Допустимый крутящий момент прокатки.

Крутящий момент двигателя М,„ в течение прохода металла между валками состоит из момента прокатки Мпр, т.е. момента сил, затрачиваемых на деформацию металла во вращающихся валках и преодоления сил трения металла о валки, момента сил трения Мтр в подшипниках валков, момента холостого хода Мхх и динамического момента, т.е.

Момент прокатки определяется как произведение усилия прокатки на его плечо относительно оси верхнего и нижнего валков по формуле

При практических расчетах для определения коэффициент плеча момента прокатки vy используют эмпирические зависимости. Наиболее известными зависимостями такого вида являются выражения, которые получили:

- В.М. Луговской для условий прокатки толстой полосы

где г - относительное обжатие, %;

- М.И. Бояршинов для условий прокатки тонких полос

При наличии заднего или переднего F усилия натяжения (или подпора) величина крутящего момента может быть найдена но следующим зависимостям:

- при прокатке с задним натяжением

- при прокатке с передним натяжением

Если силы натяжения приложены к обоим концам полосы - переднему и заднему, то формула крутящего момента принимает вид

В частном случае, когда Fq = F, т.е. равнодействующая F направлена вертикально, формула (8.14) совпадает с формулой крутящего момента (8.13) для свободной прокатки.

Момент трения в подшипниках двухвалковых станов определяется как произведение давления металла на валки на его плечо (радиус шейки валка) и коэффициент трения в подшипниках валков:

где - коэффициент трения в подшипниках валков; d„ - диаметр шейки валка.

При прокатке в четырехвалковой клети потери на трение в подшипниках опорных валков учитываются следующей формулой:

где и d„ - коэффициент трения и диаметр трения в подшипниках опорных валков; Д, и Д_1П - диаметр рабочих и опорных валков.

Момент холостого хода подсчитывается с учетом трения в подшипниках, зубчатых передачах привода и массы всех вращающихся частей стана (двигатель - валки); он обычно заранее известен для каждого типа прокатного стана или подсчитывается приблизительно по формуле

где М_ном - номинальный момент двигателя.

Динамический момент М_ЛШ возникает только при изменении числа оборотов валков; если скорость прокатки постоянна, то динамический момент равен нулю:

где СД_|р - приведенный к валу двигателя маховый момент вращающихся частей клети; d/i/df- ускорение или замедление вращающихся частей клети.

Таким образом, зная крутящий момент двигателя, легко найти требуемую мощность двигателя, которая определяется но моменту прокатки и моменту потерь для заданной скорости вращения. При определении мощности учитывают КПД редуктора, шестеренной клети и универсальных шпинделей.

где М_дв - суммарный момент прокатки (крутящий момент на валу двигателя); v_B - скорость валков; D_p - диаметр рабочих валков; Г) - суммарный коэффициент (КПД) передачи двигатель - валок, равный Г) = гртпЛз» ^гД^е Ль Лг и Г|з — КПД редуктора, шестеренной клети и шпинделей соответственно.

В зависимости от режима прокатки и конструкции главной линии стана значения Г) привода двух- или четырехвалковых станов могут колебаться в пределах 0,75... 0,95.

Вопросы для самопроверки

• 1. Почему прокатчики стремятся работать с большими обжатиями?
• 2. Какие факторы ограничивают обжатия за проход при прокатке?
• 3. Какие факторы ограничивают обжатия в первых проходах черновой клети?
• 4. Как рассчитывается максимальное обжатие на обжимных станах?
• 5. Какие факторы ограничивают обжатия в последних проходах чистовой клети?
• 6. Как перераспределяются обжатия между черновой и чистовой группой клетей?
• 7. Как на двухвалковых и четырехвалковых клетях прочность валков влияет на величину обжатия при прокатке?
• 8. Какие максимальные обжатия присущи горячей и холодной прокатке листовой стали?
• 9. Чем можно объяснить, что обжатия уменьшаются с первого прохода до последнего?
• 10. Почему бывает гак, что в первом проходе обжатие меньше, чем в последующем?
• 11. Чем объяснить упругое сплющивание валков и как оно влияет на расчет усилия прокатки?
• 12. В каких случаях при расчете усилия прокатки мы не учитываем увеличение контактной поверхности в результате упругого сплющивания валков?
• 13. Зачем при расчете энергосиловых параметров прокатки необходимо рассчитывать мощность двигателя?
• 14. Напишите формулу расчета допустимого крутящего момента прокатки и дайте объяснение каждой ее составляющей.
• 15. Почему динамический момент равен нулю при постоянной скорости прокатки?