Профиль для металлических конструкций (стр. 8 из 10)
Δt– изменение температуры раската за время прокатки в калибре и перемещения к следующему калибру составит.
Рассчитаем контактное давление прокатки по методу В.С. Смирнова:
р = 1,08×nσ×nж×nф×σ МПа, (21)
где nσ – коэффициент напряженного состояния, учитывающий влияние на контактное давление внешнего трения;
nж – коэффициент, учитывающий влияние внешних зон по отношению к геометрическому очагу деформации;
nф – коэффициент формы профиля.
Найдем коэффициент напряженного состояния:
nσ =
, (22)где δ – коэффициент учитывающий влияние контактного трения на форму очага деформации;
ε – относительное обжатие.
Определим коэффициент учитывающий влияние контактного трения на форму очага деформации:
, (23)где μ – коэффициент внешнего трения;
lc– длина очага деформации;
ΔНс – абсолютное изменение приведенной высоты.
Коэффициент внешнего трения:
μ = 0,55 – 0,00024×t, (24)
где t – температура деформируемого металла.
Найдем отношение длины очага деформации к среднему значению приведенной высоты:
.Определим значение коэффициента, учитывающего влияние внешних зон по отношению к геометрическому очагу деформации:
nж =
, (25)где
– фактор формы очага деформации.Найдем коэффициент формы профиля:
nф =
, (26)где lc– длина очага деформации;
μ – коэффициент внешнего трения;
ΔНс – абсолютное изменение приведенной высоты.
Рассчитаем усилие прокатки:
Р = р×F×10-6 МН, (27)
где р – контактное давление прокатки;
F – контактная площадь прокатки.
Определим коэффициент плеча приложения усилия прокатки по формуле М.А. Зайкова – Н.А. Федорова:
φп = 5,85 – 11∙
+ 7,35∙ 
– 1,58∙ 
, (28)где
– фактор формы очага деформации.Рассчитаем крутящий момент деформации:
Мвал = 2×Р×lc× φп кН×м, (29)
Ограничения по скоростному режиму прокатки проверяем по формулам (26) и (27) с учетом коэффициента загрузки электродвигателей стана.
Коэффициент загрузки электродвигателей стана по усилию прокатки:
, (30)где Р – усилие прокатки;
Рmax – максимально допустимое усилие прокатки.
м/с; (31) 
м/с, (32)где Dк – катающий диаметр;
nmax, nmax – соответственно максимально возможные и минимальные частоты вращения валков (см. табл. 2.1);
k– коэффициент загрузки электродвигателей стана.
Определим часовую производительность стана:
, (33)где G – масса заготовки;
Тт – такт прокатки;
Ки – коэффициент использования;
Принимаем Ки = 095.
8. Расчет энергосиловых параметров прокатки
Исходными данными для расчета энергосиловых параметров служат данные расчета калибровки.
Расчет энергосиловых параметров выполним по методика приведенной выше.
По формуле (1) рассчитаем площадь полосы в каждом калибре:
ω1 = 307×73 + 2 ((60 + 125)×96,4/2 + (66,3 + 137,5)×87,2/2) = 58016 мм2;
ω2 = 317×48,3 + 2 ((34 + 69)×88,4/2 + (52 + 51)×88,4/2) = 33521,5 мм2;
ω3 = 328×30,8 + 2 ((20 + 44)×89,6/2 + (30 + 41,4)×80,4/2) = 21577,4 мм2;
ω4 = 338×19,7 + 2 ((14 + 30,3)×81,6/2 + (18 + 26)×81,6/2) = 13864 мм2;
ω5 = 348×13 + 2 ((7,4 + 20)×82,8/2 + (12,4 + 18,8)×73,6/2) = 9089 мм2;
ω6 = 355×9,55 + 2 ((6,04 + 16)×74,8/2 + (7,4 + 14,6)×74,8/2) = 6684,4 мм2;
ω7 = 358×8,3+ 2 ((4,5 + 13,56)×76/2 + (6,04 + 14,4)×66,8/2) = 5709,4 мм2;
ω8 = 360×7,6+ 2 ((5,31 + 13,5)×68/2 + (5,31 + 13,5)×68/2) = 5294 мм2.
Для расчета скоростного режима и энергосиловых параметров прокатки фасонные полосы пересчитываем на соответственные прямоугольные по методу приведенной высоты. Рассчитаем по формуле (2) значения приведенной высоты:
Нс1 = 58016/307 = 189 мм; Нс2 = 33521,5/316,8 = 105,8 мм;
Нс3 = 21577,4/328 = 66 мм; Нс4 = 13864/338 = 41 мм;
Нс5 = 9089 /348 = 26 мм; Нс6 = 6684,4/355 = 19 мм;
Нс7 = 5709,4/358 = 16 мм; Нс8 = 5294/360 = 15 мм.
Определим катающие диаметры валков. Расчет будем вести при максимальных диаметрах валков (см. табл. 2.1), чтобы определить максимальную энергосиловую загрузку оборудования стана. По формуле (3) рассчитаем катающие диаметры:
D1 = 1000 – 189 = 811 мм; D2 = 1000 – 105,8 = 894,2 мм;
D3 = 1000 – 66 = 934 мм; D4 = 800 – 41 = 759 мм;
D5 = 800 – 26 = 774 мм; D6 = 800 – 19 = 781 мм;
D7 = 800 – 16 = 784 мм; D8 = 800 –15 = 785 мм.
Найдем коэффициент вытяжки в калибрах по формуле (4):
λ1 = 89925/58016 = 1,55; λ2 = 58016/ 33521,5 = 1,73; λ3 = 33521,5/ 21577,4 = 1,55;
λ4 = 21577,4/ 13864 = 1,55; λ5 = 13864/ 9089 = 1,53; λ6 = 9089/ 6684,4 = 1,36;
λ7 = 6684,4/ 5709,4 = 1,17; λ8 = 5709,4/ 5294 = 1,08.
Определим по формуле (5) конечную скорость прокатки в восьмой клети, исходя из максимально допустимой скорости валков в чистовой клети с учетом запаса на регулирование в связи с переточкой валков в размере 5%:
м/с.Принимаем конечную скорость прокатки 6,4 м/с.
Найдем по формуле (7) скорости в остальных калибрах из условия постоянства секундных объемов металла:
м/с; 
м/с; 
м/с; 
м/с; 
м/с; 
м/с; 
м/с.С учетом найденных скоростей прокатки найдем по формуле (6) частоту вращения валков:
об/мин; 
об/мин; 
об/мин; 
об/мин; 
об/мин; 
об/мин; 
об/мин; 
об/мин.Определим абсолютное изменение приведенной высоты по формуле (8):
ΔНс1 = (263 – 189) = 74 мм; ΔНс2 = (189 – 106) = 83 мм;
ΔНс3 = (106 – 66) = 40 мм; ΔНс4 = (66 – 41) = 25 мм;
ΔНс5 = (41 – 26) = 15 мм; ΔНс6 = (26 – 19) = 7 мм;
ΔНс7 = (19 – 16) = 3 мм; ΔНс8 = (16 – 15) = 1 мм.
Определим среднее значение приведенных высот в калибре по формуле (9):
Нср1 = (263 + 189)/2 = 226 мм; Нср2 = (189+ 106) /2= 148 мм;
Нср3 = (106 + 66) /2= 86 мм; Нср4 = (66 + 41) /2= 53,5 мм;
Нср5 = (41 + 26) /2= 33,5 мм; Нср6 = (26 + 19) /2 = 22,5 мм;
Нср7 = (19 + 16) /2= 17,5 мм; Нср8 = (16 + 15) /2= 15,5 мм.
Найдем по формуле (10) относительное обжатие в каждой клети:
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
.В каждом калибре определим по формуле (11) скорость деформации металла:
с-1; 
с-1; 
с-1; 
с-1; 
с-1; 
с-1; 
с-1; 
с-1.Рассчитаем по формуле (12) длину очага деформации: