4. Расчет валков на деформацию

Поскольку черновые клети стана „кварто”, то есть имеют четыре валка, то под действием усилия прокатка деформация будет состоять из прогибов опорных валков. Стрелы прогиба в разных сечениях валков можно определить по методике акад. Целикова [2], которая содержит такие предположения:

1.валок является балкой переменного сечения на шарнирных опорах;

2. эта балка нагружена равномерно распределенной по длине бочки нагрузкой от усилия прокатки;

3. профилировка валков – цилиндрическая.

Рисунок 3 – Расчётная схема валкового комплекта на деформацию

4.1 Стрела прогиба валка по опорам, которые проходят по осям нажимных винтов:

,

где P – усилие прокатки, Н;

Е – модуль упругости 1^го рода; для углеродистой стали Е = МПа;

G – модуль упругости 2^го рода; для углеродистой стали МПа.

4.2 Стрела прогиба по краям бочки валка:

где - площадь сечения А-А.

4.3 Стрела прогиба по краям раската:

4.4 Разность сближения осей рабочего и опорного валков по Тсу-Таолу:

где - погонное усилие прокатки;

- расстояние от края бочки до сечения, в котором определяется разность сближения осей;

υ – коэффициент Пуассона. Для стали при 20°С υ = 0,24 – 0,32. При температуре эксплуатации валков (50 - 60°С) он несколько увеличивается.

Упругая деформация валкового комплекта составит:

5. Расчет станин на прочность

5.1 Определения размеров расчетного контура.

Рис.3 Расчетная схема станин на прочность

b₁

b1

m

h1

Рис.4 Сечение E-E

Статический момент сечения D-D относительно произвольной оси m-m равняется:

;

.

где h_г – высота нажимной гайки. В соответствии с рекомендациями [6], при трапециевидной резьбе по табл.2.2 находим, что . При среднемимеем:Принимаем

Площадь сечения D-D (рис.5):

Рис.5 Сечение D – D.

.

Расстояние от нейтрального слоя до внутренних волокон поперечины:

.

Расстояние от нейтрального слоя до внешних волокон поперечины:

.

5.2 Определение моментов инерции и моментов сопротивления сечений

Момент инерции сечения D-D верхней поперечины (рис.5):

Момент сопротивления изгибу сечения D-D:

- для внутренних волокон:

.

- для внешних волокон:

Момент инерции сечения нижней поперечины:

.

Моменты сопротивления изгибу нижней поперечины:

.

Момент инерции стойки двутавровой формы относительно нейтральной оси g-g (сечение Е-Е, рис.4):

;

Момент сопротивления изгиба для волокон стоек:

.

5.3 Расчет моментов изгиба в опасных сечениях

Момент изгиба в сечениях поперечин:

;

.

Момент изгиба в сечениях стоек:

5.4 Определения напряжений в опасных сечениях

Напряжения изгиба в середине верхней поперечины (сечение D-D):

– на внутренних волокнах: ;

– на внешних волокнах: .

Напряжения изгиба в середине нижней поперечины на внутренних и внешних волокнах:

Напряжения изгиба и растяжения в стойках:

– на внутренних волокнах:

– на внешних волокнах:

Стойки станин выполнены из чугуна с σ_в=400 МПа. Коэффициент запаса прочности для станин – 10[2]. Следовательно, допустимые напряжения в поперечинах и стойках станин будут равны:

.

По расчетам видно, что во всех элементах станин напряжения не превышают допустимые.

Вывод: станины способные выдержать заданные нагрузки.