До виконання практичних робіт 4 страница

Практична робота № 8.

Тема: „Розрахунок калібрування валків за системою „овал - круг”.

Мета: Навчитись вести розрахунок за системою „овал - круг”

Теоретична частина.

Система калібрів „овал – ребровий овал” представляє собою чергування овальних та ребрових овальних калібрів. Ця система застосовується як система проміжних калібрів для отримання круглого профілю на середньо сортових та дрібно сортних станах.

Переваги:

1. Можливість отримання великих витягувань в овальних калібрах. витягування складають: μ_ов = 1,5 – 1,8, μ_кв = 1,3 – 1,5.
2. Невеликий вріз овальних калібрів в валки, що дозволяє вживати великі обтискання смуги.
3. Постійне оновлення кутів смуги, що забезпечує високу якість продукції.
4. Сумісність форми заготовки та форми калібру дозволяє подовжити час роботи калібрів та зменшити їх знос.

Недоліки:

1. Не стійке положення овальної смуги в ребровому овальному калібрі, тому необхідно мати спеціальну валкову арматуру.
2. Нерівномірна деформація в калібрах, тому швидкий знос бокових стінок.

 

Площа овального калібру: F = 2/3bh

Радіус заокруглення овального калібру:

Площа ребрового овального калібру: F = 0,75· bh = 0,96

Площа круглого калібру:

Графіки Чекмарьова: Залежність поширення при прокатуванні овальної смуги в круглому калібрі:

1) для діаметру валків Д = 350 мм 2) для діаметру валків Д = 250 мм

 

3) для діаметру валків Д = 800 мм 4) для діаметру валків Д = 500 мм

 

Методика розрахунку.

1. Вибираємо схему прокатування. Розрахунок ведемо проти ходу прокатування.

2. Визначаємо площу вихідної квадратної заготовки: F = а²

3. Визначаємо площу кінцевого круглого профілю:

4. Визначаємо сумарний коефіцієнт витягування:

5. розподіляємо коефіцієнти витягування за проходами: μ_Σ = μ₁ μ₂ μ₃ μ₄

6. Середній коефіцієнт витягування за проходами:

7. Визначаємо площі 1 і2 калібрів: F₃ = F₄ · μ_4, F₂ = F₃ · μ₃, F₁ = F₂ · μ₂

8. Визначаємо розміри овального калібру 3:

9. Поширення овальної смуги в круглому калібрі визначається за графіками Чекмарьова:

Δb₄ = f (Dв, d_кр , μ ₄)

10. Визначаємо розміри овального калібру 3: висота овалу - h_ов3 = d_кр - Δb₄

11. Ширина овального калібру: b_{ов 3}= 3 F₃/2 h_ов3

12. Визначаємо розміри ребрового овального калібру 2: ширина

13. Зная співвідношення в ребровому овальному калібрі, знаходимо його висоту: h_р.ов = 1,25· b_р.ов

14. Поширення овальної смуги у ребровому овальному калібрі визначається за графіками Чекмарьова:

Δb₂ = f (Dв, b_р.ов, μ ₂)

15. Визначаємо розміри овального калібру 1: висота - h_ов1 = b_р.ов - Δb₂

ширина - b_ов1 = 3 F₁/2 h_ов1

16. Робимо перевірку для 1 та 3 калібрів:

1 калібр:

Простір на поширення металу в калібрі 1: Δb₁ = b₁ – a₀

Фактичне поширення металу в калібрі 1:

приведений обтиск металу в овальному калібрі: Δhпр ₁ = a₀ – F₁ / b₁

середній радіус валків 1 кліті: Rсер ₁ = 0,5 (Dв – F₁ / b₁)

порівнюємо простір на поширення та фактичне поширення і робимо висновки.

Якщо Δb₁ > Δb₁´, то переповнення калібру не буде і розміри проміжного квадрату вибрані вірно.

Аналогічний розрахунок для 3 калібру.

 

Приклад розрахунку.

Вихідні данні.

d4, мм	a0, мм	Dв, мм

 

1. Вибираємо схему прокатування. Розрахунок ведемо проти ходу прокатування.

Малюнок 11 - Калібрування валків за системою „овал – ребровий овал – круг ”

 

2. Визначаємо площу вихідної заготовки:

3. Визначаємо розміри круглого калібру 4:

4. Визначаємо сумарний коефіцієнт витягування:

5. Розподіляємо коефіцієнти витягування за проходами: μ_Σ = μ₁ μ₂ μ₃ μ₄

Коритуючись правилом: коефіцієнт витяжки в овальних калібрах > ніж в ребрових калібрах

6. Середній коефіцієнт витягування за проходами:

μ_Σ1-4 = μ₁ μ₂ μ₃ μ₄ = 1,34∙1,15∙1,2∙1,1;

7. Визначаємо площі овального калібру 3:

F₃ = F₄ · μ₄ = 706,5∙1,1 = 777,15 мм²;

8. Визначаємо площу ребрового овального калібру 2:

F₂ = F₃ · μ₃ ; F₂ = 777,15 · 1,2 = 932,6 мм²;

9. Визначаємо площу овального калібру 1:

F₁ = F₂ · μ₂ ; F₁ = 932,6 · 1,15 = 1072,5 мм²;

10. Визначаємо розміри овального калібру 3. Для цього визначимо поширення овальної смуги в круглому калібрі визначається за графіками Чекмарьова:

Δb₄ = f (Dв, d₄, μ₄) = f (350;30;1,1) = 2 мм;

11. Висота овалу - h_ов3 = d₄ - Δb₄ = 30 – 2 = 28 мм;

12. Ширина овального калібру: ;

 

Малюнок 12 – Круглий калібр з ребровою овальною заготовкою

 

13. Визначаємо розміри ребрового овального калібру 2:

ширина

висота: h_р.ов = 1,25· b_р.ов2 = 1,25 ∙31,4 = 39,25 мм;

14. Поширення овальної смуги у ребровому овальному калібрі визначається за графіками Чекмарьова:

Δb₂ = f (Dв, b_р.ов, μ ₂) = f (350; 39;1,15) = 5 мм;

15. Визначаємо розміри овального калібру 1:

висота - h_ов1 = b_р.ов2 - Δb₂ = 31,4 – 5 = 26,4 мм;

ширина: b_ов1 = 3 F₁/2 h_ов1 = 3 ∙ 1072,5 / 2 ∙ 26,4 = 60,9 ≈ 61 мм;

16. Робимо перевірку для 1 та 3 калібрів:

1 калібр:

17. Простір на поширення металу в калібрі 1: Δb₁ = b₁ – a₀ = 61 – 38 = 23 мм;

18. Фактичне поширення металу в калібрі 1:

Δh_cp1 = a₀ – F₁/b₁ = 38 – 1072,5 /61 = 20,4 мм;

середній радіус валків 1 кліті:

Rсер ₁ = 0,5 (Dв – F₁ / b₁) = 0,5∙(350 - 1072,5/61) = 166,2 мм;

Порівнюємо простір на поширення та фактичне поширення і робимо висновки.

Якщо Δb₁ > Δb₁´, то переповнення калібру не відбудиться і розміри проміжного квадрату вибрані вірно.

3 калібр:

19. Фактичне поширення металу в калібрі 3:

20. приведений обтиск металу в овальному калібрі:

b_{пр р ов2} = F _{р ов2} / h _{р ов2} = 932,6/39,25 = 23,76 мм;

h_{пр р ов2} = F _ов3 / b _ов3 = 777,15/41,6 = 18,68 мм;

Δh_cp3 = b_{пр р ов2} - h_{пр р ов2} = 23,76 – 18,68 = 5,08 мм;

середній радіус валків 3 кліті: Rсер ₃ = 0,5 (Dв – F₃ / b₃) = 0,5∙(350 - 777,15/41,6) = 165,7 мм;

Порівнюємо простір на поширення та фактичне поширення і робимо висновки.

Якщо Δb₃ > Δb₃´, то переповнення калібру не відбудиться і розміри проміжного квадрату вибрані вірно.

 

Таблиця 8 - Вихідні данні до практичної роботи № 8.

 

Варіант	а0, мм	dкр, мм	Dв, мм

 

Контрольні питання.

1. Призначення системи калібрів.

2. Переваги та недоліки системи „овал - круг”.

3. Визначити площу овального та ребрового овального калібру.

4. Визначити площу ребрового овального калібру.

5. Визначити площу овального калібру.

6. Визначити розміри овального та ребрового овального калібру.

7. Визначити простір на поширення металу в овальному калібрі.

8. Визначити фактичне поширення металу.

 

Практична робота № 9

Тема: “Виконання креслення калібрів”.

Мета: “Навчитися креслити сортові калібри”.

Теоретичне обгрунтування

Розміри та припущення калібру завжди відрізняються від розмірів профілю, що пояснюється коефіцієнтом температурного поширення металу. Розміри чистових калібрів в 1,01 – 1,015 разів більше розмірів готових профілів. Всі калібри мають заокруглення кутів, які полегшують деформацію металу, зменшують концентрацію напружень в валках, не допускають переповнення калібру. При розрахунках калібрування валків ці параметри не враховуються, однак при моделюванні калібрів та виконанні шаблонів їх необхідно обчислювати.

Методика розрахунку.

1. Квадратний калібр. (сторона квадрату - а, ширина та висота b = h).

Ширина вирізу b = b – t

Висота калібру з урахуванням заокруглень h = h – 0,83 · r

Глибина струмка: h = (h - t) / 2

2. Ромбічний калібр. (ширина b, висота h)

Ширина по вирізу в валок: b = b(1 – s / h)

Висота з урахуванням заокруглень: h = h – 2 · r [ -1]

Радіус заокруглень: r = (0,08 – 0,1) b

3. Овальний калібр: (ширина b, висота h)

Радіус, який викреслює овал: , де h´ = h – s

4. Круглий калібр: (діаметр d)

Радіус заокруглень r = 0,1 · d

Вихідні данні для креслення калібрів приймаємо з попередніх практичних робіт.

 

Приклад розрахунку.

Вихідні данні.

1. Квадратний калібр. (сторона квадрату - а, ширина та висота b = h). ПР № 4

 

 

				1,5

 

 

Малюнок 13 – Квадратний калібр.

 

Ширина вирізу b_к = b₄ – S = 35 – 5 = 30 мм;

Висота калібру з урахуванням заокруглень h = h₄ – 0,83 · r = 35 – 0,83·1,5 = 34 мм;

Глибина струмка: h = (h - S) / 2

Радіус заокруглень: r = (0,08÷0,1) b = 0,05·30 = 1,5 мм;

 

2. Ромбічний калібр. (ширина b, висота h) ПР № 4

,

2,4

 

 

Малюнок 14 – Ромбічний калібр.

46,5

39,3

Ширина по вирізу в валок: b = b₃(1 – s / h₃) = 46,5(1 - = 39,3 мм;

Висота з урахуванням заокруглень:

h =h₃– 2 · r [ -1] = 32,25-2∙2,4[ -1] = 33,3 мм;

Радіус заокруглень: r = (0,08÷0,1) b = 0,06∙ 39,3 = 2,4 мм;

 

3. Овальний калібр: (ширина b, висота h)

 

 

Малюнок 15 – Овальний калібр

Радіус, який викреслює овал:

де h´ = h – s = 53 – 5 = 48 мм;

4. Круглий калібр: (діаметр d)

 

 

 

 

Малюнок 16 – Круглий калібр.

 

Радіус заокруглень r = 0,1 · d = 0,1· 40 = 4 мм;

Вихідні данні для креслення калібрів приймаємо з попередніх практичних робіт.

 

Практична робота № 10

Тема: “Розрахунок режиму обтискування для прокатування блюмів та слябів”.

Мета: “Навчитися вести розрахунки в умовах обтискних станів”.

Теоретичне обгрунтування

Розрахунок калібрування валків враховує цілий ряд питань:

ü Вибір форми та розмірів зливків;

ü Вибір величини обтискування за прохід та визначити кількість проходів;

ü Вибір схеми розташування калібрів для прокатування блюмів та слябів;

ü Вибір раціональної форми калібрів та визначення їх розмірів;

ü Вибір швидкісного режиму прокатування;

ü Перевірочний розрахунок енергосилових параметрів прокатування;

ü Розрахунок річної виробності стану.

 

Методика розрахунку.

1. При виборі режиму обтиску на обтискному стані треба звертати увагу на припустимий кут захвату, котрий залежить від хімічного складу сталі:

ü Для легованих сталей α = 26 °

ü Для звичайних сталей α = 25 °

ü Для високолегованих сталей α = 24°

2. Величина максимального обтиску визначається по формулі:

Δh = D_{к сер} (1- cos α_max)

3. Середній діаметр валків, що катає:

D_{к сер} = 0,9 D_о – h_{к сер}

Середня висота калібрів:

де h₁, h ₂, h₃ - висоти калібрів;

n – число калібрів на валках.

4. Величина середнього обтискування за прохід приймається рівною 93 – 98 % від максимального обтискування.

Δh_сер = Δh_max (0,93 – 0,98)

5. Величину сумарного обтискування визначаємо по формулі:

ΣΔh_H = (H - h) + 0.15(B - b)

ΣΔh_B = (B - b) + 0.15(H - h)

Де h, b – розміри блюму;

H, B – розміри зливку.

6. Визначаємо кількість проходів: ;

отримані числа приймаємо цілими, з урахуванням того, що сума проходів повинна бути непарною:

Σn = n_H + n_B

7. Визначаємо обтискування по сторонам:

Δh_H = ΣΔh_H / n_Н; Δh_В = ΣΔh_В / n_В

9. Вибираємо схему кантувань, враховуючи сумарну кількість проходів по сторонам.

Таблиця 9 – Схема кантувань.

№ калібру	І	ІІ	ІІІ
№ проходу
Обтискаєма сторона
Обтискування

 

 

Правила складання таблиці:

1. Розрахунок починаємо проти ходу прокатування.

2. В калібрах ІІ, ІІІ, ІV, V прокатка виконується тільки по одній стороні.

3. при переході з одного калібру в другий робимо кантівку.

4. Кантівка робиться тільки після парного проходу.

5. На гладкій бочці робимо безліч проходів по обох сторонах, а між ними розкат кантуємо.

6. Перевіряємо кількість проходів.

10. На підставі отриманих даних проводимо розрахунок режиму обтискування блюму (слябу).

1 прохід.

Початкова товщина Н₀ = ….

Початкова ширина В₀ = …..

Величина обтискування Δh_H = … чи Δh_В = … в залежності від обтискаємої сторони.

Визначаємо товщину розкату після проходу: h₁ = Н₀ – Δh₁

В першому проході відбувається усадка металу, тому поширення Δb₁ = 0

Ширина розкату після проходу: В₁ = В₀

2 прохід.

Початкова товщина Н₂= h₁ =….

Початкова ширина В₂ = В₁ = …..

Величина обтискування Δh_H = … чи Δh_В = … в залежності від обтискаємої сторони.

Визначаємо товщину розкату після проходу: h₂ = Н₁ – Δh₂

В першому проході відбувається усадка металу, тому поширення:

де f – коефіцієнт тертя металу з валками:

f = к₁ к₂ к₃ (1,05 – 0,0005 Т)

де к₁ – коефіцієнт, враховуючий матеріал валків;

к₂ – коефіцієнт, враховуючий матеріал смуги;

к₃ - коефіцієнт, враховуючий швидкість прокатування.

Т – температура розкату.

Т₀ – температура нагріву металу, при досягненні товщини Н = 350 – 360 мм, зниження температури на 15 - 20º, перед останнім пропуском зниження температури на 30º.

Діаметр валків, що катає: D_к = D_о – h₁

Де h₁ – висота калібру 1.

Ширина розкату після проходу: В₁ = В₁ + Δb

Подальший розрахунок робимо аналогічно та результати зводимо в таблицю:

Таблиця 10 - Режим обтискування блюму (слябу).

 

№ проходу	№ калібру	Обтискаєма сторона	Товщина смуги Н, мм	Ширина смуги В, мм	Обтиск Δh, мм	Поширення Δb, мм

 

В разі невідповідності розмірів по товщині та ширині готової продукції робимо коректування.

Якщо один із розмірів отримали менше тих, що вимагали, то для отримання необхідних розмірів обтискання в останніх проходах треба зменшити на величину невідповідності.

Якщо один із розмірів більше тих, що вимагали, то для отримання необхідних розмірів треба робити коректування за рахунок збільшення обтиску при знятті конусності зливка.

По результатам коректування робимо таблицю 2.

 

Порядок виконання роботи.

Загальні вихідні дані:

Висоти калібрів: h1 = 100 мм; h2 = 96 мм; h3 = 96 мм.

Матеріал валків – сталь легована;

Матеріал зливку – сталь спокійна;

Швидкість прокатування – 2 м/с.

Стан – 1300.

 

Зливок, мм	Блюм, мм	температура
	400 х 400

 

1. Визначаємо середню висоту калібрів:

2. Визначаємо середній діаметр валків, що катає:

D_{к сер} = 0,9(D_о – h_{к сер}) = 0,9(1300 – 97) = 1083 мм;

3. Визначаємо кут захвату:

α = 25 °

4. Визначаємо максимальний обтиск:

Δh = D_{к сер} (1- cos α) = 1083 (1 – cos 25⁰) =101 мм;

Δh_сер = Δh_max ∙ К_п ∙ К_б = 101∙0,95∙0,95 = 91 мм;

5. Визначаємо величину сумарного обтискування:

ΣΔh_H = (H - h) + 0.15(B - b) = (830 - 400)+0,15∙(950 - 400) = 512 мм;

ΣΔh_B = (B - b) + 0.15(H - h) = (950 - 400)+0,15∙(830 - 400) = 614 мм;

6. Визначаємо кількість проходів:

7. Визначаємо обтискування по сторонам:

10. Складаємо схему кантувань зливка.

Таблиця 11 - Схема кантувань зливка

 

№ калібру	І	ІІ	ІІІ
№ проходу	1,2 Х 3,4 Х 5,6,7,8	Х 9,10,11,12	Х 13
Обтискаєма сторона	В Н В	Н	В
Обтискування	90 85 90

1 прохід:

Початкова товщина Н₁ = В₀ = 950 мм;

Початкова ширина В₁ = Н₀ = 830 мм;

Величина обтискування Δh_В = Δh₁ = 90 мм;

Визначаємо товщину розкату після проходу: h₁ = Н₁ – Δh₁ = 950 – 90 = 860 мм;

В першому проході відбувається усадка металу, тому поширення Δb₁ = 0