Kalibrácia valcov
Úvod
Kalibrácia je veda, ktorá sa zaoberá správnym prepočtom úberových plánov tak, aby bol zabezpečený presný tvar a rozmery vývalku. Zabezpečené sú nízke tolerancie, kvalita povrchu a požadované úžitkové vlastnosti.
Kaliber je otvor, ktorý vytvárajú dva spolupracujúce valce.
Do tela valca sú vysústružené zárezy [3].
Kalibre delíme podľa:
a) konštrukcie – otvorené, zatvorené
b) technológie – predvalcovacie, prípravné, hotovné
c) uzavretia valcov – osovosymetrické
uzavreté v hornom alebo dolnom valci
uzavretie diagonálne
kombinované
Tvary kalibrov:
- skriňové pravouhlé
- štvorcové
- kosoštvorcové
- oválne
Základné úlohy kalibrácie valcov [4]
1. získanie presného prierezového tvaru a jeho presných rozmerov
2. dosiahnutie čistého a hladkého povrchu vyvalcovanej tvarovej oceli
3. minimálna spotreba energie, valcov, valcovacieho času
4. minimalizácia vnútorných pnutí v hotovej tvarovej oceli
5. jednoduchá obsluha, ľahká mechanizácia a automatizácia pochodu
6. zabezpečenie výrobnosti valcovacej trate
7. jednoduchá montáž, výmena a oprava valcov
Výpočtová časť
I. Kalibračná rada štvorec – kosoštvorec pre vyvalcovanie sochora na konečný rozmer 80 x 80 mm z bloku 300x300 mm.
Podľa [4] počet prechodov vypočítame podľa vzťahu:
n= potom n= = 10 priechodov
S0, Sn – východzí a konečný prierez sochora
λstr stredný koeficient predĺženia pre danú sochorovú trať [1]
Výpočet rozmerov kalibrov (pri výpočte som postupovala proti smeru valcovania)
Kaliber 10 - štvorec
S10 = 80x80 = 6400mm2
h10 = b10 =a = 113 mm
Kaliber 9 – kosoštvorec
S9 = λstrS10 = 8320 mm2 h9 =b10 a b9 = = 147 mm
uhol β kosoštvorcového kalibra : tgα = = 530 platí β=2α = 1060
Kaliber 8 – štvorec
S8= λstrS9 = 10816 mm2 h8=b9=b8
a = = 104 mm
Kaliber 7 – kosoštvorec
S7= λstrS8 = 14060,8 mm2 h7 = b8 a b7 = = 191,3 mm2
uhol β=1060 sa zachováva ako v predchádzajúcom kosoštvorci
Kaliber 6 – štvorec
S6=λstrS7 = 18279 mm2 h6=b6=b7 a= = 135,2 mm
Kaliber 5 – kosoštvorec
S5 =λstrS6 =23763 mm2 h5=b6 a b5 = =248,4 mm
β=1060
Kaliber 4 – štvorec
S4 = λstrS5 = 30892 mm2 h4=b4=b5
a= =175,6 mm
Kaliber 3 – kosoštvorec
S3 =λstrS4 = 40159,6 mm2 h3 =b4 a b3 = = 323,3 mm
β=1060
Kaliber 2 – štvorec
S2 = λstrS3 = 52207,5 mm2 h2=b2=b3
a= =228 mm
Kaliber 1 – štvorec
S1=λstrS2=67869,75 mm2 h1=b2 a b1 = =400 mm
Výpočet pracovných priemerov valcov.
Nominálny priemer valcov pre sochorové trate je od 800 do 450 mm, pričom vždy každý ďalší valec má priemer menší o 10 mm.[6]
Dvalca= Dnomin - 0,5hkaliber
D1= 800 - 131 = 669 m
D2 = 790 - 161,65 =628,35 mm
D3 = 780 - 161,65 = 618,35 mm
D4 = 770 - 124,2 =645,8 mm
D5 = 760 - 124,2 =635,8 mm
D6 = 750 - 95,65 =654,4 mm
D7 = 740 - 95,65 =644,32 mm
D8 = 730 - 73,5 =656,5 mm
D9 = 720 - 73,5 =646,5 mm
D10= 710 - 56,5 =653,5 mm
Výpočet úberov
Δh10=b9-h10=147-113=34 mm
Δh9=b8-h9= 191-147=44mm
Δh8 =h7-b8=191-147=44 mm
Δh7=b6-h7=248,4-191=57,4 mm
Δh6=b5-h6=248,4-191=57,4 mm
Δh5=b4-h5=323,3-248,4=74,9 mm
Δh4=b3-h4=323,3-248,4=74,9 mm
Δh3=b2-h3=400-323,3=76,8 mm
Δh2=b1-h2=400-323,3=76,8 mm
Δh1=b0-h1=39 mm
Výpočet záberových uhlov
Vychádzam z rovnice podľa[1]: Δh = D(1- cos α) potom
cos α1=(1- )= 0,94 potom α1=200
cos α2 =(1- )=0,877 α2= 280
cos α3 =0,875 α3=280
cos α4 =0,884 α4= 270
cos α5 =0,881 α5=270
cos α6 = 0,912 α6 =240
cos α7 = 0,912 α7 = 240
cos α8 = 0,933 α8 =210
cos α9 =0,933 α9 = 210
cos α10=0,947 α10 = 180
Výpočet valcovacej rýchlosti
Vstupná rýchlosť u sochorových tratí je 0,2 ms-1 a výstupná až 7,2 ms-1. Rýchlosť valcovania vypočítam z rovnice kontinuity[1]:
S0v0=S1v1
S0,S1 – vstupný prierez z predchádzajúceho kalibra a výstupný z ďalšieho kalibra
v0,v1 – rýchlosť predchádzajúceho valca a rýchlosť nasledujúceho valca
Valec 1: v1 = 0,2 ms-1
Valec 2: S1v1=S2v2 potom v2= = 0,26 ms-1
Valec 3: S2v2=S3v3 potom v3= 0,34 ms-1
Hotovné poradie
Valec 4: S3v3=S4v4 potom v4= 1,5 ms-1
Valec 5: S4v4=S5v5 potom v5= 2 ms-1
Valec 6: S5v5=S6v6 potom v6 = 2,6 ms-1
Valec 7: S6v6=S7v7 potom v7 = 3,3 ms-1
Valec 8: S7v7=S8v8 potom v8 = 4,4 ms-1
Valec 9: S8v8=S9v9 potom v9 = 5,7 ms-1
Valec 10: S9v9=S10v10 potom v10= 7,2 ms-1
Tab.1 Rada štvorec – kosoštvorec (300x300 na 80x80)
priechod Dnomin[mm] v[ms-1] Dprac[mm] Δh[mm] α[0]
Predhotovné poradie
1 800 0,2 669 39 20
2 790 0,26 628,35 76,8 28
3 780 0,34 618,35 76,8 28
Hotovné poradie
4 770 1,5 645,8 74,9 27
5 760 2 635,8 74,9 27
6 750 2,6 654,4 57,4 24
7 740 3,3 644,32 57,4 24
8 730 4,4 656,5 44 21
9 720 5,7 646,5 44 21
10 710 7,5 653,5 34 18
II. Kalibračná rada štvorec – kosoštvorec pre valcovanie sochora na konečný rozmer 120x120 mm z bloku o rozmere 300x300 mm.
Počet prechodov stanovíme ako v prvom prípade:
n = = = 7 priechodov
Z toho dôvodu, že postup je analogický ako v predchádzajúcom prípade výpočty sú spracované priamo v tabuľke. U kosoštvorcového kalibra je v tomto prípade uhol β=1040 .
Tab.2 Rada štvorec – kosoštvorec ( 300x300 na 120x120)
Priechod Dnom[mm] Dprac[mm] Δh [mm] α[0] v[ms-1]
Predhotovné poradie
1 800 668 36 19 0,2
2 790 646,8 87,2 30 0,26
3 780 636 87,2 30 0,34
Hotovné poradie
4 770 659,5 65,3 25 1,2
5 760 649,5 65,3 25 1,6
6 750 665 50 22 2,1
7 740 655 50 22 2,7
Záver
Pri výpočte kalibrácie spojitej sochorovej trate v sústave štvorec - kosoštvorec som neuvažovala šírenie, t.j. predpokladala som, že výška predchádzajúceho kalibra sa rovná šírke nasledujúceho kalibra. Prvý kaliber je zarezaný do valcov na plocho, preto materiál hraníme o 450 po prvom priechode. Ďalej sa hraní o 900. Pri výpočte korekcie na šírenie by som použila Geunzeho vzťah: Δb = 0,35Δh
O hodnotu Δb sa zmenší výška kalibra, t.j.
zaoblia vrcholové uhly.
K prednostiam takejto sústavy patrí:
1. možnosť získať geometricky presné štvorce
2. možnosť valcovať štvorce rôznych rozmerov
3. možnosť použiť jeden kaliber na valcovanie niekoľkých blízkych rozmerov stavaním valcov
Hypotéza: od valcovania sochorov by sa mohlo upustiť v prípade vyrobenia kokily na odliatie sochora už o konečných rozmeroch. Ide však o veľmi nákladnú výrobu z finančného hľadiska a z hľadiska počtu odoberaných kusov (hmotnosť). Ďalšia nevýhoda je v dĺžke už hotového sochora. Valcovaním možno vyrobiť až 15 m dlhý sochor.
Použitá literatúra:
[1] Kollerová M. a kol. : Valcovanie, Alfa Bratislava, 1991
[2] Nikel Z. : Základy kalibrace válcu, ES VŠ B Ostrava, 1983
[3] Vrzal B. : Strojnické tabulky II., SNTL, Praha
[4] Žídek, Dědek, Sommer : Tváření ocelí, SNTL, Alfa, 1989
[5] Žídek, Kuře : Válcování, Ostrava, 1983
[6] Prednášky z valcovania
[7] Kollerová M. : Tvárnenie kovov, Alfa, 1983
TECHNIKÁ UNIVERZITA, HUTNÍCKA FAKULTA, KOŠICE
Semestrálne zadanie z predmetu: valcovanie
KUBIKOVÁ Lucia
KTK
Teoretická časť – návrh valcovacej trate
Navrhujem spojitú valcovaciu trať štvorec – kosoštvorec s dvoma poradiami. V prvom – predhotovnom poradí je vstupná rýchlosť 0,2 ms-1 a výstupná rýchlosť v druhom – hotovnom poradí je 7,2 ms-1[1]. Celkový počet valcovacích stolíc je 10.
Východzí materiál je liata oceľ o rozmeroch 300x300 mm. Predhotovné poradie pozostáva z 3 valcovacích stolíc, pričom prvý úber volím nižší z dôvodu liacej štruktúry materiálu. Vykazuje nízke plastické vlastnosti.
Na danej valcovacej ( kalibračnej ) trati sa budú valcovať sochory s dvoma rozdielnymi konečnými rozmermi. Z toho dôvodu je výpočet prevedený pre sochor o konečných rozmeroch menších (80x80 mm), aby sa získal celkový počet priechodov. Výpočet druhého vývalku je spracovaný tabuľkovo.
Pri valcovaní sochora 120x120 mm sa posledné 3 stolice otvoria. Umiestnenie kalibrov: hlbšie kalibre (120x120) bližšie k čapom
plytšie do stredu tela valca [6]
Pre oba sochory volím prvý kaliber štvorec zarezaný na plocho z dôvodu lepšieho odstránenia okovín, umožňuje menší úber a menšie zoslabenie valcov. Hranenie nie je nutné pred prvým vstupom. Pre sochor 120x120 volím aj druhý kaliber štvorec s pootočením o 450 aby pri striedaní štvorec – kosoštvorec bol posledný priechod opäť štvorec, z ktorého materiál vybehne s konečnými rozmermi.
|
