- •Оглавление
- •Введение
- •Назначение и краткая характеристика стана «5000»
- •Выбор структурной схемы главной линии рабочей клети
- •Разработка конструкции рабочей клети
- •Прокатные валки
- •Выбор материала, конструкции и размеров валков
- •Определение сил, действующих на валки при прокатке
- •Расчёт прочности валков
- •Расчёт упругой деформации валков и определение жёсткости валковой системы
- •Тип, конструкция и основные параметры подшипников прокатных валков
- •Выбор типа и расчет механизма для установки прокатных валков
- •Механическое нажимное устройство
- •Гидравлическое нажимное устройство
- •Выбор типа и расчет механизма для уравновешивания верхнего валка
- •Станина
- •Выбор типа и размера станины
- •Расчет прочности, упругой деформации и коэффициента жесткости станины
- •Расчет коэффициента жесткости рабочей клети
- •Крепление рабочей клети к фундаменту и расчет клети на опрокидывание
- •Тип и конструкция валковой арматуры
- •Тип и конструкция передаточных механизмов главной линии рабочей клети
- •Выбор типа и определение мощности привода валков рабочей клети
- •Тип и конструкция устройств для перевалки валков
- •Заключение
- •Список литературы
Расчёт упругой деформации валков и определение жёсткости валковой системы
После проверки прочности валковой системы необходимо выполнить проверочный расчет ее упругой деформации, что необходимо для определения жесткости клети и, как следствие, для настройки клети на заданные условия прокатки. Прогибы опорного валка:
Прогибы опорного валка:
δ1= = = 1,79 мм
где P=85,25106 Н;
E= 2,151011 Па;
Iб = 1,37 м2 – момент инерции площади поперечного сечения бочки опорного валка;
Lоп=4,95 м;
Т=1,025 м;
Iш = 0,36 м2 – момент инерции площади поперечного сечения шейки опорного валка;
δ2=КфР1,1885,25106 0,73 мм
где Кф=1,18 – коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения;
Р=85,25106 Н;
G=0,821011 Па – модуль упругости материала валка при сдвиге;
Dоп=2,3 м;
Lоп=4,95м;
Т=1,025м;
dк=1,65м.
Контактная деформация рабочего валка с опорным :
δр-о= () =() =1,10мм
Упругая деформация при контакте рабочего валка с полосой:
δр= () =() =0,000024мм
Суммарная деформация четырёхвалковой системы:
δв=2(δ1+ δ2+ δр-о)+ δр = 2(1,79+0,73+1,10)+0,000024 = 7,24 мм
Жёсткость валковой системы:
Св = == 11,82 МН/мм
Тип, конструкция и основные параметры подшипников прокатных валков
Широкое распространение получили подшипники жидкостного трения (ПЖТ) или подшипники скольжения закрытого типа. При любых условиях работы между телом шейки материалом подшипников всегда сохраняется масляная пленка, благодаря чему шейка валка как бы плавает в масляном слое подшипника. Состояние жидкостного трения обеспечивается герметичностью конструкции. Коэффициент трения в этих подшипниках весьма мал (0,001- 0,005), а износа трущихся поверхностей почти нет, срок эксплуатации ПЖТ – 10-20 лет.
Подшипники MORGOIL 80"-86-KLX используются в качестве подшипников для опорных валков. Их задачей является восприятие общего усилия прокатки. Элементом, несущим нагрузку, при этом является масляная пленка между подшипниковой и рабочей втулками. Эта постоянная масляная пленка обеспечивает бесконтактное скольжение металлических поверхностей. Подаваемое на подшипники количество масла обеспечивает отвод теплоты трения, а также благоприятное распределение температуры по всей длине опорного валка.
По ГОСТ 7999-70 выбираем подшипник: диаметр втулки-цапфы 1650 мм, длина втулки- цапфы 1600 мм. Конструкция ПЖТ представлена на рисунке 9.
где [р] = 16 — 17 МПа - при работе в длительном режиме;
[р] = 21,0 — 22,5 МПа - при работе в кратковременном режиме.
Полученное значение можно считать допустимым.
Рисунок 9- Подшипник жидкостного трения для опорных валков 1 – втулка-вкладыш; 2 — втулка-цапфа; 3 — кольцо-насадка; 4 — узел задней крышки с радиальным (манжетным) и торцовым (текстолитовым) уплотнениями; 5 — упорный узел с роликовым коническим подшипником; 6 — стакан; 7 — фиксирующая крышка; 8 — фиксирующая гайка; 9 — кольцо; 10 — разъемные полукольца; 11 крышка-кожух; 12 — передняя насадка; 13 — узел передней крышки; 14 — втулка; 15,16 — шпонки.
Рисунок 10 – Подшипник качения четырехрядный с коническими роликами
В четырехвалковых клетях в качестве опор рабочих валков применяются подшипники качения четырехрядные с коническими роликами (рис 10), способные воспринимать большие осевые нагрузки. Типоразмер подшипников качения выбирается исходя из диаметра шейки рабочего валка, который в свою очередь равен: dш = (0,61)Dp = 749 мм.
По каталогу для данных размеров шейки валка «LARGE BEARINGS» принимаем подшипник«LM283649D/LM283610/LM283610DG2», размеры которого
Радиальная нагрузка ( на две опоры):
= 6,09 МН
Осевую нагрузку определяем по формуле:
Эквивалентную нагрузку определяем по формуле:
где X=1 и Y=2,03 по каталогу для данного подшипника.
Динамическую грузоподъемность можно найти из выражения:
где - коэффициент динамического нагружения, учитывающий безопасность и надежность работы опоры;
– коэффициент частоты вращения. Определяются по каталогу и равны,
Отсюда C=3,42 МН.
Подшипник выбран верно.