Расчет усилия прокатки при прокатке расчетного профиля

Усилие прокатки рассчитывается по формуле:

где - площадь контактной поверхности в очаге деформации;

- среднее контактное давление металла на валки стана.

где - сопротивление деформации;

- коэффициент, учитывающий влияние внешнего трения;

- температурный коэффициент;

- предел прочности низкоуглеродистой стали;

- температура плавления данной (прокатываемой) марки стали;

- длина очага деформации;

- средняя толщина раската;

- коэффициент трения.

где t – температура металла в i-м проходе;

- коэффициент, учитывающий материал валков: в обжимной клети валки стальные К1=1,0; во второй линии стана валки чугунные .

К3 =1,0- коэффициент, учитывающий материал прокатываемой стали:

низкоуглеродистая и .

К2 =1,1- для всех пяти проходов обжимной клети; К2=0,85-для всех проходов 1й клети трио; К2=0,8-для всех проходов 2й клети трио; К2=0,75-для всех проходов чистовой клети дуо.

Площадь контактной поверхности:

где - средняя ширина очага деформации;

1й проход.

2й проход

3й проход

4й проход

5й проход

6й проход

7й проход

8й проход

9й проход

10й проход

11й проход

12й проход

Определение средней высоты раската по проходам:

1й проход.2й проход

3й проход 4й проход

5й проход 6й проход

7й проход 8й проход

9й проход 10й проход

11й проход 12й проход

Определение температуры металла по проходам:

Температуру металла по проходам определяем из выражения:

, где

- условная температура металла перед задачей в обжимную клеть - постоянный коэффициент для данных температур;

- площадь сечения, соответственно исходной заготовки, в и-м калибре и готовой продукции (площадь круга);

и - температура начала и конца прокатки;

tн=12600С - температура начала прокатки (температура нагрева металла);

tк=9500С - температура конца прокатки.

1й проход.2й проход

3й проход 4й проход

5й проход 6й проход

7й проход 8й проход

9й проход 10й проход

11й проход 12й проход

Определение температурного коэффициента:

1й проход.2й проход

3й проход 4й проход

5й проход 6й проход

7й проход 8й проход

9й проход 10й проход

11й проход 12й проход

Определение сопротивления деформации:

1й проход.2й проход

3й проход 4й проход

5й проход 6й проход

7й проход 8й проход

9й проход 10й проход

11й проход 12й проход

Определение коэффициента трения:

1й проход.

2й проход

3й проход

4й проход

5й проход

6й проход

7й проход

8й проход

9й проход

10й проход

11й проход

12й проход

Определение коэффициента учитывающего влияние внешнего трения:

1й проход 2й проход

3й проход 4й проход

n′σ=1,0 т.к. (lд < hср; 138,4<244,5); n′σ=1,0 т.к. (lд < hср; 135,3<201,8);

5й проход

n′σ=1,0 т.к. (lд < hср; 158,3<175,15);

6й проход7й проход

8й проход9й проход

10й проход11й проход

12й проход

Определение среднего контактного давления металла на валки:

1й проход 2й проход

Рср=40,1*1,0=40,1(Н/мм2); Рср=40,5*1,0=40,5(Н/мм2);

 

3й проход 4й проход

Рср=41,3*1,0=41,3(Н/мм2); Рср=42,4*1,0=42,4(Н/мм2);

5й проход6й проход

Рср=45,3*1,0=45,3(Н/мм2); Рср=50*1,0469=52,3(Н/мм2);

7й проход8й проход

Рср=56,3*1,1241=63,3(Н/мм2); Рср=64,7*1,2120=78,4(Н/мм2);

9й проход10й проход

Рср=76*1,3023=99(Н/мм2); Рср=89,1*1,3799=123(Н/мм2);

11й проход 12й проход

Рср=102,0*1,4064=143,4(Н/мм2); Рср=114,0*1,3813=157,5(Н/мм2).

Определение полного давления металла на валки:

1й проход.

Р=40,1*31158,75=1249465,8 Н=1249,5 кН;

2й проход

Р=40,5*26729,95=1082562,9 Н=1082,5 кН;

3й проход

Р=41,3*31140=1286082 Н=1286,1 кН;

4й проход

Р=42,4*30983,7=1313708,8 Н=1313,7 кН;

5й проход

Р=45,3*33050,16=1497172,2 Н=1497,2 кН;

6й проход

Р=52,3*27892,8=1458793,4 Н=1458,8 кН;

7й проход

Р=63,3*23047,755=1458922,8 Н=1459кН;

8й проход

Р=78,4*19057,475=1494106 Н=1494,1 кН;

9й проход

Р=99*15987,645=1582776,8 Н=1582,8 кН;

10й проход

Р=123*12893,66=1585920,1 Н=1586 кН;

11й проход

Р=143,4*10058,36=1442368,8 Н=1442,4 кН;

12й проход

Р=157,5*8079=1272442,5 Н=1272,4 кН.

Расчет валков на прочность.

Расчеты валков на прочность сводятся к определению напряжений изгиба и кручения в бочке и шейке валка.

Результирующее напряжение в шейках стальных валков определяется из выражения:

;

Для чугунных валков:

Результирующее напряжение не должно превышать допустимые для данных валков .

Допустимые напряжения в валках принимают, исходя из пятикратного запаса прочности, т.е. .

Для кованных валков из стали:

Легированная

Углеродистая

Для литых стальных валков:

Для чугунных валков:

Легированная

Обыкновенные

Максимально допустимое давление на бочку валков сортового стана определяют по формуле:

Наихудшие условия работы валков – калибр расположен посередине бочки валков; будем исходить из этих условий.

Обжимная клеть

a=lб+lш= 2400+550=2950 мм; Дк= 805мм; х=у= lб/ 2 = 2400/2=1200 мм;

[σ]=100Н/мм2;

Первая клеть трио 800

a=lб+lш= 1930+450=2380 мм; Дк= 647,95мм; х=у= lб/ 2 = 1930/2=965 мм;

[σ]=100Н/мм2;

Вторая клеть трио 800

a=lб+lш= 1930+450=2380 мм; Дк= 701,7мм; х=у= lб/ 2 = 1930/2=965 мм;

[σ]=100Н/мм2;

Чистовая клеть дуо 800

a=lб+lш= 1220+450=1670 мм; Дк= 715мм; х=у= lб/ 2 = 1220/2=610 мм;

[σ]=100Н/мм2;

Расчет показал, что допустимое давление металла на валки во много раз больше полного давления полученного во время прокатки швеллера № 27.