Расчет калибров системы ромб - квадрат

Теоретические сведения

 

Ромбические калибры

 

Рис.3.1 Построение ромбического калибра

 

Размеры Н_к и В_к ромбического калибра определяют в процессе расчета калибровки с учетом заданной величины коэффициента вытяжки в калибре, правильного заполнения калибра, а также с учетом получения размеров сечения, удовлетворяющим условиям прокатки в следующем калибре.

Откладывая на вертикальной и горизонтальной осях размеры Н_К и В_К  (рис.3.1), выполняют построение скелета в виде геометрически правильного ромба со стороной  с_р и тупым углом при вершине β. Очевидны соотношения: ;

На практике используются ромбические калибры, характеризующиеся величиной .

При зазоре t (см. табл. 3) ширина вреза ручья будет равна

.                                     (3.1)

Радиус закругления вершины калибра

.                             (3.2)

Закругления бурта обычно выполняют радиусом

.                            (3.3)

Иногда ромбический калибр выполняют «с развалом» для предупреждения переполнения калибра металлом, тогда радиус закругления значительно увеличивают:

.                                (3.3а)

Высота полосы, выходящей из калибра, определяется с учетом закругления вершин:

.                         (3.4)

Глубина вреза ручья:

.                                  (3.5)

Для предотвращения образования в зазорах калибра заусенцев на профиле в виде «лампасов» рекомендуется принимать степень заполнения калибра

.

При этом образуется притупление m₁ ромбической полосы у разъема калибра, величина которого зависит от степени заполнения и высоты калибра:

.                                    (3.6)

С учетом степени заполнения ромбического калибра и закруглений на профиле площадь сечения раската на выходе из калибра будет равна

.                  (3.7)

Используя размеры прокатанной ромбической полосы, площадь ее поперечного сечения можно определить по формуле

 ;                     (3.7а)

или приближенно

.                                    (3.7б)

 

Квадратные калибры

Построение квадратного калибра выполняется аналогично построению ромбического калибра (рис.3.2) с учетом β = 90° и Н_К = В_К.

Радиус закругления вершины калибра

,                             (3.8)

где с – сторона квадрата, мм.

Рис.3.2 Построение квадратного калибра

 

Чистовой квадратный калибр и предчистовой ромбический калибр выполняют без закругления вершин.

Закругления бурта выполняют радиусом

,                            (3.9)

а при построении квадратного калибра «с развалом» радиус увеличивают:

.                                (3.9а)

Высота профиля, выходящего из квадратного калибра, будет несколько меньше высоты калибра из-за закруглений вершин:

.                            (3.10)

Степень заполнения чистового квадратного калибра должна быть близка к 1, для остальных промежуточных квадратных калибров δ₁ = (0,85 ÷ 0,9).

Площадь сечения квадратного профиля с учетом степени заполнения и закруглений углов:

.                  (3.11)

Площадь сечения квадратного профиля с закруглениями углов:

;                       (3.11а)

При приближенных расчетах принимают

.                           (3.11б)

Определение коэффициента вытяжки и уширения

При прокатке ромбической заготовки в квадратном калибре коэффициент вытяжки определяется по формулам:

при D_K ≤ 500 мм 

;  (3.12)

при D_K ≥ 500 мм

,   (3.12а)

где ∆h_КВ – абсолютное обжатие в квадратном калибре, мм;

D_K – катающий диаметр валков в квадратном калибре, мм.

,                             (3.13)

где D_min – минимальный диаметр валка по буртам, мм.

В чистовом квадратном калибре коэффициент вытяжки рекомендуется принимать

,                               (3.14)

в предчистовом ромбе

.                                     (3.15)

Уширение ромбической полосы в квадратном калибре                если с < 30 мм:

, (3.16)

если с ≥ 30 мм:

. (3.16а)

Уширение квадратной полосы в ромбическом калибре определяется по приближенной формуле:

,                      (3.17)

где ∆h_Р – абсолютное обжатие в ромбическом калибре, мм;

D_K – катающий диаметр валков в ромбическом калибре, мм.

.                       (3.18)

 

Задачи

Задача 1. Выполнить расчет ромбического калибра 5-ой клети непрерывного шестиклетевого заготовочного стана, если задается квадрат со стороной с₄ = 156 мм, а на выходе получают квадрат со стороной с₆ = 120 мм.

Задача 2. Выполнить расчет калибровки валков второй непрерывной группы клетей НЗС 900/700/500 для получения квадратов со сторонами с₁₄ = 80 мм, с₁₂ = 100 мм, с₁₀ = 120 мм, если в клеть 9 задается заготовка сечением 150х150 мм. Минимальный диаметр валков по буртам 530 мм, скорость выхода полосы из последней клети υ₁₄ = 7,2 м/с. Расчет вести против хода прокатки.

Задача 3. Определить размеры предчистового ромбического калибра для прокатки квадратного чистового профиля со стороной 50 мм. Номинальный диаметр валков 250 мм. Общая вытяжка за два прохода λ_общ = 1,52; λ_Р = 1,1 λ_КВ.

Задача 4. Выполнить расчет калибровки валков 10, 11, 12 клетей мелкосортного стана 250, если в 11 клеть задается квадрат со стороной с₁₀ = 14,5 мм, а на выходе получают квадрат со стороной с₁₂ = 11,5 мм. Система калибровки квадрат – ромб – квадрат.

Решение

1. Общий коэффициент вытяжки в паре клетей 11-12 равен

.

Принимаем вытяжку в предчистовом ромбическом калибре равную вытяжке в чистовом квадратном калибре:

.

2. Площадь поперечного сечения квадратной полосы из 12 клети без учета закруглений углов:

мм².

Площадь поперечного сечения ромбической полосы:

мм².

3. Высота и ширина квадратных калибров:

мм;

мм.

4. Зазор между валками:

мм.

5. Катающий диаметр валков:

мм;

мм.

6. Уширение ромбической полосы в квадратном калибре (3.16):

7. Высота ромбического калибра:

мм.

Ширина ромбического калибра:

мм.

8. Обжатие в квадратном калибре:

мм.

Обжатие в ромбическом калибре:

мм.

9. Простор на уширение в ромбическом калибре:

мм.

Уширение при обжатии квадрата с₁₀ = 14,5 мм в ромбическом калибре клети 11 рассчитываем по формуле (3.17):

,

где D_K11 – катающий диаметр валков клети 11 с зазором между валками мм будет равен:

мм.

Тогда уширение равно

мм,

т.е. при принятых размерах ромбического калибра имеется достаточный простор на уширение ().

Выполненный расчет калибров является предварительным, так как необходимо уточнить размеры прокатываемых ромбических и квадратных профилей, учитывая закругления углов калибров.

 

Занятие 4