зрушення їх. Таким чином, сумарний прогин валка в будь-якому перетині дорівнює
,
де - прогин в результаті дії згинальних моментів;
- прогин внаслідок дії поперечних сил.
Прогин від дії згинального моменту
,
де Е - модуль пружності (Е=1,8 · 105 МПа для сталі);
J1 - момент інерції перерізу бочки валка, м4;
l - довжина валка між опорами, м;
с - довжина шийки валка від опори до бочки, м.
.
м4.
м або 0,01127 мм.
Прогин від дії поперечних сил
,
де G - модуль зсуву (G=5 · 104 МПа для сталі).
м або 0,0146 мм.
Сумарний прогин валка
мм.
Допустимий прогин валка для шаропрокатним стана мм, що задовольняє умові
.
2.6 Розрахунок робочої кліті на перекидання
При захопленні металу валками виникають великі інерційні зусилля, які прагнуть перекинути робочу кліть, встановлену на плітовінах. Максимальне інерційне зусилля
,
де - момент прокатки, Нм;
R - радіус валка, м.
кН.
Перекидаючий момент від дії цього зусилля
,
де а - плече дії сили J (а=0,83 м).
кНм.
Перекидання також можливо при аварії у разі поломки одного з шпинделів. Тоді весь момент прокатки передаватиметься тільки через один валок і перекидаючий момент буде дорівнює повному моменту прокатки
,
тобто
кНм.
Внаслідок того, що в першому випадку момент перекидання більше, ніж у другому, тому розрахунок на перекидання робочої кліті ведеться по моменту кНм.
2.7 Розрахунок зубчастої передачі
Матеріал для шестірні: сталь 38хГН поліпшена, з твердістю НВ280. Матеріал для вінця: сталь 40Х з твердістю НВ250.
Допустиме контактне напруження
[?] н =? н · L/[n] к;
[?] н=570/1,15=495МПа
Межа витривалості при базовому числі циклів для матеріалу вінця беремо з таблиць
? n sinb=2 HB 70=2250 70=570МПа
Коефіцієнт навантаження при нессіметрічним розташуванні коліс приймають КАВ=1,25
Приймаються коефіцієнт ширини вінця по міжосьовому відстані
? ва=b/d?;
? ва=420/2350=0,18
Основні розміри: шестерні d1=450 мм, вінця d2=4250 мм.
Міжосьові відстані
d? =(D1 + d2)/2;
d? =450 + 4250/2=2350мм,
Окружна швидкість коліс і ступінь точності передачі
;
При даній швидкості приймаємо 8-10 ступінь точності. Коефіцієнт навантаження для перевірки контактних напружень
Кн=Кнв · Кн? · КНБ;
Кн=1,3 1,09 1,05=1,49.
Коефіцієнт ширини шестірні по діаметру
;
При=1, коефіцієнт Кнв=1.
Для прямозубих коліс коефіцієнт Кн?=1,05.
Перевіримо контактне напруження
МПа lt; [?] n;
МПа,
ur=4250/450=9,4.
Сили діють в зачепленні
;
Радіальна сила
Р? =Рrz=P? · Zy?;
Р? =86 tg 200=31кН
Перевірка прямих зубів на витривалість по напрузі вигину
;
Коефіцієнт навантаження
Kp=KFB · K [?]=
Kp=1,53 1,25=1,9
При Wbd=1, KKB=1,53, при швидкості 1,62м/с KF? =1,25;
Для шестерні при z1=25, YF1=4,09
Для вінця z2=274, YF2=3,61
Допустима напруга
;
=1,8 HВ,
Для шестерні
=1,8 280=505 МПа,
Для вінця
=1,8 · 250=450 МПа.
Коефіцієнт запасу міцності
.
Допустимі напруги: для шестерні,
[?] F1=505/1,75=288МПа;
для вінця,
[?] F2=450/1,75=257МПа.
Відносини [?] F/YF для шестерні,
/4,09=70,4МПа; для вінця,
/3,61=71,2МПа.
Подальший розрахунок ведемо для зубів шестерні так як
;
Перевіряємо зуб
lt; [?] F1
2.8 Прокатні валки
Загальний вигляд, основні розміри прокатних валків дані, наведені в кресленнях, валок для прокатки куль представлений на малюнку 8.
Рисунок 8 - Прокатний валок шаропрокатним стана
Заготовки валків виготовляються зі сталі 35ХГСА шляхом штампування і потім нарізаються струмки на спеціальних установках, таким чином з штампувальної заготовки виходить валок (малюнок 9).
Рисунок 9 - Заготівля валка для прокатки куль
