Подушки обычно изготавливают из литой стали марок 25Л, 35Л с пределом прочности 500¸550 МПа.
Прочность подушки проверяют исходя из максимального усилия, действующего на нажимной винт (максимальной реакции на шейку валка от усилия прокатки ) и момента трения в подшипниках валков, стремящегося повернуть подушку (рис. 4.1) в направлении вращения валка. Со стороны станины этому повороту подушки препятствует сила Q, определяемая по формуле
(4.1)
где d - диаметр шейки валка; aп - высота подушки; f - коэффициент трения в шейках валков, выбираемый в зависимости от типа подшипника по табл. 4.1.
В опасном сечении А подушки возникают напряжениями изгиба под действием силы Q и напряжения сжатием под действием силы Rmax (см. рис. 4.1). Суммарные напряжения равны
(4.2)
Напряжение изгиба в опасном сечении подушки определяют по формуле
(4.3)
где y - расстояние от нижнего края подушки (точки приложения силы Q) до центра тяжести опасного сечения; bп - ширина подушки; h1 - высота опасного сечения.
Рис. 4.1. Схемы нагружения подушек с подшипниками открытого
Типа (а) и закрытого типа с подшипниками качения (б) и ПЖТ (с)
Напряжения сжатия рассчитывают по формуле
(4.4)
где - площадь поверхности соприкосновения подушки с предохранительным стаканом или с подпятником нажимного винта.
Проверяют выполнение условия прочности подушки в виде (1.1) или (1.2), принимая допустимое значение коэффициента запаса прочности 5.
Таблица 4.1
Значения коэффициентов трения в подшипниках
Подшипник | Коэффициент трения |
Скольжения текстолитовый | 0.004 - 0.008 |
Скольжения бронзовый | 0.01 - 0.08 |
Качения | 0.001 - 0.005 |
ПЖТ | 0.002 - 0.005 |
ПРИМЕР 4.1. Рассчитать на прочность подушку опорного валка клети кварто 3200 с размерами (см. рис. 4.1,в), м: 2.645, =0.8, 1.955, 0.69. Подушка изготовлена из стали марки 25Л с 550 МПа. Площадь поверхности опоры подпятника нажимного винта = 0.337 м2. Диаметр шейки валка d =620 мм. Опорные валки установлены в ПЖТ. Максимальная реакция усилия прокатки Rmax= 15,5 МН.
Силу защемления подушки при ее повороте рассчитаем по формуле (4.1), приняв коэффициент трения в подшипниках по табл. 4.1 f =0.0035:
0.0064МН.
Напряжение изгиба в опасном сечении по формуле (4.3) составят:
0.2 МПа.
Напряжение сжатия в опасном сечении по формуле (4.4)
46.0 МПа.
Суммарные напряжения в опасном сечении по формуле (4.2) будут равны
0.2 + 46.0 = 46.2 МПа.
Коэффициент запаса прочности подушки по формуле (1.2)
Расчетное значение коэффициента запаса прочности значительно превышает допустимое [n] = 5. Таким образом, условие прочности выполняется.
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ ВИНТОВОГО
НАЖИМНОГО УСТРОЙСТВА
Схема нагружения винтового нажимного устройства показана на рис.5.1. Нажимной винт вращается в гайке, установленной в поперечине станины рабочей клети.
Рис. 5.1. Расчетная схема винтового нажимного устройства
Нажимной винт
Нажимные винты обычно изготавливают из кованой углеродистой или низколегированной стали с пределом прочности, указанным в табл. 5.1.
Таблица 5.1