陈伟：中厚板生产压下规程设计
第一道次轧制之前，坯料被加热，为保证产品质量，粗轧时，应将坯料温度控制在950℃～1200℃之间，各道次轧制结束后轧件温度也应控制在这个范围内。因此我们选取开轧温度取1150℃，则T1=1150+273=1423K。
为了确定各道轧制温度，必须求出逐道的温度降。高温时的轧件温度降可以按辐射散热计算，而认为对流和传导散失的热量大致可与变形功转化的热量相抵消。由于辐射散热所引起的温度降，在热轧板带时，可用以下公式进行计算：根据公式：
zT4 ?t?12.9(1)
h1000式中Z——为辐射时间，即该道纯扎时间t1?t2，Z=t1?t2；T1——前一道的绝对温度，单位K。
由于轧件头部和尾部温度降不同，为设备安全着想，确定各道温度降时，应以尾部为准，同时间隙时间也有温度降，即公式：
tT?t1?12.90(1)4
h1000现按上式计算逐道温降。根据经验，一般的，取开轧温度为1150℃。例如： 第一道（纵轧）
2.21423t头1?t0??t?1423?12.9??()?1421.7K
70100017.51421.7t尾1?t尾1??t1?1421.7?12.9??()?1411.5K
701000同样道理可计算其它道次的轧制温度，结果如表4-2所示。 4.3 各道变形程度
由公式变形程度，即压下率?=?h/H ，其中?h为各道次压下量，H为各道次前轧件的厚度，如第一道次的压下率4.4 各道次变形速率 由公式???=?h/H?20/90?0.22，其他各道次压下率见下表4-2。
2v?h 其中v表示各道次轧辊最大速率，见表4-1，H为各道次前轧件
H?hR的厚度，h为各道次后轧件的厚度，?h表示各道次压下量，R表示工作辊的辊身的半径。因为咬入速度，稳轧速度，抛出速度取值不同，则v在各道次不全相同。如第一道次的变形速率 ???2v?h2?90020??2.43，其他各道次变形速率见表4-2。
H?hR90?704304.5 屈服应力?s的确定
- 6 -
铜陵学院毕业论文（设计）
.0.14345钢的屈服应力?s?1.33?0.252?e?0.0025T/9.81,例如，第一道次的屈服应力：
?s1?1.33?0.2521?10.143e?0.0025T/9.81?1.33?0.220.252?2.420.143?2.718?0.0025?1411.5/9.81?6.3MPa
1.其他各道次金属变形抗力见表4-2
头部温度/K 1423 1421.7 1410 1405.6 1398.5 1387.9 1372.5 1352.9 1328.5 1299.4 1270.8
尾部温度/K 1423 1411.5 1408.2 1403.3 1395.4 1378.3 1361.5 1339.9 1313.4 1288.9 1259.6
纯扎时间/s \\ 2.2 2.1 2.8 3.8 4.6 3.1 3.9 4.4 5.1 6.1
表4-2
间隔时压下量间/s /mm \\ \\ 17.5 20 2.5 15 2.5 15 2.5 10 6 5 6 5 6 4 6 2 4 2 4 2
变形速变形程
率 度 \\ \\ 2.43 0.22 2.69 0.21 3.54 0.27 3.02 0.25 3.53 0.17 10.24 0.2 11.44 0.2 9.71 0.13 11.2 0.14 13.24 0.17
屈服应力/MPa \\ 6.3 6.4 7.2 7.0 6.8 8.6 9.2 8.5 9.5 10.9
道次 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4.6 轧制力的计算
由于所生产的产品是热轧板带材,所以计算轧制力所用公式选用sims公式：
''''''P?Kn?n?n?bl 其中K?1.15?s，l??hR。
'''由轧钢工艺中的图5-24?及R/h 的关系图得出n? ，由轧钢工艺中的图5-22得n??1，'''因轧制时无张力，所以取n?=1,第一道次轧制力：
''''''P?Knnn?20?430?6.3MPa 1?1?1?1bl?1.15?6.3?0.7?1?1?1456其它各道次见下表4-3：
表4-3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
L接触长度 92.7 80.3 80.3 65.5 46.4 36.7 32.8 23.2 23.2 23.2
n'
0.7 0.71 0.72 0.82 0.9 1.1 1.15 1.16 1.2 1.25
'' n?''' n?1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
R 430 430 430 430 430 269 269 269 269 269 P/Mpam 6.2 7.5 8.5 7.8 5.8 7.1 7.1 4.7 5.4 6.5
- 7 -
陈伟：中厚板生产压下规程设计
第五章 轧辊强度校核
5.1二辊强度校核 5.1.1辊身强度
轧制力对辊身产生的弯矩
Msh?P(L?lbMsh?)??，弯曲应力， sh480.1D3由表4-3可知，前5道次中第3道次轧制力最大，而轧件宽度相同并使用同一轧辊，所以只需校核第3道次轧辊的强度
L?lb2150?4301950Mshmax?Msh3?P(?)?8.5?106?(?)?3410.6?106Nmm
4848Mshmax3410.6?106?shmax???53.6MPa
0.1D30.1?86035.1.2辊颈强度
辊颈所受到的弯矩Mj?Mjpl 弯曲应力?j? 30.1d4 前5道次中因为第3道次轧制力最大，并使用同一轧辊，所以只需校核第3道次辊的强度:
Mjmax?Mj3?8.5?400?850?106Nmm 4?jmax850?106???81.8MPa 0.1d30.1?4703MjmsxMn 30.2d 前5道次轧辊辊颈相同都为860mm，故R=430mm，其中第1与3道次的压下量与轧制力最大，所以只需计算这两道次。
辊颈所受到的扭矩:Mn?p??h?R 扭转应力?j?第1道次：Mn1?6.2?0.5?20?430?287?106Nmm
Mn1287?106??13.8MPa ?j1?330.2d0.2?430第3道次：Mn3?8.5?0.5?15?430?341?106Nmm ?j3Mn3341?106???16.4MPa 0.2d30.2?4303所以只需对第三道次进行校核。
- 8 -
铜陵学院毕业论文（设计）
对于钢辊，根据第四强度理论：?h??j2?3?j2 2?hmax??jmax?3?2jmax?91.5?3?16.4?30.0MPa
5.1.3辊头强度
因辊头是万象辊头，其断面不规则形状，近似为矩形。D1=850mm，S=212mm，D1/S?4 查表5-1可知：??0.282
表5-1 矩形截面杆扭转时的系数α、β和γ h/l α β γ 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0 8.0 10.0 ? 0.208 0.219 0.231 0.246 0.258 0.267 0.282 0.299 0.307 0.313 0.333 0.141 0.166 0.196 0.229 0.249 0.263 0.281 0.299 0.307 0.313 0.333 1.000 0.930 0.858 0.796 0.767 0.753 0.745 0.743 0.743 0.743 0.743 辊头所受扭转切应力??Mn ?D1s2因前5道次中第3道次所受扭转力矩最大，所以只需校核第3道次辊头强度
Mn3341?106?max??3???31.6MPa
?D1s20.282?850?2122轧辊材料为锻钢，辊面硬度为HS?35~40，查找机械设计手册得材料的抗拉强度为
?b=700MPa，抗剪强度??400MPa
?b/?shmax?3，?b/?hmax?3，?/?max?3，所以二辊满足生产要求。
5.2 四辊强度校核 5.2.1支承辊强度
因后5道次中第6道次轧制力最大，所以仅校核第6道次即可 5.2.1.1 辊身强度
L?lL 轧制力主要由支承辊承受，它对辊身产生的弯矩Msh?p(?)，弯曲应力
48?sh?Mshmax?Msh6?P6(Msh 30.1D支L?lL2150?5372150?)?7.1?106?(?)?2861?106Nmm 4848Mshmax2861?106?shmax???23.0MPa
0.1D30.1?107535.2.1.2 辊颈强度
- 9 -
陈伟：中厚板生产压下规程设计
Mjpl?? 辊颈所受到的弯矩Mj? 弯曲应力j
0.1d34Mjmax?Mj6Pl7.1?106?537???956?106MPa 44956?106???61MPa 0.1d30.1?5373Mjmax?jmax5.2.1.3 辊头强度无计算内容
因支承辊采用合金锻钢知HS?45~50，抗拉强度?b?700MPa；?b/?shmax?3，
?b/?hmax?3，所以支承辊满足生产要求。
5.2.2工作辊强度
5.2.2.1辊身强度
因工作辊不承受轧制力，所以辊身无计算内容 5.2.2.2辊颈强度
辊颈所受到的扭矩Mn?P??hR， 扭转应力?j?Mn 30.2d工因后5道次中第6道次轧制力p和压下量?h最大，所以仅计算该道次即可
Mnmax?Mn6?7.1?106?0.55?269?130?106Nmm
?jmax5.2.2.3辊头强度
Mnmax130?106???33MPa 330.2d0.2?269 因辊头是万象辊头，其断面不规则形状，近似为矩形，D1 =530mm，s =132，D1/s=4，查表5-1得??0.282 辊头所受扭转切应力??Mn 2?D1s因后5道次中第6道次所受扭转力矩最大，所以只需校核第6道次辊头强度
Mn67.1?106?max??6???50MPa
?D1s20.282?530?132四辊可逆轧机的工作辊选用铸铁轧辊HS?50~60，查机械设计手册知材料的抗拉强度
?b?450MPa，抗剪强度为??350MPa，?b/?shmax?3，?/?max?3，所以支承辊满足生产
要求。
- 10 -