工艺计算

王三中2014-10-25

一、原始参数

316L不锈钢的材料性能：

抗拉强度σb(MPa)：≥480屈服强度σ0.2(MPa)：≥177

伸长率δ5(％)：≥40断面收缩率ψ(％)：≥60

硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV组织特征为奥氏体型

二、矫直辊径

根据理论分析以及生产实践,辊距与辊径具有直接关系。辊距与辊径具有以下关系：

D=φ·t

式中：D为辊径mm;φ为比例系数,对于型钢,φ=0.75～0.9；t为辊距mm。从辊子本身的抗弯强度以及刚度条件看,辊径受到辊距大小。

由下面的计算得辊距350~500mm，取400mm，

则辊径D=（0.75~0.9）x400=300~360mm,取D=350mm

三、矫直辊距

校直校正系统的辊距可在一定范围内选取,但不能过大或过小。辊距过大,导体塑性变形程度不足,不能保证矫直质量,同时导体有可能打滑,满足不了咬入条件;辊距过小,由于矫直力过大可能造成导体与辊面快速磨损或辊子和接轴等零件的破坏,也易挤碎导体。所以,最大允许辊距决定于矫直质量和咬入条件;最小允许辊距决定于接触应力或扭转强度条件;最终在二者之间选取合适辊距。

1、计算最大辊距

最大辊距由矫直质量或咬入条件确定,选取二者的较小者作为最大辊距。

(1)矫直质量条件

矫直必须使型钢反弯到最大原始曲率对应的最大弹复曲率。理想材料最大弹复曲率为1/ρs,为保证足够的弯曲程度,应满足下式要求,如图所示。

1/(R+0.5h)≥1/ρs

式中,h为导体高度mm;R为矫直辊半径mm。

所以Dmax=ρs-h

ρs=EI/Ms-EI/kMw

式中，Dmax为最大辊径，Dmax=φtmaxmm，E为导体弹性模量MPa；I为导体的惯性距mm4，Mw为导体最大弹性弯矩N·mm，Mw=σsπd4/32，d为圆钢直径,σs为导体的屈服极限；k为导体截面系数,对于圆钢,k取1.7；Ms为导体的塑性弯矩,Ms=kMw，N·mm。

(2)咬入条件

矫直过程中矫直辊对于导体的作用力在轧制方向的分力,必须大于摩擦力的在轧制方向的分力,才能保证导体顺利咬入,进行矫直。

式中,r

为原始曲率半径,对于型钢,r0=(25～50)h,大断面取大值,小0

断面取小值mm;μ1为矫直辊与导体的摩擦系数,μ1取0.2;f为滚动摩擦系

数,取f=0.1mm。

比较上述公式得到结论,最大辊距的因素是咬入条件,而不是矫直质

量。所以按照咬入条件计算最大辊距,咬入条件不易建立的情况可以利用送料

辊来保证。

计算得最大辊距约：500mm

2、计算最小辊距

最小辊距通过接触应力条件或接轴扭转强度确定,选取二者的较大者作为

最小辊距。

接触应力条件：

辊子与导体的接触可近似看作圆柱体与弹性半空间的平面接触。导体对矫

直辊的压力随着辊距的减小而增大,会加速辊面磨损,降低导体表面质量,所

以辊距不能太小,因此接触应力条件成为最小辊距的条件。

按照赫之公式计算

式中,p为导体对矫直辊的压力,p=tMs/8;R为矫直辊半径,R=D/2=φ·

t/2;b为导体宽度;E1、E2为矫直辊与导体的弹性模量;μ1、μ2为矫直辊

与导体的泊松比;[p]为许用挤压接触应力,取

[p]值=2σs。

计算得最小辊距约：350mm

四、校直校正系统辊数

型钢校直校正系统的辊数N的确定取决于矫直型钢的规格以及矫直质量的要求。对于中小型型钢,N=7～11;对于大型型钢,N=7～8。

由于机列长度的，本校直校正系统选择复合平动校直校正系统，将水平、垂直及截面校直校正综合为一体，通过调整偏心轴的旋转频率就等于增加校直校正辊数，达到校直校正系统的辊数N的要求。

1、矫直速度确定

导体的矫直速度取决于生产率的要求,导体的进给速度为0～1500mm/min。

2、校直校正系统的技术参数

由以上计算确定校直校正系统技术参数如下：

机架形式：闭式结构

辊距：400mm（初步设计）

辊径：350mm（初步设计）

辊数：平动式，一组

导体规格：方钢53.8mm×53.8mm

矫直速度:0～1500mm/min

驱动伺服电机功率：3KW2组电机减速机输出转速：0~1.5r/min 压下伺服电机减速机：1.5KW4组压下速度：30mm/min

入口夹送压下行程：100mm

出口夹送压下行程：50mm下载本文