Расчет калибров арматурной стали №20
Определим коэффициент общей вытяжки:
где Fo – площадь поперечного сечения исходной заготовки , мм2;
Fn - площадь поперечного сечения готового профиля , мм2.
Размеры поперечного сечения исходной заготовки – 125*125 мм. Площадь поперечного сечения профиля 314 мм2:
Задаемся коэффициентом средней вытяжки ср = 1,26
Определяем число проходов:
Выбор распределение вытяжки по проходам представлено в таблице 1.
Таблица 1 – Распределение вытяжки по проходам
| № клети | Диаметр валка, мм | Форма калибра | Проходы | Вытяжка | |
| 1 | 1,33 | |||
|
| 2 | 1,34 | |||
|
| 3 | 1,34 | |||
|
| 4 | 1,33 |
Продолжение таблицы 1
| № клети | Диаметр валка, мм | Форма калибра | Проходы | Вытяжка | |
| Черновая клеть |
| 5 | 1,33 | ||
 
| 6 | 1,27 | |||
| 7 | 1,29 | |||
| 8 | 1,27 | |||
| Промежуточная | 
| 9 | 1,28 | ||
|
| 10 | 1,29 | |||
| 11 | 1,27 | |||
| 12 | 1,24 | |||
|
| 13 | 1,22 | |||
| Чистовая |
| 14 | 1,22 | ||
|
| 15 | 1,2 | |||
| 16 | 1,22 |
1.1 Расчет чистовой группы клетей (клета №16-14)
Для чистовой арматурной стали №20 допуски согласно ГОСТ5781-82 составляют +0,5 и -0,5 при обычной точности прокатки.
КАЛИБР №16
Принимаем минусовой допуск, находим размер в холодном состоянии:
dх = dn – hопт /2,
где dn – номинальный диаметр, мм;
hопт – минусовой допуск, мм;
dх = 20 – 0,5/2 = 19,75 мм
Размер арматуры в горячем состоянии:
dг = dх * 1,013
dг = 19,75 * 1,013 = 20
Наружный диаметр в горячем состоянии:
d16 = d1 *1,013
d16 = 22 *1,013= 22,3 мм
Площадь чистого профиля в горячем состоянии, мм2:
F16= * d2г /4,
F16= * 202 /4 = 314
Зазор между валками принимаем равным толщине продольного ребра:
s16 = b1 = 1,5 мм.
Определяем высоту калибра:
h16 = d16 – s16,
h16 = 22,3 – 1,5 = 20,8 мм.
Определяем ширину калибра:
b16 = 1.098 * b16,
b16 = 1.098 * 22,3 = 24,5
Определяем глубину вреза:
мм
Определяем радиус сопряжения:
r16 = (0,08…0,1) * dг,
r16 = 0,1 * 20 = 2 мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср16 =Dв + s16 – F16/d16,
Dкср16= 350 + 1,5 – 314/22,3 = 337,4 мм
Скорость прокатки принимаем :
v16 = 13,7 м/c
Частота вращения валков:
n16 = 60 * vк / ( * Dкср),
n16 = 60 * 13,7 / ( 3,14 * 337,4) = 0.78*103 об/мин.
Максимальный угол захвата определяем по графику (рисунок 1): =140
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 10/337,4) = 13098'
Определим константу калибровки:
К16 = F16 * Dк16 * n16,
К16 = 314* 337,4* 0,78 = 58919
Калибр №15
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F15 = * F16,
F15 = 1,22 * 314 = 383,1 мм2
Уширение овальной полосы по графику (рисунок 1) принимаем:
Рисунок 1 – Зависимость уширения при прокатки ромбической полосы в квадратном калибре или овальной полосы в круглом калибре
b15 = 2 мм
Зазор между валками принимаем равным s15 = 2 мм.
Толщина овала в горизонтальной клети будет равна:
h15 = h16 = 20,8
Ширина овала равна:
мм
| |
Ширина калибра овала равна:
bk15 = 1.1 * b15,
bk15 = 1.1 * 26,4 = 29 мм
| |
Радиус очертания овала равен:
мм
Радиус закругления равен:
r = (0,1…0,4) * h15,
r = 0,25 * 20,8 = 5,2 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср15 =Dв + s15 – F15/b15,
Dкср15 = 350 + 2 – 383,1/29= 338,8 мм
Скорость прокатки равна:
v15 = v16 /,
v15 = 13,7/ 1,22 = 11,23 м/c
Частота вращения валков:
n15 = 60 * vк / ( * Dкср),
n15 = 60 * 11,23 / ( 3,14 * 338,8) = 0,63*103 об/мин.
| |
Максимальный угол захвата определяем по графику (рисунок 1): =140
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 3.6/338,8) = 8036'
Определим константу калибровки:
К15 = К16 /1,02,
К15 = 58919 / 1,02 = 57764
КЛЕТЬ №14
Кантовать на 900
Площадь сечения в горячем состоянии:
F14 = * F14,
F14 = 1,22 * 383,1 = 461,8 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Ширина ребрового овала, мм:
Высота ребрового овала, мм:
h14 = 1,25 * b14,
h14 = 1,25 * 22,1 = 27,6
Уширение полосы принимаем: b14 = 2 мм
Зазор между валками принимаем равным s14 = 2 мм.
| |
Ширина калибра овала равна:
bk14= 1.09 * b14,
bk14 = 1.09 * 22,1 = 24,1 мм
Радиус сопряжения калибра овала равен, мм:
Rов = (0,7…1) * bk14,
Rов = 0,7 * 24,1 = 16,9
Радиус сопряжения, мм:
rов1 = (0,5…0.75) * bk14,
rов1 = 0,6 * 24,1 = 14,5
Радиус очертания овала равен:
rов = (0,2…0.25) * rов1,
rов = 0.2 * 14,5 = 2,9 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср14 =Dв + s14 – F14/b14,
Dкср14 = 350 + 2 – 461,8 /22,1 = 331,1 мм
Скорость прокатки равна:
v14= v15 /,
v14 =11,23 / 1,22 = 9,36 м/c
Частота вращения валков:
n14 = 60 * vк / ( * Dкср),
n14 = 60 * 9,36/ ( 3,14 * 331,1) = 0,54*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 1,05/331,1) = 406'
Определим константу калибровки:
К14 = К15 /1,2,
К14 = 57764/ 1,02 = 56632
КЛЕТЬ №13
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F13 = * F13,
F13 = 1,22 * 461,8 = 563,4 мм2
Уширение овальной полосы по графику (рисунок 1) принимаем:
b13 = 2 мм
Зазор между валками принимаем равным s13 = 2,8 мм.
Толщина овала в горизонтальной клети будет равна:
h13 = h14 = 27,6
Ширина овала равна:
мм
Ширина калибра овала равна:
bk13 = 1.1 * b13,
bk13 = 1.1 * 29,1 = 32 мм
Радиус очертания овала равен:
мм
Радиус закругления равен:
r = (0,1…0,4) * h13,
r = 0,25 * 27,6 = 7 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср13 =Dв + s13 – F13/b13,
Dкср13 = 350 + 2.8 – 563,4/29,1 = 333,4 мм
Скорость прокатки равна:
v13 = v14 /,
v13 = 9.36/ 1,22 = 7,7 м/c
Частота вращения валков:
n13 = 60 * vк / ( * Dкср),
n13 = 60 * 7,7 / ( 3,14 * 333,4) = 0,44*103 об/мин.
| |
Максимальный угол захвата определяем по графику (рисунок 1): =140
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 10/333,4) = 1408'
Определим константу калибровки:
К13 = К14 /1,02,
К13 = 56632/ 1,02 = 55521
КЛЕТЬ №12
Кантовать на 900
Площадь сечения в горячем состоянии:
F12 = * F12,
F12 = 1,22* 563,4 = 688.41 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Ширина ребрового овала, мм:
Высота ребрового овала, мм:
h12 = 1,25 * b12,
h12 = 1,25 * 27 = 33,8
Уширение полосы принимаем: b12 = 6 мм
Зазор между валками принимаем равным s12 = 3,5 мм.
| |
Ширина калибра овала равна:
bk12= 1.09 * b12,
bk12 = 1.09 * 27 = 29,4 мм
Радиус сопряжения калибра овала равен, мм:
Rов = (0,7…1) * bk12,
Rов = 0,7 * 29,4 = 20,6
Радиус сопряжения, мм:
rов1 = (0,5…0.75) * bk14,
rов1 = 0,6 * 29,4 = 17,6
Радиус очертания овала равен:
rов = (0,2…0.25) * rов1,
rов = 0.2 * 17,6 = 3,5 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср12 =Dв + s12 – F12/b12,
Dкср12 = 350 + 3,5 – 688.41 /27 = 328 мм
Скорость прокатки равна:
v12= v13 /,
v12 =7,7 / 1,22 = 6,3 м/c
Частота вращения валков:
n12 = 60 * vк / ( * Dкср),
n12 = 60 * 7,7/ ( 3,14 * 328) = 0,45*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 4,8/328) = 9052'
Определим константу калибровки:
К12 = К13 /1,02,
К12 = 55521 / 1,02 = 54433
КЛЕТЬ №11
Кантовать на 900
Площадь сечения в горячем состоянии:
F11 = * F12,
F11 = 1,24 * 688.41 = 853.68 мм2
Уширение овальной полосы принимаем:
b11 = 5 мм
Зазор между валками принимаем равным s11 = 6 мм.
Толщина овала в горизонтальной клети будет равна:
h11 = 1,41 * с12 – s - b11,
h11 = 1.41 * 26.5 – 6 –5 = 26.37 мм
Ширина овала равна:
мм
| |
Ширина калибра овала равна:
bk11 = 1.1 * b11,
bk11 = 1.1 * 43.6 = 47.96 мм
Радиус очертания овала равен:
мм
Радиус закругления равен:
r = (0,1…0,4) * h13,
r = 0,25 * 13.7 = 3.4 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср11 =Dв + s11 – F11/b11,
Dкср11 = 420 + 6 – 853.68/45 = 408.2 мм
Скорость прокатки равна:
v11 = v12 /,
v11 = 4.57 / 1,24 = 3.69 м/c
Частота вращения валков:
n11 = 60 * vк / ( * Dкср),
n11 = 60 * 3.69 / ( 3,14 * 408.2) = 0,17*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 15.8/408.2) = 15059'
Определим константу калибровки:
К11 = К12 /1,02,
К11 = 54433 / 1,02 = 53365
КЛЕТЬ №10
Площадь сечения в горячем состоянии:
F10 = * F11,
F10 = 1,27 * 853.68 = 1084.17 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Ширина ребрового овала, мм:
Высота ребрового овала, мм:
h10 = 1,25 * b10,
h10 = 1,25 * 33.9 = 42.17
Уширение полосы принимаем: b11 = 6 мм
Зазор между валками принимаем равным s11 = 7 мм.
Ширина калибра овала равна:
bk10 = 1.09 * b10,
bk10 = 1.09 * 33.9 = 36.95 мм
Радиус сопряжения калибра овала равен, мм:
Rов = (0,7…1) * bk10,
Rов = 0,7 * 36.95 = 25.87
Радиус сопряжения, мм:
rов1 = (0,5…0.75) * bk10,
rов1 = 0,6 * 25.87 = 15.52
Радиус очертания овала равен:
rов = (0,2…0.25) * rов1,
rов = 0.2 * 15.52 = 3 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср10 =Dв + s10 – F10/b10,
Dкср10 = 420 + 7 – 1084.17/33.9 = 397.8 мм
Скорость прокатки равна:
v10 = v11 /,
v10 =3.69 / 1,27 = 2.9 м/c
Частота вращения валков:
n10 = 60 * vк / ( * Dкср),
n10 = 60 * 2.9/ ( 3,14 * 397.8) = 0,14*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 25.62/402.8) = 20040'
Определим константу калибровки:
К10 = К11 /1,02,
К10 = 53365 / 1,02 = 52319
КЛЕТЬ №9
Кантовать на 900
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F9 = * F10,
F9 = 1,29 * 1084,17 = 1398,58 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Уширение овальной полосы принимаем:
b9 = 6 мм
Зазор между валками принимаем равным s9 = 6 мм.
Высота ребрового овала, мм:
h9 = b10 - b11
h9 = 33,9 - 6 = 27,9
Ширина овала, мм:
Ширина калибра овала равна:
bk9 = 1.1 * b9,
bk9 = 1.1 * 68,41 = 75,25 мм
Радиус очертания овала равен:
мм
Радиус закругления, мм:
rов = (0,1…0.4) * h9
rов = 0,3 * 27.9 = 8.36
Из формулы площади овального калибра определяем толщину полосы металла, мм:
bов = Fов / (0,74 * hов),
bов = 1398.58 / (0,74 * 27.9) = 67.79
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср9 =Dв + s9 – F9/b9,
Dкср9 = 460 + 6 – 1398.58/68.41 = 445.13 мм
Скорость прокатки равна:
v9 = v10 /,
v9 = 2.9 / 1.29 = 2.25 м/c
Частота вращения валков:
n9 = 60 * vк / ( * Dкср),
n9 = 60 * 2.25 / ( 3,14 * 445.13) = 0,1*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 26.57/445.13) = 19054'
Определим константу калибровки:
К9 = К10 /1,02,
К9 = 52319 / 1,02 = 51293
Расчет черновой группы клетей (клети № 8-1)
КЛЕТЬ №8
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F8 = * F9,
F8 = 1,28 * 1398.58 = 1790.18 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Ширина ребрового овала, мм:
Высота ребрового овала, мм:
h8 = 1,25 * b8,
h8 = 1,25 * 43.56= 54.45
Уширение овальной полосы принимаем:
b8 = 6 мм
Зазор между валками принимаем равным s11 = 7 мм.
Ширина калибра овала равна:
bk8 = 1.09 * b8,
bk8 = 1.09 * 43.56 = 47.78 мм
Радиус сопряжения калибра овала равен, мм:
Rов = (0,7…1) * bk8,
Rов = 0,7 * 47.78 = 33.24
Радиус сопряжения, мм:
rов1 = (0,5…0.75) * Rов,
rов1 = 0,6 * 33.24 = 19.94
Радиус очертания овала равен:
rов = (0,2…0.25) * rов1,
rов = 0.2 * 19.94 = 4 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср8 =Dв + s8 – F8/b8,
Dкср8 = 460+ 7 –1790.18/43.56 = 429.37 мм
Скорость прокатки равна:
v8 = v9 /,
v8 = 2.25 / 1,28 = 1.76 м/c
Частота вращения валков:
n8 = 60 * vк / ( * Dкср),
n8 = 60 * 1.76 / ( 3,14 * 429.37) = 0,08*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 30.71/429.37) = 21048'
Определим константу калибровки:
К8 = К9 /1,02,
К8 = 51293 / 1,02 = 50287
КЛЕТЬ №7
Кантовать на 900
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F7 = * F8,
F7 = 1,27 * 1790.18 = 2273.53 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Уширение овальной полосы принимаем:
b7 = 7 мм
Зазор между валками принимаем равным s7 = 6 мм.
Высота ребрового овала, мм:
h7 = b7 – b8
h7 = 43.56 – 6.5 = 37.05
Ширина овала, мм:
Ширина калибра овала равна:
bk7 = 1.1 * b7,
bk7 = 1.08 * 85.16 = 93.67 мм
Радиус очертания овала равен:
мм
Радиус закругления, мм:
rов = (0,1…0.4) * bk7,
rов = 0,3 * 37.25 = 11.2
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср7 =Dв + s7 – F7/b7,
Dкср7 = 460 + 6 – 2273.53/85.16 = 441.32 мм
Скорость прокатки равна:
v7 = v8 /,
v7 = 1.76 / 1,27 = 1.38 м/c
Частота вращения валков:
n7 = 60 * vк / ( * Dкср),
n7 = 60 * 1.38 / ( 3,14 * 441.32) = 0,06*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 32.45/441.32) = 2206'
Определим константу калибровки:
К7 = К10 /1,02,
К7 = 50287/ 1,02 = 49301
КЛЕТЬ №6
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F6 = * F7,
F6 = 1,29 * 2273.53 = 2935.85 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Ширина ребрового овала, мм:
Высота ребрового овала, мм:
h6 = 1,25 * b6,
h6 = 1,25 * 55.76= 69.7
Уширение овальной полосы принимаем:
b11 = 10 мм
Зазор между валками принимаем равным s11 = 6 мм.
Ширина калибра овала равна:
bk6 = 1.09 * b6,
bk6 = 1.075 * 55.76 = 59.94 мм
Радиус сопряжения калибра овала равен, мм:
Rов = (0,7…1) * bk6,
Rов = 0,7 * 59.94 = 41.96
Радиус сопряжения, мм:
rов1 = (0,5…0.75) * Rов,
rов1 = 0,6 * 41.96 = 25.17
Радиус очертания овала равен:
rов = (0,2…0.25) * rов1,
rов = 0.2 * 25.17 = 5.03 мм
Определяем глубину вреза:
мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср6 =Dв + s6 – F6/b6,
Dкср6 = 460 + 6 – 2932.85/55.76= 417.97 мм
Скорость прокатки равна:
v6 = v7 /,
v6 = 1.38/ 1.29 = 1.07 м/c
Частота вращения валков:
n6 = 60 * vк / ( * Dкср),
n6 = 60 * 1,07 / ( 3,14 * 417.97) = 0,05*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 9.13/417.97) = 120
Определим константу калибровки:
К6 = К7 /1,02,
К6 = 49301 / 1,02 = 48335
КЛЕТЬ №5
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F5 = * F6,
F5 = 1,27 * 2932.85 = 3724.72 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Уширение овальной полосы принимаем:
b5 = 7.5 мм
Зазор между валками принимаем равным s5 = 9 мм.
Толщина прямоугольной полосы, мм:
h5 = h6 – h5
h5 = 71.46 – 24.57 = 46.89
Ширина прямоугольной полосы, мм:
b5 = b6 + b5
b5 = 71.46 +7.5 = 78.96
Определим средний катающий диаметр:
Dкср5 =Dв + s5 – F5/b5,
Dкср5 = 460 + 9 – 3724.72/78.83 = 421.95 мм
Скорость прокатки равна:
v5 = v6 /,
v5 = 1.07 / 1.27 = 0.84 м/c
Частота вращения валков:
n5 = 60 * vк / ( * Dкср),
n5 = 60 * 0.84 / ( 3,14 * 421.95) = 0,04*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 24.57/421.95) = 19039'
Определим константу калибровки:
К5 = К6 /1,02,
К5 = 48335 / 1,02 = 47387
КЛЕТЬ №4
Кантовать на 900
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F4 = * F5,
F4 = 1,33 * 37240.72 = 4953.88 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Толщина и ширина равны:
F4 = 0,97 * h4 * b4,
Откуда:
h4 = b4 = 
h4 = b4 = 
Ширина у зазора, мм:
Радиус закругления, мм:
r = (0,1…0,15) * h4,
r = 0,15 * 671.46 = 10.72
Зазор между валками принимаем равным s5 = 11.5 мм.
Определим средний катающий диаметр:
Dкср4 =Dв + s4 – F4/b4,
Dкср4 = 460 + 11.5 – 4953.88/71.46 = 402.18 мм
Скорость прокатки равна:
v4 = v5 /,
v4 = 0.84 / 1.33 = 0.64 м/c
Частота вращения валков:
n4 = 60 * vк / ( * Dкср),
n4 = 60 * 0.64 / ( 3,14 * 402.18) = 0,03*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 34.01/408,57) = 24,90
Определим константу калибровки:
К4 = К5 /1,02,
К4 = 47387 / 1,02 = 46458
КЛЕТЬ №3
Кантовать на 900
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F3 = * F4,
F3 = 1,33 * 4953,88 = 6588,66 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Уширение полосы принимаем:
b3 = 10 мм
Обжатие полосы принимаем:
h3 = 33,55 мм
Толщина прямоугольной полосы, мм:
h3 = h2 - h3
h3 = 95,4 – 33,55 = 361,85
Ширина прямоугольной полосы, мм:
b3 = b2 - b3
b5 = 95,4 + 10,07 = 73.4
Зазор между валками рассчитываем по формуле:
s3 = 0.152 * b3,
s3 = 0.152 * 105,47 = 16,1
Определим средний катающий диаметр:
Dкср3 =Dв + s3 – F3/b3,
Dкср3 = 460 + 16,1 – 6588,66/105,47 = 414,25 мм
Скорость прокатки равна:
v3 = v4 /,
v3 = 0,64 / 1.33 = 0,48 м/c
Частота вращения валков:
n3 = 60 * vк / ( * Dкср),
n3 = 60 * 0,48 / ( 3,14 * 414,25) = 0,022*103об/мин.
| |
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 33,55/41425) = 23,090
Определим константу калибровки:
К5 = К6 /1,02,
К5 = 45458 / 1,02 = 45547
КЛЕТЬ №2
Кантовать на 900
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F2 = * F3,
F2 = 1,34 * 6588,66 = 8828,8 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Толщина и ширина равны:
F2 = 0,97 * h2 * b2,
Откуда:
h2 = b2 = 
h4 = b4 = 
Ширина у зазора, мм:
Радиус закругления, мм:
r = (0,1…0,15) * h2,
r = 0,15 * 95,4 = 11,5
Зазор между валками принимаем равным s5 = 16,24 мм.
Определим средний катающий диаметр:
Dкср2 =Dв + s2 – F2/b2,
Dкср2 = 560 + 16,24 – 8828,8/95,4 = 480,84 мм
Скорость прокатки равна:
v2 = v3 /,
v2 = 0,48/ 1.34 = 0,36 м/c
Частота вращения валков:
n2 = 60 * vк / ( * Dкср),
n2 = 60 * 0,36 / ( 3,14 * 480,84) = 0,014*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 42,89/480,84) = 24024'
Определим константу калибровки:
К2 = К3 /1,02,
К2 = 45547 / 1,02 = 44654
КЛЕТЬ №1
Кантовать на 900
Площадь сечения овала в горячем состоянии:
F1 = * F2,
F1 = 1.33 * 8828.8 = 11830.6 мм2
Определяем геометрические размеры калибра:
Обжатие полосы принимаем:
h1 = (F0 – F1)/(b0*(1-k)),
h1 = (15734,7 – 11830.6)/(125*(1-0,25)) = 44.62
Уширение полосы принимаем:
b1 = к * h1,
b1 = 0,25 * 44.62 = 13.39 мм
Толщина прямоугольной полосы, мм:
h1 = h0 – h1
h1 = 125 – 44.62 = 80.38
Ширина прямоугольной полосы, мм:
b1 = b0 + b1
b1 = 125 + 13.39 = 138.39
Зазор между валками рассчитываем по формуле:
s1 = 0.182 * b1,
s1 = 0.182 * 138,39 = 25,2
Ширину ящичного калибра принимаем: b1 = 164 мм
Определим средний катающий диаметр:
Dкср1 =Dв + s1 – F1/b1,
Dкср1 = 560 + 25,2 – 11830,6/80,38 = 504,82 мм
Скорость прокатки равна:
v1 = v2 /,
v1 = 0,36 / 1.33= 0,27 м/c
Частота вращения валков:
n1 = 60 * vк / ( * Dкср),
n1 = 60 * 0,27 / ( 3,14 * 504,82) = 0,01*103 об/мин.
Определим действительный угол захвата:
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 44,62/504,82) = 24016'
Определим константу калибровки:
К5 = К6 /1,02,
К5 = 44654 / 1,02 = 43778
Расчет ролика
Расчет вала на прочность будем производить с помощью CAD программы - T-Flex CAD. Данная программа позволяет произвести прочностной расчет конструкций, валов и т.д.
Рисунок 6 – Монограмма для определения среднего удельного давления с учетом упругого сплющивания валков
Расчет вала будем вести для клети №1.
Исходные данные:
h0 = 125 мм – высота заготовки.
h1 = 80 мм – высота калибра в 1-м калибре.
h = 45 мм – изменение толщены.
D = 560 мм – диаметр валков.
= 0,36 – коэффициент обжатия.
l = 
мм – удлинение.
= 0,12 – коэффициент трения.
- предел текучести перед прокаткой.
- предел текучести после прокатки.
к = 1,15 ( 
+ 
)/2 = 1,15(30+57)/2 =50 
средний предел текучести.
Определим коэффициенты А, b и с:
,
,
а = 1 - b = 1 – 0,2 = 0.8
Задаемся величиной длины зоны деформации с учетом упругого сжатия валков 
на 20% больше чем l:
Определим длину контактной зоны:
,
По монограмме (рисунок 6) определяем среднее удельное давление: 
. Площадь зоны контакта равна F=15836,74 мм2
Сила действующая на валок равна:
Р = F * 
Определим действительный угол захвата в :
= arcos (1 – h/Dкср),
= arcos (1 – 44,62/504,82) = 24016'
Первым этапом прочностного анализа является разбитие вала на конечные элементы (разбитие на сетку). На рисунке 2 представлен вал разбитый на конечные элементы. Также показана нагрузка на валу, которая возникает при прокатки (стрелки красным цветом) и места крепления вала (желтые стрелки).
Рисунок 2 – Нагружение и закрепление вала.
После проведенного расчета были получены следующие результаты: эпюра линейных перемещений (рисунок 3); эпюра эквивалентных напряжений (рисунок 4); эпюра коэффициента запаса по эквивалентным напряжениям.
Рисунок 3 – Эпюра линейных перемещений.
Рисунок 4 – Эпюра эквивалентных напряжений
Рисунок 5 - Эпюра коэффициента запаса по эквивалентным напряжениям
Из эпюр видно, что максимальный модуль перемещения равен 0,44*10-3 м; максиальные эквивалентные напряжения равны 296 МПа (допустимые напряжения 1800 МПа); минимальный коэффициент запаса по эквивалентным напряжениям равен 
2.4.
Проанализировав полученные результаты можно сделать вывод, что вал имеет достаточную прочность.
Список использованных источников
1. Калибровка прокатных валков. Чекмарев А. П., Мутьев М. С,
Машковцев Р. А. Учебное пособие для вузов. Изд-во «Металлургия», 1971, 512с.
2. Многоручьевая прокатка-разделение. Научные технологические
основы/ Клменко В.М., Ефименко С. П., Губайдулин В. Ф., Шульгин Г. М.; Металлургия, 1987, 168 с.
3 Королев А. А. Механическое оборудование прокатных и трубных цехов. – М.: Металлургия, 1987.
4 Проектирование механических передач. Учебно - справочное пособие для ВТУЗов / С. А. Чернавский, Г. А. Снесарев, Б. С. Козинцов и др. - 5-е изд., перераб. и доп. – М: Машиностроение, 1984.
5. Многоручьевая прокатка-разделение. Научные технологические
основы/ Клменко В.М., Ефименко С. П., Губайдулин В. Ф., Шульгин Г. М.; Металлургия, 1987, 168 с.
| Группа клетей | № калибра | Форма калибра | Калибр | Полоса | Коэффициент вытяжки | Обжатие | Уширение | Скорость прокатки | Длина полосы | ||||
| Ширина | глубина вреза | зазор | выоста | Ширина | площадь сечения | ||||||||
| мм | мм | мм | мм | мм | мм2 | мм | мм | м/сек | м | ||||
| ЗАГОТОВКА | 125,00 | 125,00 | 15712,00 | 0,20 | 11,70 | ||||||||
| Черновая | 
| 164,00 | 27,59 | 25,20 | 80,38 | 138,39 | 11830,60 | 1,33 | 40,07 | 13,39 | 0,27 | ||
|
| 95,40 | 39,58 | 16,24 | 95,40 | 95,40 | 8828,80 | 1,34 | 44,95 | 15,02 | 0,36 | |||
|
| 73,40 | 22,88 | 16,10 | 61,85 | 73,40 | 6588,66 | 1,34 | 43,60 | 22,00 | 0,48 | |||
|
| 71,46 | 29,98 | 11,50 | 71,46 | 71,46 | 4953,88 | 1,33 | 32,68 | 9,61 | 0,64 | |||
|
| 78,96 | 18,95 | 9,00 | 46,89 | 78,96 | 3724,72 | 1,33 | 22,24 | 7,50 | 0,84 | |||
| 59,94 | 31,85 | 6,00 | 69,70 | 55,76 | 2935,85 | 1,27 | 20,21 | 8,87 | 1,07 | |||
| 93,67 | 15,83 | 6,00 | 37,05 | 85,16 | 2273,53 | 1,29 | 11,11 | 15,46 | 1,38 | |||
|
| 47,78 | 23,69 | 7,00 | 54,45 | 43,56 | 1790,18 | 1,27 | 15,85 | 6,51 | 1,76 | 102,84 | ||
| Промежуточ |
| 75,25 | 11,20 | 6,00 | 27,90 | 68,41 | 1398,58 | 1,28 | 8,18 | 13,96 | 2,25 | ||
| 36,95 | 17,58 | 7,00 | 42,17 | 33,90 | 1084,17 | 1,29 | 13,25 | 6,00 | 2,90 | |||
| 47,96 | 10,20 | 6,00 | 26,37 | 43,60 | 853,68 | 1,27 | 7,55 | 9,70 | 3,69 | |||
|
| 29,4 | 15,2 | 3,5 | 33,8 | 688,4 | 1,24 | 5,49 | 16,62 | 4,57 | ||||
|
| 12,4 | 2,8 | 27,6 | 29,1 | 563,4 | 1,22 | 5,68 | 11,75 | 5,58 | 326,24 | |||
| Чистовая | 
| 24,1 | 12,8 | 27,6 | 22,1 | 461,8 | 1,22 | 5,66 | 5,27 | 6,8 | |||
|
| 9,4 | 20,8 | 26,4 | 383,1 | 1,2 | 0,00 | 2,70 | 8,17 | |||||
| 24,5 | 9,65 | 1,5 | 22,3 | 22,3 | 1,22 | 5,75 | 0,39 |
ТАБЛИЦА КАЛИБРОВКИ арматурной стали №20