φ340mm穿孔机组、轧管机组设计计算书课案.doc

设 计 计 算 书 项目名称 φ340mm穿孔机组 φ340mm轧管机组 济南重工股份有限公司 2011年04月30日 规格：Ф340轧管机机组 设计给定参数： 管坯：Ф280×1200mm，穿孔后毛管：Ф308×16.89×4783.55mm，送进角：α=8.5°，碾轧角β=12.5°，轧辊入口锥的母线倾角：α1=1°，轧辊出口锥的母线倾角：α2=5.5°，电机转速n=750r/min，减速机减速比i=5.21。 1. 毛管的出口速度Vo1 式中：D1——出口处轧辊直径，D1=1364mm； nr——轧辊转速，r/min； α——送进角，α=8.5°； ηo——出口断面的轴向滑动系数r/min 对于穿孔机 式中：d0——管坯直径，取d0=280mm； dp——顶头直径，取dp=260mm； ε0——顶头前坯料的径向压下量，取ε0=5%； f——摩擦因数，f=0.3； K——轧辊个数，取K=2。 则有 则 2. 变形区长度l 式中：dH——轧辊之间的最小距离，取dH=270mm则有 mm 3. 纯轧时间的计算T 式中：L——穿孔后毛管的长度，根据等体积理论得L=4783.55mm。 则有 s 4. 螺距s 式中：ηt——出口面的切向滑动系数，ηt=1； F1——金属在出口断面上的面积； F——金属在所研究断面上的面积； d1——管坯在出口断面上的直径。 则有 mm 5. 径向压下量△r 计算径向压下量需分三个区域进行计算， 对于区域Ⅰ，则有 对于区域Ⅱ，则有 对于区域Ⅲ，则有 式中：γ——顶头锥体的母线的倾斜角，取γ=7.5°。 则有 区域Ⅰ mm 区域Ⅱ mm 区域Ⅲ mm 6. 接触面宽度b 式中：re——管坯的轧前半径，re=r+△r； ξ——椭圆度系数，取ξ=1.01。 对于不同的区域，其接触面宽度为 区域Ⅰ mm 区域Ⅱ mm 区域Ⅲ mm 整个变形区域内的平均接触宽度 mm 孔喉处的相对压下率 则孔喉处断面的接触宽度 mm 7. 外端影响系数 入口锥侧变形区： 出口锥侧变形区： 8. 外摩擦影响系数 式中：——平均壁厚，取mm。 9. 总轧制力P 9.1 单位压力p 式中：γ——中间主应力影响系数，取γ=1.15； σs——对应一定的变形温度、变形速度及变形程度被轧材料的变形抗力，查阅相关资料得σs=23.2MPa。 则各区域的单位压力分别为 入口锥侧变形区 MPa 顶头区 MPa 出口锥侧变形区 MPa 则变形区的平均压力为 MPa 平均接触面积 式中：b——变形区内的平均接触宽度，mm； l——变形区长度，mm。 则有 F=bl=29.79×478.45=14253.026×10-6m2 9.2 总轧制力 kN 则顶头轴向力为 Q=0.5P=0.5×454.1=227.05kN 10. 电动机力矩M电 式中：K——轧辊个数，K=2； M——一个轧辊所需的轧制力矩，N·m； i——减速箱传动比，i=5.21； Mm——产生在轧辊轴承中的摩擦力矩，N·m； η1——齿轮机座传动效率，η1=0.93； η2——接轴传动效率，η2=0.9； Mk——空转力矩，N·m。 其中w角由下式计算 式中：dx——轧制力作用面内的坯料直径，取dx=270mm。 则有 则 sinw=0.1093，cosw=0.994 kN·m 式中：μ——导盘与金属之间的摩擦系数，取μ=0.15； c——导盘间的距离，c=280mm。 则有 kN·m 则 式中：f——轧辊轴承中的摩擦系数，f=0.003； dm——轧辊轴承的平均摩擦直径，dm=454.82mm。 则有 kN·m Mk=0.03M=0.03×49.19=1.476 kN·m 则有 11. 计算电动机功率N 电动机功率为 式中：n——电动机转速，r/min； M电——电动机轴上的总力矩，kgf·m。 1N·m=0.101972 kgf·m 则有