Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Прокатное оборудование. Методические указания к лабораторным работам для студентов направления 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» профил
.pdf
21
4
f – изгиб поперечины стопин от изгибающих моментов;
5
f – изгиб стоек станин от поперечных сил;
6
f – совместная деформация винта и гайки нажимного механизма;
7
f – деформация сжатия нижней части (по высоте h) нажимного винта;
8
f –деформация подушек валков;
9
f – деформация других элементов.
Рис. 5. К формуле Головина-Симса
Цель работы
Расчетное определение модуля жесткости клети ЛПС-150 на основе
определения и анализа деформаций составляющих конструктивных элементов.
Оборудование, инструменты
2-валковая прокатная клеть ЛПС-150, рулетка измерительная, линейка
металлическая, штангенциркуль электронный.
22
Порядок выполнения работы
1. Производятся замеры конструктивных элементов прокатной клети ЛПС-150:
валков, поперечины и стоек станины, нажимного устройства в составе винта
и гайки, подушки рабочего валка, цилиндрической месдозы.
2. Замеренные параметры заносятся в табл. 5.
3. Производятся расчеты величин деформаций по расчетным формулам,
приведенным в табл. 5, при единичной нагрузке, равной 1 кН, а также
рассчитывается жесткость каждого элемента:
С=P/f,
где P = 1 кН - расчетное усилие,
f – деформация элемента, мм.
4. Рассчитывается суммарная деформация клети
)кл(
f
.
5. Определяется жесткость клети при единичной нагрузке:
)кл(
P/fM
.
6. Производится построение столбчатой диаграммы, характеризующей вклад
каждого конструктивного элемента клети в общую деформацию
)кл(
f
.
Содержание отчёта
В отчёте приводятся: цель работы; заполненная таблица с замеренными и
рассчитанными параметрами; столбчатая диаграмма; анализ результатов;
выводы.
Контрольные вопросы
1. Определить понятие «жесткость клети».
2. Объяснить формулу Головина-Симса.
3. Как определяется суммарная жесткость клети?
4. Как определяется жесткость каждого элемента клети?
5. Какие виды деформаций испытывают элементы клети?
6. Каков физический смысл модуля жесткости?
23
7. Что такое упругая линия клети?
8. Что характеризует угол наклона упругой линии клети?
Таблица 5.
Определение деформаций элементов прокатной клети
24
Лабораторная работа № 5
Экспериментальное исследование упругих деформаций и жесткости
прокатной клети ЛПС-150
Общие сведения
Жесткость клети определяют экспериментально или рассчитывают.
Расчетный метод рассмотрен в лабораторной работе № 4.
При экспериментальном определении жесткости одновременно фиксируют
усилие, возникающее в клети, и, например, положение нажимных винтов (метод
1) либо толщину прокатываемых полос (метод 2).
В методе 1 возможно нагружение нажимными винтами (сжатие) вра-
щающихся валков ("в забое") либо полосы в невращающихся валках. График
нагружения клети при этом имеет два участка: нелинейный при малых усилиях и
практически линейный при больших (рис. 6). Нелинейность связана с выбором
зазоров в механических передачах и смятием микронеровностей контактных
поверхностей в начальный период нагружения. Жесткость клети определяют из
наклона линейной части кривой (упругой линии клети).
Рис. 6. Вид упругой линии клети при её нагружении «в забое»
Для устранения погрешностей влияния масштаба жесткость целесообразно
определять в следующем виде:
25
21
21
кл
hh
PP
M
,
где P1 и P2- зафиксированные значения усилия нагружения валков «в забое»;
h1 и h2 - зафиксированные значения перемещения валков при их нагружении
«в забое».
По методу 2 возможны два варианта экспериментального определения
жесткости клети.
Вариант 1 заключается в прокатке не менее двух заготовок из одинакового
материала равной ширины, но разной исходной толщины h
01
и h02 до конечной
толщины h1 и h2 при одинаковом обжатии. Данный вариант отражен на рис. 7.
Рис. 7. График для определения жесткости по варианту 1 метода 2
При этом жесткость клети определяется соотношением разностей
зафиксированных величин усилий P1 и P2 и толщин заготовок после прокатки
h1 и h2:
М
кл(1)
=
h/P
.
Вариант 2 заключается в прокатке не менее двух заготовок одинаковой
ширины и толщины h0 из различных материалов, отличающихся физикомеханическими свойствами, т.е. имеющими различную величину предела
текучести
Т
.
26
Данный вариант отражен на рис. 8. При этом жесткость клети определяется
аналогично варианту 1 соотношением разностей зафиксированных величин
усилий P1 и P2 и толщин заготовок после прокатки h1 и h2:
М
кл(2)
=
h/P
.
Рис. 8. График для определения жесткости клети по варианту 2 метода 2
Цель работы
Освоение методов экспериментального определения жесткости клети и
определения сходимости результатов при различных методах.
Используемое оборудование, приборы, инструменты, заготовки
Лабораторный прокатный стан ЛПС-150 с встроенными датчиками,
микрометр электронный, штангенциркуль электронный, персональный
компьютер, принтер, 2 магнитные стойки с индикаторными головками,
секундомер.
Заготовки (на подгруппу студентов)
1. Два образца из свинца или алюминия шириной 2030 мм и различной
толщиной от 1,5 до 3 мм (вариант 1).
2. Два образца (б) из свинца и алюминия или из алюминия и меди шириной
2030 мм одинаковой толщины 23 мм (вариант 2).
В обоих вариантах длина образцов составляет 60100 мм
27
Порядок выполнения работы
Работа выполняется подгруппой студентов поэтапно.
1-й этап. Определение жесткости клети при вращении валков «в забое».
1. Штурвалом верхний валок устанавливается на нижний без перекоса.
Контроль данного начального положения валков фиксируется по
индикаторным головкам, установкой стрелочных индикаторов на «0».
2. Включается привод стана.
3. На ПК вызывается программа «СТАН».
4. Через каждые 5 секунд поворотом штурвала опускают нажимные винты с
верхним валком, фиксируя деформацию сжатия валков по показаниям
стрелочных индикаторов (00,050,10,15 и т.д.), при этом на мониторе
компьютера последовательно в режиме online вырисовывается график
упругой линии клети.
При достижении усилия нагружения «в забое» величины, равной
60008000 кг (по online - графику), эксперимент заканчивается.
5. Штурвалом верхний валок устанавливается в начальное положение, привод
стана отключается.
6. Оnline - график нагружения клети «в забое» распечатывается для отчета.
2-й этап. Определение жесткости клети при прокатке образцов по варианту 1.
1. Устанавливается зазор между валками, соответствующий 2030% обжатия
двух образцов (а).
2. Включается привод стана.
3. На ПК вызывается программа «СТАН».
4. Производится прокатка последовательно обоих образцов (а), начиная с
образца меньшей толщины, с фиксацией изменения усилия на мониторе ПК.
5. Полученные графики распечатываются на принтере для отчета.
6. Замеряются толщина h1 и h2 обоих образцов после прокатки в трех местах по длине.
7. Результаты замеров и фиксации усилий (по распечатанному графику)
переносятся в табл. 6.
28
3-й этап. Определение жесткости клети при прокатке образцов по варианту 2.
1. Устанавливается зазор между валками, соответствующий 2030% обжатия
двух образцов (б) из свинца и алюминия или 1520% обжатия двух образцов (б)
из алюминия и меди.
2. Включается привод стана.
3. На ПК вызывается программа «СТАН».
4. Производится прокатка последовательно обоих образцов (б) в следующей
последовательности: свинец алюминий или алюминий медь.
5. Полученные графики распечатываются на принтере для отчета.
6. Замеряется толщина h1 и h2 обоих образцов после прокатки в трех местах по
длине.
7. Результаты замеров и фиксации усилий (по графику) переносятся в табл. 7.
Таблица 6.
Результаты эксперимента по варианту 1 метода 2
3-м точкам,
мм
№
образца
Материал
образца
Исходная
толщина
образца,
h0, мм
h
(1)
h
(2)
h
(3)
Усредненная
конечная
толщина,
h, мм
Средняя
величина
усилия, P, кН
1(а) Свинец
(алюминий)
h
01
h
1
P
1
2(а) Свинец
(алюминий)
h
02
h
2
P
2
Таблица 7.
Результаты эксперимента по варианту 2 метода 2
3-м точкам,
мм
№
образца
Материал
образца
Исходная
толщина
образца,
h0, мм
h
(1)
h
(2)
h
(3)
Усредненная
конечная
толщина,
h, мм
Средняя
величина
усилия, P, кН
1(б) Свинец
Алюминий
h
0
h
1
P
1
2(б) Алюминий
Медь
h
0
h
2
P
2
29
Содержание отчёта
В отчёте приводятся цель работы, результаты экспериментов в виде
таблиц, графиков, компьютерных распечаток; количественная оценка
сходимости результатов определения жесткости по двум методам, анализ
результатов, выводы.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается метод определения жесткости клети при её
нагружении «в забое»?
2. Пояснить принцип определения жесткости клети при прокатке образцов
из одного материала с различной начальной толщиной.
3. Пояснить принцип определения жесткости клети при прокатке образцов
из разных материалов с равной начальной толщиной.
4. Объяснить различие результатов, полученных различными методами.
5. С чем связана нелинейность графика нагружения клети в начальный
период?
6. Возможно ли определить жесткость клети по методу 2 при прокатке
образцов из различных материалов и разной начальной толщины?
Лабораторная работа № 6
Исследование влияния технологических факторов
при транспортировании заготовки на рабочем входном рольганге ЛПС-150
на величину энергосиловых параметров привода роликовой секции
Общие сведения
Рольганги предназначены для:
транспортирования заготовок к стану горячей прокатки;
подачи металла в валки прокатной клети;
приема металла из валков;
транспортирования проката к правильным машинам, ножницам и
другим машинам непрерывных агрегатов отделки готового металла.
30
К рольгангам предъявляется ряд требований:
обеспечение конструктивных, скоростных и др. технологических
параметров рольгангов в соответствии с назначением;
обеспечение рациональной компоновки приводов секций роликов;
обеспечение прочности, разгаростойкости роликов;
обеспечение показателей ремонтопригодности и др.
Важным при проектировании рольгангов и их приводов является учет
потерь, которые влияют на величину потребной мощности электродвигателя
привода. Необходимо учитывать три фактора:
потери на трение в подшипниках роликов;
потери на трение при буксовании роликов;
возможность транспортирования металла с ускорением.
Величина момента на трение в подшипниках определяется по
следующему выражению:
,
2
d
)GnQ(М
п
nmр
(1)
где Q – вес металла на 1 ролик;
G – вес ролика;
n – число роликов с приводом от одного двигателя;
пn
d, – коэффициент трения и диаметр круга трения подшипника.
При транспортировании раската и прохождении его в межклетьевых
промежутках при уходе раската с оси рольганга возможно буксование головной
части раската об ограждающие реборды или направляющие линейки (рис. 9).
При этом происходит торможение полосы по поверхности бочки ролика,
что приводит к дополнительным потерям на трение.
Величина момента на буксование определяется по следующему
выражению:
,dQМ
2/pббукс
(2)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]