Проектирование цеха холодной прокатки

Наименование агрегата	Произ-ность, тыс. т в год	Кол-во	Примечание
Непрерывный травильный агрегат (НТА)	1500	1	предназначен для удаления окалины с поверхности горячекатаных полос углеродистых сталей, свернутых в рулоны, путем механической ломки и химического растворения в соляной кислоте.
Непрерывный 4-х клетевой стан 1700	1300	1	предназначен для бесконечной и по рулонной прокатки горячекатаных травленых полос из углеродистой стали, свернутых в рулоны.
Дрессировочная клеть 1700	500	1	предназначен для прокатки с малыми обжатиями холоднокатаных отожженных полос из углеродистых сталей свернутых в рулоны.
Агрегат непрерывного отжига (АНО )	500	1	предназначен для термической обработки холоднокатаных полос. позволяет реализовать весьма сложный температурный режим и обеспечить получение полос, удовлетворяющих по свойствам категориям.
Колпаковые печи	400	45	предназначены для светлого рекристализационного отжига рулонов конструкционной стали после холодной прокатки.
Агрегат непрерывного горячего цинкования	500	2	предназначены для нанесения на полосу цинкового покрытия горячим способом
Агрегаты продольной резки	400	2	предназначены для обрезки боковых кромок, резки ее на листы (ленты) заданной длины (ширины).
Агрегаты поперечной резки	200	2	предназначены для резки полосы на листы

В проектируемом цехе предусмотрено несколько складов, основное значение которых заключается в межоперационном складировании металла.

Рассмотрим склады на входе в цех, межоперационные и готовой продукции:

1) горячекатаных рулонов перед травильным агрегатом,

2) холоднокатаных рулонов после стана перед отделочными агрегатами,

3) холоднокатанных отоженных в колпаковых печах рулонов перед дрессировочным станом,

4)холоднокатаных отожженных в АНО и дрессированых рулонов углеродистой стали перед агрегатами резки,

5) готовых рулонов углеродистой отожженной стали перед отгрузкой,

6) готовых холоднокатаных оцинкованных рулонов перед упаковкой и

отгрузкой.

Ёмкость склада - его основная характеристика, которая зависит от суммарной производительности оборудования, подающего металл на склад и принимающего его, продолжительности непрерывной работы оборудования. Норма хранения рулонов в цехе холодной прокатки на межоперационных складах различна.[4]

Склад горячекатаных рулонов, расположенный перед НТА предназначен для обеспечения устойчивой работы агрегата, своевременной подачи рулонов.

На складе горячекатаные рулоны хранятся в штабелях в вертикальном положении в 2-3ряда, на всех прочих -- в один ряд в горизонтальном.

1.4.2 Вспомогательные и побочные производства

Горячекатаные рулоны поступаю на ж/д платформах на склад горячекатаных рулонов в цех холодной прокатки. Рулоны снимаются с платформ мостовым краном и складируются перед травильным агрегатом. На складе рулоны осматриваются, комплектуются и подаются на агрегат.

В одном пролете со станом находятся вальцешлифовальные мастерские. В смежных пролетах, со стороны привода, находятся склад валков, электромашинное отделение, электроподстанция, отделение ревизии подшипников и отделение очистки эмульсии.

Далее рулоны поступает в термическое отделение. В одном пролете находятся колпаковые печи, в двух других пролетах агрегат непрерывного отжига и два агрегата непрерывного горячего цинкования. На выходе агрегатов находятся тупики для отгрузки готовой продукции.

После отжига в колпаковых печах рулоны поступают на дрессировочный стан и после дрессировки на агрегаты продольной резки. Все эти агрегаты расположены последовательно, что снижает число транспортировок и, следовательно, снижается вероятность травмирования металла.

К основным вспомогательным и побочным производствам относится валковое хозяйство. В обязанности валкового хозяйства входит подготовка валков к использованию на прокатных станах.[4] На вход поступают новые валки заводской поставки и изношенные валки. Операционная структура валкового хозяйства включает: хранение валков на входе, подготовку валков к завалке (операции наплавки, переточки, перешлифовки и др.), хранение подготовленных валков, хранение и отгрузка валков, выработавших ресурс, обслуживание (службу металлорежущего инструмента, транспорт и т.п.).

Также к вспомогательным и побочным производства можно отнести: система смазки и подачи эмульсии, участок металлической тары, вальцешлифовальные мастерские, вычислительный центр (ВЦ), цех резино-пластмассовый (гуммировка роликов), известковое отделение огнеупорного цеха, ремонтный цех прокатного оборудования (РЦПО).[10]

Рассмотрим следующие вспомогательные и побочные производства: удаление отходов металла; валковое хозяйство, ремонтное хозяйство, смазочное, масленое и кислотные хозяйства, электрическое и энергетическое хозяйство.

Обрезь от ножниц накапливается либо в коробах, замена которых производится мостовыми кранами, либо удаляется с помощью непрерывного транспорта.

Проводковое и подшипниковое хозяйство формируется аналогично.

Ремонтное хозяйство цеха предназначено для оперативного восстановления работоспособности оборудования цеха при внезапных отказах. В его функции входит замен вышедших из строя запасных частей, а иногда их изготовление. Первая функция является чисто обслуживающей, вторая носит характер вспомогательного производства.

Смазочное, масленое и кислотное хозяйства предназначены для обеспечения оборудования смазкой, приготовления и регенерации смазок, травильных растворов, реактивов для покрытий.

Электрическое и энергетическое хозяйства служат для снабжения цеха электроэнергией, горячими газами, теплом и холодом, паром, водой и т.п. Потребителями электроэнергии в прокатных цехах являются электрические двигатели, электрические нагревательные устройства, а также система искусственного освещения. Основными потребителями газообразных продуктов являются пламенные печи (горючие газы, воздух), системы охлаждения оборудования и металла, мокрые газоочистки (вода), отопительные устройства (пар, горячая вода), травильные установки и системы технологических смазок (травильные растворы, эмульсии) и т.п.

1.4.3 Схема расположения оборудования

При компоновке объемов цеха следует предусматривать устройство технических этажей с размещением легкого оборудования на перекрытии, а тяжелого - на монолитных фундаментах, проходящих через технический этаж. Площадь технического этажа должна быть рационально использована для размещения вспомогательного оборудования и коммуникаций.

Размеры пролетов здания устанавливают, исходя из габаритов основного оборудования и условий размещения в цехе складов, полигонов для обработки металла, а также встроенных помещений и обеспечивающих хозяйств с учетом типов внутрицехового транспорта. Ширина пролетов кратна 6м и не превышает 42 м при шаге колонн 12м.

Основным транспортным средством в прокатных цехах являются электромостовые краны. На складах металла грузоподъемность крана определяется суммой массы грузозахватного устройства и транспортируемого металла, если кран предназначен для монтажа и ремонта оборудования то суммой массы грузозахватного устройства и массы самых тяжелых узлов оборудования. [4]

Схема расположения оборудования представлена на рисунке 4

Длина пролетов определяется Суммированием длин агрегатов и расстояний между ними, а ширина пролета определяется с учетом ширины оборудования, маршрутов движения автотранспорта, мест складирования металла.[4].

Характеристики пролетов:

А-Б : длинна 260 м., ширина 36 м.

Б-В : длинна 300 м., ширина 36 м.

В-Г : длинна 260 м., ширина 36 м.

Д-Е : длинна 100 м., ширина 36 м.

К-Л : длинна 220 м., ширина 24 м.

2. Проектные решения по прокатным станам и смежным агрегатам

2.1 Определение параметров прокатного стана на заданную программу

2.1.1 Сортамент и технический уровень стана

В проектируемом цехе будет установлен непрерывный стан 1700. Стан предназначен для непрерывной прокатки низкоуглеродистых сталей.

Исходной заготовкой для стана являются горячекатаные рулоны массой не более 30 т; внутренний диаметр рулона - 750±5 мм, наружный - 2300±5 мм; ширина прокатываемых полос 900 - 1550 мм; толщина - 0,40 мм. Карта технического уровня стана представлена в таблице 9.

Таблица 9. Карта технического уровня

Наименование параметров и единицы измерения	Значения параметров
	Аналогов	принятые
	Стан 1700 «Северсталь»	Стан 1700 «Тата-Стил»
Число клетей	4	5	4
Длина бочки, мм	1700	1700	1700
Диаметры валков, мм
- рабочих	500	420	420
- опорных	1300	1300	1400
Максимальная скорость прокатки, м/с	25	20,8	20
Толщина подката, мм	1,8 - 5,0	1,65 - 5,0	1,5 - 5,0
Толщина конечной полосы, мм	0,4 - 2,0	0,25 - 2,54	0,40 - 2,00
Ширина полосы, мм	700 - 1550	800 - 1580	900 - 1550
Масса рулона, не более, т	30	30,4	20
Мощность двигателя главного привода клети, кВт	2Ч2400	2Ч2550	2Ч2500
Производительность, тыс. тонн в год	1300	1500	1200

2.1.2 Параметры оборудования

Диаметр рабочих валков принимаем равный 420 мм, так как от диаметра рабочего валка зависит плоскостность и выкатываемость полосы, что влияет на качество готовой продукции[12].

Чем больше диаметр валка, тем лучше плоскостность, но в тоже время, чем меньше диаметр валка тем лучше выкатываемость. А диаметры рабочих валков станов аналогов варьируются от 420 до 500 мм.

Длина бочки валка рассчитывается по формуле:

(12)

где В - это максимальная ширина, прокатываемой полосы, В=1550 мм.

D_оп=120·, мм (13)

D_оп=, мм

Окончательно диаметр опорного валка принимают из ряда 900, 1000, 1120, 1250, 1320, 1400, 1500, 1600, 1700 по ГОСТ 5399-69 следующим большим расчетного.

Диаметр опорного валка принимаем равный 1400 мм.

Срок службы клети с приводом принят на уровне Тсл = 20 лет.

Максимальную скорость прокатки принимаем 20 м/с.

Высота неровностей на поверхности рабочего валка клети № 1 - 3

Rz = 0,8 - 6 мкм; №4 Rz = 0,8-15 мкм;

коэффициент трения в ПЖТ _п = 0,003;

КПД передачи от привода к валкам = 0,95;

наибольшее полное натяжение на моталке Т_м = 120 кН;

твердость поверхности бочек опорных валков HSD = 70;

модуль упругости Е = 2,2•105 Мпа.

2.1.3 Номинальные и допускаемые параметры привода клети

Расчетная частота вращения рабочих валков, соответствующая максимальной скорости прокатки определяется как:

(14)

Коэффициент кратности регулирования частоты вращения якоря электродвигателя принимается из диапазона значений

(15)

Расчетная частота вращения рабочих валков, выходной клети стана для номинальной частоты вращения якоря электродвигателя

.

Номинальная частота вращения вала (якоря) электродвигателя главного привода n_ном принимается равной ближайшему табличному значению из размерного ряда ГОСТ 10683-73, т.е. равна 315 мин^-1

Кинематические параметры главных линий клетей

Коэффициент согласования (изменения) скорости по клетям непрерывного стана (группы)

, (16)

где k - количество клетей непрерывного стана (группы); м_max = max_j {м_j} - максимальная вытяжка полос на стане.

,

мм.

За базовую принимаем 3 клеть

Номинальная частота вращения вала (якоря) электродвигателя главного привода n_ном принимается равной ближайшему табличному значению из размерного ряда ГОСТ 10683-73, т.е. равна 250 мин^-1

Передаточное отношение к скорости базовой клети

(17)

Передаточные числа редукторов главных линий клетей непрерывных станов

,(18)

где i=1,2,…(k-1) - номер клети; k - количество клетей в непрерывной группе

Рассчитанные конструктивные параметры привода представлены в таблице10.

Таблица 10. Конструктивные параметры главного привода

Номер клети	Электродвигатели	Редуктор
	Частота вращения якоря	Передаточное число
	Номинальная, мин-1	Максимальная, мин-1
1	250	700	1,21
2	250	700	1,04
3	250	700	0,9
4	250	700	0,78

Угловая и окружная скорости рабочих валков при номинальной частоте вращения якоря электродвигателя

(19)

(20)

,

,

,

,

2.2 Расчет режима прокатки

2.2.1 Выбор режима прокатки

Суммарное обжатие при холодной прокатке углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в большинстве случаев находится в пределах 50-80 %, исходя из условия формирования благоприятной текстуры металлов[6]. Важное значение имеет распределение частных обжатий по клетям или проходам; оно влияет на точность прокатки, загрузку оборудования, производительность стана.

Холодная прокатка полос всегда ведётся с натяжением. Оно создаётся принудительно между всеми клетями за счёт некоторого рассогласования чисел оборотов валков (по сравнению со свободной прокаткой). В последней клети непрерывного стана переднее натяжение создаётся действием моталки.

На прокатываемую полосу действует два натяжения: со стороны входа металла в валки - заднее и со стороны выхода металла из валков - переднее. Особенно важную роль играет натяжение при прокатке полос малой толщины с большой степенью наклёпа, так как при этом происходит сплющивание контактных поверхностей валков на большую величину, в результате чего иногда невозможно получить полосу заданной полосы. Для облегчения условий прокатки таких полос применяют максимально возможные переднее и заднее удельные натяжения.

Натяжение полосы между последней клетью и моталкой регулируется автоматически с учётом получения равномерной толщины и ровной намотки прокатываемой полосы, а также предотвращения дефектов “слипание “ и “излом” готовой полосы.

Параметры полосы и процесса:

ширина полос В = 900 - 1500 мм;

толщина подката h₀ = 1,5 - 4,5 мм;

толщина на выходе стана h_к = 0,40 - 2,0 мм;

плотность металла = 7,85 т/м3.

Руководствуясь рассчитанными средними скоростями прокатки для расчетных профилей, зададим скорость прокатки не ниже средних для выполнения производственной программы:

Пропускная способность стана составит:

Что позволит выполнить производственную программу.

Рекомендованные значения натяжений приведены в таблице 11.

Таблица 11 .Рекомендованные значения натяжений в полосе прокатывемого металла между клетьми [12]

толщина проката, мм	Напряжения в полосе, МПа
	размат. -1	1-2	2-3	3-4	4 -моталка
0,25-0,40	20-35	100-220	145-245	135-265	40-45
0,50-0,80	10-20	110-190	140-200	145-205	40-45



Выберем вариант с применением небольшого относительного обжатия в первой клети. Достоинством такого режима является то, что в первом проходе происходит выравнивание полосы по толщине, т.е. уменьшается продольная разнотолщинность. Шероховатость валков в последней клети выбираем так , чтобы обеспечить необходимую шероховатость полосы с учетом коэфициента отпечатываемости[5]

Таблица № 12. Распределение обжатий по клетям

Частные обжатия, %
№ клети	1	2	3	4
08Ю 3,20,81470 мм	34,38	38,1	29,23	13,04
08пс 5,01,51450 мм	35	35,4	21,43	9,09
08Ю 2,20,51407 мм	35	37,7	34,6	9,4
Суммарные обжатия, %
08Ю 3,20,81450 мм	34,4	59,4	71,25	75
08пс 5,01,51450 мм	35	58	67	70
08Ю 2,20,51400 мм	35	59,5	73,5	76

На геометрические параметры и качество холоднокатаной полосы непосредственное влияние оказывает стратегия прокатки. Возможно несколько стратегий расчета режима прокатки, при которых задаются те или иные требования к распределению параметров по клетям стана. В данном проекте выберем стратегию настройки стана по равенству мощностей Стратегия расчета и определяющие ее величины задаются оператором.

2.2.2 Энергосиловые параметры

2.2.2.1 Описание методики расчета энергосиловых параметров

В настоящее время разработан целый ряд методик для расчета параметров прокатки.

Наибольшая заслуга в разработке инженерной методики интегрирования дифференциального уравнения принадлежит А.И. Целикову. По этой методике дифференциальное уравнение прокатки дает эпюру удельных давлений и нейтральный угол, а усилие прокатки и момент прокатки получают интегрированием эпюр контактных напряжений. [13]

Интегральная методика, основанная на условии равновесия или законе сохранения энергии, обладает существенным недостатком - на ее основе нельзя получить формулу для расчета усилия прокатки. Поэтому дифференциальная методика обладает существенным преимуществом.

Расчет усилия прокатки будем производить по методике А.И. Целикова.

Методика учитывает наклеп металла при холодной прокатке с натяжение полосы в межклетьевых промежутках. При выводе методики приняты следующие допущения:

постоянство предела текучести металла в очаге деформации, равного полусумме предела текучести до и после прокатки;

отсутствие зоны прилипания;

постоянства коэффициента трения на всей поверхности контакта металла с валками;

равномерное распределение нормальных напряжений и скорости движения металла по поперечному сечению полосы;

отсутствия уширения полосы при прокатке;

замена дуги контакта хордой.[11]

Эти допущения учитывают все особенности холодной прокатки (натяжение, сплющивание) и реализуются в достаточно простом алгоритме расчётов.

Перечень расчетных формул приведен ниже.

Так же были приняты допущения:

- натяжение по ширине полосы равномерное;

- поперечная разнотолщинность подката равна нулю;

- продольная разнотолщинность подката равна нулю;

- в качестве смазки применяется Квакерол 671.[12]

-шероховатость валков в первой клети выбираем с учетом получения необходимого коэффициента трения, в последней клети с учетом получения требуемой шероховатости полосы с учетом значения коэффициента отпечатываемости равного 0,4-0,5.

-натяжение на разматывателе принимаем T₀=9т.

Расчёт ведется до момента когда[14]

.

Длина дуги контакта металла с валками:

(21)

Где: R - радиус рабочего валка.

Скорость полосы на выходе из клети:

(22)

где: и - соответственно скорость и толщина металла на выходе из

четвертой клети;

- скорость полосы на выходе i -ой клети.

Коэффициент трения рассчитываем по формуле Грудева [5]:

(23)

где: Rz - высота неровностей рабочих валков, мкм Rz =1,6-15 мкм);

Эта формула справедлива для v₅₀ = 5-1000 мм2/с и Rz = 0,2-15 мкм..

k_см - коэффициент, учитывающий природу смазки (для Квакерола k_см=1);

v₅₀ - кинематическая вязкость эмульсола при 50С, мм²/с, (v₅₀ =30 мм²/с)

v_B - окружная скорость рабочих валков, м/с.

Коэффициент учитывающий напряженное состояние [12]:

(24)

Где: - коэффициент трения.

Относительное частное обжатие:

(25)

Суммарное обжатие после i клети

(26)

Сопротивление пластической деформации на входе и выходе клети:

у s= у_s0 + а₁е_?iⁿ¹; у_s1= у_s0 + а₁ е_?iⁿ¹;

где: у_s0 - предел текучести полосы в ненаклёпанном состоянии;

а₁, n₁ - коэффициенты наклёпа металла.

Величина 2K[14]:

2K= 1,15 у_{s_ср}. (27)

у_{s_ср}= (у _s+ у _s1)/2 (28)

Коэффициенты, учитывающие натяжение:

Коэффициент заднего натяжения:

о₀ = 1 - у₀/ 2K; (29)

Коэффициент переднего натяжения:

о₁ = 1 - у₁/ 2K; (30)

где: у₀, у₁ - удельное натяжение полосы на входе и выходе клети.

у₀ =[14];

у₁ =0,5 у_{0,2 исх} [5].

Толщина полосы в нейтральном сечении [14]:

(31)

Где: о₀ и о₁ - коэффициент, учитывающий натяжение соответственно в

предыдущем и последующем межклетьевом промежутке.

Среднее давление[14]:

(32)

где параметры с индексом 0 относятся ко входу в клеть, а с индексом 1 - к выходу из клети.

Усилие прокатки:

(33)



Теперь вычисляем первую итерацию радиуса смятой дуги контакта и длинны очага деформации[14]:

(34)

Где: - коэффициент Пуассона, для стали равен 0,3

Е - модуль Юнга (2,2*10,5)

Длина дуги контакта металла с валками с учетом сплющивания[5]:

(35)

Момент, требуемый на преодоление трения в ПЖТ [8]:

(36)

где - коэффициент трения в ПЖТ;

- диаметр трения шейки опорного валка в ПЖТ

D₀ - диаметр опорного валка

P- усилие прокатки,

Коэффициент плеча равнодействующей [8]:

(37)

мм

Момент прокатки[8]:



М = 2Р·(ш·l_д-x₂) + М_тр + Т₀·R - Т₁·R; кН*м (38)

, мм (39)

где Т₀ и Т₁ - абсолютное натяжение на входе и на выходе из клети.

Мощность, подводимая к приводным концам валков:

N = M·щ_i; (40)

где щ_i - угловая скорость валков.

Момент на валу двигателя:

; (41)

Где: - КПД клети равное 0,95[8]:

- передаточное число

Но так как приводом клети являются два двигателя, общий момент будет равен:

; (42)

Мощность привода клети[8]:

N_дв = . кВт (43)

2.2.2.2 Пример расчета энергосиловых параметров

Проведём расчет энергосиловых параметров для режима обжатий полосы 08Ю размером 3.20,81470 мм с уменьшением относительного обжатия от первой к последней клети таблица 13. (настройка стана по равенству мощностей)

Таблица 13 . Распределение обжатий по клетям полосы марки 08Ю размером 3,20,81470 мм (исходя из равенства мощностей)

№ клети	толщина на выходе из клети, мм	Дh,мм	е,%	еУ,%	у,	v, м/с
	3,20				19,00
1	2,10	1,10	34,38	34,38	110,00	2,67
2	1,30	0,80	38,10	59,38	160,00	4,31
3	0,92	0,38	29,23	71,25	160,00	6,09
4	0,80	0,12	13,04	75,00	30,00	7,00

Для первой клети е₁ = 34,4%.

Это соответствует толщинам по клетям: h₀ = 3,2 мм, h₁ = 2,1 мм.

Абсолютное обжатие в данной клети:

Дh = h₀ - h₁ = 3,2 - 2,1 = 1,1 мм.

Длина дуги контакта металла с валками:

=

Скорость полосы на выходе из клети:

где = 7 м/с - скорость полосы за четвертой клетью

Коэффициент трения:

Коэффициент учитывающий напряженное состояние :

Суммарное относительное обжатие:

Сопротивление пластической деформации:

у _s1 = у_{0,2 исх} + а₁еⁿ¹ = 220 + 34,6·35^0,6 = 508МПа;

у _s0 = у_{0,2 исх}=220МПа

у_sср =( 220 + 522)/2=364 МПа

а₁ = 34,6; n₁ = 0,6 [4].

Величина 2К:

2K = 1,15*364=419МПа;

Натяжение в первом межклетьевом промежутке принимаем

у₁ =0,5 у_{0,2 исх} =110.

Натяжение на разматывателе :

у₀ ==19

Коэффициенты, учитывающие натяжение:

о₀ = 1 - у₀ / 2K;

о₁ = 1 - у₁ / 2K

о₀ = 1-19/432=0,95

о₁ =1-110/432= 0,74;

Толщина полосы в нейтральном сечении:

Среднее давление:

Теперь вычисляем первую итерацию радиуса смятой дуги контакта и длинны очага деформации:

Где: - коэффициент Пуассона, для стали равен 0,3

Е - модуль Юнга (2,2*10,5)

Длина дуги контакта металла с валками с учетом сплющивания:

=16,15 мм

Подставим расчёты для длины дуги контакта с учётом сплющивания:

>1%, расчет продолжается

Коэффициент трения:

Коэффициент, учитывающий напряженное состояние:

Толщина полосы в нейтральном сечении:

Среднее давление:

Теперь вычисляем первую итерацию радиуса смятой дуги контакта и длинны очага деформации:

Где: - коэффициент пуасона, для стали равен 0,3

Е - модуль Юнга (2,2*10,5)

Длина дуги контакта металла с валками с учетом сплющивания:

=16,23

Подставим расчёты для длины дуги контакта с учётом сплющивания:

<1%, расчет для первой клети заканчиваем со следующим результатом:

,16,23мм.

Усилие прокатки:

Момент, требуемый на преодоление трения в ПЖТ:

=0,003 - коэффициент трения в подшипниках опорных валков [8];

D_o = 1400 мм - диаметр опорных валков;

=0,7 D_o = 0,7·1400 = 980 мм.

Коэффициент плеча равнодействующей:

Момент прокатки:

М = 2Р·(ш·l_д-x₂) + Т₀·R - Т₁·R =156+(-26)= 130 кН·м;

, мм

Момент на валу привода:

М_дв = = =56,7 кН·м;

Мощность, подводимая к приводному концу валка:

N = M·щ /2= 56,7 12,7/2 = 729/2=360,5 кВт ;

щ = /R = 2,67/ 0,21 = 12,7 с^-1;

Мощность на валу двигателя:

N_дв = М_дв щ_i i

Где щ_i- окружная скорость валков

N_дв = 56,7 12,7 1,21 =873кВт.

Результаты расчётов приведены в таблицах 14 и 15.

Таблица 14. Энергосиловые параметры для полосы 08Ю размером 3.20,81470 мм

№ клети	l,мм	у0,2,	pср,	P, МН	Mдв, КН*м	Nдв, КВт
		220,00
1	16,20	508,95	454,12	10,84	56,70	872,86
2	14,47	631,09	649,09	13,62	84,07	1741,66
3	10,75	677,45	754,70	11,76	60,65	1582,25
4	7,69	691,44	1001,86	11,17	49,33	1282,57

Таблица 15 . Вспомогательные величины

µ	д	hн	hср. мм	T0,кН	T1,кН	щ, с-1	2k,МПа	уs ср,	m	M,кН*м
0,08	2,35	2,5	2,65	90,00	334,95	12,70	419,15	364,47	0,49	130,44
0,06	2,05	1,50	1,70	334,95	301,60	20,51	661,27	575,02	0,48	161,32
0,05	3,07	1,03	1,11	301,60	213,44	28,99	752,41	654,27	0,53	103,72
0,08	10,64	0,84	0,86	213,44	34,80	33,33	787,11	684,45	0,75	73,11

2.2.2.3 Расчет режимов прокатки с использованием ПЭВМ

Проведём расчет энергосиловых параметров для режима обжатий полосы 08пс размером 5.01,51455 мм с увеличением относительного обжатия от первой клети ко второй и дальнейшим уменьшением к последней клети таблица 16 (настройка стана по равенству мощностей).



Таблица 16 . Распределение обжатий по клетям полосы марки 08пс размером 51,51455 мм (исходя из равенства мощностей)

№ клети	толщина на выходе из клети, мм	Дh,мм	е,%	еУ,%	у,	v, м/с
	5,00				12,00
1	3,25	1,75	35,00	35,00	110,00	2,31
2	2,10	1,15	35,38	58,00	180,00	3,57
3	1,65	0,45	21,43	67,00	160,00	4,55
4	1,50	0,15	9,09	70,00	30,00	5,00

Результаты расчетов энергосиловых параметров прокатки на стане 1700 полосы марки 08пс размером 5,01,51455 мм (исходя из равенства мощностей) с помощью ПЭВМ приведены в таблицах 17 и 18

Таблица 17. Энергосиловые параметры для полосы 08пс размером 5.01,51455 мм

№ клети	l,мм	у0,2,	pср,	P, МН	Mдв, КН*м	Nдв, КВт
		230,00
1	20,19	522,09	450,50	13,20	80,51	1071,59
2	16,92	625,49	601,79	14,76	104,69	1798,17
3	11,28	661,24	657,08	10,75	72,42	1410,71
4	7,67	672,73	809,67	9,01	69,69	1294,30

Таблица 18. Вспомогательные величины

µ	д	hн	hср.мм	T0,кН	T1,кН	M,кН*м	щ, с-1	2k,МПа	уs ср,	m
0,08	1,84	3,85	4,13	90,00	520,38	185,36	10,99	432,45	376,05	0,41
0,06	1,70	2,39	2,68	518,38	548,10	200,89	17,01	659,86	573,79	0,37
0,06	2,82	1,77	1,88	548,10	382,80	123,83	21,65	739,87	643,36	0,34
0,09	8,78	1,55	1,58	382,80	65,25	103,29	23,81	767,03	666,98	0,42

Проведём расчет энергосиловых параметров для режима обжатий полосы 08Ю размером 2,00,481407 мм с увеличением относительного обжатия от первой клети ко второй и дальнейшим уменьшением к последней клети таблица 19 (настройка стана по равенству мощностей).

Таблица 19 . Распределение обжатий полосы 08Ю размером 20,481407 мм

№ клети	толщина на выходе из клети, мм	Дh,мм	е,%	еУ,%	уs,М	v, м/с
	2,00				32,00
1	1,30	0,70	35,00	35,00	100,00	4,43
2	0,81	0,49	37,69	59,50	160,00	7,11
3	0,53	0,28	34,57	73,50	200,00	10,87
4	0,48	0,05	9,43	76,00	30,00	12,00

Результаты расчетов энергосиловых параметров прокатки на стане 1400 полосы марки 08Ю размером 2,00,481407 мм (исходя из равенства мощностей) с помощью ПЭВМ приведены в таблицах 20 и 21.

Таблица 20.Энергосиловые параметры для полосы 08Ю размером 2.00,481407 мм

№ клети	l,мм	у0,2	pср,	P, МН	Mдв, кН*м	[M],кН*м	Nдв, кВт
		220,00
1	13,25	512,09	490,78	9,15	46,11	88,15	1177,03
2	11,83	631,59	710,70	11,77	51,65	70,55	1766,41
3	9,76	685,88	845,64	11,55	42,95	51,81	2000,43
4	6,80	695,12	1194,95	11,37	29,29	54,14	1305,41

Таблица 21. Вспомогательные величины

µ	д	hн	hср.мм	T0,кН	T1,кН	M,кН*м	щ, с-1	2k,МПа	уsср,	m
0,08	3,00	1,550	1,65	90,00	183,00	91,56	21,10	420,4	376,05	0,64
0,06	2,59	0,947	1,06	182,00	181,44	99,11	33,86	663,3	576,84	0,60
0,06	3,64	0,652	0,67	181,44	148,40	73,44	51,75	757,5	658,74	0,76
0,08	21,28	0,518	0,51	148,40	20,16	43,40	57,14	794,1	690,50	1,09

2.2.3 Проверка частоты вращения двигателей и определение допустимых моментов и мощностей

Максимально требуемая мощность двигателя для получения профилей из производственной программы:

кВт.

Допустимая мощность двигателя c 10% запасом регулирования:

Согласно параметрическому ряду ГОСТ 12139-84 значение мощности якоря должно быть округлено до ближайшего большего значения, поэтому принимаем кВт.

Номинальная мощность двигателей каждой клети

кВт

Для полосы 08Ю размером 3.20,81470 мм

Частота вращения вала двигателя в процессе прокатки [8]:

(44)

допустимая мощность двигателя c 10% запасом регулирования:

Нейтральный угол и опережение рассчитываются по формулам[15]:

;(45)

S_i = (46)

Опережение:

S₁ = S₂ = 0,027; S₃ = 0,022; S₄ = 0,006.

Допустимый момент на валу двигателя по клетям:

Рисунок 6. Допустимый момент и момент на валу двигателя при прокатке полосы 08Ю размером 3.20,81470 мм

Рисунок 7. Энергосиловые параметры для полосы 08Ю размером 3.20,81470 мм

Для полосы 08Ю размером 5,01,51455 мм

Частота вращения вала двигателя в процессе прокатки:

Опережение:

S₁ = 0,037;S₂ = 0,029; S₃ = 0,013; S₄ = 0,005.

Допустимый момент на валу двигателя по клетям:

Рисунок 8 Допустимый момент и момент на валу двигателя при прокатке полосы 08пс размером 5,01,51455 мм



Рисунок 9. Энергосиловые параметры для полосы 08пс 5.01,51455 мм

Для полосы 08Ю размером 2,00,481407 мм

Частота вращения вала двигателя в процессе прокатки:

Опережение:

S₁ = 0,07;S₂ = 0,037; S₃ = 0,057; S₄ = 0,011.

Допустимый момент на валу двигателя по клетям:



Рисунок 10. Допустимый момент и момент на валу двигателя при прокатке полосы 08Ю размером 2,80,481407 мм

Рисунок 11. Энергосиловые параметры для полосы 08Ю размером 2.00,481407 мм

2.3 Обеспечение процессов проката

2.3.1 Контроль качества проката

Холоднокатаный прокат - это высококачественный продукт, который используют во многих отраслях промышленности. Для того чтобы его получить необходимо осуществлять контроль технологии и качества обрабатываемого металла.

От состояния поверхности проката во многом зависит качество дальнейших технологических операций при изготовлении деталей, конструкций из металла.

В таблице представлены основные и наиболее распространенные дефекты проката, возникающие на различных агрегатах, а также способы их устранения.

Таблица22 . Дефекты прокатки и способы их предотвращения

Наименование дефекта	Причины происхождения дефекта	Мероприятия по устранению
Разнотолщинность	Разнотолщинность горячекатаной полосы, повышенный эксцентриситет валков, неправильная настройка стана	Сделать перевалку, проверить качество шлифовки валков и работу вальцешлифовальных станков, перераспределить обжатия
Коробоватость	Неудовлетворительная тепловая профилировка рабочих валков, износ рабочих валков, несоответствие режима обжатий выбранному профилю рабочих валков, засорение форсунок подачи эмульсии и технологической смазки	Охладить середину бочки рабочего валка и подогреть края бочки, регулируя количество подаваемой эмульсии, использовать противоизгиб рабочих валков, сделать перевалку рабочих валков, контроль засоренности форсунок, при необходимости провести их чистку
Волнистость (односторонняя и двусторонняя)	Несоблюдение регламента прокатки по ширине,неравномерность деформации по ширине полосы,неудовлетворительная геометрия подката,неправильная настройка стана по перекосу рабочих валков,неудовлетворительная тепловая профилировка рабочих валков,большая выработка рабочих валков,перезагрузка клети по обжатию	Производить прокатку от «широкого» типоразмера к «узкому». При односторонней:устранить перекос рабочих валков. При двусторонней:уменьшить расход эмульсии на середину бочки рабочих валков, увеличить расход эмульсии на крайние зоны, уменьшить обжатие в клети,увеличить уставку изгиба рабочих валков,увеличить выпуклость рабочих валков
Порез	Неравномерная деформация по ширине полосы (чрезмерное обжатие),выработка рабочих валков, прокатка полосы со складкой или загнутой кромкой, перекос при задаче полосы в клеть, уменьшение натяжения полосы ниже допустимого предела	Уменьшить обжатие в клети, сделать перевалку рабочих валков, установить значения натяжений в соответствии с ТИ
Отпечатки рабочих валков	Навары на рабочих валках, задиры валков при пробуксовках, неудовлетворительная работа системы гидростатики рабочих валков	Сделать перевалку, контроль работы системы гидростатики рабочих валков
Загрязнение поверхности полосы	Недостаточное охлаждение рабочих валков	Прочистить форсунки коллекторов. Увеличить расход эмульсии.
	Низкая температура эмульсии	Повысить температуру эмульсии.
	Недостаточная смазывающая способность эмульсии	Увеличить содержание эмульсола в эмульсии.
	Повышенная загрязненность эмульсии	Увеличить время работы магнитного фильтра. Провести частичную замену эмульсии.
Царапины	Механическое травмирование поверхности полосы проводковой арматурой на агрегате при аварийных остановках	Своевременная зачистка проводковой арматуры технологического агрегата

Контроль над технологическим процессом в первую очередь должен осуществляться технологическим персоналом цеха на каждом переделе и участке. Для того чтобы облегчить этот контроль существуют определенные средства измерения, обладающие высокой точностью.

В таблице представлен перечень основных средств измерений, осуществляющих контроль технологического процесса и готовой продукции.

Контролируемые параметры и метрологическое обеспечение контроля процесса прокатки представлены в таблице 23.



Таблица 23. Перечень контролируемых параметров и средства их измерения

Измеряемый параметр	Наименование средства измерений	Диапазон измерений	Погрешность (ПГ), цена деления (ЦД), класс точности (КТ), класс допуска (КД),дискретность (d) и др.
Толщина полосы Продольная и поперечная разнотолщинность	Изотопный толщиномер микрометр листовой	0,1-5,0 мм 0-10 мм	ПГ ±0,10 % ЦД 0,01 мм
Ширина полосы, диаметр рулона	рулетка	0-3000 мм	ЦД 1 мм
Серповидность полосы	рулетка	0-1000 мм	ЦД 1 мм
Выступающие витки рулонов, телескопичность,	рулетка	0-300 мм	ЦД 1 мм
Скорость прокатки	Импульсный датчик	0-3000 об/мин	ПГ ±1,0 %
Усилие прокатки	Датчик Брандта	0-3000 т (0-30МН)	ПГ ±0,5 %
Шероховатость полосы	Профилограф - профилометр	0,01-9,99 мкм	ПГ 0,02 мкм

2.3.2 Автоматизация процесса прокатки

2.3.2.1 Система автоматического регулирования толщины полосы на четырехклетьевом стане холодной прокатки 1700

Автоматическое регулирование технологического процесса холодной прокатки включает систему регулирования толщины, систему регулирования натяжения, систему автоматического регулирования профиля и формы полосы, систему автоматической подачи смазочно-охлаждающей жидкости. Толщина прокатываемого металла зависит от скорости прокатки, разнотолщинности и различной твердости по длине металла, поступающего на стан, режима смазки, температуры рабочих и опорных валков, натяжения полосы.[16]

Рисунок 12.Функциональная схема САРТ.

На функциональной схеме обозначено:

СУНУ1 - СУНУ4 - система управления ГНУ клети 1…4;

РНУ1 - РНУ3 - регуляторы натяжения с воздействием на ГНУ последующей клети;

ОН1 - ОН3 - ограничители натяжения;

РНК2, РНК3 - регуляторы натяжения с воздействием на предыдущую клеть;

РТ1 - регулятор толщины во входной зоне стана;

РТ4 - регулятор толщины с воздействием на клеть 4;

РТ34 - регулятор толщины с воздействием на клети 3,4;

СУК1 - СУК4 - система управления клетью;

КС1 - КС4 - компенсатор стана;

КЭС - компенсатор эффекта скорости;

ИН1 - ИН3 - измерители натяжения;

ИТ1, ИТ4 - измерители толщины.

Все современные станы холодной прокатки снабжены системами автоматического регулирования толщины проката. Регулирование толщины полосы получают, если на основе измерения толщины полосы после клети, изменяют обжатие, или скорость вращения валков клети или натяжение. Наиболее эффективно регулирование толщины полосы при одновременном воздействии на нажимные устройства в первой клети и на скорость вращения валков последней клети. Регулирование толщины в первой клети является «грубым», а в последней клети «тонким»

Функциями САРТ являются:

- регулирование толщин после клетей воздействием на соотношения скоростей валков;

- регулирование межклетевых натяжений воздействием на ГНУ;

- ограничение межклетевых натяжений на уровне допустимых значений воздействием на соотношения скоростей валков (это ограничение имеет более высокий приоритет по отношению к регулированию толщин);

- контроль качества прокатываемой полосы по разнотолщинности , - создание гистограммы выходной толщины в ходе прокатки;

- диагностика работы САРТ.

САРТ участвует в управлении технологическим процессом прокатки на всех стадиях, включая настройку стана и контроль готовой продукции. [18] Настройка клетей по обжатиям (толщинам) осуществляется регулировкой соотношений скоростей вращения рабочих валков в смежных клетях. Настройка межклетевых натяжений выполняется путем регулирования положения гидронажимных устройств. В процессе прокатки САРТ автоматически корректирует соотношения скоростей и положения ГНУ с целью поддержания толщин на выходе из клетей и натяжений в межклетевых промежутках в заданных пределах.

Предлагаемая система САРТ включает в себя три уровня автоматизации: нижний уровень автоматизации; базовый уровень автоматизации; верхний уровень автоматизации и система автоматизации.[18]

Нижний уровень автоматизации включает в себя электроприводы и датчики технологической автоматизации:

-датчики скорости клетей (два датчика на клеть);

-датчики положения ГНУ (один датчик);

-толщиномеры (между 1-ой и 2-ой, за 4-ой клетями);

-датчики усилия ГНУ (один датчик);

-датчики положения полосы (отдельная система).

Базовый уровень автоматизации включает в себя контроллер с тремя центральными процессорами и удаленной периферией.

Верхний уровень автоматизации включает в себя сервер и всю систему визуализации, систему осциллографирования и автоматизированные рабочие места.

2.3.2.2 Математическое обеспечение САРТ

Система действует следующим образом. Толщина полосы за первой клетью контролируется толщиномером. Его показания сравниваются с заданной уставной и в зависимости от отклонения формируется управляющий сигнал на изменение зазора в первой клети. Этот сигнал отрабатывается через систему регулирования давления в гидроцилиндрах первой клети, а также гидроизгибом рабочих валков.

Неотработанные в первой клети ошибки передаются на последующие клети и устраняются изменением скорости и натяжений в межклетьевых промежутках. Так, если толщина во второй клети возросла на 1% по отношению к заданной (это означает, что h1 на 1 % более номинальной), то скорость V₁, уменьшается на столько же, так что секундный объем сохраняется постоянным:

Изменение натяжения в первом промежутке, вызываемое замедлением первой клети, компенсируется соответствующим уменьшением зазора во второй клети и т. д.

Установившийся процесс прокатки характеризуется постоянством секундных объемов металла, проходящего через зазор валков каждой клети, что описывается уравнением[32]

;

Измерение толщины, можно подразделить на прямое, с помощью толщиномеров. И косвенное, с помощью вычислений через другие параметры прокатки.

,где - первоначальный зазор; - усилие прокатки;

Отклонения толщины на выходе стана , измеряемые толщиномером за последней клетью, должны равняться изменениям уставки последней клети.

Они воздействуют на скорость последней клети. Регулирование натяжения полосы за последней клетью также осуществляется изменением скорости в этой клети. Отюда для выполнения условия необходимо и достаточно чтобы:

;(47)

Где:- скорость выхода полосы из последней клети стана

Поскольку текущие значения скоростей могут не соответствовать установившемуся процессу прокатки вследствии работы регуляторов натяжения целесообразно значения скоростей заменить уставками.[32]

;

Таким образом, грубое регулирование толщины осуществляется в первой клети изменением зазора, а тонкое регулирование толщины за последней клетью -- изменением скорости последней клети, приводящим к изменению натяжения между клетями 3 и 4 .При регулировании толщины компенсируется эксцентриситет валков. Незначительные и медленно меняющиеся ошибки толщины устраняются при коррекции режим прокатки. При прокатке тонких полос обжатие в последней клети может быть весьма малым и тогда в последней клети поддерживается постоянное усилие, а толщина регулируется в третьей клети воздействием на скорость третьей клети. Скорость последней клети при этом изменяется так, чтобы сохранить усилие в последней клети. Кроме того в этом случае для регулирования толщины последней клети используются нажимные устройства третьей клети. Система регулирования толщины в качестве датчика использует изотопные толщиномеры, установленные во всех промежутках и за последней клетью.

2.3.3 Подготовка валков

Валки, вновь поступившие на стан, а также вываленные из клетей стана при очередной перевалке, подвергаются шлифовке.

При наличии полного парка валков перешлифовку производят после выравнивания температуры по длине бочки валка или остывания валков до температуры воздуха внутри цеха. Если имеется разность температур по дине бочки валка, то перешлифовка осуществляется корректировкой профилировок.

Подготовка рабочих валков

Съем активного слоя с бочки за перешлифовку рабочих валков должен обеспечить полное удаление внешних дефектов, глубина которых определяется контрольным врезом шлифовального круга в тело валка или по показаниям дефектоскопа на станках фирмы « Геркулес ».

При отсутствии дефектов съем с валка за перешлифовку (разность диаметров, измеренных по центру бочки валка, до и после шлифования) должен быть не менее:

- для валков 1,2,3,4 клетях четырехклетьевого стана - 0,40 мм,

При перешлифовке валков необходимо, чтобы:

1. Отклонение от заданного профиля в симметричных сечениях составило не более:

- для валков, отшлифованных на станках фирмы «Геркулес» 0,005 мм,

- для валков отшлифованных на станках фирмы «Тошиба» 0,01 мм;

2. Овальность, конусность, биение бочки по диаметру не более чем 0,005 мм.[21]

Подготовка опорных валков

Съем при перешлифовке опорных валков должен обеспечивать полное удаление дефектов (вмятина, выкрошка и т.д.). Опорные валки с отдельными глубокими выкрошками предварительно зачищают вручную шлифовальной машинкой, при этом наличие острых граней не допускается. Опорные валки с отдельными глубокими выкрошками и опорные валки, перешлифованные по дефекту "навар" ("оков"), эксплуатировать в нижнем положении в 1 и 2 клетях 4 клетевого стана.

При перешлифовке валков необходимо, чтобы:

- отклонение от заданного профиля в симметричных сечениях - не более 0,03 мм,

- овальность, конусность, биение бочки по диаметру не более 0,008 мм,

Съем за одну перешлифовку с опорных валков, эксплуатирующихся в клетях №№ 1 - 4 четырехклетьевого стана - не менее 2 мм или до удаления дефектов.

На поверхность бочек отшлифованных валков наносится антикоррозионная смазка (Феррокоут 8001 или его аналог) и поверхность бочки накрывается упаковочной бумагой (типа П-120, В-70, В-75 или аналогичной).

Потребность в валках

Эффективность работы прокатного стана и качество производимой на нем продукции в значительной степени зависит от основного рабочего инструмента - прокатных валков. В цеховых затратах на передел доля затрат на валки для станов холодной прокатки составляет 15-25%. Таким образом, расход валков существенно влияет на себестоимость проката.[21]

Особенностью эксплуатации валков, на которых прокатывают труднодеформируемые электротехнические стали, является их высокая повреждаемость.

Для бесперебойной работы цеха необходимо иметь 10-15 пар рабочих валков. Потребное число опорных валков - 7-8 пар.

2.4 Проектирование главной лини клети

Основные параметры и размеры

Расчет основных параметров и размеров линии клети ведется по методике Зайцева[10]

Диаметр рабочего валка D = 420 мм и длина бочки L = 1700 мм.

Номинальный диаметр опорного валка:

Выбираем из параметрического ряда ГОСТ 5399 - 69, получаем - Do = 1400 мм.

Максимальный ход верхнего валка

H=0,05K₂ xD = 0,05·1·420=21, по 5-му приближению Н=30 мм (48)

Для клети холодной прокатки значение коэффициента k₂=1.

Min диаметр рабочего и опорного валков после переточек и перешлифовок:

мм, (49)

мм. (50)

где k = 0,08 и k₀ = 0,05 - коэффициенты уменьшения диаметров рабочих и опорных валков при переточках и перешлифовках.

Другие характеристики валков приведены в таблице 24.



Таблица 24. Характеристики валков

Назначение валков	Материал	Е, МН/м2	G*, кН/м2	HSD	[у]	[ф]	[ук]
					Н/мм2	Н/мм2	Н/мм2
Рабочие	09Х2Мф	2,10•105	0,79•108	90	140	80	5200
Опорные	90ХФ	2,10•105	0,79•108	60	120	-	2120

Здесь Е и G* - модули упругости первого и второго рода, HSD- твердость бочки по Шору, [ ], [ф], [у_к] - допускаемые напряжения изгиба, кручения и контактные.

Плотность материала стальных кованых рабочих и опорных валков, а также других изготовленных из проката и кованых деталей с₁ = 7,8, чугунных рабочих валков с₂ = 7,2, стальных литых деталей с₃ = 7,6, бронзовых направляющих на стойках станины с₄ = 8,6 т/м3.

Наибольшие размеры сопряжённых с рабочим валком деталей - подушек и головок шпинделей - не должны превышать его минимального диаметра.

Высота подушки

мм. (51)

Исходя из этого условия, принимаем зубчатые шпиндели ШЗ-5, у которых диаметр головки .

Расчётное усилие, действующее на детали и узлы в окне станины (полусуммы усилий прокатки и противоизгиба рабочих валков)

Y = 5.6 D₀² =5,61400² =10,96MH (52)

Усилие противоизгиба, действующее на одну шейку рабочего валка

Y₁ = 0,05DY = 0,050,4211 = 0,23МН. (53)

Узел рабочего валка

Подбор подшипника.

Оценка наружного диаметра:

D₄ ? H₁ - 0,05D = 380 - 0,05420 =354 мм. (54)

Следуя этой оценке, подбираем четырёхрядный радиально-упорный подшипник с коническими роликами № 331156. Его габаритные размеры D₄=314,325 мм, d₁=220,662 мм, B₂=239,712 мм, С=2,05 МН.

Эквивалентная динамическая нагрузка в предположении, что усилие противоизгиба рабочих валков всегда максимально, а осевые силы отсутствуют, а также отвечающий такой нагрузке 90-процентный ресурс подшипника [10]:

Y₂ = 1,1k₄Y₁ = 1,11,20,23 = 0,3 MH, (55)

ч. (56)

где - температурный коэффициент при температуре в подшипнике 50°С;

k₄ - коэффициент динамичности, равный 1,2 [10];

С - коэффициент динамической грузоподъёмности [10].

Ширина подушки:

B₁ = 1,75H₁ = 1,75380 = 656 ⁴ 650 мм.

Размеры шейки, конца валка и подшипникового узла :

l₁ = B₂=239,7 ³ 240мм,

l₂ = E(l₁ - 3B₂ / 4) = E(240-3·240/4)=60 мм,

l₃ = E(l₂ + B₂ - 5) = E(60 +240 - 5)=294 мм,

l₄ = 2l₁ - l₂ - l₃ = 2·240-60-294=126 мм,

l₅ = 0,65l₂=0,65·60=39 ³ 40мм,

d₂ = d₁ + 2l₂ tan15⁰=220,662+2·60·0,2679= 253 мм,

d₃ = d₁ - 10 = 220,662-10=210,66³210мм,

d₄ = 0,9d₁ =0,9·220,662=198³ 200мм,

d₅ =185, s₁ = 130, l₆ = l₂₃ - 10 =70-10=60, l₇ = 280 мм.

Четыре последних размера определил по [10].

L₁ = L+2l₁ =1700+2240=2180 мм,

L₂ = L+2(2l₁ +l₅+l₆+l₇)=1500+2(2240+40+60+240)=3300 мм,

D₅ =1,07H₁ =1,07380 =401,3 ³ 400 мм,

D₆ = 0,9D₄ = 0,9314,325=283³ 285 мм.

Остальные необходимые для вычерчивания узла валка размеры следует назначать конструктивно.

Узел рабочего валка с подушкой приведен на рисунке 13.

Рисунок 13. Узел рабочего валка с подушкой:

1, 3 - узлы крышек и уплотнений (не проработаны); 2 - подушка; 4 - гайка.

Масса, момент инерции и крутильная податливость одного валка:

т,(57)

тм²,(58) кНм^-1.(59)

Момент инерции здесь подсчитан без учёта приводных концов длиной l7, а масса - с их учётом.

Масса одной подушки и узла одного рабочего валка при средней плотности заполнения ее объема с5 = 6 т/м3:

G₂=2с₅l₁(H₁B₁-рd₁²/4)=26,00,24(0,380,65-3,140,304²/4)=0,59т, G₃=G₁+2G₂=2,24+20,59=3,42 т.

Узел опорного валка

Подбор подшипника жидкостного трения по размерам и нагрузочной способности.

Диаметр ПЖТ принимаем по таблице [10] максимально возможным так, чтобы минимальный диаметр валка превышал высоту подушки:

где размер H₂ соответствует типоразмеру d=1000 мм, который и следует принять к установке. Опорный валок изображен на рисунке 14.

Относительную длину подшипника определяют в зависимости от нагрузки так, чтобы удельное давление на площади диаметрального сечения подшипника при работе в длительном режиме не превышало 16-17 Н/мм с учётом графика нагрузочной способности, а в кратковременном 21,0-22,5 Н/мм. Расчётные удельные давления в подшипниках при l/d=0,75 и l/d=0,90:

(60)

Таблица 29. Размеры элементов узла опорного валка, мм, и масса ПЖТ [8]

d	l	d6	d7	d8	d9	d10	l8	l9	l10	l11

Подобные документы

• Разработка технологического процесса для производства листа методом холодной прокатки

  Описание непрерывного стана 1200 холодной прокатки Магнитогорского металлургического комбината им. В.И. Ленина. Оборудование и технология прокатки. Выбор режимов обжатий и расчет параметров, рекомендации по совершенствованию технологии прокатки.
  
  курсовая работа [5,5 M], добавлен 27.04.2011
  

• Станы холодной прокатки

  Описание выбора цеха холодной прокатки, прокатного стана и разработка технологического процесса для производства листа шириной 1400мм и толщиной 0,35мм из стали 08кп производительностью 800 тысяч тонн в год (Новолипецкий металлургический комбинат).
  
  реферат [476,0 K], добавлен 15.02.2011
  

• АСУ ТП 5-ти клетевого стана 630 холодной прокатки

  Специфика управления на предприятиях черной металлургии с полным циклом производства. Функции и структура автоматизированных систем управления стана 630 холодной прокатки. Устройство и принципы работы локальной системы автоматического управления САРТиН.
  
  контрольная работа [616,3 K], добавлен 17.01.2010
  

• Шестивалковая клеть одноклетевого реверсивного стана 2000 холодной прокатки

  Разработка проекта реверсивного одноклетевого стана холодной прокатки производительностью 500 тыс. тонн в год в условиях ЧерМК ОАО "Северсталь" с целью производства холоднокатанной полосы из низкоуглеродистой и высокопрочной низколегированной сталей.
  
  дипломная работа [2,5 M], добавлен 26.10.2014
  

• Производство труб

  Сортамент и требования нормативной документации к трубам. Технология и оборудование для производства труб. Разработка алгоритмов управленияы редукционным станом ТПА-80. Расчет прокатки и калибровки валков редукционного стана. Силовые параметры прокатки.
  
  дипломная работа [1,8 M], добавлен 24.07.2010
  

• Разработка электропривода прокатного стана холодной прокатки

  Анализ системы "электропривод-рабочая машина" стана холодной прокатки. Нагрузочная диаграмма, выбор электродвигателя. Расчет и проверка правильности переходных процессов в электроприводе за цикл работы, построение схемы электрической принципиальной.
  
  курсовая работа [761,7 K], добавлен 04.11.2010
  

• Разработка технологии изготовления заготовки кованого валка для холодной прокатки

  Понятие и структура валков холодной прокатки, их назначение и предъявляемые требования. Критерии выбора ковочного оборудования и исходного слитка. Характеристика оборудования участков цеха. Производство валков холодной прокатки на "Ормето-Юумз".
  
  курсовая работа [692,9 K], добавлен 04.05.2010
  

• Цех прокатки стали

  Сортамент исследуемого цеха и определение объема производства. Основные требования, предъявляемые к заготовке и продукции. Порядок технологических операций. Краткая характеристика основного и вспомогательного оборудования, техническое описание печи.
  
  курсовая работа [714,5 K], добавлен 24.01.2013
  

• Технологический процесс прокатки на стане 350

  Характеристика основного и вспомогательного оборудования стана 350. Выбор системы калибровки валиков для производства круглого профиля диаметром 50 мм. Метрологическое обеспечение измерений размеров проката. Расчет производственной мощности цеха.
  
  дипломная работа [441,6 K], добавлен 24.10.2012
  

• Профиль для металлических конструкций

  Характеристика профилей, применяющихся при сооружении металлических конструкций. Критерии и обоснование выбора стана для проката профиля, необходимое оборудование и технология проката и калибровки. Методика расчета энергосиловых параметров прокатки.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.11.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам