Задание 5. Рассчитать мощность 3-й клети пятиклетьевого стана холодной прокатки.

- диаметр: рабочих валов D_Р=500 мм,

опорных валков D_ОП=1300 мм,

цапфы опорных валков dц.о=900 мм,

- КПД передачи η=0,94,

- ширина прокатываемой полосы В=750 мм,

- коэффициент трения между перематываемым металлом и валками

μ=0,03,

- обжатие за пропуск 0,35 мм – 29%,

- толщина полосы: до прокатки h₀=1,2 мм,

после прокатки h₁=0,85 мм,

- скорость прокатки v=14,6 м/с,

- заданное натяжение Т_З=162500 Н,

- переднее натяжение Т_П=61500 Н,

- М_ХХ=7%М_Н

Решение:

1 Пределы текучести стали

[Л6] Таблица №13.7 стр. 326.

Для обжатия в четвертом пропуске:

= 33,3 %;

= 530 Н/мм².

Для обжатия в пятом пропуске:

= 29,2 %;

= 500 Н/мм².

2 Коэффициенты

К₀ = 1,15 · = 1,15 · 530= 609,5 Н/мм²;

К₁ = 1,15 · = 1,15 · 500= 180,6 Н/мм².

3 Удельное заднее натяжение

σ₀ = = 180,6 Н/мм².

4 Удельное переднее натяжение

σ₁ = = 96,5 Н/мм².

Здесь F₁, F₂ – сечения полосы соответственно до и после прокатки в третьем пропуске.

5 Соотношения

ε₀ = = 0,70;

ε₁ = = 0,83.

6 Длина дуги захвата без учета сплющивания валков

= 9,35 мм.

7 Соотношение т без учета сплющивания валков

m = = 0,274

8 Средне удельное давление без учета сплющивания валков

Р_ср =

=

= 1741,8 · [1,226 – 0,527 – 0,414] = 502,4 Н/мм².

9 Приращение длины контакта

Х₀ = = 1,39 мм.

10 Длина дуги для захвата с учетом сплющивания волков:

= 10,84 мм.

11 Соотношение т’ с учетом сплющивания валков:

;

12 Среднее удельное давление с учетом сплющивания валков:

Р_ср = ;

13 Давление металла на валок:

;

14 Плечо равнодействующей сил на валок:

;

15 Момент прокатки:

;

16 Момент трения:

;

17 Момент холостого хода по данным УЗТМ:

;

18 Суммарный момент прокатки:

19 Скорость вращения рабочих валков:

;

20 Мощность прокатки:

;

21 Мощность, необходимая для создания заднего натяжения:

;

22 Мощность, необходимая для создания переднего натяжения:

;

23 Мощность прокатки с учетом натяжения:

;

24 Потребляемая статическая мощность двигателя:

.

Задание 6. Опишите особенности конструкции механизмов привода нажимных механизмов

Для многих прокат­ных станов имеется необходимость изменять по условиям технологи­ческого процесса расстояние между рабочими валками. У одних про­катных станов изменение расстояния между валками производится часто, после каждого пропуска (у блюмингов, слябингов, толстолисто­вых станов, реверсивных станов холодной прокатки) , у других - редко, лишь в процессе настройки, при переходе от одного прокатываемого профиля к другому или при износе калибров, подшипников. Для изме­нения расстояния между валками можно перемещать верхний или ниж­ний рабочий валок в двухвалковом стане или один из валков трехвал­кового стана. В большинстве случаев перемещается верхний рабочий валок.

Механизм, с помощью которого изменяется положение рабочего валка, называется нажимным устройством. Большое влияние на кон­струкцию нажимного устройства оказывает скорость, с которой пере­мещается рабочий валок. В зависимости от скорости перемещения вал­ка нажимные устройства можно разбить на три группы:

1) нажимные устройства с ручным приводом, применяемые в сорто­вых станах, у которых калибровка рассчитана на определенный, неиз­менный раствор валков, а также в старых конструкциях небольших станов горячей и холодной прокатки листов;

2) тихоходные нажимные устройства с электроприводом для листо­вых станов горячей и холодной прокатки , у которых высота подъема не­велика - порядка 100 ÷200 мм. При этом скорость перемещения очень мала, что вызывается необходимостью иметь малые перемещения и точную остановку;

3) быстроходные нажимные устройства с электроприводом, предназ­начаемые для станов с относительно большой высотой подъема верхнего рабочего валка, доходящего до 1500 мм и выше. Такие устройства при­меняются для блюмингов, слябингов, толстолистовых станов и др.

На практике применяются следующие скорости перемещения верхнего валка, мм/с:

Блюминги 1100÷1300 . . . . . . . . . ………………………… 80÷200

Блюминги 1150 ……………………………….................... 50÷120

Блюминги 800÷900…………………………………………40÷80

Станы толстолистовые и среднелистовые……………...12÷25

Станы сортовые . . . . . . . . . . ……………………………….2÷5

Станы тонколистовые горячей и холодной прокатки…...2,5÷4

Реверсивные станы холодной прокатки………………….2,5÷4

При отсутствии металла в валках под влиянием массы валка между концом винта и пятой в резьбе гайки нажимного винта образуются зазоры. В этом случае при захвате металла валками будут возникать сильные удары, которые вызовут повышенный износ и быстрое разру­шение механизма. Для предохранения нажимного устройства от ударов при захвате металла необходимо устранить зазоры, что выполняется с помощью уравновешивающих устройств.

Рис.6-1. Кинематическая схема нажимного устройства

с грузовым уравновешиванием:

1 - нажимные винты; 2 - гайки нажимных винтов; 3 - подуш­ки валков;

4 - редукторы; 5 - двигатель; 6 – грузы

На современных прокатных станах встречаются четыре способа уравновешивания:

1) п р у ж и н н о е, при котором пружины опираются на станину.

Такой способ применяется только в тех случаях, когда высота подъема не превышает 50-100 мм (для сортовых станов с постоянным располо­жением калибров);

2) г р у з о в о е, осуществляемое при помощи контргрузов, расположенных под рабочей клетью (рис. 6-1). Оно широко применя­ется для быстроходных нажимных устройств при значительных пере­мещениях верхнего валка;

3) г и д р а в л и ч е с к о е, производящееся при помощи гидрав­лических цилиндров. На рис.6-2 представлен один из вариантов системы гидравлического уравновешивания. Плунжеры гидравличес­ких цилиндров соединены с траверсой, которая тягами связана с по­душкой верхнего валка. Развиваемое плунжером усилие преодолевает массу уравновешиваемых деталей. Гидравлическое уравновешивание применяется у станов с относительно небольшим перемещением верхнего валка;

Рис. 6-2. Кинематическая схема нажимного устройства

с гидравлическим уравновешиванием:

1 - нажимной винт; 2 - гайка нажимного винта; 3 - подушка валка;

4 - бугель; 5 - червячные передачи; 6 - плунжеры; 7­гидравлические цилиндры;

8 - двигатели; 9 - тормозы; 10 - траверса системы уравновешивания

4) п р у ж и н н о е у р а в н о в е ш и в а н и е с о б р а т н ы­ м и в и н т а м и (рис. 6-3), при котором пружины опираются не на станину, как в первом случае, а на подвижные опорные гайки, движу­щиеся со скоростью, равной скорости перемещения валка. Подушка верхнего валка 12 подвешена на тягах, опирающихся на пружины 7, установленные на подвижной опорной гайке б. Гайка навинчена на полый обратный винт 8. При вращении нажимного винта 10 одновре­менно вращается и полый винт 8. Шаг полого винта равен шагу нажим­ного винта, но имеет обратное направление. При этом условии с пово­ротом нажимного винта в сторону подъема верхнего валка полый об­ратный винт будет также вращаться, перемещая опорную гайку вверх.

Рис.6-3. Кинематическая схема нажимного устройства

с пружинным уравновешиванием при помощи обратного винта:

1 – двигатель; 2 – соединительная муфта; 3 – муфта предельного момента; 4 – червячная передача;

5 – опорный подшипник; 6 – траверса; 7 – уравновешивающая пружина; 8 – полый обратный винт;

9 – гайка нажимного винта; 10 – нажимной винт; 11 – предохранительный стакан;

12 – подушка верхнего валка

К недостаткам уравновешивания с обратным винтом относятся: 1) дополнительные потери на трение в обратном винте; 2) большая вы­сота; 3) отсутствие независимого перемещения верхнего валка от на­жимных винтов. В связи с указанными недостатками эта система урав­новешивания применяется сравнительно редко.