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,G_p – вес раската и ролика рольганга, Н;

E – модуль упругости металла ролика рольганга, МПа;

J – момент инерции сечения бочки ролика рольганга:

, мм⁴.

h_c – расстояние от цента тяжести раската до рольганга,мм

l_a – 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 σ_в 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).