книги из ГПНТБ / Каган Я.А. Технологические расчеты в котлостроении учебное пособие

Подсчитанные по формуле (27) значения Ьмакс (1овкс) для разных значений толщины листа приведены на рис. б^

а) для восьмиметровой машины, для листов из Ст. 22К,

б) для восьмиметровой машины, для листов из Ст, 16ГНМ,

в) для тринадцатиметровой машины, для листов из Ст,- 22К,

г) для тринадцатиметровой машины, для листов из Ст. 16ГНМ,

С помощью формулы (27) или графиков рис. 6 легко на­ ходится максимально допустимая длина обечайки при извест­ ных толщине и материале листа и принятом температурном режиме при работе на 8- или 13-метровых вальцах.

3.РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ПРОХОДОВ ЛИСТА ЧЕРЕЗ ЛИСТОГИБОЧНУЮ МАШИНУ (РАСЧЕТ ЧИСЛА ЦИКЛОВ)

Необходимое число проходов, за которое плоский лист за­ готовки может быть свальцован в обечайку заданного диа­ метра, определяется следующим образом. По уравнению (28), приведенному ниже, сначала вычисляется минимально воз­ можный радиус гиба R] к концу первого прохода, в течение

которого производится изгиб прямого листа ot.Ro= ooao R).

Затем по тому же уравнению (28), написанному приме­ нительно к гибке предварительно согнутого листа, вычис­ ляется минимально возможный радиус гиба Rй к концу

второго прохода, в течение которого предварительно (за первый проход) согнутый лист изгибается от радиуса ги­ ба R'n = /?i до радиуса гиба Я'п .

Далее, по тому же уравнению (28) находится минималь­ но возможный радиус гиба /?щ к концу третьего прохода,

в течение которого производится изгиб листа от радиуса Rm= Яй до радиуса гиба R'm .

Аналогично производится вычисление минимально воз­ можного радиуса гиба R "iy, Ry, . . R"n, соответственно к

концу IV, V, >. . . , п-го прохода. Последним, п-м прохо­ дом является тот проход, для которого радиус гиба в в конце прохода меньше или равен конечному, заданному радиусу обечайки, то есть когда выполняется условие

R* ^Ro6e>r

18

Уравнение, определяющее возможность проведения гибки лис­ та за один проход через вальцы до минимального радиуса гибки, имеет следующий вид:

где Мтр, в— момент трения скольжения верхнего ведущего валка по изгибаемому листу, определяемый силами сцепле­ ния верхнего ведущего валка с изгибаемым листом, и вы­ числяемый по формуле:

сопротивления трения качения всех валков по изгибаемому

В свою очередь величина Мдке# определяется по формуле

при этом крутящий момент, затрачиваемый на преодоление сопротивления трения качения всех валков по изгибаемому листу, равен

а крутящий момент, затрачиваемый на преодоление трения скольжения в подшипниках боковыд и нижнего валков, со­ ставляет

Для I прохода, то есть при гибке прямого листа, от начального радиуса гиба R[ = R0 — co до радиуса гиба в

конце прохода /?[, в формулы (28) — (34) подставляются

20

Соответствующие значения усилий на валки, изгибающих моментов и радиусов гиба с индексами (I)

Р« и Ргн — среднее значение Р„ и соответственно Рн за 1 про­

маслами);

21

радиус гиба листа сбответственно в конце I про­

хода, в начале и в конце /-го прохода листа че­ рез листогибочную машину, см\

/—коэффициент трения качения гладко обработанных валков по необработанному листу, рекомендуется принимать при расчетах валковых машин / ■= =0,08 см\

Р — коэффициент трения скольжения в шейках боко­

вого и нижнего валков, для подшипников с брон­ зовыми вкладышами принимают р=>0,05 —0,08 (меньшую величину берут для подшипников, тщательно изготовленных с обильной смазкой);

М[ (или Л40)—начальный изгибающий момент, необходимый для гибки прямого листа, при/?,'= /? 0= °°, кг-см\ Ml — конечный изгибающий момент, необходимый для

гибки листа в конце первого прохода, при радиусе гиба, равном /?,';

М\ — изгибающий момент листа в начале /-го проме­ жуточного прохода, при радиусе гиба R',;

Ж! — изгибающий момент листа в конце /-го (проме­

жуточного) прохода, при радиусе гиба, равном

R I, кг-см.

Если неравенство по уравнению (28) для I прохода не удовлетворяется, то это указывает на то, что за один первый проход (пропуск) листа через листогибочную машину сог­ нуть прямой лист до принятого радиуса гиба R\ невозможно,

и значение конечного радиуса гиба в конце первого прохода /?j должно быть увеличено.

Невыполнение уравнения (28) для любого последующего прохода указывает на то, что за данный (один) промежуточ­ ный /-й проход согнуть лист, имевший в начале прохода ра­ диус гиба R'i до принятого радиуса гиба R"), невозможно, и величина последнего должна быть соответственно увеличена.

Таким образом, для выполнения расчета необходимого -числа проходов листа через гибочные вальцы приходится предварительно задаваться значениями минимально возмож­ ного радиуса гиба (Rt") к концу каждого прохода, по этим значениям R" вычислять изгибающие моменты М и усилия на валки, после чего по уравнениям (28) —(34) проверять пра­ вильность выбранных значений R",

22

i:

Для облегчения практических расчетов следует учесть, что при гибке листов на четырехвалковой машине за первый про­ ход можно согнуть прямой лист до радиуса гиба Я\ '«=>2,5 D в,

то есть минимально возможный радиус гибки к концу пер­ вого прохода составляет величину, равную примерно 2,5 диа­ метра верхнего валка. Для 8- и 13-метровых гибочных валь­ цов это дает:

8-метровые вальцы — /?j ^ 2,5-750 = 1900 мм,

Определение усилий валков Рв, Рб, Рн и изгибающих мо­ ментов листа М дается ниже. В связи с тем, что усилия на валки зависят от величин изгибающих моментов вальцуемого листа, рассмотрим сначала определение последних.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА М, НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ ОСНОВНОЙ ГИБКИ (ВАЛЬЦОВКИ) ЛИСТА

а) Холодная гибка

При холодной гибке (вальцовке) листа необходимый из­ гибающий момент определяется по такой же формуле, как и при подгибке:

формуле (2).

Учитывая, что &i=l,5 и k2=5,8, получаем для листов, валь­ цуемых в холодном состоянии,

к г ' с м • ( з б )

Для первого прохода, то есть при гибке прямого листа, начальный изгибающий момент (или М0), соответствую­

щий началу гибки прямого листа, при R'l= R0=*oo, полу­

23

Конечный изгибающий момент листа М \ , отвечающий ра­ диусу гиба R\ в конце I прохода, определяется форму­ лой (36), в которую вместо R подставляется R[ .

Для II прохода изгибающий момент листа в начале и в конце прохода определяется по формуле (36), куда вместо R подставляются соответственно ^'и и R"w . ■

Аналогично определяется изгибающий момент для III, IVй и последующих проходов.

Отсюда следует, что для каждого прохода (кроме первого) подсчитывать надо значение изгибающего момента в конце данного прохода, а момент в начале прохода берется по зна­ чению изгибающего момента в конце предыдущего прохода.

б) Горячая гибка

При горячей гибке листа необходимый изгибающий мо­ мент определяется, как и при расчете форзагибки, по форму­ ле [JT. 1,3]:

где о' — предел прочности материала листа при соответст­ вующей температуре, кг 'см1.

Учитывая, что для прямоугольного сечения листа Ai=l,5,

рячей гибке листа значение изгибающего момента не зависит от радиуса гиба, но зависит от температуры вальцуемого листа.

Последняя может быть принята для начальных проходов 6 листа через листогибочную машину t'ea :=900 °С, для

конечных проходов ^ О/1М(~ 8 0 0 °С:

24

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ВАЛКИ ЛИСТОГИБОЧНОЙ МАШИНЫ

а) Два случая в схеме действия сил

На рис. 7 представлена схема действия сил при гибке лис­ та в четырехвалковой (гибочной) машине, при больших ра­ диусах гиба, то есть для начальных периодов вальцовки (1-й случай), когда

Кент > А + Y ИЛИ а = Т — 0.

Здесь: R,Hm— внутренний радиус изгибаемой обечайки, меняющийся от значения /?0= оо до конечного значения (внутреннего радиуса барабана);

А — характерный конструктивный размер машины, равный расстоянию по вертикали .от центра верхнего валка до точки Б пересечения нап­ равлений перемещения боковых валков (см.

рис. 7);

Ц ,—- диаметр верхнего валка;

в — угол между направлением перемещения боко­ вых валков и направлением линии действия на изгибаемый лист сил боковых гибочных валков;

а— угол между вертикалью и направлением дей­ ствия на вальцуемый лист сил боковых валков.

Впроцессе вальцовки листа в обечайку радиус гиба ме­

есть при больших значениях радиуса гиба R, точка В пересе­ чения направлений действия усилий Рб боковых валков на изгибаемый лист находится высоко, значительно выше точки »Б пересечения направлений перемещения гибочных (боковых)

начено выше, как первый случай в процессе гибки.

25

Рис. 7. Схема действия сил при гибке листа в четырехвалковой листогибочной машине при больших радиусах гиба.

26

Второй случай имеет место в конечной стадий процесса гибки листа в обечайку, когда кривизна становится сильной (большой), то есть радиус гиба становится малым и все 60лее приближается к конечному, заданному радиусу готовой обечайки Rote4 (или Rgap). При этом точка В оказывается расположенной ниже точки Б, между последней и центром верхнего валка О (рис. 8). В этом, втором случае, осуще­

ствляется. условие # 0/ш<^44 - у-, а также условие а= Т + 6

(см. рис. 8, на котором дана схема действия сил при гибке листа в четырехвалковой листогибочной, машине при малых радиусах гиба).

Наконец, третьим случаем в процессе гибки будет один промежуточный момент, когда точки В я Б совпадают, в

этот момент R,Hn — j4 + ^ - , угол 9 = 0 и а = у.

схемы действия сил при гибке листа в четырехвалковой листо­ гибочной машине можно написать следующее выражение для

где Рб— усилие, с которым боковой гибочный валок на­ жимает на лист, кг, это усилие действует по направлению ра­ диуса вальцуемой обечайки;

/ — плечо действия силы Рб, то есть расстояние от точки г до линии направления действия силы Pg, см. Учитывая, что l — R s in a , где через R обозначен сред­

ний радиус гиба вальцуемого листа (рис. 7), получим

М = P6R sin а,

откуда искомое значение усилия бокового (гибочного) валка на лист получается равным '

При этом для первого прохода листа через листогибоч­ ную машину получается следующее. Начало первогр про­ хода : = R0= оо

а' = а0 = 0; /( = R0sin а0 = оо. 0 = ?

Эта неопределенность просто раскрывается, если учесть, что в момент начала гибки прямого листа расстояние / рав­

27