Технология прокатного производства (стр. 4 )

Уширение, ∆b, мм	Обжатие ∆h, мм	Площадь калибра, q, мм2	Коэфф. вытяжки, µ	Угол захвата α град
Квадратная заготовка
7,3	7,4	359	1,57	?
4,6	10,1	262	1,37	?
2,7	1,5	222	1,18	?
1,1	3,1	201	1.1	?

Таблица 2.2 – Калибровка квадратного профиля со стороной с = 14 мм

№ прохода	№ калибра	Форма калибра	Размеры калибра, мм	Размеры полосы, мм
hвр	b	s	h	b	с (d)
0		Квадратная заготовка
1	4	Овал
2	3	Квадрат
3	2	Овал-(ромб)
4	1	Круг-(квадр)

Продолжение таблицы 2.2

Уширение, ∆b, мм	Обжатие ∆h,, мм	Площадь калибра, q, мм2	Коэфф. вытяжки, µ	Угол захвата, α град

2.5 Порядок проведения работы

1 Под руководством преподавателя ознакомиться методиками расчетов основных параметров калибровки для прокатки круглого (А.) и квадратного (Б.) профиля. Получить у преподавателя задание – профиль и применить соответствующие методики расчетов для определения параметров калибровки.

2 Для контроля вытяжки в процессе работы на лабораторном стане прокатывают свинцовый образец с сечением Вашего задания – профиля. При этом на поверхность образца две поперечные риски на расстоянии ℓ0 = 100 ÷ 150 мм. Последовательно прокатывая полосу, производят измерения ее фактических размеров, уширения, вытяжки.

Содержание отчета:

1 Описать технологию изготовления сортовых профилей; последовательность операций; характерные параметры.

2 Зарисовать эскизы: фактических калибров валков, форму полос после каждого прохода, форму боковых граней, перекосов сечений и др.

Контрольные вопросы

1 По каким схемам осуществляются расчеты калибровки?

2 В каких калибрах начинается прокатка сортовых профилей?

3 Какие схемы обжимных и вытяжных калибров Вы знаете?

4 В каком калибре вытяжка больше - квадратном или овальном?

5 Что является общим для всех схем прокатки?

6 Что представляет собой универсальная схема прокатки круглой полосы?

7 Что такое константа калибровки?

8 Какова схема прокатки полосы квадратного сечения?

9 Перечислите последовательность расчетов в методике калибровки круглого профиля?

10 Перечислите последовательность расчетов в методике калибровки квадратного профиля?

2 Методические указания к практическим занятиям. Расчеты прокатных валков

2.1 Расчет сортового валка

Расчетная схема нагружения ручьевого валка приведена на рисунке 2.1.

Так как при прокатке в разных калибрах величина дав­ления, диаметр бочки и расстояние от оси нажимного винта являются переменными, то необходимо производить расчет напря­жений в бочке и шейке валка для каждого пропуска и в каждом калибре. Из полученных величин выбирается наиболее неблагоприятный случай.

Рисунок 2.1 – Расчетная схема нагружения сортового валка

При расчете бочки валка напряжения от кручения обычно не подсчитываются, так как величина их, по сравнению с величиной напряжений от изгиба, намного меньше. Расчет бочки валка производится только на изгиб. При прокатке в любом калибре опорные реакции равны

RА = P (ℓ - x) / ℓ, RB = P x / ℓ (28)

Изгибающий момент в сечении x (в среднем сечении калибра)

Mδизг = P x / ℓ (ℓ – x). (29)

Напряжение изгиба в данном калибре

бδ изг = M δ изг / Wδ (30)

где Wδ = 0,1D3δ момент сопротивления поперечного сечения бочки валка на изгиб, мм3;

Dδ – диаметр валка в сечении, проходящем по середине ручья, мм.

Таким образом ход расчета бочки ручьевого валка таков:

1 определяются изгибающие моменты в середине каждого калибра;

2 строятся эпюры изгибающих моментов (рисунок 2.1);

3 определяются моменты сопротивления сечений каждого калибра;

4 подсчитываются изгибающие моменты для каждого калибра.

Шейка валка рассчитывается на изгиб и кручение.

Изгибающий момент для левой шейки

Mизг. ш = RА ℓш / 2 (31)

изгибающий момент для правой шейки

Mизг. ш = RВ ℓш / 2 (32)

напряжение от изгиба:

бизг. ш = Мизг. ш / 0,1 d 3ш (33)

Крутящий момент для приводной шейки

М кр. ш = М деф + М тр (34)

где Мдеф – момент прокатки;

М тр – момент трения в шейках валков

М тр = P fш dш / 2 (35)

где fш – коэффициент трения в подшипниках.

Коэффициент трения подшипников:

- роликовых 0,002 – 0,005;

- текстолитовых 0,004 – 0,006;

- бронзовых 0,06 – 0,1;

- жидкостного трения 0,001 – 0,005.

Напряжение от кручения

τ кр. ш = М кр. ш / 0,2 d 3ш (36)

Результирующее (приведенное) напряжение для шейки будет равно:

для стальных валков

б рез. = √ б 2изг. ш + 3 τ2кр – по IV теории прочности (VI т. п.); (37)

для чугунных валков

б рез = 0,375 б изг. ш + 0,625 √ б 2изг. ш + 4 τ 2кр - по III т. п. (38)

Пример: Выполнить расчет валков блюминга 1300, если дано максимальное давление металла на валки по экспериментальным данным Р = 1400 т.

Размеры валка указаны после максимально допустимой переточки. Валок изготовлен из стали марки 60ХН, имеющей предел прочности материала на изгиб бв = 700÷750 МПа. При этом допускаемое напряжение равно [б] = 140 ÷ 150 МПа.

а) Расчет бочки валка.

1 Определяем опорные реакции на шейках валка

RА = Р (ℓ - x) / ℓ = 1400 · (3600 – 1015) / 3600 = 1000000кг;

RВ = Р x / ℓ = 1400 · 1015 / 3600 = 400т = 400000кг;

2 Изгибающий момент в среднем сечении калибра

Мизг.δ = RА · x = 1000000 · 101,5 = 1015 · 103 кг мм;

3 Напряжения изгиба в этом сечении

бизг.δ = Мизг.δ / 0,1 D3δ = 1015 · 105 / 0,1 · 10153 = 95,5 МПа

б) Расчет шейки валка.

1 Изгибающий момент для шейки

Мизг. ш = RА · ℓш /2 = 1000000 · 800 /2 = 200 · 103 кг. мм;

2 Напряжения изгиба

б изг. ш = М изг. ш / 0,1 d 3ш = 400 · 105 / 0,1 · 7503 = 100 МПа;

3Крутящий момент для приводной шейки

Мкр. ш = Мдеф + RА · fш · dш /2;

Мдеф = кгсм;

Мтр = 1000 · 103 · 0,005 · 750 /2 = 18800 кг. мм;

Мкр. ш = + 188000 = 1700000 кг. мм

4 Напряжения кручения

τ кр. ш = Мкр. ш / 0,2 d3ш = 17 · 106 / 0,2 · 7503 = 21,0 кг/мм2;

5 Приведенные напряжения в шейке, с учетом совместного действия изгибающего и крутящего моментов (для стальных валков):

б рез = √ б 2изг. ш + 3 τ 2кр. ш = √ 102 + 3 · 2,102 = 105 МПа

Полученные значения напряжений как для бочки, так и для шейки не превышают допустимого [ б ] = 140 ÷ 150 МПа.

2.2 Расчет листового валка

Расчетная схема нагружения листового валка приведена на рисунке 2.2.

Бочка валка рассчитывается на изгиб (опасное сечение 1 – 1), а шейка – на изгиб и кручение (опасное сечение сеч. II – II).

Изгибающий момент:

Мизг.δ = Р · [ ( ℓδ + ℓш ) – в/4 ] /4 (39)

где в – ширина листа,