Изучение технологии и техническое диагностирование оборудования стана (стр. 9 )

σ0 = 1000 / (1,33*1800) = 0,42 кН/мм2

σ1 = 1000 / (0,81*1800) = 0,64 кН/мм2

Определяем среднее значение удельного натяжения полосы:

= (0,42 + 0,64) / 2 = 0,53 кН/мм2

Тогда последний член в ф.(2.5) - коэффициент натяжения , определим по ф.(2.10):

с натяжением:

Коэффициент напряженного состояния:

Определим среднее удельное давление металла на валки по ф.(2.3)

рср = 360*10 = 3600 МПа

Р:

Р = 3600*0,020340 = 73,224 МН.

Момент прокатки:

где l – плечо приложения усилия прокатки;

2 – количество валков, приводимых во вращение двигателем;

коэффициент плеча, показывающий, какую часть длины контакта составляет плечо приложения силы Р.

Определим момент прокатки для условий стана 2000 хп:

а) Находим коэффициент плеча по ф.(2.12) при l = 11,3 мм, :

б) Определим момент прокатки полосы:
без натяжения по ф.(2.14) при Р = 73,224 МH

Определим мощность прокатки по ф.(1.15, а, б):

;

где с-1 - угловая скорость валков.

Таким образом, максимальные значения энергосиловых параметров прокатки, которые следует учитывать при выполнении операций аналитического контроля технического состояния и оценки надежности деталей и узлов главного привода, составляют:
- усилие прокатки - Р = 73,224 МН;

- момент прокатки - Mnp = 0,1443 МНм;

- мощность прокатки - Nпр = 15,5 МВт.

2.6 Реконструкция привода рабочей клети №1 стана 2000 холодной прокатки

2.6.1 Расчет шпинделя

Расчет головки универсального шарнира скольжения

Согласно принятым решениям относительно реконструкции привода рабочей клети №1 стана 2000 холодной прокатки произведем расчет основных параметров нового шпиндельного устройства.

Материал головки шпинделя - сталь 40ХН ГОСТ 4543-71 для этой марки стали порог прочности равняется МПа, принимаем запас прочности, тогда допустимый порог прочности будет равняться МПа [13], с. 64. Значение крутящего момента, который передает шпиндель, - кНм.

На рисунке 2.14 представлена схема к расчету головки шарнира.

Рисунок 2.14 - Схема к расчёту шарнира универсального шпинделя

Момент, который передает один шпиндель, будет равняться, где - усилие, с которым нижний бронзовый вкладыш жмет на нижнюю щеку головки шпинделя, а верхний вкладыш - на верхнюю щеку; - расстояние между точками приложения сил.

,

где - ширина щеки, мм, согласно чертежа;

- ширина проточки в щеке, с = 255 мм, согласно чертежа;

мм

Принимаем, что удельное давление вкладыша на щеку шарнира распределяется по трапеции и сила, которая прилагается в плоскости центра веса этой трапеции.

При передачи шпинделем крутящего момента вкладыш будет жать на щеку шпинделя с силой, которая равняется:

кН.

Таким образом, при передачи шпинделем крутящего момента в сечении I-I на расстоянии x от оси шарнира будут возникать напряжения и от кручения, и от изгиба.

Сечение I-I будет опаснейшим, если сечение строить по технологическим точкам, то есть, исключая округление.

Напряжение кручения в сечении I-I равняется:

,

где - крутящий момент, который передается одним шпинделем, кНм;

- момент сопротивления сечения I-I кручению.

Для определения момента сопротивления кручению по заданным размерам головки шпинделя перерез I-I вычеркнут отдельно в виде сегмента (рисунок 2.15).

Рисунок 2.15 – Схема к расчету щеки головки шарнира

b1 = 490 мм, b2 = 255 мм, h = 380 мм

Определить точное значение момента сопротивления кручению сечения, который имеет форму сегмента, трудно, потому сегмент приравниваем равновеликому по плоскости прямоугольнику высотой и шириной . Момент сопротивления перереза прямоугольника кручению определяем за формулой:

,

где - коэффициент, который зависит от отношения ширины прямоугольника к его высоте,

принимаем [14], с.188;

мм3.

МПа.

Напряжение сгибания в перерезе щеки I-I равняется:

,

где - изгибающий момент в сечении I-I, который равняется:

,

где - расстояние от точки приложения силы к перерезу I-I, согласно рисунка 15 мм;

- момент сопротивления сечения I-I сгибанию.

Определить момент сопротивления сгибанию сечения I-I, который имеет форму сегмента, также весьма трудно. Заменяем сегмент равновеликой по плоскости трапецией с основой и высотой . Момент сопротивления перереза трапеции сгибанию равняется:

мм3

кНм.

Тогда напряжение сгибания:

МПа.

Расчетное напряжение в сечении I-I от действия изгиба и кручения определяем по формуле:

МПа.

Расчетное напряжение не должно превышать допустимое:

МПа < МПа,

то есть прочность головки универсального шарнира скольжения обеспечена.

Расчет лопасти шарнира

Лопасть шарнира выполнена с прорезью. Материал лопасти - сталь 40ХН. Схема к расчету лопасти приведена на рисунке 2.14. Лопасть шарнира с прорезью воспринимает со стороны вкладыша давление, распределенное приблизительно по треугольнику. Поэтому равнодействующая сила давления на одну ветку лопасти будет смещена от центра ее сечения. Рассмотрим два сечения лопасти: в сечении I-I будут возникать и напряжение изгиба, и напряжение кручения; в сечении II-II будут возникать лишь напряжение кручения.

Сечение I-I

Усилие в этом перерезе равняется: