普碳圆钢孔型设计Word文件下载.docx
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——坯料、成品断面积;
——坯料、成品轧制速度。
轧线出口速度对车间生产能力和技术水平起决定作用,出口速度高,可以增大盘重,提高产量。
而且相应提高了入口速度,避免粗轧辊速度低,产生严重热龟裂。
但控制水平要求也相应提高。
考虑先进性和经济性,采用坯料长12m。
故最终选择150方长12m的方坯[3]。
3孔型系统的选择
为达到孔型设计的要求,获得最佳的效果,应掌握金属在孔型中的变形规律和孔型设计的方法步骤外,还必须熟悉轧机设备工艺特点和操作习惯,针对具体轧机工艺特点和操作条件进行相应的孔型设计,并在实践中不断改进和完善[4]。
圆钢孔型系统一般由延伸孔型系统和精轧孔型系统两部分组成。
延伸孔型的作用是压缩轧件断面,为成品孔型系统提供合适的红坯。
它对钢材轧制的产量、质量有很大的影响,但对产品最后的形状尺寸影响不大。
常用的延伸孔型系统一般有箱形、菱—方、菱—菱、椭—方、六角—方、椭圆—圆、椭圆—立椭圆等;
精轧孔型系统一般是方—椭圆—螺或圆—椭圆—螺孔型[5]。
同时应注意轧辊辅件的设计[6]。
本设计采用无孔型和椭圆—圆孔型系统。
3.1无孔型轧制法
优点:
(1)由于轧辊无孔型,改轧产品时,可通过调节辊缝改变压下规程。
因此,换辊、换孔型的次数减少了,提高了轧机作业率。
(2)由于轧辊不刻轧槽,轧辊辊身能充分利用;
由于轧件变形均匀,轧辊磨损量少且均匀,轧辊寿命提高了2~4倍。
(3)轧辊车削量少且车削简单,节省了车削工时,可减少轧辊加工车床。
(4)由于轧件是在平辊上轧制,所以不会出现耳子、充不满、孔型错位等孔型轧制中的缺陷。
(5)轧件沿宽度方向压下均匀,故使轧件两端的舌头、鱼尾区域短,切头、切尾小,成材率高。
(6)由于减小了孔型侧壁的限制作用,沿宽度方向变形均匀,因此降低了变形抗力,故可节约电耗7%。
3.2椭圆—圆孔型系统
(1)孔型形状能使轧件从一种断面平滑的过渡到另一种断面,从而避免由于剧烈不均匀变形而产生的局部应力。
(2)孔型中轧出的轧件断面圆滑无棱、冷却均匀,从而消除了因断面温度分布不均而引起轧制裂纹的因素。
(3)孔型形状有利于去除轧件表面氧化铁皮,改善轧件的表面质量。
(4)需要时可在延伸孔型中生产成品圆钢,从而减少换辊。
缺点:
(1)延伸系数小。
通常延伸系数不超过1.30~1.40,使轧制道次增加。
(2)变形不太均匀,但比椭圆—方孔型要好一些。
(3)轧件在圆孔型中稳定性差,需要借助于导卫装置来提高轧件在孔型中的稳定性,因而对导卫装置的设计、安装及调整要求严格。
(4)圆孔型对来料尺寸波动适应能力差,容易出耳子,故对调整要求高。
4延伸系数的分配
4.1总的延伸系数μ
=[(1.012×
140)-0.86×
(0.1×
1.012×
140)]/[0.25×
3.14×
(16×
1.012)]
=96.69mm
式中:
Fo—红坯断面面积,mm2;
Fn—成品于热状态断面面积,mm2;
—热胀系数,取=1.012;
—钢坯边长,mm;
d—成品直径,mm;
轧制道次数n==18道次
4.2延伸系数的初步分配
分配原则:
初轧道次小,以便取出氧化铁皮,保证产品质量;
随后加大,以利用轧件在高温下塑性好,产生大的变形;
精轧道次延伸系数小,以保证成品质量及孔型的耐磨性和成品尺寸精度。
将12道次的总延伸系数根据经验(如考虑咬入、摩擦等因素)具体分配如下:
μ1=1.250μ2=1.249μ3=1.287μ4=1.339μ5=1.431μ6=1.292μ7=1.394μ8=1.255μ9=1.354μ10=1.339μ11=1.276μ12=1.250
5各孔型中轧件尺寸的确定及强度校核
5.1计算各等轴孔的轧件尺寸
(1)各等轴孔轧件的横截面积
(2)确定各等轴孔尺寸
由圆面积公式F=πR2得:
d=2
各道次的轧件参数列于表1。
表1等轴孔轧件尺寸
道次
6
8
10
12
14
16
18
轧件高/宽(mm)
71.44
53.30
38.93
31.39
23.84
20.03
16.20
轧件面积(mm2)
4006.6
2231.23
1190.31
773.88
446.38
315.10
206.12
5.2计算平辊出口轧件的断面积
前几个道次轧件表面氧化铁皮较多,摩擦系数较小,影响咬入。
根据现场经验,无孔型轧制时既要防止产生轧件歪扭脱方现象,又要保证轧件在平辊上轧制的稳定性,故平辊出口轧件断面尺寸初步设计如下:
由筱仓公式:
β=1+0.8[2Lc/(Ho+2Bo)][(Ho-h)/Ho]
Lc—平均接触弧长度,
Ho—轧前轧件平均高度;
h—轧后轧件平均高度;
Bo—轧前轧件宽度;
D—轧辊直径.
(1)(第一道次)
来料:
Bo×
Ho=141.60×
141.60mm
初设:
h1=108.00mm;
=91.65mm
β1=1+0.8[2×
91.65/(141.60+2×
141.60)][(141.60-108.00)/141.60]
=1.082
则b1=β1Bo=1.082×
141.60=153.20mm
F1=h1b1=108.00×
153.20=16545.6mm2
校核:
(1)Bo/Ho>
0.6~0.7保证少产生歪扭脱方;
(2)h1/b1<
1.2保证轧制状态稳定。
本道次中:
Bo/Ho=1,h1/b1=0.7符合要求
(2)(第二道次)
B1×
H1=108.00×
153.20mm
初设:
h2=108.00mm;
=106.30mm
β2=1+0.8[2×
106.30/(153.20+2×
108.00)][(153.20-108.00)/153.20]
=1.136
则b2=β2B1=1.136×
108.00=122.70mm
F2=b2h2=122.70×
108.00=13251.6mm2
校核:
B1/H1=0.7h2/b2=0.88符合要求
(3)(第三道次)
B2×
H2=108.00×
122.70mm
h3=82.00mm;
=103.81mm
β3=1+0.8[2×
103.81/(122.70+2×
108.00)][(122.70-108.00)/122.70]
=1.160
则b3=β3B2=1.160×
108.00=125.60mm
F3=b3h3=125.60×
82.00=10299.2mm2
B2/H2=0.88h3/b3=0.65符合要求
(4)(第四道次)
B3×
H3=82.00×
125.60mm
h4=75.00mm;
=115.96mm
β4=1+0.8[2×
115.96/(125.60+2×
82.00)][(125.60-75.00)/125.60]
=1.258
则b4=β4B3=1.258×
82.00=103.20mm
F4=b4h4=75.00×
103.20=7737.3mm2
B3/H3=0.65h4/b4=0.73符合要求
将前面四道次的出口轧件的有关尺寸列成表格见表2
表2平辊出口轧件尺寸
延伸系数
横截面积
轧件高度mm
轧件宽度mm
1
1.250
16545.6
108.0
153.20
2
1.249
13251.6
122.70
3
1.287
10299.2
82.0
125.60
4
1.339
7737.3
75.0
103.20
5.3椭圆孔型中轧件尺寸的确定
具体方法是两个等轴孔夹一个非等轴孔,以两圆夹一椭为例,根据经验理论确定轧件在椭孔中的延伸系数βt,轧件在圆孔中的延伸系数βy,来料尺寸为Bi-1×
Hi-1,经椭孔后轧件尺寸为hi×
bi,经过下一道次后轧件尺寸为di+1,则由宽展系数的定义便可求得中间非等轴孔轧件的尺寸hi、bi,即:
βt=βy=
联立两式得:
bi=
hi=
轧件在椭孔中的宽展系数0.5~0.95,在圆孔中是宽展系数为0.3~0.4。
轧件尺寸偏大时,偏大取值,尺寸较小时,应偏小取值。
具体计算过程如下:
(5)(第五道次椭圆孔)
B4×
H4=75.00×
103.20mm
轧件经第六道次后的尺寸为71.44mm;
取:
0.5,=0.4
可算得第五道次椭圆后轧件的尺寸:
(6)校核第六道次圆孔中轧件的充满度:
第六道次后轧件的宽度
(为宽展留的余量,取mm)
则=
符合要求,校核通过。
(7)(第七道次椭圆孔)
B6×
H6=71.44×
71.44mm
轧件经第八道次后的尺寸为53.30mm;
0.8,=0.4
可算得第七道次椭圆后轧件的尺寸:
(8)校核第八道次圆孔中轧件的充满度:
第八道次后轧件的宽度
(9)(第九道次椭圆孔)
B8×
H8=53.30×
53.30mm
轧件经第十道次后的尺寸为38.93mm;
0.7,=0.4
可算得第九道次椭圆后轧件的尺寸:
(10)校核第十道次圆孔中轧件的充满度:
第十道次后轧件的宽度
(11)(第十一道次椭圆孔)
B10×
H10=38.93×
38.93mm
轧件经第十二道次
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