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4.9 力能参数的计算(厚壁钢管轧制)

返回列表 来源:厚壁钢管 发布日期: 2022.01.31

4.9力能参数的计算4.9.1 轧制力

计算总轧制压力,首先要确定接触面积。

4.9.1.1变形区长度的确定

变形区的长度是入口断面到出口断面的距离。如图4-9所示。考虑送进角α时,变形区长度按4.1式计算[11]。

4.9.1.2接触面宽度的确定

在斜轧穿孔时,沿变形区长度,接触表面的宽度是变化的。任一断面的接触宽度b[12],如图4-10所示。

轧制过程中产生大的滑动是不利的,它会使生产率降低,工具磨损加快,能量消耗增加,轧件质量恶化。因此,合理的设计应使滑动系数尽可能增大。

由式(4.6)可见,螺距是变化的,其值随轧件进入变形区坯料横断面面积的减小而增大。

接触面积为

5 变形抗力的确定

变形抗力的确定首先是计算穿孔时的变形温度,变形速度和变形程度数值,然后根据该钢种的实测变形抗力曲线,确定该变形条件下的变形抗力。确定入口锥的平均变形阻力:

1) 变形温度:根据已有现场实测参考数值在1180℃~1240℃

2) 变形程度:

在斜轧穿孔入口锥碾轧实心坯的区域,变形程度为:

4.9.2顶头轴向力的确定

确定斜轧穿孔时轴向力的大小对于生产有很重要的意义。轴向力即为作用在顶杆上的压力,轴向上的大小直接影响着顶杆强度及工作的稳定性。

顶头轴向力对轧辊所受的轴向力大小和轧制力矩的大小有直接影响。因此在设计中,为了计算轧辊止推轴承,电机功率,顶杆的弯曲强度和顶杆的止推轴承,都要求较准确的确定顶头轴向力的大小。如图4-11所示。

/,这个比值越小,金属对轧辊的轴向滑动就越小,因而越有利于穿孔过程的力能条件。

顶头轴向力的确定用理论方法计算是很复杂的。根据顶头受力的平衡条件而求出的轴向力解析计算公式十分庞大,式中的各分力很难正确算出,因此在实际中无法应用。

作用在顶头轴向上的力基本公式计算为[12]:

4.9.3 斜轧力矩计算

4.9.3.1 转动轧辊所需的力矩

当没有顶头的情况下如图4-12所示,即轧件在前进方向没有受到轴向阻力时:

当有顶头时如图4-13所示,在前进方向受到顶头的轴向阻力(Q),这时传动轧辊所需总轧制力矩为:

4.9.3.2 电机所需力矩

电机所需力矩除了轧制力矩外,还有摩擦力矩,空转力矩,动力矩。这些力矩的计算方法与一般纵轧相同。

当不考虑动力矩时所需电机力矩:

由于传动扭矩是由穿孔主电机直接经主传动轴传至轧辊。所以减数箱传动比=1;

4.9.3.3 电机功率的计算

根据已转换到电机轴上的总力矩M电,可求出电机功率:

4.9.3.4 穿孔机轧制时间的确定

在电机校核中,需要用到纯轧时间和间隙时间。

1 纯轧时间的计算

斜轧的纯轧时间是指轧件通过变形区所需的时间——由管坯前端接触轧辊起到轧出的毛管尾端离开轧辊止的时间间隔。

由此可见,为提高轧机生产效率,缩短纯轧时间,可以通过提高轧辊转速和加大送进角来实现。虽然也可以通过加大轧辊直径和增加滑动系数使纯轧时间减少,但受到轧机结构和咬入条件的限制,后面的方法是不可取的。

2 间隙时间的确定

由实际情况确定。

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