢为轧钢机的轧制速度的修正系数； U——变形速度，计算公式为： U=1.61.212uRhhhh∆−∆+（/s） 其中      R为轧辊的半径；              V为轧辊的圆周速度（轧制速度）（mm/s）；              h∆为道次压下量，计算公式为       h∆=h1-h2( 毫米) h1,h2为轧制前后的轧件的高度(毫米)； 查表2—1的轧制的修正系数为1 所以  η=0.01（14-0.01×1000）×1=0.04 （kg·s/2mm) 以上取值，有赖于轧辊的转速，其值为40——49转/分。 初选V, 由现场以h∆同类轧机取得，V=700（mm/s） h∆=25mm(最大的压下量) h1=60 mm(初使的高度) h2＝35 mm (轧制后的高度) 带入       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——表示外摩擦对轧制平均单位压力的影响系数，其计算公式为 2轧制总压力的确定 轧制总压力的计算公式可用下式计算                  N=PF P——轧件与轧辊接触弧上的平均单位压力 F——轧件与轧辊间的接触面积在轧制总压力垂直面上的的投影（简称为接触面积） 各种不同的情况下计算接触面积的方法不同，有以下几种情况1辊径相同的情况2轧制异型断面轧件时的情况3冷轧时的情况4中（厚）板角轧时的情况。 我采用的是辊径相同时的情况，计算公式为：                  F=122bbRh+∆(2mm) 式中      R——轧辊的半径（毫米）；                h∆——压下量（毫米）；                1b,2b轧制前、后轧件的宽度。 F=6052150252+×=3429（2mm） 所以        N=P×F=8.03×3429=27537(kg) 2.3轧制力矩的确定 传动轧辊时，电动机轴上的力矩由下种四种力矩组成： M= zamhdMMMMi+++   式中       zaM——轧制力矩； mM——附加摩擦力矩；        hM——空转力矩； dM——动力矩； i——轧辊与主电机间的传动比。 其中mM、hM、dM与zaM比较，zaM比较大。所以可以将上式简化   M=KzaMi 式中K为安全系数，取    K=1.5； 初选轧机总传动比        i=10。 所以轧制力矩为          M=1686.31.510×=252.9（Nm） 粗算所需电动机的功率：  P=9550Mn×=252.99809550×=26（KW）