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

Для любого промежуточного прохода, например г-го, из­

Усилия на боковой валок Рб и на верхний валок Р в рас* считываются по приведенным выше формулам: Рб — по фор­

77

формуле (80) с подстановкой в нее соответствующих зна­ чений М и Rcp\ в начале г-го прохода — М и R\, в конце

прохода — Ж" и Я).

При-расчете вальцовки обечаек возникает вопрос, каким радиусом, гибки следует задаваться при расчете первого про­ хода.

Как показывает опыт и выполненные расчеты, при валь­ цовке на трехвалковых симметричных машинах минимально возможный радиус гибки за первый проход, в зависимости от геометрических параметров машины, колеблется в пределах

(1,25 -т-2,5) £>„

то есть минимально возможный радиус гибки к концу первого прохода составляет величину от 1,25 до 2,5 диаметра верх­ него валка. Величина R'\ уменьшается с уменьшением рас­ стояния I между боковыми валками, отношения dg/De диа­ метра шейки (цапфы) к диаметру средней части верхнего валка и с увеличением диаметров валковDa и D6.

са (/?;)„, при расчете последующего (г -(- 1)-го прохода ра­ счет гибки должен вестись с учетом этого явления,. Это

78

каждого прохода. Приняв рекомендованное выше значение

конце второго прохода, проверяем возможность подачи листа для II прохода по уравнению (90), и в случае, если оно не удовлетворяется, необходимо взять несколько

79

димой ниже таблице [Л. 1] показано для примера, как сказы­ вается пружинение листов при разной толщине вальцуемых обечаек (при вальцовке в трехвалковой симметричной маши­ не 10X6200 мм).

Таблица 4.

Значение радиусов изгиба для трехвалковых симметричных машин с

Учет пружинения обечайки может быть произведен по сле­ дующей формуле [Л. 1]:

в которой г и г0 — соответственно относительный радиус гиба обечайки до и после пружинения, т — относительный изги­ бающий момент деформируемого листа, определяемый соотно­ шением

80

гиба листа до и после пружинения, 'и некоторых простых преобразований, получаем нижеследующую расчетную

При вальцовке обечаек в горячем состоянии пружинение лис­ та не имеетместа и поэтому не учитывается.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПРОГИБА ВЕРХНЕГО ВАЛКА (f)

Величина прогиба посредине верхнего валка определяется для каждого прохода и в соответствии со схемой нагрузок на верхний валок (см. рис. 13), для г-го прохода вычисляется по следующей формуле:

где: Р'с1— усилие на верхний валок в конце г-го прохода (берется усилие в конце прохода, как макси­ мальное), кг;

Е— модуль упругости материала верхнего валка,

кг/см';

I, — момент инерции поперечного сечения верхнего валка, равный /„ =ё0,05 D\ см4;

L — расстояние между порными подшипниками верх­ него валка, см;

1об — длина вальцуемой обечайки, см.

Получающаяся величина прогиба f не должна быть боль­ шой во избежание кривизны обечайки; обычно допускаемый прогиб верхнего валка составляет величину не более

/ 2 см.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ВЕРХНЕМ ВАЛКЕ

Расчет напряжения, возникающего посредине верхнего валка под действием изгибающего момента [определяемого формулой (74)], ведется для рассчитанной по формуле (89) величины 10бмакс либо для заданной длины обечайки 1об, притом для каждого прохода в отдельности.

Расчетная формула для /-го прохода имеет следующий вид:

6. РАСЧЕТ СКОРОСТИ ВАЛЬЦОВКИ ( valubli)

Скорость вальцовки v иалщ , то есть скорость перемещения вальцуемого листа, равная окружной скорости на поверхности боковых валков, определяется, в отдельности для каждого прохода, по следующей формуле:

Щср ~ крутящего момента, затрачиваемого на деформиро­

82

ния качения всех валков по изгибаемому листу и на преодоле­ ние трения скольжения в подшипниках всех валков:

при этом крутящий момент, затрачиваемый на преодоление сопротивления трения качения всех валков по изгибаемому листу, определяется, как и при расчете числа проходов, по формуле (95), а крутящий момент, затрачиваемый на преодо­ ление трения скольжения в подшипниках всех валков, состав­ ляет

Значения коэффициентов —трения качения f 'и трения скольжения р.—берутся, ка^к было указано выше при рас­ чете числа проходов, равными /= 0 ,0 8 см\ р .= 0,05--0,08. Значения Мс/рм подсчитываются для каждого прохода, при

этом усилия валков Р, и Рб подставляются средние для данного прохода.

Рекомендуемая величина скорости вальцовки лежит в пределах

7. ПРИМЕРНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВАЛЬЦОВКИ НА ТРЕХВАЛКОВОЙ СИММЕТРИЧНОЙ ГИБОЧНОЙ МАШИНЕ

З а д а н и е

Произвести технологический расчет вальцовки обечаек для верхнего барабана котла типа ТС-20 Белогородскогб завода паропроизводительностью D= 20 т/ч, давление перегретого пара рпе= 16 ата, температура перегретого пара tne= 250°G. Основные размеры барабана: внутренний диаметр Dmm = = 1160 мм, толщина стенки s=20 мм, длина цилиндрической

части lm t= 5200 мм, материал — сталь 20К, с холодныыГпре­ делом текучести =25 кг/смг.

Характеристика листогибочной машины: диаметр верхнего валка £>„=45 см, диаметр боковых валков £>,5=38 см, рас­ стояние между центрами боковых валков i/=50 см, расстоя­ ние между опорными подшипниками верхнего валка £=360 см, диаметр шейки верхнего валка cla=28 см, диаметр шейки бокового валка d 6= 24 см, мощность электродвигателя боко­ вого валка N д= 50 кет.

1. Определение максимально допустимой длины одной обечайки

Параметр А хвл определяется, для случая вальцовки в холод­ ном состоянии, по формуле (87)

л2,4aaon/?^Htg<xA.OKD^

Здесь; ааол — допускаемое напряжение для материала верх­ него валка, принимаемое равным

адоп= 1000 кг/см';

RKC°H— средний радиус гиба обечайки в конечный момент:

А116

+ -5- = - т г - + т = т г + — ” 69 « :

tg акон — тангенс угла о.коН, образуемого между верти­ кальной осью и направлением силы Рб, дей­ ствующей на боковой валок в конечный мо­ мент гибки (в конце последнего прохода); угол акон определяется из следующего со­ отношения (81):

84

^кон— arc sin 0,31? = 18°30',

tg «xo„= tgl8°30' = 0,334.

Величина Схол определяется, для случая вальцовки листа в холодном состоянии, по формуле (83)

C*u = ( l , 5 + - ^ - ) 2500 = 4250 кг/см*.

Подставляя числовые значения в формулу (87), получим величину параметра Ахол равной:

стимой длины обечайки при вальцовке в холодном состоянии:

на 1*в\холс) может быть взята равной максимальной паспорт­

При этом размеры заготовки листа для одной обечайки со­ ставят соответственно: длина листа nDcp='2HQ см, ширина листа ’10б=260 см.

2. Расчет числа проходов (ппрох )

Расчет числа проходов {ппрох ) вальцуемого листа через листогибочную машину ведем путем последовательного, при­

85

менения для каждого из рассчитываемых проходов уравнений возможности гибки до заданного радиуса (90).

Расчет I прохода

В соответствии с рекомендациями принимаем предвари­ тельно радиус гиба в конце I прохода равным

Для определения входящих в указанные формулы величин предварительно необходимо вычислить значения усилий на валки Pg,P] и изгибающих моментов листа М[ и Ж," за 1

проход.

Из формулы (93) имеем для начала 1 прохода

при этом имеем выражение

lo6s* 260.2s

- V =2500 - g - = 4,33 • 106,

M[ = 1,5-4,33-105 = 6,5-106 кг-см.

Из формулы (99) находим для конца I прохода

86