2.10. Расчет подшипников горизонтальных валков формовочной клети.

В подушках горизонтальных валков используются радиально-упорные двухрядные

подшипники серии 2097730.

Номинальная долговечность подшипника:

L=

где n- число оборотов валка, об/мин

С- динамическая нагрузка для подшипника 2097730 по каталогу, С=680000 Н

Р- усилие на валок, Р=35 тн.

n=

где V- окружная скорость валка, м/мин

D- диаметр вала, м

n=

L=

3.Специальная часть

3.1. Расчет калибровки рабочего инструмента профильного стана.

Расчет калибровки рабочего инструмента профильного стана ведется по методике ВНИТИ.

Расчет калибровки валков профилировочных клетей ТЭСА предусматривает решение трех основных вопросов:

• определение диаметра исходной, круглой заготовки;

• расчет режима обжатий по клетям (размеры профиля в каждой клети);

• определение геометрических характеристик рабочей поверхности валков.

3.1.1.Расчет заготовки.

Исходные данные:

• размер трубы 110х110;

• толщина стенки 7мм;

• технические требования к трубам по ГОСТу 8639-82.

Наружный радиус скругления:

r_н^т=1,5·S, мм

где S-толщина стенки, мм

r_н^т=1,5·7=10,5 мм

Наружный периметр готовой трубы:

П_т=2·2А-1,72· r_н^т, мм

где А-сторона профиля, мм

П_т=4·110-1,72· 10,5=421,94 мм

При профилировании исходной заготовки происходит уменьшение периода. Общее изменение периметра  П_общ от заготовки до готовой трубы при профилировании определяется по графику (рис.2), разработанному по экспериментальным данным.

Величины, необходимые для пользования графиком

где D΄_з- диаметр заготовки без учета изменений периметра.

По графику

Зависимость уменьшения периметра при профилировании

от радиуса сопряжения смежных сторон

Рис.3

Периметр и наружный диаметр заготовки:

П_заг=П_т·1,032=421,94·1,032=435,4 мм

D_заг= мм

3.1.2. Расчет режима обжатий по клетям.

Средний радиус заготовки

r_з= мм

Так как применение полосы с локальными утонениями в местах углов профильной трубы позволяет уменьшить в среднем на 20%, усилия профилирования и с целью сокращения парка валков и упрощения процесса настройки стана, профилирование производится в трех, четырехвалковых клетях.

Общая работа формоизменения круглой заготовки в профильную трубу пропорциональна величине lg ;

где r_т- средний радиус закругления углов профиля готовой трубы, мм

При равномерном распределении работы деформации между клетями:

где Z- количество профилирующих клетей, Z=3

Радиус скругления в каждой клети:

r₁^н=r_заг/10^0,37=66,35/10^0,37=28,3 мм.

r₂^н=r₁^н/10^0,37=28,3/10^0,37=12,07 мм.

r₃^н=r₂^н/10^0,37=12,07/10^0,37=5,2 мм.

Принимаем частное изменение периметра ΔП_i одинаковым в каждой профилирующей клети.

ΔП_i=

ΔП_i=

Определяем размеры профиля в каждой клети:

А_i=

где t- отношение сторон трубы, t=1.

А₁=

А₂=

А₃=

3.1.3. Определение геометрических характеристик рабочей поверхности валков.

Для предотвращения прогиба грани трубы рабочая поверхность валков профилировочных клетей делается вогнутой с радиусом кривизны R.

Для определения величины радиуса кривизны R воспользуемся формулой:

, мм

где А- размер грани профиля, мм

r_т^н- наружный радиус скругления

tgα – коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние диаметра валков.

Формула выведена на основании экспериментальных данных. Величину tgα для упрощения расчета определяем по графику (рис.4)

tgα₃=0.27;

tgα₂=0,25;

tgα₃=0,2;

Зависимость tgα от

Рис.4

Радиус валков в III клети:

R₃=

Определим приращение радиуса в каждой профилировочной клети.

ΔR=

Радиус валков в I клети:

R₁=R_заг+ ΔR, мм

R₁=69,85+ 66,5=136,35 мм

Радиус валков во II клети:

R₂=R₁+ ΔR, мм

R₂=136,35+ 66,5=202,85 мм

Ширина рабочей поверхности валков уменьшается на величину 1,4142 при зазоре между ребордами валков 1,0 мм.

Стрелку прогиба рабочей поверхности валков определяем по формуле:

h_i=R_i -

I клеть:

h₁=136,35 -

II клеть:

h₂=202,85 -

III клеть:

h₃=269,25 -