RU2211101C2 - Builtup rolling roll - Google Patents
Builtup rolling roll Download PDFInfo
- Publication number
- RU2211101C2 RU2211101C2 RU99118524A RU99118524A RU2211101C2 RU 2211101 C2 RU2211101 C2 RU 2211101C2 RU 99118524 A RU99118524 A RU 99118524A RU 99118524 A RU99118524 A RU 99118524A RU 2211101 C2 RU2211101 C2 RU 2211101C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bandage
- roll
- axis
- rings
- interference
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 34
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 34
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 16
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000007514 turning Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве прокатных валков. The invention relates to rolling production and can be used in the production of rolling rolls.
Известен составной прокатный валок, содержащий ось с неприводной и приводной шейками, бурт и бандаж, сопряженный с осью по посадке с натягом. После механической обработки сопрягаемых поверхностей оси валка и бандажа с обеспечением гарантированного натяга последующее их соединение осуществляют путем увеличения внутреннего диаметра бандажа или уменьшения диаметра оси валка за счет нагрева бандажа или охлаждения оси валка [1]. Known composite rolling roll containing an axis with non-drive and drive necks, a collar and a brace, coupled with the axis of the landing fit. After machining the mating surfaces of the roll axis and the brace with a guaranteed interference fit, their subsequent connection is carried out by increasing the inner diameter of the brace or reducing the diameter of the roll axis by heating the brace or cooling the roll axis [1].
Недостатком данной конструкции валка является невозможность ее использования для бандажей, выполненных из износостойких, но недостаточно прочных на растяжение материалов, например чугуна. The disadvantage of this design of the roll is the impossibility of its use for bandages made of wear-resistant, but not tensile materials, such as cast iron.
Известен составной прокатный валок, содержащий ось и установленный на нее бандаж, имеющий на внутренних торцевых поверхностях кольцевые проточки с монтированными в них пружинно-затяжными кольцами, а в наружных проточках бандажа, выполненных у его торцов, с целью повышения прочности бандажа установлены кольцевые втулки, при этом сопряженные поверхности втулок и проточек бандажа выполнены коническими [2]. A composite rolling roll is known, containing an axis and a bandage mounted on it, having annular grooves on the inner end surfaces with spring-tightening rings mounted in them, and ring bushings are installed in the outer grooves of the bandage made at its ends, with this mating surface of the bushings and grooves of the bandage made conical [2].
Недостатком данной конструкции валка является сложность изготовления элементов валка, низкая прочность бандажа, имеющего на наиболее опасных торцевых участках бандажа наружную и внутреннюю проточки, недостаточная надежность фиксации пружинно-затяжных колец с помощью гайки. The disadvantage of this design of the roll is the complexity of the manufacture of the roll elements, the low strength of the bandage, which has the outer and inner grooves on the most dangerous end sections of the bandage, insufficient reliability of fixing the snap rings using a nut.
Известен составной прокатный валок, содержащий ось, бандаж с кольцами на концевых участках, посаженный на ось с зазором, а концевые участки бандажа стянуты с осью кольцами, насаженными с натягом [3]. Данная конструкция валка взята за ближайший аналог. Known composite rolling roll containing an axis, a bandage with rings at the end sections, planted on the axis with a gap, and the end sections of the band are tightened with the axis of the rings, fitted with an interference fit [3]. This roll design is taken for the closest analogue.
Недостатком валка является необходимость использования для посадки стяжных колец натяга, максимально допустимого из условий прочности материала стяжных колец, а также использовать для изготовления стяжных колец материалы, допускающие большие растягивающие напряжения. Кроме того, использование максимально допустимого натяга стяжных колец для обеспечения жесткости соединения бандажа с осью не позволяет компенсировать снижение натяга, а следовательно, и жесткости соединения бандажа с осью при нагреве валка при прокатке, вызванного разными коэффициентами температурного расширения материала бандажа и стяжных колец (у стальных стяжных колец он выше, чем у бандажа, изготовленного для данного типа конструкций из чугуна), а также при уменьшении наружного диаметра стяжных колец при переточках. The disadvantage of the roll is the need to use an interference fit to fit the coupling rings, the maximum allowable condition of the material of the coupling rings, and also to use materials that allow high tensile stresses to produce the coupling rings. In addition, the use of the maximum allowable tightness of the clamping rings to ensure the stiffness of the connection of the bandage with the axis does not compensate for the reduction of the tightness, and therefore, the stiffness of the connection of the bandage with the axis when heating the roll during rolling, caused by different coefficients of thermal expansion of the material of the bandage and clamping rings tie rings it is higher than the brace made for this type of cast iron structures), as well as with a decrease in the outer diameter of the tie rings with regrinding.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение стойкости валка, улучшение условий работы бандажа и стяжных колец путем снижения необходимого натяга стяжных колец на кольцевых участках бандажа, расширения марочного сортамента материала стяжных колец, повышение надежности валка в работе при изменении натяга стяжных колец при нагреве валка или при переточках. The problem to which the invention is directed is to increase the resistance of the roll, improve the working conditions of the bandage and the clamping rings by reducing the necessary tightness of the clamping rings in the annular sections of the bandage, expand the grade range of material of the clamping rings, increase the reliability of the roll in operation when changing the tightness of the clamping rings when heated roll or regrinding.
Поставленная задача достигается за счет того, что предложен составной прокатный валок, содержащий ось с неприводной и приводной шейками, бандаж с кольцевыми проточками на концевых участках, насаженный на ось с зазором, а концевые участки бандажа стянуты с осью кольцами, насаженными с натягом, при этом ось валка содержит бурт, выполненный со стороны приводной шейки, а концевые участки бандажа на ширине, соответствующей ширине стяжных колец, насажены на ось валка с натягом, величина натяга концевых участков бандажа на оси валка определяется прочностью бандажа при сборке, а величина натяга стяжных колец на концевых участках бандажа определяется в зависимости от натяга концевых участков бандажа на оси валка, размеров и материала оси валка, бандажа, стяжных элементов и допустимого момента прокатки, причем величина натяга стяжных колец на концевых участках бандажа может определяться по следующей зависимости:
где dБ - натяг концевых участков бандажа на оси валка;
ро - необходимое радиальное давление по поверхности контакта бандаж - ось валка;
КОБ - коэффициент упругости системы ось - бандаж;
КБК - коэффициент упругости системы бандаж-стяжное кольцо;
Кф - коэффициент формы и материала бандажа;
DO - диаметр оси валка;
DБ - диаметр кольцевых проточек бандажа.The task is achieved due to the fact that the proposed composite roll containing an axis with non-driven and drive necks, a bandage with annular grooves at the end sections, mounted on the axis with a gap, and the end sections of the bandage are pulled together with the axis by rings, fitted with an interference fit, the roll axis contains a shoulder made from the side of the drive neck, and the end sections of the bandage are fitted with an interference fit on the roll axis on the roll axis, the tightness of the end sections of the bandage on the roll axis is determined the strength of the band during assembly, and the magnitude of the tightness of the clamping rings at the end sections of the band is determined depending on the tightness of the end sections of the band on the roll axis, the size and material of the axis of the roll, band, clamping elements and the allowable rolling moment, and the magnitude of the tightness of the clamping rings at the end sections of the band can be determined by the following relationship:
where d B - the tightness of the end sections of the bandage on the axis of the roll;
p about - the necessary radial pressure on the contact surface of the bandage - the axis of the roll;
K OB - coefficient of elasticity of the axis-band system;
K BK - coefficient of elasticity of the bandage-tie ring system;
To f - the coefficient of form and material of the bandage;
D O is the diameter of the axis of the roll;
D B - the diameter of the annular grooves of the bandage.
На чертеже показан описываемый валок, продольный разрез. Составной прокатный валок содержит ось 1 с буртом 2, бандаж 3, стяжные кольца 4, 5. Бандаж 3 имеет с обоих сторон наружные кольцевые проточки 6 с цилиндрической или конической поверхностью, в которых установлены, с сопряжением поверхностей по посадке с натягом, стяжные кольца 4, 5. The drawing shows the described roll, a longitudinal section. The composite rolling roll contains an
Валок работает следующим образом. The roll works as follows.
На ось 1 по посадке с натягом dБ на концевых участках бандажа и по посадке с зазором на центральном участке бандажа, насаживается бандаж 3, нагретый до температуры tБ. После этого в наружные кольцевые проточки бандажа по посадке с натягом dк последовательно насаживаются стяжные кольца 4 и 5, нагретые до температуры tк. При насадке бандажа на ось валка с натягом dБ на кольцевых участках бандажа и нагрева оси за счет теплообмена от контакта с бандажом в момент сборки валка на поверхности контакта концевых участков бандажа и оси возникают контактные радиальные давления ро, которые приводят к возникновению в бандаже и оси тангенсальных и радиальных напряжений. При этом ось валка испытывает напряжения сжатия, а бандаж - напряжения растяжения. Величина натяга концевых участков бандажа на оси валка dБ выбирается с учетом обеспечения прочности бандажа в момент сборки валка без установки стяжных колец. После посадки с натягом dк в кольцевые проточки бандажа стяжных колец и выравнивания температуры элементов валка, на поверхности контакта стяжных колец и бандажа возникают контактные радиальные давления рк, а в стяжных кольцах и бандаже, на участке посадки стяжных колец в кольцевые проточки бандажа, возникают тангенсальные и радиальные напряжения Gt и Gr. При этом стяжные кольца испытывают растягивающие напряжения, а бандаж - напряжения сжатия. Эквивалентные напряжения в бандаже на концевых участках от растягивающих напряжений натяга на ось и напряжений сжатия от стяжных колец определяются по известным методикам расчета составных толстостенных труб.On the
Определение величины необходимых натягов в системе ось - бандаж - стяжные кольца ведется в следующей последовательности. Исходя из конструктивного исполнения и размеров шеек и бочки валка, расположения и размеров калибров и буртов на бочке валка, пластических и упругих свойств материала оси, бандажа, стяжных колец, допустимого давления и момента прокатки, а также из условий работы элементов валка на смятие и срез по известным методикам определяют или задают диаметр оси валка, ширину участков контакта бандажа и оси валка по посадке с натягом В01 и В02, ширину и диаметр кольцевых проточек бандажа.The determination of the magnitude of the necessary interference in the axis-bandage-coupling ring system is carried out in the following sequence. Based on the design and dimensions of the necks and barrel of the roll, the location and dimensions of the gauges and shoulders on the barrel of the roll, the plastic and elastic properties of the material of the axis, bandage, clamping rings, allowable pressure and moment of rolling, as well as the working conditions of the roll elements for shearing and shearing by known methods, the diameter of the roll axis, the width of the contact sections of the bandage and the axis of the roll along the fit with an interference fit of 01 and B 02 , the width and diameter of the annular grooves of the bandage are determined or set.
Величину необходимых радиальных давлений рo по поверхностям контакта концевых участков бандажа и оси валка определяют по допустимому моменту прокатки с учетом коэффициента запаса по моменту прокатки по следующей зависимости:
где рo - необходимое радиальное давление по поверхности контакта концевых участков и оси валка;
КЗ - коэффициент запаса по моменту прокатки;
МПР - допустимый момент прокатки;
Do - диаметр оси валка;
В01, B02 - ширина участков контакта оси и бандажа по посадке с натягом;
fГР - коэффициент трения по поверхности контакта бандаж - ось валка.The value of the required radial pressures p o on the contact surfaces of the end sections of the bandage and the axis of the roll is determined by the allowable rolling moment taking into account the safety factor at the time of rolling according to the following relationship:
where p o - the necessary radial pressure on the contact surface of the end sections and the axis of the roll;
To Z - safety factor at the time of rolling;
M PR - allowable rolling moment;
D o - the diameter of the axis of the roll;
In 01 , B 02 - the width of the sections of the contact axis and the brace for landing with interference;
f GR - coefficient of friction on the contact surface of the bandage - the axis of the roll.
Величину натяга концевых участков бандажа на оси валка dБ задают с учетом обеспечения прочности бандажа в момент сборки при его посадке на ось исходя из размеров элементов валка, выбранной системы допусков и посадок и опытных данных.The value of the tightness of the end sections of the bandage on the axis of the roll d B is set taking into account the strength of the bandage at the time of assembly when it fits on the axis based on the dimensions of the roll elements, the selected tolerance and fit system and experimental data.
После определения величины необходимых радиальных давлений по поверхности контакта ось - бандаж, используя известные методики расчета составных толстостенных труб, определяется величина натяга dк при посадке стяжных колец в кольцевые проточки бандажа на концевых участках по следующей зависимости:
где : КОБ - коэффициент упругости системы ось - бандаж;
КБК - коэффициент упругости системы бандаж - стяжное кольцо;
КФ - коэффициент формы и материала бандажа;
DБ - диаметр наружных кольцевых проточек бандажа.After determining the magnitude of the required radial pressures along the axis – bandage contact surface, using known methods for calculating composite thick-walled pipes, the value of the tightness d k is determined when the coupling rings fit into the annular grooves of the bandage at the end sections according to the following relationship:
where: K OB - coefficient of elasticity of the system axis - bandage;
K BK - coefficient of elasticity of the bandage system - coupling ring;
K f - the coefficient of form and material of the bandage;
D B - the diameter of the outer annular grooves of the bandage.
Значения коэффициентов упругости системы ось - бандаж и системы бандаж - стяжное кольцо предварительно определяются по следующим зависимостям:
где Dк - наружный диаметр стяжного кольца;
μO - коэффициент Пуассона материала оси валка;
μБ - коэффициент Пуассона материала бандажа;
μK - коэффициент Пуассона материала стяжного кольца;
Ео - модуль упругости материала оси валка;
ЕБ- модуль упругости материала бандажа;
ЕК - модуль упругости материала стяжного кольца.The values of the elastic coefficients of the axis-bandage system and the bandage-coupling ring system are previously determined by the following relationships:
where D to - the outer diameter of the coupling ring;
μ O - Poisson's ratio of the material of the axis of the roll;
μ B - Poisson's ratio of the material of the bandage;
μ K is the Poisson's ratio of the material of the coupling ring;
E about - the modulus of elasticity of the material of the axis of the roll;
E B - the elastic modulus of the material of the bandage;
E K is the modulus of elasticity of the material of the coupling ring.
Коэффициент формы и материала бандажа КФ предварительно определяется по следующей зависимости:
Для определения тангенсальных и радиальных напряжений в бандаже определяют величину контактных радиальных давлений рк по поверхности контакта бандажа и стяжных колец по зависимости:
Радиальные и тангенсальные напряжения на внутренней и наружной поверхностях концевых участков бандажа, нагруженных внутренним ро и наружным рк радиальными давлениями, определяются по известным методикам расчета толстостенных труб.The coefficient of shape and material of the bandage K f is preliminarily determined by the following relationship:
To determine the tangential and radial stresses in the bandage, the magnitude of the contact radial pressures p k along the contact surface of the bandage and the coupling rings is determined according to:
Radial and tangensalnye voltage on inner and outer surfaces of the end portions of the shroud, loaded with internal p o and p to the radial outer pressures, are determined by known methods for calculating the thick-walled pipes.
На внутренней поверхности
Gr Б вн = -po (8)
На наружной поверхности
Gr Б нар = -pk (10)
При этом тангенсальные (окружные) напряжения в зависимости от соотношения размеров и внутреннего и наружного давлений могут быть растягивающими или сжимающими, а радиальные напряжения - только сжимающими. Эквивалентное напряжение согласно пятой теории прочности (гипотеза О. Мора) определяется по следующей зависимости:
G экв = maxGt-ν•minGr<[Gp] (11)
где max Gt - максимальное окружное (тангенсальное) напряжение;
ν - отношение допустимого напряжения растяжения материала бандажа к допустимому напряжению сжатия;
min Gr - минимальное радиальное (нормальное) напряжение;
[G р] - допустимое напряжение растяжения материала бандажа.On the inner surface
Gr B int = -p o (8)
On the outside
Gr B nar = -p k (10)
In this case, the tangential (circumferential) stresses, depending on the ratio of sizes and internal and external pressures, can be tensile or compressive, and radial stresses can only be compressive. The equivalent stress according to the fifth theory of strength (O. More's hypothesis) is determined by the following relationship:
G equiv = maxG t −ν • minGr <[Gp] (11)
where max G t is the maximum circumferential (tangential) stress;
ν is the ratio of the allowable tensile stress of the bandage material to the allowable compressive stress;
min Gr - minimum radial (normal) voltage;
[G p] - allowable tensile stress of the material of the bandage.
Эквивалентное напряжение будет или растягивающим или сжимающим в зависимости от соотношения тангенсальных и радиальных напряжений. The equivalent stress will be either tensile or compressive depending on the ratio of the tangential and radial stresses.
Величина радиальных и тангенсальных напряжений на внутренней и наружной поверхностях стяжных колец, нагруженных внутренним радиальным давлением рк, определяется по известным методикам расчета толстостенных труб.The magnitude of the radial and tangential stresses on the inner and outer surfaces of the coupling rings loaded with an internal radial pressure p k is determined by known methods for calculating thick-walled pipes.
На внутренней поверхности
Gr К вн = - pk (13)
На наружной поверхности
Gr К нар = 0
Эквивалентное напряжение согласно пятой теории прочности (гипотеза О. Мора) определяется по формуле (11), принимая значение ν=1.On the inner surface
Gr K int = - p k (13)
On the outside
Gr K nar = 0
The equivalent stress according to the fifth theory of strength (O. Mohr's hypothesis) is determined by the formula (11), taking the value ν = 1.
В таблице 1 приведены задаваемые значения для расчета необходимой величины натяга в системе стяжное кольцо - бандаж для составного прокатного валка проволочного стана с размером бочки валка 400х1000 мм для различных значений величины натяга в системе ось - бандаж для предлагаемого валка и величины зазора в системе ось - бандаж для сравниваемого ближайшего аналога. При этом значения зазора взяты из системы допусков и посадок для посадки с зазором в поле допусков Н8/h8, H8/h7 и H8/h6, для которых максимально допустимый зазор по диаметру составляет 0,178 мм, 0,141 мм и 0,093 мм. Table 1 shows the preset values for calculating the required amount of interference in the clamping ring - bandage system for a composite rolling roll of a wire mill with a roll barrel size of 400x1000 mm for various values of interference in the axis-banding system for the proposed roll and the clearance in the axis-banding system for the closest analogue being compared. The clearance values are taken from the tolerance and landing system for landing with a gap in the tolerance field H8 / h8, H8 / h7 and H8 / h6, for which the maximum allowable diameter gap is 0.178 mm, 0.141 mm and 0.093 mm.
В таблице 2 - результаты расчета величины натяга в системе бандаж - стяжное кольцо, контактных радиальных давлений на поверхности контакта ось - бандаж, возникающих в бандаже напряжений после сборки валка, а также эквивалентных напряжений на внутренней поверхности стяжных колец. Table 2 shows the results of calculating the magnitude of the interference in the bandage – tightening ring system, radial contact pressures on the axis – bandage contact surface, stresses arising in the bandage after roll assembly, and equivalent stresses on the inner surface of the coupling rings.
Расчеты показывают, что эквивалентные напряжения на внутренней поверхности стяжного кольца валка-аналога шириной 50 мм составляют 57,3-64,8 кг/мм2. При этом натяг стяжных колец должен быть 0,92-1,1 мм. Для предлагаемого составного валка при натяге концевых участков бандажа на оси валка 0,032 мм требуется натяг стяжных колец 0,65 мм и при этом эквивалентное напряжение на внутренней поверхности стяжного кольца составит 46,2 кг/мм2. При натяге концевых участков бандажа на оси валка 0,126 мм требуется натяг стяжные колец 0,45 мм и при этом эквивалентное напряжение составит 38 кг/мм2. То есть в предлагаемом составном валке эквивалентные напряжения стяжных колец в ~1,5 раза меньше, чем у валка-аналога. Так как при выборе материала стяжных колец предусматривается отсутствие пластической деформации, то без учета коэффициента запаса прочности эквивалентные напряжения не должны превышать предела текучести материала колец. Для стяжных колец валка-аналога взята улучшенная или закаленная сталь 65Г, у которой предел текучести составляет 70 кг/мм2 и 125 кг/мм2. Для предлагаемого валка для стяжных колец можно использовать менее прочные стали. Кроме того, увеличивая величину натяга бандажа на оси валка, можно снизить натяг стяжных колец и использовать для их изготовления любые конструкционные стали без специальной термообработки.Calculations show that the equivalent stresses on the inner surface of the coupling ring of the
Наличие бурта на оси валка, посадка концевых участков бандажа на ось валка с предварительным натягом позволяет снизить трудоемкость сборки, корректировать при изготовлении валка натяг стяжных колец в случае брака при токарной обработке, так как позволяет проводить токарную обработку или шлифовку кольцевых проточек бандажа после посадки его на ось валка. При этом величина натяга бандажа на оси - валка и возникающие на поверхности контакта радиальные давления достаточны для проведения любых операций транспортировки и мехобработки. The presence of a collar on the axis of the roll, landing of the end sections of the bandage on the axis of the roll with a preload allows to reduce the complexity of the assembly, to adjust the tightness of the coupling rings in the case of manufacturing a roll in the event of marriage during turning, as it allows turning or grinding of the ring grooves of the band after landing on the axis of the roll. In this case, the tightness of the bandage on the axis of the roll and the radial pressures arising on the contact surface are sufficient for any transportation and machining operations.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО РАСЧЕТА
Расчет величины необходимых натягов в системе ось - бандаж и бандаж - стяжное кольцо проводили для составного прокатного валка проволочного стана 250 с размерами бочки 400х1000 мм. Исходя из конструктивного исполнения и размеров шеек и бочки валка, расположения и размеров калибров и буртов на бочке существующего цельнолитого валка, задаем следующие размеры элементов составного валка: диаметр оси валка Do=260 мм, диаметр кольцевых проточек бандажа DБ= 320 мм, наружный диаметр стяжного кольца DК=370 мм, ширина участков контакта оси и бандажа по посадке с натягом В01=В02=50 мм. Допустимый момент прокатки МПР=3830 кг•м, коэффициент запаса по моменту прокатки КЗ= 3, коэффициент трения по поверхности контакта бандаж - ось валка fГР= 0,17.SPECIFIC CALCULATION EXAMPLE
Calculation of the necessary interference in the axis-bandage and bandage-tightening ring system was carried out for a composite rolling roll of a wire mill 250 with a barrel size of 400x1000 mm. Based on the design and dimensions of the necks and barrel of the roll, the location and dimensions of calibers and shoulders on the barrel of the existing solid cast roll, we set the following dimensions of the elements of the composite roll: diameter of the axis of the roll D o = 260 mm, diameter of the annular grooves of the band D B = 320 mm, outer the diameter of the clamping ring D K = 370 mm, the width of the contact sections of the axis and the brace for landing with an interference fit 01 = B 02 = 50 mm. Allowable rolling moment M PR = 3830 kg • m, safety factor at the time of rolling K З = 3, friction coefficient on the contact surface of the bandage - roll axis f GR = 0.17.
По формуле (1) определяем величину необходимых радиальных давлений ро по поверхностям контакта концевых участков бандажа и оси валка:
Зададим величину натяга концевых участков бандажа на оси валка. Из таблицы допусков и посадок в системе отверстий для посадки с натягом выбираем поле допусков Н7/r6. При этом для диаметра оси Dо=260 мм величина натяга по диаметру составит 0,032-0,126 мм. Для расчета берем минимальное значение натяга dБ=0,0.32 мм и максимальное значение dБ=0,126 мм.By the formula (1) we determine the value of the necessary radial pressures p o on the contact surfaces of the end sections of the bandage and the axis of the roll:
We set the value of the tightness of the end sections of the bandage on the axis of the roll. From the table of tolerances and landings in the system of openings for interference fit, we select the tolerance field H7 / r6. Moreover, for the diameter of the axis D o = 260 mm, the magnitude of the interference fit in diameter will be 0.032-0.126 mm. For calculation, we take the minimum value of the interference fit d B = 0.0.32 mm and the maximum value of d B = 0.126 mm.
По формулам (3), (4) и (5) определяем коэффициенты упругости системы ось - бандаж КОБ и системы бандаж - стяжное кольцо KБК, коэффициент формы и материала бандажа КФ:
Определяем по формуле (2) величину натяга dк при посадке стяжных колец в кольцевые проточки на концевых участках бандажа:
- для минимального натяга бандажа dБ=0,032 мм:
- для максимального натяга бандажа dБ=0, 126 мм:
Определив требуемую величину минимального и максимального натяга при посадке колец в кольцевые проточки бандажа, выбираем систему допусков и посадок, которая обеспечит требуемое поле натяга.Using formulas (3), (4) and (5), we determine the elastic coefficients of the axis – bandage system K OB and the bandage – clamp ring system K BC , the shape and material coefficient of the bandage K Ф :
Determine by the formula (2) the value of the interference d to when fitting the coupling rings into the annular grooves at the end sections of the bandage:
- for a minimum interference fit d B = 0,032 mm:
- for maximum interference fit d B = 0, 126 mm:
Having determined the required value of the minimum and maximum interference when fitting the rings into the annular grooves of the bandage, we select the tolerance and landing system that will provide the required interference field.
Далее расчет будем вести только для максимального натяга бандажа, так как в этом случае бандаж наиболее нагружен. Further, we will carry out the calculation only for the maximum tightness of the bandage, since in this case the bandage is most loaded.
По формуле (6) определяем величину возникающих радиальных давлений по поверхностям контакта стяжных колец и бандажа:
По формулам (7) и (9) определяем величину тангенсальных напряжений на внутренней и наружной поверхностях бандажа:
При этом радиальные напряжения на внутренней и наружной поверхностях бандажа определяем по формулам (8) и (10):
Gr Б вн = -ро = -6,365 кг/мм2
Gr Б нар = -рк = -4,79 кг/мм2
По формуле (11), принимая значение коэффициента ν=0,3, определяем эквивалентное напряжение на внутренней и наружной поверхностях концевых участков бандажа:
G эмв.вн =2,91-0,3•(-6,365)=4,82 кг/мм2
G экв.нар =1,34-0,3•(-4,79)=2,77 кг/мм2.Using the formula (6), we determine the magnitude of the arising radial pressures along the contact surfaces of the coupling rings and the bandage:
Using formulas (7) and (9), we determine the magnitude of the tangential stresses on the inner and outer surfaces of the bandage:
In this case, the radial stresses on the inner and outer surfaces of the bandage are determined by formulas (8) and (10):
Gr B int = -p o = -6.365 kg / mm 2
Gr B nar = -p k = -4.79 kg / mm 2
By the formula (11), taking the value of the coefficient ν = 0.3, we determine the equivalent voltage on the inner and outer surfaces of the end sections of the bandage:
G emv.vn = 2.91-0.3 • (-6.365) = 4.82 kg / mm 2
G equiv.nar = 1.34-0.3 • (-4.79) = 2.77 kg / mm 2 .
Так как для чугунных валков допустимое напряжение растяжения [G p]=35+40 кг/мм2, то запас прочности бандажа на растяжение выше принимаемого для валков пятикратного запаса.Since for cast iron rolls the permissible tensile stress [G p] = 35 + 40 kg / mm 2 , the margin of tensile strength of the bandage is higher than that adopted for the rolls of five-fold margin.
Определим напряжения в концевых участках бандажа, возникающие при сборке валка в момент посадки бандажа на ось до посадки стяжных колец. При посадке нагретого бандажа на ось валка с натягом на концевых участках бандажа dБ и последующего выравнивания температуры оси и бандажа на поверхности контакта возникают радиальные давления сборки роб, которые определяем по известным методикам расчета составных толстостенных труб:
Определяем радиальные давления сборки роб на концевых участках бандажа при сборке валка с максимальным натягом dБ=0,126 мм:
По формулам (7) и (9) определим тангенсальные напряжения на внутренней и наружной поверхностях концевых участков бандажа:
Принимая допустимое напряжение растяжения [G р]=35 кг/мм2, определим коэффициент запаса прочности бандажа при сборке: KЗ.ПР = 35/7,03=4/98, что гарантирует прочность бандажа.Let us determine the stresses in the end sections of the bandage arising during the assembly of the roll at the time the bandage is planted on the axle before the coupling rings are planted. When a heated bandage is planted on the roll axis with an interference fit at the end sections of the bandage d B and subsequent alignment of the temperature of the axis and the bandage on the contact surface, radial assembly pressures r rev arise, which are determined by known methods for calculating composite thick-walled pipes:
Determine the radial pressure of the Assembly p about the end sections of the bandage when assembling the roll with a maximum tightness d B = 0,126 mm:
Using formulas (7) and (9), we determine the tangential stresses on the inner and outer surfaces of the end sections of the bandage:
Taking the allowable tensile stress [G p] = 35 kg / mm 2 , we determine the safety factor of the bandage during assembly: K Z. PR = 35 / 7.03 = 4/98 , which guarantees the strength of the bandage.
В предлагаемой конструкции составного прокатного валка прочность бандажа и стяжных колец при сборке валка и в процессе эксплуатации гарантирована размерами элементов валка и возможностью задавать натяг бандажа и стяжных колец в зависимости от допустимого момента прокатки, размеров и прочностных характеристик материала элементов валка. Наличие на оси валка бурта, выполненного со стороны приводной шейки, посадка концевых участков бандажа, соответствующих ширине стяжных колец, на ось валка с натягом, позволяет повысить точность сборки, снизить требуемую величину натяга стяжных колец и расширить марочный сортамент материала стяжных колец. In the proposed design of a composite rolling roll, the strength of the bandage and the coupling rings during assembly of the roller and during operation is guaranteed by the dimensions of the roller elements and the ability to set the tension of the bandage and coupling rings depending on the allowable rolling moment, dimensions and strength characteristics of the material of the roller elements. The presence on the roll axis of the shoulder made from the side of the drive neck, the fit of the end sections of the bandage corresponding to the width of the coupling rings on the roll axis with an interference fit allows to increase the assembly accuracy, reduce the required value of the interference of the coupling rings and expand the grade range of the material of the coupling rings.
Источники информации
1. В. П. Полухин и др. Составной рабочий инструмент прокатных станов. - М.: Металлургия, 1977, с.21-25.Sources of information
1. V. P. Polukhin and others. Composite working tool of rolling mills. - M.: Metallurgy, 1977, p.21-25.
2. А.с. СССР 554897, пр.04.01.76, Мкл. В 21 В 27/02. 2. A.S. USSR 554897, pr.04.01.76, mkl. B 21 B 27/02.
3. А.с. СССР 503387, пр.17.07.73, Мкл. В 21 В 27/02 - ближайший аналог. 3. A.S. USSR 503387, pr.17.07.73.73, Mkl. 21 V 27/02 is the closest analogue.
Claims (2)
где dБ - натяг концевых участков бандажа на оси валка;
ρO - необходимое радиальное давление по поверхности контакта концевых участков бандажа и оси валка;
КOБ - коэффициент упругости системы ось - бандаж;
КБК - коэффициент упругости системы бандаж-стяжное кольцо;
Кф - коэффициент формы и материала бандажа;
DО - диаметр оси валка;
DБ - диаметр кольцевых проточек бандажа.2. The roll according to claim 1, characterized in that the magnitude of the interference of the coupling rings d k is determined by the following relationship
where d B - the tightness of the end sections of the bandage on the axis of the roll;
ρ O - the required radial pressure on the contact surface of the end sections of the bandage and the axis of the roll;
K OB - coefficient of elasticity of the axis-bandage system;
K BK - coefficient of elasticity of the bandage-tie ring system;
To f - the coefficient of form and material of the bandage;
D About - the diameter of the axis of the roll;
D B - the diameter of the annular grooves of the bandage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118524A RU2211101C2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Builtup rolling roll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99118524A RU2211101C2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Builtup rolling roll |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99118524A RU99118524A (en) | 2001-09-20 |
| RU2211101C2 true RU2211101C2 (en) | 2003-08-27 |
Family
ID=29245140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99118524A RU2211101C2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Builtup rolling roll |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2211101C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU187172U1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО ВТОРМ" | COMPONENT SHAFT |
-
1999
- 1999-08-26 RU RU99118524A patent/RU2211101C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU187172U1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-02-22 | Общество с ограниченной ответственностью "НПО ВТОРМ" | COMPONENT SHAFT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6468194B2 (en) | Sleeve for rolling mill oil film bearing | |
| JPH0852504A (en) | Cluster mill | |
| US5347837A (en) | Method of rolling using bendable sleeved roll | |
| US9746110B2 (en) | Gas tight pipe connection of inner and outer pipe parts | |
| CN101322979B (en) | Assembly roller | |
| RU2211101C2 (en) | Builtup rolling roll | |
| CN106870876A (en) | Concrete conveyance double-layer wear-resistant pipe | |
| KR20110128864A (en) | Rollers comprising drive shafts and roller rings, as well as methods of assembling such rollers | |
| CA1176876A (en) | Rolling mill roll assembly | |
| RU2538441C2 (en) | Repair of worn-out bearing system | |
| JPH10146605A (en) | Sleeve roll | |
| RU2226134C2 (en) | Prestressed builtup rolling roll | |
| RU2185905C2 (en) | Method for assembling built-up rolling rolls | |
| RU2130348C1 (en) | Buildup rolling roll | |
| US5665044A (en) | Rolling roll with rolling rings | |
| RU2201822C2 (en) | Prestressed buildup rolling roll | |
| JP2653748B2 (en) | Crown adjustment system for 20-stage cluster mill | |
| KR0120720Y1 (en) | Composite roll for roughing mill of wire | |
| US4377941A (en) | Rolling mills with varied size angularly displaceable roll | |
| CN201049419Y (en) | Detaching device for broken taper sleeve | |
| SU772625A1 (en) | Rolling mill workroll | |
| JPS633691Y2 (en) | ||
| CN205056657U (en) | Deflector roll for steckel mill | |
| JPS6024209A (en) | Rolling roll | |
| UA123556C2 (en) | ROLLING ROLL |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090827 |