金属压力加工车间设计05设备选择

NortheasternUniversity，NEU1NEU2019年10月7日星期一第五章设备选择授课教师：彭良贵压力加工车间设计课程NortheasternUniversity，NEU2NEU2019年10月7日星期一第5章设备选择5.1主要设备选择熔铸设备选择轧机的选择挤压机的选择拉拔机的选择NortheasternUniversity，NEU3NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择主要设备选择的原则：满足产品方案的要求，保证获得高质量的产品；（产品角度）满足生产方案及生产工艺流程的要求；（工艺角度）注意设备的先进性和经济上的合理性；（技术经济角度）要考虑设备之间的合理配置与平衡。（系统效率角度）NortheasternUniversity，NEU4NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（熔铸设备）熔铸设备选择：有色金属及合金熔炼炉竖炉火焰反射炉电阻加热炉感应加热炉燃料炉电炉工频炉中频炉高频炉电子束炉电弧炉炉型比较：•熔炼速度、容积、能耗等技术参数；•熔炼质量；•技术水平及生产效率；•操作环境及环保；•投资及技术经济指标。，NEU5NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（熔铸设备）熔铸设备选择：有色金属及合金铸造设备半连续铸造设备连续铸造设备钢丝绳式半连续铸造机液压式半连续铸造机丝杠式半连续铸造机立式连续铸造机卧式连续铸造机铸机选择：•技术参数（铸造速度、铸锭尺寸、产量及能耗）•技术水平及生产效率；•操作环境及环保；•投资及技术经济指标。NortheasternUniversity，NEU6NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择轧机类型板带轧机管材轧机型材轧机（轧辊辊身呈圆柱形）（轧辊辊身有轧槽）（轧辊辊身呈圆锥形、腰鼓形或盘形）轨梁轧机线材轧机型材轧机自动轧管机周期式轧管机连续式轧管机多辊横向旋压机NortheasternUniversity，NEU7NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择-轧机的种类行星轧机二辊轧机三辊轧机三辊劳特式轧机四辊轧机（六辊）八辊轧机十二辊轧机十四辊轧机二十辊轧机十六辊轧机立辊轧机二辊万能轧机四辊万能轧机穿孔机三辊轧管机钢球轧机异步轧机（辊径差/速度差）VC、HC、CVC、PCNortheasternUniversity，NEU8NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）Y型轧机是在钢管张力减径机的基础上，于1957年由原西德柯克斯公司设计，用作线材生产的精轧机组。轧机由互成120°的圆盘型轧辊构成，其轧辊布置呈Y字型。机组一般用6～13架工作机座，相邻机座呈Y型与倒Y型交替布置实现无扭轧制，轧制速度可达60m/s。NortheasternUniversity，NEU9NEU开坯机：轧辊的名义直径型材轧机：轧辊的名义直径线材轧机：轧辊的名义直径板带轧机：轧辊的辊身长度钢管轧机：所轧钢管的最大外径2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机牌坊窗口尺寸和主柱面积最大允许轧制力、轧制力矩轧制速度、电机功率、额定转速坯料与成品尺寸设备重量，外型尺寸年产量及标称参数轧机选择-轧机的主要技术参数NortheasternUniversity，NEU10NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择-轧机的布置形式横列式（a）顺列式（b）棋盘式（c）半连续式（d）全连续式（e）轧机布置单机架布置多机架布置3/4连续式NortheasternUniversity，NEU11NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择–轧机主要参数机架数一般参照年产量相近的同类厂家。连轧机：ln()totalavelstdNuml立柱面积totall为总延伸系数；avel为平均延伸系数；3Fd铸铁辊a=0.6-0.8钢辊a=0.8-1.0合金钢辊a=1.0-1.2d为辊颈直径，或支撑辊辊颈直径主电机参数1）主电机型式交流/直流2）传动方式单独传动：方便，动态速降大集体传动：动态速降影响小分组传动3）额定功率和转速一般参考同类车间预选轧制力矩、总力矩计算、功率计算、电机选型、额定转速确定，校核NortheasternUniversity，NEU12NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择–轧辊参数轧辊由辊身、辊颈和轴头（传动辊）三部分组成。工作辊辊身与轧件接触；轧辊辊径安装在轴承中，通过轴承座和压下装置将轧制力传递给机架；轧辊轴头和连接轴相连，传递轧制扭矩。轧辊的基本尺寸参数有：轧辊的名义直径、辊身长度、辊颈直径、辊颈长度。NortheasternUniversity，NEU13NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择–轧辊参数a.轧辊直径D考虑轧辊抗弯强度及其容许挠度（工艺要求），同时注意咬入角的容许值。经验公式：有张力轧制时Dmax=（1500~2000）×hmin无张力轧制时Dmax≤1000×hmin对型钢轧机而言，轧辊直径可由坯料高度确定：D=K1×Hmax所轧最大坯料厚度轧机型式系数轧件最小可轧厚度初轧机：1.3～1.7大型材：2.5～4.5中型材：2.9～5.0小型材：4.5～6.0线材：5.0～8.0对管材轧机，其轧辊直径：2DndK坯料直径附加量倍数1coshD22hD或NortheasternUniversity，NEU14NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择–轧辊参数b.辊身长度LmaxLB辊身长度余量板带轧件最大宽度辊身长度余量与最大板宽和冷轧/热轧条件相关：热轧：700mmHSM，α=100mm；1450mmHSM，α=150mm；4300mmPM，α=200mm；冷轧：650mmTCM，α=100mm；1800mmTCM，α=150mm；辊身长度与直径的关系：初轧机：L/D=2.3~3.0二辊中厚板轧机：L/D=1.85~3.50二辊中薄板轧机：L/D=1.5~2.2型材轧机：L/D=1.5~2.5四辊轧机工作辊：L/D=2.5~4.0四辊轧机支撑辊：L/D=1.8~2.70穿孔机：L/D=0.55~0.7自动轧管机：L/D=1.45~1.55均整机：L/D=0.80~0.90注意：1）对于带液压弯辊装置的四辊轧机，为消除工作辊与支撑辊间的有害接触，支撑辊之辊身长度应比工作辊略小。2）对于CVC等工作辊横移类轧机，工作辊辊身长应增加两倍之横移量。3）型材轧机辊身长应考虑孔型数及其宽度。NortheasternUniversity，NEU15NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择–轧辊参数c.轧辊辊面硬度轧辊硬度软辊硬面辊半硬辊（肖氏硬度约为30～40HS，用于开坯机、大型型钢粗轧机）特硬辊（肖氏硬度约为40～60HS，用于型钢轧机、板带粗轧机）（肖氏硬度约为60～85HS，用于精轧机）（肖氏硬度约为85～100HS，用于冷轧机）d.轧辊辊型平辊：负凸度（热轧）、正凸度（冷轧）；倒角CVC辊型NortheasternUniversity，NEU16NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（轧机设备）轧机选择–轧辊参数e.轧辊材质（合金铸钢辊、铸铁辊、合金锻钢辊）NortheasternUniversity，NEU17NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（挤压机设备）挤压机选择：结构形式立式挤压机卧式挤压机（对中性好，占地小，需要高厂房或深地坑）（操作、维护容易，但占地大，易产生偏心）传动方式机械传动液压传动（吨位小，热挤压很少采用）（吨位大，启动平稳、过载适应性好）穿孔系统无有（管棒型材都适合）（适合挤压棒材和线坯）连续挤压机，NEU18NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择（拉拔机设备）拉拔机选择：结构形式链式拉拔机卷盘式拉拔机拉丝机卧式管棒材液压连续拉拔机链式三线拉拔机卷盘式拉拔机直线式拉丝机NortheasternUniversity，NEU19NEU2019年10月7日星期一5.1主要设备选择1、某厂拟生产黄铜冷轧板材，规格为0.2mm×600mm×4000mm（厚×宽×长），要求采用带式法生产，通过计算选择一台合适的成品轧机（不考虑年产量），并提出所选轧机的主要技术参数（轧辊直径、辊身长度、轧制速度、主电机功率）。练习题2、某厂拟生产紫铜（T2）管材Φ55mm×5mm（R态），已知铸锭尺寸为Φ195mm×350mm，要求通过计算选择一台吨位最小的挤压机。NortheasternUniversity，NEU20NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择加热及热处理设备选择切断设备选择矫直机选择冷却、冷床设备选择铣面、除鳞及酸洗设备选择起重运输设备选择其他设备第5章设备选择NortheasternUniversity，NEU21NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择辅助设备选择的原则：必须满足生产工艺流程的要求；（必备）必须保证有较高的工作效率，充分发挥主要设备的能力；（高效）尽量选择重量轻、体积小的辅助设备，以节约投资。（节约）辅助设备的合理选择对产品的产量和质量有十分重要的影响，在设计时应根据生产要求确定其形式、能力和数量。NortheasternUniversity，NEU22NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择包括加热炉和热处理炉：（均热，退火，淬火，时效，回火，常化等）。按工艺用途分为：铸锭的加热及均热炉；半成品和成品退火炉；成品热处理炉。按加热温度分为：低温炉（轻金属及合金）；中温炉（重金属及合金）；高温炉（碳钢及合金钢）。加热及热处理设备选择：设备选型主要确定：炉型、热源、炉膛尺寸。NortheasternUniversity，NEU23NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择加热炉设备-炉型选择均匀化炉井式炉箱式炉均热炉换热式蓄热式复座式烧嘴式连续式加热炉推钢式加热炉步进式加热炉环形加热炉感应加热炉蓄热式加热炉NortheasternUniversity，NEU24NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择加热及热处理设备-炉膛尺寸1.炉宽（主要根据坯料长度确定）(1)Bnln空隙间距坯料排列数坯料长度其中，Q—加热炉小时产量；b—坯料宽度（m）；T—加热时间（h）；n—装料排列数；G—每根坯料重量（t）。2.炉长（主要根据加热炉产量确定）QbTLnG（注：对于推钢式加热炉，还需考虑推钢比的限制）strokeLib推钢长度NortheasternUniversity，NEU25NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择热处理炉设备-炉型选择热处理炉箱式炉罩式退火炉电阻退火炉辊底式退火炉井式退火炉链式退火炉气垫式退火炉盐浴炉接触式退火炉炉子参数：•工作温度•炉膛尺寸•保护气氛•能耗•电机功率•生产能力•加热速度•冷却速度NortheasternUniversity，NEU26NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择切断设备选择切断设备锯机剪切机折断机圆盘锯杠杆式锯切机滑座式锯切机平刃剪斜刃剪鳄鱼剪圆盘剪飞剪作用：1）将轧件切成规定的尺寸；2）将轧件头/尾/边切掉。NortheasternUniversity，NEU27NEU2019年10月7日星期一5.2辅助设备选择切断设备选择-圆盘锯参数1.锯片直径（主要根据锯切材料断面尺寸）()2Ddhb2.锯片厚度(0.18~0.2)SD3.锯机功率610()NPBfkWfh