Расчет однорадиусной калибровки формовочного стана

Дано:

Стан ТЭСА 20÷76

Компоновка оборудования:

4 открытые клети;

2 закрытые клети ( );

3 клети калибровочного стана ( );

5 холостые (эджерные) клети.

Диаметр готовой трубы D_т=65 мм;

Толщина стенки трубы S_т= 4 мм;

Рассчитать размеры инструмента  формовочного стана при однорадиусной калибровке.

 

1. Определим ширину полосы штрипса, мм:

,

где  – допуск на формовку в закрытых калибрах принимаем в пределах одного 0,5-1 % от периметра;

– допуск на уменьшение периметра в сварочном узле принимаем в пределах 1 - 2 % от периметра трубы;

– допуск на редуцирование в  калибровочных клетях принимаем так же, как и в формовочных.

Ширина по нижней линии при изгибе рассчитывается:

 мм

2. Радиус сварочного узла определяется, как:

 мм

 

3. Радиусы формовки по нижнему валку в клетях открытого  калибра будут равны:

 мм

 мм

 мм

 мм

4. Радиусы формовки по верхнему валку в клетях открытого калибра рассчитываются:

 мм

 мм

 мм

 мм

5. Углы формовки в открытых клетях будут равны:

 рад

 рад

 рад

 рад

Третий и четвертый калибры являются калибрами неполного охвата.

6. Ширина нижних валков открытого калибра определяется, как:

 мм

 мм

 

 мм

 мм

7. Ширина верхних валков открытого калибра вычисляется:

 мм

 мм

   мм

  мм

8. Диаметр нижних валков по дну равен:

   мм

   мм

  мм

  мм

9. Диаметры нижних валков по реборде равны:

 мм

 мм

 мм

 мм

10. Диаметры верхних валков по дну принимаем:

 мм;      мм;   мм, мм.

 

 

11. Диаметры верхних  валков по реборде:

 мм

 мм

мм

 мм

12. Ширину шайб закрытых калибров определяем по таблице:

 мм;   мм;

13. Ширину ленты в закрытых калибрах рассчитаем:

 мм

 мм

14. Радиусы в закрытых калибрах будут равны:

 мм

 мм

15. Углы формовки в закрытых калибрах определим, как:

 рад

 рад

16. Ширина валков закрытых калибров равна:

 мм

 мм

 

17. Диаметр по дну  валков закрытых калибров рассчитаем:

 мм

 мм

18. Диаметр по реборде валков закрытых калибров будет равен:

 мм

  мм

19. В компоновочной схеме стана предусмотрены пять клетей с вертикально расположенными валками. Определяем формовочные углы эджерных клетей.

  рад

  рад

  рад

  рад

  рад

Из расчётов видно, что первый эджер с углом, меньшим 180˚, а остальные - с большим.

20. Радиус формовки в эджерной клети рассчитаем:

  мм

  мм

 мм

  мм

  мм

21. Диаметр эджера по дну принимаем равным 260 мм.
22. Тогда диаметр эджера по нижней реборде определим, как:

 мм

 мм

 мм

 мм

23. Высота калибра эджера вычисляется:

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

24. В качестве проверки составляем график  изменения кривизны штрипса в клетях формовочного стана.

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

 мм^-1

Кривизна трубы в сварочной  клети будет наибольшей кривизной  формовочного стана:

 мм^-1

Рисунок 1 - График изменения кривизны штрипса при формовке.

 

Из графика видно, что изменение  кривизны формовки ленты происходит равномерно по линейной зависимости  на всём протяжении открытых клетей стана (1, 3, 5, 7).

Кривизна возрастает до максимального  значения в сварочном калибре. Данные расчёта геометрических параметров приводим в таблице 8.

 

Расчёт геометрических параметров  калибровочного стана

1. Для первой калибровочной клети определяем:

1.1 Периметр трубы в первой клети:

 мм

1.2Радиус периферийного участка равен:

мм,

где  R_т = 22,5 мм – радиус готовой трубы.

1.3 Угол периферийного участка:

 рад

1.4 Радиус центрального участка:

 мм

1.5 Угол центрального участка:

рад

1.6 Ширину и высоту  калибра:

  мм

  мм

1.7 Ширину валка:

 мм

1.8 Минимальный диаметр валка по дну калибра:

 мм

1.9 Диаметр валка по реборде:

 мм

2. Для второй калибровочной клети рассчитываем:

2.1 Периметр трубы:

 мм

2.2 Радиус центрального участка:

мм

 

2.3 Угол центрального участка:

 рад

2.4 Радиус периферийного участка:

 мм

2.5 Угол периферийного участка:

рад

2.6 Ширина и высота  калибра:

 мм

  мм

2.7 Ширину валка:

 мм

2.8 Минимальный диаметр валка по дну калибра:

 мм

2.9 Диаметр валка по реборде:

 мм

3. Для третьей калибровочной клети:

Данный калибр имеет круглую  форму. Радиус калибра равен радиусу  готовой трубы R_т = 32,5 мм. 

Ширина калибра равна его  высоте и диаметру готовой трубы  D_T = 65 мм.

Вычислим:

3.1 Ширину валка:

 мм

 

3.2 Диаметр валка по дну калибра:

  мм

3.3 Диаметр валка по реборде:

  мм

4. Кривизну участков калибров  в калибровочном стане определяем, как:

а) 1-я клеть:

 мм

 мм

б) 2-я клеть:

мм

мм

в) 3-я клеть:

мм

 

 

 

 

 

 

 

Изменение кривизны участков с малым  и большим радиусом представлено на графике:

Рисунок 2 - График изменения кривизны периферийного и центрального участков калибров в калибровочном стане.

Из графика  видно, что кривизна периферийного участка изменяется от своего значения в сварочном калибре  до наибольшего значения в первой калибровочной клети, а затем до минимального значения во второй калибровочной клети. Кривизна центрального участка изменяется в обратном порядке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт геометрических параметров  сварочного узла

1. Расчет расстояния между  валками

 

2. Диаметр по дну сварочного  узла (принимаем равным диаметру  по дну эджера) 260 мм.

3. Нижний диаметр валка  по реборде

 

4. Нижний диаметр валка  по верхней реборде

260-20 = 240 мм

5. Высоту калибрующей части валка выбираем равной высоте калибрующей части пятого эджера, равную 72,27 мм

6. Высота сварочного  узла 

= 72,27+50 = 122,27 мм

7.  Верхний диаметр валка  по верхней реборде

 = 240-2·25·tg15˚=226,61 мм