1. Огляд відомих схем приводу прокатних клітей
2. Вибір параметрів шестеренної кліті
3. Розрахунок зубчатого зачеплення
4. Розрахунок шестерінчастого валка на міцність
5. Розрахунок шестеренної кліті на перекидання, зусиль на опорах
6. Вибір підшипників шестеренної кліті
Список використаної літератури
1. Огляд відомих схем приводу прокатних клітей
Огляд схем приводу прокатних клітей зробимо грунтуючись на матеріалах роботи [1].
Передавальні механізми головної лінії прокатного стану (Рис. 1) залежать від типу прокатного стану і режиму його роботи. У багатьох прокатних станів передавальні механізми складаються з шестеренної кліті, редуктора, з'єднувальних муфт та шпинделів. Іноді в системі передавальних механізмів ще передбачають маховик.
Мал. 1. Головна лінія прокатного стану
Шестеренні кліті призначені для поділу крутного моменту і передачі обертання валянням стану через універсальні шпинделі. На рис. 2 показаний універсальний шпиндель з шарнірами на роликових конічних підшипниках для приводу робочих валків дресирувального четирёхвалкового стану 500 / 1500х2500 конструкції ВНДІ-МЕТМАШ - НКМЗ. Шестеренні кліті передбачені у всіх прокатних станах, за винятком станів з індивідуальним приводом валків, здійснюваним безпосередньо від двох двигунів.
Мал. 2. Універсальний шпиндель з шарнірами на підшипниках кочення
Залежно від характеру кінематичної схеми шестерень, слід розрізняти нижченаведені основні типи шестерінчастих клітей:
- шестерень кліть дуо (Рис. 3, а);
- шестерень кліть тріо (Рис. 3, б);
- шестерень кліть подвійне дуо (Рис. 3, в);
- шестерень кліть універсального стану (дуо або тріо) (Рис. 3, г);
- шестерень кліть прошивного стану Маннесман (Рис. 3, д).
- шестерень кліть універсального стану (дуо або тріо) з вертикальними валками з обох сторін (Рис. 3, е);
Мал. 3. Схеми основних шестерінчастих клітей
Провідною шестернею є в шестерінчастих клітях дуо нижня, а в шестерінчастих клітях тріо здебільшого середня, але у станів Лаута іноді нижня.
Редуктори застосовують одно-, дво- і триступінчаті (Рис. 4.) відповідно при числі оборотів валків: 200 ÷ 250, 40 ÷ 50 і 10 ÷ 15 в хвилину.
Мал. 4. Кінематичні схеми одно-, дво- і триступінчатої редукторів
Групові редуктори, службовці для передачі обертання від валу двигуна двом і більше лініях прокатного стану, виконуються при невеликій відстані між осями ведених валів з циліндричними зубчастими колесами, а при значній відстані - з конічними зубчастими колесами.
Схеми групових редукторів з циліндричними зубчастими колесами, що користуються найбільшим поширенням, зображені на Рис. 5, а-в.
На Рис. 5, а і б наведено схеми редукторів, коли від даного двигуна наводяться дві лінії прокатного стану. Схема на Рис. 5, а відноситься до станів, коли напрямок обертання валків в обох лініях однакове, а схема на Рис. 5, б знаходить застосування, коли валки в обох лініях обертаються в протилежних напрямках. Діаметр ведених шестерень буває різний, в залежності від необхідного числа обертів валків в кожній лінії.
У випадках, коли потрібна передача руху декількох лініях прокатного стану, при невеликій відстані між їх осями (наприклад, в дрібносортних безперервних станах), знаходять застосування редуктори згідно зі схемою, зображеної на Рис. 5, в, причому для того, щоб отримати обертання валків у всіх лініях в одну сторону, осі зубчастих коліс розташовують в двох площинах, приєднуючи вали коліс по черзі то до нижньої, то до верхньої шестірні шестеренної кліті. Діаметр зубчастих коліс робиться різними в залежності від необхідного числа обертів в кожній лінії.
Схема редукторів з конічними зубчастими колесами, що отримала найбільше поширення в прокатних станах, зображена на Рис. 5, м Передаточне число в кожній парі конічних зубчастих коліс береться відповідно необхідному числу оборотів валків в кожній кліті.
Коли необхідна різниця в числах оборотів валків у останньої і першої кліті значна і її важко здійснити одним лише зміною в передавальних числах конічних зубчастих коліс, тоді встановлюється пара проміжних циліндричних коліс (Рис. 5, д), яка дає додаткове зниження числа обертів поздовжнього вала, передавального рух першим клетям прокатного стану.
Мал. 5. Кінематичні схеми групових редукторів: а, б, в - циліндричних; г, д - конічних
Можуть бути шестеренні кліті і редуктори виконані спільно.
Наявність в передавальному механізмі всіх перерахованих ланок не обов'язково для будь-якого прокатного стану, і в залежності від типу останнього ті чи інші проміжні ланки передавального механізму відпадають. Так само, в залежності від конструкції кліті, можливе включення додаткових елементів (Рис. 6 і Рис. 7).
Мал. 6. Різні схеми передач вертикальним валянням універсальних станів.
Мал. 7. Схема приводу валків вертикальної кліті заготовочного стану, встановленого на одному з заводів Чехословаччини
Розглядаючи принципові схеми приводу прокатних клітей, можна виділити три групи:
- з приводом всіх клітей стану від одного двигуна (лінійний стан) (Рис. 8, а);
- з груповим приводом (безперервний стан з груповим приводом валків)
- з індивідуальним приводом (стан з послідовним розташуванням клітей, безперервний стан з індивідуальним приводом валків, блюмінг ...) (Рис. 8, в).
Мал. 8. Принципові схеми приводу прокатних клітей
2. Вибір параметрів шестеренної кліті
З огляду на, що діаметр прокатних валків в процесі експлуатації станів не є величиною постійною (так як валки у міру їх зносу перетачівают або перешліфовувати), за основний параметр сортових прокатних станів прийнятий не діаметр робочих валків, а діаметр початкової окружності шестерень шестеренних клітей. Завдяки цьому можна скоротити число необхідних типорозмірів шестеренних клітей і застосовувати кліті з однаковим діаметром шестерень для різних прокатних станів. Крім того, при цьому значно скорочується кількість типорозмірів дорогого інструменту (долбяків або пальцевих фрез), необхідного для нарізування зубів шестерень.
Діаметр початкової окружності шестерень шестеренні кліті залежить від діаметра валків стану і величини найбільшої відстані між ними при прокатці. Так як висота підйому верхнього валка в процесі прокатки змінюється, то діаметр шестеренних валків потрібно вибирати, виходячи з умови, що кут нахилу верхнього шпинделя не повинен перевищувати допустимої величини (8-10 °).
Практично встановлено такі співвідношення між діаметром початкової окружності шестерень d0. діаметром нових валків D Н. діаметром переточенних (до допустимого рівня) валків D П і максимальною висотою підйому верхнього валка h. У шестеренних клітях передавальне число зачеплення дорівнює одиниці (i = 1), тому діаметр початкової окружності шестерні do дорівнює міжосьовому відстані шестерень шестеренні кліті Аш.
У шестеренних клітях застосовують шестерні з шевронним зубом, без доріжки або з доріжкою в середині, що пояснюється наступним:
а) шестерні працюють, як правило, з досить високими окружними швидкостями 5 ÷ 20 мм / с, і застосування прямих зубів в цьому випадку не рекомендується внаслідок малої плавності їх ходу;
б) застосування косих зубів внесло б ускладнення в конструкцію кліті, так як треба було б пристрій для сприйняття осьових навантажень;
в) застосування шевронних зубів з доріжкою в середині (для виходу черв'ячної фрези при нарізанні зубів) небажано, так як доріжка зменшує корисну ширину шестерні і, отже, зменшує і величину переданого крутного моменту. Однак шестерні з доріжкою простіше і дешевше у виготовленні.
В даному курсовому проекті вважаю за доцільне застосувати шестерні з шевронним зубом з доріжкою в середині.
Нарізку шевронних зубів здійснюють або за допомогою спеціальних косозубих долбяків, або пальцьовими фрезами. Обробку зубів зазвичай виконують по 2-му чи 3-му класу точності.
Кут нахилу шевронних зубів на ділильному циліндрі шестерні зазвичай приймають рівним β≈30 °; профільний кут евольвенти в торцевому перетині α = 20 °.
Ширина шестерні BШ дорівнює:
Виходячи з міжцентрової відстані, по довідковій літературі [1] вибираємо модуль (mн) і число зубів z.
Отримаємо zШ = 23, отже:
Керуючись довідковою літературою [3], приймаємо mн = 7 мм.