Расчет ковочных вальцев. Расчет технологических параметров вальцев

Валки – полые чугунные цилиндры с шейками (рабочую часть валка называют "бочкой", опорную – "шейкой"). Поверхность, в зависимости от назначения – гладкая, шлифованная или рифленая. Материал - высококачественный чугун (например, СЧ15-32). Отбеленная поверхность рабочей части (твердость HRC 40-60, глубина отбеленного слоя - 8÷18 мм.). Для получения отбеленного слоя отливку производят в вертикальную земляную форму, в которую на участке "бочки" вставлена стальная втулка. Внутренняя поверхность валка растачивается.

В валках более новой конструкции для улучшения условий теплообмена и увеличения равномерности нагрева по периферии рабочей части под отбеленным слоем просверлены каналы Ǿ 30-40 мм (расстояние между каналами 25-40 мм). Рабочую поверхность валков Вальцев шлифуют, каландров – кроме того полируют.

Основные параметры валка – диаметр бочки и её длина. Обычно из условий жёсткости толщина стенки бочки полого валка 0,25-0,35D (D – диаметр бочки), а длина бочки не более 2,5-4D. У большинства каландров отношение диаметра шейки к D-0,5-0,72, в случае подшипников качения – несколько меньше – до 0,5. Длина шейки обычно равна её диаметру.

Размеры валков нормализованы.

Подшипники

Подшипники скольжения состоят из чугунного (или литого стального) корпуса и вкладыша из бронзы. Вкладыш может быть разрезанным – нагруженный сегмент из бронзы, ненагруженный – чугунный. В некоторых конструкциях корпус охлаждается водой. Смазка – индустриальными маслами. Недостаток подшипников скольжения – возможность защемления вследствие прогиба от распорных усилий, поэтому предусматривается повышенный зазор (0,15% от диаметра) ухудшающий условия смазки.

Подшипники качения – стандартные 2-х рядные сферические, в отдельных случаях по специальному заказу. Смазка – консистентная централизованная (возможна и жидкими маслами при централизованной системе смазки и охлаждений).

Станины

Типы станин вальцев – открытые и закрытые (в России большей частью открытые). Поперечное сечение – тавровое и коробчатое. Тавровое более технологично и легче. Обе стойки станины устанавливаются на общей фундаментальной плите и скрепляются поперечными стяжками.

В каландрах применяются как правило цельные станины с проёмами для подшипников, которые на 50-80 мм. Больше D. Станины связаны внизу фундаментальной плитой, и вверху траверсой или стяжками. Сечение тавровое. В проёмах в местах установки подшипников – накладки. Материал станин каландров – СЧ12-28,15-32,18-36, реже стальные сварные, прочие с повышенными требованиями к прочности – из модифицированного чугуна СЧМ38-60. Материал станин вальцев – обычно высококачественный чугун, иногда отливка из стали 45.

Станина – наиболее дорогая и ответственная часть машины. Допускаемое напряжение при расчёте (учитывая возможность перегрузок и усталостных явлений) принимают: для стали 45 – 400-500 кг/см2, для чугуна (указанных марок) – 120-200 кг/см2.

Фундаментные плиты

Фундаментные плиты для вальцев – обычно из серого чугуна. В некоторых конструкциях – железобетона (масса арматуры ≈ 12%), изготавливаются в металлических формах.

Удельное давление на фундамент принимают 15-20 кг/см2. Практически высоту фундаментных плит принимают 0,5D. Диаметр болтов, крепящих станины к фундаментной плите, рассчитывают на усилие от опрокидывающего момента (практически он равен d=0,1D+(5-10мм)).

Расчет валковых машин.

1. Определение основных размеров. Вальцы.
Производительность вальцев периодического действия (за цикл) Qц:
Qц=(60 80) D л/цикл
60-большие. 85-малые.
Средняя производительность в час: Qср=Qц/ ц [л/ч],
Где ц-продолжительность цикла, час.
Отсюда по заданной производительности находим произведение D , а по рекомендованному отношению L/D-находим длину и диаметр валка, из стандартного ряда.

Производительность вальцев непрерывного действия: Q=V/ в [л/ч],
где V-объем материала, находящегося на вальцах, л. (V Qц)
в-время вальцевания.

Производительность каланра определяется размерами места и скоростью каландров.

60-У р

Где V - объем единовременной загрузки, м3; р - плотность резиновой смеси, кг/м3; тц - продолжительность цикла обработки материала, мин. Производительность вальцев непрерывного действия, а также каландров:

G= 60-п^-п-Ь^-р, - к-

Где D - диаметр валка, м; п - частота вращения валка, об/мин;

Ь - ширина выходящей ленты, м; h - толщина выходящей ленты, м; р - плотность перерабатываемого материала, кг/м3.

Расчет распорных усилий.

Расчет распорных усилий вальцев по методике, основанной на гидродинамической теории вальцевания.

Где Т1 и Т2 - коэффициенты, зависящие от А и f (см. таблицу 2. 6). Таблица 2. 6. Зависимость Т1 и Т2 от А и f

3 к а V", (1+/)-Я

2 (I + 2) _ д

(аг^ V 1_ 1 +agctg V д1_1) _ -2

(аг^ V 1_1 + agctg 4 д1_ 1) _ 2

Где V: - окружная скорость медленного валка, м/с; 81 - коэффициент зависящий от А (см. таблицу 2. 2). Мощность

V 1 (М 1+М 2 Я

Где R - радиус валка, м.

Методика, основанная на теории подобия.

Определяется зависимость потребляемой вальцами энергии от основных факторов:

N = ^ у, w, ^ D, Ц О, (1)

N = £г(М, у, w, h, D, Ц О, (2)

Где R - восстанавливаемость каучуков; у - плотность каучуков; w - угловая скорость валка; h - зазор между валками;

D - диаметр валка;

Ц - длина валка;

£■ фрикция;

Эти уравнения применимы для машины, на которой проводились эксперименты. Для применения к другим машинам вводится симплекс D1 /О, учитывающий различия диаметров исследуемой и проектируемой машин. При решении уравнений 3 и 4 относительно N имеем:

Существуют критериальные уравнения для смесей на основе бутадиеннитрильных и бутади - енстирольных каучуков.

2.2.1 Назначение и классификация

Каландры в резиновой промышленности применяются для изготовления тонких листовых заготовок из резиновых смесей, обрезинивания кордов, промазки технических тканей, нанесения рисунка и профилирования заготовок.

В зависимости от вида выполняемой работы каландры подразделяются на следующие типы:

A) Листовальные - для выпуска тонких листовых заготовок из резиновых смесей. Изготавливаются трех и четырехвалковые. Валки, как правило, имеют одинаковую окружную скорость вращения.

B) Промазочные - для промазки или втирания резиновой смеси в ткань. Скорость вращения среднего валка в 1,2^1,5 раза выше, чем у верхнего и нижнего валков. Промазочные каландры бывают обычно трехвалковыми.

C) Универсальные каландры применяются, когда необходимо на одной машине осуществлять листование резиновых смесей и промазку тканей. Могут иметь 3 или 4 валка.

D) Дублировочные каландры - имеют два валка, вращающихся с одинаковой скоростью. Используются для получения многослойных заготовок. Дублирование может осуществляться и на трехвалковом каландре, снабженном специальным дублировочным роликом.

E) Профильные - обычно имеют четыре валка, из которых выносной является профильным (имеет рисунок). Используются для создания рисунка или выпуска профильной резиновой ленты.

^ Лабораторные каландры - предназначены для проведения лабораторных исследований.

Имеют 3 или 4 валка.

Каландры могут классифицироваться по расположению осей валков: Г (Ь) - образным, S - образным, Z - образным, вертикальным, треугольным, угловым и другим расположением валков (см. рис. 2. 11).

По характеристике давления валков и изменению зазора каландры делятся:

С постоянным зазором, при этом давление в зазоре величина переменная;

С переменным зазором, при этом давление в зазоре величина постоянная.

В первом случае положение осей валков может меняться принудительно только при помощи системы регулировки величины зазора. В процессе выполнения одной операции величина зазора постоянна.

Во втором случае в паре двух валков ось одного неподвижна, а ось второго перемещается за счет использования подвижных подшипников. По этой причине зазор изменяется, а давление остается постоянным.