Расчет уравновешивающего устройства

Остановимся лишь на расчете клинового, грузового и гидравлического уравновешивания.

а) При клиновом уравновешивании при помощи одинарных и двойных клиньев установка подушек осуществляется обычно между пропусками (не под рабочим давлением). Сила Т, необходимая для перемещения клина, определяется [159], [101] из уравнения:

(355)

где С — вес валка;

— вес подушки;

—угол наклона клина;

— угол трения.

Коэффициент полезного действия этого устройства

(356)

Сила , необходимая для обратного движения клина, определяется из выражения:

(357)

Уклон верхней грани клиньев делается обычно равным 1: 8.

Служащая для перемещения клина бронзовая гайка имеет длину 2,25 ( — диаметр винта, по которому ходит гайка). Винт рассчитывается по большей из сил Т и Т .

б) При грузовом уравновешивании штанги (по две в каждой станине) рассчитываются на продольный изгиб по формуле Эйлера, считая оба конца свободными, но сохраняющими свое положение на первоначальной оси (второй случай):

где — давление (нагрузка) на штанги;

— коэффициент безопасности, равный 10—15;

Е — модуль упругости, равный 2 200 000 кг/см ;

— длина штанги:

где —половина веса валка;

—вес верхней подушки;

— вес нижней подушки.

Диаметр штанги можно определить из формулы для момента инерции (при двух штангах):

откуда

(358)

где и — берутся в сантиметрах;

— в килограммах.

Рычаги для противовесов обычно берут с отношением плеч 1: 2 или 1: 3. Напряжения в частях, работающих на изгиб и растяжение, могут быть взяты аналогично второму случаю нагрузки.

Расчет остальных деталей устройства трудности не представляет.

в) При гидравлическом способе подвешивание верхнего валка производится при помощи тяг, которые рассчитываются на растяжение:

(359)

где — диаметр тяги;

— допускаемое напряжение на растяжение;

— как и в предыдущем случае равняется

Диаметр тяги определяется из выражения (359):

(360)

Траверса штока гидравлического цилиндра, соединенная с тягами, рассчитывается на изгиб:

(361)

где — расстояние между тягами;

- момент сопротивления прямоугольного сечения;

- допускаемое напряжение на изгиб.

Зная сечение траверсы, можно определить допускаемое напряжение:

(362)

Считая, что плунжер гидравлического цилиндра испытывает усилие

где — вес траверсы гидравлического цилиндра, и, учитывая потери на трение, равные примерно 12—15%, определяем диаметр гидравлического цилиндра из уравнения:

(363)

где Р — давление воды, ат

— диаметр плунжера цилиндра.

Принимая ход плунжера гидравлического цилиндра несколько большим максимального подъема валка (Н = 1,25Н), который в свою очередь берется равным (0,7—0,8) , определяем толщину стенки цилиндра из выражения:

где — допускаемое напряжение на разрыв, равное 1000 кг/см ;

Р — давление воды в атмосферах, которое выбирается в зависимости от установки [98] на пильгерных станах около 100 ат.

г) При пружинном уравновешивании применяются преимущественно спиральные пружины конической формы с прямоугольным сечением. Они обычно рассчитываются на ту же нагрузку, которая принималась в предыдущих расчетах.

При наличии двух пружин на каждую сторону на одну пружину приходится нагрузка

Определение допускаемой нагрузки Р на пружину и упругого прогиба под действием этой нагрузки, а также определение основных размеров пружины трудности не представляет, так как многие необходимые данные могут быть легко найдены по справочникам.