книги из ГПНТБ / Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки

Станы оснащены современными измерительными при­ борами, гидравлическими нажимными устройствами с дискретным приводом от шаговых двигателей и совер­ шенными системами управления.

Многовалковые станы.

Сведения о многовалковых станах со схемой валко­ вой системы 1—2—3—4 (рис. 2) даны в табл. 2. Серия содержит одиннадцать базисных конструкций, в основу которых положен диаметр рабочих валков и толщина прокатываемой ленты или полосы.

Созданные для прокатки тонкой и тончайшей полосы из специальных сплавов и трудиодеформируемых ме­ таллов (титан, нержавеющая сталь различных марок и

Рис. 2. Многовалковый стаи

др.) многовалковые станы успешно применяют при хо­ лодной прокатке материалов с низким пределом проч­ ности (цветные металлы и их сплавы, низкоуглеродистая сталь и др.).

В результате особенности конструкции многовалко­ вых станов толщину полосы, прокатанной на них, под­ держивают в жестких допусках как по ширине, так и по длине рулона. Это важное преимущество стана являет­ ся следствием применения станин большой жесткости и „ рабочих валков малого диаметра. Имеются и другие пре-

12

имущества: допускаются обжатия за проход до 40—50%, а суммарное — до 90%. Существенно уменьшается мас­ са оборудования.

Широкое распространение в промышленности много­ валковые станы получили и за рубежом. Например, в США и Канаде насчитывается 130 многовалковых ста­ нов, в Англии 20, во Франции 25, в Японии 30, в ФРГ только типа Сендзпмира 10, в Италии 7, в Швеции 5 и других странах имеется по нескольку станов. Многовал­ ковые станы изготовляют фирмы США, Англии, Фран­ ции, Италии, ФРГ и Японии по лицензии США. Техни­ ческие данные по реверсивным и многовалковым станам, установленным за рубежом за последние 4—5 лет, при­ ведены в приложении (табл. I , I I ) .

Г л а в а I I МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА КЛЕТИ

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА НА ВАЛКИ

Давление металла на валки и момент прокатки яв­ ляются основными силовыми параметрами, необходимы­ ми и достаточными для расчета основных конструктив­ ных параметров стана и его привода. Для подсчета дав­ ления металла на валки существует ряд теоретических зависимостей. Однако наиболее широкое распростране­ ние в инженерной практике получили методы А. И. Целикова, А. А. Королева и М. Стоуна.

Определение общего давления металла на валки при прокатке состоит из решения двух основных задач: вы­ числения площади соприкосновения прокатываемого металла с валком и определения среднего удельного давления и а валки.

Общее давление металла на валки выражают сле­ дующей формулой:

13

Величина F зависит от геометрических размеров вал­ ков и прокатываемой полосы перед входом в валки и после выхода из них.

При холодной прокатке листов, ленты и вообще про­ филей прямоугольного сечения, когда валки соприкаса­ ются с прокатываемым металлом только своей цилинд­

В результате давления, возникающего между прока­ тываемым металлом и валками, в последних возникают местные упругие деформации сжатия. При холодной про­ катке стали упругая деформация сжатия вследствие вы­ сокого удельного давления, является значительной и оказывает заметное влияние на увеличение длины дуги захвата /. Это явление имеет особенно большое значение при холодной прокатке тонкой ленты и полосы.

В этом случае приведенные выше формулы для под­ счета контактной площади, выведенные для идеально­ го, т. е. недеформируемого валка, становятся уже непри­ годными.

Ниже приведена методика расчета давления прокат­

ки.

При прокатке отдельных листов или полос, т. е. при прокатке без натяжения полосы, давление металла на валки определяют по формуле Целикова:

(3)

Здесь hB—толщина прокатываемого листа в нейтральном сечении,

14

Для стальных валков

для карбидовольфрамовых валков

х0 — р с р г мм.

28 700

При определении Рср в значение коэффициента б входит длина дуги захвата /. Так как последняя с учетом сплющивания валков может быть определена только на основании РС р, то для предварительного ее определения Рср—1'с принимают по уравнению (2) и умножают эту величину на 1,1.

После получения значения р с р проверяют длины дуг. Если при этом оказалось, что подсчитанная длина дуги захвата / с не совпадает с 1'с, которой ранее задавались, то расчет нужно повторить снова в том же порядке путем подбора / с до совпадения предварительно принятой дли­ ны с полученной по формуле (9). Давление прокатки должно быть определено для всех пропусков, предусмот­ ренных технологией, так как для определения долговеч­ ности подшипников, а также выбора мощности главного двигателя необходимо знать нагрузки на валки за каж­ дый пропуск.

Примерные режимы обжатий, применяемые при про­ катке различных марок сталей, приведены в табл. 3.

При проведении расчетов следует помнить о влиянии скорости прокатки на коэффициент трения ц. Опыты, проведенные Стоуном, показывают, что величина коэф­ фициента трения и. уменьшается на 40% при увеличении скорости прокатки от нуля до 1,5 м/с. Было также дока­ зано, что при очень высоких значениях среднего удель­ ного давления, доходящего до (210 кгс/мм2 ) в зоне деформации, при скорости выше 5 м/с возникает гидро­ динамический или псевдогидродинамический эффект, ведущий к появлению жидкостного трения и к снижению коэффициента трения до 0,03—0,04. Первоначальное значение (х при малых скоростях составляло 0,1. Кривые, поясняющие характер изменения |.i.=f (ощ>)> изображены на рис. 3. В целях упрощения процесса проектирования новых станов и получения более достоверных результа­ тов в настоящее время проведено исследование большин­ ства работающих станов для прокатки тонкой и тончай-

16

Т а б л и ц а 3

>1%

шей ленты. На рис. 4—7 показаны кривые пластической деформации (кривые обжатий), которые позволяют не­ посредственно определять давление прокатки Р при об­ жатии сталей различных марок.

После определения величины давления металла на валки можно перейти к вычислению момента прокатки, являющегося основной частью нагрузки прокатного дви­ гателя.

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА МОМЕНТА ПРОКАТКИ

Полный момент на валу двигателя, необходимый для привода валков прокатного стана, может быть подраз­ делен на следующие составляющие:

Мдв = М п р + Мп -|- Ма + Мд„н ,

18

добавочных сил трения, возникающих при проходе прокатываемого металла, в подшип­

Значения этих величин определяют в зависимости от усилий, действующих па валки при прокатке, и конст­ рукции прокатного стана.

Наибольшее значение из составляющих нагрузку привода имеет момент прокатки, способ определения которого по давлению на валки считают наиболее надеж­ ным:

Для широкого диапазона условий, встречающихся в практике холодной прокатки, длина плеча равнодейст­ вующей значительно изменяется. Поэтому при расчетах обычно используют отношение длины а к длине дуги захвата, т. е.

Уг Ah

Вэтом случае момент, необходимый для вращения обоих валков, будет составлять

Коэффициент плеча ф для холодной прокатки исследо­ ван многими авторами. В исследованиях одновременно измеряли давление металла на валки и момент прокат-

20