Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
kursovoy_po_oborudovaniyu_izmenennyy.docx
Скачиваний:
64
Добавлен:
11.02.2015
Размер:
1.75 Mб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический

университет им. Носова»

Кафедра машиностроительных и металлургических технологий

Курсовая работа

по дисциплине «Оборудование прокатных цехов»

на тему: «Расчет параметров производственного оборудования ЛПЦ №11 ОАО ММК»

Выполнил: Риттер А.А. Проверил: Голубчик Э.М.

Магнитогорск, 2013.

Оглавление

Исходные данные 3

1 Расчет усилия прокатки 4

2 Расчет прокатного валка на изгиб и на прочность 12

3 Расчет станины на изгиб и на прочность 21

4 Расчет шпинделя на изгиб и на прочность 25

Приложение 1 32

Приложение 2 34

Приложение 3 36

Список использованных источников 37

Исходные данные

В данной работе будет произведен расчет производственного оборудования пятиклетевого стана холодной прокатки, установленного в ЛПЦ №11 ОАО «ММК».

Необходимые чертежи для расчета валка, станины, шпинделя, нажимного винта приведены в приложении в конце работы. Числовые значения, необходимые для расчета, представлены в начале каждого пункта работы.

1 Расчет усилия прокатки

Для дальнейших расчетов оборудования нам необходимо получить расчётное значение усилия прокатки – в документации к оборудованию указано максимальное усилие прокатки, допустимое для прокатной клети, оно составляет 35 кН. Получим это значение расчетом [1].

Для проверочного расчета возьмем режим обжатий, при котором толщина подката составляет 6,00 мм, а толщина прокатанной полосысоставляет 3,00 мм.

В расчетах ниже будем приводить расчет только первой строки, поскольку остальные строки рассчитываются аналогичным образом.

Дано: мм, мм,мм,мм.

Таблица 1 – Расчетные данные для расчета усилия прокатки

, мм

, %

, мм

, мм

Исходное

значение

6,000

-

-

-

-

-

-

-

Клеть 1

5,059

15,68

5,530

0,941

21,251

3,843

0,461

1,271

Клеть 2

4,348

11,85

4,704

0,711

18,471

3,927

0,471

1,277

Клеть 3

3,794

9,24

4,071

0,554

16,313

4,007

0,481

1,284

Клеть 4

3,356

7,30

3,575

0,438

14,503

4,057

0,487

1,288

Клеть 5

3,000

5,93

3,178

0,356

13,067

4,112

0,493

1,293

- толщина полосы после выхода из клети;

–относительное обжатие при проходе через клеть;

–средняя толщина полосы при проходе через клеть;

- абсолютное обжатие при проходе через клеть;

–длина очага деформации;

- абсолютное обжатие при проходе через клеть;

–отношение длины очага деформации и средней толщины полосы для указанной клети;

–расчетный коэффициент,

–отношение, необходимое для дальнейших расчетов.

При прокатке применяют масляную эмульсию, поэтому коэффициент контактного трения , принимаем ; тогда коэффициент, характеризующий наличие зон скольжения и прилипания, будет равен:

.

Проверяем величины зоны прилипания по формуле:

.

В остальных клетях тоже выполняется данное условие.

Коэффициент находим по формуле:

.

Затем находим значение по формуле:

.

В нашем примере мы рассматриваем сталь 600DP, но поскольку мы не имеем данных для расчёта значений физических свойств данной стали при наклепе, то возьмем сталь из марочника сталей и сплавов, имеющую похожий химический состав по основным элементам (C, Si, Mn, Cr) – сталь 12ГС.

Таблица 2 – Сравнение химического состава сталей 600DP и 12ГС

Элемент, %

600DP

12ГС

C

до 0,17

0,09-0,15

Si

до 0,80

0,5-0,8

Mn

до 2,20

0,8-1,2

Al

до 2,00

-

Ni

-

до 0,3

S

-

до 0,04

P

-

до 0,035

Cr

до 0,5

до 0,3

N

-

до 0,008

Cu

-

до 0,3

As

-

до 0,08

Mo

до 0,5

-

Nb+Ti

до 0,15

-

Для определения свойств прокатываемой стали после прохождения клетей №1-5 воспользуемся формулой:

.

Для стали 12ГС: МПа,,.

Таблица 3 – Расчетные данные для расчета свойств металла прокатываемой полосы

, %

Клеть 1

15,68

500,0

553,3

526,6

605,6

1,271

769,5

Клеть 2

11,85

553,3

604,6

578,9

665,8

1,277

850,5

Клеть 3

9,24

604,6

654,2

629,4

723,8

1,284

929,4

Клеть 4

7,30

654,2

702,2

678,2

778,0

1,288

1004,8

Клеть 5

5,93

702,2

748,8

725,5

834,4

1,293

1078,7

- предел текучести, который соответствует напряжению, при котором остаточная (пластическая деформация) составляют 0,2 % от длины испытываемого образца, МПа.

Находим предел текучести стали перед прокаткой полосы в первой клети:

МПа.

Находим среднее значение предела текучести стали во время прокатки полосы в первой клети:

МПа.

Таблица 1 – Расчетные данные для расчета усилия прокатки (продолжение)

Клеть 1

605,6

1,271

769,5

16,351

30,741

Клеть 2

665,8

1,277

850,5

15,709

29,533

Клеть 3

723,8

1,284

929,4

15,162

28,504

Клеть 4

778,0

1,288

1004,8

14,572

27,395

Клеть 5

834,4

1,293

1078,7

14,095

26,499

- коэффициент, необходимый для расчетов;

–соотношение, найденное ранее, берем его из таблицы 1;

–среднее усилие прокатки, кН;

–усилие на 1 мм ширины листа, кН/мм;

–полное усилие прокатки, МН.

Вычисляем значение по формуле:

МПа.

Поскольку значения инами вычислены ранее, то легко найти значение:

МПа.

Усилие на 1 мм ширины листа составляет:

кН/мм.

Полное усилие прокатки при ширине листа мм будет равно:

кН/мм.

Упругое сплющивание валков оказывает существенное влияние на усилие прокатки, поэтому им нельзя пренебрегать в расчетах.

Таблица 4 – Перерасчет усилия прокатки с учетом сплющивания валков

Клеть 1

0,068

0,507

4,225

1,310

793,4

23,363

34,846

Клеть 2

0,088

0,533

4,442

1,335

888,8

20,893

34,910

Клеть 3

0,111

0,561

4,675

1,350

977,1

19,033

34,963

Клеть 4

0,136

0,588

4,900

1,362

1062,3

17,517

34,983

Клеть 5

0,163

0,615

5,125

1,370

1143,1

16,287

35,000

и – коэффициенты, необходимые для расчета;

Находим коэффициент по формуле (мм2/Н):

.

Находим коэффициент , выразив его из формулы (мм2/Н):

;

.

Рассчитываем параметр с учетом упругого сплющивания:

–параметр увеличился враза.

Определяем соотношение по кривым на рисунке 1 (для значенийи):

Рисунок 1 - Кривые зависимости среднего давления (отношения ) от параметрапри различных значениях коэффициента контактного трения: А — кривая, зависящая от одного параметра;

Б — граница скольжения; В. 3 — кривая влияния внешних зон; П — область наличия прилипания по дуге захвата; С — область скольжения.

Из рисунка 1 мы находим , поскольку значенияинам опять же известны, то найдем значение:

МПа.

Таким образом, среднее давление увеличилось в раз.

Длина контакта с учетом упругого сплющивания валков:

мм.

Теперь мы располагаем всеми данными, которые нужны для расчета полного усилия прокатки:

МПа.

То есть упругое сплющивание валков повышает усилие прокатки в раза (для первой клети; к пятой клети это отношение будет все больше и больше).

Таким образом, полное усилие прокатки с учетом упругого сплющивания валков будет на 13,4 % больше в результате влияния двух факторов:

  • увеличения среднего давления на 3,1 % ввиду увеличения параметра на 10 %;

  • увеличения длины контакта на 10 %.

Отсюда следует, что, несмотря на небольшое увеличение среднего давления металла на валки (3,1 %), полное усилие прокатки при упругом сплющивании их увеличивается значительно (13,4 %), поэтому учет влияния упругого сплющивания валков при определении усилия прокатки считаем обязательным и проводим перерасчет усилия для каждой из пяти клетей.

Теперь, зная, что выбранный режим обжатий не нагружает оборудование сверх указанных границ, мы можем приступить к непосредственному расчету оборудования.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]