- •МИнистерство образования и науки украины
- •Тема 1. Введение
- •Тема 2. Проектирование основного оборудования
- •Тема 3. Проектирование вспомогательного
- •Тема 1. Введение Лекция № 1
- •1.1 Общие требования к оборудованию прокатных цехов
- •1.2 Нормативная документация, регламентирующая
- •1.3 Стадии проектирования и изготовления нового
- •Тема 2 Проектирование основного оборудования Лекция № 2
- •2.1 Исходные данные для проектирования прокатных
- •2.2 Проектирование валкового комплекта
- •2.3 Проектирование подушек
- •Лекция №3
- •1. Расчет подшипников качения на долговечность
- •Лекция №4
- •4.1 Расчет валков на статическую прочность
- •4.2 Расчет валков на выносливость
- •4.3 Расчет валков на деформацию
- •Лекция №5
- •5.1 Расчет деформации валковой системы кварто
- •5.2 Проектирование профилировок листовых станов
- •Лекция № 6
- •6.1 Проектирование станин
- •6.2 Определение основных размеров станины
- •6.3 Определение моментов инерции и моментов
- •6.4 Расчет изгибающих моментов и напряжений
- •Лекция № 7
- •7.1 Проектирование электромеханических нажимных
- •7.2 Определение параметров винтов и гаек
- •Лекция №8
- •8.1 Проектирование привода нажимных механизмов
- •8.2 Определение параметров уравновешивающего устройства
- •Лекция № 9
- •9.1 Расчет модуля жесткости рабочей клети
- •9.2 Определение деформации станин
- •9.3 Установка рабочей клети на фундамент
- •Лекция № 10
- •10.1 Проектирование привода прокатной клети
- •10.2 Расчет шарнира Гука на прочность
- •Лекция № 11
- •11.1 Проектирование шестеренных клетей
- •11.2 Расчет зубчатого зацепления шестеренной клети
- •11.3 Расчет шестеренных валков на прочность
- •Лекция № 12
- •12.1 Проектирование рольгангов
- •12.2 Расчет роликов рольгангов на прочность
- •12.3 Конструкции рольгангов
- •12.4 Расчет мощности двигателей рольгангов
- •Лекция № 13
- •13.1 Определение параметров роликоправильных машин
- •13.2 Элементы теории правки полос
- •13.3 Определение усилий и моментов при правке в рпм
- •Лекция № 14
- •14.1 Ножницы прокатных цехов
- •14.2 Определение усилия резания параллельными ножами
- •14.3 Определение усилия резания гильотинными ножницами
- •14.4 Определение усилия резания дисковыми ножницами
- •Лекция № 15
- •15.1 Конструкции моталок
- •15.2 Расчет барабана моталки
- •15.3 Расчет мощности привода моталки
- •Лекция № 16
- •16.1 Динамические расчеты оборудования прокатных цехов
- •16.2 Составление физической модели машины
- •16.3 Динамические нагрузки в машинах
- •16.4 Динамические нагрузки от ударов в зазорах
- •16.5 Уменьшение динамических нагрузок
12.2 Расчет роликов рольгангов на прочность
Нагрузки на ролики бывают трех видов:
1. От веса перемещаемого металла. При коротких и толстых раскатах:
При длинных и тонких, считая, что вес равномерно распределяется между всеми роликами:
2. От асимметрии процесса прокатки – возникает давление на первые ролики рабочих рольгангов при изгибе раскатов вниз во время выхода из валков. Величина этого давления равна:
где S – момент пластического сопротивления изгибу сечения полосы;
с – расстояние между осями валков и первого ролика рольганга.
3. От ударов при падении металла на рольганг с некоторой высоты (при кантовке, резке на ножницах и т.п.).
Сила удара Р при падении раската во время кантовки равна:
,
где Q,Gp – вес раската и ролика рольганга, Н;
E – модуль упругости металла ролика рольганга, МПа;
J – момент инерции сечения бочки ролика рольганга:
, мм4.
hc – расстояние от цента тяжести раската до рольганга,мм
la – расстояние между опорами ролика рольганга,мм.
Расчет роликов по этим нагрузкам ведется как балок на двух опорах.
Схема расчета ролика рольганга на статическую прочность:
Рисунок 12.2 – Схема к расчету ролика рольганга на прочность
В общем случае раскат не находится точно по середине бочки ролика. Наибольшее его смещение от центра х определяется минимальным расстоянием кромки раската от края бочки ролика и шириной раската. Величины реакций:
.
Изгибающий момент в опасном сечении I-I:
Напряжение изгиба:
,
где [σ] определяется исходя из σв материала валка и коэффициента запаса прочности n = 2,5÷5.
12.3 Конструкции рольгангов
По конструкции различают рольганги с групповым и индивиду-
альным приводом каждого ролика, а также рольганги с холостыми роликами (т.н. гравитационные).
Групповой привод применяется при транспортировке коротких и толстых раскатов (на обжимных, балочных и толстолистовых станах), где это позволяет уменьшить требуемую мощность привода. Ролики 1 приводятся через многоопорный трансмиссионный вал 2 с коническими передачами 3 (рис.12.2), а при малых расстояниях между роликами – посредством цилиндрических зубчатых колес.
Рисунок 12.3 – Рольганг с групповым приводом
Для уменьшения частоты вращения (и увеличения за счет этого крутящего момента) служит редуктор 4, который приводится от электродвигателя 5. Двигатели асинхронные, но если нужно регулировать скорость рольганга – постоянного тока.
Эксплуатация рольгангов с приводом через трансмиссионный вал с коническими роликами показала, что ввиду неравномерного температурного расширения зубчатые зацепления конических шестерен быстро изнашиваются, а замена трансмиссионного вала или шестерен требуют много времени. Поэтому желательно применять привод от редукторов с цилиндрическими шестернями.
При индивидуальном или полуиндивидуальном приводе каждый ролик 1 или пара роликов через муфты 2 приводятся своими двигателями 3 (рис.12.4).
Рисунок 12.4 – Рольганг с индивидуальным приводом
Эта конструкция применяется для рольгангов, которые транспортируют длинные полосы. Большая стоимость электрооборудования здесь компенсируется меньшей массой рольганга и его лучшей ремонтопригодностью.
Для рольгангов применяются электродвигатели обычного горизонтального исполнения (на «лапах»), фланцевые и специальные рольганговые с полым ротором. В последнем случае привод самый простой и дешевый, т.к. приводной вал рольганга входит в полость ротора двигателя. В остальных случаях для сочленения двигателей с роликами используются редукторы, карданные валы и, чаще всего, зубчатые муфты.
Ролики рольгангов бывают цельными (в т.ч. и полые) и составные (бандажированные). Материал – стальное литье, кованая сталь или чугун. По форме различают ролики цилиндрические, конические (для поворотных устройств ТЛС), биконические (для транспортировки труб и круглого сорта), ступенчатые (у станинных рольгангов при калиброванных валках), ребристые (для уменьшения площади контакта полосы с бочкой ролика).