发一份轧制压力计算和测量比较，本人前几年的东西

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 19:49:52

爱克伦达公式计算18a槽钢的轧制压力与实测值之比较

传统理论计算轧制压力的公式普遍选用爱克伦达公式，该公式是一个估算轧制压力的半经验公式，往往参数的选用会直接影响轧制压力的计算结果，在生产中不可能对所有品种的轧制压力均进行实测，只能从某些理论经验中有依据地推断，可以得到轧机负荷较为准确的估计。这样就可以充分发挥轧机的能力，合理利用设备。所以对轧制压力的实测值和理论计算的比较有必要：
1987年11月份＊＊＊厂对型钢φ800轧机进行了轧制压力和轧制力矩的测量。从87年1月14日～11月24日由北京钢铁学院邹家祥教授组织，同大轧厂技术人员一道对φ75圆钢和18a槽钢进行了粗精轧工4个机架的测量。从以往的经验所知：爱克伦达公式对简单断面的圆钢、椭圆及矩形坯等计算轧制压力都比较接近真实值，所以本次比较仅选用精轧机列明显有腿长的孔型进行计算，以了解异型材的理论计算轧制压力和实测值的差距。
基本条件：
1、各道次工作辊径

道次! w5 v! {$ q4 a* _$ m" n9 h	6 ' {4 Q* L2 [! n+ r/ ^	7( i+ C# E! e4 p9 u$ ^	8) l6 H( K2 B# d" Y/ J* }	9 - K0 [3 ]. N* X7 l	10 5 g1 A- z/ T6 F	11: T7 S6 C' ~! q	12/ g+ D8 }. c/ Y- V
辊径mm7 M1 d C) i' w. i4 S% j& [7 V	840 , o+ ?# t8 F: ^# f' P7 F/ i# }	840 % ?- y3 D8 W( J% C1 d	840- V* _" p9 o* Q X0 I* o	840- Q; v/ r4 S, o5 ^	840$ @( \|3 e. y/ V w, v- N! I& l	840 1 F; f- V; P1 }- o0 ^9 J% H4 \|+ E	840 / e7 j* I F9 r3 @

2、钢的化学成分

钢种( ^1 x$ P4 a9 v" _) s! J- a8 H% X- J	C% : u1 i8 [& l) E/ w. f	Si%1 A2 ]1 s A* m2 D4 Z! @	Mn%3 u+ x! V4 Y. q+ s$ e2 m6 e; S	P% 2 `, Q! E* D5 `0 A; o, H: `3 v	S%* u$ W/ j& r: n: U1 ~0 @0 o
A3) p# M$ j4 Z7 k+ I1 B3 I- d	0.14～0.229 v9 D4 I( ~9 L& [6 n" \|	0.12～0.30 ( e1 ]) K/ }+ i: j& Y	0.40～0.70' ^8 K. `3 r# j1 \|1 T# B/ w	≤0.04! d/ ?7 M+ E9 z) N: k& t8 j- @+ O	≤0.04 + [: ]7 {) u1 F1 d) b; O

3、孔型特征

道次' j0 m$ v: ]" P& D5 ^	5 G& z5 Z7 B: U! ~+ J	6 " f( V0 z6 u" P2 q" R3 t# Y	7 * A3 `" o* B. p	8 0 p: ?0 E, x9 T7 q s: _" o	9 " m$ P3 p6 [, Z/ ~2 N% B	10 ) ~+ M4 J) ?9 P5 h* j/ ]" [	11; [; A2 p) w2 t# L- N	12! n: X; B/ E. W3 F. Q
面积mm2 & b8 j1 m& g# q! u! c	12984 3 e' H9 w9 p2 Q- l) @	9130 % [; n, t/ ~6 @9 U, E	6783 0 T, \|3 B7 c1 B+ d+ Y: W	5210% T* L. R0 W% n9 N4 q- c	3902$ x% s/ D- P/ B2 \|7 B% l5 F	3109 ! v* v/ X% m* @ B* T	26580 i* g7 c8 `3 \|' q	2570# ]+ p. l/ G* B* g/ F
孔型宽mm+ U; x8 S) F7 Y8 e$ Q	180" E) l# ^, s, T* d* E	188.14* O1 v6 f# _8 W7 A4 t	186.12 2 e4 ?4 V. Q3 E& S. e/ H" Q	184.36' i* i6 D$ }/ ^# a, E4 L% K+ }	188.76. Y: u' N" R8 k2 R	185.54( [8 ^6 k3 Y% d9 h	185.285 {( Z7 o5 \|& D7 c. E	183.75 7 Q7 {* X3 r3 t3 G0 R/ q( F
等效矩形高度mm( _ N& B. ?4 g: ]8 s; Z9 W	72.137 \6 `! r# I! x" C; \ Q) I	48.53 g! a% }" Y7 I- r3 J% r	36.44; Z! T+ R% d; s' O" n5 Y8 }	28.26 ( L2 Y/ z4 q+ ]6 K+ s7 D$ F% ~	20.67 $ b$ ~0 i) k+ e	16.76/ Q( ?$ G1 R' U* O" ?% x/ W- P	14.30 , P T1 ]; S8 Y$ c, \|	13.99 5 i: g% o. T6 y3 G' y! I/ T, `
延伸率; k q C( z9 V/ b h" P	/ v, m7 N5 M: n2 P	1.4 & ~ E+ J1 @* Y4 q" C	1.341 W5 \|0 o8 d: A# y3 u, j3 ~ M, q# g	1.33! {6 C& k$ F$ }/ I' x3 g	1.26 $ f$ C& a* A6 n1 {	1.27" N9 E: r- ~! A' f	1.14 3 Y( h: _. n; H! L/ `; n	1.05 9 j _6 D5 b) q

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 19:50:41

4、实测数据

道次$ X% U; {. }8 r6 O	6 5 l a3 H) ]4 w	7 . w3 J$ H! {; I1 W7 i h	8$ N3 }% l' _. z! r' L, t: O	9 R6 t; S5 U5 u! l9 _+ c0 X	10" }2 \2 J3 [6 C( E# f6 w+ h9 K	117 V: N, V; i2 }	12; H q$ s* }- W1 w# \|! R$ P. H/ K# }
轧制压力T ( _ b0 t6 q; Y& r, @	327# ^1 y0 `: I, j1 d* u `$ x% F- Q7 P- [	283 & u( F; K9 O% u9 c" T2 V	228 ! E$ k) ]! e& y \' G% l	381, B: d3 W4 I5 x8 M+ c. r9 d. e	213 a, o5 J- h' Y) b+ Q, }+ ?/ q# M	140: L" o+ e( G+ h% p	325 ; O* d0 t+ o) C' Q
速度rpm3 Z1 D1 q Z4 w, U3 b) [	637 e! J! c& p" j	71 7 b4 o y% ~' s: L/ {3 N	638 Q" d4 k6 k% F4 x; [0 M' P T: E* {	718 y7 s4 b# i. a$ [" y2 i! }1 Z	59 7 L, c1 {: p. j0 ^- j9 x- ^& ^; ?	71 , Q0 h6 E( A. r" R	59 * l" G, R" x# V* W1 G8 e
线速度m/s & s, _* ?3 v7 }4 n. r! \, j	2.769 & o( j0 E9 u% H" i3 g8 v	3.121 $ t4 _' ~# v6 {: v3 D- g5 ~4 r	2.770( M1 _: u5 l8 f4 [0 V	3.1212 k2 E) \, \1 B* u	2.5941 L N# Y. F4 r( o	3.121 z6 ~, k6 D5 V	2.594# u. H3 u( l' @2 G
实测平均延伸率 + \2 y; Q6 z, b& K	1.5. x( z* H+ G( O3 ~- t1 ]) z	1.19, E! f8 ?3 e; v	1.24 0 W4 N! J V2 z+ R/ I	1.42 , s4 d( m! e/ v" `- r/ l# b! a) l	1.22	1.18 * G/ f6 C/ Q- c) W' g" {1 a6 a0 X	1.06 6 q) c; @6 \5 I& [+ b

5、爱克伦达公式的描述：
  轧制压力：P=p×F
p——单位平均轧制压力

F——接触面在水平面上的投影
单位轧制压力：

p = （1+m）（K+ηε）
m——外摩擦对单位轧制压力影响系数
                     η——粘性系数

K——化学成分修正系数
                        ε——平均变形速度

外摩擦系数：m = [1.6f （R△h）1/2－1.2△h]/（H+h）
f = α（1.05－0.0005t）
t — 轧件温度

α— 铁轧辊系数0.8
粘性系数：η = 0.01（14－0.01t）×10Mpa
化学成分修正系数：K = （14－0.01t）（1.4+C+Mn）×10Mpa
平均变形速度：ε=[ 2v（△h/ R）1/2]/（H+h）

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 19:52:03

6、计算
以12道次为例进行计算：
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

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 19:52:36

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

比较（单位：吨，T）
道次 6 7 8 9 10 11 12
实测 327 283 228 381 213 140 325
计算 355 275 233 257 183 144 36
计算与实测差 +28 -6 5 -124 -30 4 -289

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 19:58:21

* O+ A. l% u7 `- A( d& z5 C8 a
' w2 L) c D0 m' S; q/ T0 S7 ~+ a
. \* Q) `5 ]( r9 U. R: u6 o
图中可以分析出：
（1）
6、7、8、10、11道次计算结果非常接近，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道次计算结果有较大差异。9道次的原因有可能是为了控制腿厚短，强行加大压下量而与孔型设计的尺寸有较大差异；12道次的原因可能是由于为了负公差轧制强行将压下量增大，另有可能是温降较大，在完成道次上轧制温度较低造成斜夹持作用，可能使轧制力急剧增加（腿尖温度较低）。另外设计的延伸率比实际延伸率要大很多也是造成压力增大的原因。
结论：
1、
孔型轧制当中，槽钢是具有双侧壁斜度的孔型，孔型对轧件的夹持作用，引起轧件产生剪力，而爱克伦达公式未考虑孔型影响系数；
2、
从大体来说，如果合理应用爱克伦达公式可以得出比较理想的结果；
3、
爱克伦达公式未考虑“压力”轧制情况。
4、
9和12道次的压力差值从孔型上分析可能是由于8孔和11孔是控制孔，对腿部加工较厚，而9和12道次主要对腿部加工，大的侧压使爱克伦达公式失效。

[ 本帖最后由重庆铁匠于 2008-9-2 20:30 编辑 ]

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 20:10:56

老鹰，累死我了，呵呵，我找半天，不知道怎么把数据比较表传上来，只好下回去找个截屏工具来做图片了

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 20:32:22

好了，图片上了，只是在最后了，大家将就看，呵呵，不好意思了

重庆铁匠 · 发表于 2008-9-2 20:33:21

老大，这样的原创，是否可以＋精呢，呵呵

cjlgl · 发表于 2010-5-21 00:55:48

好帖，十分感谢，学习了。

50350806 · 发表于 2010-5-23 18:46:36

太好了，真有帮助，谢谢了

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