Практична робота № 3.

Тема: „Калібрування валків за системою ящичних калібрів”.

Мета: „Навчитися виконувати розрахунок калібрування валків за системою ящичних калібрів”.

Теоретичне обгрунтування.

Система витяжних ящичних калібрів широко застосовується на БЗС та сортових станах для прокатування крупних, середніх за розмірами прямокутних профілів. Деформація в ящичних калібрах лімітується умовами захвату смуги валками. Кут захвату приймають у рамках 20 - 30°.

Рекомендовано приймати чергові значення ширини калібру по дну прямокутних калібрів в залежності від ширини смуги: b = (0,95 – 1,0) b

При чому метал не повинен наповнювати калібр на всю його ширину біля зазору, тобто ширина смуги після прокатки повинна бути менше величини В: b + Δ b = В – (5 - 10) мм

Випуск калібру приймається в межах 15 – 25 %, для того щоб забезпечити простір на поширення.

Радіуси заокруглень по дну калібру приймають в межах: r = (0,08 – 0,1) b, біля роз’єму: R = (0,1 – 0,15) h

Поширення смуги в ящичних калібрах можна визначити за формулою А.П. Чекмарьова:

де Δ h – величина обтиску смуги, мм,

Н - товщина смуги перед прокатуванням в даній кліті, мм,

R_к - радіус валків, що катає, мм,

Т - температура смуги, °С,

f - коефіцієнт тертя, який визначається за формулою:

f = к₁ к₂ к₃ (1,05 – 0,0005 Т)

де к₁ – коефіцієнт, враховуючий матеріал валків; для сталевих – к = 1, для чавунових – к = 0,8,

к₂ – коефіцієнт, враховуючий матеріал смуги; для м’яких сталей к = 1, для легованих к = 1,

к₃ - коефіцієнт, враховуючий швидкість прокатування: при прокатуванні з V = 0 – 2 м/с – к = 1,

V = 3 м/с – к = 0,93, для V = 4 м/с – к = 0,76, для V = 5 м/с – к = 0,65, для V = 7 м/с – к = 0,0,57.

Т – температура розкату.

Переваги калібрів ящиків:

1. Малий врез у валках і можливість вживання великих обтиснень.

2. Рівномірне обжимання.

3. Мала витрата енергії (оскільки обмежено розширення і рівномірне обжимання).

4. Зручності механізації стану при задачі розкату з калібру в калібр.

5. Можливість прокатку в одному калібрі в декілька проходів шляхом регулювання положення верхнього валу.

Недоліки:

1. Можливість перекосу розкату, якщо ширина смуги набагато менше висоти калібру.

2. Небезпека утворення лампасів при переповнюванні калібрів.

3. Неможливість отримання правильних квадратів в прямокутних калібрах через великий випуск.

4. Можливість обжимання тільки в одній площині.

Приклад розрахунку.

Вихідні данні:

В-т	Метал валків	Метал смути	Швидкість прокатки V, м/с	Початкова температура Т °С	Діаметр валків Дв, мм	Зозор між валками S, мм	Початкова загатовка HxB, мм	Кінцева заготовка hxb, мм
16	чавун	Ст 5	<2 м/с	1210	400	3	130х130	70х70

1. Вибираємо систему калібрування :

Малюнок 2 - Калібрування валків за системою ящичних калібрів

Розрахунок ведемо проти ходу прокатки.

2. Кліть 4.

Приймаємо кут захвату α = 15^о

Визначаємо діаметр валків, що катає :

Д_к4 = Д_в - h_k4 – S = 400 – 70 + 3 = 333 мм;

Визначаємо обтиск в кліті :

∆h₄ = Д_к( 1 – cosα ) = 333 ( 1 – cos15 ) = 11 мм;

Визначаємо висоту вихідної смуги :

Н₄ = b₃ = h₄ + ∆h₄ = 70 + 11 = 81 мм;

Визначаємо коефіциент тертя :

f₄ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₄ ) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1180) = 0,368;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо ширину вихідної суми :

В₄ = h₃ = b₄ - ∆b₄ = 70 – 2 = 68 мм;

3. Кліть 3:

Приймаємо кут захвату α = 23^о

Визначаємо діаметр валків, що катає :

Д_к3 = Д_в - h₃ – S = 400 – 68 + 3 = 325 мм;

Визначаємо обтиск в кліті :

∆h₃ = Д_к3( 1 – cosα ) = 325 ( 1 – cos23 ) = 26 мм;

Визначаємо висоту вихідної смути :

Н₃ = b₂ = h₃ + ∆h₃ = 68 + 26 = 94 мм;

Визначаємо коефіциент тертя :

f₃ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₃ ) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1190) = 0,364;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо ширину вихідної суми :

В₃ = h₂ = b₃ - ∆b₃ = 81 – 4 = 77 мм;

4. Кліть 2

Приймаємо кут захвату α = 34^о

Визначаємо діаметр валків, що катає :

Д_к2 = Д_в - h₂ – S = 400 – 77 + 3 = 326 мм;

Визначаємо обтиск в кліті :

∆h₂ = Д_к( 1 – cosα ) = 326 ( 1 – cos34 ) = 56 мм;

Визначаємо висоту вихідної смути :

Н₂ = b₁ = h₂ + ∆h₂ = 77 + 56 = 133 мм;

Визначаємо коефіциент тертя :

f₂ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₂ ) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1200) = 0,36;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо ширину вихідної суми :

В₂ = h₁ = b₂ - ∆b₂ = 94 – 5 = 89 мм;

5. Кліть 1

Визначаємо діаметр валків, що катає :

Д_к1 = Д_в - h₁ – S = 400 – 89 + 3 = 314 мм;

Визначаємо обтиск в кліті :

∆h₁ = H₀ – H₁ = 130 – 89 = 41 мм;

Приймаємо кут захвату :

Визначаємо ширину вихідної смути :

B₀ = h₁ + ∆h₁ = 89 + 41 = 130 мм;

Визначаємо коефіциент тертя :

f₂ = k₁*k₂*k₃*(1,05 – 0,0005* T₁ ) = 0,8*1*1*(1,05 – 0,0005*1210) = 0,356;

Поширення смуги визначаємо за формулою Бахтінова:

Визначаємо висоту вихідної суми :

H₀ = b₁ - ∆b₁ = 133 – 3 = 130 мм;

Таблиця 3 - Вихідні данні до практичної роботи № 3.

варіант	Матеріал валків	Матеріал смуги	Швидкість прокатки, V, м/с	Початкова температура, Т, °С	Діаметр валків, Д, мм	Зазор між валками, Ѕ, мм	Початкова заготовка Н * В, мм	Кінцева заготовка h * b, мм
	Сталь	5 пс	< 2 м/с	1210	700	7	150 * 150	110 * 110
	Сталь	09Г2С	< 2 м/с	1210	700	7	200 * 200	100 * 100
	Сталь	Ст. 5	< 2 м/с	1210	700	7	180 * 180	90 * 90
	Сталь	09Г2С	< 2 м/с	1210	700	7	140 * 140	80 * 80
	Сталь	15ХСНД	< 2 м/с	1210	700	7	130 * 130	70 * 70
	Сталь	Ст. 5	< 2 м/с	1210	700	7	120 * 120	60 * 60
	Сталь	5 кп	< 2 м/с	1210	700	7	110 * 110	50 * 50
	Сталь	5 пс	< 2 м/с	1210	700	7	100 * 100	40 * 40
	Сталь	09Г2С	< 2 м/с	1210	700	7	90 * 90	30 * 30
	Сталь	15Г	< 2 м/с	1210	700	7	80 * 80	20 * 20
	Чавун	СТ 30	< 2 м/с	1210	800	8	70 * 70	30 * 30
	Чавун	СТ 10	< 2 м/с	1210	800	8	60 * 60	30 * 30
	Чавун	5 пс	< 2 м/с	1210	800	8	50 * 50	30 * 30
	Чавун	09Г2С	< 2 м/с	1210	800	8	130 * 130	90 * 90
	Чавун	Ст. 5	< 2 м/с	1210	800	8	125 * 125	80 * 80
	Чавун	09Г2С	< 2 м/с	1210	800	8	115 * 115	85 * 85
	Чавун	15ХСНД	< 2 м/с	1210	800	8	150 * 150	75 * 75
	Чавун	Ст. 5	< 2 м/с	1210	800	8	105 * 105	65 * 65
	Чавун	5 кп	< 2 м/с	1210	800	8	100 * 100	55 * 55
	Чавун	5 пс	< 2 м/с	1210	800	8	95 * 95	45 * 45
	Сталь	09Г2С	< 2 м/с	1210	600	6	85 * 85	35 * 35
	Сталь	15Г	< 2 м/с	1210	600	6	75 * 75	25 * 25
	Сталь	СТ 30	< 2 м/с	1210	600	6	65 * 65	25 * 25
	Сталь	СТ 10	< 2 м/с	1210	600	6	55 * 55	35 * 35
	Сталь	15Г	< 2 м/с	1210	600	6	155 * 155	100 * 100
	Сталь	СТ 30	< 2 м/с	1210	600	6	165 * 165	95 * 95
	Сталь	СТ 10	< 2 м/с	1210	600	6	175 * 175	85 * 85
	Сталь	5 пс	< 2 м/с	1210	600	6	185 * 185	75 * 75
	Сталь	09Г2С	< 2 м/с	1210	600	6	195 * 195	65 * 65
	Сталь	15Г	< 2 м/с	1210	600	6	200 * 200	100 * 100

Контрольні питання.

1. Область застосування калібрів ящиків.

2. Визначити катаючий діаметр валів, якщо Do=700мм, S=10мм, h=100мм.

3. Визначити обтискування в калібрі, якщо cos=0,9458, Do=600мм, S=5мм, h=95мм.

4. Визначити коефіцієнт тертя, якщо t=12000, v=2м/с, валки чавунні, смуга - сталь марки 10ХСНД.

5. Визначити розширення смуги в калібрі, якщо D₀=700мм, h=20мм, f=0,5, H=100мм.

6. Визначити висоту смуги, що задається, якщо відомо, що після прокатки h=90мм, ∆ h=15мм.

7. Визначити ширину смуги, що задається. Якщо відомо, що після прокатки b=90мм ∆b=15мм.

8. Визначити катаючий діаметр валів, якщо ∆h=50мм, cosб=0,9658.

9. Визначити висоту калібру, якщо D_k=490мм, D₀=580мм.

10. Визначити кут захоплення металу валками, якщо D_k=1000мм ∆h=80мм.