Меню

Расчет мощности прокатной клети



Расчет элементов конструкции клети прокатного стана кварто — 2800

8. Расчет элементов конструкции клети прокатного стана кварто — 2800

8.1 Расчет рабочего валка на прочность

При расчете валок рассматривается как балка, лежащая на двух опорах, с расстоянием между ними равным расстоянию между осями нажимных винтов (серединами шеек).

На прочность проверяют следующие элементы валков клетей кварто: бочку на изгиб; приводную шейку на совместное действие изгиба и кручение. При расчете рабочего валка на прочность опорный валок с рабочим рассматриваются как единая система.

Расчет бочки рабочего валка на изгиб

(8.1)

где -максимальное напряжение изгиба посередине бочки;

P — давление металла на валки;

L — длинна бочки валка;

L — длинна шейки валка;

В — ширина раската;

D – диаметр валка.

Допустимое давление на валки:

(8.2)

— принимаем для стальных валков.

Расчет шейки на совместное действие изгиба и кручение.

(8.3)

где — максимальное напряжение изгиба шейки валка, кг/мм 2 ,

dш — диаметр шейки валка, мм.

(8.4)

здесь — напряжение кручение в шейке;

Мкр — крутящий момент валка;

Суммарное напряжение в шейке рабочего валка

(8.5)

(8.6)

16МН — допускаемое напряжение на кручение.

Рассчитанный на прочность рабочий валок отвечает всем требованиям прочности, предъявляемых для этого типа стана, которые предъявлены к данному рабочему валку для прокатки на стане «2800» кварто из марки стали 12Х18Н10Т размером 17×2020 мм.

8.2 Профилировка рабочих валков

Под профилировкой листовых валков понимается придание их бочке определённой формы, чтобы в идеальном случае щель между валками при прокатке была с параллельными сторонами. При этом профиль бочки должен компенсировать прогиб и тепловую выпуклость валка. Кроме того, профиль бочки должен компенсировать износ и обеспечить устойчивость раската при прокатке [1].

(8.7)

где у — суммарная выпуклость (или вогнутость) валков при шлифовке;

*— суммарный прогиб опорных и рабочих валков;

*— сплющивание рабочих валков в очаге деформации;

— износ валков;

— суммарная тепловая выпуклость валков;

Прогиб валка можно компенсировать выпуклой профилировкой. Величина прогиба зависит от давления металла на валки, размеров валка и его материала. При расчете прогиба валок рассматривается как балка, лежащая на двух опорах и нагруженная равномерно распределенной нагрузкой на ширине листа. Прогиб валка можно компенсировать только выпуклой профилировкой.

Читайте также:  Какая мощность водонагревателя для бассейна

(8.8)

где — максимальный прогиб валка, см.

Р — полное давление металла на валки, кг.

D — диаметр валка, см.

L — длина бочки валка, см.

l — длина шейки валка, см.

Е — модуль упругости (Юнга) материала валка,

N -коэффициент зависящий от ширины листа (раската) b, от отношения

Вычисленный прогиб — это прогиб рабочего валка между опорами.

Упругое сплющивание валков

Упругое сплющивание валков можно определить, воспользовавшись схемой А.И.Целикова и пренебрегая упругой деформацией полосы (рис.8.2).

(8.9)

(8.10)

Рис. 8.2. Упругое сплющивание валков

здесь v — коэффициент Пуассона материала валков (модуль упругости второго рода для чугуна v=0,4);

Е — модуль упругости первого рода;

г — радиус валка;

р — удельное давление металла на валки.

После подстановки в уравнение (8.10) значений Е имеем:

(8.11)

Тепловая выпуклость, в противоположность прогибу, должна компенсироваться вогнутой профилировкой или прогибом. Величина тепловой выпуклости валка по длине бочки зависит от его диаметра и разности температур между краями и серединой, которая, в свою очередь, зависит от ширины листа и охлаждения бочки и шеек.

Увеличение диаметра валка за счёт разности температур определяется по формуле:

(8.12)

где а — коэффициент линейного расширения материала валка при нагревании, ;

d- диаметр валка, мм;

— температура середины бочки, 70 °С;

*— температура краёв бочки, 30 °С

Количественно рассчитать износ весьма затруднительно, так как он определяется очень многими факторами, поэтому его определяют практически путём замеров на прокатанном листе или самого валка.

Рис.8.3. Профилировка рабочих валков.

Устойчивое положение раската в валках при прокатке возможно только в том случае, если щель между валками будет иметь выпуклую форму. При этом раскат самоцентрируется, очевидно, вследствие вынужденной утяжки металла, происходящей из-за неравномерности деформаций по ширине полосы.

Читайте также:  Что такое поэтапное распределение мощности

После подстановки полученных данных в уравнение (8.7) получим, что профилировка рабочих валков будет иметь выпуклую форму (рис.8.3).

Источник

Поверочный расчет мощности двигателя клети пятиклетьевого стана холодной прокатки

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику поверки расчета мощности двигателя клети пятиклетьевого стана холодной прокатки

Выполнив работу, Вы будете:

— определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

— организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

1.Произвести поверочный расчет мощности двигателя клети пятиклетьевого стана холодной прокатки

Краткие теоретические сведения:

При горячей прокатке невозможно получить лист хорошего качества толщиной менее 1 мм. Этому препятствует образующаяся при горячей прокатке окалина, толщина которой соизмерима с толщиной самого прокатываемого металла. Лишь при холодной прокатке удается получить тонкий лист блестящей поверхности, равномерный по толщине, с механическими свойствами, необходимыми при дальнейшей его обработке.

Непрерывные станы состоят из нескольких рабочих клетей, расположенных последовательно. Прокатка в таких станах происходит одновременно во всех клетях при неизменном направлении движения металла. Чем больше клетей, тем большее обжатие можно получить на стане и тем меньшее сечение прокатанного металла. На практике находят применение трех-, четырех- пяти- и шестиклетьевые непрерывные станы.

Требования к электроприводу:

1) широкий диапазон регулирования скоростей двигателей главного периода от заправочной скорости, равной 0,5

1,0 м/с, до максимальной, равной 30 м/с;

2) поддержание заданного соотношения скоростей рабочих валков во всех режимах с точностью порядка 1%;

3) возможность изменения скорости двигателей любой клети при сохранении неизменными заданных темпов ускорения и замедления;

4) возможность толчковой работы;

5) возможность изменения степени жесткости механических характеристик двигателей главного привода;

6) автоматическое замедление стана при подходе сварных швов при окончании прокатки;

7) аварийное торможение при обрыве.

Порядок выполнения работы:

1. Произвести поверочный расчет мощности двигателя клети пятиклетьевого стана холодной прокатки в соответствии с заданным вариантом (соответствует номеру клети) по таблице 66.

Читайте также:  Типы светодиодных лент по мощности

Ход работы:

Алгоритм расчета

Коэффициент трения μ = 0,03. Сталь — мягкая углеродистая. Диаметр рабочих валков DР= 500 мм; диаметр опорных валков DОП= 1300 мм; диаметр цапфы опорных валков dЦ= 900 мм; к. п. д. передачи η = 0,95; μЦ = 0,005.

Расчет мощности двигателя ведется для второй клети.

Обжатие в первом пропуске h11,%

Пределы текучести стали определяются по кривой рисунка 61, предел текучести для обжатия в первом пропуске ,

Для обжатия во втором пропуске h22,%

предел текучести ,

Рисунок 61 — Зависимость предела текучести от величины относительного обжатия при холодной прокатке

Удельное заднее натяжение ,

где F1 – сечение полосы до прокатки во втором пропуске, мм 2

Удельное переднее натяжение ,

где F2 – сечение полосы после прокатки во втором пропуске, мм 2

Соотношения

Длина дуги захвата без учёта сплющивания валков , мм

Соотношение без учёта сплющивания валков m

Среднее удельное давление без учёта сплющивания валков рСР,

Приращение длины контакта Х, мм

Длина дуги захвата с учётом сплющивания валков , мм

Соотношение с учётом сплющивания валков

Среднее удельное давление с учётом сплющивания валков рСР,

Давление металла на валок р, Н

Плечо равнодействующей сил деформации a, мм

Момент прокатки МПР, Нм

Момент трения МТР, Нм

Момент холостого хода по данным УЗТМ МХХ, Нм

Суммарный момент прокатки М, Нм

Скорость вращения рабочих валков ω, рад/с

Мощность прокатки РПР, кВт

Мощность, необходимая для создания заднего натяжения РЗН, кВт

Мощность, необходимая для создания переднего натяжения РПН, кВт

Мощность прокатки с учётом натяжения Р, кВт

Потребная статическая мощность двигателя РДВ, кВт

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1.Укажите назначение станов холодной прокатки

2. Перечислите основные требования к электроприводу стана холодной прокатки

3.Укажите виды электропривода, применяемого для станов холодной прокатки

Источник