2 Разработка стана с учетом технического задания
2.1 Расчет энергосиловых параметров
Проанализировав существующие станы для малого производства можно сделать вывод, что технически такие станы могут подойти под заданное техническое задание, однако с экономической точки зрения это будет не выгодно, т.к. при выше упомянутых недостатках будет затруднителен ремонт оборудования. Поэтому с учетом технического задания (приложение А) был разработан стан 150х200 с возможностью перехода валкового узла с системы дуо на систему кварто150х50х150.
На первом этапе проектирования был выполнен расчет энергосиловых параметров процесса прокатки.
Рисунок 2.1 Схема процесса прокатки.
К основным энергосиловым параметрам процесса прокатки относятся: сила прокатки Р, момент прокатки Мпр, а также мощность прокатки N.
Величину силы прокатки определяем по формуле :
, (2.1)
где
- среднее нормальное контактное напряжение
в очаге деформации;
-
ширина листа;
-
длина дуги контакта.
Величину
определяем по формуле
, (2.2)
где
-
коэффициент напряженного состояния;
-
средне интегральное по длине очага
деформации удвоенное сопротивление
чистому сдвигу, характеризующее
фактическое значение предела текучести
с учетом схемы напряженно-деформированного
состояния.
, (2.3)
где
- величина, определяющая механические
свойства материала.
, (2.4)
где
- скорость деформации;
-
значение предела текучести материала;
-
относительное обжатие;
-
эмпирические коэффициенты.
Скорость деформации
, (2.5)
где
- скорость прокатки.
, (2.6)
где
- радиус валков;
-
абсолютное обжатие.
, (2.7)
где
- исходная толщина листа;
-
конечная толщина листа.
Относительное обжатие
, (2.8)
Коэффициент напряженного состояния равен
, (2.9)
где
- коэффициент;
-
коэффициент.
Коэффициент
определяют по формуле
при
(2.10)
при
(2.11)
при
(2.12)
где f- коэффициент трения.
-
средняя толщина проката в очаге
деформации.
, (2.13)
Коэффициент
определяют по формуле
, (2.14)
где
и
- коэффициенты напряжений.
Величину момента прокатки определяют по формуле
, (2.15)
где
- коэффициент плеча приложения
равнодействующей давления металла на
валки.
при
(2.16)
при
(2.17)
при
(2.18)
где
- угол захвата металла валками.
, (2.19)
Мощность прокатки равна
(2.20)
Расчеты энергосиловых параметров процесса прокатки выполненные на ЭВМ в офисном пакете Excel (Приложение Б)и сведены в таблицу 1.
Таблица 1 Результаты расчета энергосиловых параметров процесса прокатки на стане 200х200.
|
R=100 mm, 2kc=30 МПа, m=0.15, v=0.5 м/с, В=150 мм, G=350. | |||||||
|
№ |
P,kH |
msum,kH*M |
n,kBt |
mvalka,kH*M |
h1,mm |
h0,mm |
dh,mm |
|
1 |
65.11 |
1.05 |
5.23 |
0.52 |
18.00 |
20.00 |
2 |
|
2 |
63.95 |
0.99 |
4.93 |
0.49 |
16.00 |
18.00 |
2 |
|
3 |
63.50 |
0.94 |
4.72 |
0.47 |
14.00 |
16.00 |
2 |
|
4 |
64.56 |
0.92 |
4.62 |
0.46 |
12.00 |
14.00 |
2 |
|
5 |
67.07 |
0.92 |
4.59 |
0.46 |
10.00 |
12.00 |
2 |
|
6 |
70.68 |
0.92 |
4.59 |
0.46 |
8.00 |
10.00 |
2 |
|
7 |
76.37 |
0.92 |
4.61 |
0.46 |
6.00 |
8.00 |
2 |
|
8 |
72.15 |
0.96 |
4.79 |
0.48 |
4.00 |
6.00 |
2 |
|
9 |
81.11 |
1.03 |
5.16 |
0.52 |
2.00 |
4.00 |
2 |
|
|
150 |
3,3 |
16,5 |
1,65 |
0,5 |
5 |
4,5 |
Р – усилие прокатки;
Мсум. – суммарный момент прокатки;
N – мощность прокатки
М – момент прокатки, на одном валке;
H1 – конечная толщина;
H0 – начальная толщина;
∆H-абсолютное обжатие.