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標(biāo)題: 發(fā)一份軋制壓力計算和測量比較，本人前幾年的東西 [打印本頁]

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 19:49
標(biāo)題: 發(fā)一份軋制壓力計算和測量比較，本人前幾年的東西

愛克倫達(dá)公式計算18a槽鋼的軋制壓力與實測值之比較

傳統(tǒng)理論計算軋制壓力的公式普遍選用愛克倫達(dá)公式，該公式是一個估算軋制壓力的半經(jīng)驗公式，往往參數(shù)的選用會直接影響軋制壓力的計算結(jié)果，在生產(chǎn)中不可能對所有品種的軋制壓力均進(jìn)行實測，只能從某些理論經(jīng)驗中有依據(jù)地推斷，可以得到軋機(jī)負(fù)荷較為準(zhǔn)確的估計。這樣就可以充分發(fā)揮軋機(jī)的能力，合理利用設(shè)備。所以對軋制壓力的實測值和理論計算的比較有必要：
1987年11月份＊＊＊廠對型鋼φ800軋機(jī)進(jìn)行了軋制壓力和軋制力矩的測量。從87年1月14日～11月24日由北京鋼鐵學(xué)院鄒家祥教授組織，同大軋廠技術(shù)人員一道對φ75圓鋼和18a槽鋼進(jìn)行了粗精軋工4個機(jī)架的測量。從以往的經(jīng)驗所知：愛克倫達(dá)公式對簡單斷面的圓鋼、橢圓及矩形坯等計算軋制壓力都比較接近真實值，所以本次比較僅選用精軋機(jī)列明顯有腿長的孔型進(jìn)行計算，以了解異型材的理論計算軋制壓力和實測值的差距。
基本條件：
1、各道次工作輥徑

道次 7 P {3 n' U& w [6 S	6 ' y' b e! C% @; F0 W	7) _6 \% i. g3 \	8! ]* h* x+ U) x5 I* l5 A	9# S1 J" d4 {/ C. S3 y; X	10* s5 I; s4 o$ m' v9 N! m	11: @7 i1 m a( r \|	12 & r+ W X" k7 R' D
輥徑mm: o0 d! z9 B4 H5 X1 H	8402 F( R _% C9 T4 R% f- X. l; S	8406 G% z. w. Q! C( y B$ z, ?0 [	840 8 Q: z' W) p% o	8407 R( k9 a$ P7 e8 R. c# k& v7 j	840 7 E5 z3 x4 U5 z! M* @1 v	840) f% A) o1 l8 E$ T0 `2 w; N	840 + G* a8 t8 Q# W+ {( p

2、鋼的化學(xué)成分

鋼種; }1 @! \, \|" P. i6 z# r* A- U: T1 E	C% ; E' l9 g% x$ A! t) g1 f	Si% * W0 S9 [# u! \|0 s2 q	Mn%) K6 o* x \8 l [	P% % c1 A/ K" q, ?7 r- N W* F( A	S%* l/ @: [8 _8 k4 s- K+ D
A3 * X7 s8 a8 q/ ]6 W6 y) S	0.14～0.22 ' X) {9 K5 [8 d, z$ [* i5 R	0.12～0.30 7 `. o6 B$ G5 i0 i; _ `9 f' B	0.40～0.70: n) A/ x6 {: s7 Q	≤0.04; u% p Q0 c! ]9 Z	≤0.04- \8 L8 x B% }+ S6 Q% `) T

3、孔型特征

道次 : _) z3 H6 U0 H# _3 v	5 # R5 B Y! s- [7 @	6 7 X& }# D) Y9 j: p) e) q8 U5 v	7 7 S+ I; N( E3 j	8 , n2 j8 S8 L: o5 T, s i O' t* a	9- I& `/ j: n# a8 ^! O	10 6 u$ T8 w, F8 Q5 C/ I. f- Q6 W. ~9 \|	11 1 W2 o1 J9 ]7 L s% Z6 h* [# ?	12 ; ]3 r7 Z/ r5 v: c6 Q% B8 a# x
面積mm2- a' P, a( b! C! q( `	12984 : s5 M; O$ W' L5 }	91309 ]3 w& o: W# F' I9 J% Q	6783 Q* C' ~. _: O0 b( C' e+ ^	5210- E5 t' K8 R9 n8 o# b	3902! X3 v! p, b* u/ E; I0 q	3109" R' @* j# ]9 @( Q/ Z	2658% T) ], C( L# N5 V3 Z; s- u	2570 % \|( ~ O/ m2 J0 q
孔型寬mm ( m% B0 G! E# V% n' l0 A	180 # n) y+ v' u3 W) b; w2 P% [! r	188.14 2 o1 ^1 g" h3 i' H	186.12 8 \+ ?8 F4 u1 ~; i. J/ d9 ~	184.36 / K4 I. `" w& @- j4 e: [	188.76* J- S8 m8 u ?$ X0 Z	185.54! _+ w! {! I" P7 B( ]' I3 D1 X	185.289 P* N' g! s2 m. A3 @+ I	183.75' v, A8 b9 ^% o$ s
等效矩形高度mm' n! n' O3 n9 \. A z Z. d	72.13- C/ v" y0 J' _+ R	48.53/ A: K: \& w; V	36.44 7 B: R# R h2 \|2 p- k	28.26. ^- g1 u. y% `: u& @	20.67( C* @' I' Q' K) e& K9 C" F5 r; @& S	16.76: F0 }) u: f: f6 k1 d6 i	14.300 k9 \% [, D8 o1 X R* S! X Y7 [	13.99 ' @% {' E! W! r* U7 h
延伸率 4 [6 D0 G* e/ h/ F9 V	" T) a# H1 ?, K8 ?6 F	1.4 + t' k5 y- Z r4 S4 B& H4 B	1.34+ \+ ?( }6 A. H& e& H$ M. @( L; p) l' v8 S% k	1.33 1 f3 O0 S/ d9 ^5 D' \* ^	1.26 ! _3 O+ ~; a+ T, R! f- m	1.27 " Y* d) V' W# v N) m. k	1.14 ) D0 n# }; B7 H0 \|- s/ ~% i	1.052 F# I+ Q# k' L5 L: _

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 19:50
4、實測數(shù)據(jù)

道次 / B3 S. a- n% d1 i3 h4 r& L& d	6) \|8 ]5 r! l3 s0 `! Q# ~" W# t	75 B6 e! b6 v, f' u6 s( i, d8 r	8( t$ I2 [7 v, V	9 : x" J* V1 d: x4 i* f! O( D, e: o	10 9 Y% R& }4 Q2 }- `+ L; H	11; w- R0 d" j0 d# W	12 8 v0 I, l6 U8 b
軋制壓力T2 `8 x; l( G" f	327' O7 U- P" ^+ \4 n	2836 h& {4 F! P A+ g$ y7 a" Z5 r	228 8 z- z2 h/ E! _& n& X1 [3 E8 b	381 ) H% m5 e( X; L8 f8 R	213 * N! P7 t6 x4 ]2 Y	140) F$ Z, k5 }# g- H x" p	325 8 T6 z! G; X X1 G5 t$ _% p) {
速度rpm5 y$ ?9 X! C. o7 h	63- \7 j6 O4 w/ y1 j	71* x/ G7 u, S1 `	633 ]( m; A: `6 j2 p. J$ Y0 k: b# q% T	71 4 I- v# l$ K- ?	59 0 t0 h- k2 [6 X) o% f8 B	71 , y( B g& T/ Z9 L	59 ; B1 _ X; h3 P* A/ m$ Q2 F$ k
線速度m/s - T7 o9 C- n* O7 y$ L+ _# o8 S2 N( s	2.769 ; f) w/ A. C6 p( a4 ^9 T	3.1213 v0 z N% \# D- q) _' s	2.7703 h: o5 ~" h: q1 G0 U4 K5 ?$ g	3.1212 \+ U# Q0 c7 Y7 l	2.594/ z5 G$ U) `- D3 E	3.121 , E. C) D; n1 N( \	2.594 - K9 q9 W8 }: R8 A/ u% I
實測平均延伸率$ D a) X( n+ \2 H+ W	1.51 F% ? y' G) F1 M+ r	1.19 & C2 v. s# \|* P" n2 ]- ]& ]	1.24) Z3 h4 }. v( K Q/ _- b9 [# i	1.42 2 g! g2 k4 n2 y	1.22) y! i! a$ d/ p( x1 U+ p! r h	1.18) h$ Y6 u) _5 X1 J9 p8 y	1.06 ! s5 _( t8 V$ b# Z& v

5、愛克倫達(dá)公式的描述：
  軋制壓力：P=p×F
p——單位平均軋制壓力

F——接觸面在水平面上的投影
單位軋制壓力：

p = （1+m）（K+ηε）
m——外摩擦對單位軋制壓力影響系數(shù)
                     η——粘性系數(shù)

K——化學(xué)成分修正系數(shù)
                        ε——平均變形速度

外摩擦系數(shù)：m = [1.6f （R△h）1/2－1.2△h]/（H+h）
f = α（1.05－0.0005t）
t — 軋件溫度

α— 鐵軋輥系數(shù)0.8
粘性系數(shù)：η = 0.01（14－0.01t）×10Mpa
化學(xué)成分修正系數(shù)：K = （14－0.01t）（1.4+C+Mn）×10Mpa
平均變形速度：ε=[ 2v（△h/ R）1/2]/（H+h）

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 19:52
6、計算
以12道次為例進(jìn)行計算：
f =α（1.05－0.0005t）= 0.8×（1.05－0.0005×800）=0.52
m= [1.6×0.52×（0.42×0.00031）1/2－1.2×0.00031]/（0.0143+0.01399）

= 0.3224
η= 0.01（14－0.01t）×10Mpa
= 0.01（14－0.01×800）×10Mpa =0.06×10Mpa
ε=[ 2v（△h/ R）1/2]/（H+h）

=[ 2×2.594×（0.00031/ 0.42）1/2]/（0.0143+0.01399）

=0.14095/0.02829 = 4.98
F = [（B+b）/2 ]×[R2－（R－△h/2）2]1/2

=[（185.88+183.75）/2] ×{0.422－[0.42－（0.0143－0.01399）/2] 2}1/2

=0.0021m2
K = （14－0.01t）（1.4+C+Mn）×10Mpa

= （14－0.01×800）（1.4+0.18+0.55）×10Mpa

=
12.78×10Mpa

p = （1+m）（K+ηε）

= （1+0.3224）（12.78+0.06×4.98）×10Mpa

=17.30×10Mpa
P = p×F = 17.30×0.0021×10MN

= 0.3633×106N =36.33 T
同理：11道次
f = 0.52
m = 0.766
η= 0.06×10 Mpa
ε= 15.38

F = 0.00596m2
K=12.78×10Mpa
p = 24.20×10Mpa
P = 144 T
10道次：
f = 0.52
m = 0.765
η= 0.06×10 Mpa
ε= 13.37
F = 0.007575m2
K=12.78×10Mpa

p = 24.11×10Mpa
P = 183 T

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 19:52
9道次：
f = 0.52    m = 0.774 η= 0.06×10Mpa ε= 17.15 F = 0.0105m2
K=12.78×10Mpa       p = 24.50×10Mpa    P = 257 T
8道次：
f = 0.52    m = 0.6020 η= 0.06×10Mpa ε= 11.9497 F = 0.0108m2
K=12.78×10Mpa       p = 21.62×10Mpa    P = 233 T
7道次：
f = 0.52    m = 0.527 η= 0.06×10Mpa ε= 12.46    F = 0.0133m2
K=12.78×10Mpa       p = 20.66×10Mpa    P = 275T
6道次：
f = 0.52    m = 0.4518 η= 0.06×10Mpa ε= 10.88 F = 0.0182m2
K=12.78×10Mpa       p = 19.50×10Mpa    P = 355 T

比較（單位：噸，T）
道次 6 7 8 9 10 11 12
實測 327 283 228 381 213 140 325
計算 355 275 233 257 183 144 36
計算與實測差 +28 -6 5 -124 -30 4 -289

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 19:58

- U8 |# p6 ?- e+ a6 k1 @
9 \7 q7 B6 D1 r
' J' V# j- y% H/ x5 z# U圖中可以分析出：
（1）
6、7、8、10、11道次計算結(jié)果非常接近，6道次大28T，7道次小6T，8道次大5T，10道次小30T，11道次大4T。
（2）
9道次和12道次計算結(jié)果有較大差異。9道次的原因有可能是為了控制腿厚短，強(qiáng)行加大壓下量而與孔型設(shè)計的尺寸有較大差異；12道次的原因可能是由于為了負(fù)公差軋制強(qiáng)行將壓下量增大，另有可能是溫降較大，在完成道次上軋制溫度較低造成斜夾持作用，可能使軋制力急劇增加（腿尖溫度較低）。另外設(shè)計的延伸率比實際延伸率要大很多也是造成壓力增大的原因。
結(jié)論：
1、
孔型軋制當(dāng)中，槽鋼是具有雙側(cè)壁斜度的孔型，孔型對軋件的夾持作用，引起軋件產(chǎn)生剪力，而愛克倫達(dá)公式未考慮孔型影響系數(shù)；
2、
從大體來說，如果合理應(yīng)用愛克倫達(dá)公式可以得出比較理想的結(jié)果；
3、
愛克倫達(dá)公式未考慮“壓力”軋制情況。
4、
9和12道次的壓力差值從孔型上分析可能是由于8孔和11孔是控制孔，對腿部加工較厚，而9和12道次主要對腿部加工，大的側(cè)壓使愛克倫達(dá)公式失效。

[ 本帖最后由重慶鐵匠于 2008-9-2 20:30 編輯 ]

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 20:10
老鷹，累死我了，呵呵，我找半天，不知道怎么把數(shù)據(jù)比較表傳上來，只好下回去找個截屏工具來做圖片了

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 20:32
好了，圖片上了，只是在最后了，大家將就看，呵呵，不好意思了

作者: 重慶鐵匠 時間: 2008-9-2 20:33
老大，這樣的原創(chuàng)，是否可以＋精呢，呵呵

作者: cjlgl 時間: 2010-5-21 00:55
好帖，十分感謝，學(xué)習(xí)了。

作者: 50350806 時間: 2010-5-23 18:46
太好了，真有幫助，謝謝了

作者: caiban 時間: 2010-9-17 19:39
好文章，常常為不懂得計算軋制力發(fā)愁呢

作者: 115966351 時間: 2011-5-8 15:19
謝謝樓主的無私提供，學(xué)習(xí)的好資料

作者: 劉亞光 時間: 2011-7-6 15:52
太厲害了，見識到了真才了。

作者: nanyang88888 時間: 2011-7-11 07:47
有點參照價值，謝謝上傳分享

作者: zhuomin 時間: 2013-1-11 13:17
辛苦了樓主。感謝樓主的分享

作者: liushaobo1989 時間: 2013-3-30 12:32
從事冶金行業(yè)，學(xué)習(xí)

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