Расчет станин с болтовым креплением крышки
7.2.1.1. Клети дуо.В этих клетях под действием силы 
нижняя поперечина будет изгибаться, вследствие чего стойки станины будут прогибаться внутрь и защемлять подушку верхнего валка, установленную в окне станины с зазором D. В результате со стороны подушки на стойки станины будет действовать реактивная сила Т(см. рис. 7.5,а и рис. 7.6). Крышка станины будет также изгибаться под действием силы . Эпюры изгибающих моментов показаны на рис. 7.6.
Силу защемления подушки стойками рассчитывают по формуле
, (7.31)
гдеЕ - модуль упругости материала станины; J1 иJ2 - моменты инерции сечений поперечин и стоек; с - расстояние от нейтральной линии нижней поперечины до горизонтальной оси верхнего валка.
|
- по формуле (7.25). Напряжения в опасных сечениях I-I, II-II и III-III (см. рис. 7.5) определяют по формулам: в нижней поперечине 
(7.32) в стойке 
(7.33) 
Рис. 7.6. Схема деформации станины
И эпюры изгибающих моментов
в крышке
(7.34)
где длина нейтральной линии крышки 
(см. рис. 7.6) ориентировочно может быть определена по формуле 
, ( 
.- ширина стойки станины).
Для каждого опасного сечения проверяют выполнение условия прочности в виде (1.2) при допустимом коэффициенте запаса прочности 10.
Примечание. Если значение силы Т получилось отрицательным, это свидетельствует о том, что зазор между подушкой и стойками станины очень большой и защемления подушки не происходит. В этом случае напряжения в стойках и нижней поперечине следует определять из условия Т=0. Максимальное значение силы защемления, а следовательно, и максимальные напряжения в стойках станины будет соответствовать случаю, когда зазор между подушкой и стойками D =0.
Напряжения растяжения в болтах крепления крышки рассчитывают по формуле:
(7.35)
где 
- внутренний диаметр резьбы болта, 
=1.25 - коэффициент, учитывающий предварительную затяжку болтов.
Рекомендуемый коэффициент запаса прочности для болтов - 10.
ПРИМЕР 7.2. Рассчитать на прочность станину открытого типа обжимной клети крупносортного стана 650. Форма и размеры опасных сечений станины показаны на рис. 7.7. Станина изготовлена из литой стали марки 25Л. Максимальная реакция усилия прокатки 
4.0 МН.
|
0.38 м, 
0.55 м (см. рис. 7.2 и 7.7): 
м2, 
м4, 
м, 
м3. Сечение II-II при 
0.40 м, 
0.38 м (см. рис. 7.2 и 7.7): 
м2, 
м4, 
м, 
м3. 
Рис. 7.7. К расчету станины
Открытого типа с болтовым
Креплением крышки
Сечение III-III при 
0.6 м, 
0.7 м, 
0.4 м, 
0.29 м, 
0.22 м (см. рис. 7.2 и 7.7):
м2,
м3,
м,
м4,
м3.
Определяем длину нейтральной линий нижней поперечины по формуле (7.25) приr=0 (см. рис. 7.2 и 7.7): 
м. Рассчитываем длину нейтральной линии крышки 
м,
Поскольку в клети установлены подшипники скольжения, сила защемления подушки стойками (Т) будет приложена в середине подушки. Расстояние от точки приложения силы Т до нейтральной линии нижней поперечины будет равно (см. рис. 7.7) 
м. Рассчитываем силу защемления подушки стойками по формуле (7.31), приняв зазор между стойками станины и подушкой D =0.002м:
МН.
Рассчитываем напряжения в элементах станины по формулам (7.32-7.34):
в нижней поперечине
МПа,
в стойке
МПа,
в крышке
МПа.
Определяем коэффициенты запаса прочности по формуле (1.2), приняв предел прочности материала станины 
МПа:
для нижней поперечины 
для стойки 
для верхней поперечины 
Видно, что условие прочности выполняется только для стоек станины. Нижняя поперечина и крышка станины будут работать с пониженными коэффициентами запаса прочности. Однако 
близок к допустимому 
=10. Следовательно, имеется вероятность поломки станины по опасному сечению нижней поперечины.
Рассчитываем по формуле (7.35) напряжения растяжения в болте, крепящем крышку станины к стойке и имеющем внутренний диаметр резьбы 
м; материал болта сталь марки 30ХГС с 
1100 МПа:
МПа.
Коэффициент запаса прочности болта будет равен 
, что ниже рекомендуемого значения.
Рис. 7.8. К расчету станин открытого типа клетей трио
с клиновым креплением среднего валка: а - при прокатке