Параметры валков и привода возвратно-поступательного перемещения осей их поворота для шаговой прокатки прямым и обратным ходом

Проектирование технологии и оборудования прокатного производства невозможно без знания параметров валков, клетей и их привода. Рассмотрим методику расчета этих параметров для условий шаговой прокатки прямым и обратным ходом двумя парами взаимно перпендикулярных валков переменного по длине их рабочей поверхности радиуса. Особенности этого процесса прокатки и основные требования к его осуществлению изложены в работах [1, 2].

Рабочие поверхности пар прокатных валков (рис. 1, 2) включают несколько характерных участков, ограниченных центральными углами. Калибрующие участки, ограниченные углами 8кал 1, 8кал 2, имеют постоянные радиусы RкалЛ, Rкал.2, выполненные из осей 01, О2 поворота валков. Обжимные участки, ограниченные углами 8обж 1 = 8отр 1 - ^кал!,

5™,

8обж 2 = 8отр 2--, выполнены постоянными радиусами р1, р2, проведенными из центров О 11, 012, расположенных эксцентрично осей О 1, О2 поворота валков с величинами эксцентриситетов е 1, е2.

Холостые участки ограничены углами:

8 _Х о_лЛ = 360 °-8 отр_Л-^ -^ 11 -^ ;    (1)

8 хол.2 = 360 °-8 отр_Л —у¹ -Ф 12 -Ф 22 - (2)

Исходными данными для расчета являются высота, ширина соответственно исходной и получаемой заготовок Н ₀, В ₀ и Н 1 , В 1 , расстояния между осями пар валков Д₀₁ и Д₀₂, величина подачи m , а также следующие параметры:

ф_п , ф ₁₂ - углы, характеризующие положения валков соответственно в начале и в конце обжатия обратным ходом (рис. 1);

ф ₂₂, ф ₂₁ - углы, характеризующие положе -ния валков соответственно в начале и в конце обжатия прямым ходом (рис. 2).

Радиусы валков на калибрующих участках R кал.1 , ^R кал.2 ^, углы ⁸ кал.1 , ⁸ кал.2 определяются ^по формулам:

у _ Д⁰¹ - ^{Н 1} .

R кал.1 =     2     ;

у _ ^Д02 ^- В 1 .

R кал.2 =     2     ;

к m ^Х

8кал.1 = „ ;

^R кал.1

хк

8кал.2 = ~----,

R кал.2

где к - коэффициент перекалибровки; к - вытяжка.

Параметры валков на обжимных участках определяются по следующим формулам [3]:

R δ 1 = ρ 12 - e 12 sin 2 δ 1 + e 1 cos δ 1 ;	(7)
= D 01 - H 0 - 2 ρ 1 1 ; 2cos δ отр.1	(8)
R δ 2 = ρ 22 - e 22 sin 2 δ 2 + e 2 cos δ 2 ;	(9)
e = D 02 - В 0 - 2 ρ 2 2      2cos δ отр.2    .	(10)

Параметры валков е 1 , е 2 , ρ ₁ , ρ ₂ , δ _отр.1 , δ _отр.2 ,

Рис. 1. Валок, деформирующий обратным ходом

Рис. 2. Валок, деформирующий прямым ходом

входящие в зависимости (15)–(18), определяются с привлечением условий (см. рис. 1, 2), связываю- щих угловые положения на их деформирующих участках:

ϕ ₁₁ +ϕ ₁₂ + ^{δ к}2^ал.1 + δ _отр.1 =π ;               (11)

δ

ϕ ₂₁ +ϕ ₂₂ + ^ка2^л.2 + δ _отр.2 =π                (12)

и значения радиусов валков на границах их калибрующих и об жимных участков :

R _кал.1 = ρ ₁ ² - e ₁²sin^{2 δ к}2^ал.1 + e ₁ cos ^{δ к} 2 ^ал.1 ; (13)

R кал.2 =ρ ² 2 - e 2 ²sin^{2 δ ка} 2 ^л.2 + e 2 cos ^{δ ка} 2 ^л.2 . (14)

Коваль Г.И., Гасленко М.И.

Параметры валков и привода возвратно-поступательного перемещения осей их поворота для шаговой прокатки…

Значения углов ф 11 , ф₁₂ задаются из условий «разгона» и «торможения» осей поворота валков, обеспечивая выравнивание окружной скорости валков и скорости поступательного перемещения осей их поворота в начале и в конце деформации обратным ходом, и принимаются из опытных данных равными 10^15 град. Значения углов ф ₂₂,

ф 2 1 определяются из условия осуществления заданной величины подачи. Зависимости для определения этих углов приведены ниже.

На холостых участках, ограниченных углами ⁵ хол.1 ^{и 5} хол.2 , радиусы валков R хол.1 и R хол.2 могут выполняться постоянными из условия свободного вращения без соприкосновения смежных прокатных валков. Соотношения для определения этих радиусов имеют вид:

п < Д01 - Вв2 ./1

R хол.1 -     2     ;

п     < Д02 ^- В в1

Rхол.2 - 2     , где Вв1 и Вв 2 –максимальная ширина валков, деформирующих соответственно обратным и прямым ходом.

Радиус кривошипа привода возвратно-поступательного перемещения осей поворота валков r кр

Угловые положения валков, деформирующих обратным ходом, и кривошипов связаны соотношением

5 1 = 360 ^о-ф_и-^ + ф 1 .             (21)

Длина шатуна определяется известным соотношением, применяемым при проектировании станов ХПТ,

L ш = ( 6 - 7 ) Г кр .                           (22)

При определении параметров пары валков, деформирующей прямым ходом, необходимо привлечь условие п-ф22 V,

[ VnLd 5 = 0,                          (23)

ю ф12

определяется из условия осуществления переме-

щения заготовки валками в сторону готового про- m ( X+ 1 )

филя на величину 2 [2] при деформации заготовки обратным ходом

m ( Z + 1 )

^п-ф 21 т/

( V1 d 5 .

ю

Ф 11

В этом выражении скорость перемещения заготовки при ее деформации обратным ходом определяется по формуле

в которое входят значения углов ф ₂₂, ф ₂₁, определяющих заданную величину подачи заготовки.

В этом выражении скорость перемещения заготовки при ее деформации прямым ходом определяется по формуле

V n 2 = V кл – V 12 . (24) Скорость выхода металла из пары валков, деформирующей прямым ходом,

V 12 = ю R к2 , (25) где R _к2 – катающий радиус пары валков, деформирующей прямым ходом.

С использованием приведенных зависимостей и уравнений могут быть рассчитаны параметры пар валков, одна из которых деформирует прямым, а вторая обратным ходом, а также параметры привода возвратно-поступательного перемещения осей их поворота. Эти параметры обеспечивают получение шаговой прокаткой сортового проката с высокой вытяжкой, с требуемыми геометрическими характеристиками при подаче заготовки прокатными валками в заданном режиме.

V n 1 = V 11 – V кл .

Скорость выхода металла из валков, деформирующих обратным ходом,

V ₁₁ = ω R _к1.

Скорость перемещения осей поворота валков

V кл

= ^ю r _Kp sin ф

)

0,5 г _кр sin ф 1 + d cos ф 1

L ш V 1 — ( d/ L ш ) 2    _?

. (20)

В формулах (17), (18), (20) обозначено: ю - угловая скорость валков и кривошипа; R к1 – катающий радиус валков, деформирующих обратным ходом; d – дезак-сиал кривошипно-шатунного механизма; ф 1 - угол поворота кривошипа привода возвратно-поступательного перемещения осей поворота валков.