Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Усилие металла на один валок где Ä— среднее усилие металла на валки, МПа; о — поверхность соприкосновения металла с одним валком, мм'. Значение среднего давления Г„зависит от химического состава и температуры металла, значения обжатия, толщины заготовки, скорости прокатки, коэффициента трения и т.д. Современные методы расчета давления при прокатке основаны на теории пластичности. На рис. 4.37 показана зона деформации металла в процессе прокатки. Для расчета давления металла на валки широко применяют формулы А.И. Целикова.
В общем случае прокатки (4.66) ср где к = 1,15; Ь, — толщина металла после прохода, мм; ܄— толщина металла в нейтральном сечении, мм; да = о, — Ь, — обжаЕ7 2р) тие, мм; Ьр — толщина металла до прохода, мм; 8 = ~ — ' = —— '1 Лй Дй 278 коэффициент; 1» — коэффициент трения металла о валки;! — длина дуги захвата, мм; Р, — диаметр рабочего валка, мм.
Толщина раската в нейтральном сечении находится из соот- ношения аа (4.67) Рис. 4.37 Г= РгВ 1, гле „— средняя ширина раската, мм. Для холодной прокатки, характеризующейся значительным натяжением прокатываемого металла, используют следующую формулу: с «,~,~.,;м «о~, В» й! «А ~ Ы(йо+ "~) "а+ "~ (4.б8) гле «» = (~о — о»)/Ц; «, = (/с, — а,)/й,; Фа и й, — соответственно пределы текучести металла до и после прохода; оа и о, — соответственно натяжения при входе и выходе металла из валков. Обычно 1, = 1,15о~, а а,ю находят по кривым, характеризующим зависимость предела текучести стали от степени обжатия о„= /(е,) (рис.
4.39). 1 2 6 О 14 а 22 26 30 б Рис. 4.38 Для упрощения расчетов по определению давления металла на валки строят номограммы, представляющие собой зависимость Г/У;, =/'(8) для различных значений относительных обжатий е = = ай100 %/Ьа (рис. 4.38). Усилие металла на валки 1, = ха+ ~хь +1, (4.70) где хь — приращение длины дуги захвата в результате сплющивания валка. Параметр хь з 950 ' (4.71) где Г,'„— среднее давление при прокатке в сплющенных валках, Н/мм2; Я вЂ” радиус рабочего валка. таким образом, чтобы определить 1„необходимо знать Г,'„, которое рассчитывается по 1,.
В связи с этим Р,; можно определить методами подбора или последовательного приближения. Давление У;;, определяется по (4.68), где принимается р с 2 1 (по + "~) Расчет момента прокатки с испаеьэованиеи кривых удель- 110 Ст.50 ного расхода энергии. Момент прокатки М„= У„'Ю„где Є— усилие на один валок при прокатке металла в и-м простя50 пуске, Н. В и-м пропуске 2Р„= А„/Е,„, где А„— расход энергии проСт.0,8 кн катки в и-м пропуске; 2,„— длина заготовки после и-го пропуска. Используя кривые удельЗо ного расхода энергии, определяют расходуемую на прокатку энергию А„.
Кривые удельного расхода энергии представляют собой зависи- 0 20 40 60 и, % мость Ц = Щ~) для обжи~ны~, Рис. 4.39 сортовых и других станов и (4.72) 90 50 20 280 Значение д находится по формуле 2Ф (пь + 1ч ) (4.69) При холодной прокатке (особенно металлов повышенной прочности) происходит сплющивание валков, которое способствует увеличению длины дуги захвата 1и росту среднего давления Г„. Длина дуги захвата с учетом сплющивания валка Д =/(Ь) для листовых станов, где Д вЂ” удельный расход энергии на (т проката, кВт ч/т; Х = Я„/Я„, — относительное удлинение прокатываемой заготовкй Й вЂ” толщина заготовки в листовых станах, мм.
Кривые удельного расхода энергии, приведенные в [48[, сняты экспериментально, и расчет с их использованием дает хороший результат, если заданные условия прокатки сходны с условиями, при которых снималась кривая. В прокатном производстве для привода рабочих валков клетей бальшинства станов используются двигатели постоянного тока, получающие питание от полупроводниковых преобразователей. В новых разработках и при модернизации применяют синхронные и асинхронные короткозамкнугые двигатели, получающие питание от преобразователя частоты.
Условия работы электроприводов прокатных станов (особенно реверсивных) предъявляют высокие требования к электрическим машинам. Для получения наилучших динамических показателей при заданной установленной мощности требуются машины с предельными характеристиками, высоким КПД и максимальной надежностью в эксплуатации. Для привода валков рабочих клетей прокатных станов применяют двигатели мощностью от десятков до тысяч киловатт с различным диапазоном скоростей. В установках мощностью до 200 кВт используют в основном серийные двигатели, а для установок большей мощности разрабатываются специальные двигатели. Обжимные станы, требующие больших обжатий при малых геометрических размерах заготовки по длине, требуют установки реверсивных двигателей, рассчитанных на малые частоты вращения (50 ... 150 мин ').
Нереверсивные двигатели, используемые для полуиепрерывных и других станов, изготавливают более быстроходными (100... 1250 мин-'). Кузнечно-прессовые машины. КПМ осуществляют деформацию металла или другого материала в процессе приложения ударного усилия. К таким машинам относятся кривошипные прессы, ковочные машины и вальцы, винтовые прессы и др. Злектроприводы кузнечно-прессовых машин разделяются на: главные электроприводы машин, снабженных маховиками; главные безмаховиковые электро- приводы машин; электроприводы насосов и компрессоров, используемых в гидропрессах и молотах; злектроприводы вспомогательных механизмов механических и гидравлических КПМ [48, 5 Ц. Расчеты мощности и выбор электродвигателей для последних трех групп приводов КПМ не имеют каких-либо особенностей и производятся по аналогии с другими механизмами.
Некоторая специфика, свойственная всем КПМ, заключается в выборе исполнений электродвигателей по способу защиты от вредных воздействий окружающей среды, поскольку большинство этих элек- 281 троприводов работает в условиях вибраций и ударов, повышенных температур горячих цехов, в атмосфере, содержащей пары воды и масла, обладающей повышенной проводимостью вследствие наличия окалины, графитовой смазки и т.п. Поэтому для подавляющего большинства приводов КПМ электродвигатели должны иметь закрытое обдуваемое (продуваемое), а для некоторых — даже в пожаро- и взрывобезопасное исполнения.
Механические КПМ с маховиковыми электроприводами составляют наибольшую группу по числу типов и количеству выпускаемых и эксплуатируемых машин. В нее входят кривошипные прессы, ковочные машины и вальцы, винтовые прессы и др. Специфической особенностью работы этого оборудования является резко выраженный ударный характер нагрузки, при которой статический момент сопротивления за цикл резко изменяется по различным законам от значения момента холостого хода М,„до максимального (М, ) и вновь спадает до М,„. При этом для большинства кривошипных КПМ отношение М, /М „= 10 ... 30. 4.5.2. Система управления клетью прокатного стана Клети прокатного стана могут быть нереверсивными и реверсивиыми.
Реверсивные клети, кроме горизонтальных прокатных валков, могут иметь пару вспомогательных вертикальных валков для обжатия боковых граней заготовки. Такие клети называются универсальными (слябинги, некоторые толстолистовые и балочные станы). Различают групповой и индивидуальный приводы прокатных валков. При групповом приводе (рис. 4.40) прокатные валки 2, установленные в станине клети 1, приводятся во вращение от общего двигателя 5 через шестеренную клеть 4 и универсальные шпиндели 3. При индивидуальном приводе (рис. 4.41) каждый из Рис.
4.40 282 прокатных валков 2 имеет привод от отдельного электродвигателя 5. Система передачи вращающего момента от верхнего двигателя, более удаленного от клети 1, кроме универсального шпинделя 3, снабжена промежуточным валом 4. Основные преимущества индивидуального привода валков перед групповым состоят в: увеличении предельной мошности, которая может быть приложена к каждому валку; уменьшении суммарного момента инерции, приходящегося на единицу мошности привода; отсутствии шестеренной клети, потери мощности в которой могут достигать 5% мощности привода; отсутствии необходимости в точном подборе диаметров валков. Уменьшение момента инерции в свою очередь дает ряд преимуществ: уменьшается продолжительность прокатки вследствие увеличения допустимых ускорений и замедлений; сокрашается расход энергии на 1 т проката и на нагревание электрических машин; менее опасными становятся срывы при захвате металла; скорость захвата из-за изменения условий захвата может быть увеличена, что приводит к возрастанию средней скорости прокатки и, следовательно, к росту производительности стана.
Основными недостатками индивидуального привода по сравнению с групповым являются: увеличение количества электрооборудования; усложнение схемы управления, связанное с необходимостью регулирования соотношения скоростей и выравнивания нагрузок двигателей; увеличение в некоторых случаях размеров машинного зала, так как угол наклона шпинделей не должен превышать (б ... 8), вследствие чего двигатели должны быть удалены от клети на большое расстояние. Индивидуальный привод валков целесообразно применять для мощных обжимных станов с диаметром валков 1100 ...
1300 мм. Для блюминга диаметром 1000 мм можно применять индивидуальный и групповой приводы. Для заготовочных, рельсобалочных станов Рис. 4.41 283 диаметром 900 мм и менее предпочтительно применение группового привода. Цикл работы реверсивной клети стана горячей прокатки для одного пропуска в общем случае включает в себя разгон валков вхолостую до скорости захвата слитка, разгон со слитком в валках до установившейся скорости, прокатку на этой скорости, торможение до скорости выброса слитка и реверс вхолостую до скорости захвата слитка, повторный разгон со слитком в валках до установившейся скорости, прокатку на этой скорости, торможение до скорости выброса слитка и реверс вхолостую до скорости захвата при противоположном направлении вращения валков, Во время паузы между пропусками металла с помошью нажимного устройства клети перемещают верхний прокатный валок для изменения раствора между валками в соответствии с требуемым обжатием.
При необходимости заготовка перемещается в поперечном направлении по рольгангу посредством линеек манипулятора и кантуется (поворачивается на 90' вокруг своей продольной оси) с помощью кантователя. Рабочий рольганг возвращает заготовку к клети для последующего пропуска. По окончании последнего пропуска заготовка транспортируется рольгангом к следующему механизму, а нажимное устройство перемешает верхний прокатный валок в первоначальное положение. Работа электропривода реверсивных клетей характеризуется частыми реверсами (с числом включений до 1000 и более в 1 ч) и ударной нагрузкой, которая может превышать номинальную в 2 раза и более.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
