Производство труб (стр. 8 из 12)
Калибровка валков является важной составной частью расчета режима работы стана. Она в значительной мере определяет качество труб, стойкость инструмента, распределение нагрузок в рабочих клетях и приводе.
Расчет калибровки валков включает:
а) распределение частных деформаций в клетях стана и подсчет средних диаметров калибров;
б) определение размеров калибров валков.
3.3.1 Распределение частных деформаций
По характеру изменения частных деформаций клети редукционного стана могут быть разделены на три группы: головную в начале стана, в которой обжатия интенсивно увеличиваются по ходу прокатки; калибрующую (в конце стана), в которой деформации уменьшаются до минимального значения, и группу клетей между ними (среднюю), в которой частные деформации максимальны или близки к ним.
При прокатке труб с натяжением величины частных деформаций принимают исходя из условия устойчивости профиля трубы при величине пластического натяжения обеспечивающего получение трубы заданного размера.
Коэффициент общего пластического натяжения можно определить по формуле [2]:
,где
- осевая и тангенциальная деформации взятые в логарифмическом виде; Т- величина определяемая в случае трехвалкового калибра по формулеТ=
,где (S/D)cp- среднее отношение толщины стенки к диаметру за период деформации трубы в стане; k-коэффициент учитывающий изменение степени толстостенности трубы.
,
,где m– величина общей деформации трубы по диаметру.
. 
, 
, 
.Величина критического частного обжатия при таком коэффициенте пластического натяжения, согласно [4], может достигать 6% во второй клети, 7,5% в третьей клети и 10% в четвертой клети. В первой клети рекомендуется принимать в пределах 2,5–3%. Однако для обеспечения устойчивого захвата величину обжатия как правило снижают.
В предчистовых и чистовых клетях стана обжатие также снижают, но для снижения нагрузок на валки и повышения точности готовых труб. В последней клети калибрующей группы обжатие принимают равным нулю, предпоследней–до 0,2 от обжатия в последней клети средней группы.
В средней группе клетей практикуют равномерное и неравномерное распределение частных деформаций. При равномерном распределении обжатия во всех клетях этой группы принимают постоянными. Неравномерное распределение частных деформаций может иметь несколько вариантов и быть охарактеризовано следующими закономерностями:
обжатие в средней группе пропорционально уменьшают от первых клетей к последним – падающий режим;
в нескольких первых клетях средней группы частные деформации уменьшают, а остальных оставляют постоянными;
обжатие в средней группе сначала увеличивают, а затем уменьшают;
в нескольких первых клетях средней группы частные деформации оставляют постоянными, а в остальных уменьшают.
При падающих режимах деформаций в средней группе клетей уменьшаются различия в величине мощности прокатки и нагрузки на привод, вызываемые ростом сопротивления деформации металла по мере прокатки, вследствие снижения его температуры и повышения скорости деформации. Считается [2], что уменьшение обжатий к концу стана также позволяет улучшить качество наружной поверхности труб и снизить поперечную разностенность.
При расчете калибровки валков принимаем равномерное распределение обжатий.
Величины частных деформаций по клетям стана приведены на рис. 3.1.
Распределение обжатий
Рис. 3.1
Исходя из принятых величин частных деформаций средние диаметры калибров можно рассчитать по формуле
.Для первой клети стана (i=1) di-1=D0=94 мм, тогда
мм.Рассчитанные по данной формуле средние диаметры калибров приведены в прилож.1.
3.3.2 Определение размеров калибров валков
Форма калибров трехвалковых станов показана на рис. 3.2.
Овальный калибр получают очерчивая его радиусом rс центром, смещенным относительно оси прокатки на величину эксцентриситета e.
Форма калибра
Рис. 3.2
Значения радиусов и эксцентриситета калибров определяют по ширине и высоте калибров по формулам:
Для определения размеров калибра необходимо знать величины его полуосей a и b, а для их определения – величину овальности калибра
Для определения овальности калибра можно использовать формулу:
Степенной показатель q характеризует возможную величину уширения в калибре. При редуцировании в трехвалковых клетях принимают q=1,2.
Величины полуосей калибра определяются зависимостями:
где f–поправочный коэффициент, который можно рассчитать по приближенной формуле
f=0,85+0,15q.
Произведем расчет размеров калибра по приведенным выше формулам для первой клети.
Для остальных клетей расчет производится аналогичным образом.
В настоящее время проточку калибров валков проводят после установки валков в рабочую клеть. Расточку ведут на специальных станках круглой фрезой. Схема расточки показана на рис. 3.3.
Рис. 3.3 - Схема расточки калибра
Для получения калибра с заданными величинами a и b необходимо определить диаметр фрезы Dф и её смещение относительно плоскости осей валков (параметр Х). Dф и X определяются следующими математически точными формулами:
Для трехвалковых станов угол a равен 60°.Di – идеальный диаметр валков, Di=330мм.
Рассчитанные по приведенным выше формулам величины сведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2 - Калибровка валков
| Номер клети | d, мм | m,% | a, мм | b, мм | r, мм | e, мм | Dф, мм | X, мм |
| 1 | 91,17 | 2,0 | 45,60 | 45,50 | 45,80 | 0,37 | 91,50 | 8,11 |
| 2 | 87,07 | 4,5 | 43,60 | 43,40 | 43,80 | 0,35 | 87,40 | 8,00 |
| 3 | 82,71 | 5,0 | 41,40 | 41,20 | 41,60 | 0,33 | 83,00 | 7,87 |
| 4 | 78,58 | 5,0 | 39,30 | 39,20 | 39,50 | 0,32 | 78,80 | 7,73 |
| 5 | 74,65 | 5,0 | 37,40 | 37,20 | 37,50 | 0,3 | 74,90 | 7,59 |
| 6 | 70,92 | 5,0 | 35,50 | 35,40 | 35,70 | 0,28 | 71,20 | 7,45 |
| 7 | 67,37 | 5,0 | 33,70 | 33,60 | 33,90 | 0,27 | 67,60 | 7,32 |
| 8 | 64,00 | 5,0 | 32,00 | 31,90 | 32,20 | 0,26 | 64,20 | 7,18 |
| 9 | 60,80 | 5,0 | 30,40 | 30,30 | 30,60 | 0,24 | 61,00 | 7,04 |
| 10 | 57,76 | 5,0 | 28,90 | 28,80 | 29,00 | 0,23 | 58,00 | 6,90 |
| 11 | 54,87 | 5,0 | 27,50 | 27,40 | 27,60 | 0,22 | 55,10 | 6,76 |
| 12 | 52,13 | 5,0 | 26,10 | 26,00 | 26,20 | 0,21 | 52,30 | 6,62 |
| 13 | 49,52 | 5,0 | 24,80 | 24,70 | 24,90 | 0,2 | 49,70 | 6,48 |
| 14 | 47,05 | 5,0 | 23,60 | 23,50 | 23,70 | 0,19 | 47,20 | 6,35 |
| 15 | 44,70 | 5,0 | 22,40 | 22,30 | 22,50 | 0,18 | 44,80 | 6,21 |
| 16 | 42,46 | 5,0, | 21,30 | 21,20 | 21,30 | 0,17 | 42,60 | 6,08 |
| 17 | 40,34 | 5,0 | 20,20 | 20,10 | 20,30 | 0,16 | 40,50 | 5,94 |
| 18 | 38,32 | 5,0 | 19,20 | 19,10 | 19,30 | 0,15 | 38,50 | 5,81 |
| 19 | 36,40 | 5,0 | 18,20 | 18,10 | 18,30 | 0,15 | 36,50 | 5,69 |
| 20 | 34,77 | 4,5 | 17,40 | 17,30 | 17,50 | 0,14 | 34,90 | 5,57 |
| 21 | 34,07 | 2 | 17,10 | 17,00 | 17,10 | 0,14 | 34,20 | 5,52 |
| 22 | 34,07 | 0 | 17,10 | 17,00 | 17,10 | 0,14 | 34,20 | 5,52 |
| 23 | 34,00 | 0 | 17,00 | 17,00 | 17,00 | 0 | 34,10 | 5,52 |
| 24 | 34,00 | 0 | 17,00 | 17,00 | 17,00 | 0 | 34,10 | 5,52 |
3.4 Расчет скоростного режима
Расчет скоростного режима работы стана заключается в определении чисел оборотов валков и по ним чисел оборотов двигателей.