Лекция № 6

6.1 Проектирование станин

Станины являются одними из наиболее ответственных частей рабочей клети и всегда - самыми ее дорогими деталями. Поэтому от их конструкции во многом зависит эффективность и качество всего механизма.

Прежде всего нужно решить, какой вид станин предпочтителен в данном случае: открытого а) или закрытого б) типов (рис.6.1).

а) б)

Рисунок 6.1 – Типы станин

Как известно, станины закрытого типа имеют большую жесткость и прочность, что необходимо для чистовых клетей. Однако несколько усложняется перевалка, что, впрочем, не имеет значения для больших клетей, где эта процедура осуществляется специальными механизмами. Иногда приходится использовать станины открытого типа по требованиям технологии их изготовления, обычно для очень крупных клетей, когда изготовление больших отливок затруднительно. Станины открытого типа обычно используются для относительно небольших клетей сортовых станов. Однако для чистовых клетей, в связи с повышением требований к точности сортового проката, также лучше применять станины закрытого типа.

Материал станин достаточно традиционен: чугун с шаровидным графитом для небольших клетей и литая сталь марок 25л или 35л – для всех остальных. Для станин с шаровидным графитом предел прочности равен 400÷500 МПа. Предел прочности стального литья - 500÷600 МПа. Т.к. станины являются самыми дорогими деталями рабочей клети, то ее поломки недопустимы. При поломке валков станины не должны получать пластических деформаций, искажающих их форму. Поэтому коэффициент запаса прочности для станин принимается равным 10.

Размеры элементов станин должны обеспечить требуемые прочности и жесткости. Но нужно учитывать, что увеличение сечений стоек и поперечин сверх необходимого неоправданно, т.к. это увеличивает массу, следовательно, стоимость станин, и не дает существенного повышения жесткости всей клети, поскольку деформация станин составляет небольшую долю общей деформации клети.

Проектирование станины начинается с определения размеров проема станины (рис.6.2). Ширина проема В должна быть равна ширине подушек плюс толщина т.н. наделок, т.е. планок, предохраняющих внутренние поверхности стоек от износа. Обычно их толщина равна 50÷100мм. Высота проема станины Н складывается из высоты двух подушек, толщины подпятника, величины свободного хода нажимного винта и толщины прокладок под нижними подушками и толщины месдозы, если ее установка предусмотрена.

Рисунок 6.2 – Основные размеры станины

У клетей сортовых станов два нажимных механизма – сверху и снизу. Поэтому под нижней подушкой следует предусматривать высоту свободного хода еще одного винта. Далее определяются форма сечений станины и размеры ее расчетного контура

6.2 Определение основных размеров станины

Размеры сечений стоек и поперечин находятся расчетом. При этом размер стоек в направлении оси валка берется несколько меньшим, чем длина подушек (чтобы края стоек не мешали прокатке).

Форма сечений (рис.6.3) находится из следующих соображений. Сечение стоек в виде двутавра (рис.6.3а) удобно тем, что по краям тавра можно пропустить сквозные болты. Сечения в виде прямоуго-льника (вытянутое рис. 6.3б и узкое рис. 6.3в) проще в изготовлении,

но износ резьбовых отверстий для винтов, которыми крепятся план-

ки, приводит в негодность всю станину.

Рисунок 6.3 – Формы поперечных сечений стоек станин

Сечения типов а) и б) имеют большую жесткость и поэтому их применяют при относительно широких станинах (клети дуо), особенно при наличии горизонтальных усилий. Такие сечения в значительной степени разгружают поперечины от изгибающих моментов. При высоких и узких станинах (клети кварто) и незначительных горизонтальных усилиях с точки зрения прочности и минимизации массы предпочтительны сечения типа в). Меньший момент инерции такого сечения обусловливает меньший изгибающий момент в стойках. Возникающая при этом экономия металла на стойках из-за их значительной длины перекрывает некоторое увеличение площади поперечного сечения поперечин.

Ширина и длина расчетного контура станины:

мм