【doc】首钢三线材厂改轧130方坯事故剪设备能力验算

【doc】首钢三线材厂改轧130方坯事故剪设备能力验算 首钢三线材厂改轧130方坯事故剪设备能力 验算 凑-;黪西拜"芬.{譬翼6乎 . —' ,前言 . 一 茸钒兰线材厂粗轧区事故剪是由穗茸磨 马克公司设计,从比利时引进的二手设备. 该剪布置在1'轧机前,作用是切去钢坯前端 或尾部的黑头,将钢坯分段I当粗轧机发生 事故时,为防止事故扩大而剪断已轧入的钢 坯.该设备原设谛剪切钢坯断面为110方坯, 现首钢三线材广使用该剪剪切120方坯,井 由1剪切机构简围 ' 兰. 霰喜能力l叠彝. 1.断机_主要碰参数' 势切断面一J.30x髑.立衄' 剪切温窿g66 典型钢种20CrNi~A ? 原电动机功率105kw,? 原卓动机转速8呻r/minl i减速桃速比鲫'28 {2.验算过程 (D剪切舞始时昭偏心转角h, ,女悃卫.屯睡淤,一 刀侮亡,轴偏匿为R"一 设剪切开始时l力片距轧制审心线距离 为x,线段0?i段长度为a-,oBz段长度为8t. ai=1250一X一610=640一X a0:1250-I-130一X=1380一X . 由圈!盛词'褐剽如1下蔻系式f0' L:=R:-t,时-_2t.s(180—q(1) L:女R5—4-?:2R;_.|伽(2) 式巾,Ll:612Rl=82:,. L2=1310R}#2o__, r xa.=1站0一x .ai=64Q— 代A式(1)0,哉(2)得, c.s 等? 嘲m 式(3),式'='台蒜整理碍一 f-2o=IX'一684删椎xI.七?2g秘墨0e 2.21l×10'=10.-.,,lj 酋 n 一术, 一1,技, ,钢,v,轧, t IH t. 用渐近法求得方程的解tx=62.82 代人式(3)得 一,= 2蔫高'×82x.期4n一茸),;0.3664,'tj. 国2 (2)刀片切八深度z与偏心轴口关系式 如图8,上办片切人深度l EI=且l+610+S器82—1250且一 577?18 由正弦定理得t- ;. ::.:— L一前? Bi峨等等l_siag- ?..善垒}2.:'0墨墼璺.鲤='''蛔口, ' iji一一 如图4I,下刀片切^深度t ZI:12?+87.18.一丑It13l.1毒一^t 由三角形正弦定理t,. ?10' 囤3 Hl 0厂 一 舢l I , 墅 鸯,o II J ' 轧新线l1f 开i糟切的位置82$一, 煎f ? 田4 '. ? h ;. 南盎备 s-= {}=U岫jiOJ a= 1310sin(a+B2) 一———氤?一 总剪切深度lz=zl+z2 将a由6O.至130的不同值代入pi,zl, p2,z2,z的计算式中,得BJ,B4,zi,z|' z的计算结果分别列入表1中. 由马鞍山钢铁设计院编写的《中小型轧 钢机械设计与计算》中得知,e=79%时钢 坯开始断裂,此时切人深度为? 130x79%=102.7衄. 从表1中查得tz=104.41时钢坯被切 断,此时a=130.. (3)瞬时剪切力Pi 由北京科技大学编写的《轧钢机械》中 得知, Pi=hl?F 式中I一当刀片切入深度为互l时的瞬时单 位剪切阻力} F一破剪讶件琚【蛤断蘅面积tF= 130×130=16900mm'l K——考虑由于刀刃磨钝,刀片间隙增 大而使剪切力提高的系数? K=1.3. 代八Pl计算公式得lP';31870~~. 将襄1中l值代入上式,得到相应的 P值并列入袭I中. ")剪切力矩与摩擦力矩} 偏心袖上的翦切力矩A和摩擦力矩M.f 的总和为Mj,考虑偏心轴,连杆销轴以及 刀架与导轨间的摩擦后,用图解{去..'图5) 求得? 剪切力矩与摩擦力 Mil1.C 矩计鼻结果表1 6oTO8090lO0l1O1=013o .B.6Bf.2837.552T.f7.58T.2806.668B.89 e?0.T60.8220.8B0.B伯0?8船口.啦0.768o.们 Z1,10.31.90515.23z冒.3043.T155.0T1.?84.2g Zn-2.t40.4ta.酏.a31o.8ot4.1BIT.3卸.12 Z2?a丁51口.0936.Ba64.5174.168日.口8l04.41 蟊t.B14.T2B.24Ig6巨.5eB.BBO.3 MP-窖Bo2BT丘T矗.曲38 p1NB.1ll帕.412右2.01252.31M.4lOlO.?柚.鼯 p,10T.1I取2l1T.05115,粕1lO?Ollll04.T P|一I'1.262.B'2岳l-6啪.048 Mj.,N.址6明鹄1搬20148582t48呻'1蛳89ll椭+盯410 MjlN.血8l啪0965~65571衄4955998T50~$040075 M|N.皿If44518595a2l24B,l358.1_B1ael竹札a12"/48~ 式中P^一—?.限用在连杆AlBl上昀力} c一力Pd对曲轴中心的力臂 参考《轧钢机械》中公式 Mj;Pt~p 式中?p为推算力臂,即与剪切力画直的 力臂. 上刀片剪切力臂p; 磐啦拍时.. = 岳篙 当9>90.时,…, …_ '= 式啦:t—,一谨杆与曲柄轴之间的销轴A ' 的摩擦圆半径PA1pR^l: 0.1×170=17mm~ pB-一连辑与刃染间销嵇口,的摩擦半 r, 径l=叫l=O.1×70= -/mml Po一偏心轴的摩擦圆半径,p.=Illt. =0.1×155=15.5】nml 一 刀架与导轨间的摩擦系数,取= O?1l Y,——考虑连杆销轴摩擦后作用力与连 杆间的夹角,sinY~=卫?虹 . ' . 皇?!0.039 612... T1=2?25. 下刀片剪切力臂P:t ' 当口?90时 n— Rtco~(90.一m斗B2+丫?)4-P^2+P. 一—面万一 , 吐>90?时. 一 R2cos(口一一丫.-90.)-i-PA:+P. —?面 . 式中l—R1.=20=131.p^2:17 P.=15.5Yt=0p=.0.1 由上述公式中求得P,Pt及Mj:,Mj列 入表1申. 上面求得Mj及ML之和为偏心轴受到 的总的剪切力矩与摩擦力矩,即Mf,Mj4- Mj其数值列入表1中. ?I2' 圈5 (5)偏心轴上的平均静力矩计算 偏心轴上的静力矩由剪切力矩,摩擦力 矩以及空转力矩^组成. 1)剪切段平均力矩 剪切段(从剪切开始至剪切结束)剪切 力矩与摩擦力矩Mj可以由袅1中计算出的 M值绘制出Mj与x变化曲线,用面积相等 晦矩形圉代替实际复杂图形由此求得Mj, 如图6. 盼平均值, ,曲线段面积 S:一(墅?墅21-.+墅?墨!! 22 I=I(M+Mj): 2, 式中ltl=t2一..?=td=t 国6 代人Mj,数值得S=1087005.5t. 剪切段平均静力矩(不包括空载力矩) = 音=坐 =181167.6N?m .2)r空转力矩(撵算至偏心轴上) MK=LGiN.m 式中Gi——各传动棒的自重推算到各轴支 零点处的重力(N), di——各轴支承点位置的直径(m), —— 各轴支承点轴承的摩擦系数 =0.1. 经计算减速机巾各件的空转力矩为3096 N?m,剪切机机体中各件空转力矩为1150 N?]11. 那么,MK=1150+3096=4246(N?m) 在剪切周期T内的平均静力矩值 Mj: :.:l=!2.+MI 360 =34440N?in 一 ' _t 一 ? ? 一 (6)电动机容量选择 平均静力矩折算到电机轴上为- 0谚麓窜嚣靓.j=1698N? 预选电机和额定力矩t Me=1.2M?=2038N?m 电机功率t P=:=128kW 95509550 三,结语 本文计算中所选择典型钢种20CrNt3.A 在常温时机械性能与嘲接近,计算剪切 温度960~C比要求翦切温度鲫O要高,因此 若选用75钢900?的剪切温度,其计算结果 肯定大于l~Skw该剪僳设计剪切能力为 110方坯,电机功率1O5kw,本文计算130方 坯的剪切功率为128kW,其计算结果基本符 合推论.. 由此可以推断现有的事故剪电动机功率 105kW~能jI蟹足要求. 事故剪的其它主要零钟偏心轴,连杆 等,根据《申小型轧钢视槭设计与计算》中 推荐的经验公式验算合适. 由于剪切轧件时所需能量全部或大部分 由飞轮供给,若剪切130力坯飞轮尺寸需重 新确定.. 原设计中减速机的许用辫为11Okw, ~600r/ndn(盛此减速规申部分零件的强 度亦需进行验算.- ^ __ ? l3t