Главная линия рабочей клети толстолистового стана 5000 - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Главная линия рабочей клети толстолистового стана 5000

Разработка структурной схемы, конструкции и проверочный расчёт главной линии рабочей клети толстолистового стана 5000. Расчет прочности, упругой деформации валков, определение мощности привода и жесткости валковой системы; выбор передаточных механизмов.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Выполнить проверочный расчёт главной линии рабочей клети толстолистового стана 5000. Определить назначение и дать краткую характеристику стана, в состав которого входит проектируемая главная линия рабочей клети. Выбрать оборудование и основные параметры проектируемой главной линии рабочей клети.
При разработке проекта главной линии прокатной клети выполнить, определить или назначить следующее:
1. материал, конструкцию и размеры валков, силовые воздействия на валки;
2. расчёт прочности валков, расчёт коэффициента жёсткости рабочей системы;
3. тип, конструкцию и основные параметры подшипников прокатных валков;
4. тип и конструкцию устройств для установки и уравновешивания валков, расчёт нажимного механизма;
5. тип, конструкцию и размеры станины и её элементов, расчёт прочности и жёсткости станины;
6. расчёт коэффициента жёсткости рабочей клети;
7. крепление рабочей клети к фундаменту;
8. тип и конструкция валковой арматуры;
9. выбрать тип и конструкцию передаточных механизмов главной линии прокатной
10. выбрать тип и определить мощность главного привода рабочей клети;
11. выбрать тип и конструкцию устройств для смены валков и указать способ перевалки.
Потребности общества рождают технологии получения продукции, требуемые свойства которых определяется спецификой ее потребления. Технологии требуют создания соответствующего оборудования. Когда материальные условия для этого созрели, то необходимое оборудование создается. В этом смысле технология является первопричиной, определяющей потребность создания оборудования. А созревшие материальные условия - необходимой предпосылкой его разработки и изготовления.
Поэтому любой технологический процесс получения какой-либо продукции немыслим без соответствующего оборудования, и специалисту-технологу в силу объективности такой связи необходимо иметь знания по оборудованию цехов ОМД.
Главная особенность дальнейшего развития оборудования - это повышение качества продукции.
Оборудование цехов должно быть надежным, жестким, ремонтно-пригодным и экономичным.
В настоящее время перед металлургами поставлена задача поднять технический уровень отрасли, повысить качество металла. Для этого необходимо активнее обновлять устаревшие основные фонды, внедрять прогрессивные технологии и оборудование, совершенствовать структуру производства. Следует наращивать выпуск машин и агрегатов, обеспечивающих коренное техническое перевооружение базовых отраслей тяжелой индустрии, перейти от производства отдельных махнин в основном к созданию технологических линий и комплексов с высокой степенью автоматизации, существенно увеличить выпуск металлургического оборудования.
Решение поставленных задач неразрывно связано с ускорением научно-технического прогресса в металлургии и металлургическом машиностроении, с созданием экономичных, высокопроизводительных машин и агрегатов высокой надежности и долговечности.
Для того, чтобы машина была современна продолжительный срок, она должна обладать более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с теми, которые достигнуты на машинах этого назначения в мировой практике.
Потребность в прокатном оборудовании продолжает расти. Это объясняется тем, что прокатка из всех способов обработки металлов пользуется наибольшим распространением вследствие непрерывности процесса, высокой производительности и возможности получения изделий самой разнообразной формы и высокого качества. Прокатные изделия из стали, являются наиболее экономичным продуктом -- конечным для металлургических предприятий и исходным в машиностроении, строительстве и других отраслях народного хозяйства.
Современные прокатные станы представляют собой полностью механизированные и автоматизированные линии, и поэтому по сравнению с другими видами металлургических агрегатов они при изготовлении более трудоемки и в то же время металлоемки.
Данный курсовой проект направлен на изучение технологических возможностей, анализ работы главной линии рабочей клети толстолистового стана 5000.
1. Назначение и краткая характеристика стана
Стан 5000 предназначен для производства листов толщиной от 8 до 100 мм, шириной от 1500 до 4800 мм, длиной от 6000 до 24000 мм из низколегированной марок стали типа 09Г2ФБ, 10Г2ФБЮ, 13Г1СУ и других, прокатываемых по контролируемому режиму.
На стане возможна прокатка листов толщиной от 8 до 160 мм, шириной от 1500 до 4800 мм, длиной от 6000 до 24000 мм из углеродистых, конструкционных, низколегированных и легированных марок стали, прокатываемых по обычному режиму.
Возможна поставка листов шириной от 900 до 2400 мм после продольной резки по оси.
Оборудование стана обеспечивает прокатку и отделку листов со следующими прочностными характеристиками (при температуре +20 °С):
- с пределом прочности до 1200 МПа;
- с пределом текучести до 750 МПа (при толщине листа от 41 до 50 мм);
- с пределом текучести до 1000 МПа (при толщине листа до 40 мм).
Основные марки стали, прокатываемые на стане 5000 и требования, предъявляемые к ним
Сталь углеродистая обыкновенного качества СтО - Ст5, СтЗГпс и др.
Сталь низколегированная для мостостроения марок 10ХСНД, 15ХСНД
Сталь углеродистая и низколегированная из марок 15 К, 20К, 09Г2С для котлов и сосудов под давлением
Сталь углеродистая и низколегированная для судостроения из марок А, В, D, А32, D32, А36
Сталь низколегированная конструкционная повышенной прочности марок 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 09Г2, 09Г2 С(Д) 10Г2С1(Д), 10-15ХСНД
Сталь углеродистая качественная конструкционная из марок 08-25(пс, сп),30-70
Сталь легированная конструкционная из марок 15Г, 20Г, 30Г, 40Г, 50Г, 20Х, 40Х
В состав основного технологического оборудования стана 5000 входят:
- 2 нагревательные печи с шагающими балками;
- четырехвалковая реверсивная чистовая клеть;
- установка ультразвукового контроля;
- кромкообрезные ножницы и ножницы продольной резки;
- делительные ножницы катящегося реза;
маркировочные машины. Схема расположения основного технологического оборудования представлена рисунке 1.
Рисунок 1 - Схема расположения основного технологического оборудования стана 5000
1 - Склад слябов; 2 - Нагревательные печи; 3 - Первичный гидросбив окалины; 4 - Карман для листов свыше 50 мм; 5 - Рабочая клеть; 6 - Роликоправильная машина №1 (горячей правки); 7 - Установка ускоренного охлаждения; 8 - Роликоправильная машина №2; 9 - Клеймитель; 10 - Карман ПФО (противо флокенного охлаждения); 11 - Холодильник; 12 - Инспекторский стол; 13 - Кантователь; 14 - УЗК; 15 - Ножницы поперечной резки (для обрезки торцов); 16 - Ножницы продольной резки (СКОН + слитинг); 17 - Ножницы №2 поперечной резки (для порезки на мерные длины); 18 Маркировщик; 19 - Термические печи; 20 - Роликоправильная машина №3 (холодной правки); 21 - Маркировщик; 22 - Карманы.
Характеристики 4-х валковой прокатной клети
Диаметр рабочих валков Длина рабочих валков
Диаметр опорных валков Длина опорных валков
4-рядные конические радиальные роликовые
Скорость рабочих валков при макс, диаметре валка
Максимально допустимое усилие прокатки
Максимальное усилие на цилиндрах HGC при давлении 300 бар со стороны поршня, 30 бар со стороны штока
Максимальный крутящий момент при прокатке
Максимальный крутящий момент перегрузки (двигатель)
Крутящий момент при отключении двигателя
Максимальное давление в гидросистеме
Раствор между рабочими валками (новые валки)
Мощность привода Частота вращения привода
Размер просвета для свободного прохода через клеть
2. Выбор структурной схемы главной линии рабочей клети
Главная линия рабочей клети состоит из рабочей клети, передаточных механизмов и главного электродвигателя.
Основным технологическим инструментом прокатного стана являются валки, вращающиеся в подшипниках и воспринимающие усилие прокатки. Привод валков осуществляется электродвигателем через промежуточные передаточные механизмы и устройства. Машины и механизмы, предназначенные для вращения валков, а также для восприятия возникающих при пластической деформации металла усилий и крутящих моментов, составляют главную линию рабочей клети.
Схема главной линии рабочей клети толстолистового стана 5000 представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Структурная схема главной линии рабочей клети
1 - рабочая клеть; 2 - универсальные шпиндели; 3 - главный электродвигатель; 5 - промежуточный вал; 6 - моторная муфта; 8 - устройство для уравновешивания шпинделей; 9 - прокатные валки; 10 -станины: 11 - механизмы установки верхнего валка; 12 - траверсы; 13 - подушки с подшипниками; 14 - плитовины; 15 -фундаментные болты.
3. Разработка конструкции рабочей клети
Прокатные валки выполняют основную операцию прокатки - деформацию (обжатие) металла и придание ему требуемых размеров и формы поперечного сечения. В процессе деформации металла, вращающиеся валки воспринимают усилие, возникающие при прокатке, и передают его на подшипники и другие детали рабочей клети стана.
3.1.1 Выбор материала, конструкции и размеров прокатных валков
Принятый режим обжатий заготовки, необходимое качество проката, стойкость валков в значительной мере зависят от материала, из которого изготовлены валки. Основанием для выбора материала является назначение стана и условия эксплуатации валков. Материал, из которого изготовлены валки, должен обеспечить их прочность и износостойкость. Износ валков зависит от их твердости. Твердость снижает вязкость , что отражается на снижении прочности валков. В каждом конкретном случае в зависимости от назначения стана и условий эксплуатации валки делают из материала, обладающего свойством, являющимся в данном случае основным.
Выбираем материал валков - сталь марки К60.
Диаметр рабочих валков 1210-1110 мм;
Длина бочки рабочих валков 5300 мм;
Диаметр шейки рабочих валков 749 мм;
Длина шейки рабочих валков 1153 мм;
Диаметр опорных валков 2300-2100 мм;
Длина бочки опорных валков 4950 мм;
Диаметр шейки опорных валков 1650 мм;
Длина шейки опорных валков 1513 мм.
Валок состоит из трех основных элементов: бочки валка (диаметром D и длиной L), которая при прокатке непосредственно соприкасается с деформируемым металлом; шеек (диаметром d и длиной 1), расположенных с обеих сторон бочки и опирающихся на подшипники валка; двух концевых участков, один из которых служит для соединения валка со шпинделем, а другой для фиксирования валка в осевом направлении или используется для перевалки.
3.1.2 Определение сил, действующих на валки при прокатке
Для обоснованного выбора и расчета прокатных валков, а также деталей и узлов рабочей клети необходимо знать силовые факторы, действующие на валки при прокатке. В каждом конкретном случае необходимо иметь в виду следующие силовые факторы: усилие прокатки Р и характер его приложения по длине бочки валка; крутящий момент М кр , приложенный к приводному концу валка; усилие противоизгиба валков при прокатке листа; переднее и заднее' натяжения прокатываемой полосы. Графическое изображение действия полосы на валок представлено на рисунке 3.
Рисунок 3 - Силовое действие полосы на валок N p - сила реакции опоры; Р - сила, с которой полоса действует на валок (усилие прокатки); М - крутящий момент.
Выделим из системы прокатный валок и рассмотрим его равновесие без учета сил трения в опорах валка. В точке Oi приложим систему сил, эквивалентную нулю, то есть две силы, равные по величине и противоположно направленные. Тогда получим систему сил, состоящую из пары сил (Р, Р) с плечом а и сосредоточенной силы Р. Чтобы валок находился в равновесии необходимо пару сил уравновесить моментом М, а силу Р уравновесить силой N p . Момент М прикладывается к валкам шпинделями, приводящими валки во вращение, а усилие прокатки Р воспринимается деталями прокатной клети (подушками с подшипниками, нажимные винты, станины - цепь передачи усилия) и уравновешивается реакцией N p этих деталей.
При практических расчетах усилие прокатки находят по методу усреднения:
где р ср - среднее контактное нормальное напряжение (контактное давление);
F - площадь контакта металла с валком.
Крутящий момент можно определить по формуле:
Мтр - момент трения в подшипниках одного опорного валка четырехвалковой клети, приведенный к оси приводного рабочего валка.
Рассмотрим 1 проход черновой стадии прокатки стали класса прочности К56. Ширина листа в данном проходе составляет 1500 мм, толщина - 300 мм, относительное обжатие - 16%. Ширина готового проката, после последнего чистового проката составляет 4500 мм, толщина - 47 мм, длина - 21409 мм. После 2 прохода раскат имеет толщину 260 мм. Скорость прокатки в 1 проходе V = 1 м/с, температура - 1080 °С. Расстояние между осями нажимных винтов а = 7000 мм.
Проверяем соотношения основных размеров валков:
Основные размеры выбраны рационально.
Принимая для валков толстолистового стана коэффициент переточки к = 0,05, определяем максимальный и минимальный диаметры бочек рабочего и опорного валков.
Полученные данные основных размеров валков находятся в пределах, установленных практикой эксплуатации толстолистовых станов горячей прокатки. Обжатие в 1 проходе:
Принимаем коэффициент трения при захвате = 0,32. Тогда
2Дh /Dp мин = 2*40/1110 = 0,072; 2 = 0,32 2 = 0,1024; 0,072<0,1024.
Условие захвата полосы валками выполняется. Определяем усилие прокатки по формуле
Р = Рср * F = 123,82*0,228 = 28,23 МН = 28230 кН
где р С р=*sc - среднее нормальное контактное напряжение;
где F=lд*b=0,152*1,5=0,228 -площадь контакта металла с валком.
Коэффициент, учитывающий влияние ширины полосы n B = 1
Коэффициент, учитывающий влияние внешнего трения на значение среднего нормального контактного напряжения, определяется по формуле:
Так как отношение , и находится в интервале 0,05<(lд/hср)<1,0, то коэффициент '', учитывающий влияние внешних зон деформации, можно определить по формуле:
Так как прокатка осуществляется без натяжений, то коэффициент, учитывающий влияние натяжений ”' = 1.
Тогда коэффициент напряженного состояния:
= *В*'*”*”' =1,15*1*1,09*1,27*1 = 1,59.
уs=66,8+0,1*{(k1?*X1+k??X1№??)+….+(k11?*X11+k11??*X11№??)}
a=0,126+0,01*{(L?1*X1+L??1*X№??)+….+(L11?*X11+L??X11№??)
b=0,125+0,01{(m1?*X1+m1??*X1№??)+…..+(m11?*X11+m??*X11№??)}
c=-2,82+0,01{(n1?X1+n1??*X1№??)+….=(n11?*X11+n11??*X11№??)}
Определим крутящий момент. Момент прокатки
М пр = РLд = 28230**0,5*0,152 = 2145 Нм,
где = 0,5 - коэффициент плеча равнодействующий при горячей прокатке простых профилей.
где f = 0,003 - коэффициент трения в подшипниковых опорах валка на ПЖТ;
d = 1800 мм - диаметр втулки - цапфы.
Крутящий момент, приложенный к приводному концу валка:
Mкр = (Мпр/2)+Мтр=(2145/2)+41,35=1113,85*10 3 Нм
3.1.3 Расчет прочности, упругой деформации валков и определение жесткости валковой системы
Выполняем расчет опорного валка на прочность, руководствуясь расчетной схемой, представленной на рисунке 4.
Рисунок 4 - Схема к расчету прочности валков четырехвалковой систем Максимальный изгибающий момент в опасном сечении бочки опорного валка
а - расстояние между осями нажимных винтов, проходящих через середины опор валка на ПЖТ;
L - длина бочки опорного валка. Максимальный изгибающий момент в опасном сечении шейки опорного валка
где Т - расстояние от края бочки опорного валка до середины валковой опоры на ПЖТ.
Условие прочности бочки опорного валка по нормальным напряжениям при изгибе:
где [] = 130 МПа - допускаемое напряжение для материала валка;
W 6 = 0,1 * = 0,1 * 2,145 3 = 0,986 м 3
- момент сопротивления сечения бочки валка при изгибе.
Условие прочности бочки опорного валка выполняется.
Условие прочности шейки опорного валка:
где W ш = 0,1 * dк 3 = 0,1 *1,65 3 = 0,449 м 3
- момент сопротивления поперечного сечения шейки валка при изгибе при наибольшем диаметре d K конической части шейки валка под подшипник жидкостного трения.
Условие прочности шейки опорного валка выполняется.
Приступая к проверке прочности приводного конца рабочего валка, определяем его диаметр d = 760 мм.
Приводной конец выполнен с лысками. Форма поперечного сечения приводного конца валка представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Форма поперечного сечения приводного конца валка
Для проверки условия прочности приводного конца валка необходимо определить момент сопротивления поперечного сечения приводного конца при кручении. Принимаем b=425 мм, R=380 мм, а=90°. Приведем форму поперечного сечения к прямоугольной. Площадь сегмента
Находим положение центра тяжести площади сегмента по отношению к оси валка:
Получаем прямоугольную форму поперечного сечения с отношением сторон
Тогда момент сопротивления сечения при кручении:
W K = b 3 = 0,263 * 0,55 3 = 0,0437 м 3 .
Условие прочности приводного конца валка по касательным напряжениям при кручении:
где [ф] = (0,5 -- 0,6)[] = 0,6 *130 = 78 МПа - допускаемые значения касательных напряжений при кручении.
Условие прочности приводного конца валка выполняется.
Е = 2,15 *10 11 Па - модуль упругости материала валка при растяжении (сжатии);
Кф - безразмерный коэффициент, зависящий от формы поперечного сечения; G = 0,82 * 10 11 Па - модуль упругости материала валка при сдвиге. Контактная деформация рабочего валка с опорным:
Упругая деформация при контакте рабочего валка с полосой отсутствует при горячей прокатке.
Суммарная деформация четырехвалковой системы
8 В = 2( 1 + 2 + р - 0 ) = 2(0,82 + 0,307 + 0,59) = 3,43 мм.
Определение жесткости валковой системы
3.2 Тип, конструкция и основные параметры подшипников прокатных валков
Для рабочего валка выбираем четырехрядные конические роликоподшипники. Конические роликоподшипники служат для передачи между рабочим валком и подушкой как осевых усилий, возникающих в основном ходе прокатки, так и радиальных усилий, вытекающих, главным образом, из собственного веса рабочего валка и усилий исходящих от системы противоизгиба. Смазка подшипников рабочих валков осуществляется от системы масляно-воздушной смазки. Расположенные в подушках радиальные уплотнительные кольца цапф не допускают попадания воды и грязи в подшипник и одновременно предотвращают выход масла. Однако они позволяют выравнивать давления масляно-воздушной смеси по отношению к окружающей среде.
Характерные размеры подшипника представлены на рисунке 6.
Рисунок 6 - Характерные размеры четырехрядного конического роликоподшипника
Подшипники MORGOIL 80"-86-KLX используются в качестве подшипников для опорных валков. Их задачей является восприятие общего усилия прокатки. Элементом, несущим нагрузку, при этом является масляная пленка между подшипниковой и рабочей втулками. Эта постоянная масляная пленка обеспечивает бесконтактное скольжение металлических поверхностей. Подаваемое на подшипники количество масла обеспечивает отвод теплоты трения, а также благоприятное распределение температуры по всей длине опорного валка.
По ГОСТ 7999-70 выбираем подшипник: диаметр втулки-цапфы 1800 мм, длина втулки- цапфы l= 1600 мм. Конструкция ПЖТ представлена на рисунке 7.
где [р] = 16 -- 17 МПа - при работе в длительном режиме;
[р] = 21,0 -- 22,5 МПа - при работе в кратковременном режиме.
Полученное значение можно считать допустимым.
Рисунок 7 - Подшипник жидкостного трения:
1 -- втулка-вкладыш; 2 -- втулка-цапфа; 3 -- кольцо-насадка; 4 -- узел задней крышки с манжетным и торцевым текстолитовым уплотнениями; 5 -- упорный узел с роликовым коническим подшипником; 6 -- стакан; 7 -- фиксирующая крышка; 8 -- фиксирующая гайка; 9 -- кольцо; 10 -- разъемные полукольца; 11 -- крышка-кожух; 12 -- передняя насадка; 13 -- узел передней крышки; 14-- втулка; 15 -- шпонка-фиксатор; 16 -- шпонка
3.3 Выбор типа и расчет механизма для установки прокатных валков
Механизм для вертикальной установки валков предназначен для перемещения валков при установке зазора между ними на заданное обжатие полосы. На всех листовых станах положение нажимного валка с подушками и подшипниками в рабочей клети постоянно, поэтому раствор между валками регулируется перемещением только верхнего валка при помощи нажимного устройства.
3.3.1 Механическое нажимное устройство
Механическое нажимное устройство представлено на рисунке 8. Ст. обслуживания
Рисунок 8 - Механическое нажимное устройство
Наружный диаметр нажимного винта do = 950 мм.
Диаметр нажимной гайки D = (1,5 -- l,8)d 0 = 1,5 * 950 = 1425 мм
Высота нажимной гайки Н = (0,95 -- 1)D = 0,95 * 1425 = 1354 мм
Определим усилие, действующее на нажимной винт
где G - масса уравновешиваемых деталей при прокатке (верхнего валка, его подушек и нажимных винтов).
Для приведения нажимного винта во вращение при действии на него усилия, возникающего при прокатке, к его хвостовику необходимо приложить крутящий момент, который должен преодолеть трение в пяте и резьбе. Схема к расчету прочности нажимного винта представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 Схема к расчету прочности нажимного винта
где f п = 0,1 - коэффициент трения в пяте;
d n = 800 мм - диаметр пяты нажимного винта;
d cp = 905 мм - средний диаметр нажимного винта;
а -- 0°25' - угол подъема резьбы винта;
Условие прочности хвостовика нажимного винта:
Условие прочности хвостовика нажимного винта выполняется. Условие прочности резьбового участка нажимного винта:
где - площадь поперечного сечения винта по внутреннему диаметру резьбы.
Касательное напряжение при кручении:
W K = 0,2 - момент сопротивления поперечного сечения винта при кручении;
d 1 - внутренний диаметр резьбы винта.
Условие прочности резьбового участка нажимного винта выполняется.
3.3.2 Гидравлическое нажимное устройство
Гидронажимное устройство вместе с механическим нажимным устройством служит в качестве исполнительного органа для регулирования очага деформации в клети. Нажимные гидравлические цилиндры находятся в нижней зоне станины. Гидравлический нажимной цилиндр представлен на рисунке 10.
Рисунок 10 - Гидравлический нажимной цилиндр
Технические характеристики нажимного цилиндра:
3.4 Выбор типа и расчет механизма для уравновешивания верхнего валка
Механизм уравновешивания верхнего валка предназначен для устранения зазоров между подпятником и пятой нажимного винта, а также в резьбе пары нажимной винт-гайка. Это необходимо для того, чтобы при задаче металла в валки не возникали динамические нагрузки, а раствор между валками соответствовал требуемому обжатию, установленному оператором.
Применяется механизм гидравлического уравновешивания, размещенный в верхней траверсе станины. Механизм гидравлического уравновешивания представлен на рисунке 11.
Рисунок 11 - механизм гидравлического уравновешивания верхнего валка
Цилиндр уравновешивания представлен на рисунке 12.
Рисунок 12 - Цилиндр уравновешивания
Технические характеристики цилиндра уравновешивания:
Необходимое давление масла в цилиндре:
где G - вес уравновешиваемых деталей;
Одной из наиболее ответственных деталей прокатной клети является станина. Она объединяет все узлы и механизмы прокатной клети в единый агрегат. В станины монтируются подушки с прокатными валками, механизмы установки валков и другие устройства и механизмы, необходимые для получения прокатных профилей с требуемой точностью размеров. Станина является последним звеном, замыкающим цепь передачи усилия прокатки от прокатных валков через подшипники, подушки и механизмы установки валков. Так как станина является одним из элементов прокатной клети, определяющим работоспособность стана и качество выпускаемой продукции, то к ней предъявляются определенные требования в отношении ее прочности, жесткости, удобства обслуживания и быстрой перевалки валков. Наиболее важными требованиями для станины являются прочность и жесткость.
Станина представлена на рисунке 13.
Рисунок 13 - Станина прокатной клети
Рассмотрим данную станину как станину закрытого типа, представленную на рисунке 14.
Рисунок 14 - Станина закрытого типа: 1 - верхняя поперечина; 2 - окно; 3 - стойка; 4 - приливы (лапы); 5 - нижняя поперечина
Рисунок 15 - Схема к определению геометрических параметров
Выбираем материал станины: Сталь К60.
Площадь сечения в середине верхней поперечины:
F 1 = Н 1 В 1 - (d1*b1 + d 2 b 2 ) = 2,6 * 2,36 - (1,35 * 1,3 + 1 * 1,3) = 3,08 м 2 .
Статический момент площади сечения верхней поперечины относительно оси X:
Координаты центра тяжести площади сечения по оси у:
Положение нейтральной оси: y1 = у с = 1,396 м; у 2 = Hi - у с = 2,6 - 1,396 = 1,204 м. Момент инерции площади сечения верхней поперечины относительно центральной оси, проходящей через центр тяжести сечения:
Площадь поперечного сечения стойки:
F 2 = Н 2 В 2 = 1,075 * 1,025 = 1,102 м 2
Момент инерции площади поперечного сечения стойки:
Площадь поперечного сечения нижней поперечины:
F 3 = Н 3 В 3 = 2,35 * 1,95 = 4,583 м 2 .
Момент инерции площади поперечного сечения нижней поперечины:
l1=b + 2Н 2 = 5975 + 2 * 1075 = 8125 мм. высота стоек:
l 2 = h + у с + = 10460 + 1396 + 1175 = 13031 мм.
Конструктивно принимаем 1 2 = 15410 мм.
3.5.2 Расчет прочности, упругой деформации и коэффициента жесткости станины
Прочность станины в сечении 1-1 верхней поперечины. Моменты сопротивления поперечного сечения изгибу:
Изгибающий момент в середине верхней поперечины:
Наибольшее напряжение сжатия по внутреннему контуру станины:
Условие прочности верхней поперечины выполняется.
Проверка прочности стойки в сечении 2-2.
Момент сопротивления поперечного сечения изгибу:
Наибольшее напряжение в стойке по внутреннему контуру:
Условие прочности стойки выполняется.
Проверка прочности нижней поперечины в сечении 3-3.
Момент сопротивления поперечного сечения изгибу:
Условие прочности нижней поперечины выполняется
Расчет упругой деформации и коэффициента жесткости станины
Перемещение станины от действия изгибающих моментов вследствие деформации двух поперечин:
Перемещение станины от действия поперечных сил вследствие деформации двух поперечин:
Перемещение станины от действия продольных сил вследствие деформации двух стоек:
д = д 1 + д 2 + д 3 = 0,41 + 0,24 + 0,493= 1,143мм.
3.6 Расчет коэффициента жесткости рабочей клети
Жесткостью рабочей клети называется отношение максимального усилия на валки при прокатке к суммарной деформации рабочей клети.
Коэффициент жёсткости клети - величина усилия прокатки, приходящейся на единицу деформации клети.
Рассчитаем жесткость рабочей клети по известным коэффициентам жесткости клети и валков.
3.7 Крепление рабочей клети к фундаменту и расчет клети на опрокидывание
Прокатная станина на стороне привода и на стороне обслуживания установлена на расположенных на входной и выходной сторонах плитовинах и жестко соединена с ними болтами.
Усилия и моменты, воздействующие на прокатные станины при прокатке, через крепежные болты передаются на плитовины. Передача усилий от плитовин в фундамент происходит посредством болтов с Т-образной головкой, с помощью которых плитовины закреплены на фундаменте.
Диаметр болтов, крепящих станины к плитовинам и плитовины к фундаменту определим из соотношения:
d = (0,9 - 0,15)D P + 10 = 191,5 мм.
Для крепления станины выберем высокопрочные болты. Они изготавливаются из углеродистых или легированных сталей с последующей термической обработкой. Высокопрочные болты обеспечивают надежное соединение, хорошо работающее при любых видах силовых воздействий.
Рассчитаем рабочую клеть на опрокидывание. Схема к определению опрокидывающего момента, действующего на рабочую клеть в момент захвата металла валками представлена на рисунке 16.
Рисунок 16 - Схема к определению опрокидывающего момента, действующего на рабочую клеть в момент захвата металла валками
Опрокидывающий момент при прокатке с натяжением:
М опр = F ин * а = 1,77* 4,71 =8,33МНм
Усилие, с которым лапы растягивают болты:
где п - число болтов с одной стороны клети.
Нормальные напряжения от растягивания:
3.8 Тип и конструкция валковой арматуры
Чистовая клеть оснащена вводной и выводной направляющими проводками. Проводки представлены на рисунке 17. Обе направляющие проводки выполнены в виде стальных сварных конструкций и закреплены на траверсе системы уравновешивания опорных валков. Вследствие этого они перемещаются в клети вместе с системой уравновешивания опорных валков и следуют за вертикальными движениями системы установки прокатного зазора. Направляющие проводки необходимы для направления переднего конца прокатываемого материала в очаг деформации в зависимости от направления прокатки, защиты оборудования выходной части клети от хвоста при выходе проката из клети, удерживания в клети и позиционирования верхнего гидросбива.
Рисунок 17 Вводная и выводная направляющие проводки
4. Тип и конструкция передаточных механизмов главной линии рабочей клети
Приводные шпиндели, представленные на рисунке 18, служат для передачи крутящих моментов с приводных двигателей на рабочие валки. При этом шпиндели образуют крутильно-жесткое соединение между муфтой на стороне двигателя и трефом на стороне валка.
Приводные шпиндели опираются по центру на опорный узел, соединенный с системой уравновешивания шпинделя и обеспечиваемый смазкой от системы масляно-воздушной смазки. Система уравновешивания создает поддержку приводных шпинделей в рабочем режиме.
Номинальная мощность двигателя: 12000 кВт
Номинальный вращающий момент электродвигателя: 1910 кНм
Предельный момент тока двигателя: 4775 кНм
Момент отключения двигателя: 5252 кНм
Диаметр шарнира на стороне двигателя: 1300 мм
Диаметр шарнира на стороне валка: 1200 мм
Номинальное расстояние между центрами вращения в нулевой позиции: 11000 мм
5. Выбор типа и определение мощности привода валков рабочей клети
Технические характеристики двигателя представлена в п.1.
К э = 1,1- коэффициент, учитывающий неучтенную динамику (пуск, торможение).
где М пр - момент прокатки, необходимый для осуществления пластической деформации прокатываемого металла и преодоление сил трения его на поверхности валков;
М тр - момент, расходуемый на трение в подшипниках валков;
М хх - момент холостого хода, определяемый при вращении деталей стана на его холостом ходу.
М хх = 0,05 М ном = 0,05 * 1,91 = 0,0955 МНм.
М дв = 2145 * 10 3 + 55,76* 10 3 + 95,5 *10 3 = 2,296 МНм.
N = 2,145 *10 6 + 6,2 + 1,1 = 9,44 МВт = N H 0 M
6. Тип и конструкция устройств для
Главная линия рабочей клети толстолистового стана 5000 курсовая работа. Производство и технологии.
Су Тіршіліктің Тұтқасы Туралы Эссе Жазу
Антидопинговая Политика В Спорте Эссе
Контрольная работа: Контроль в системе управления организации
Реферат по теме Казимир Малевич и его "Черный квадрат"
Реферат: Взаимодействие живых существ с внешней средой. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Жизнь Смерть Бессмертие
Доклад по теме Искусство и физика
Дипломная работа: Модернизация Алматинской ТЭЦ-2 путём изменения водно-химического режима системы подготовки подпиточной воды с целью повышения температуры сетевой воды до 140–145 С
Реферат: Контрольная финансы и кредит
Математика 6 Класс Контрольная Работа Вариант
Реферат: Ww2 Soldiers Essay Research Paper World War
Курсовая работа: Проектирование и разработка программы ЧАТ для локальной сети
Легкая Атлетика Прыжки С Шестом Реферат
Реферат На Тему История Изучения Клетки
Как Написать Заключение К Контрольной Работе Пример
Курсовая работа по теме Модернизация теплохода проекта Р33Б под класс Российского Речного Регистра 'М3,0 (лед 30)'
Реферат О Медузе Кратко
Курсовая работа по теме Расчет системы водоснабжения г. Ружаны
Курсовая работа по теме Личность медика и физическая культура
Реферат по теме Ирина Архипова
Творчество Льва Толстого - Литература реферат
Программно управляемый генератор сигнала типа "меандр" сверхнизкой частоты на микроконтроллере - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Методика художественного образования младших школьников в процессе знакомства с городецкой росписью - Педагогика курсовая работа