2.3 Расчет усилия прокатки

Усилие прокатки является основным среди энергосиловых параметров прокатки, по которому определяют момент прокатки и мощность прокатки. Усилие прокатки или иначе усилие деформирования представляет собой силу, действующую со стороны металла на валки.

Определяем усилие прокатки

(22)

где Р – полное давление металла на валки, мн/кг

р_ср – среднее контактное давление, мн/кг²

F_к – площадь соприкосновения металла с валками (контактная площадь), мм²

где b_cp – средняя ширина полосы, мм

l_Д – длина очага деформации, мм

По рекомендациям [ ] определяем среднее контактное давление (р_ср) с учетом n_σ - коэффициент влияния напряженного состояния, учитывающий внешнее трение и натяжение

(24)

где k – коэффициент зависимости сопротивления деформации от скорости деформации и марки стали

где η – коэффициент зависимости сопротивления деформации от падения температуры нагрева

u – скорость деформации, с^-1

k₀ – удельное сопротивление при статическом сжатии, кгс/мм²

(25)

Химический состав стали марки 32Г2С

Гост 14959, %

Углерод –

Марганец -

Хром -

Температура прокатки металла для стали марки 32Г2С согласно практическим данным по стану 350 следующие:

t₇=1050º t₁₃=1005º

t₈=1040º t₁₄=990º

t₉=1030º t₁₅=975º

t₁₀=1020º t₁₆=950º

Определяем коэффициент зависимости сопротивления деформации от падения температуры нагрева металла

(26)

Определяем скорость деформации

(27)

где V – скорость валка, м/с; Принимаем по ТИ

- степень деформации

тогда

Определяем коэффициент напряженного состояния металла при прокатке

(28)

где f₃ – коэффициент трения при захвате металла валками

Определяем коэффициент трения

где k – коэффициент, учитывающий материал валков, для стали k=1

2.4 Устройство для измерения усилия прокатки

Особенностью клетей стана 350 является их предварительно напряженное состояние, которое достигается с помощью устройств гидравлического уравновешивания валков. Жесткость клетей позволяет вести прокатку при минимальных температурах заготовки 950 при подаче ее в первую рабочую клеть. Таким образом, создаются условия, при которых не происходит обезуглероживание поверхности металла в окислительной атмосфере нагревательных печей.

Прокатная клеть состоит из следующих узлов:

станина прокатной клети, свободная сторона и приводная сторона

осевое крепление

4 нажимных винта и 4 нажимных гайки сцепное приспособление

опора колес

Станина прокатной клети, свободная сторона, и станина прокатной клети, приводная сторона, выполнены из стального литья и соединены между собой резьбовым соединением. В просветы станины ввинчены планки, работающие на износ, которые при монтировании валков воспринимают подушки.

На свободной стороне клети находятся четыре откидываемые стойки, которые через клинья удерживают по оси опоры валков у станины прокатной клети при помощи расположенных на подушках накладок и нажимных деталей, Клинья расположены со смещением для установки необходимого зазора 0,2...0,3 мм, чтобы при перестановке верхнего валика не могло произойти заклинивания.

При проведении перевалки валков стойки с клиньями отводят в сторону на 90º.

Нажимные винты, соединенные по оси через шаровидные (выпуклые или вогнутые) поверхности с нажимными деталями, ввинчены в нажимные гайки. Нажимные гайки в верхней поперечине посредством защитных приспособлений и стопорных шайб фиксированы против перекручивания и осевого движения. Защита выполняет при этом еще функцию уплотнения.

Вместо встроенных нажимных деталей между нажимной гайкой и поперечиной станины могут быть вмонтированы кольцеобразные месдозы. Привинченной к нижней поперечине станина прокатной клети сцепное приспособление представляет собой соединение прокатной клети к гидравлическому приспособлению смешения.

На нижних поперечинах cтанин прокатной клети свободная сторона и приводная сторона расположены ходовые колеса. Они становятся действенными при выезде и въезде прокатной клети на устройство для перевалки прокатных клетей.

Клеть прокатного стана состоит из следующих узлов:

прокатная клеть;

устройство установки валков;

устройство опоры валков;

трубопроводы

половинки муфты для автоматического присоединения снабжения половинки муфты автоматической электромуфты.

Усилие прокатки передается через валки, верхнюю опору валков, 4 нажимных винта и 4 нажимные гайки, а также через нижнюю опору валков, 4 нажимные детали и 4 уравнивающие части на станину прокатной клети.

Верхний рабочий валик устанавливается посредством устройства установки валков при помощи электродвигателя или вручную посредством динамометрического ключа.

На индикаторной шайбе можно снять показания хода установки нажимных винтов. При задействовании динамометрического ключа против часовой стрелки индикаторная шайба поворачивается по часовой стрелке и в результате достигается увеличение зазора между валками.

Нижний рабочий валик устанавливается посредством уравнивающих частей, вставленных в нажимные детали.

Верхний рабочий валик можно переставить по оси со Свободной стороны посредством ручного привода динамометрическим ключом.

При задействовании динамометрического ключа по часовой стрелке рабочий валик смещается в направлении стороны перевалки.

Для Н 360 служит второй ручной привод для законтривания резьбы. Если динамометрический ключ вращают против часовой стрелки для законтривания резьбы, то в этом случае достигают законтривание.

Эти процессы движений представлены в виде условных обозначений на табличке, укрепленной на крышке подшипника верхней опоры валков со стороны перевалки и на устройстве установки валков.

Четыре гидравлических устройства уравновешивания: в верхних подушках опоры валков разжимают подушки с валками. Контактные поверхности нажимных деталей на нижних подушках и сверху между нажимными винтами и нажимными деталями выполнены шаровидно (выпукло-вогнуто). В результате этого становится возможным, чтобы подушки приспосабливались к прогибу валков и, таким образом, увеличивается срок службы подшипников жидкостного трения.

Для измерения усилия прокатки вместо нажимных деталей могут быть вмонтированы кольцеобразные месдозы. Усилие проката направляется через подшипник жидкостного трения, подушку, нажимные детали, нажимные винты, нажимные гайки и через месдозы в станину прокатной клети.

Половинки муфты со стороны прокатной клети автоматического присоединения рабочих сред и сцепной крюк расположены на нижней поперечине станины прокатной клети со стороны привода.

Половника автоматической электромуфты со стороны прокатной клети расположена на верхней поперечине станины прокатной клети, со стороны привода.

На Свободной стороне прокатной клети на проводковом брусе могут быть монтированы линейки с делением ручья для более точной и быстрой смены калибра.

При монтаже опоры валков в прокатную клеть необходимо обращать внимание на таблички и стрелки со Свободной стороны прокатной клети.

При перестановке нажимных винтов необходимо обращать внимание на табличку в связи со стрелками.

Уравновешивание валков

Посредством устройства гидравлического уравновешивания валков путём затяжки подушек ликвидируются зазоры между находящимися в силовом потоке контактными поверхностями в прокатной клети. В результате этого предотвращается подпрыгивание валков при первом проходе проката и выдерживается постоянный установленный раствор валков. Четыре устройства гидравлического уравновешивания валков вставлены в боковые отверстия верхних подушек опоры валков и соединены резьбовым соединением. В результате воздействия на цилиндр (1) поршень (2) нажимает на подушку со стороны привода. В результате этого верхняя опора прижимается к нажимным винтам, а нижняя опора - … прокатной клети. Если устройство уравновешивания валков находится без давления, встроенная пружина сжатия (3) поддерживает входное движения поршня в цилиндр.