Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Машины и агрегаты для обработки металлов давлением. Учебное пособие
.pdf
x01 = 2,16 · 10-5 · 184,55 · 315 = 1,25 мм.
22
lx xl=++
22 2 2
с 01 01 д1
мм1,25 1,25 45,36 46,62 .lx x l= + += + + =
Fbl= ⋅
22
2м,c
k
1,
=+⋅
Рассчитаем длину дуги захвата с учетом упругого сплющива-
ния прокатных валков
с 01 0 д
,
lc > lд,
Определим площади контакта металла с валками с учетом
упругого сплющивания
,
ср с
k
F bl= ⋅= ⋅ = =
ср с
11
k
мм м450 46,62 20982,25 0,020982 .
Результаты расчетов параметров зоны деформации с учетом
упругого сплющивания валков сводим в табл. 4.6.
Таблица 4.6
Расчет параметров зоны деформации с учетом упругого сплющивания
валков
Номер прохода x0, мм lc, МПа
1 1,25 46,62 0,020982
2 1,48 34,34 0,015454
3 1,43 18,94 0,008527
4 1,81 17,72 0,007978
5 2,25 15,29 0,006881
F
Коэффициент, учитывающий влияние внешнего трения при
средней толщине полосы с учетом сплющивания валков
′
n
σ
′
1 1,99.
n
=+⋅ =
σ
1
(4 6)
1 46,32
4 11,75
l
h
ср
61
Коэффициент, учитывающий влияние внешних зон с учетом
=⋅=
′′′
=
34
bh
⋅−
+⋅
⋅⋅
⋅−
1,15 1,99 0,747 0,982 1 107,04 179,69 .P
c cc
упругого сплющивания
0,4
−
hb
⋅
′′
n
=⋅ +⋅
σ
00
0,4 0, 6 ,
⋅
hb h
11
l
ср
′′
n
σ
Прокатка осуществляется без натяжения, поэтому 1.n
46,62
1,31 0,747.
11,75
σ
Коэффициент, учитывающий изменение влияния внешнего
трения в связи с уширением
3
bl
ср
1
n
=
b
ср ср
1
+
4
3 450 46,62 46,62
1
+⋅
3 450 4 11,75
n
= =
b
⋅⋅
46,62
1
+
4 11,75
⋅
l
l
h
⋅
ср
,
0,982.
Расчет среднего давления с учетом сплющивания валков
с
p nnnn
= σ
ср
c
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ =
ср1
′ ′′ ′′′
1,1 5 ,
σσσ
b
МПа
Сила прокатки с учетом сплющивания валков
ссc
PPF= ⋅= ⋅ =
ср
1 11
Результаты расчетов давления и силы прокатки с учетом
упругого сплющивания валков сводим в табл. 4.7.
62
P PF= ⋅
179,69 0,020982 3,77 MH.
k
,
ср
k
Таблица 4.7
′
′′
= ⋅ψ
i
=⋅⋅
2,M Pa
=⋅ ⋅⋅ ⋅ = ⋅
Расчет давления и силы прокатки с учетом упругого сплющивания
прокатных валков
Номер
прохода
n
σ
n
σ
n
b
с
МПа,P
ср
c
МН,P
1 1,99 0,747 0,982 179,69 3,77
2 2,27 0,657 0,985 212,91 3,29
3 2,05 0,609 0,992 207,65 1,77
4 2,23 0,568 0,992 258,53 2,06
5 2,67 0,49 0,992 320,72 2,2
4.6. Расчет моментов прокатки и трения
Расчет моментов прокатки и трения сводится к следующим
этапам:
1) расчет плеча приложения силы прокатки, мм, осуществля-
ется по формуле
al
i
где ψ – коэффициент приложения силы прокатки (при горячей
прокатке ψ = 0,48),
a = ⋅=
2) определение момента прокатки, необходимого для привода
двух рабочих валков
пр
,
c1
мм46,62 0,48 22,37 ;
с
пр1
3) расчет момента трения в четырех подшипниках опорных
валков, приведенных к рабочему валку
M Pd f
тр тр п
33
с
=⋅⋅
−
D
р
D
оп
D
р
,
D
оп
кН м;2 3,77 10 22,37 10 168,66M
63
где dтр – диаметр трения
dD
=⋅=
= ⋅⋅ ⋅ = ⋅
+
р
ω
⋅
=
пр1 тр1
дв1 р
кВт
168,66 11,65
11,12 2110,5 .
0,95 0, 95
MM
N
+
+
= ⋅ω = ⋅ =
( 0,7 ),
=
тр оп
тр
мм0,7 1250 875 ;d
=п0,007;f
630
3,77 10 0,875 0,007 11,65 .
M
тр
3
1250
кН м
4.7. Расчет мощности электродвигателя,
необходимой для привода клети
Мощность электродвигателя определяется по формуле
MM
N
дв р
где
– угловая скорость вращения рабочих валков;
пр тр
= ⋅ω
η⋅
i
ред
v – линейная скорость рабочих валков (2,0 м/с),
2 2 3, 5
v
ω= = =
р
D
0,63
р
В данной конструкции редуктор не предусмотрен, значит
принимаем передаточное число
ред
Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле
,
11,12 c .
−
1.i
1
4.8. Расчет на прочность и жесткость узла
валков
Для расчета на прочность и жесткость возьмем данные по па-
раметрам рабочего валка.
Параметры рабочего валка:
= 1250 мм – диаметр опорного валка;
D
оп
= 630 мм – диаметр рабочего валка;
D
р
64
dш =0,7 · Dр = 875 мм – диаметр шейки рабочего валка;
=⋅−
б
р
0
max
,
42
P
b
ML
max
МН м
0,81 0, 45
0,56 0, 06 ;
42
M
=⋅− = ⋅
2
3 33
изг(II) б
м0,1 0,1 1,25 0,195 ;WD=⋅=⋅ =
3 33
· 1/2 = 437,5 мм – плечо в сечении галтели;
с = d
ш
а = 924 мм – межопорное расстояние;
= 560 мм – длина бочки рабочего валка;
L
б
= 0,65 · Lб = 364 мм – длина шейки валка;
l
ш
= 13 МН – сила прокатки;
Р
тах
= Rb = 6,5 МН;
R
a
= 450 мм – ширина полосы.
b
0
4.8.1. Расчет на статическую прочность
При расчете на статическую прочность опорного валка
(рис. 4.1) используем следующую схему расчета:
1) определение силы на рабочий валок
P
р
P
= = =
D
оп
+
1
D
р
13
44
12
0,81 MH;
+
2) расчет напряжения изгиба по середине бочки опорного вал-
ка (сечение I-II)
3) определение изгибающего момент в сечении галтели (сече-
ние II-II)
P
M Rc c= ⋅= ⋅= ⋅ = ⋅
A
с
изг(IIII ) ш
рез
м6,5 0,4375 2,843 MH ;
м0,1 0,1 0,875 0,067 ;WD=⋅=⋅ =
65
Рис. 4.1. К расчету опорного валка
4) расчет момента сопротивления на изгиб в сечениях I-I и II-II:
5) определение напряжения в сечениях:
66
изг(II)
[ ]
изг(II)
130 M a;σ <σ= Π
[ ]
σ <σ= Π
бш
0,15 ,
I
4
I
× ⋅ −⋅ ⋅ + + ⋅ ⋅ − =
M
W
изг(II)
изг(II)
0,06
0,195
0,31
M a;
Πσ= = =
M
у 42,4 M a.
изг(IIII)
изг(IIII)
= = = Π
W
изг( IIII)
2,843
0,067
Опорный валок по прочности при данной конструкции, на-
грузке и материале отвечает условиям эксплуатации, так как:
рез(IIII)
130 M a.
4.8.2. Расчет модуля жесткости валка
Проведем расчет модуля жесткости прокатного валка по фор-
муле (2.29):
P
рез
общ
;
I
б
– дефор-
cf=
в
P
м бб
мация прогиба от изгибающего момента,
где Е = 2,15 · 10
⋅⋅
384
EI I
5
МПа – модуль упругости для стали;
рез
= ⋅ ⋅ −⋅⋅ + + ⋅ ⋅ −
f a aL L c
3 23 3
8 4 64 1
4
π⋅
D
б
= = =
б
64 64
3, 1 4 1, 25
⋅
4
4
м
ш
4
π⋅
d
3,14 0,875
б
= = =
64 64
4
⋅
0,025
м
– моменты инерции сечения бочки и шейки валка;
f = ×
м
384 2,15 10 0,015
8 0,924 4 0, 92 4 0,56 0,56 64 0, 437 5 1
3 23 3
0,81
⋅ ⋅⋅
5
0,15
0,0025
0,036 .
=
мм
67
Деформация прогиба от поперечных сил.
бб
22
бш
2 1;
LD
=⋅Π
µ=
52
= ⋅ − +⋅ ⋅ − =
рез
в
общ
0,81
11, 9
0,068
P
сf= = =
a
GD d
π⋅ ⋅
G =
где
f
0,83 10 M aG
0,3
п
f
a
3,14 0,83 10 0,15 0,875
= 0,036 + 0,032 = 0,068 мм – общий прогиб валка;
общ
5
– модуль сдвига;
– коэффициент Пуассона,
0,81 0,56 1,25
0,924 2 0, 4375 1
⋅ ⋅⋅
2
E
21
⋅ +µ
( )
=
0,032 ;
п
2
мм
P
= ⋅ − + ⋅⋅ −
f ac
2
,
2
МН/мм – модуль жесткости прокат-
ного валка.
При силе прокатки 0,81 МН деформация валка в середине бу-
дет 0,068 мм.
68
5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ
Исходные данные для расчета процесса холодной
прокатки
, м/с
h
Марка стали
Номер варианта
1 12Х18Н10Т
2 20Х13Н4Г9 1,70 1,00 1210
3 17Х18Н9 3,50 2,50 1200
4 08Х13 1,185 1,00 1390
5 12Х18Н9 1,25 0,75 1220
6 ХН78Т 1,05 0,65 1210
7 ХН75МБТЮ 1,50 0,95 1200
8 15Х17АГ14 1,30 0,50 1390
9 20Х23Н18 4,00 2,50 1380
10 15Х25Т 3,00 1,80 1390
11 Сталь 1211 (Э11) 1,00 0,50 1200
12 Сталь 1412 (Э32) 4,00 2,00 1210
13 Сталь 1512 (Э42) 2,00 1,00 1220
14 10Х14Г14Н4Т 0,70 0,40 1390
15 12Х21Н5Т 1,70 1,10 1210
16 Х14Г14Н 1,30 0,90 1220
h0, мм hi, мм
проходов
Количество
2,00 1,00
4
прокатки v
Рабочая скорость
Коэффициент тре-
ния при прокатке f
5 0,08 0,005
n
bo,
мм
никах f
Коэффициент
трения в подшип-
1220
69
Библиографический список
1. Грудев А.П. Теория прокатки. – 2-е изд., перерб. и доп. –
М.: ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 2001. – 280 с.
2. Процесс прокатки / М.А. Зайков, В.П. Полухин, А.М. Зайков, Л.Н. Смирнов. – М.: МИСИС, 2004 (ППП Тип. Наука). –
639 с.
3. Зобнин А.Д., Полухин В.П., Чиченев Н.А. Технологические
основы проектирования прокатных комплексов: основы теории продольной прокатки: Учеб. пособие. – М.: МИСиС, 2008. –
134 с.
4. Королев А.А. Механическое оборудование прокатных и
трубных цехов: Учебник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1987. – 479 с.
5. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов
прокатных станов. Учеб. пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – М:
Металлургия, 1985. – 376 с.
6. Королев А.А. Прокатные станы и оборудование прокатных
цехов: Учеб. пособие. – 2-е изд. – М.: Металлургия, 1981. –
203 с.
7. Проектирование современных конструкций валков прокатных станов: Монография / Л.С. Кохан и др. – М.: МГВМИ,
2011. – 247 с.
8. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С. Обработка металлов давлени-
ем: Учеб. пособие. – М.: МГВМИ, 2006. – 423 с.
9. Никитин Г.С. Теория непрерывной продольной прокатки:
Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. –
399 с.
10. Машины и агрегаты металлургических заводов. – В 3 т.
/ А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребеник и др. – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1987. – Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. – 679 с.
11. Теория прокатки: Справочник / А.И. Целиков, А.Д. Томленов, В. И. Зюзин и др.; Под науч. ред. В.И. Зюзина, А.В. Третьякова. – М.: Металлургия, 1982. – 334 с.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]