Определение напряжений и деформаций в рабочих валках прокатного стана при получении гладкой стали диаметром 65мм

Прогиб листового валка  по середине  и на краю бочки неодинаков. Разность прогибов валка в середине бочки  и у края прокатываемого листа Df определяют по формуле

Df

.

Для компенсации прогиба  валка, его бочке придают выпуклость таким образом, чтобы эта выпуклость на ширине листа компенсировала указанную  выше разность прогибов.

 

2.  Деформация валков сортовых станов.

Деформация рабочих валков сортовых станов определяется их прогибом под действием сосредоточенной  силы ( или нескольких сил при  одновременной прокатке в клети  нескольких полос), сплющивание валков не учитывают. Поэтому деформация валкового  узла сортового стана равна

                                        (8.7)

Величина прогиба сортового  валка зависит от места расположения калибра, в котором ведется прокатка, т.е. от места приложения силы Р . При прокатке в одну нитку в калибре, расположенном на расстоянии Х  от середины опоры, обе составляющие прогиба рассчитывают по формулам [7]:

 (8.8)

,                              (8.9)

где D - диаметр валка по дну калибра.

Если прокатка ведется  в калибре, расположенном по середине бочки валка при  , то величину прогиба можно рассчитать по формулам (8.4) и (8.5), приняв В=0.[9,стр 205]

Пример расчета коэффициента жесткости клети

Требуется определить коэффициент  жесткости рабочей клети кварто 1700 тонколистового стана  холодной прокатки. Конструкция и размеры  клети представлены в монографии [2] на рис. III-40 и приводятся ниже при расчете отдельных узлов. Усилие прокатки равно 20 МН.

 Рассчитаем упругую  деформацию опорных валков. Валки имеют размеры, показанные на рис. 8.3. Материал опорных и рабочих валков сталь марки 9Х2МФ, модуль упругости примем Е=2.15×10⁵ МПа, модуль  сдвига - G=0.79 10⁵ МПа [9].

 

Рис. 8.3. Конструкция  и размеры валкового узла рабочей  клети 1700

Составляющие прогиба  опорного валка рассчитываем по формулам (8.4) и (8.5):

0.47×10^-3 м,

0.23×10^-3 м.

Рассчитаем приведенный  радиус опорного и рабочего валков при радиусе опорного валка  м и радиусе рабочего валка м:

 м.

Поскольку валки изготовлены  из одного материала, приведенный модуль упругости будет равен  .

Рассчитаем упругое сплющивание  валков на контакте опорного и рабочего валков по формуле (8.6) при L₀=1.7 м:

0.36×10^-3 м.

Таким образом общая деформация валков в соответствии с выражением (8.3), составит

2.12 10^-3 м.

3.3 Характеристика  усилий противоизгиба валков  клети кварто

На современных станах листовой прокатки для регулирования  профиля полосы устанавливают изгибные и противоизгибные устройства, хотя наряду с этим применяют тепловое и механическое (при изготовлении или перешлифовке валка) регулирование  профиля бочки валка. При этом под изгибными действиями на валок  понимают целенаправленную дополнительную нагрузку, совпадающую по направлению  с деформационными усилиями при  прокатке.

легко встраиваются в систему  автоматизации технологического процесса. Известные варианты изгибных и противоизгибных  устройств приведены на рисунках. 3.7 - 3.11 [11,cтр 55]

Метод противоизгиба рабочего профиля (рис. 3.7) заключается в том, что  на шейки верхнего рабочего валка 1 действуют распирающие усилия от гидроцилиндров 2, расположенных в подушке 3 нижнего рабочего валка 4. Усилие распора Р невелико - в этом основное преимущество данной схемы противоизгиба. Эффективность данного метода достигается при прокатке полос с отношением ее ширины к длине

бочки Дополнительный противоизгиб (О-Р) рабочих валков (рис. 3.8) производится с помощью плунжеров гидроцилиндров 3, смонтированных на подушках 4 опорных валков 5 и упирающихся в подушки 2 рабочих. При этой схеме рабочие валки имеют начальную увеличенную выпуклость. Совместное действие плунжеров противоизгиба и распора выпрямляют  профиль рабочих валков .

 

опорных валков требуют усиленных конструкций подшипников и гидроцилиндров противоизгиба.[10,стр 104]

Данный метод эффективен на толстолистовых станах с длиной бочки валков более 3000 мм. Иногда совмещают регулировку толщины и поперечной разнотолщинности.

Так, на рис. 3.10 в схеме регулировки толщины проката опорных валков введены дополнительные короткие ролики 1. На их оси действуют гидроцилиндры 2, установленные на траверсе Рассмотренные выше изгибные и противоизгибные устройства могут быть совмещены в одной клети (рис.3.11).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данной работе была представлена  цель : изучение основных методик расчета напряжений и деформаций в рабочих валках прокатного стана при получении  гладкой стали. Исходя из цели были  решены следующие  следующие задачи:

-рассмотреть основные характеристики валков прокатного стана;

-провести расчет напряжений  валков клети дуо и кварто;

-провести расчет деформаций  в рабочих валках прокатного  стана.

Также в данном курсовом проекте были рассмотрены мероприятия по повышению качества валков и эффективности их эксплуатации. Таким образом данные мероприятия увеличивают срок службы рабочих валков прокатного стана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Королев А.А. Конструкция  и расчет  машин  и  механизмов  прокатных станов. Учебное пособие  для вузов. М.: Металлургия, 1985. 376 с.

2. Целиков А.И., Смирнов  В.В. Прокатные станы. М.: Металлургия, 1958. 432 с.

3. Машины и агрегаты  металлургических цехов. В 3 т.  Т. 3: Машины и агрегаты для производства  и отделки проката. / А.И.Целиков,  П.И.Полухин, А.А.Королев и др. М.: Металлургия, 1981. 576 с.

4. Чекмарев А.П., Побегайло  Г.Г. Точная прокатка  сортовых  профлей. М.: Металлургия, 1968. 236 с.

5. Шилов В.А. Валки прокатных  станов. Тексты лекций по курсу  "Оборудование  прокатных  и   волочильных  цехов". Ч.I. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. 40 с.

6. Беляев Н.М. Сопротивление  материалов. М.: Наука, 1976. 608 с.

7. Кульбачный И.Г. Механическое  оборудование прокатных цехов.  М.: Металлургиздат, 1946. 863 с.

8. Мясникова М.В., Шилов  В.А. Метод расчета жесткости  валков сортового стана // Изв.  вузов. Черная металлургия, 1998, №12, с. 72-75.

9. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наук. думка, 1988. 736 с.
10. Эксплуатация валков обжимных и сортовых станов / Н. М. Воронцов, В.Г.Жадан, Б.Я.Шнееров, и др. М.: Металлургия, 1973, 288 с.
11. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник, М.: Машиностроение, 1993. 640 с.
12. Динамика и прочность прокатного оборудования / Ф.К. Иванченко, П.И.Полухин, М.А.Тылкин, В.П.Полухин. М.: Металлургия, 1970, 352 с.