基于攀钢轨梁厂43kgm重轨产品设计毕业论文.doc

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1、本科毕业设计（论文）基于攀钢轨梁厂43kg/m重轨产品设计摘 要钢轨除了要求具有高强度和高耐磨性外，还需要具有良好的表面质量和外形尺精度，而孔型设计是否合理，直接影响钢轨的尺寸精度和质量。为了使钢轨的产量及质量达到较高的水平，在生产中采用合理的孔型系统和设计方法是必要的。本论文将结合攀钢轨梁厂的实际情况和43kg/m重轨的特点从以下几个方面展开：43kg/m重轨从坯料选择到成品发货的系列工艺设计，并以此为依据对车间进行平面布置。对43kg/m重轨的延伸孔、帽型孔、轨型孔、成品孔的断面孔型设计，在此基础上设计950轧机、800I架轧机，800II架轧机、850轧机相应的配辊图设计和导卫装置。设计

2、43kg/m重轨轧制规程，制定相应的速度制度，计算各道轧制相应的力学参数，并在此基础上对电机能力进行校核，证明轧制规程和孔型断面设计的合理性。关键词：43kg/m重轨 孔型设计 校核 ABSTRACT In addition to the requirements of rail with a high strength and high wear resistance, but also has a good surface quality and precision of foot shape, and pass design is reasonable, the size of a di

3、rect impact on rail precision and quality. In order to make rail output and high quality, reasonable in production and design of the pass system is necessary.This paper will combine the rail beam factory Pangang the actual situation and 43kg / m heavy rail from the characteristics of the study the f

4、ollowing aspects: 43kg / m heavy rail options from blank to finished shipping a series of process design and use it as the basis of workshop to optimize the layout. Of 43kg / m heavy rail extension of holes, hole-type cap, track-type holes, finished cross-section of the hole-hole design, the design

5、on the basis of 950 mill frame, 800I mill frame, 800II frame mill, 850 mill roll with the corresponding design and guide and guard. The design of 43kg / m Heavy Rail Rolling order to develop the speed of the corresponding system, the calculation of the Road, the mechanical parameters of rolling, and

6、 on this basis to check the electrical capacity to prove a point of order and pass rolling of a reasonable cross-section design sexual. Key words 43kg / m heavy rail,Pass Design, Checking目录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 重轨生产现状11.1.1 国内重轨发展现状11.1.2国外重轨发展现状11.2重轨生产工艺概述22 攀钢轨梁厂设计概况32.1 厂房建设情况32.1.1 设计规模的设想32.1

7、.2 主要设备32.2 重轨主要生产工艺33.2.1 坯料的选择和处理43.2.1 坯料加热和加热炉53 重轨轧制孔型设计简介63.1 孔型设计63.1.1 孔型系统的选择63.1.2 孔型系统的优缺点73.1.3 孔型设计原则83.1.4孔型设计的一般步骤83.2重轨孔型设计方法83.2.1 K1成品孔设计83.2.2其他轨形孔设计93.2.3 帽形孔设计103.2.4 箱型孔型设计104 43KG/M重轨各孔型数据设计114.143kg/m重轨断面尺寸114.2 K1成品孔型设计124.3其他轨形孔设计134.3.1 K2成品前孔型设计134.3.2 K3孔型设计144.4 帽形孔设计16

8、4.4.1 第一个帽形孔K6孔型设计164.4.2 第二、三个帽形孔K7、K8孔型设计174.5 箱型孔型设计174.5.1箱形孔K9孔型设计175 轧制规程设计和相关校核195.1 孔型在轧辊上的配置195.2 950开坯机压下规程的编制195.3 轧制道次195.4 速度制度195.5轧制压力的计算和电机校核235.5.1 各道次的轧制温度235.5.2电机平衡负荷校核245.5.3 轧制压力的计算245.5.4 轧制力矩的计算276 导卫装置设计306.1 横梁306.2 卫板306.3 导板317 重轨检测以及缺陷产生和预防317.1 重轨各项质量指标要求327.1.1 对钢轨表面质量

9、的要求327.1.2对钢轨断面尺寸公差的要求327.1.3 对钢轨外观平直度的要求327.1.4 对钢轨钢的钢质纯净度要求337.1.5 对钢轨焊接接头几何尺寸公差的要求337.2 高速重载钢轨常见问题337.2.1 钢轨侧磨347.2.2 钢轨波磨347.2.3 钢轨压溃347.3常见解决损伤方法34结 论36致 谢36参考文献381 绪论每米公称重量大于30公斤的钢轨，属于重轨，重轨又分为一般钢轨和起重机轨两种。 一般钢轨，指铺设铁路干线、专用线、弯道及隧道用轨，重轨比轻轨断面大，能够承受更大的力。发展铁路运输是国家建设重点项目，2002年国内总需求钢轨约在82.4万吨左右，其中基建用轨2

10、3万吨，大维修用轨53.4万吨，道岔等用轨6万吨左右，国内钢轨供大于求的矛盾比较突出。随着经济的快速发展，高速铁路运输的市场需求越来越大，铁道部的中长期铁路网规划也提出了发展我国高速铁路的目标，不论是从我国的经济承受能力和技术上看，还是从市场需求和国家的政策上看，我国现在已经具备了大力发展高速铁路的各种条件，正处在一个发展高速铁路的良好时机，必须加快改造步伐，不断开发国内、国际钢轨市场，不断提高钢轨的质量，开发新品种，以满足铁路不断发展的需要，所以研究重轨有着十分重要的意义.11.1 重轨生产现状1.1.1 国内重轨发展现状目前我国国内生产钢轨主要厂家有鞍钢，包钢，攀钢三家，国内钢厂年生产能力

11、达300万吨左右。其中，以生产50kg/m、60kg/m重轨为主，兼能生产38kg/m75kg/m钢轨及其配套道岔轨，并能够生产吊车轨，以及在线、离线热处理钢轨和时速350Km高速轨。在未来，我国重轨研究将趋向于重载铁路用超高强度钢轨，我国铁路部门在20年前就提出了开发超高强度钢轨的要求，经过实验研究分析得到，贝氏体钢轨适宜用在重载铁路上。如果这种钢轨研究成功将可以解决高速、重载铁路要求：抵抗接触疲劳损伤的能力，以减少钢轨打磨费用，同时贝氏体钢轨可用于制作道岔中的尖轨和辙又以大幅度延长道岔的使用寿命。 21.1.2国外重轨发展现状20 世纪70 年代，新日铁公司八幡厂开发了电感应加热、轨头喷吹

12、压缩空气欠速淬火的离线淬火轨（称之为NHH），1979年又在碳素轨的基础上加入Cr，Nb 合金元素，开发了焊缝无软化区的NS低合金离线淬火轨。1987 年6 月又建成了在线余热钢轨淬火生产线，采用压缩空气作淬火介质，称DHH 轨。DHH 轨的化学成分是在碳素热处理轨NHH 的基础上提高了Si、Mn含量，并添加了少量的Cr。随着在线热处理钢轨生产和技术的进一步完善，日本于1994 年重新制定了热处理钢轨标准，将新日铁DHH340，DHH370，钢管公司THH340，THH370 统一为HH340，HH370 两种牌号并规定其化学成分及最低性能指标。 3现在国内外都在大力倡导研究高速铁路用重轨。铁

13、路的高速化是铁路运输未来发展的主要方向。随着我国经济的快速发展，高速铁路运输的市场需求越来越大，铁道部的中长期铁路网规划也提出了发展我国高速铁路的目标，不论是从我国的经济承受能力和技术上看，还是从市场需求和国家的政策上看，我国现在已经具备了大力发展高速铁路的各种条件，正处在一个发展高速铁路的良好时机。4在欧州，铁路以高速著称，根据高速的要求以及近年来钢轨生产在冶炼，轧制、热处理等方面新技术的发展欧州正在起草新的钢轨标准。钢轨是轮轨式高速铁路运输的重要组成部分之一，其技术要求高，执行的标准严格。作为铁路主要构件的钢轨的发展趋势是：高强度、纯净化、严格控制钢中夹杂物、提高钢轨平直度和尺寸精度。51

14、.2重轨生产工艺概述（1）成品道次万能孔型法前苏联库兹涅茨冶金公司提出，成品道次采用传统二辊式孔型轧制法。用万能机架取代，用四辊精轧孔型轧制重轨的新工艺。使轨头的延伸系数 大于腰部的延仲系数 ，头腰延伸系数近似等于轨底延伸系数。（2）二辊孔塑一四辊孔型轧边孔型法毛轧机是两架二辊机架，把矩形坯轧制成轨型坯。然后经过万能机架和边轧机架可逆轧制，最后经三辊成品孔型轧出成品。新B铁八皤厂采用该法。6（3）T塑坯万能孔型法1983年法国萨西洛尔开发了万能孔型轧制重轨的新方法。采用T型坯在万能孔型中轧制，使轨头、轨底部位受到更加强烈地加工，提高了要害部位的质量，预计可以减少40的轨制，提高开坯机架的轧制速

15、度和作业率，消除连铸坯的铸态组织。（4）一般万能粗轧法矩形坯直接在四辊孔型中进行毛轧的工艺称为一般万能粗轧法，首先由万能孔型的水平辊切入深腰部和对轨头部位压缩，随后在其他道次利用水平辊和立辊对各部位加工，该法取代了传统二辊孔型毛轧过程，进一步降低辊耗，使重轨具有良好的对称断面形状，尤其适用于连铸坯。2 攀钢轨梁厂设计概况2.1 厂房建设情况2.1.1 设计规模的设想1966年设计的年产量为110万吨，计划分两期进行，第一期为90万吨，主体设备吨位22500T。建设面积90904m2有13项主要设备、7项附属设施、共有10个跨间、总跨度为210m，跨间长度为660m。由于扩建，厂房长度为696m

16、，宽210m，建筑面积10万m2，总投资为119亿元。2.1.2 主要设备三座连续式推钢加热炉、四架轧机、7台热锯机、3台辊式矫直机（1300八辊悬臂式矫直机）以及两套加工设备和空床淬火设备等。（注：加热炉尺寸为6.81229.535生产能力：设计能力100吨/小时、实际产量120吨/小时）。开坯机为950轧机，主电机为5300千瓦；轧辊中心距：1050-880mm轧机采用二列横列式布置，第二列主要有2架800三辊式轧机，主电机为6500KW，精轧机采用850万能轧机。主电机为1800KW；均为直流电机，2架800轧机公用一台电机。2.2 重轨主要生产工艺轧制任何一种钢材都可能有几种工艺过程，

17、本设计采用的是200200矩形坯经高速带锯锯切下料后，采用风动砂轮进行表面清理钢坯的表面缺陷，严格按照炉号进行管理。在室温下装入推钢式加热炉进行加热，之后进行轧制、冷却、矫直、锯切等工艺进行生产，最后经检查合格后分级成倍尺料交出。其工艺流程如下：钢坯下料清理加热轧制锯切写号冷却矫直打印检查分级涂色打捆入库。生产重轨所用的设备可采用一组轨梁横列式四架轧机，机架均为闭式结构，减速器、联接机以及轧机工作机架间轧辊和轧辊之间均采用万向接轴联接，轴承采用胶木瓦开式轴承，主电机功率为530KW。 根据孔型配置图要求安装好轧辊和导卫装置，并调整好各机架的辊缝和锁口间隙，务必将轧辊固定牢固，轧辊在运转过程中不

18、能产生跳动，更不能产生轴向窜动。打开循环水阀，仔细检查各个轧辊的辊颈和每个孔型的给水量是否充足，如发现异常必须立即处理。因为水在轧钢生产中是十分重要的，它起着冷却和润滑的重要作用，一旦给水量不足，后果十分严重。7这是因为，一方面由于这种胶木瓦开式轴承是用夹布酚醛树脂(夹布胶木)在17.429.4MPa,130150温度下压成的，是用水而不用油润滑的。其耐热性和导热性能很差，工作温度不应超过60800 ，当温度较高时会迅速膨胀，并进而发生碳化，即烧瓦事故，导致轴承破坏；另一方面，轧件是靠与孔型的摩擦力咬入的，这种摩擦力的存在就会使得孔型产生磨损，而且孔型不间断地过钢必然会导致其温度不断地上升，如

19、果不及时给水对孔型进行冷却就会加剧孔型的磨损，从而会导致轧件出现质量问题，也造成了轧辊的浪费，这种现象反映在使用腿部梯形孔轧制时更加严重。 为保证人员和设备的安全，在确认轧机上下和周围无障碍物后，方可启动轧机进行生产。要注意必须经过30分钟左右的空转，此时要做好以下项目的检查:轧机的运转是否正常、各轴承的温度是否正常、各部位紧固装置是否有松动现象等等。为提高成材率，降低生产成本，最好是先使用13根相同规格的普通材质料来进行试轧，之后再进入正常轧制，其目的是先通过低成本原料试轧来检验孔型设计是否合理，导卫装置设计和加工是否合理，轧机和导卫装置的调整是否到位。轧制温度必须按照预定要求执行，在试轧过

20、程中要逐道次检查红热状态下轧件的尺寸是否符合孔型设计要求，导卫装置安装和调整是否合适，咬入和出钢时轧件是否正直、顺畅，这些情况都必须无一例外的认真检查好、调整好，试轧的轧件完全符合图纸要求，成品尺寸满足标准要求后方可进入到正常的生产程序。83.2.1 坯料的选择和处理（1）坯料的选择 一般轧钢常用的原料为钢锭，轧坯和连铸坯，我们采用的是200200矩形轧坯，为了保证成品质量，必须要先采取表面清理。由于在钢坯表面经常存在着如结疤、裂纹、折叠、飞刺等各种缺陷，如果不在轧制前加以清理，势必在轧制中不断扩大，并引起更多的缺陷，甚至会影响钢坯轧制时的塑性与成型。（2）坯料的检查清理对于本次研究中的矩形坯

21、料采用检查清理工序如下：抛丸、超声波探伤、无损表面探伤、修磨。抛丸处理即用一定质量的钢球通过外力作用撞击在钢坯上，使钢坯表面的氧化铁皮等污染物脱落，从而暴露钢坯表面缺陷的一种方法。传统的清理方法就是采用酸洗。由于在酸洗过程中对环境产生极大的污染，在各国对环境保护的日益重视的情况下，酸洗的的基建投资和、用于废酸处理的运行费用都越来越高。70年代后期逐渐以抛丸处理替代了酸洗处理。探伤包括内部探伤与外部探伤。一般采用超声波探伤和荧光磁粉探伤对坯料的内部质量与外部质量加以检测。清理坯料表面缺陷的方法有：人工火焰枪清理、火焰清理机清理、人工风铲清理、人工砂轮修磨清理、修磨机清理。现在清理钢坯的主要方法是

22、修磨机清理，少量的局部缺陷辅助以人工砂轮修磨清理。3.2.1 坯料加热和加热炉（1）坯料的加热在轧钢之前，要将原料进行加热，其目的是提高钢的塑性，降低变形抗力及改善金属内部组织和性能，以便于轧制加工，这就是说一般要将钢加热到奥氏体单相固溶体组织的范围内，并使有较高的温度和足够的时间以均化组织及溶解碳化物，从而得到塑性高、变形抗力低、加工性能好的金属组织，一般为了更好地降低变形抗力和提高塑性，加工温度尽量高一些好，但是不正确的加热制度可能会引起钢的氧化、脱碳，气泡暴露、过热、过烧等缺陷，还将降低钢材的质量甚至导致废品，因此钢的加热温度主要应根据各种钢的特性和压力加工工艺要求，从保证钢材的质量及多

23、快好省地生产钢材出发来确定。（2）加热炉 从钢坯在炉内的移动方式有推钢式加热炉与步进式加热炉两大类。推钢式加热炉分带下加热的和不带下加热的两种，上下加热的推钢式加热炉多用于加热断面尺寸超过100120mm的方坯。步进式加热炉有步进底式加热炉、步进梁式加热炉、梁底组合式加热炉三种。炉子以液体燃料或气体燃料作为热源，用装在加热段、均热段端墙上的喷嘴或烧嘴烧钢。本次根据提供设备要求采用推钢式加热炉对坯料加热。3 重轨轧制孔型设计简介3.1 孔型设计型钢孔型设计主要内容包括三个方面：1）断面孔型设计。根据原料和成品的断面形状和尺寸及产品性能的要求，确定孔型系统、轧制道次和各道次的变形量，以及各道次的孔

24、型形状和尺寸。2）配辊确定孔型在各机架上的分配以及在轧辊上的配置方式，以保证轧件能正常轧制、操作方便、成品质量好、轧机产量高。3）轧辊附件设计导卫装置的设计。导卫装置应保证轧件能按照嗦要求的状态进出孔型，或者使轧件在孔型以外发生一定的变形，或者对轧件起矫直或翻转作用等。43kg/m重轨的孔型设计也是基于上述内容进行的。93.1.1 孔型系统的选择目前国内重轨孔型系统有两种，一种是：梯形孔-帽形切深孔-帽形延伸孔-轨形切深孔-轨形延伸孔，另一种是：箱型孔-梯形孔-帽形切深孔-帽形延伸孔-轨形切深孔-轨形延伸孔。前一种孔型系统无箱型孔，该系统对钢坯规格的适应性较差，不能对钢坯进行再次规整，使帽形孔

25、轧件尺寸不稳定，成品钢轨断面规格波动大不易控制。同时在无钢坯除鳞装置的情况下，钢坯上的氧化铁皮因无箱形孔的破鳞作用易被压入钢坯表面，钢轨表面质量较差，难以达到标准要求。该系统孔型适用于机架数目少，轧制道次少，孔型配置困难的轧机。后一种孔型系统对钢坯的适应性强，成品规格易控制。同时箱形孔的大压下和轧件翻转对锕坯除鳞会起到作用。该孔型系统一般是由二个箱形孔，一个梯形孔，一个帽形切深孔，二个帽形延伸孔和一个轨形切深孔、45个轨形延伸孔构成。孔型数目7-10个，可加工断面较大的钢坯，坯到材的压缩比大，轨底加工质量较好。但该孔型系统要求的机架数较多，轧机辊身总长较大。结合轨梁厂的设备状况以及供应产品的特

26、点，选用后一种孔型系统生产43kg/m钢轨较为合理即：箱形孔-梯形孔-帽形切深孔-帽形延伸孔-轨形切深孔-轨形延伸孔。重轨轨形孔数目一般采用46个，帽形孔一般采用3个，梯形孔1个，箱形孔2个。采用4个轨形孔系统生产43kgm 钢轨，轧制压力大，压下量大，轨底腿尖侧压大，易出现断辊、掰辊环及扭脖子事故，增加了非正常生产的调整时间及调整过程带来的不合格品，辊耗大，孔型磨损快，易使轧辊表面剥落，出现麻点，从而形成轧件轧痕。采用5个轨形孔时由于950轧制时间变短，温降不多，800/850轧件变形抗力不大，轧件表面质量得到改善，且轧制节奏匹配性增强，轨形孔轧件尺寸精确，易达到提高轧件表面质量、成品断面规

27、格及降低辊耗的目的。因此，采用5个轨形孔轧制。3.1.2 孔型系统的优缺点延伸孔型系统优缺点有：（1）可在同一孔型中轧制多种尺寸不同的轧件，共用性大。可以减少孔型的数目及换辊次数，有利于提高轧机的作业率。(2)在轧机断面相等的条件下，箱形孔型系统的孔型在轧辊上的切槽较浅，这样提高了轧机的强度，可增大压下量。(3)在孔型中，轧件宽度方面上的变形比较均匀，同时，孔型中各部分之间的速度差较小，所以孔型磨损较为均匀，且磨损程度和变形功也想对小些。(4)轧机在箱形孔型中轧制，氧化铁皮易脱落比在光棍上轧制更稳定。轧机断面温降也较均匀。(5)由于箱形孔型的结构特点，不能轧出正确的方形和矩形断面，轧件断面越小

28、，这种缺点就越突出。(6)轧机在箱形孔型中只能在一个方面上受到压缩，其侧面表面不一平直，有时出现皱纹，同时角部的加工也不足。精轧机万能孔型系统优缺点有：（1） 孔型的共用性好，轧机在孔型中变形均匀，孔型的磨损均匀。（2） 轧制时脱去表面的氧化铁皮，轧出的成品表面质量好。（3） 延伸系数小，反压孔要用夹料辊。轧制重轨的孔型系统一般有直轧孔型系统、斜轧孔型系统、混合孔型系统。直轧孔型系统是指重轨孔型的两个腿同时处于轧辊轴线的同一侧，腰与轧辊轴线平行的孔型系统，如图所示。其优点是轧辊轴向串动力小，不需工作斜面，孔型占用棍身长度小，在辊身长度一定的条件下可多配孔型。其缺点主要是：孔型侧壁斜度小，轧件轧

29、后不易脱槽，轧槽磨损后轧辊重车量大；轧辊刻槽深，槽底工作直径小，轧辊强度低。10斜轧孔型系统是指重轨孔型的两个开口腿不同时处于腰部的同一侧，腰与水平轴线有一夹角。其优点是孔型侧壁斜度大，孔型宽度容易修复，轧辊重车量小，轧辊寿命高。其缺点是轧辊轴向串动力大，为控制轴向串动，需配置工作斜面，孔型占用辊身长度较大。根据轧机的具体条件，可采用各种混合孔型系统，如成品孔和成品前孔采用用直边斜轧孔型，其它各孔型采用直轧孔型；或在轧制程序的前几个孔型采用斜轧孔型，后几个孔型采用直轧孔型，或采用其它的混合形式。根据攀钢轨梁厂950/800/850二列式轨梁轧机的工艺特点，结合生产重轨的经验，确定斜轧孔型系统。

30、该孔型系统由一个箱形孔、两个切深孔和七个直轧孔组成。3.1.3 孔型设计原则采用正确的孔型设计可以使轧制异型面型钢嗦不能避免的不均匀变形尽可能发生在前几个孔型中，而不是在全部孔型中。在前几个孔型中，金属的温度较高，其变形抗力不大，并且塑性也较好（与以后几个孔型中的金属相比较）。在其它几个孔型中，必须尽可能采用均匀的压缩和断面各部分均匀的延伸，因为只有在这样的条件下才能得到形状正确的、内应力较小的最终产品，而能量消耗和轧辊的磨损都最少。113.1.4孔型设计的一般步骤钢轨孔型设计方法是一般的轨形孔采用按断面各组成部分分配变形系数的办法来确定，而帽形孔一般用经验数据及考虑轧制条件进行作图的方法术设

31、计。钢轨孔型设计的一般步骤如下:（1）钢轨孔型设计方法根据具体条件选定孔型系统，确定轧制道次以及轨形孔、帽形孔数目。（2）根据产品的标准尺寸，计算成品孔各部分尺寸，并求出断面各部分面积。（3）根据钢轨断面特点，确定各轨形孔各部分的变形系数，计算各轨形孔各部分的尺寸。（4）根据第一个轨形孔设计帽形孔。（5）根据第一个帽形孔确定进入坯料尺寸。（6）根据进入第一个帽形孔坯料和钢坯尺寸，设计其他延伸孔型。123.2重轨孔型设计方法3.2.1 成品孔设计（1） 钢轨成品控设计特点 轨头顶部是由凸起的圆弧构成因此成品孔与其他轨形孔不同，轨头开口应在其对称轴线上(图3.1)，即开口在轨头的中央，但轨底开口则

32、不能在中间。否则不能得到平直的轨底，而将轨底开口位置放在其一侧，而且成品孔应采用斜配。由于成品孔斜配，当轨底开口在上时，轨头在轧制线上，轧件出孔后由于轨头的自重的影响产生向下扭转，而造成上腹高超出公差。当轨底开口在下时，则会减轻因自重扭转的影响。同时，为减轻轨头扭转，可以采用下压力配置。对于轻轨轧制由于轨头扭转不是主要问题，采用上压力配置以减轻轨底上卫板的负荷。图3.1 钢轨成品孔开口位置与配置 （2）成品孔尺寸计算 成品尺寸根据产品尺寸和公差及热膨胀系数确定。3.2.2其他轨形孔设计 在全部轨形孔(46个)中的总延伸系数为2.73.2，平均延伸系数1.191.23。成品孔中整个断面的延伸系数

33、从，其它轨形孔则按顺序增加，第一个轨形孔(即切深孔)中的延伸系数为1.31.42。至于轨形孔断面各部分延伸系数分配，则是不均匀的。对于钢轨来说，腰部占的断面面积比例小，不怕腰拉腿。因此，除了成品孔保持腰部、头部和腿部的延伸系数接近相等外，即。其他各孔均采用。其从。轨形孔设计主要是根据各轨形孔各部分变形量逆轧制顺序逐道次确定各轨形孔尺寸。当轨形孔采用斜配时，为减小轴向力，防止轧辊轴向串动，延伸系数必须满足以减小开口腿部、开口头部的侧压。13部分各种型号钢轨轨形孔各部分的延伸系数分配实例见表3.1。当得到各部分延伸系数后，即可求得后次道对应部分的面积，即： （3-1） （3-2） （3-3） （3

34、-4） （3-5）表3.1 部分型号钢轨轨形孔各部分的延伸系数分配实例型号各部分延伸系数K1K2K3K4K5K6P65闭口头 开口头 闭口腿 开口腿 腰 部 1.1131.1081.071.051.071.11.071.11.071.1151.121.091.121.0951.161.131.0751.131.1051.241.161.11.121.11.261.121.091.121.091.275P50闭口头 开口头 闭口腿 开口腿 腰 部 1.0871.0781.081.0551.081.0811.041.1121.0641.171.1411.081.1131.0781.2361.133

35、1.091.1311.091.2551.131.0871.131.091.2951.1161.0811.1151.081.286P43闭口头 开口头 闭口腿 开口腿 腰 部 1.041.111.111.051.0891.11.1261.121.051.111.1191.0921.121.0851.2751.1311.1181.1321.0921.2861.1221.091.131.0921.341.111.0851.1011.0861.3353.2.3 帽形孔设计帽形孔的作用是为加工轨底和轨头。轨底加工是依靠帽形孔切深度以及扩张和局部大压下所产生的强迫宽展，而形成宽而薄的轨底和提高轨底质量。轨

36、头加工是帽形孔内除对轧件进行垂直压下外，还有一定的倒压，以提高轨头质量。但轨头的侧压虽不宜过大，以免造成咬入团难、轧槽磨损加快和造成产品缺陷。进入第一个轨形孔的帽形孔尺寸设计应满足第一个轨形孔需要，其余帽形孔则无法精确计算，只要通实践经验利用做图的方法得出。为减轻帽形孔头部侧壁局部严重磨损，常采用梯形坯或带槽底斜度的矩形坯。坯料高度。在咬入条件允许时适当取大,具体取值为:3.2.4 箱型孔型设计箱形孔是钢坯和梯形孔之间的过渡孔型。因此确定箱形孔尺寸时，既要保证钢坯能进孔型、不咬铁丝、不扭转。又要保证梯形孔能充满但又不出耳子。4 43kg/m重轨各孔型数据设计4.1 43kg/m重轨断面尺寸43

37、kg/m重轨端面如图4.1所示 图4.1 43kg/m重轨断面图4.2 成品孔型设计A腰部尺寸(1)孔型宽度 （4-1）(2)腰厚因系统采用斜轧孔型，为保证轧件尺寸，在此采用部分负公差。 (取部分负公差)(3)腰部面积 （4-2）B.头部尺寸(1)轨头高(2)开口头和闭口头高由于成品孔头部开口位置在中间，取辊缝S=14.0mm，则： （4-3）(3)开口头和闭口头厚度端部厚度： 根部厚度： (4)开口头和闭口头面积 C腿部尺寸(1)腿高 (2) 开口腿和闭口腿高度端部高度： （4-4）根部高度： （4-5）（3）开口腿和闭口腿厚度腿根厚度：腿中部厚度：腿端厚度：（4）开口腿和闭口腿面积D.孔型

38、垂直中心线位置 4.3其他轨形孔设计4.3.1 成品前孔型设计A.腰部尺寸(1) 孔型宽度取腰部宽展：，则： (2) 腰厚取孔型腰部压下量，则：(3) 腰部面积 （4-6） (4)腰部延伸系数 （4-7）B.头部尺寸(1)头部面积取孔头部延伸系数，则： ， (2)头部高度由于成品孔头部开口位置在中间，所以给以一定的垂直压下量2.1mm，而不给侧压，使其自然充满孔型而不形成耳子。因此，开口头和闭口头高度为： 则：h2开=h1闭+5.1=50.4+5.1=55.5mmh21开=22.5mmh22开=33mmh2闭=h1开-0.9=50.4-0.9=49.5mmh21闭=17mmh22闭=32.5m

39、m取第一成品孔之头部延伸系数：上头u=1.07，头=1.06取第一孔之腿延伸系数 u腿闭=1.1，u腿开=1.05则：F2腿开=863X1.1=956 F2腿闭=863 1.05=905 F2头开=998 1.06=1055 F2头闭=998 1.07=1061 按照头厚设计原则计算出：T21闭=29.8 mmT22闭=39.8mmT21开=29.6mmT22开=39.8mm按照腿厚设计原则得:t21开=10.5mmt22开=14.5mmt23开=25.7mmmt21闭=11.8mmt22闭=15mmt23闭=25.8mm4.3.2 孔型设计取B=2.8 B3=136,d=2.5 ,d3=18

40、.5b3开=b2闭+1.5+30.5+1.5+32 mmb2闭=b2开-（-0.5）=30.5+0.5=31 mmh3开=h2闭+7.5=49.5+7.5=57 mmh31开=24 mmh32开=33 mmh3闭=h2开h31闭=22.5 mmh32闭=33 mm取第三孔之u2腿开=1.08u2腿闭=1.12u2头开=1.09u2头闭=1.12则第三孔型之各部面积计算如下：F2腿开=905 1.12=1010 F2腿闭=956 1.08=1030 F2头开=1061 1.12=1188 F2头闭=1055 1.09=1150 按头厚设计原则计算出T31闭=31 mmT32闭=43 mmT31开

41、=30 mmT32开=44.2 mm按腿厚设计原则计算出:t31开=11.2 mmt31开=15 mmt31开=27 mmt31闭=11.6 mmt31闭=15.8 mmt31闭=28mm其他的孔型尺码均同理可以计算出第一个轨形孔与最后一个帽形孔关系（第五与第六孔的关系）第5孔头宽为118mm为了减轻5孔之后的马达负担，因此第6孔之头部不需要太宽 故将第6孔头宽定为112mm，即，b-h=-6mmB-H=128-116=12mm底部B-H=220-176.5=43.5mm咬入角a=26.6度帽形孔是根据前所述原则，使用作图协助确定，现将其咬入角 ，延伸系数 面积减缩等数据列于表4.2表4.2

42、咬入角与延伸系数和面积缩减量孔型断面积咬入角延伸系数面积缩减第9孔32500第8孔25200311.297300第7孔1955030.41.295650第6孔15830271.2337204.4 帽形孔设计4.4.1 第一个帽形孔孔型设计(1) 帽形孔高度 取孔宽展量，则帽形孔的高度为： 。（4-8）(2) 帽形孔底宽 拉缩量的取值一般在,在咬入条件允许时,可适当增大其拉缩量, 取第一个帽形孔腿高拉缩量为44.4mm，则帽形孔底宽： 。 (3) 帽形孔顶宽 按顺轧制方向第一个轨形孔头部压下量为，根据经验取为5.5mm则帽形孔顶宽： 。 (4) 帽形孔腿厚、为使第一个轨形孔中闭口腿不产生楔卡，而

43、开口腿有一定侧压，最后一个帽形孔两边的腿厚、不应相等，即，一般为： ， 。 (5) 帽形孔腿部斜度y为使第一个轨形孔闭口腿充满较好，取帽形孔腿部斜度y近似等于轨形孔腿部斜度x，一般取： ，因而取 （4-8） (6)帽形孔头部侧壁斜度z一般个帽形孔取，因此取。 (7)帽形孔底部凸度f最后一个帽形孔采用底部凸度f的作用是为了减轻第一个轨形孔轨底侧壁的磨损，一般取，因此取。144.4.2 第二、三个帽形孔、孔型设计（1）帽形孔高度 （2）帽形孔底宽 取第一个帽形孔腿部增高量为，则帽形孔底宽： 。（3）帽形孔顶宽 （4）帽形孔侧壁斜度一般各帽形孔头部侧壁斜度取,因此取,腿部斜度在第一个帽形孔的基础上适

44、当增大，取。 （4）帽形孔凸度当孔型系统采用三个帽形孔时，最大凸度值可取，因此取第二个帽形孔的凸度值为，第三个帽形孔的凸度值为。帽形孔轨底楔子主要是把底部逐渐扩张，其他尺寸一般通过作图法确定。154.5 箱型孔型设计 4.5.1箱形孔孔型设计 取第一个箱形孔平均延伸系数，由坯料条件得第一个箱形孔出口面积为： （4-9） 设第一个箱形孔出口轧件高度为，则出口轧件宽度为：。（4-10）根据型钢轧机轧制钢坯时扁箱形孔型宽展系数16取值范围为，据此验证所设出口轧件高度的准确性：，因此，所设出口轧件高度合理。17孔型槽口宽度为孔型槽底宽度为,，。凸度：，辊缝：以上设计所得9个孔型图尺寸详见附图5轧制规程设计和相关校核5.1 孔型在轧辊上的配