Исследование влияния инерционных нагрузок на нагружение шарнирно-рычажного механизма качания сортовой МНЛЗ

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ

УДК 621.822.83

Родионов H.A., Сотников А.Л., Журба В.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНЕРЦИОННЫХ НАГРУЗОК НА НАГРУЖЕНИЕ ШАРНИРНО-РЫЧАЖНОГО МЕХАНИЗМА КАЧАНИЯ СОРТОВОЙ МНЛЗ

Аннотация. Приведены результаты исследования влияния инерционных нагрузок на параметры нагружения шарниров, опор и привода шарнирно-рычажного механизма качания кристаллизатора сортовой машины непрерывного литья заготовок. В ходе исследования установлено, что основными причинами возникновения инерционных нагрузок являются частота качания кристаллизатора и статическая неуравновешенность механизма качания. Путем математического моделирования получены зависимости нагружения элементов механизма качания от частоты качания кристаллизатора и давления воздуха в уравновешивающих пневматических амортизаторах, которые необходимо учитывать при настройке механизма качания кристаллизатора в производственных условиях.

Ключевые слова: МНЛЗ, механизм качания, сила инерции, статическая неуравновешенность, сила реакции, нагруже-ние, пневматический амортизатор.

В настоящее время основная часть получаемой на металлургических предприятиях стали разливается на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Поэтому большое значение приобретает оптимизация конструкции основных узлов МНЛЗ, повышение их срока службы и производительности.

Сотрудники Донецкого национального технического университета уже более 10 лет занимаются вопросами исследования оборудования МНЛЗ [1-24]. В рассматриваемых вопросах и проблемах важное место отводится такому ключевому узлу, как кристаллизатор, а также механизму качания кристаллизатора (МКК), обуславливающему важнейшие технологические параметры непрерывного литья заготовок.

На сортовых МНЛЗ широкое распространение получило использование конструкции шарнирно-рычажного МКК, показанной на рис. 1. Такой МКК представляет собой совокупность пары шарнирных четырехзвенников, первый из которых передает движение от вала 1 двигателя привода к нижнему коромыслу 3, а второй - от коромысла 3 и дополнительного верхнего коромысла 4 к столу качания 5 с установленным на нем кристаллизатором 6.

Особенностью данного типа МКК, является то, что статические и инерционные характеристики выходного звена (стола качания с кристаллизатором) на порядок превышают соответствующие аналогичные характеристики остальных передаточных звеньев, что, в совокупности с возвратно-вращательным режимом движения кристаллизатора относительно центра кривизны радиальной МНЛЗ, обусловливает высокое переменное нагружение шарниров, опор и привода данной механической системы. Результатом этого является ускоренный специфический износ подшипников МКК, негативно влияющий на параметры колебательного движения кристаллизатора, и частые выходы из строя приводного эксцентрикового вала (см. рис. 1, поз. 1) [9, 22, 24], приводящие к аварийному прекращению непрерывной разливки стали на МНЛЗ.

б

Рис. 1. Кинематическая схема (а) и трехмерная модель (б) МКК конструкции ЧАО «Новокраматорский машиностроительный завод» (Украина): 1 - эксцентриковый вал; 2 - шатун; 3 - нижнее коромысло; 4 - верхнее коромысло; 5 - стол качания; 6 - кристаллизатор; 7 - уравновешивающее устройство

Исследование влияния инерционных нагрузок на нагружение.

Родионов Н.А., Сотников А.Л., Журба В.В.

Изменение параметров нагружения МКК осуществляется при помощи настройки уравновешивающих устройств, которая, однако, выполняется опытным путем по контролю изменения параметров виб-рации стола качания [9, 17, 19], при работе МКК в режиме холостого хода, что снижает общую эффективность настройки. Вместе с тем, отсутствует теоретически обоснованная информация о влиянии инер-ционных нагрузок, возникающих в звеньях МКК и зависящих от частоты качания кристаллизатора, а также от статической неуравновешенности механизма качания на параметры нагружения его шарниров (опор) и привода.

Таким образом, целью настоящей работы ставится исследование влияния инерционных нагрузок и усилия уравновешивающих устройств на параметры нагружения шарниров (опор) и привода МКК.

В высоконагруженных шарнирно-рычажных механизмах, как правило, стремятся устранить статическую неуравновешенность, что позволяет исключить либо снизить негативное воздействие сил инерции звеньев [24]. Степень статической неуравновешенности может быть определена траекторией общего центра масс механизма за цикл его работы, характеризующей изменение главного вектора сил инерции и зависящей от эксцентриситета ведущего звена - эксцентрикового вала (рис. 2).

Проекция вектора на ось ОХ, мм

о

о.

о

о о. 1=

0 2 4

Угол поворота ведущего звена, рад

Рис. 2. Траектория перемещения цента масс механизма (а) и соответствующее ему изменение главного вектора сил инерции (б) при эксцентриситете ведущего звена 5 мм

В случае рассматриваемой конструкции шарнир-но-рычажного МКК выполнение статического уравновешивания затруднено значительной удаленностью общего цента масс от основной группы звеньев механизма, что требует установки массивных противове-сов в нижней части стола качания и на опорной части верхнего рычага (по результатам расчета массой 1340 и 2850 кг соответственно). Таким образом, компенсацию возникающих в МКК сил инерции в звеньях целесообразно производить введением в механизм упругих связей [11], учитывая необходимость их регулировки при изменении частоты качания кристаллизатора (рис. 3).

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Давление воздуха в амортизаторах, МПа

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Давление воздуха в амортизаторах, МПа

Рис. 3. Зависимость параметров нагружения МКК от уравновешивающего усилия амортизаторов и частоты качания кристаллизатора

Разгружение наиболее нагруженного звена МКК (стола качания с кристаллизатором) производится при помощи пары пневматических амортизаторов (см. рис. 1, поз. 7), уравновешивающее усилие которых регулируется изменением давления воздуха [6]. Для исследования зависимости параметров нагружения привода (эксцентрикового вала) и шарниров механизма качания от инерционных нагрузок, регулируемых уравновешивающим усилием, разработана математическая модель [24], позволяющая производить

кинетостатический анализ рассматриваемой мехаииче-ской системы. Исходными данными для математического моделирования были приняты: инерционные характеристики звеньев исследуемого МКК, давление воздуха в амортизаторах, технологическая нагрузка от трения слитка сечением 150*150 мм о гильзу и частота качания кристаллизатора. В качестве результатов моделирования, характеризирующих параметры нагруже-ния механизма качания, приняты размах силы реакции в его наиболее нагруженной опоре 01, а также размах момента сопротивления на эксцентриковом валу при -вода как функции от угла поворота ведущего звена.

Результаты моделирования силового нагружения МКК при регулировке давления пневматических амортизаторов в пределах 0,1-0,6 МПа и изменении частоты качания в пределах 120-220 мин-1, соответствующих производственным параметрам работы сортовых МНЛЗ, показаны на рис. 3.

Как видно из полученных зависимостей, повышение частоты качания кристаллизатора существенно увеличивает размах сил реакций в опорах МКК и переменную составляющую момента сопротивления на эксцентриковом валу привода, что объясняется пропорциональностью силы инерции каждого звена квадрату его частоты вращения (качания) (рис. 4).

6000

л

¡1

¡1

ф ? 4000

£ Я

СО щ

ГС СО

8 Р

х Б

£ ^ 2000

го *

^ о

100 150 200 250

Частота качания кристаллизатора, об/мин

Рис. 4. Зависимость максимального значения силы инерции стола качания с кристаллизатором от частоты их качания

Минимальные значения данных контрольных па -раметров достигаются при различном давлении воздуха в уравновешивающих амортизаторах. Следует учитывать, что основным критерием производственной настройки МКК является минимизация размаха момента сопротивления на эксцентриковом валу. Минимальное значение момента достигается при давле -нии воздуха в каждом амортизаторе 0,48 МПа. Однако в диапазоне значений 0,22-0,27 МПа, оптимальном для нагружения опоры Оь размах момента увеличивается на 90-120%, что может существенно повысить вибрацию элементов привода. Таким образом, значения давления воздуха в амортизаторах, соответствующие минимальному размаху сил реакций в шарнирах и опорах, целесообразно использовать при настройке МКК в производственных условиях в том

случае, когда прочностные характеристики и параметры привода способны обеспечить бесперебойную работу механизма при соответствующей нагрузке (размаха момента сопротивления на эксцентриковом валу).

Выводы

Параметры нагружения узлов МКК, а значит, и интенсивность их износа существенно зависят от частоты качания кристаллизатора и статической неуравновешенности механизма. Единственным оправданным методом их компенсации в настоящее время является введение между наиболее нагруженным звеном и неподвижной опорой упругой связи (пневматического амортизатора), что позволяет частично компенсировать силы тяжести и инерции.

Полученные в ходе математического моделирования результаты отражают зависимость нагружения шарниров, опор и привода МКК от частоты качания кристаллизатора и давления воздуха в уравновешивающих амортизаторах и могут быть приняты к сведению при производственной настройке исследуемой конструкции МКК.

Список литературы

1. Сидоров В.А., Золкин И.Г. Исследование причин неисправностей работы привода перемещения холодильника МНЛЗ // Вибрация машин: измерение, снижение, защита. 2005. №1. С. 21-24.

2. Исследование кинематики манипулятора для быстрой замены погружных стаканов при непрерывной разливке стали / Еронько С.П., Сотников А.Л., Седуш B.C., Решетняк Н.С., Сергеечев З.С., Колесник Е.В. // Металлургические процессы и оборудование. 2006. №1. С. 44-49.

3. Сотников А.Л. Контроль соосности оборудования МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2006. №1. С. 24-27.

4. Сотников АЛ. Отклонения роликов зоны вторичного охлаждения от технологической оси МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2006. №2. С. 43-48.

5. Сидоров В.А., Сотников АЛ. Моделирование зазоров в шарнирах рычажной системы механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2006. №3. С. 48-57.

6. Сотников А.Л. Метод оперативного контроля соосности кристаллизатора с технологической осью ручья МНЛЗ // Вибрация машин: измерение, снижение, защита. 2006. №1. С. 32-35.

7. Шоломицкий А.А., Сотников АЛ., Адаменко В.И. Контроль геометрических параметров машины непрерывного литья заготовок // Металлургические процессы и оборудование. 2007. №3. С. 27-30.

8. Ковалев Р.В., Сотников АЛ. Математическая модель механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Вибрация машин: измерение, снижение, защита. 2008. №3. С. 47-58.

9. Сотников АЛ. Диагностическая модель подшипниковых узлов механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Вибрация машин: измерение, снижение, защита. 2008. №4. С. 48-54.

10. Могильный С.Г., Шоломицкий А.А., Сотников АЛ. Геодезические работы при проверке соосности оборудования машины непрерывного литья заготовок // Металлургические процессы и оборудование. 2009. №2. С. 19-27.

11. Сидоров В.А., Сотников АЛ., Нестеров АЛ. Исследование влияния давления воздуха в пневмоамортизаторах механизма качания на параметры движения кристаллизатора МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2009. №4. С. 14-19.

12. Сидоров В.А., Сотников АЛ. Контроль сонаправленного движения кристаллизатора с технологической осью МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2010. №3. С. 34-39.

13. Сотников АЛ. Виброметрический метод диагностирования подшипников рычажного механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Вибрация машин: измерение, снижение, защита. 2010. №3. С. 27-32.

14. Автономная пневмомеханическая система дозированной подачи шлакообразующей смеси в кристаллизатор МНЛЗ / Еронько С.П., Сотников АЛ., Котелевец А.А., Чеченев В.А. // Металлургические процессы и оборудование. 2011. №2. С. 10-18.

15. Совершенствование технологий контроля положения и выставки оборудования МНЛЗ / С.Г. Могильный, А.А. Шоломицкий, А.А. Лунев, АЛ. Сотников, Э.М. Ватралик, И.С. Фролов // Металлургические процессы и оборудование. 2012. №3. С. 12-25.

Исследование влияния инерционныхнагрузок на нагружение.

Родионов H.A., Сотников А.Л., Журба В.В.

16. Еронько С.П., Сотников А.Л., Ткачев М.Ю. Совершенствование системы быстрой смены погружных стаканов для серийной разливки стали на слябовых МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2012. №3. С. 26-38.

17. Сидоров В.А. Анализ режимов работы столов качания сортовых МНЛЗ // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2010. №6. С.90-93.

18. Сидоров В.А. Определение границ работоспособного состояния столов качания сортовых МНЛЗ // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2011. №1. С. 98-102.

19. Нормирование режимов работы и уровня вибрации механизма качания кристаллизатора МНЛЗ / Сотников А.Л., Нагорный В.М., Оробцев А.Ю., Птуха C.B., Родионов H.A. // Металлургические процессы и оборудование. 2013. №1. С. 44-54.

20. Расчет усилия предварительной затяжки резьбового крепления полого вала редуктора / Сотников А.Л., Родионов H.A., Ольшевский A.A., Птуха C.B. // Металлургические процессы и оборудова-

Сведения об авторах

ние. 2013. №2. С. 50-57.

21. Сидоров В.А. Исследование вибрационного состояния механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2013. №2. С. 58-68.

22. Сидоров В.А., Сотников А.Л., Птуха C.B. Техническое обслуживание и ремонт механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Металлургические процессы и оборудование. 2009. №4. С. 39-43.

23. Cothîkob О.Л., Родюнов М.О. Врюноважування механюму хитання кри-сталюатора МБЛЗ // Збрник наукових праць Донбаського державного техннного уыверситету. Вип. 35. Алчевськ: ДонДТУ, 2011. С. 102-106.

24. Родионов H.A. Исследование долговечности подшипников шарнирно-рычажного механизма качания кристаллизатора МНЛЗ // Современное машиностроение. Наука и образование: материалы 3-й Между-нар. науч.-практ. конференции / под ред. М.М. Радкевича и А.Н. Евграфова. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. С. 371-378.

25. Щепетильников В.А. Уравновешивание механизмов. М.: Машиностроение, 1982. 256 с.

Сотников Алексей Леонидович - канд. техн. наук, доц. кафедры «Механическое оборудование заводов черной металлургии» Донецкого национального технического университета, Украина. Тел.: +38 (062) 301-08-39. E-mail: m-lab@ukr.net.

Родионов Николай Александрович - аспирант кафедры «Механическое оборудование заводов черной металлургии» Донецкого национального технического университета, Украина. Тел.: +38 (062) 301-08-39. E-mail: r-n-a@ukr.net.

Журба Валерий Владимирович - доц. кафедры теоретической механики Донецкого национального технического университета, Украина. E-mail: tmech@mail.ru.

INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH

THE INVESTIGATION OF INERTIAL LOADS INFLUENCE ON THE LOADING OF HUNTING HINGED LEVER MOTION OF VARIETAL CONTINUOUS CASTING MACHINE

Sotnikov Alexei Leonidovich - Ph.D. (Eng.), Associate Professor, Donetsk National Technical University, Ukraine. Phone: +38 (062) 301-08-39. E-mail: m-lab@ukr.net.

Rodionov Nikolai Aleksandrovich - Postgraduate Student, Donetsk National Technical University, Ukraine. Phone: +38 (062) 301-08-39. E-mail: r-n-a@ukr.net.

Jurba Valery Vladimirovich - Associate Professor, Donetsk National Technical University, Ukraine. Phone: +38 (062) 301-08-39. E-mail: tmech@mail.ru.

Abstract. The results of study of the inertial loads effect on the parameters of loading joints, bearings and drive of the hunting hinged lever motion of varietal continuous casting machine crystallizer were shown. During the research it was found that the crystallizer hunting frequency and hunting motion static imbalance cause the inertial loads. Hunting motion component loading dependencies on the crystallizer hunting frequency and air pressure in the balancing air dampers, which should be taken into account in setting up the crystallizer hunting motion under production environment, were obtained by mathematic simulation.

Keywords: CCM, hunting motion, inertial force, static instability, the reaction force, loading, air damper..

References

1. Sidorov V.A., Zolkin I.G. Research into the causes of faults of the drive moving of the caster refrigerator. Vibratsiya mashin: izmerenie, snizhenie, zashhita [Vibration machines: measurement, reduction , protection]. 2005, no. 1, pp. 21-24.

2. Eronko S.P., Sotnikov A.L., Sedush V.S. Reshetniak N.S., Sergeechev Z.S., Kolesnik E.V. Study of the kinematics of the robot arm to quickly replace submerged nozzles during continuous casting of steel. Metallur-gicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2006, no 1, pp. 44-49.

3. Sotnikov A.L. Control alignment equipment caster. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2006, no. 1. pp. 24-27.

4. Sotnikov A.L. Deviations rollers secondary cooling zone of the technological axis caster. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2006, no 2, pp. 43-48.

5. Sidorov V.A., Sotnikov A.L. Modeling gaps in the joints of the linkage mechanism of mold oscillation caster. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2006, no. 3. pp. 48-57.

6. Sotnikov A.L. The method of operational control of the mold alignment with the axis of the stream of technological caster. Vibratsiya mashin: izmeren-ie, snizhenie, zashhita [Vibration machines: measurement, reduction, protection]. 2006, no. 1, pp. 32-35.

7. Sholomitsky A.A., Sotnikov A.L., Adamenko V.I. Control of the geometric parameters of continuous casting machine. Metallurgicheskie protsessy i obo-rudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2007, no. 3, pp. 27-30.

8. Kovalev R.V., Sotnikov A.L. A mathematical model of the mold oscillator. Vibratsiya mashin: izmerenie, snizhenie, zashhita [Vibration machines: measurement, reduction, protection]. 2008, no 3, pp. 47-58.

9. Sotnikov A.L., Diagnostic bearing units model of mold oscillator. Vibratsiya mashin: izmerenie, snizhenie, zashhita [Vibration machines: measurement, reduction, protection]. 2008, no. 4, pp. 48-54.

10. Mogilniy S.G., Sholomitsky A.A., Sotnikov A.L. Geodetic works when checking alignment equipment of continuous casting machine. Metallur-gicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2009, no. 2, pp. 19-27.

11. Sidorov V.A., Sotnikov A.L., Nesterov A.L. Investigation of the influence of air pressure in the air spring of oscillator on the motion parameters of the mold caster. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2009, no. 4, pp. 14-19.

12. Sidorov V.A., Sotnikov A.L. Control of current movement of the mold with the technological axis of caster. Metallurgicheskie protsessy i oborudo-vanie [Metallurgical processes and equipment]. 2010, no. 3, pp. 34-39.

13. Sotnikov A.L. Vibrameasurement method of diagnosing bearings of CCM mold oscillator. Vibratsiya mashin: izmerenie, snizhenie, zashhita [Vibration machines: measurement, reduction, protection]. 2010, no. 3, pp. 27-32.

14. Eronko S.P., Sotnikov A.L., Kotelevets A.A., Chechenev V.A. Autonomous rotor system of dispensing slag-forming mixture into the mold caster. Met-allurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2011, no. 2. pp. 10-18.

15. Mogilniy S.G., Sholomitsky A.A., Lunev A.A., Sotnikov A.L., Vatralik E.M., Frolov I.S. Improving the status and control technology equipment of CCM. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2012, no. 3, pp. 12-25.

16. Eronko S.P., Sotnikov A.L., Tkachev M.U. Improving the system of fast change of the immersion nozzle for slab CCM. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2012, no. 3, pp. 26-38.

17. Sidorov V.A. Analysis of the modes of CCM mold oscillators. Metallur-gicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and Mining Industry]. 2010, no. 6, pp. 90-93.

18. Sidorov V.A. Definition of boundaries operating condition of CCM mold oscillators. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost' [Metallurgical and Mining Industry]. 2011, no. 1, pp. 98-102.

19. Sotnikov A.L., Nagorniy V.M., Orobtsev A.Y., Ptukha S.V., Rodionov N.A. Normalization of modes and levels of vibration of CCM mold oscillator. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2013, no 1, pp. 44-54.

20. Sotnikov A.L., Rodionov N.A., Olszewski A.A., S. Ptukha S.V. Calculation of pre-tightening force of thread joints of the reducer hollow shaft. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2013, no 2, pp. 50-57.

21. Sidorov V.A. Research of vibration state of mould oscillating mechanism of CCM. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical processes and equipment]. 2013, no. 2, pp. 58-68.

22. Sidorov V.A., Sotnikov A.L., Ptukha S.V. Maintenance and repair of CCM mold oscillatior. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie [Metallurgical

processes and equipment]. 2009, no. 4, pp. 39-43.

23. Sotnikov A.L., Rodionov N.A. Equilibration of mould oscillating mechanism of CCM. Zbirnik naukovikh prats' Donbas'kogo derzhavnogo tekhnichnogo universitetu [Proceedings of Donbass State Technical University]. Iss. 35. Alchevsk: State Technical University, 2011, pp. 102-106.

24. Rodionov N.A. Study of durability of bearing of mould oscillating mechanism of CCM. Sovremennoe mashinostroenie. Nauka i obrazovanie: materialy 3-j Mezhdunar. nauch.-prakt. konferentsii [Modern engineering. Science and Education: Proceedings of the 3rd. scientific and practical]. S. Petersburg: Publishing House of the Polytechnic University, 2013, pp. 371-378.

25. Schepetilnikov V.A. Uravnoveshivanie mekhanizmov [Balancing of mechanisms]. M.: Mechanical Engineering, 1982, 256 p.

УДК 621.771

Белевский Л.С., Исмагилов P.P.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВАЛКОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ СЛИТКОВ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА, НА ЛИСТОВЫХ СТАНАХ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ

Аннотация. Приведены результаты испытаний валков, изготовленных из слитков электрошлакового переплава, на листовых станах холодной прокатки. Стойкость литых валков с содержанием хрома 2,5-3,5% превышает стойкость кованых валков с содержанием хрома 1,5-2,5% в 1,42-1,64 раза.

Ключевые слова: валки, холодная прокатка, электрошлаковый переплав, стойкость.

Краткая характеристика прокатных станов, на которых прошли промышленные испытания литокова-ных и литых валков из слитков электрошлакового переплава (ЭШП) [1], приведены в табл. 1. Проведены расчеты напряжений в элементах валков по известной методике [2]. В клетях кварто усилие прокатки на 95-98% передается на опорные валки и последние надо рассчитывать на изгиб от этого усилия, причем максимальные напряжения изгиба возникают в шейках валков. В шейках опорных валков размером 500x400 стана 400 максимальные напряжения изгиба достигают всего 34 МПа. При этих напряжениях запас прочности литых шеек из слитков ЭШП достигает 22,0 (при требуемом пятикратном запасе и ов=736 МПа). Рабочие валки клетей кварто рассчитывают только на кручение. Максимальные значения ткр возникают в приводном трефе валка. Запас прочности всех рабочих литых валков из металла ЭШП колеблется в пределах 1,65-3,40 (допускаемый запас прочности валков при кручении п=1,1-1,4).

Таблица 1

Характеристика непрерывных листовых станов холодной прокатки ОАО «ММК», на которых происходили испытания валков

Проведенные расчеты широкого сортамента прокатных валков показали, что литой металл ЭШП обеспечивает прочностные свойства по запасу прочности для работы во всех станах и может применяться как для рабочих, так и для опорных валков.

Промышленные испытания валков в литокованом и литом исполнениях с содержанием хрома 1,5-2,5%

Стан Число клетей Размер прокатываемых полос, hxb,MM Толщина подката, мм Относительное обжатие, % Скорость прокатки, м/с Максимальное давление металла на валки, х104Н Максимальный момент прокатки, х104Нм

2500 4 (0,6-2,5)х(1250-2350) 1,5-5,0 70 21,0 2000 13,5

1200 5 (0,18-0,63)х(500-1050) 2,2-2,5 92 28,0 1000 7,6

1450 3 (0,5-2,0)х(630-1005) 1,8-3,7 72 4,3 900 5,1

630 5 (0,5х4,0)х(250-465) 2,0-8,0 83 15,0 400 2,8

400 4 (0,2-2,0)х(245-300) 0,7-3,5 75 15,0 100 0,4

Целью испытания опытных валков с традиционным содержанием хрома в пределах 1,5-2,5% являлось определение влияния литой структуры бочки и шеек валков на их эксплуатационные показатели. Общий объём промышленной партии опытных валков для испытания на станах ОАО «ММК» вполне достаточный для того, чтобы делать выводы об их служебных характеристиках и составляет: в литокованом исполнении - 176 шт., в литом исполнении - 130 шт.

В табл. 2 приведены данные о количестве валков, прошедших испытания на каждом стане, средней стойкости опытных валков в сравнении с валками полностью в кованом исполнении. Все валки испытывали в одинаковых условиях с соблюдением технологических инструкций по эксплуатации валков. При обработке данных по стойкости валков, с целью упрощения и получения более достоверных сведений, при определении средней стойкости не проводилась разбивка по материалам валков.