Для запобігання валків, натискних гвинтів та інших деталей від поломок при виникненні занадто високого тиску металу на валки застосовуються запобіжні пристрої.
Запобіжні пристрої встановлюються між натискним гвинтом і подушкою. Конструкції запобіжних пристроїв і ма-теріали для них вибирають з таким розрахунком, щоб поломка цих пристроїв захищала від поломки інші дорогі деталі ра-робочої кліті.
Основні запобіжні конструкції: запобіжні склянки, відкриті коробки і закриті коробки.
а) Запобіжні склянки застосовуються в прокатних станах найбільш часто. Є багато конструкцій склянок, але основним для всіх є наявність днища з односторонньою (фіг. 314, а) або двосторонньої (фіг. 314, б) виточенням. У разі перевантаження це днище ламається. Склянки з одностороннім днищем застосовуються в листових і інших станах при наявності високих тисків. Щоб при поломці під великим тиском шматки склянки не розлітаються в сторони, в деяких конструкціях передбачені огороджувальні кожухи (фіг. 314, в).
Фіг. 314. Запобіжні склянки: з односторонньою (а), двухсторон-ній (б) виточенням
і кожухом для огорожі (б)
За даними Хютте, розміри запобіжного склянки беруться рівними (фіг. 314):
де - внутрішній діаметр гвинта.
Запобіжні склянки розраховують, як пластинку на вигин або на зріз; як балку з замурованими по периметру кінцями, має посередині рівномірно розподілене навантаження (по поверхні кола).
Найбільша напруга на вигин:
звідки товщина днища:
де - зусилля, яке до склянки.
Часто буває, що при поломці валків запобіжні стака-ни залишаються цілими. Це пояснюється невдалим розрахунком склянки а щодо вибору міцності матеріалу і визначення можуть мати місце максимальних зусиль.
Зазвичай беруть удвічі і більше перевищує допустиме напруження на вигин. Правильний вибір величини дійсними-ного напруги досить скрутний, тому що в кожному окремому випадку важко передбачити можливі на стані динамічних-етичні зусилля.
Максимальна напруга зрізу по периметру склянки визна-ляется з формули:
Запобіжні склянки виготовляються з чавуну, фосфор-стій бронзи, іноді зі сталі (в листових станах і станах холодної прокатки, де тиску прокатки досить високі).
б) Запобіжні коробки зустрічаються двох типів: робота-в-ні на розрив болтів (фіг. 315, а і б) і на видавлювання дрібних кульок (не показано на кресленні). Перші зустрічаються частіше і головним чином в потужних станах, другі - значно рідше і в станах з невеликими тисками.
Конструкції запобіжних коробок першого радянського блюмінга (фіг. 315, а) і пільгерної стану фірми Вітковіце (фіг. 315, б) можна вважати найбільш характерними. Перша складається з трьох частин (двох клинів 1, сої-дінітельних болтів 2 і наполегливої клина 3). Друга, крім зазначених трьох частин, має ще й запобіжний стакан 4.
Коробки мають ту перевагу перед склянками, що при нали-ності перевантаження рвуться болти, але не ламаються склянки. Крім того, при заїдання натискного гвинта або затисканні між валками про-кативаемого матеріалу гвинт легко звільняється ослабленням гайок болтів коробок і розсуванням їх клинів. Зменшення тертя між обертається натискним гвинтом і запобіжної коробкою до-Стігала змазуванням вкладиша зустрічного клина за допомогою мас-Ленку Штауфера.
При конструкції запобіжної коробки, зображеної на фіг. 315, а, розраховуються тільки болти (на розтягнення), інші розміри підбираються конструктивно, для конструкції, зображеної на фіг. 315, б, розраховується також запобіжний стакан за формулою (348).
Під впливом сили. що діє з боку натискного гвинта на запобіжну коробку (фіг. 316, а і б), між верхнім клі-ком і нижніми клинами виникають сили нормального тиску N і сили тертя. Перші прагнуть розсунути клини і розірвати болти, другі - протидіють цьому. Необхідно також врахувати протидію сил тертя, що виникають між нижніми клинами запобіжної коробки і поверхнею зіткнення їх з подушками.
Фіг. 315. Конструкції запобіжний-них коробок: а - з розривними болтами, але без запобіжник-них склянок; б - з запобіжний-них склянками
Фіг. 316. Схеми дії сил на обидва клина (а) і на один (б) запобіжної коробки
Розтяжне зусилля, що діє на болти від одного з клинів:
де-сила, прикладена нормально до поверхні нижнього клина;
- кут нахилу поверхні клина до горизонталі;
- зусилля, що діє на натискний гвинт.
З умов рівноваги верхнього клина
Підставляючи значення сили N в попереднє рівняння і розділяти чисельник і знаменник на. отримуємо:
нехтуючи величиною. що входить в знаменник, отримуємо
Діаметр стяжного болта визначається за формулою:
де 1,25 - коефіцієнт, що враховує попередню затяжку болтів;
- діаметр стоншення шийки болта;
- допустиме напруження на розтяг.
в) Запобіжні коробки, що працюють за принципом витискування дрібних кульок крізь спеціальне бічний отвір, що закривається пробкою, застосовуються в прокатних станах з порівняно невисокими тисками. За конструкцією ці коробки нічого складного не уявляють, їх розрахунок також нескладний.