4.5. Расчет конструктивных и технологических параметров станов хпт по методике ю.Ф. Шевакина

Методика Ю.Ф. Шевакина позволяет определить основные параметры станов ХПТ с учетом заданного сортамента (по размерам и материалам) и производительности, а также установить наиболее рациональную рабочую схему стана и тип крепления калибров.

При определении основных параметров станов ХПТ с опорными валками необходимо исходить не из производительности стана, а из допустимого давления. Расчетным путем, используя табличные данные, принимают среднее значение давления металла на валки для заданного сортамента труб. При этом имеют в виду, что для схемы с опорными валками наиболее целесообразен первый тип крепления калибра (см. рис. 4.12, а). При конструктивной проработке варианта стана ХПТ с опорными валками необходимо сравнение с двухвалковой подвижной клетью стана ХПТ.

Пример расчета основных параметров стана ХПТ с опорными валками. Стан предназначен для прокатки труб из углеродистой стали и тяжелых цветных металлов и сплавов. Максимальный диаметр заготовки D_з = 120 мм, диаметр трубы D_тр = 4080 мм, суммарное обжатие стенки трубы для стали S_ = 4 мм, _в50 = 700 Н/мм².

Очевидно, линейное смещение металла за цикл m_ у стана с опорными валками не может быть меньше, чем у двухвалкового, поэтому принимаем m_ = 30 мм. Коэффициент упрочнения в формуле (3.18) для стали принимаем равным k_ = 1,42 и R_ср / l₁ = 0,200. Тогда по формуле Ю.Ф. Шевакина (3.18) усилие металла на валок

.

Оставляя без изменения длину полупролета валка l_пр = 350 мм (схема с опорными валками позволяет уменьшить длину полупролета валка) и рассчитывая валок на сосредоточенную нагрузку, определяем радиус опорного валка.

1. Радиус опорного валка

2. Принимаем l_б = 200 мм;  = 20 Н/мм²; Е = 2·10⁵ Н/мм²; n = 0,197; _ = 6,28 рад.

3. Из выражения определяем радиус рабочего валка:

Принимаем R_р  75 мм.

Радиус рабочего валка должен удовлетворять следующему соотношению (учитывается расточка ручья):

.

4. Число оборотов кривошипа при постоянстве динамического усилия определяем по формуле Ю.Ф. Шевакина:

Принимаем n = 400 об/мин.

5. Ориентировочная масса клети

6. Длина хода клети

7. Радиус кривошипа

8. Рабочая длина хода

9. Радиус ведущей шестерни

10. Линейное смещение

11. Величина подачи m для трубы D_т × S_т = 80×3 = 240 мм

12. Коэффициент дробности деформации

, т. е. вполне достаточен.

13. Удельный расход энергии при производительности стана П = 250 м/ч составит (n = 147 об/мин)

Результаты расчета основных параметров для стана ХПТ-75 по данной методике для валков с разным креплением калибров приведены в табл. 4.4. Для стана типа ХТП-75 предпочтительнее схема с опорными валками. Однако при этом усложняется конструкция клети, что может привести к увеличению массы подвижных частей против расчетной. Исследования, проведенные Ю.Ф. Шевакиным и Ф.С. Сейдалиевым в промышленных условиях, показали, что конструкция стана с применением подковообразного калибра (см. рис.4.12, в) также оптимальна.

Таблица 4.4. Результаты расчета основных конструктивных и технологических параметров стана ХПТ-75 при разных схемах крепления калибров

Схема крепления калибров	Диаметр валка (калибра), мм	Масса клети, кг	Число оборотов кривошипа в минуту	Давление металла на валок, кН	Длина хода клети, мм		Удельный расход энергии, кВт·ч/м
					полная	рабочая
Калибры и валки одно целое	180	510	300	615	520	455	1,88
Калибры в виде полудисков	380	4800	85	153	690	550	1,09
Калибры насадки в виде «подков»	200 360*1	700	190	83	910	782	2,03
С опорными валками	150	300	400 147*2	885	434	379	1,08 0,54*2

______________________

^*1 Калибры – насадки. ^*2 – При П_р = 250 м/с.