Жесткость рабочих клетей

«Жесткость рабочих клетей.»
Расчет упругой деформации рабочей клети (то есть ее жесткости) нужен для правильной настройки стана, для расчета профилировки валков. Анализ деформаций отдельных элементов клети позволяет более обоснованно конструировать эти элементы.
На зазор между валками оказывает влияние деформация клети в вертикальном направлении вдоль осей нажимных винтов, которая в общем случае выражается формулой:
Sкл=Sв+Sст+Sн.у+Sпод+Sподш+Sдр

где Sв,Sст,Sн.у,Sпод,Sподш,Sдр - упругая деформация валков,станины,нажимного устройства, подушек,подшипников,других деталей клети соответственно.а
Суммарная деформация валкового узла определяется выражением:
Sв=2((yоп+
·р+
·раб')
где yоп прогиб валков (опорный),
(р упругое сжатие опорного и рабочего валков,
(раб' сплющивание рабочего валка в месте контакта с полосой.
Упругая деформация станины рассмотрена выше.
Деформация деталей нажимного устройства определяется из выражения
Sн.у=P((
·г+
·н.в)
где P(
·г деформация нажимной гайки;
P(
·н.б деформация нажимного винта.

·г=(hг-1.87(Sр.г)/2((Eст.г(Fст.г+Eбр.г(Fбр.г)
где hг высота гайки;
Sр.г шаг резьбы гайки;
Eст.г,Eбр.г модули упругости стальной и бронзовой частей гайки,МПа;
Fст.г,Fбр.г площади поперечных сечений сальной и бронзовой частей гайки, мм2.
Суммарную упругую деформацию подшипников качения опорных валков в направлении действия усилия прокатки можно определить по формуле Р.Д.Бейзельмана и Б.В.Цынкина (в мм):
13 EMBED Equation.3 1415


где Pрад -радиальное усилие на наиболее нагруженный ролик, кГс; lрол -длина ролика, м;
Rрол средний радиус ролика подшипника, м;
Rвн,Rнар средний радиус внутреннего и наружного кольца, м.
Ррад- адиальное усилие на наиболее нагруженный ролик:
P=kP/2(n(cos(
·)
где P усилие прокатки;
k коэффициент распределения;
n число роликов подшипника;

·
·- угол наклона образующей подшипника.
Значение k определяют из условия
k=n/(1+2(cos5/2
·+2(cos5/2(2(
·)+...+2(cos5/2(n(
·))
где g угол расположения ролика относительно вертикальной нагрузки, равный 360/n.
Контактная деформация в ПЖТ приблизительно можно определить по формуле
SПЖТ=2((Rвкл(
·1-(rц(sin(
·0)/Rвкл)2)0,5-(rц(cos(
·0)+Rвкл-rц))
где Rвкл радиус вкладыша ПЖТ, rц радиус цапфы,

·0 угловая ширина половины площадки контакта цапфы с вкладышем.
Упругая деформация сжатия двух подушек опорных валков определяется по формуле:

Sпод=P((
·в.п+
·н.п)
где P
·в.п деформация верхней подушки опорного валка,
P
·н.п деформация нижней подушки опорного валка

·в.п=hв.п/2(Eв.п(Fв.п
где hв.п средняя высота верхней подушки, мм;
Eв.п модуль упругости материала верхней подушки, МПа;
Fв.п средняя площадь поперечного сечения верхней подушки.

·н.п=hн.п/2(Eн.п (Fн.п
Обозначения аналогичны тем, что приведены в предыдущей формуле, но относятся к нижней подушке.
Для определения упругой деформации других элементов клети (подпятника, стакана и др.) используют следующие формулы:
Sдр=P((
·под+
·стак+
·мес+...)

·под=2(hпод/
·(d2под(Eпод

·стак=hстак/2(Eстак(Fстак

·мес=2((hк.м+hэ+hм)/p(d2н-d2в)(Eм

где P(
·под деформация подпятника,
P(
·стак деформация стакана,
P(
·мес деформация месдозы,
hпод высота подпятника,
hстак высота стакана,
dпод диаметр подпятника,
Eпод,Eстак модули упругости подпятника и стакана,
Fстак площадь поперечного сечения стакана,
hк.м высота корпуса месдозы,
hэ высота чувствительного элемента месдозы,
hм высота основания месдозы,
dн и dв - наружный и внутренний диаметры чувствительного элемента,
Eм модуль упругости материала месдозы.
Упругую деформацию клети представляют в виде функции Sкл=f(P). Теоретически эта зависимость нелинейная. Однако отличие действительной зависимости от линейной незначительно:
Нелинейный характер при небольших усилиях прокатки является следствием наличия люфтов и изменения контактных условий при соприкосновении наружных деталей.
Угол наклона прямой
·кл определяет интенсивность увеличения упругой¬деформации клети с ростом усилия прокатки, то есть жесткость клети.Тангенс угла
·кл называют модулем (коэффициентом) жесткости клети:
Mкл=tg
·=P/Sкл
Величина 1/Mкл , обратная жесткости, называется податливостью клети. Податливость всей клети равна сумме податливостей ее отдельных деталей.
При конструировании станов необходимо знать долю упругой деформации отдельных элементов клети в ее общей упругой деформации.
Расчетные и экспериментальные данные позволяют сделать следующие выводы:
1.Более 50% общей упругой деформации составляет доля валковой системы. Из этой величины наиболее значительна доля прогиба края бочки опорного валка относительно точки приложения реакции опоры около 50% от суммарной деформации узла валков и 30% от общей упругой деформации клети.
2.Доля деформации станины сравнительно невелика до 20%.
3.Доля деформации нажимного устройства 11
·14%
«Влияние жесткости клети на точность размеров проката.»
В результате упругих деформаций элементов клети при прокатке предварительно установленный зазор между валками изменяется.
Для обеспечения необходимого обжатия необходимо выполнение следующего равенства:
h1=S0+Sкл

где h1 толщина проката после прохода через валки,
S0 раствор между рабочими валками до прокатки.
Возможно три случая:
S0>0 S0=0 S0<0 (предварительно прижатые валки)
В первом случае
h1=S0+S1+P1/Mкл
где S1 зазор в деталях клети,
P1 усилие при прокатке в данной клети или в данном проходе.
Во втором:
h1=S1+P1/Mкл
В случае отсутствия зазоров в деталях клети получем уравнение Головина-Симса.
h1=S0+P1/Mкл.
Когда прокатку проводят в предварительно прижатых валках, усилием.предварительного прижатия Pпредв получаем Sкл.пред.. Тогда:.
h1=Sкл-Sкл.пред.
Предварительная деформация клети может быть больше, либо меньше величины S1..
При Sкл.пред.>S1:.
h1=S1-Sкл.пред+P1/Mкл
При Sкл.пред>S1:
h1=(P1-Pпред)/Mкл
Уравнения, связывающие толщину проката и жесткость клети, называют уравнениями жесткости или уравнениями упругой линии клети. Такие уравнения содержат два неизвестных h1 и P. Для решения необходимо иметь связь между этими параметрами:
P=f(h1)
называемую уравнением пластической деформации металла при прокатке или кривой пластичности.
Таким образом, необходимо решить систему:
h1=S0+P/Mкл
P=f(h1)
Данную систему можно решить графически.
Можно сделать следующие выводы:
1)С повышением жесткости клети колебания толщины на входе вызывают меньшие колебания толщины проката на выходе из клети;
2)При Mкл
·8 упругая линия клети займет вертикальное положение. Любое изменение начальной толщины проката будет сглажено в ходе прокатки и конечная толщина проката будет равна заданной.
Однако чрезмерное увеличение жесткости клети может привести к биению валков (0.1
·0.2 мм), что будет отрицательно сказываться на точности проката.
В общем случае оптимальная жесткость клети определяется сортаментом проката, требуемой точностью его размеров (с учетом обжатия и биения валков), возможностью автоматического регулирования параметров процесса прокатки.
Приведем значения модулей жесткости рабочих клетей некоторых станков (в МН/мм)
толстолистовые 6
·10 
широкополосные непрерывные
и полупрерывные горячей прокатки 5
·7.5 
непрерывные и реверсивные
холодной прокатки   6
·8 


Приложенные файлы

  • doc 4575038
    Размер файла: 67 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий