Расчет основных параметров правильно-натяжной машины (стр. 1 из 3)

Министерство науки и образования Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

Кафедра АПП

Практическая работа

«Расчет основных параметров правильно-натяжной машины»

Выполнил ст. гр. АПП 04-2

Измайлов А.О.

Проверил Пономарев Н. И.

Краматорск 2008

1. Задание

Рассчитать основные энергосиловые параметры загрузочного устройства для непрерывной подачи полосового металла в автоматической линии (прокатки, штамповки, профилегибки и др.)

2. Технические данные

- толщина полосы

- ширина полосы

- предел текучести металла

- модуль упругости металла

- диаметр ролика ПНМ

- шаг роликов

- количество роликов

- натяжение полосы обеспечиваемое разматывателем

- прогиб полосы

- скорость движения полосы

h мм	2
b мм	100
Gs кг/мм2	32
Е кг/мм2	11000
d мм	90
t мм	110
n шт	7
Т0 кг	6,4
С мм	13
V м/с	5

3 Загрузочное устройство

Загрузочное оборудование - головная часть автоматической линии -предназначено для приема рулона полосового металла, изменения траектории движения, улучшения пластических свойств и задачи полосы в технологическое оборудование автоматической линии.

Техническая схема загрузочного устройства приведена на рисунке 2

1-барабан размывателя; 2-прижимной ролик; 3-рулон полосового металла; 4-отгебатель переднего конца полосы; 5,7- направляющие пповодки; 6-правильно-натяжная машина; 8-тянушие ролики; 9-технологическое обрудование

Рисунок 2 - Техническая схема загрузочного устройства

В состав загрузочного устройства автоматической технологической линии входят:

1) разматыватель с консольным барабаном 1 и прижимным роликом 2 предназначен для приема, фиксации и удержания рулона полосового металла 3 в заданном положении;

2) отгибатель переднего конца полосы 4 необходимый для отгибания, изменения траектории и направления переднего конца полосы на направляющую проводку 5 ;

3) направляющая проводка 5 предназначена для ориентации переднего конца полосы и его задачу в «раскрытые» гибочные ролики правильно-натяжной машины, т.е. когда расстояние между нижним и верхним рядами гибочных роликов значительно превышает толщину полосы;

4) правильно-натяжная машина 6 предназначена для правки рулонной кривизны, устранения коробоватости, создания заднего технологического натяжения, его регулирования, улучшения механических свойств полосового металла и его центрирования по оси обработки;

5) проводка 7 необходима для направления переднего конца полосы в тянущие ролики во время заправки;

6) тянущие ролики 8 предназначены для протягивания полосы, т.е. преодоления сил сопротивления движению создаваемых разматывателем и правильно-натяжной машиной, и задачи полосы в последующее технологическое оборудование 9 технологической линии;

7) технологическое оборудование 9, например, штамповки, когда полоса подается в дискретном режиме, или прокатки, профилегибки и т.п. то есть в непрерывных технологических процессах.

Загрузочное устройство автоматической линии работает следующим образом.

После установки и закрепления очередного рулона металла 3 на барабан размывателя 1 отпускают прижимной ролик 2, чем предотвращают возможное распушивание рулона в следствии пружинения полосового металла. В ручном режиме с помощью пневмоножниц разрезают и удаляют обвязочную ленту. Скребок отгибателя переднего конца полосы 4 выдвигают и прижимают к наружному виткурулона 3. Затем, на заправочной проворачивают барабан размывателя 1 с рулоном 3 в направлении движения полосы. При этом передний конец полосы скребком отгибателя 4 направляется сначала к проводке 5 и далее в «раскрытые» ролики правильно-натяжной машины6, проводке 7 и тянушие ролики 8, после чего технологическую линию переводят в автоматический режим работы.

4 Расчет правильно-натяжной машины

4.1 Правильно-натяжная машина

Правильно-натяжная машина предназначена для создания заднего технологического натяжения движущегося полосового металла, его регулирования, устранения волнистости и коробоватости, улучшения механических характеристик н центрирования по оси обработки.

Правильно-натяжная машина (рисунок 3) состоит из неподвижного стола 1 и роликовой проводки 2, соединенных между собой посредством шарнира3 опор качения 4 т.е. смонтированы с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на угол 2γ.

Роликовая проводка 2 состоит из нижней 5 и верхней 6 траверс жестко соединенных между собой четырьмя стоиками 7, на которых, с возможностью перемещения в вертикальной плоскости установлена подвижная травераса 8 связанная с нижней траверсой 5 с помощью механизма вертикального перемешения 9. На подвижной траверсе 8 смонтирован нижний ряд гибочных роликов 10.

Верхний ряд гибочных роликов 11 с механизмами их перемещения в вертикальной плоскости 12 и 13 смонтированы на верхней граверсе 6 посредст стоек 7 крепежных элементов 14 и пружин сжатия 15

При этом механизм перемещения 12 предназначен для изменения положения в вертикальной плоскости всех гибочных роликов верхнего ряда 11, а механизм 13 только последнего ролика верхнего ряда по направлению движения полосового металла.

Правильно-натяжная машина работает следующим образом.

При заправке переднегоконца полосы 16, с помощью полосы вертикального перемещения 9, гибочные ролики «раскрывают», что соответствует их взаимному расположению, когда зазор между верхним 11 и нижним 10 рядами гибочных роликов значительно превышает толщину полосы 16.

а)

б)

а-кинематическая схема; б-разрез на А-А на рис а;

в-фрагмент положения гибочного ролика;

1-неподвижный стол; 2-роликовая проводка; 3-шарнир; 4-опоры качения;

5-таверса нижняя; 6-тверса верхняя; 7-стойка; 8-таверса подвижная;

9-механизм вертикального перемещения; 10-гибочные ролики нижние; 11-гибочные ролики верхние; 12-механизм вертикального перемещения верхнего ряда роликов; 13- механизм вертикального перемещения последнего ролика верхнего ряда;

14-крепежные элементы; 15-пружины сжатия; 16-обробатываемая полоса;

Рисунок 3 Схема правильно натяжной машины

После заправки полосы в последующее оборудование (тянущие ролики 9 см. рисунок 2) гибочные ролики «закрывают» и на заправочной скорости полосовой металл протягивают между верхним11 и нижним 10 рядами гибочных роликов правильно-натяжной машины.

При этом с помощью механизма 12 обеспечивают настройку гибочных роков т.е. устанавливают их, взаимное расположение и тем самым обеспечивают необходимый прогиб полосы для получения требуемого заднего технологического натяжения, при котором устраняется коробоватость и улучшаются пластические свойства полосы.

Изменением положения последнего ролика верхнего ряда 11 (рисунок 3а) по ходу движения полосы с помощью механизма 13 устраняют её остаточную кривизну, приобретенную под предшествующим гибочным роликом т.е. чтобы после выхода из правильно-натяжной машины полоса не имела кривизны и была ровной.

Описанные действия проводят при обработке первого рулона каждой новой партии полосового металла. При обработке всех последующих рулонов партии ограничиваются «открытием» и «закрытием» роликовой проводки при заправке, после чего полосе задают рабочую скорость.

При движении между верхним 11 и нижним 10 рядами гибочных роликов (с помощью тянущих роликов устройства) обрабатываемую полосу подвергают знакопеременному изгибу с растяжением, при котором поверхностные слои металла подвергаются пластическим деформациям, чем улучшают механические характеристики металла (штампуемость), устраняют коробоватость и обеспечивают правку рулонной кривизны.

Кроме того, при движении обрабатываемой полосы 16 и её смещении относительно оси обработки b (рисунок 3б) сила натяжения Т вызывает момент М= Т*b который поворачивает роликовую проводку на угол γ относительно оси подшипника 3. При этом нарушается перпендикулярность оси обработки и осей вращения гибочных потоков (рисунок 3в) т.е. а≠90° . В связи с этим поворачивается на тот же угол скорость вращения V, а следовательно, и направление сил, действующих со стороны гибочных роликов на движущуюся полосу 16. В этом случае силы трения, действующие перпендикулярно осям вращения гибочных роликов, смещают полосу по направлению к оси обработки.

По мере приближения оси полосы к оси обработки момент М= Т*b непрерывно уменьшается и угол поворота роликовой проводки также уменьшается т.е. γ→0.

Таким образом, изменением положения роликовой проводки 2 обрабатываемая полоса 16 непрерывно удерживается на оси обработки без существенных смещений.

Определить основные параметры правильно-натяжной машины, предназначенной для выравнивания полосового металла, смотанного в рулоны.

Исходные данные

1. Толщина полосы h=2 мм;

2. Ширина полосы b=100 мм;

3. Предел текучести

4. Модуль упругости Е=1,1·104 кг/мм2;

5. Диаметр ролика d=90 мм;

6. Шаг роликов t=110 мм;

7. Количество роликов n=7 шт.;

8. Прогиб полосы С=13 мм;

9. Исходное натяжение полосы Ti-1=6.4

1. Определяем напряжения растяжения в набегающей на второй ролик ветви полосы.