книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки

Величину контактной площади Fx находим по формуле:

где Ьо и bi — ширина листа до и после прокатки;

Д hх — линейное обжатие полосы в сечении х.

Величину среднего удель­ ного давления прокатываемого металла на валки определим вначале для случая прокатки без натяжения и отсутствия

упругого сжатия валков.

давление; если натяжение отсутствует и влияние в'неш-

него трения мало, п3 = 1,15;

nv — коэффициент, учитывающий скорость деформации; при холодной прокатке nv ~1;

пп— коэффициент наклепа, учитывающий повышение преде­ ла текучести при прокатке вследствие упрочнения про­

катываемого металла. Этот коэффициент при холодной прокатке учитывается тем, что в уравнение (36) под­

122 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

ставляется среднее значение предела текучести до про­

катки и после прокатки, т. е.

где/io.xи/цх—высота сечения прокатываемой полосы до и после

прокатки;

/гнл.—высота прокатываемой полосы в нейтральном сече­ нии;

8Л. — коэффициент, равный

где ц— коэффициент трения между металлом и валками.

Для облегчения расчетов среднего удельного давления следу­ ет пользоваться кривыми, построенными по уравнению:

-^ = f(8,e).

К

Эти кривые приведены на рис. 65. По оси ординат отложено

Последовательность расчета среднего удельного давления

следующая. Определяется относительное обжатие е — —-и коэф-

определяется зависимость предела текучести от общего относи­

тельного о'бжатия (например, для дюралюминия и стали хром-

ансиль по рис. 64).

После определения среднего удельного давления и контактной площади по уравнению (33) рассчитывается давление металла на валки, а по уравнению (32) —момент прокатки Мпр.

где i — передаточное число от двигателя к валкам;

-г; —общий коэффициент полезного действия передачи.

Станы для прокатки листов переменного сечения в ряде слу­

чаев снабжаются натяжным устройством. В этом случае прокат­

ка происходит с передним натяжением, что способствует умень­

124 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

шению среднего удельного давления, которое может быть опре­ делено по формуле А. А. Королева:

санной выше методике среднее удельное давление для прокатки без натяжения и внести поправку по уравнению (42).

В ряде случаев для более точного определения давления ме­ талла на валки необходимо также учитывать упругое сжатие (сплющивание) валков. Наибольшее распространение получил метод, заключающийся в следующем.

1.Определяется длина дуги захвата и среднее удельное дав­ ление металла на валки без учета сплющивания валков по мето­ дике, изложенной выше.

2.Задаются величиной среднего удельного давления, превос­

ходящей величину, полученную в пункте 1, и рассчитывают дли­ ну дуги захвата с учетом сплющивания по формуле

тывается среднее удельное давление и сравнивается с величиной удельного давления, которой задались ранее. Если они не совпа­

дают, то расчет повторяют, задавшись новым значением средне­

го удельного давления.

Определение момента добавочных сил трения в подшипниках клети. Момент добавочных сил трения в подшипниках клети воз­ никает при наличии металла в валках и может быть определен по формуле

где d —диаметр цапф валков;

цп — коэффициент трения в подшипниках валков.

Для подшипников качения и жидкостного трения у.п = 0,003, для подшипников скольжения с текстолитовыми и пластмассовы­ ми вкладышами р.п = 0,01 0,03.

Приведя момент добавочных сил трения к валу электродви­

подсчитан исходя из веса вращающихся деталей и радиусов кру­ гов трения в их подшипниках:

N

где G„ — вес детали.

В практических расчетах часто принимают момент холостого

хода равным 5—10% номинального момента двигателя.

Динамический момент. Прокатка листов переменного сечения происходит при постоянной скорости валков и при нереверсивном режиме работы. В связи с этим динамический момент равен нулю (если пренебречь динамическим моментом, возникающим в мо­ мент задачи металла в валки). При дрессировке и нагартовке

водится по двум показателям: мгновенной перегрузке и нагреву. Наибольший момент нагрузки на валу двигателя должен

быть меньше или равным максимально допустимому по перег­ рузке моменту, т. е.

где Л4Н— номинальный момент двигателя;

kn — коэффициент перегрузки. Для двигателей постоянного

тока он определяется коммутацией, а для двигателей

переменного тока опрокидывающим моментом.

126 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения

Значение коэффициента перегрузки приводится в каталогах

и в формулярах электрических машин.

При выборе двигателя по нагреву необходимо, чтобы темпе­

ратура его обмоток не превосходила определенного значения. Это условие будет выполняться, если эквивалентный (среднеквад­

ратичный) ток нагрузки двигателя не будет превосходить его но­ минального тока, т. е.

нием, асинхронных и синхронных двигателей переменного тока момент пропорционален току, так как магнитный поток двигате­ ля примерно постоянный. Поэтому двигатель будет удовлетвори­

тельным ио нагреву, если

Определение среднеквадратичного момента или тока возмож­ но при наличии графика нагрузки, для построения которого не­ обходимо знать момент прокатки, момент холостого хода и про­ должительность прокатки и пауз.

На рис. 66 изображены упрощенные графики статической нагрузки при прокатке листов переменного сечения.

Рис. 66. График статической нагрузки при прокатке листов переменного сечения:

а — на «отжим»; б — на «поджим»

При трапецеидальном графике нагрузки среднеквадратич­ ный момент определяется по формуле:

1 / О (^макс+.^макс^х.х “Ь ^х.хНпр+^х.х ^х.

(52>

Мср.кв = I/ --- ------------------------------------------------------------------------------

где Л4макс — максимальный момент на валу двигателя (у тонкого

конца листа);

— момент холостого хода;

При расчете по среднеквадратичному току в уравнение (52) вместо момента необходимо подставлять соответствующие зна­ чения токов двигателя.

Среднеквадратичная мощность двигателя

По условиям нагрева номинальная мощность двигателя долж­

на быть

Мср.кв<Мн. (54>

Прокатка листов переменного сечения, как указывалось выше,

производится при постоянной скорости и направлении вращения валков. В связи с этим наиболее рациональным был бы привод двигателем переменного тока, синхронным или асинхронным.

Однако на стане проводят дрессировку и нагартовку листов пе­ ременного сечения и при этом режиме двигатель реверсируется. Кроме того, эти станы одновременно служат для прокатки ли­ стов постоянного сечения. Поэтому для привода валков выбира­ ют двигатель постоянного тока, управляемый по системе гене­

ратор — двигатель.

Расчет мощности двигателя главного привода по методу кривых, удельного расхода электроэнергии

Прокатка листов переменного сечения на станах с гладкой бочкой по условиям деформации прокатываемого металла в. каждый момент времени, как указывалось выше, не отличается

от прокатки листов постоянного сечения. Поэтому мощность и момент прокатки для листов переменного сечения определяют по кривым удельного расхода электроэнергии, снятых экспери­ ментально для листов постоянного сечения. На рис. 67 и 68 в качестве примера приведены кривые удельного расхода электро­ энергии при холодной прокатке листов из стали и дюралюмина.

Момент прокатки (без учета момента холостого хода) опре­ деляется по формуле

Рис. 68. Кривые удельного расхода электроэнергии при холодной прокат­ ке дюралюмина

Рис. 67. Кривые удельного расхода электроэнергии при холодной прокатке малоуглеродистой стали