Расчет подушек прокатных валков

Подушки обычно изготавливают из литой стали марок 25Л, 35Л с пределом прочности 500¸550 МПа.

Прочность подушки проверяют исходя из максимального усилия, действующего на нажимной винт (максимальной реакции на шейку валка от усилия прокатки ) и момента трения в подшипниках валков, стремящегося повернуть подушку (рис. 4.1) в направлении вращения валка. Со стороны станины этому повороту подушки препятствует сила Q, определяемая по формуле

( 4.1 )

где d - диаметр шейки валка; a_п - высота подушки; f - коэффициент трения в шейках валков, выбираемый в зависимости от типа подшипника по табл. 4.1.

В опасном сечении А подушки возникают напряжениями изгиба под действием силы Q и напряжения сжатием под действием силы R_max (см. рис. 4.1). Суммарные напряжения равны

( 4.2 )

Напряжение изгиба в опасном сечении подушки определяют по формуле

( 4.3 )

где y - расстояние от нижнего края подушки (точки приложения силы Q) до центра тяжести опасного сечения; b_п- ширина подушки; h₁- высота опасного сечения.

Рис. 4.1. Схемы нагружения подушек с подшипниками открытого

типа (а) и закрытого типа с подшипниками качения (б) и ПЖТ (с)

Напряжения сжатия рассчитывают по формуле

( 4.4 )

где - площадь поверхности соприкосновения подушки с предохранительным стаканом или с подпятником нажимного винта.

Проверяют выполнение условия прочности подушки в виде (1.1) или (1.2), принимая допустимое значение коэффициента запаса прочности 5.

Таблица 4.1

Значения коэффициентов трения в подшипниках

Подшипник	Коэффициент трения
Скольжения текстолитовый	0.004 - 0.008
Скольжения бронзовый	0.01 - 0.08
Качения	0.001 - 0.005
ПЖТ	0.002 - 0.005

ПРИМЕР 4.1. Рассчитать на прочность подушку опорного валка клети кварто 3200 с размерами (см. рис. 4.1,в), м: 2.645, =0.8, 1.955, 0.69. Подушка изготовлена из стали марки 25Л с 550 МПа. Площадь поверхности опоры подпятника нажимного винта =0.337 м². Диаметр шейки валка d=620 мм. Опорные валки установлены в ПЖТ. Максимальная реакция усилия прокатки R_max=15,5 МН.

Силу защемления подушки при ее повороте рассчитаем по формуле (4.1), приняв коэффициент трения в подшипниках по табл. 4.1 f=0.0035:

0.0064МН.

Напряжение изгиба в опасном сечении по формуле (4.3) составят:

0.2 МПа.

Напряжение сжатия в опасном сечении по формуле (4.4)

46.0 МПа.

Суммарные напряжения в опасном сечении по формуле (4.2) будут равны

0.2 + 46.0 = 46.2 МПа.

Коэффициент запаса прочности подушки по формуле (1.2)

Расчетное значение коэффициента запаса прочности значительно превышает допустимое [n] = 5. Таким образом, условие прочности выполняется.

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ВИНТОВОГО

НАЖИМНОГО УСТРОЙСТВА

Схема нагружения винтового нажимного устройства показана на рис.5.1. Нажимной винт вращается в гайке, установленной в поперечине станины рабочей клети.

Рис. 5.1. Расчетная схема винтового нажимного устройства

Нажимной винт

Нажимные винты обычно изготавливают из кованой углеродистой или низколегированной стали с пределом прочности, указанным в табл. 5.1.

Таблица 5.1