ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчетная часть из "Машины и агрегаты трубного производства" Для трубных станов винтовой прокатки, как правило, вьшолняют расчет элементов главной линии стана рабочего валка, шпинделя, редуктора или шестеренной клети и нажимных механизмов рабочих валков. [c.92] Рабочие валки таких станов, различные по форме и профилю, конструктивно вьшолняются, в большинстве случаев, составными с горячими посадками бочек валков на оси. [c.92] Независимо от конструкции расчет валков осуществляется по общей схеме. [c.92] При расчете валок рассматривают как балку на двух шарнирных опорах, одну из которых принимают как шарнирно-неподвижную, а вторую - за шар-нирно-подвижную. Поскольку в качестве опор для валков применяют многорядные подшипники качения, то, учитьюая большую нагруженность внутренних рядов тел качения, следует условные шарнирные опоры совмещать не с серединами подшипников, а смещать их от середины подшипников к внутренним кромкам на расстояния, равные примерно одной шестой ширины подшипников. Такое же смещение следует применять и для подшипников скольжения. [c.92] Схема сил, действующих на вал, показана рис. 4. 23, где Г - давление прокатываемой заготовки на валок осевая сила у/ - угол между вектором силы Р и осевой плоскостью, т.е. плоскостью, проходящей через оси валка и заготовки (в случае двухвалковых станов эта плоскость является горюонталь-ной) О - диаметр валка в месте приложения силы Р с1 - диаметр заготовки. [c.92] действующие на валок, обычно считают при расчете сосредоточенными и приложенными на середине длины валка. При составных валках, преимущественно используемых в трубных станах, следует учитывать взаимодействие между осью и напрессованной на нее бочкой валка. [c.93] В этом случае силы, передающиеся с бочки на ось, можно также считать сосредоточенными, но приложенными не в сечении, совпадающем с серединой бочки, а в сечениях, смещенных от середины бочки к ее кромкам. Величину смещения можно принять равной 0,3 /, где / - длина посадочной части бочки. При этом в каждом из указанных сечений сосредоточенная сила равна половине от полной силы, действующей на бочку валка. [c.93] Реакщы в опорах для удобства вычислений определяется сначала также в плоскостях действия радиальной Fr и окружной Ft (тангешщальной) сил. Указанные плоскости в дальнейшем обозначаются соответственно как радиальная и тангенциальная плоскости. [c.93] Расчетные схемы нагружения валков и эпюры изгибающих моментов показаны для составного и цельного валка (рис. [c.93] Для наглядности на рис. 4.25 эпюры сил и моментов построены отдельно. Следует иметь ввиду, что эпюра результирующих моментов, изображенная в виде плоской фигуры, является условной, так как результирующие реакции действуют в разных плоскостях. Однако эта условность не имеет значения для последующих расчетов. [c.95] Проверку валка на прочность проводят в опасных сечениях, которые выбирают, сопоставляя чертеж валка с эпюрами результирующих изгибающих и крутящих моментов. [c.95] Расчет на вьшосливость следует проводить по наибольшим длительно действующим номинальным нагрузкам и на статическую прочность по кратковременным перегрузкам (пиковым). Целью расчета в обоих случаях является определение коэффициентов безопасности (запасов прочности). [c.95] Полученные в результате расчетов значения коэффищ1ентов безопасности сравнивают с допускаемыми значениями. Однако такого рода расчеты по коэффищ1ентам безопасности или по допускаемым напряжениям не могут дать правильную оценку надежности валков. Более объективную оценку могут дать расчеты, вьшолненные на вероятностной основе. [c.96] Расчет валков на вероятностной основе позволяет составить более объективное представление о их прочности по сравнению с расчетами по запасам прочности или по допускаемым напряжениям. Актуальность таких расчетов очевидна, поскольку работоспособность валков в большей степени зависит от ряда меняющихся в широком диапазоне величин, являющихся в значительной мере случайными. К таким случайным величинам относятся, прежде всего, нагрузки, действующие на валки в процессе прокатки, значительное рассеяние которых обусловливается как разнообразием типоразмеров прокатьшаемых труб, материалов заготовок, так и изменениями технологических параметров процесса прокатки (температура, углы наклона валков, скорость прокатки и т.п.), а также усталостные характеристики валков (пределы вьшосливости), рассеяние которых связано с нестабильностью механических свойств материалов валков одной марки, отклонениями в режимах их термообработки, неоднородностью структуры металла, отклонениями размеров валков в пределах установленных допусков, особенно таких, которые существенно влияют на выносливость, например, радиусов галтелей в местах концентрации напряжений. [c.96] Есть вероятность того, что указанные случайные величины (нагрузки или амплитуды возникающих напряжений, пределы выносливости валков) примут те или иные значения в возможном интервале их изменения и могут бьггь распределены по различным законам. Однако в практических расчетах распределение вероятностей случайной величины принимают подчиняющимся нормальному закону, что всегда справедливо, если изменения случайной величины зависит от многих примерно равнозначных факторов. [c.96] На рис. 4.26 совмещены кривые плотности вероятностей предела вьшосливости валка а-1 и амплитуды нормальных напряжений (из-гиб), действующих в его опасном сечении - Су, а также плотности вероятностей предела текучести материала валка От и наибольших кратковременно действующих (пиковых) напряжений. [c.97] Площади, очерченные каждой кривой, равны единице, а накладывающиеся друг на друга участки площадей (заштрихованные площади) характеризуют вероятность разрушения валка, усталостного разрушения (участок а ) и статического разрушения от действия кратковременных перегрузок (участок в ). [c.97] По приведенным вьппе формулам определяют квантиль и по полученному значению квантили находят вероятность неразрушения валка (табл. 4.2). [c.97] Вернуться к основной статье