Расчёт прокатного валка на прочность

2.3.1 Расчет бочки валка

Рассчитываем бочку валка. При расчете необходимо просчитать изгибающий момент , кН·м, действующий при прокатке. Он вычисляется по формуле [4]

(38)

где Р–максимальное усилие прокатки;

х–расстояние от середины шейки валка до места приложения усилия, мм; х=331,5.

а – расстояние между центрами двух шеек валка, мм;

а=1433.

После этого напряжение изгиба бочки валка , МПа рассчитывается по формуле [4]

(39)

где D_к – катающий диаметр бочки валка, мм;

D_к=485.

60,217 < 120

Условие прочности бочки валка выполняется.

Строим эпюру изгибающих моментов валка

Рисунок 1 – Эпюра изгибающих моментов валка

2.3.2 Расчет шейки валка

Кроме усилия прокатки к валку еще приложен крутящий момент от привода. Бочку валка рассчитывают только на напряжения изгиба, так как напряжение кручения бочки незначительно. Шейку валка со стороны привода рассчитывают на напряжение изгиба и кручения, а со стороны обслуживания - только на напряжение изгиба.

а) Рассчитываем шейку валка со стороны привода. Для этого найду реакции опор R, кН [4]

(40)

(41)

Найдем изгибающий момент , кН·м [4]

(42)

Найдем напряжение изгиба , МПа [4]

(43)

где - диаметр шейки валка, мм;

=300.

Найдем напряжение кручения , МПа [4]

(44)

где М_кр - крутящий момент от привода, Н·мм;

М_кр= .

k – добавочный коэффициент;

k=1,4.

Найдем результирующее напряжение , МПа [4]

(45)

МПа

45,833 < 60

Условие прочности шейки валка выполняется.

б) Рассчитаем шейку валка со стороны обслуживания. Для этого найдем изгибающий момент , кН·м и напряжение изгиба , МПа [4]

(46)

где с – расстояние равное половине длины шейки валка, мм;

с=191,5.

(47)

МПа

11,059 < 120

Условие выполняется.

Строим эпюру напряжений валка

Рисунок 2 – Эпюра напряжений валка

Расчёт мощности привода прокатной клети №1

Определяем момент прокатки М_пр, кН·м по следующей формуле [3]

(48)

где - усилие прокатки, кН;

P=2696.

- коэффициент, показывающий какую часть от дуги захвата составляет плечо приложения полного давления;

= 0,55.

- катающий радиус, мм;

=242,5.

- обжатие в первом проходе, мм;

=59,515.

Определим крутящий момент , кН·м по формуле [3]

(49)

где - передаточное число;

=72,96.

– коэффициент полезного действия;

=0,79.

Определим количество оборотов валка , об/мин по формуле [3]

(50)

где - скорость прокатки, м/с;

=0,316.

- катающий диаметр, м;

.

Определим количество оборотов двигателя , об/мин по формуле [3]

(51)

Определим фактическую мощность двигателя , кВт по формуле [3]

(52)

Определим коэффициент использования двигателя , по формуле [3]

(53)

где - паспортная мощность двигателя, кВт;

=1000.