- •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
13.3 Определение усилий и моментов при правке в рпм
Расчетная схема для определения усилий при правке показана на рис.13.4.
Рисунок 13.4 – Расчетная схема к определению усилий при правке
Для определения сил, действующих на каждый ролик РПМ, составляются уравнения моментов этих сил последовательно для сечений 2,3,4...(n-1), n c учетом знаков моментов:
сеч.2: Р1·t/2 = +M2; → P1= 2/t·M2;
сеч.3: Р1·t – P2·t/2 = –M3; → P2= 2/t·(M3+2M2);
сеч.4: Р1·3t/2 – P2t + P3·t/2 = +M4; → P3= 2/t·(M4+2M3+ M2);
сеч.5: Р1·2t – P·3t/2 + P3t – P4·t/2 = –M5; → P4= 2/t·(M5 + 2M4 + M3);
............................................
Pi = 2/t·(Mi+1+2Mi + Mi-1)
............................................
Pn-1 = 2/t·(Mn + 2Mn-1 + Mn-2)
Pn = 2/t·(Mn+1 + Mn + Mn-1)
Моменты М1 и Mn равны нулю, т.к. под первым и последним роликами деформация полосы отсутствует. Общее усилие, действующее на все верхние и нижние ролики:
, (13.8)
где Мi – моменты упруго-пластического изгиба под i–тым роликом.
Формула (13.8) получается в результате простого суммирования сил. Например, для 5-ти роликовой машины:
Принято считать, что у РПМ с большим числом роликов (n > 11):
1. Под первыми тремя роликами все сечение полосы находится в пластическом состоянии и поэтому мометны М2,М3,М4 приближенно можно считать по (13.4);
2. Под последними тремя роликами все сечение полосы деформируется только упруго и поэтому Мn-3,Мn-2,Мn-1 считаются по (13.3);
3. Под остальными роликами значения изгибающих моментьоа будут промежуточными между этими двумя крайностями.
Подставляя такие значения моментов в (13.8), получают:
(13.9)
Максимальная сила будет действовать на 3-тий ролик, и она равна:
Мощность и крутящий момент на всех роликах (кроме первого и последнего) при правке со скоростью vпр находятся по формулам:
,
где kдеф– суммарный коэффициент пластической деформации при правке:
,
где k2 = 0,6÷0,8 – коэффициент проникновения пластической деформации под 2-м роликом.
При определении мощности двигателя РПМ к мощности правки следует добавить потери мощности на трение в подшипниках роликов Nпш, потери мощности от трения качения роликов по полосе Nкч и к.п.д. линии привода:
; ,
где μ – коэффициент трения в подшипниках;
dтр - диаметр трения в подшипниках;
ω – угловая скорость роликов.
,
где m – коэффициент трения качения роликов по полосе; (0,8÷1,0)мм.
Лекция № 14
14.1 Ножницы прокатных цехов
При прокатке даже правильная геометрическая форма заготовок искажается, и поэтому все раскаты нуждаются в обрезании неровных торцов, а раскаты толстолистовых станов – и боковых кромок. Кроме того, для повышения производительности обычно прокатывают раскаты 2÷3-х кратной массы и их необходимо разрезать на мерные длины. Наконец, для изготовления образцов под механические испытания от раскатов нужно отрезать пробы. Все эти операции в прокатных цехах осуществляются при помощи ножниц или пил.
Известны следующие виды этих механизмов:
1. Ножницы с параллельными ножами;
2. Ножницы с наклонными ножами (гильотинные);
3. Ножницы с криволинейными ножами;
4. Дисковые ножницы для листов;
5. "Летучие" ножницы;
6. Дисковые пилы.
Ножницы с параллельными ножами применяются для поперечного резания металла в горячем состоянии в обжимных цехах, где раскаты имеют значительную толщину и относительно небольшую ширину. Кроме того, они иногда применяются в сортопрокатных цехах для резания в поперечном направлении штанг фасонными ножами, имеющими форму разрезаемого профиля.
Гильотинные ножницы и ножницы с криволинейными ножами используются для поперечной резки листового проката, имеющего малую толщину и относительно большую ширину. Иногда гильотинные ножницы применяют и для обрезания боковых кромок у толстых листов.
Дисковые ножницы необходимы для обрезания боковых кромок у толстых листов и для "роспуска" листов и полос (на НШС) на меньшую ширину.
"Летучие" ножницы характерны тем, что поперечное резание проката ими осуществляется при движении металла ("на лету"). Необходимость в этом имеется на непрерывных станах, а также различных агрегатах (порезки полос на листы и т.п.). Используются они и в качестве кромкокрошительных в установках дисковых ножниц для листов.