Міністерство освіти і науки України

Індустріальний технікум ДонДТУ

Методичні вказівки

до практичних робіт

з дисципліни

“Механічне і транспортне обладнання цехів

Обробки металів тиском”

для студентів спеціальності:

5. 05040106 “Обробка металів тиском”

Алчевськ

2010

Склав: Гончарова І.О. – викладач першої категорії

Рецензент: Луценко В.О. – професор, завідуючий кафедрою ОМТ Дон ДТУ

Затверджено на засіданні

методичної ради Л.І. Пономаренко − голова методичної ради

Розглянуто і схвалено на засіданні

комісії спеціальних металургійних

дисциплін

протокол № ___ від________ 2010 р

Голова комісії_____________ Гончарова І.О.

Зміст.

Вступ. Практична робота № 1. Розрахунок прокатних валків на міцність. Практична робота № 2 Розрахунок на міцність натискного механізму Практична робота № 6 Розрахунок і підбір канатів, блоків, барабанів. Практична робота № 4 Розрахунок потужності двигуна листоправильних машин. Практична робота № 5 Розрахунок потужності приводу рольганга. Практична робота №3 Розрахунок потужності двигуна гільйотинних ножиць. Практична робота № 7 Розрахунок на міцність ролика рольганга. Практична робота № 8 : Розрахунок продуктивності нагрівальних пристроїв. Список літератури

4 5 8 10 15 17 20 22 24 28

Вступ.

Програмою предмета «МТОЦ ОМТ» за всіма розділами передбачено виконання практичних робіт з метою закріплення отриманих теоретичних знань, підготовки студентів до виконання курсових та дипломних проектів.

Для студентів спеціальності 5.05040106 “Обробка металів тиском” передбачено виконання 7 практичних робіт в обсязі 14 часів. Після виконання, практичні роботи повинні бути захищенні студентами згідно з контрольними питаннями в кінці кожної практичної роботи.

При вирішенні конкретних технологічних задач студенти зазнають значних труднощів з-за недостатньо розвинутих навичок самостійно розглядувати питання технології в зв’язку з прокатним обладнанням та з урахуванням техніко-економічних виробничих показників, з-за затрати значного часу на пошуки типових задач в написаних багато численних роботах – підручниках та навчальних посібниках.

При самостійному рішенні практичних робіт рекомендується на аркуші записати в скороченій формі зміст завдання: вихідні данні, формули та методику, необхідні для їх вирішення.

Отриманні результати необхідно порівняти з практичними виробничими даними. В разі великій розбіжності необхідно виявити причину цього та знову призвести розрахунок практичної роботи.

При рішенні задач необхідно строго дотримувати тих умовних позначень різних величин, які вказані в тексті, та треба використовувати одиниці вимірювань, згідно із Міжнародною системою.

Практична робота № 1

Тема: Розрахунок прокатних валків на міцність

Мета: Навчитись розраховувати прокатні валки на міцність та робити порівняльний аналіз

Теоретичне обґрунтування.

Валки листових станів служать для прокатки листів, смуг і стрічки. Бочка циліндрова називається гладкою, для прокатки тонких листів вона повинна бути увігнута щоб при гарячому прокатуванні при розігріванні стала циліндровою.

При холодному прокатуванні бочка опукла, унаслідок великої навантаженню при вигині середня частина буде циліндрова.

Валки сортових станів служать для прокатки заготівок і сортового профільного металу. На поверхні бочки цих валів є поглиблення, відповідні прокатаному металу. Ці поглиблення називаються струмками. Струмки двох валів утворюють калібр.

Шийка валка на відміну від бочки при різних системах станів в конструктивному відношенні (за формою) залишається незмінною, але розміри її (діаметр і довжина) знаходяться в суворій залежності від типу валка (бочки), і від системи прокатного стана загалом. Шийка валка працює головним чином на знос, нагрівання, крутіння.

Нормальна робота шийки залежить від хорошої змазки і достатнього охолоджування. Погано змазана шийка сильно нагрівається, а якщо при цьому виявляється недостатнє охолоджування, остання нагріваючись, може легко порушити нормальну роботу кліті, а іноді і абсолютно вивести робочий валок з ладу.

За матеріалом підрозділяють на сталеві (ковані і литі) і чавунні.

Сталеві, особливо, ковані володіють високою міцністю, тому їх широко застосовують на блюмінгах, слябінгах, станах заготівок, як кліті сортових і листових станів . Сталеві валки мають підвищений коефіцієнт тертя з металом, що позитивно позначається при їх вживанні в клітях, де здійснюють, високі обжимання (50ХН, 40ХН, 9ХФ, 60ХГ)

Чавунні валки характеризуються підвищеною міцністю, але не високою зносостійкістю, тому їх застосовують на передчистових і чистових клітях.

По твердості валки підрозділяються на м'які, напівтверді, тверді і надтверді.

Порядок виконання роботи.

1 Загальні вихідні дані:

Р = 24000 кН – повне зусилля прокатки

Мкр = 1550 кН·м – крутячий момент, прикладений до валка від приводу

D = 1,08 м – діаметр бочки валка

L = 2,8 м – довжина бочки валка

d = 0,69 м – діаметр шийки валка

ℓ = 0,74 м – довжина шийки валка

b = 2,5 м – ширина листа

x = 0,7 м – відстань між прикладеним зусиллям

Вихідні данні згідно з варіантами приведені в таблиці 1.

2 Згинаючий момент, який діє при прокатці у калібрах сортових валків

де а – відстань між реакціями опор, які виникають у шийках валків при прокатці

а = L + ℓ ,

а = 2,8 + 0,74 = 3,54 м

Мзг.с = 24000 * 0,7 * ( 1 - ) = 13477,97 кН·м

3. Напруження згину у бочці сортового валка

σ _б.с = = 106993 кН/м² = 106,99 Н/мм²

Напруження кручення у бочці валка не підраховують з-за його незначної величини.

Для клітей листових станів максимальний згинаючий момент буде у середині бочки валка:

Мзг.л = = 13740,00 кН·м

3. Напруження згину у бочці листового валка визначається по формулі:

σ_б.л = = 10073 кН/м² = 109,07 Н/мм²

3. Шийку валка розраховуємо

На згин :

Н а кручення

6 Результуюче напруження у шийці валка визначаємо по формулам

Для стальних валків:

Для чавунних валків:

7 Результуюче напруження, яке визначене розрахунком, не повинне перевищувати допустимого для даних валків. Допустиме напруження в валках приймають, виходячи з п’ятикратного запасу міцності:

[σ] = σb / 5

де σb – поріг міцності матеріалу на згин,

Допустиме напруження можна приймати таким

Для сталевих легованих кованих валків

σb = 700…750 Н/ мм²

[σ] = 140…150 Н/ мм²

Для сталевих кованих валків із вуглецевої сталі

σb = 600…650 Н/ мм²

[σ] = 120…130 Н/ мм²

Для сталевих валків із вуглецевого лиття

σb = 500…600 Н/ мм²

[σ] = 100…120 Н/ мм²

Для чавунних валків

σb = 350…400 Н/ мм²

[σ] = 70…80 Н/ мм²

Висновок: напруження у бочці і шийках валків не перевищують допустимого для легованих кованих стальних валків, отже данні валки слід виготовляти з цього матеріалу:

Контрольні питання.

1. Призначення валків.

2. Основні елементи валків.

3. Засоби профілювання валків.

4. Конструкція головної лінії прокатного стану.

5. Конструкція прокатної кліті.

6. Призначення кожного елементу прокатної кліті.

7. Матеріал валків та характеристика валків.

8. Причини поломок валків.

9. Дефекти валків.

10. Засоби відновлення форми прокатних валків.

Таблиця 1 - Вихідні данні до практичної роботи № 1.

варіант	Р, МН	Мкр, кНм	Д, мм	L, мм	d, мм	l, мм	b, мм	x, мм	метеріал
1	10,3	150	1000	2800	650	720	2400	600	чавун
2	9,2	125	900	2200	600	710	2000	550	чавун
3	10,0	120	920	2200	660	700	2050	580	чавун
4	9,5	115	914	2250	640	680	2000	560	чавун
5	8,4	110	915	1700	580	640	1500	430	чавун
6	9,6	105	910	1700	590	630	1550	445	чавун
7	8,2	145	900	1700	585	620	1480	425	чавун
8	8,1	140	850	1650	570	715	1400	410	чавун
9	9,0	160	870	1650	595	725	1400	415	чавун
10	8,9	148	880	2000	600	730	1800	500	чавун
11	9,2	145	890	2000	610	720	1750	520	чавун
12	8,6	149	875	2000	630	740	1760	540	чавун
13	11,0	146	925	1700	640	745	1500	420	чавун
14	9,4	150	930	1700	625	750	1500	430	чавун
15	13,7	110	1150	1000	610	735	900	350	сталь
16	16,0	100	1200	1000	600	730	800	370	сталь
17	18,1	125	1400	1200	620	740	1000	300	сталь
18	15,2	115	1500	1300	610	745	1100	325	сталь
19	18,5	128	1600	1650	635	739	1400	415	сталь
20	19,7	125	1600	1650	640	720	1450	435	сталь
21	12,3	120	1400	1650	630	760	1420	460	сталь
22	15,5	116	1250	1700	625	740	1380	400	сталь
23	17,0	112	1230	1700	615	748	1500	390	сталь
24	11,5	113	1220	1700	610	750	1520	345	сталь
25	10,9	114	1210	1700	600	748	1510	330	сталь
26	8,0	118	1200	1680	580	730	1459	320	сталь
27	12,9	115	1240	1680	550	725	1480	325	сталь

Практична робота № 2

Тема: Розрахунок на міцність натискного механізму

Мета: Навчитись виконувати розрахунки на міцність натискного механізму та робити висновки

Теоретичне обґрунтування.

Натискні механізми призначені для установки валків у вертикальній площині за допомогою натискних гвинтів.

Натискний гвинт сприймає зусилля на валки при прокатці (формуванню), що доводиться на одну шийку валка, і передає його через натискну гайку станині. Поверхні тертя в п'яті натискного гвинта додана сферична форма для кращої самоустановки подушки по осі натискного гвинта.

Гайка нажимного гвинта - це найбільш швидкозношуючі деталі. Гайка натискного гвинта встанавлюється в гнізді кришки тсанини щільною підгонкою; для попередження її від обертання іноді використовується шпонка.

Опускання валка проводиться натискним механізмом, підйом і урівноваження - вантажним, пружинним або гідравлічним пристроєм, причому робота обох механізмів, що представляють єдиним агрегат, є залежною, а їх привід здійснюється ручним або механічним способом.

Крім опускання валків, здійснюваного натискними гвинтами, проводиться підйом валків і втримання їх в певному положенні, за допомогою врівноважуючого пристрою. Механізми, що застосовуються для регулювання валків у вертикальній площині, називаються врівноважуючо-натискними.

Отже, для того, щоб процес прокатки протікав нормально, в кожній робочій кліті передбачені наступні механізми:

1) вертикальної установки валків (натискні механізми);

2) осьового регулювання;

3) урівноваження верхнього валка.