123973 (Профиль для металлических конструкций), страница 4

где В₈ – ширина калибра;

∑ ΔВ_1-8 – общее уширение.

Ширина разрезного калибра:

В₁ = В₀ + ΔВ₁ мм. (12)

Выбираем утяжку металла в закрытых фланцах Δh_ут = 8 мм. Приращение высоты выбираем в пределах Δh_пр = 0,75 ÷ 2 мм. Значения высот фланцев всех калибров принимаются с учетом место чередования мест разъемов валков. В чистовом калибре открытым фланцем является нижний, закрытым – верхний.

Толщину у основания открытого фланца разрезного калибра принимаем в пределах:

b₁ ≈ (0,35÷0,45)×В₁ мм, (13)

где В₁ – ширина разрезного калибра.

Толщину у основания закрытого фланца разрезного калибра принимаем в пределах:

а₁ ≈ (0,4÷0, 5)× b₁ мм, (14)

где b₁ – толщина у основания открытого фланца разрезного калибра.

Для определения размеров фланцев остальных калибров будем исходить из следующих положений:

1. Площади фланцев устанавливаем по выбранным коэффициентам вытяжки:

2. Для определения размеров открытых фланцев воспользуемся точкой К, которая даст возможность установить наклон внутренних граней открытых фланцев и, следовательно, размеры b и a;

3. Для определения размеров закрытых фланцев исходим из размеров большего открытого фланца, причем предусматриваем незначительное защемление в закрытый фланец в последних калибрах.

Согласно практическим данным принимаем:

.

т.е. коэффициент деформации у вершины закрытого фланца будет изменятся по ходу прокатки от 1,15 (защемление) до 0,95 (свободный заход в закрытый фланец).

В случае необходимости размеры а и b моно скорректировать.

Находим координаты точки К, имея в виду, что в разрезном калибре нижний фланец открытый:

tgφ₈= 0,12;

tgφ₁ = , (15)

где b₁ – толщина у основания открытого фланца разрезного калибра;

а₁ – толщину у основания закрытого фланца разрезного калибра;

h₁ – высота нижнего фланца.

Тогда найдем расстояние точки К от наружной грани фланцев:

, (16)

где и – тангенсы углов наклона внутренних граней фланцев разрезного и чистового калибров;

b_n и b₁ – толщина фланцев у основания чистового и разрезного калибров.

Найдем расстояние от основания до точки К:

мм, (17)

где е – расстояние точки К от наружной грани фланцев;

b_n и b₁ – толщина фланцев у основания чистового и разрезного калибров;

и – тангенсы углов наклона внутренних граней фланцев разрезного и чистового калибров.

Принимаем площадь закрытого фланца равной площади открытого q₁’=q₁, тогда размеры закрытого верхнего фланца определим с учетом высоты последнего h₁’:

а₁’= мм, (18)

где h₁ – высота закрытого фланца;

h₁’ – высота открытого фланца;

а₁ – толщину у основания закрытого фланца разрезного калибра.

b₁’= мм, (19)

где h₁ – высота закрытого фланца;

h₁’ – высота открытого фланца;

b₁ – толщина фланцев у основания разрезного калибров.

Площадь фланцев:

q₁’=q₁= мм². (20)

Толщина стенки разрезного калибра:

мм, (21)

где q₁ – площадь открытого фланца;

d₇ – толщина стенки чистового калибра;

q_фл – площадь поперечного сечения фланца разрезного калибра;

ΔВ_1-7 – общее уширение,

Общая высота калибра:

Н₁ = h₁ + h₁’+d₁ мм, (22)

где h₁ – высота закрытого фланца;

h₁’ – высота открытого фланца;

d₁ – толщина стенки разрезного калибра.

Корректируя размеры разрезного калибра с учетом закругления и угла захвата в пределах 33–35⁰, принимаем толщину d₁’,

Площадь поперечного сечения разрезного калибра q₁ с учетом дополнительной площади q_доп при толщине d₁’ составляет:

q₁ = 4×q₁’+ d₁×В₁ мм², (23)

где q₁’ – площадь закрытого фланца;

d₁ – толщина стенки разрезного калибра;

В₁ – ширина разрезного калибра.

Высота исходной заготовки:

Н₀ = 0,5×Н₁ + 0,5 мм, (24)

где Н₁ – общая высота калибра;

q₁ – площадь открытого фланца;

В₀ – ширина заготовки.

Коэффициент вытяжки в разрезном калибре:

, (25)

где Н₀ – высота исходной заготовки;

В₀ – ширина заготовки;

q₁ – площадь открытого фланца;

0,97 – коэффициент учитывающий действие сил контактного трения.

Угол захвата:

, (26)

где Н₀ – высота исходной заготовки;

b₁ – толщина фланцев у основания разрезного калибра;

D_в – диаметр валков данной клети.

Определим размеры промежуточных калибров.

Общий коэффициент вытяжки во фланцах (без учета уширения стенки, которое относится к деформации фланцев):

, (27)

где q_фл1 – площадь поперечного сечения фланца разрезного калибра;

q_фл8 – площадь поперечного сечения фланца чистового калибра.

Выбираем коэффициенты вытяжки во фланцах:

, (28)

где – коэффициенты вытяжки во фланцах.

Определим площади поперечного сечения фланцев по проходам:

мм², (29)

где q_фл – площадь поперечного сечения фланца;

- коэффициент вытяжки во фланце.

Общий коэффициент уменьшения толщины стенки, или общий коэффициент вытяжки μ, равен:

, (30)

где d₁ – толщина стенки разрезного калибра;

d₈ – толщина стенки предчистового калибра.

Общий коэффициент уменьшения толщины стенки меньше общего коэффициента вытяжки фланцев вследствие того, что часть металла из фланцев идет на уширение стенки.

Поэтому для стенок принимаем следующий ряд коэффициентов:

, (31)

Определим значения толщины стенки в калибрах:

мм, (32)

где d_i – толщина стенки данного калибра;

μ_i – коэффициент вытяжки стенки данного калибра.

Распределение уширения по калибрам принимаем пропорционально деформации по стенкам:

. (33)

Коэффициент пропорциональности:

, (34)

где ∑ ΔВ₁ – общее уширение;

– суммарное уширение.

Определим уширение в каждом калибре:

ΔВ_i = m(μ_i – 1) мм, (35)

где m – коэффициент пропорциональности;

μ_i – коэффициент вытяжки стенки данного калибра.

Сумма уширения по калибрам должна равняться ΔВ_2-8.

Определяем ширину калибра:

В_i = B_i-1 + ΔB_i мм, (36)

где В_i = ширина калибра;

ΔB_i – уширение в каждом калибре.

Определим размеры открытого фланца, пользуясь точкой К.

Средняя толщина открытого фланца:

t_i = мм, (37)

где q_{фл i} - площади поперечного сечения открытых фланцев по проходам;

h_i – высота открытого фланца.

Средняя толщина закрытого фланца:

t_i’ = мм, (38)

где q_{фл I}’ - площади поперечного сечения закрытых фланцев по проходам;

h_i’ – высота закрытого фланца.

Тангенс угла наклона стенки:

, (39)

где t_i – средняя толщина открытого фланца;

е – расстояние точки К от наружной грани фланцев;

Н_к – расстояние от основания до точки К;

h_i – высота открытого фланца.

Толщина фланца у основания:

b_i = H_K ×tgφ_i – e мм, (40)

где Н_к – расстояние от основания до точки К;

tgφ_i – тангенс угла наклона стенки;

е – расстояние точки К от наружной грани фланцев.

Толщина фланцев у края:

а_i = 2t_i – b_i мм, (41)

где t_i – средняя толщина открытого фланца;

b_i – толщина фланца у основания.

Принимаем коэффициент защемления у края закрытых фланцев

η = 1,15÷0,95.

Определим толщину фланцев:

а_i’ = мм, (42)

где а_i – толщина фланцев у края;

η_i – коэффициент защемления у края закрытых фланцев.

Толщина фланцев у основания:

b_i’ = 2t_i’ – a_i’ мм, (43)

где t_i’ – средняя толщина закрытого фланца;

a_i’ – толщина фланцев.

Углы захвата в калибрах:

(град.), (44)

где Н_i – высота заготовки, задаваемая в данный калибр;

d_i – толщина стенки данного калибра;

D_в – диаметр валков в которых ведется прокатка.

Радиусы закругления между стенкой и фланцем:

мм, (45)

где с = – отношение радиуса закругления к толщине фланца у основания для чистового калибра.

b_о – толщина фланца у основания открытого калибра;

b_з – толщина фланца у основания закрытого калибра.

Радиус закругления у вершины закрытого фланца:

r = c×a мм, (46)

где с = – отношение радиуса закругления у вершины закрытого фланца к толщине фланца у вершины чистового калибра;

а – толщина закрытого фланца у вершины.

Межвалковый зазор для крупносортных станов с подшипниками качения

по табл. 1.1 [3]:

Для обжимной клети:

S = (0,015÷0,025)×D_в мм. (47)

Для черновых клетей:

S = (0,01÷0,014)×D_в мм. (48)

Для чистовых клетей:

S = (0,006÷0,007)×D_в мм, (49)

где D_в – диаметр валков в которых ведется прокатка.

6. Расчет калибровки валков

Расчет калибровки валков выполним по методике расчета приведенной выше.

Определим основные размеры чистового калибра.

По формуле (1) найдем ширину чистового калибра:

В₈ = (360 – 3)×1,012 = 360 мм.

Найдем высоту калибра по формуле (2):

Н₈ = (145 – 3)×1,012 = 143.7 мм.

Среднюю толщину фланцев находим по формуле (3):

t₈ = (12,3 – 3)×1,012 = 9,41 мм.

Толщина стенки находится по формуле (4):

d₈ = 7,5×1,012 = 7,59 мм.

Найдем высоту фланцев по формуле (5):

мм.

По формуле (6) определим толщину фланцев у основания чистового калибра:

b₈ = 9,41 + 0,5×68,05×0,12 = 13,5 мм.

По формуле (7) определим толщину фланцев у вершины чистового калибра:

а₈ = 2×9,41 – 13,5 = 5,31 мм.

Определим площадь поперечного сечения фланца по формуле (8):

q_фл8 = 9,41 × 68,05 = 640,35 мм².

По формуле (9) найдем площадь поперечного сечения чистового калибра:

q₈ = 4×640,35 + 360× 7,59 =5293,8 мм².

Уширение ΔВ₁ и суммарное уширение ΔВ_2-8 предварительно выбираем по графику рис.

Для разрезного калибра ΔВ₁ = 7 мм.

Для остальных ΔВ_2-8 = 53 мм.

Общее уширение находим по формуле (10):

∑ ΔВ_1-8 = 7+53 = 60 мм.

Ширину заготовки найдем по формуле (11):

В₀ = 360 – 60 = 300 мм.

Вычислим ширину разрезного калибра по формуле (12):

В₁ = 300 + 7 = 307 мм.

Выбираем утяжку металла в закрытых фланцах Δh_ут = 8 мм, приращение высоты выбираем Δh_пр = 1,2 мм. Полученные размеры сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Высоты фланцев по калибрам

По формуле (13) находим толщину у основания открытого фланца разрезного калибра:

b₁ ≈ 0,4×307 = 125 мм.