Определение усилий действующих

НА ДВАДЦАТИВАЛКОВУЮ СИСТЕМУ

 

Цель работы: Изучение конструкции и назначения двадцативалкового стана, графически определить усилия, действующие на валковую систему при максимальном усилие на рабочие валки при холодной прокатке полосы. Исходные данные приведены в таблице 3.2.

 

Теоретическая часть

 

Для графического определения усилий между валками на миллиметровой бумаге в масштабе вычерчиваем верхнюю часть валковой системы (нижняя часть ей симметрична) и в определенном масштабе из центра рабочего валка откладываем вектор, соответствующий максимальному общему давлению металла на валки при прокатке F (рис. 3.1). При этом полагаем, что: а) переднее и заднее натяжения полосы равны между собой, поэтому равнодействующие F направлены вертикально; б) контактные силы трения между валками и силы трения в подшипниках опорных роликов незначительны и их влияние на направление усилий между валками не учитываем, т.е. считаем, что эти усилия через точки контакта направлены в центры соответствующих валков и опорных роликов.

 

 

Рис.3.1. Графическое определений усилий на валки и опорные ролики (без учета сил контактного трения) при прокатке на двадцативалковом стане

Полученные вектора сил раскладываем по правилу сложения и разложения векторов сил, изученном в разделе статика, дисциплины «Теоретическая механика».

Вторым этапом в работе необходимо изобразить схему двадцативалкового стана, на которой указать расположение моталок, листоправильной машины, двадцативалковой клети, транспортера и др.

 

Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, исходные данные для расчетов, расчетную схему и расчетную часть со всеми пояснениями; в конце работы необходимо сделать вывод о проделанной работе с указание максимальных усилий, действующих на валки и опорные ролики. Расчетная схема выполняется в масштабе по исходным данным. Схема двадцативалкового стана выполняется самостоятельно соблюдая пропорции (без масштаба). Все агрегаты входящие в состав стана необходимо подписать. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы. Для удобства обработки результатов составьте и заполните таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1 Усилия, действующие на валки и опорные ролики

F	F2=F3	F5	F4=F6	F8=F9	F10=F7
МН	МН	МН	МН	МН	МН

 

Контрольные вопросы

1) Объясните конструкцию и принцип работы двадцативалкового стана.

2) Объясните наличие такого количества опорных валков и роликов.

3) Объясните, почему для прокатки тончайшей полосы требуется относительно малый диаметр рабочих валков.

4) Какие валки обычно выполняют приводными в двадцативалковых станах и почему.

 

Таблица 3.2. Исходные данные для выполнения работы

 

вариант

МН

 

вариант

МН

 

При использовании данного метода в курсовом и дипломном проекте необходимо взять реальные размеры с чертежа двадцативалковой клети.

 

 

Практическая работа № 4

 

РАСЧЕТ ПОДШИПНИКА ЖИДКОСТНОГО ТРЕНИЯ

 

Цель работы: Изучение конструкции и назначение подшипника жидкостного трения. Выполнить проверочный расчет подшипника. Исходные данные приведены в таблице 4.2.

 

Теоретическая часть

 

Основными деталями подшипника являются (рис. 4.1, а): сменная втулка-цапфа 5 и втулка-вкладыш 1. Втулка-цапфа 5 насажена (на шпонке) на коническую шейку валка и вращается вместе с ним. Наружный диаметр цапфы определяет номинальный диаметр подшипника. Для передачи осевых усилий от валка 3 на корпус подушки (закрепленной в станине 4) на втулке-цапфе 5 предусмотрен кольцевой бурт, опирающийся с одной стороны на кольцо 9 (из двух полуколец), с другой – на кольцо-крышку 8. Для предохранения от осевого смещения втулка-цапфа закреплена на цапфе резьбовым кольцом 6 с полукольцами 7. Чтобы обеспечить полную герметичность рабочих поверхностей

 

Рис.4.1. Конструктивные элементы подшипника жидкостного трения и вязкость масел, применяемых для смазки ПЖТ: а — принципиальная схема конструкции подшипника; б — смещение центра расточки втулки-вкладыша; в — зависимость абсолютной (динамической) вязкости масел от температуры (марки масел: турбинное УТ, авиационное МЗС, МС-20, МК-22, машинное 1 и прокатное П-28 брайтсток).

и исключить проникновение пыли и влаги, предусмотрены тщательные уплотнения в торцевых крышках 8 и 10. Для улучшения условий подачи и «затягивания» масла в масляный клин во втулке-вкладыше предусмотрены масляные карманы 2 с обеих сторон (для возможности реверсивного вращения цапфы).

Среднее давление в подшипнике (по проекции его диаметра рис. 4.2)

 

. (4.1)

 

Для подшипника скольжения с заливкой из высокооловяннистого баббита Б83 допустимо

Для заданной внешней нагрузки на подшипник и среднего давления коэффициент грузоподъемности масляного клина по формуле:

 

; (4.2)

 

где – условный коэффициент грузоподъемности ПЖТ, ; - вязкость масла при рабочей температуре 50 С (см. рис. 4.1, в); - окружная скорость вращения цапфы (); - диаметр цапфы; - угловая скорость вращения валков (); - скорость прокатки; – диаметр валков стана; - длинна цапфы подшипника.

Рис.4.2. Гидродинамическое жидкостное трение в подшипнике с вращающейся цапфой (I - положение покоя; II - положение цапфы при ее вращении).

 

Чтобы работа подшипника была более устойчивой (без вибрации цапфы), принимают относительный эксцентриситет ; при котором и по формуле (4.2) находят и или по кривой на рис. 4.3.

При изготовлении подшипника допустимы предельные допуски по диаметру: втулки – вкладыша: +24мкм и втулки – цапфы: -18мкм. Возможный радиальный максимальный зазор . По кривой на рис. 4.3 находят при максимальном зазоре и коэффициенте грузоподъемности .

Коэффициент запаса ПЖТ по толщине масляного при заданной нагрузке:

а) при номинальном радиальном зазоре

 

(4.3)

 

б) при максимальном радиальном зазоре по той же формуле(4.3), где - критическая минимальная толщина масляного слоя,

Коэффициент трения подшипника

. (4.4)

 

Примечание: При-мер использования рис.4.3. Например, задаются относитель-ным эксцентрисите-том (в преде-лах 0,67…0,93), при котором . Например, если , то полу-чили точку А и нахо-дим: ;

 

Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, расчетную схему (рис. 4.2) и расчетную часть со всеми пояс- Рис.4.3. Номограмма для определения грузоподъемности