高速線材孔型設計

2022-10-06 05:51:02 字數 3269 閱讀 9627

1 設計說明2

1.1 孔型設計概述2

1.1.1 孔型設計的內容2

1.1.2 孔型設計的基本原則2

2 孔型系統的選擇及依據3

2.1 孔型系統的選取3

2.1.1 粗軋機孔型系統的選取3

2.1.2 中軋、預精軋及精軋軋機孔型系統的選取3

3 確定軋制道次4

3.1 軋機的選擇4

4 分配各道次延伸係數5

4.1 孔型設計計算5

4.1.1 確定各道次延伸係數5

5 確定各道次出口的斷面面積6

5.1 確定各道次軋件的斷面面積6

6 各道次孔型尺寸7

6.1 孔型設計計算7

7 孔型在軋輥上的配置8

7.1孔型在軋輥上的配置原則8

7.1.1 孔型在軋輥上的配置9

7.2 軋輥的平均工作直徑及軋輥轉速的確定9

7.2.1 工作輥徑的確定9

7.2.2 軋輥轉速的確定10

8 力能等效計算13

8.1 力能引數計算13

8.1.1 軋制溫度13

8.1.2 軋制力計算15

8.1.3 軋輥輥縫計算20

9 校核軋輥強度21

9.1 軋輥強度的校核21

9.1.1 強度校核21

9.1.2 第一架軋機軋輥強度校核舉例24

10 電機的選擇及校核26

10.1 電機功率的校核26

10.1.1 傳動力矩的組成26

10.1.2 各種力矩的計算26.

10.1.3 電機校核28

10.1.4 第一道次電機功率校核舉例28

11 各孔型圖及軋制圖表30

11.1

1. 設計說明

鋼坯要在所設計的孔型中軋制若干道次才能獲得所要求的斷面形狀和尺寸,同時孔型設計還與所軋產品的效能、質量及軋機的生產能力、金屬消耗、能耗、產品成本、勞動條件都直接相聯,所以孔型設計是車間設計重要一環。

孔型設計是型鋼生產的工具設計。孔型設計的全部設計和計算包括三個方面:

1. 斷面孔型設計

根據原料和成品的斷面形狀和尺寸及對產品效能的要求,確定孔型系統、軋制道次和各道次的變形量,以及各道次的孔型形狀和尺寸。

2. 配輥

確定孔型在各機架上的分配及其在軋輥上的配置方式,以保證軋件能正常軋制、操作方便、成品***和軋機產量高。

3. 軋輥輔件設計—導衛或誘導裝置的設計

導衛裝置應保證軋件能按照所要求的狀態進、出孔型.或者使軋件在孔型以外發生一定的變形,或者對軋件起矯正或翻轉作用等。

孔型設計是型鋼生產中的一項極其重要的工作,它直接影響著成品質量、軋機生產能力、產品成本、勞動條件及勞動強度。因此,合理的孔型設計應滿足以下幾點基本要求。

1. 保證獲得優質產品

所軋產品除斷面形狀正確和斷面尺寸在允許偏羌範圍之內外。應使表面光潔.金屬內部的殘餘內力小,金相組織和力學效能良好。

2. 保證軋機生產率高

軋機的生產率決定於軋機的小時產量和作業率。影響軋機小時產量的主要因素是軋制速度。作業率取決於工藝的科學、孔型設計的合理、裝置的優良、操作的熟練。

3. 保證產品成本最低

為了降低生產成本,必須降低各種消耗,由於金屬消耗在成本中起主要作用,故提高成材率是降低成本的關鍵。因此,孔型設計應保證軋制過程進行順利,便於調整,減少切損和降低廢品率;在使用者無特殊要求的情況下,盡可能按負偏差進行軋制。同時,合理的孔型設計也應保證減少軋輥和電能的消耗。

4. 保證勞動條件好

孔型設計時除考慮安全生產外,還應考慮軋制過程易於實現機械化和自動化,軋制穩定,便於調整;軋輥輔件堅固耐用,裝卸容易[9]。

2. 孔型系統的選擇及依據

1. 1# 軋機的孔型為平箱,2# 軋機的孔型為立箱。

箱形孔型系統的軋件變形較為均勻,角部沒有改變,容易溫度偏低。

1) 箱形孔型系統的主要優點是:

(1) 沿軋件斷面寬度變形均勻,孔型磨損較小;

(2) 通過這種孔型軋出的軋件比起相同面積的其他孔型來,孔型軋槽切入軋輥深度較小大,故可以允許給以較大的變形量;

(3) 可以適應來料斷面尺寸的波動,並且在同一孔型中通過調整壓下量,可以得到不同斷面尺寸的軋件;

(4) 在這種孔型中軋制,軋件上的的氧化鐵皮易於脫落。

2) 箱形孔型系統的主要缺點是:

(1) 在這種孔型中軋出的方形或矩形斷面不夠規整;

(2) 在這種孔型系統中金屬只能受到兩個方向的軋制加工;

(3) 當進入孔型的軋件高度比較大而孔型槽底又較寬時,軋件在孔型中的穩定性不好,易發生倒鋼或歪扭現象,這在軋制小斷面軋件時尤為嚴重。

由於箱形孔型系統具有上述特點,**材生產上它多用於軋制的頭幾道次,並用於軋制斷面尺寸在60× 60公釐以上的軋件。在400公釐軋機上這種孔型最小軋出斷面尺寸為56× 56公釐;在300公釐軋機上這種孔型最小軋出斷面為45× 45公釐。箱形孔型道次延伸係數一般為1.

20 ~ 1.40。

2. 3# ~ 6#軋機的孔型依次為:橢圓—圓—橢圓—圓

這種孔型系統的優點在於:

1) 孔型形狀能使軋件從一種斷面平滑地轉換成另一種斷面,從而避免金屬由於劇烈的不均勻變形面產生區域性應力。

2) 在此孔型系統中軋出的軋件沒有尖銳的稜角,軋件冷卻均勻。

3) 孔型形狀及變形特點有利於去除軋件上的氧化鐵皮,使軋件具有良好的表面。

4) 必要時可在延伸孔型中獲得圓斷面成品,從而減少換輥[10]。

綜合比較各種孔型系統,本設計的中軋、預精軋、精軋及減定徑軋機孔型選取橢圓—圓孔型系統。

3. 確定軋制道次

由坯料尺寸(150mm×150mm)和所軋制的最小斷面的軋件尺寸(φ6.5mm)確定軋制道次。考慮到坯料尺寸偏差和熱膨脹因素,所以總延伸係數為:

3)一般全線平均延伸係數為:

∴軋制道4)

取整得,精軋最後兩架為減徑機。軋機最後為兩架定徑機(不考慮在內)。

參考現場實際生產情況及相關資料將26+4架軋機分為粗軋、中軋、預精軋、精軋及減定徑五組機組。其中粗軋6架,中軋6架,預精軋6架,精軋8架,減定徑機4架。

各機組主要引數如表7

表1軋機主要技術引數

4. 分配各道次延伸係數

典型產品(φ6.5mm)總延伸係數為736.68

由延伸係數的分配原則確定各道次延伸係數見表8

表2各道次的延伸係數

5. 確定各道次出口的斷面面積

按逆軋順序進行計算:

由公式[7..

.5)所以,各道次軋件斷面面積如表9

表3各道次軋件斷面面積

6. 各道次孔型尺寸

由程式計算得各個孔型尺寸如下表:

表4 孔型引數

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