第 11页 。
道次 1 2 3 4 5 6 7
b0 280 280 270 270 180 180 190
b1 280 300 270 300 180 200 200
表3.3 各道次数据 b 280 290 270 285 180 190 195
?h 50 60 60 60 60 50 40
l 154 169 169 169 169 154 138
(mm)
P= pmbl (M·N) 3.81 4.723 4.764 5.542 3.605 3.784 3.874
3．1．3 轧制力矩的计算
轧制时，轧件在轧制压力作用下产生塑性变形，与此同时轧件也给轧辊以大小相等的反作用力。轧件对轧辊的作用力P相对轧辊中心的力矩，称为轧制力矩M，其值与轧制压力P的方向及其在接触弧上的作用点位置有关。
确定轧制总压力方向，可以进一步确定轧制力矩。简单轧制情况下，除了轧辊给轧件的力外，没有其它的外力。这样，两个轧辊对轧件的法向力N1、N2和摩擦力T1、T2的合力P1、P2必然是大小相等而方向相反，且作用在一条直线上，该直线垂直于轧制中心线，轧件才能平衡，由文献[1]可知，如图3.1所示：
图3.1 简单轧制时作用在轧辊上的力
第 12页 。
由文献[1]可知，驱动一个轧辊的力矩MK为轧制力矩MZ与轧辊轴承处摩擦力矩Mf1之和；
MK= MZ+ Mf1=P(a+?1)
a=
Dsin? 2d?1=?
2(3.11)
MZ=Pa Mf1=P?1
式中：P——轧制力；
a——轧制力臂，即合力作用线距两个轧辊中心连线的垂直距离；
?1——轧辊轴承处摩擦圆半径； D——轧辊直径； d——轧辊轴颈直径；
?——合力作用点的角度；
?——轧辊轴承摩擦系数：
υ950初轧机选用胶木瓦，?=0.01—0.03，取?=0.022 采列柯夫认为，由文献[1]可知，热轧时?=
??0.5 ?式中：?——力臂系数，假定总轧制压力作用点在接触弧的中心，用力臂系数表示； ?——咬入角，?=arcos(1-d=560mm
根据以上公式计算第一道次：
?h50)= arcos(1-)=18.672
2R2?475d560?1=?=?0.022=6.16
22?h) 2R?=arcos(1-
????=0.5?18.672=9.336
?????? 第 13页 。
sin?=0.162 a=
DD950sin?=sin?=?0.162=76.95 222MZ=Pa=3.81?76.95=2.932105N·m Mf1=P?1=3.81?6.16=0.235105N·m
一个轧辊驱动力矩为：MK= MZ+ Mf1=2.932105+0.235105=3.167105N·m 所以两个轧辊驱动力矩为：?MK=2 MK=6.334105N·m 分别代入数据算出其它道次，列表3.4
表3.4 各道次数据
道次 ?h
(mm)
1 2 3 4 5 6 7
50 60 60 60 60 50 40
18.672 20.472 20.472 20.472 20.472 18.672 16.686
0.162 0.178 0.178 0.178 0.178 0.162 0.145
?
sin?
P (MN) 3.81 4.732 4.764 5.542 3.605 3.784 3.874
MZ (?105Nm) 2.932 4.001 4.028 4.686 3.048 2.912 2.668
Mf1 (?105Nm) 0.235 0.291 0.293 0.341 0.222 0.233 0.239
MK (?105Nm) 3.167 4.292 4.321 5.027 3.27 3.145 2.907
?MK
(?105Nm) 6.334 8.584 8.642 10.054 6.54 6.29 5.814
3．1．4 主电动机力矩
传动轧辊时，由文献[1]可知，主电动机轴上的力矩由四部分组成，即
MD=
MZ?Mf1i?Mf2?Mkon?Mdon
(3.12)
=
式中：MD——主电动机力矩；
MZ+Mif+Mkon?Mdon
MZ——轧辊上的轧制力矩；
第 14页 。
M
f——附加摩擦力矩，即当轧制时由于轧制力作用在轧辊轴承、传动机构及其
它转动件中的摩擦而产生的附加力矩，M
=
Mf1i?Mf2；
fMkon——空转力矩，即轧机空转时，由于各转动件的重量所产生的摩擦力矩及其
他阻力矩；
Mdon——动力矩，轧辊运转速度不均匀时，各部件由于有加速或减速所引起的惯
性力所产生的力矩；
i——电动机和轧辊之间的传动比。
附加摩擦力矩Mf包括两部分，其一是由于轧制总压力在轧辊轴承上产生的附加摩擦力矩Mf1，这部分已包括在轧辊传动力矩MK之内；另一部分为各转动零件推算到主电动机轴上的附加摩擦力矩Mf2。
Mf2=(
1?1)
MZ?Mf1i?1=(
1?1?1)
MK i(3.13)
式中：?1——主电动机到轧辊之间的传动效率，其中不包括空转力矩Mkon的损失。单
级齿轮传动时取?1=0.97。
i ——电动机和轧辊之间的传动比；i =1 由文献[2]可知，Mkon=5%?MD
根据已知轧件加速度a=70rad/min，由文献[1]可知，
GD2dnGD213.3?104a=?70=24.37?104N·m Mdon==
38.238.2dt38.2GD2=13.3?104kg·m2 计算第一道次：
由公式(3.13)得：Mf2=(
1?1)
?1MK=0.098?105N·m i?Mf2?Mkon?Mdon=6.002?105N·m
由公式(3.12)得：MD=
MZ?Mf1i 第 15页 。
式中：GD2——各转动件推算到电动机轴上的飞轮力矩；
a ——加速度或减速度；加速为正，减速为负；
代入数据算出其它各道次，列表3.5
表3.5 各道次数据
道次 1 2 3 4 5 6 7
Mf2 0.098 0.133 0.134 0.156 0.101 0.097 0.090
(?105N·m) MD 6.002 7.223 7.255 8.021 6.114 5.978 5.720
3．2 各道次轧件断面和当量长度
在轧制过程中，金属在轧辊间承受轧制压力的作用而发生塑性变形。由于金属变形时体积不变，变形区的金属在垂直方向产生压缩，在轧制方向产生延伸，在横向产生宽展，而延伸和宽展受到接触面上摩擦力的限制，使变形区内的金属呈三向应力状态。
变形区内各点的应力分布是不均匀的。在有前后张力轧制时，变形区中部呈三向压应力状态；靠近入口和出口处，由于张力的作用，金属呈一向拉应力和两向压应力状态。
由各道次轧件断面图，用网格法近似计算Ai
Ni=Li/?Dg Li=V/Ai+l
式中：Ni——当量长度
Dg——取轧辊名义直径； V ——毛坯体积；
l——变形长度，l=Rg??h。
(3.14) (3.15)