Расчет главной линии рабочей клети и режима прокатки полосы 0,4×1260 мм из стали марки 08КП на четырехклетевом непрерывном стане холодной прок

мм.

5. Деформация двух поперечин под действием изгибающих моментов и поперечных сил:

 мм,

мм.

6. Суммарная деформация станин:

мм.   

 

 

2.5.4 Суммарная деформация и жесткость клети без учета деформации масляного столба в гидроцилиндре и с его учетом при максимальном заполнении гидроцилиндра:

мм,

        мм,    

МН/мм,

 МН/мм.

2.6 Допускаемые нагрузки

           1. Крутящий  момент, допускаемый прочностью  концов двух приводных валков  при пятикратном запасе прочности

, кНм.

2.Крутящий момент, допускаемый прочностью шеек двух приводных валков при пятикратном запасе прочности без учета и с учетом (со штрихом) усилия уравновешивания и изгиба

 кНм,

,

 кНм.

         3. Усилие  прокатки, допускаемое прочностью  шеек и бочки переточенных  опорных валков при пятикратном запасе

, МН,

, МН.

         4. Усилие  прокатки, допускаемое  контактной  прочностью опорных валков

,

 МН.

5. Усилие  прокатки, допускаемое ПЖТ, при  [q] = 16,5 Н/мм²

, МН.                                

6. Усилие  прокатки, допускаемое клетью,- это  минимальное из полученных значений МН.

 

 

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЛАВНОГО ПРИВОДА  КЛЕТИ

 

3.1 Шпиндельное соединение

 

1. Основные размеры зубчатого шпинделя (рис.9а), принятые по табл.7.

D₃=420 ; d5=220, d₁₇=350,D₃₀=340,l₇=300,l₂₃=70,l₂₄=150,l₂₅=655,s₁=170 мм.

Таблица 7

Шпиндели  зубчатые

Типоразмер	[M]3 кНм	D3, мм	d5, мм	d17, мм	D30, мм	l7, мм	l23, мм	l24, мм	l25, мм	s1, мм
ШЗ 6	106	420	220	400	350	330	80	160	770	200

 

Несмотря  на использование для изготовления втулки и обоймы шарнира высокопрочной  стали типа 35ХМ, уровень допускаемого длительно действующего крутящего момента сравнительно не высок.

2. Диаметр тела шпинделя и напряжения кручения в нем:

 мм,   Н/мм².

3. Длина  шпинделя по осям шарниров:

 мм.

4. Наибольший угол наклона верхнего  шпинделя в верхнем положении  рабочего валка номинального  диаметра:

     

5. Наибольший  расчётный крутящий момент,:

, ,

                                      <[M]₃=106 кНм.                         

Коэффициент ответственности передачи (k₈=1,0-1,8) принят на уровне k₈=1,2 для случая, когда поломка шпинделя приводит к аварии линии клети, а коэффициент условия работы передачи (k₉=1,0-1,5) принят k₉=1,0 для случая спокойной работы равномерно нагруженных механизмов.

 

6.Масса, момент инерции и крутильная податливость шпинделя:

т

тм²

кНм^-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция зубчатого шпинделя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Сдвоенный редуктор

 

Для получения  представления о сдвоенном редукторе, прежде всего его габаритах, произведем проектировочный расчет зубчатых зацеплений по ГОСТ 21354-87. Основываясь на предыдущих расчетах и практических данных, в  качестве исходных примем следующие положения:

Крутящий  момент на колесе М₁₂ = 80400 Нм,

Передаточное  число u = 1,167

Коэффициент ширины зуба 0,63

Вид передачи – шевронная,

материалы для шестерни и колеса – сталь 35ХМ с поверхостной закалкой до получения твердости зубьев HRC=48.

1. Предел  выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому циклов  напряжений, 800 Н/мм², а предел контактной выносливости для

нитроцементированных  колес:

 Н/мм².    

         2. Допускаемые контактные напряжения и допускаемые напряжения изгиба в проектировочном расчете:

 Н/мм²,

 Н/мм²,

где  S_H – коэффициент запаса прочности; для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев S_H=1,2;

Y_N – коэффициент долговечности; для числа циклов напряжений, превышающего базовое, Y_N=1.

3. Межосевое  расстояние передачи из условий  контактной выносливсти:               a = K (u+1) мм,

где  K – вспомогательный коэффициент; для косозубых передач K_a=430;

K - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий; при высокой твердости зубьев и двухопорном

расположении зубчатых колес можно принимать =1,25.

Расчетное значение межцентрового расстояния следует  округлено до следующего большего из параметрического ряда по ГОСТ 2185-66: 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1400, 1600, 2000, 2500.

а_w = 630 мм.

4. Нормальный  модуль зацепления из условия  выносливости при изгибе

мм,     

где   - вспомогательный коэффициент; для косозубых передач =850, если коэффициент торцового перекрытия > 1, иначе = 1100;

=3,6 – 4,2 – коэффициент формы зуба, принятый средним.

        Результат  находится в обычно рекомендуемых  пределах m=(0,01 – 0,02) ; его округляют до ближайшего  из параметрического ряда по ГОСТ 99563-60: 6, 7, 8, 9, 10,11, 12, 14, 16, 18,  20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 55.

т = 7 мм.

5. Задавшись  углом наклона зуба  °, определяют числа зубьев шестерни и колеса, а также действительные значения передаточного числа и угла наклона зуба:

  

6. Проверка  коэффициента торцевого перекрытия

.

7. Диаметры  делительных окружностей:

мм, мм.

8. Межосевое  расстояние выходных валов: мм.                 

9. Ширина  колеса:

 мм.    

10. Расстояние  между заплечиками входных и  выходных валов:

так как  тогда

мм.    

11. Расстояние  по концам входных и выходных  валов:

мм,   

где размер 260 принят по табл.8 для наименьшей по размеру зубчатой муфты №12, способной передать крутящий момент кНм. Диаметры входных валов мм назначены по максимально допустимой расточке муфты (табл. 8), при этом диаметры тихоходных валов ( 240 мм) оказываются меньше, чем быстроходных.

12. Зазор  между вращающимися колесами  и стенками корпуса:

мм.

13. Уровень  нижнего выходного валка относительно основания и толщина нижнего пояса:

мм, 

где диаметр  - диаметр делительной окружности большего из колес пары.

14. Ширина  и высота редуктора:

мм.   

          15. Напряжения кручения в концах валов

 Н/мм²  <  [τ],

 Н/мм² <[τ].

 

16. Масса (с приводным концом), момент инерции и крутильная податливость (без приводного конца) входного вала в сборе:

1,58 т,

0,0419 тм²,               =1,9 ×10^-5 кНм^-1.                    

16. То же  для выходного вала в сборе:

= 1,72 т,

=0,07тм²,

             

= 1,99×10^-5 кНм^-1                                  

17. Масса редуктора: 

= 7,91 т.  

 

3.3. Зубчатые муфты

 

Двигатель нижнего валка соединен с редуктором зубчатой муфтой типа МЗ, а верхнего – типа МПЗ, с промежуточным валом. Якоря каждого двигателя соединены  также муфтой МЗ. На рисунке 11 показана конструкция: сверху от осевой линии – муфты МЗ, половины муфты МПЗ (вторая половина представляет собой зеркальное отражение изображенной относительно вертикальной оси). Параметры муфт берут из табл. 8.

Таблица 8

Параметры зубчатых муфт

№	[M]4, кНм ,	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, т	, кНм-1
13	150	280	680	555	380	525	70	260	0,77	0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Муфта зубчатая

Рис. 11   

 

В моменте  инерции муфты, как и в случае шпинделей, учтем вклад концов сочленяемых валов, а податливость оценим, используя уравнение связи податливости сплошного вала с его моментом инерции:

 тм²,  (110)

 

 кНм^-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якорь двигателя

Рис. 12

 

3.4. Главные двигатели

 

1. Номинальные  мощность и частота вращения  каждого из четырех якорей привода:

N = 1600 кВт  и =300 мин^-1.

 

2. Основные  размеры каждого якоря (рис. 12):

 мм,

 мм,           мм,

 мм,             мм,

 мм,             мм,

             мм,         мм.

 

Параметры концов валов двигателя берут из табл.8.

3. Масса (с концами валов), момент  инерции и крутильная податливость (без концов валов) якоря:

т,

       тм², 

 кНм^-1.

 

2.  Масса одного якоря в сборе:

 т.    

 

 

4. ОБЩАЯ КОМПОНОВКА ЛИНИИ КЛЕТИ

 

1. Расстояние  по осям клети и ближайшего  шарнира зубчатого шпинделя:

 мм.

2. Расстояние  по осям редуктора и ближнего  от него шарнира шпинделя –  зубчатого:

   мм.

 3. Расстояние по осям редуктора  и ближнего от него якоря  двигателя в линии без промежуточного  вала:

 мм.

4. Расстояние по осям якорей  двигателя в каждой линии:

  мм.

5. Длина промежуточного вала:

 мм.

6. Масса, момент инерции и  крутильная податливость муфты  МЗП:

4,59 т,

0,1193 тм², 

8,9×10^-5 кНм^-1.

 

7. Расстояние по осям редуктора  и ближнего от него якоря  двигателя в линии с промежуточным  валом:

 мм.

8. Габаритная длина линии холодной прокатки:

L₁₇=l₁₈+ L₄/2+ L₁₂+L₈+L₁₃+L₁₆+L₁₅+l₃₀+2∙l₂₈+l₂₆=990+2680/2+1560+

+2350+1020+8000+2780+560+2·280+260=19420 мм.  

9. Уровни относительно пола цеха низа плитовин, низа редуктора и низа двигателей нижнего и верхнего валков, если уровень линии прокатки, как это принято в отечественной практике, составляет + 800 мм: