6.2 Правка
Основная технологическая задача правки заключается в устраненииволнистости и коробоватости проката. В металлообработке под волнистостью понимают вид отклонений геометрических параметров, занимающий промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Коробоватость – это волнистость во взаимоперпендикулярных направлениях.Эти погрешности количественно оцениваются стрелой прогиба на 1 мдлины проката.
Металлургическая промышленность поставляет прокат стрелой прогиба до 8 мм/м. Она может увеличиваться при транспортировке, выполнениипогрузочно-разгрузочных операций. Волнистость при выполнении технологических операций наследуется до сборки кольцевых швов и сказывается на величине смещения кромок.Все это, в конечном счете, может привести к нарушению прочности соединения и отходу от принципов взаимозаменяемости.Кроме того, волнистость может служить первопричиной потери устойчивости аппаратов, работающих под действием наружного давления.Допускаемая стрела прогиба листового проката после правки, отвечающая принципам взаимозаменяемости, должна составлять 1 мм на 1 м длины. Поэтому прокат, особенно с профилем малой жесткости,подвергают правке.
Правка представляет собой разновидность обработки металлов давлением и осуществляется путем многократного знакопеременного пластического изгиба обрабатываемого металла при напряжениях выше пределатекучести.Выполняется на многовалковых листоправильных машинах. Заготовкапропускается между двумя рядами валков, расположенных в шахматном порядке (рисунок 6.2.1).
Рисунок 6.2.1 - Схема работы листоправильной машины
В аппаратостроительных цехах правка, как правило, выполняется в
холодном состоянии.К операциям холодной обработки относятся такие, которые выполняются при температурах ниже порога рекристаллизации(Тр).Порог рекристаллизации есть минимальная температура нагрева пластически деформированного (наклепанного) металла, при которой происходит снятие искажения кристаллической решетки, восстанавливаются исходные до наклепа свойства металла (твердость, прочность, пластичность).
По заданию участки изготавливаются из следующих сталей
Участок I – сталь 20, στ=245 МПа;
Участок II – 17Г1С, στ=350 МПа;
Участок III – 03Х23Н28Ю4Т, στ=220 МПа.
Произведем расчет мощности многовалковой листоправильной машины
а) участок I (сталь 20)
мощность листоправильной машины N, кВт, вычисляется по формуле
,
(6.1)
где М - общий момент машины, Н·м;
v - скорость правки, v = 0,2 м/с;
D - диаметр валков, D= 0,21 м;
η - коэффициент полезного действия, η = 80%.
Общий момент машины М, Н.м, вычисляется по формуле
M = MI + MII + MIII, (6.2)
где МI - полезный момент машины, Н.м;
МII - момент, расходуемый на силы трения между листом и роликами, Н.м;
МIII - момент, компенсирующий силы трения в подшипниках, Н.м.
Полезный момент машины, МI, Н.м, вычисляется по формуле
МI = Σ МI , (6.3)
,
(6.4)
где σт - предел текучести листа, для стали σт = 245 МПа;
b - ширина листа, b = 1000 мм;
S - толщина листа, S = 20 мм;
Е - модуль упругости первого рода, Е = 2.1011 Па;
ki - коэффициент упругой зоны на 1-ом валке.
Коэффициент упругой зоны на 1-ом валке вычисляется по формуле
,
(6.5)
где k3 - коэффициент упругой зоны для третьего валка;
k3 = F(n) = 0,06; k1 = 0; k2 = 2 k3; kn = k7 = 0;
n - число валков в машине;
i - порядковый номер валка.
k 1 = 0; k 2 = 2 . 0,06 = 0,12; k 3 = 0,06; k 4 = 0,373; k 5 = 0,687; k 6 = 1; k 7 = 0
По формуле (6.4)
МI1 = 0;
МI7 = 0;
МI = 0 + 2323,4 + 4943,3 + 568,5 + 215,0 + 104,0 +0= 8154,2 H.м.
Момент, расходуемый на силы трения между листом и роликами, МII, Н.м, вычисляется по формуле
МII = ΣPi . f, (6.6)
где f- коэффициент трения качения f = 0,1 мм.
,
(6.7)
где k - коэффициент, который зависит от номера валка,
при i = 1, k = 1;
при i = 2, k = 3;
при i = 3,4...n-2 k = 4;
при i = n-1 k = 3;
при i=nk= 1;
t - шаг между осями роликов, t=0,21/0,9=0,23 мм.
По формуле (6.7)
МII = 3798112. 0,0001 =380 Н.м.
Момент, компенсирующий силы трения в подшипниках, МIII, Н.м, вычисляется по формуле
МIII = ΣPi . d/2.φ, (6.8)
где Рi - реакция под i-м роликом, Н;
d - диаметр цапфы подшипника, d = 0,1 м;
φ - коэффициент трения в подшипниках, φ = 0,1.
По формуле (6.8)
МIII=3798112.(0,1/2).0,1 = 18990 Н.м.
По формуле (6.2)
М = 8154,2 + 380 + 18990 = 27524 Н.м.
По формуле (6.1)
Выбираем листоправильный станок Roundo PRH 450 (N=75кВт).
Расстояние между верхними и нижними валками L, вычисляется по формуле
,
(6.9)
б) участок II(17Г1С)
στ=350 МПа;
b - ширина листа, b = 2100 мм;
S - толщина листа, S = 32 мм.
По формуле (6.4)
МI1 = 0;
МI7 = 0;
МI = 0 + 15931,9 + 33896,9 + 3898,3 + 1474,3 + 713,1 = 55914,5 H.м.
По формуле (6.7)
МII = 29169600. 0,0001 =2917 Н.м.
По формуле (6.8)
МIII=29169600.(0,1/2).0,1 = 145848 Н.м.
По формуле (6.2)
М = 55914,5 + 2917 + 145848 = 204679,5 Н.м.
По формуле (6.1)
Выбираем листоправильный станок DEKA серии JPB7-40.
Расстояние между верхними и нижними валками L, вычисляется по формуле (6.9)
в) участок III(03Х23Н28Ю4Т)
στ=220 МПа;
b - ширина листа, b = 2000 мм;
S - толщина листа, S = 60 мм.
По формуле (6.4)
МI1 = 0;
МI7 = 0;
МI = 0 + 11240,8 + 23915,6 + 2750,4 + 1040,2 + 503,1 = 39450 H.м.
По формуле (6.7)
МII = 58305635 . 0,0001 =5831 Н.м.
По формуле (6.8)
МIII=58305635.(0,1/2).0,1 = 291528 Н.м;
По формуле (6.2)
М = 39450+ 5831 + 291528 = 336809 Н.м;
По формуле (6.1)
Расстояние между верхними и нижними валками L, вычисляется по формуле (6.9)
