Календарний план 2 страница

Овальність і різностінність труб неповинна виводити їх розміри за граничні відхилення, відповідно по зовнішньому діаметру і товщині стінки.

Кривизна будь-якої ділянки труби на їм довжини не повинна перевищувати:

З мм - для труб діаметрів від 5 до 8 мм;

2 мм- для труб діаметрів від 8 до 10 мм;

1,5 мм- для труб діаметром більш 10 мм.

За вимогами споживача кривизна труб діаметром 20-90 мм не повинна перевищувати 1 мм на 1 м довжини.

Технічні вимоги

Труба виготовляється, з марки сталі 20, її хімічний склад наведено у таблиці 1.5

Таблиця 1.5 – Хімічний склад марки сталі 20, %

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36–0,4	0,17-0,3	0,5-0,8	1-1,4	До 0,03	До 0,03	0,45-0,7	До 0,03

Зовнішня і внутрішня поверхні труб повинні бути без плівок, рванин, тріщин. Допускається видалення дефектів місцевої зачисткою, суцільним або місцевим шліфування, розточенням і обточування за умови що величина розточування, обточування суцільного шліфування не виводить діаметр і товщину стінки за мінусові граничні відхилення, а місцева зачистка або шліфування - товщину стінки за мінусові граничні відхилення.

Без зачистки допускаються поверхні дефекти, зумовлені способом виробництва: поодинокі плівки, сліди розточування і обточування, ризики, брижі, подряпини та вм'ятини за умови, що вони можуть бути зачищені і не виводять товщину стінки за мінусові граничні відхилення.

Поверхня труб повинна бути світлою. Допускається матова поверхня з сірим відтінком, обумовлена способом виробництва і маркою сталі.

Кінці труб повинні бути обрізані під прямим кутом і зачищені від задирок.

Труби працюючи під тиском (що повинно обговорюватись за замовленням) повинні витримувати без утворення течі випробувальний гідравлічний тиск (Р) у МПа.

Труби повинні витримувати випробування на згин. Зразок вважається витриманим випробування, якщо після згину на ньому немає візуальних пошкоджень цілісності металу з металевим блиском.

Випробування на сплющування повинні витримувати труби діаметром 22 мм і більше з товщиною стінки не більш 10 мм до отримання між поверхнями відстані (Н)в мм.

При виявленні на зразках дрібних надривів та інших дрібних дефектів,дозволяється повторне випробування іншого зразку, взятого з тієї ж труби з попереднім зняттям поверхневого шару, зразку і внутрішнього та зовнішнього на глибину не менш 0,2 мм.

2 Розрахунок на міцність Та деформацію

деталей робочої кліті

Вихідні дані стану ХПТ-55

P_max=1500 kH; M_пр.max=83 kH·м; Д_в.ш.=336 мм; l ₁=317,5 мм; l ₂=337,5 мм; l ₃=202,5 мм; l ₄=135 мм; l ₅=100 мм; d=364 мм; d₁=180 мм; d₂=205 мм; d₃=195 мм; d₄=220 мм; r=182 мм; b₂=140 мм; b₃=80 мм; h=160 мм; b=33 мм.

2.1 Розрахунок валків стану ХПТ 55 на міцність

Рис. 2.1. Розрахункова схема робочого валка стану ХПТ

Крутний момент діючий на одну шийку робочого валка

, (2.1)

Оточуюче зусилля на ведучої шестерні

Н·мм (2.2)

Де Dв.ш. – діаметр початкового кола ведучої шестерні.

Розпіркове зусилля

В=Т·tgαw=0,25·10⁶·tg20°=0,091·10⁶ Н (2.3)

де αw – кут прямозубого зачеплення, αw=20°

Опорні реакції у вертикальній площині

Н (2.4)

Опорні реакції у горизонтальній площині

R_aг=Т=0,25·10⁶ Н (2.5)

Визначаємо напруження в перетині І-І

Загальний момент у вертикальній площині

М_зв1=В· l _з=0,091·10⁶·202,5=18,43·10⁶ Н·мм (2.6)

Згинаючий момент у горизонтальній площині

М_зг1=Т· l _з=0,25·10⁶·202,5=50,63·10⁶ Н·мм (2.7)

Сумарний загальний момент

Н·мм (1.55)

Напруження згинання

(2.8)

Напруження кручення

(2.9)

Сумарне напруження у перетині І-І

, (2.10)

де [σ_з] – допустиме напруження згинання для матеріалу валка, МПа

, (2.11)

де σ_т – границя текучості матеріалу валка, для сталі 30ХГСА

σ_т=850 МПа

К – коефіцієнт запасу міцності, уважає роботу валка при великих навантаженнях

Приймаємо К=2,5

Умови міцності виконуються

Визначаємо напруження у перетині 2-2

Згинальний момент вертикальної площини

М_зв2=R_aв· l ₅-В(l ₃+ l ₄+ l ₅), (2.12)

М_зв2=0,84·10⁶·100-0,091·10⁶(202,5+135+100)=441,8·10⁶ Н·мм

Згинальний момент у горизонтальній площини

М_зг2=R_a2· l ₅-T(l ₃+ l ₄+ l ₅), (2.13)

М_зг2=0,25·10⁶·100-0,25·10⁶(202,5+135+100)=84,37·10⁶ Н·мм

Сумарний згинальний момент

(2.14)

Напруження згинання

(2.15)

Напруження кручення

(2.16)

Сумарне напруження у перетині 2-2

, (2.17)

Умови міцності виконуються

Визначаємо напруження у перерізі 3-3

Переріз 3-3 валка зображує собою півкола, послаблений у середині отвором центового болта і з пракмизева.

Момент інерції перерізу відносно вісі Х-Х

І_Х-Х=І¢_ХХ-2·І¢¢_ХХ-І¢¢¢_ХХ, (2.18)

де І¢_ХХ – момент інерції півкола;

І¢¢_ХХ - момент інерції трикутника;

І¢¢¢_ХХ - момент інерції прямокутника.

І¢_ХХ=0,1098·r⁴=0,1098·182⁴=120,47·10⁶ Н·мм

тут r – радіус півкруга переріза

(2.19)

, (2.20)

Момент інерції трикутника замінює момент інерції фігури, що утворює зев. Цей трикутник має висоту h, та площину рівну площині фігури, який утворює зев. Із умови рівняння циз площин визначається основа b₁ трикутника.

(2.21)

(2.22)

де

(2.23)

(2.24)

η – стан центра ваги переріза

, (2.25)

Тоді І_Х-Х=120,47·10⁶-2·13,849·10⁶-17,709·10⁶=75,063·10⁶ мм⁴

Момент інерції перерізу відносно вісі у-у

І_у-у=І¢_уу-2·І¢¢_уу-І¢¢¢_уу, (2.26)

де І¢_уу – момент інерції півкола;

І¢¢_уу - момент інерції трикутника;

І¢¢¢_уу - момент інерції прямокутника.

І¢_уу=0,025·d⁴=0,025·360⁴=438,88·10⁶ мм⁴ (2.27)

(2.28)

,

тоді І_у-у=438,88·10⁶-2·134,49·10⁶-0,545·10⁶=163,36·10⁶ мм⁴

Момент опору перерізу відносно вісі Х-Х

(2.29)

Момент опору перерізу відносно вісі у-у

(2.30)

Максимальне зусилля прокатки Р_мах діє на валок, коли переріз 3-3 повернутий відносно зображеного на кут приблизно 70...80°. при розрахунку цього перерізу на максимальне зусилля прокатки приймаємо, що максимальне зусилля прокатки діє перпендикулярно вісі у-у, а оточувальне зусилля – перпендикулярне вісі х-х.

Згинальний момент у вертикальній площині

М_зв3=R_aв· l ₁-В(l ₂+ l ₁), (2.31)

М_зв3=0,84·10⁶·317,5-0,091·10⁶(337,5+317,5)=207,09·10⁶ Н·мм

Згинальний момент у горизонтальній площині

М_зг3=R_ar· l ₁-T(l ₂+ l ₁), (2.32)

М_зг2=0,25·10⁶·317,5-0,25·10⁶(337,5+317,5)=84,37·10⁶ Н·мм

Напружена згинання у перерізі 3-3 от моменту діючого у вертикальній площині:

(2.33)

Умови міцності виконуються

Напруження згинання у перерізі 3-3 від моменту діючого у горизонтальній площині

(2.34)

Умови міцності виконуються

Рис. 2.2 – Розрахункова схема перерізу 3-3 робочого валка стану ХПТ

2.2 Розрахунок станини

Станина робочої кліті стану ХПТ – 55 розраховується за максимальним вертикальним зусиллям прокатки . Дією зусиль від шатунів нехтуємо, оскільки вони незначні в порівнянні з вертикальним зусиллям прокатки.

Рис. 2.3 Схема дії сил на станину кліті стану ХПТ – 55

Так як станина симетрична (рис.2.3), а вертикальні зусилля прокатки прикладені вздовж вісі симетрії, розрахунок ведем для однієї половини станини на зусилля:

Н (2.35)

За для спрощення розрахунку, станину стану ХПТ – 55 представляємо у вигляді жерсткої рами, яка складається з двох одакових ствйок та двох однакових поперечин (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Розрахункова схема станини робочої кліті стану ХПТ – 55

Так як у станини кліті стана ХПТ – 55 вугли з'єднання поперечок зі стійками значно закруглені (рис. 2.4.), то вузловий момент розраховуєм за формулою А.І. Целікова:

Н*мм

(2.36)

У приведенній фрмулі момент інерції переходу від стійки до поперечини прийнятий рівним моменту інерції стійки.

Кожна поперечина станин підвергається тільки згину від дії сили Р та моменту М . Реактивний момент М , прикладений в кутах станини буде зменьшувати згинаючу дію сили Р. В результаті максимальній момент в середині поперечини буде мати величину:

(2.37)

Визначаемо для кожного перерізу положеня нейтрального слою, співпадаючого з центром тяжіння перерізу.
Координати центру тяжіння перерізу відносно вісі Х - Х :

мм (2.38)

мм (2.39)

Для перерізу 1-1:

F = мм (2.40)

F = мм (2.41)

F = мм (2.42)

F мм (2.43)

F мм (2.44)

Для переізу 2-2:

F мм (2.45)

F мм (2.46)

F мм (2.47)

F мм (2.48)

Моменти інерції перерізів:

мм

(2.49)

мм

(2.50)

Радіус закруглення у місці переходу стійки у поперечину по нейтральному слою:

r=35+52.993=87.99 мм (2.51)

Довжина поперечини та стійки по нейтральному слою відповідно дорівнює:

l = мм

(2.52)

l мм

(2.53)

Моменти опору перерізів відносно вісі Х-Х:

W мм

(2.54)

W мм

(2.55)

Напруга на внутрішній поверхні стійки:

МПа,

(2.56)

<

(2.57)

Напруга у поперечині в місці приложення сили Р:

(2.58)

<

(2.59)

Умови міцності станини виконуються.

Деформація станини:

f=0.027+0.10+0.069=0.196 мм

(2.60)

f

(2.61)

f

(2.62)

f

(2.63)

(2.64)

F=0.196мм< мм

(2.65)

Слідуючи з цього загальна дефрмація станини робочої кліті стану ХПТ – 55 при данній нагрузці знаходиться у допустимих межах.

2.3 Розрахунок шестерні

2.4 Розрахунок пружної деформації кліті

Перелік посилань

1. Розов Н.В. Производство труб – М, Металлургия, 1974. - 598 с.

2. Виноградов А.Г. Трубное производство - М, Металлургия, 1981. - 343 с.

3. Станкевич В.О. и др. Холодная прокатка труб – М, Металлургия, 1982. 148с.

4.Технологическая инструкция (основная) “Производство стальних безшовних холоднодеформированных и теплодеформированных труб в трубоволочильном цехе” ТВЦ ЗАО “НЗНТ”-2004г.

5.Технологическая инструкций ТИ №24-5в12-80 Определения размеров рабочих поверхностей деформируемого инструмента станов ХПТ (калибровка) для холодной и теплой прокатки ЮТЗ -1980г.

6.Васильев Г.А. Основы безопасности труда на предприятиях черной металлургии - М, Металлургия, 1983.

Дата добавления: 2015-08-31