第3章 轧制力能参数 第3章 轧制力能参数
3.1 轧制过程变形区及其参数
图3.1 轧制变形图
h0、h1??轧制前、后轧件高度，mm hm??轧制前后轧件的平均高度，mmhm?h0?h1?20mm 2 ?h??压下量，mm?h?h0?h1?30mm
?b??宽展量，mm?b?b0?b1
L0、L1??轧制前、后轧件长度，mm
???咬入角，cos??1??h D1 l??接触弧水平投影长度，mm,可近似认为l?R1?h?64.5mm
???临界角
???相对压下量???h?0.86 h02??0.57 3 ?m??变形区中平均变形程度，?m? 12
rm??真实平均变形程度，rm?ln1?0.85 1??m1、轧制时接触弧上影响单位压力的因素
a、影响金属塑性变形阻力的因素：金属化学成分和组织的影响、变形温度的影响、变形速度的影响、变形程度的影响、加工历史的影响。 b、变形阻力的确定：
???0KtKuKr (3-1) 式中?0--基准变形阻力，即变形温度t?1000℃、变形速度??10s?1、变形程度
??40%时的变形阻力。
（A?BT）,T?℃时，Kt?1Kt?eKt--变形温度影响系数，当t?1000t?273 1000?C?DT（） Ku--变形速度影响系数，当??10s?1时，K??1，Ku?10Kr--变形程影响系数，当真实平均变形程度
rmNr)?（E?1）m。 0.40.4rm?40%时，Kr?1，Kr?E(其中A,B,C,D,E,N系数见表3-1
表3-1 各钢种变形阻力公式系数值
钢种 08F
Q235A 20 45 09Mn2 16Mn 16MnNb 20Cr 12Cr2Ni4A 38CrMoAlA 25Cr2MoVA 1Cr18Ni9Ti
A 4.312 3.665 3.321 3.539 3.449 3.466 3.367 3.174 3.656 3.934 3.858 2.874
B -3.387 -2.878 -2.609 -2.780 -2.710 -2.723 -2.645 -2.872 -2.872 -3.091 -3.031 -2.258
C -0.532 -0.122 -0.133 -0.157 -0.173 -0.220 -0.129 -0.220 -0.220 -0.217 -0.065 -0.374
D 0.513 0.186 0.210 0.266 0.225 0.254 0.181 0.253 0.253 0.254 0.127 0.52
E 1.879 1.402 1.454 1.370 1.678 1.566 1.467 1.703 1.703 1.498 1.510 1.277
N 0.589 0.379 0.390 0.342 0.194 0.466 0.402 0.527 0.527 0.426 0.441 0.323
?0/MPa 138.9 151.2 155.8 162.1 165.4 159.9 167.4 169.3 169.3 183.9 176.3 229.2
℃，Kt?1??293.51MPa 便于简化计算这里取t?1000a、轧制时接触弧上平均单位压力 平均单位压力可写成下列一般形式：
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第3章 轧制力能参数 pm?n?k?n,?n,,?n,,,?k (3-2) 式中
n???应力状态影响因素
n,???考虑摩擦对应力状态的影响系数
n,,???考虑外区对应力状态的影响系数
n,,,???考虑张力对应力状态的影响系数
在大多数情况下，主要计算的是n,?，常用的方法主要有;基于卡尔曼单位压力微分方程的采利柯夫方法、R.B.西姆斯方法等。
本次设计对于上述方法参考大量书籍进行简化，参考了各类轧机轧制特地及其适用的平均单位压力计算方法：
pm?n,,?nBn1k?1.15n,,?nBn1? (3-3) 由于热轧机宽度较大，可以近似认为是平面应变情况，此时nB=1
由于本次设计以一道次进行的，此时尺寸系数n1?1
其中n,,??(l?0.4)?0.625 hmpm?n,,?nBn1k?1.15n,,?nB?211.2N b、轧制总压力与轧辊传动力矩 a、轧制总压力
P?pmF
P?pmF?24384096NF? （3-4） b?bb0?b1→
mm2lF?01l?11545522其中
P??轧制总压力
F??接触面积b0、b1??轧制前后轧件的宽度
l??接触弧长度的水平投影
注：对于轧制中厚板、板坯、方坯以及异形断面轧件一般不考虑轧制时轧制产生弹性压扁现象。
b、轧辊传动力矩
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在简单轧制情况下，除了轧辊给轧件的力之外，没有其他外力，受力图如图3.2
图3.2 简单轧制时作用在轧辊上的力
M?Mz?Mm?Mk?Md (3-5) i式中
Mz??轧制力矩，用于使轧件塑性变形所需的力矩
Mm??克服轧制时发生在轧辊轴承、传动机构等的附加摩擦力矩 Mk??空转力矩，即克服空转时的摩擦力矩
Md??动力矩，此力矩为克服轧辊不均速运动时产生的惯性力所必需的力矩
i??轧辊与主电机间的传动比
注：其中动力矩只发生于用于不均匀转动进行工作的几种轧机，如可调速的可逆式轧机，本次设计采用不可调速的四棍可逆式轧机，故动力矩进行省略。 传动比：在本次设计中没有进行传动装置的具体设计，故传动比i?1 轧制力矩Mz
Mz?2Pa (3-6)
式中
P??轧制力
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第3章 轧制力能参数 a??轧制力臂，即合力作用线距离两个轧辊中心连线的垂直距离
x其中??
l式中
x??轧制力在接触弧上的错用电距轧辊中心连线的距离，也即a
l??接触弧长度
x?a??l?32.4mmMz?2Pa?1580089.42N/m
轴承处摩擦力矩
Mf1?P?1 (3-7) 式中
P??轧制力
?1??轧辊轴承处摩擦圆半径
其中?1?式中
d? 2d??工作辊轴颈直径
???轧辊轴承摩擦系数，本次设计中??0.085
附加摩擦力矩Mm
Mm?Mf1i??D工M1?（?1）z (3-8) D支?i式中
???传动机构的效率，即从主电机到轧机的传动效率，本次设计??0.87
Mm?Mf1i??D工M1?（?1）z?236105396N/mm D支?i空转力矩Mk
Mk??Mkn
Mkn?Gn?dn (3-9)
2in式中
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