Ручьевые валки пильгерных станов

Упрощенный расчет на прочность валков пильгерных станов мож­но вести аналогично тому, как это делается для сортовых станов, не учитывая при этом ни односторонней кривизны сечения, вызываемой переменным радиусом валка, ни динамических ударов, достигающих большой величины, в особенности в старых пильгерных установках.

Выбрав материал и задавшись размерами валка, расчет его на прочность можно вести [98] как расчет балки, свободно лежащей на двух опорах (фиг. 205, б) и подвергаемой изгибу силой Р, приложен­ной по середине валка (в месте расположения калибра).

Максимальный изгибающий момент под действием силы Р опре­деляется из выражения:

(258)

Крутящий момент определяется по формуле (255), причем вместо берется (средний катающий диаметр пильгерного валка).

В полученное выражение, аналогичное формуле (255) подставляют значение коэффициента трения = 0,2. Тогда крутящий момент:

(259)

Суммарный момент М определяется по уравнению (253) в кото­рое вводятся найденные значения изгибающего (258) и крутящего (259) моментов.

Зная экваториальный момент сопротивления

можно определить действительное напряжение в кг/мм :

(260)

Шейка рассчитывается на изгиб и кручение, причем для определе­ния диаметра обычно принимается половина приложенного к валкам давления . Для обеспечения надежности работы валка Емельяненко [98] ведет расчет шейки не на половину, а на все приложенное к валку давление Р по причине весьма тяжелых условий работы пильгерного валка (переменная нагрузка, удары и пр.).

Изгибающий момент шейки (фиг. 205, в)

(261)

Крутящий момент (полный) шейки, подвергающейся скручиванию силами трения в бочке валка и во вкладыше :

(262)

где — коэффициент трения в шейках при наличии смазки, равный 0,075 0,1;

— коэффициент трения металла о валок, равный 0,2.

Суммарный момент Мо для шейки определится из выражения:

(263)

Определив таким образом основные размеры шейки, проверяют ее на удельное давление (смятие) и нагревание.

Если обозначить коэффициент охвата шейки через =0,65, та удельное давление определится из выражения:

(264)

Величина к для шейки из закаленной стали принимается равной 150 кг/см , если вкладыши тоже из закаленной шлифованной стали; 40 кг/см , если вкладыши из чугуна; 90 кг/см , если вкладыши из бронзы и пластических сплавов. Если шейка и вкладыш из чугуна, к принимается равным до 80 кг/см .

При проверке шейки на нагревание работа трения за 1 сек. опре­деляется из выражения:

(265)

где — угловая скорость при п об/мин.;

—радиус шейки, мм.

Подставив вместо со ее значение, определяем удельную работу трения:

(266)

Решив это выражение относительно , получаем условие, при кото­ром шейка не будет перегреваться:

Формулу (266) можно представить в другом виде, если вместо удельной работы а ввести удельное давление на шейку к:

(267)

откуда:

(268)

где — называется коэффициентом износа. При шейках, не охлаждае­мых водой, = 70 000, а = 35—40 кг/мм м/сек.

Количество тепла, выделяемое шейкой при работе в течение 1 сек., можно определить из выражения:

(269)

где

Зная величину можно определить количество воды, необхо­димое для охлаждения:

где — коэффициент расхода;

— коэффициент сжатия;

— коэффициент скорости;

— площадь сечения отверстия трубы , где

— диаметр трубы; H — высота уровня воды в аккумуляторе.

Коэффициент расхода определяется по формуле Грасгофа:

(271)

где — диаметр отверстия в сантиметрах.

По Шнейдеру для > 30 см и Н =70,6 см коэффициент расхода берется равным = 0,6.