Y型轧机的孔型设计与力能参数

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1989.01.009 第11卷第1期 北京科找大学学报 Vo1.11No.1 1989年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan 198) Y型轧机的孔型设计与力能参数 三邦文 王士宏 (治金机械教研空) (唐山钢铁公可) 摘要：本文根据3辊Y型扎机的工艺特点，通过几何关系，推炉出还用下3根Y 型轧机的孔型设计公式和力能参数计算公八， 关蔓词：孔型设计，轧制小，宽帐，轧制力矩 The Pass Designs and Parameters to Rolling Force and Touque for 3-Roll Stands Wang Bangwen Wang Shihong ABSTRACT:As of the characters of 3-roll stand,and through relation ul geometry,applied formula of the pass designs and parameters of olling force and touque for 3-roll stands are deriven. KEY WORDS:pass design,rolling force,spread,rolling to.que 根据3辊Y型轧机能轧制难变形金属的工艺特点，其孔型系统采用三角形孔型系统。对 于该孔型系统的设计，目前，国内外尚没有见到较为系统、实用的资料。随着3辊Y型轧机 的广泛应用，更需要研究三角形孔型的设计规律。本文通过三角形孔型的几问火系，推导出 了有关其孔型设计公式和力能参数计算公式。 1Y型轧机的孔型设计 1,1孔型形状的基本参数 在孔型设计中，孔型的形状是以孔型的形状系数作：为原始参数来确定的，因此，首先要 确定孔型的形状系数【。 1987一11一25收稿 4

第 卷第 期 年 月 北 京 科 找 天 、 · 学 学 报 型轧机的孔型设计与力 能参数 王邦 文 王 士 宏 冶 金机械 教研 室 店 山 钢铁 公 司 摘 要 本 文根 揩 辊 型 轧 机 的 〔 艺特 点 ， 通 过 几 何 关 系 ， 推 导 出适 辊 型 轧 机的孔 型 设 计公 式和 力能 参数 算公 、 。 关盈 词 孔 型 设 计 ， 车 制 力 ， 宽 展 ， 轧 制 力矩 产 一 汉 牙 ，夕 夕即 牙 夕 矛洲 ， 一 ， 通 一 · 。 一 · ， ， ， 根 据 辊 型轧机 能 轧制 难 变形金 属的工艺特点 ， 其孔 型 系统 采用三 角形 孔 型 系统 。 对 于 该孔 型系统 的设 卜 ， 目前 ， 国内外 尚没有 见 到较 为系 统 、 实用 的 资料 。 随 着 辊 型轧机 的广泛应用 ， 更需要研 究三 角形孔 型 的 设计 规 律 。 本文 通 过三 角形 孔 型的 几 何 关系 ， 推 译出 了有关 其孔 型 设 计公 式 和 力 能参数 计 算公 式 。 型轧机的孔型设计 。 孔 型形状 的 基本参数 在 孔 型设计 中 ， 孔 型的形状 是 以 孔 型 的 形状 系数作 为原始 参数 来确定 的 ， 因此 ， 西 一 先 要 确定孔 型的形状 系数 “ 。 一 日 一 一 收 稿 尸 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1989．01．009

(1)孔型形状系数k 如图1所示，孔型形状系数为 k=员 (1) 式中：a-孔型理论宽度， R-弧线半径， 当孔型的形状为平三角形孔型时，R→， 则=0；当孔型的形状为圆孔型时，R= √。，则=V3:当孔型的形状为不同 曲率的弧三角形孔型时，√3>k>0。 (2)孔型的理论宽度a 图1孔型各部份尺寸 如图1所示，因为号=合+号好骨， Fig.1 Pass sizes =a,所以： d a=√373*tg97g8 (2) 0=2sin-:. 2 (3) 式中：-孔型内切圆直径： 0-弧ABC的圆心角影 h-孔型正三角形的高。 (3)孔型的长半轴 =30 (4) 3 (4)孔型的短半轴r= (5) (6)孔型的弧线半径R=骨 (6) (6)孔型的面积为一个三角形和三个弓形面积之和。即： F=FBcE+3FABDC (7) 因为FacB=V3a2 4 Foe=69-言R-() 360 〔动ein受-gin(esin盘）]o 所uF〔y厚+oin合-是sn(a…受）] (8) 45

孔型形 状系数 如图 所 示 ， 孔 型 形状 系数为 三 一二卜 一 刀一一﹁ 一 一 ︸八夕叹了一尺丫关一 仍一去厂一寸了、 ，一、 、 户才一 、 川咬一己丫不一名 份 一， 部、 资一、、￡ 、 几 各 ︺﹃ 、、 、 、么型 式 中 一 一 孔 弧 型 线 理 半 论 径 宽 。 度 ， 列厂 当孔 型的 形状 为平三角形孔 型时 ， ， 二 ， 则 当 孔 型 的 形 状 为 圆孔型时 ， 夕 了 则 了 曲率的 弧三 角形 孔 型 时 ， 当 孔 型的 形 状为 不 司 了丁 友 。 孔 型的 理 论 宽度 女口图 所示 ， 因 为布一 ‘ 入 夕 一 石 十 一 丙 一 一了 ‘ 住 图 二 宜 一旦 ， 所 以 “ 了刃丁石遥石瓜 二 一 ，上艺 召一 弧 的 圆 心 角多 一儿 喇 叫 式 中 一 孔 型 内切 圆直 径 一 孔 型正三 角形 的 高 。 孔型 的长半 轴 匕多 一 。 ︵ 孔 型的 短半 轴 产 二 一 孔 型 的弧线半径 尸 二 一 石 孔 型的 面积 为一 个三 角形和三个 弓形面积 之和 。 即 ， 因 为 乙 。 二 三三 。 了 、 、夕几 之 人 二 糯 “ 一 飞一户 “ 一 一 蓄 厂 ， 左 一一二立一 一 一 二 气 介 乙 、 丽了 “ ‘ 所以 〔 了 柑 日 ‘ 十 一一了 二 ‘ 一 又 左 ‘ 乙 一 殊万 “ ，一 夸 〕 一 ‘一参 〕

(9) 则F=ya°或F=Z 式：Z= (I0) (7)孔型内切圆直伦设任迹两道孔型间的延伸系数为，1，，则 1→11=：…方2…，=S (11) 而S,=F,S,=F7,,F,=Z,d,,F=Zd1代入(11)式中，经整理：可得： d,……艺md (12) 式中：S,S,」一对应道次的轧件面积； F,F,-一对应道次的礼型面积： ,7,1一一对应道次的充填系数 ,+1一对道次的延伸系数； d,d,.,一对应道次的孔型内切圆直伦。 一般的延伸孔型，都采用相引同的孔型形状系数的弧三角孔，而且各孔的允填系数当基 本相等时，则： d:=Vi1"i2…t!di1 (13) 对于精轧孔型，若能确定轧件面积S,和允填系数，则：d,=m:√F (14) 式h:m=z 1 (15) 1.2轧件的宽度 bn 轧件作孔型中的宽展和压下t如图 2所示， 图中：[I,一n道次轧前高度； d一n道次轧后高度；即4轧厅内 2 切圆半伦； 1hn一n道次线压下量； pm一n道次允填余量： am一道次孔型宽度， In-l g bn一n道次轧件计算宽度； F「。：一n+1道次轧前高度； Ab一n道次计算宽展之水。 图二型的流城图 rig.2 Spread of pass 46

令 二 吐 搜 则 夕“ ， 式 中 盛 一 ‘ 海 或 了 厄一 · · 一 ，︺ 孔 型 内 切圆 江径 设 任 断两 道孔 型 间的 延 伸系数 为 、 ， ， 则 而 了 去 ，刃 刀， 又 元 ， 、 。 、 只 、 只 、 一 … … 之、 ， 叮 ， 二 ， 之 ‘ ， 只 ‘ 、 ， ‘ 尹 代 人 一 式 中 ， 经 整 理 ， ’ 得 、 、 二 、 丸 一 万、 只 价 丫髻 」· 丫 叮豁 一 “ 之 式 ‘ ， 』， ， － 对 应道 次的 札 件面 积 一 讨应道 次 的 孔 型面积 之 ， 口 、 』－ 对 应道 次的充 填系数 之 、 － 对 应道 次的延 伸 系数 ‘ ， 一 － 对 应道 次的 孔 型 内切 圆直 径 。 一 般 的延伸孔 型 ， 都采 用相 同 的孔型 形状 系数 及的 弧三 角 孔 ， 范且 各孔 的 充 滇 系数 当基 本相 等时 ， 则 、 二 侧 石 、 入 、 “ 一几 ， 式 ， ， 对于 情轧 孔 型 。 ， 万 才一 轧 件 的 宽度 若 能 确 定轧 件 而 积 刃 和充 填系数 ， ， 则 』 。 月侧 凡 ‘ 轧 件 匕 所 示 ， 图 中 注孔 型 中的宽 展 和 压 厂从如 图 道 次轧前 高度 道 次轧 后 高度 即 轧 后 内 切回半 径 、 。 一 道 次 线 压下 缺 一 道 次 充填余 员 一 迸 次孔 型宽度 。 一 。 道 次轧件 计算宽度 。 ‘ 一 。 道 次轧前 高度 八 ， ， 、 、 ， 、 、 、 ‘ ’ 三 ” 一 “ 道 次计 算 宽 展之 平 。 …二斤入 什了 片弓 犷 丫 解 图 一 化 型 的 宽 展 图

因为在一般情况下，△h./H。<1,所以采用采利柯夫公式来计算宽展12？。 2 (16) c=1.34(b/1-0.15)e015-b:+0.5 (17) f(e)=0.138e2-0.328e (13) e=4h。 n (19) 1=Da△h。 (20) 当圆进三角孔型时： b=√(dn-1-dn)(dn-1+d。) (21) 当共他情况时： b=1.15(dn-1-0.5i.) (22) 4=1.05-0.0005t-0.0560 (23) 式中：口-轧制速度； Da=D:-d (24) t-轧制温度； D-轧辊理论直径； 1-接触弧水平投影长度； d-孔型内切圆直径； D:轧辊孔型底部直径： 4-轧辊与轧件之间的摩擦系数。 1.了孔型的充坝系数7 各孔型的宽展确定之后，要计算孔型的充填，以便确定轧件的面积和延伸系数等直。轧 件在孔型中的充填情况如图3所示。充填系数是表示轧件在孔型中的充填程度。即： (25) 式中，s=F-△F=ya2-bFBc 因为月=180。-6-30°=60°-9 2 2 x=∠AD0=150°-0 2 DC=- p m(30+） .a =V-+3名=是 4 式中：L=V4=+V3, 图3轧件在孔型中的充填 4 Fig.3 In pass the full of workpicce 47

因为在一 般情况 下 ， △ 。 。 ， 所以采用采利柯夫 公 式 来计算宽展 “ 〕 。 笔 几一 ‘ 一 瓷 ‘ · ， 。 理 一 ’ 一 ” ‘ 一 。 。 云 △ 。 “ 一 了兀 当 圆进三 角孔 型时 训 一 工 一 。 。 一 ， 。 当 共 他 情况 时 石二 。 。 一 一 子 。 一 。 一 。 砂 式 中 一 轧制 速 度 一 车 制温 度 一 接 触 弧水平 投 影长 度 一 车 辊孔 型底 部直 径 二 、 一 ‘ 一 车 辊理 论直 径 一 孔 型 内切 圆直径 户轧 辊 与轧 件之 间的 摩 擦 系数 。 孔型的充埙系数 刀 各孔 型 的宽 展确定之后 ， 要 计 算孔 型的充 填 ， 以 便确 定轧 件的面积和延 伸系数 等 直 。 轧 件 在孔 型 中的充 填情况如 图 所示 。 充 填系数 是 表示轧 件在孔 型 中的充 填程度 。 即 一 式 中 因为 二 尸 一 么 二 “ 一 此 刀二 “ 一 夕 乙 二 “ 一 口 口 二干 产 、 “ 一石 】 ‘ ， 了了 、 山‘， ﹄﹄ 马月 中的 充填 ，闭亡 一竹白任八子 石华夕日 图 式 中 二 乃 刀 侧 一 “ 侧 左 了 一 花’ 侧 及 夕

OD-R-DC-R--1 sind=-sipr-OD=L-R-=L-nk R 式中：p=na (26) 由图2所示，p=A-（+的) 所以a=180-∠4-r=g+g-sinL-)=后+G 式：中in冬-saU-k) (27) DE=Dsa=a(g-E）sia(g+G） D=pts(号-sin1)=antg(号-sin'冬) 所以 Ee0a-gpB0-gRDE-[品e(g+c） -2mg(号-sn冬）-（日-是）· }sin（+G）]a=如 式中： =360k:（8+G）-(号-sin冬）-分（日： -）·sin（g+G） (28) 则 S。ya2=6a三=1-6 n= ya2 (29) y 根据不同的孔型系统，一般可按下例范围选取： 孤三角和平三角的延伸孔： 7=0.8~0.95 第一道圆进弧三角时： 1=0.92~0.96 “三角一圆”延伸孔（圆孔）： 7=0,90~0.99 “三角-圆”延伸孔（三角孔）：7=0.34~0.97 精轧三角孔延伸系数大时： 7=0.94~0.97 精轧三角孔 延伸系数小时： 7=0.90~0.94 精轧圆孔 7=0.99~0.996 其余圆孔（按内切圆) 7=1.00 48

二 一 尸 一 艺 一 砂竺一 左 一 一芬下一 曰 一 六 九 式 中 。 。 由图 所示 ， 一 一 一 陀 介 人，‘ 一 月口，‘ “ 万卜︵︶ 一 乙 一 一沂︺ 、夕 所 以 式 中 所 以 式 中 贝 寿 行 二 几 一 － 一 一 ‘ 一 刀 人 · 一 下 、 一 一 。 。 汀 ， 寿 － 一 一 兀一 、 刀 二 · 厂 」 兀 丽一 一厄 一 一 一 一 偿 一 “ · 二 〔碳赫 普 韧 一 俘 一 青 · 一汀 曰土， 一 ‘ 。赢 菩 一 十 ‘ ‘ 〕一 ， 一乡 · ，‘ 晋一‘一夸 一 含 告 门 尸洲 白， 、 、口 兀一 矛 月 、了、 一 丁，二 丸儿 ，二 ” 一 如 一 ， 。 功 一 一 一 二 一－ 一 几 一 － ︸ 子 一一 根据不 同 的孔 型 系统 ， 一 般 可按 下例 范围 选 取 川 弧三 角和 平三 角的 延 伸孔 。 一 。 第 一 道 圆进 弧三 角时 。 一 “ 三 角一 圆 ” 延伸孔 圆孔 刀 ， 。 一 。 。 ，’ 三 角一 圃 ” 延伸孔 三 角孔 。 。 一 精 轧 三 角孔 延 伸 系数大 时 叮 一 精 轧 三 角孔 延伸 系数小 时 。 一 精轧 圆孔 刃 一 其余 圆孔 按 内切 圆 刃 二 的