125684 (Расчет режима обжатий на обжимном реверсивном стане)

1. Расчет режима обжатий

1.1 Расчет максимального обжатия

1.1.1 Максимальное обжатие по условию захвата металла валками

В соответствии с рекомендациями принимаем для первого калибра (бочки валков) 120 мм, для остальных калибров – 140 мм, зазор между буртами валков выбираем 15 мм.

Тогда рабочий диаметр валков определим по формуле [2, стр. 27]:

, где (1.1)

- рабочий диаметр валков, мм;

– номинальный диаметр валков, мм;

– глубина вреза, мм;

– зазор между буртами, мм.

в первом калибре:

в остальных калибрах:

Определяем окружную скорость валков при по формуле [2, стр. 6]:

, где (1.2)

– окружная скорость валков, м/с

- рабочий диаметр валков, мм;

– средняя частота вращения валков в момент захвата раската, об/мин.

в первом калибре:

в остальных калибрах:

По таблице 2.1 [1, стр. 23] допустимый угол захвата составит:

при прокатке на гладкой бочке валков – 22,46⁰

в калиброванных валках без насечки – 24,56⁰

в калиброванных валках с насечкой – 30,02⁰

Определяем максимальное обжатие [2, стр. 6]:

, где (1.3)

– максимальное обжатие по условию захвата металла валками, мм;

– допустимый угол захвата, град.

в первом калибре:

для калиброванных валков без насечки:

для калиброванных валков с насечкой:

1.1.2 Максимальное обжатие по мощности электродвигателя

По таблице 2 [2, стр. 14] для двух электродвигателей П34–160–9К находим:

номинальный крутящий момент

маховой момент якоря электродвигателей

частота вращения электродвигателей

допустимый момент перегрузки

Допустимый момент электродвигателей определим по формуле [2, стр. 11]:

, где (1.4)

– допустимый момент электродвигателя, ;

– допустимый момент перегрузки;

– номинальный крутящий момент, .

Далее определяем:

приведенный маховой момент [2, с. 13]:

, где (1.5)

– приведенный маховой момент, ;

– маховой момент якоря электродвигателя, .

динамический момент при [2, стр. 13]

, где (1.6)

– динамический момент, ;

– ускорение валков, .

момент холостого хода [2, стр. 13]:

, где (1.7)

– момент холостого хода, .

Находим допустимый крутящий момент прокатки на валках блюминга при и _{[2, с. 12]}

, где (1.8)

– допустимый крутящий момент прокатки, ;

– механический КПД при передаче крутящего момента от электродвигателей к рабочим валкам без шестеренной клети;

– коэффициент, учитывающий снижение крутящего момента электродвигателя привода вследствие ослабления магнитного потока при частоте вращения валков n больше номинальной n_н, принимаем .

Размеры поперечного сечения слитка посередине . Ориентировочное значение обжатия найдем по формуле [2, стр. 15]:

, где (1.9)

– ориентировочное значение обжатия, мм.

Относительное обжатие рассчитаем по формуле [2, стр. 9]:

, где (1.10)

– относительное обжатие;

– средняя высота слитка, мм

Определим рабочий радиус [2, стр. 9]:

, где (1.11)

– рабочий радиус, мм.

Скорость деформации при рассчитаем по преобразованной формуле А.И. Целикова [2, стр. 9]:

, где (1.12)

– скорость деформации, ;

– частота вращения валков, .

Сопротивление деформации зависит от марки металла, его температуры, степени и скорости деформации, для стали 60с2 рассчитывается по формуле Б.П. Бахтинова [1, с. 25]:

, где (1.13)

– базисное значение сопротивления деформации, МПа;

– температурный коэффициент;

– степенной коэффициент;

– скоростной коэффициент.

По данным [3] для стали 60с2 находим: ; ; ; при температуре 1200⁰С. [3, стр. 8, 21]

Находим длину очага деформации [2, стр. 7]:

, где (1.14)

– длина очага деформации, мм.

Фактор формы очага деформации [1, стр. 24]:

, где (1.15)

– фактор формы очага деформации.

Коэффициент напряженного состояний, учитывающий влияние на контактное давление внешнего трения n_ зависит от фактора формы очага деформации , где H_cp=0,5 (H₀ +H₁) при =0,2…0,5, принимается равным 1 [2, с. 9].

Коэффициент n_ж рассчитывают по эмпирической формуле [2, стр. 9]:

, где (1.16)

n_ж – коэффициент, учитывающий влияние внешних зон по отношению к геометрическому очагу деформации.

Коэффициент n_ учитывает влияние ширины раската. При прокатке на блюминге принимается равным 1,15.

Контактное давление по формуле А.И. Целикова [2, стр. 7]:

, где (1.17)

– контактное давление, МПа.

Определим по формуле А.П. Чекмарева [2, стр. 11]:

, где (1.18)

– коэффициент плеча равнодействующей.

Находим длину очага деформации, принимая , и B_ср=675 мм [2, с. 13, 14,15]

, где (1.19)

– длина очага деформации, мм;

– коэффициент трения в шейках валков;

– диаметр шейки валка, мм;

B_ср – средняя ширина слитка, мм.

Определим максимальное обжатие по мощности электродвигателей [2, стр. 15]:

, где (1.20)

– максимальное обжатие по мощности электродвигателя, мм.

Повторяем расчет при

Принимаем _.

1.1.3 Максимальное обжатие по прочности валков

В соответствии с рекомендациями [2, стр. 17] для блюминга 1100 принимаем длину бочки валков , длину шейки , ширину крайнего бурта , ширину калибра по дну , ширину калибра по буртам при выпуске калибра , ширину вреза рассчитаем по формуле [2, стр. 30]:

, где (1.21)

– ширина вреза, мм;

– ширину калибра по дну, мм;

– выпуск калибра.

Тогда получим [2, стр. 30]:

, где (1.22)

– длина шейки, мм.

Для используемых стальных кованых валков принимаем допустимое напряжение на изгиб [2, с. 30],

Находим допустимое усилие прокатки [2, с. 16]:

, где (1.23)

– допустимое усилие прокатки, кН;

– допустимое напряжение на изгиб, МПа;

L – длина бочки валков, мм.

Определяем максимальное обжатие по прочности валков при и [2, стр. 17]:

, где (1.24)

– максимальное обжатие по прочности валков, мм.

1.1.4 Выбор максимального обжатия

В результате расчетов получили значения :

по условию захвата валками

по мощности электродвигателей

по прочности валков

Окончательно принимаем

1.2 Среднее обжатие за проход и число проходов

Определим среднее обжатие за проход .

Числовой коэффициент принимаем равным 0,9 – так как, слиток и блюм имеют разные сечения [2, стр. 17].

, где (1.25)

– среднее обжатие за проход, мм;

– максимальное обжатие, мм.

Находим число проходов, необходимое для прокатки блюмов сечением при [2, стр. 18]:

, где (1.26)

– число проходов;

– высота блюма, мм;

– ширина блюма, мм.

Так как, по предварительным расчетам число проходов слишком мало для обжатия данной заготовки, то принимаем число проходов

Уточняем среднее обжатие [2, стр. 19]:

(1.27)

1.3 Предварительная схема обжатий

Составляем предварительную схему обжатий. Принимаем первую кантовку после второго прохода.

Таблица 1. Предварительная схема обжатий при прокатке блюмов сечением 250×250 на блюминге 1100

1.4 Окончательная схема обжатий

Составляем окончательную схему обжатий с учетом уширения по кривым А.Ф. Головина [2, стр. 21]. Результаты уширения приведены в таблице 2.

Окончательная схема обжатий при прокатке блюмов сечением 250×250 мм из слитка , массой 5500 кг на блюминге 1100 приведена в таблице 3.