21. Классификация прокатных валков по материалам, твердости и износу.

Валки в зависимости от материала могут быть:

- стальные обладают высокой прочностью (особенно кованные), поэтому их широко применяют на блюмингах, слябингах, заготовочных и сортовых станах, и повышенным коэффициентом трения. Их применяют для заготовочных станов и где происходят высокие обжатия. (50, 55, 50х, 60 и др)

- чугунные обладают высокой изностойкостью и низкой прочностью. Применяют на чистовых и предчистовых клетях. (СП пластинчатые, СШ шаровые)

Материал валков выбирают в зависимости от заданных режимов обжатия, необходимого проката, а также требований по стойкости валков.

По твердости валки классифицируются:

- мягкие, твердость менее 270-340 НВ. Заготовочные, обжимные, сортовые станы. Изготовляют из чугуна с наплавкой высокопрочных материалов.

- полутвердые, твердость 270-420 НВ. Сортовые станы (чистовых и предчистовых клетях). Изготовляют из чугуна и стали.

- твердые, твердость 420-600 НВ. Сортовые (чистовых и предчистовых клетях) и проволочные станы. Изготовляют из отбеленного чугуна и стали.

- сверхтвердые, твердость более 100 по Шору. Сортовые и проволочные (чистовых) станы. Изготовляют из металлокерамического сплава.

В результате работы из-за износа валки могут подвергаться переточке (3-9), поэтому из диаметр уменьшается до допустимого.

22. Методики расчёта на прочность и жёсткость вала станины рабочей клети.

Для двухвалковых клетей:

Напряжение изгиба в бочке валка: σ_б = М_из / W_б = М_из / (0,1D³)

М_из = Р(1 – (х / а)) – изгибающий момент, действующий в рассматриваемом сечении

W_б – момент поперечного сечения бочки валка на изгиба

Р – полное усилие прокатки

Шейку рассчитывают на изгиб и кручение:

σ_ш = М_из^ш / W_из^ш = (Р ^. l) / 0,4d³

τ _ш = М_кр^ш / W_кр^ш = (Р ^. l) / 0,2d³

где l – длина шейки

d – диаметр шейки

Мкр^ш – крутящий момент, прикладываемый к валку(шейке) со стороны привода.

Результирующее напряжение для стальных валков определяют по 4 теории: σ_рез = (σ² +3 ^. τ²)^1/2

для чугунных по теории Мора: σ_рез = 0,375σ + 0,625(σ² +3 ^. τ²)^1/2

Результирующее напряжение не должно превышать допустимого значения: σ_рез ≤ [σ]

Допустимое напряжение принимают исходя из пятикратного запаса прочности: [σ] = σ_в / 5

σ_в - предел прочности материала валка

23. Подшипники скольжения, применяемые в прокатных станах.

Подшипники могут быть открытого и закрытого типа. Рабочей частью подшипника является вкладыш, который выполняется неметаллическим (текстолит) или металлическим. Подшипники открытого типа выполняются в виде набора вкладышей или цельноштампованными. Неметаллические вкладыши должны охлаждаться. Недостатком является низкие удельные давления и упругая высокая деформация. Подшипники закрытого типа – подшипники жидкостного трения, особенность их состоит в том что между шейкой валка и подшипником всегда сохраняется масляная пленка и шейка при вращении преодолевает трение масляной пленки. Различают подшипники жидкостного трения:

- гидродинамические. Состоят из сменной втулки-цапфы, крепиться к шейке валка и втулки вкладыша. Для передачи осевого усилия от шейки корпусу на втулке-цапфе предусмотрен кольцевой бур. Для предотвращения осевого смещения втулка-цапфа крепиться на цапфе вала упорным кольцом с резьбой. Герметичность обеспечивается специальным уплотнением. Смазка поступает в масляные карманы через отверстие в втулке. Этот подшипник обеспечивает жидкостное трение при высоких скоростях. Цапфа вращается и захватывает смазку из масляных карманов и создает масляный клин, в котором давлении уравновешивает внешнюю нагрузку.

- гидростатические. Для уравновешивания нагрузки в специальных карманах во втулке подшипника создается высокое постоянное давление. Это требует сложной системы смазки.

- гидростатодинамические. Это подшипники комбинированного типа. Смазка под высоким давлением подается в подшипник в переходных режимах (пуск, торможение). При нормальном режиме работы работают как гидродинамические.