В бандажных и колесопрокатных станах

Задача определения площади соприкосновения металла с валкими на бандажных (фиг. 88) и колесопрокатных станах (фиг. 89) значительно сложнее, чем на станах, перечис­ленных выше. Здесь прежде всего не­обходимо обособить определение пло­щади соприкосновения металла с глав­ными валками, выкатывающими обод, от определения площади соприкосновения с эджерньши валками, на которых ве­дется обжатие боковой части обода или диска колеса.

На фиг. 88 приведена схема прокат­ки бандажа в главных валках, из кото­рой видно, что внешний валок имеет больший диаметр и, следовательно, дает большую вытяжку, которую представим условно постепенно увеличивающейся от внутреннего к внешнему очертанию обо­да. Внутренний же валок имеет мень­ший диаметр и дает, следовательно, меньшую вытяжку (уменьшающуюся к внутреннему очертанию). Вследствие не­одинаковости вытяжек получаются и разные обжатия, что при различных диаметрах валков приводит к неодинаковым размерам поверхностей соприкосновения металла с каждым из валков.

Итак, при определении площади соприкосновения металла с вал­ками необходимо прежде всего учесть наличие разницы между диа­метрами валков и кривизну полосы, также оказывающую влияние на подсчет. При этом внешнюю поверхность валков можно принять близ­кой к цилиндрической.

Исходя из условия равенства давления на оба валка и, следова­тельно, одинаковости проекций дуг захвата на основе уравнения (67) можно написать:

или

где и — величины обжатия со стороны каждого валка;

и — диаметры валков.

Далее имеем:

но

Следовательно:

Подставляя значение в уравнение (67), получаем:

 

 

 

 

Фиг. 89. Процесс прокатки колес в эджерных

валках: а — вид спереди;

б — вид сбоку

Фиг. 88. Схема прокатки бан­дажей

в главных валках

 

Однако вследствие кривизны полосы . Отношение величин и равно отношению соответствующих им углов захвата или си­нусов этих углов:

(82)

Отсюда

где и — радиусы валков;

и —наружный и внутренний радиусы бандажа;

и —углы захвата валков;

и —центральные углы начальных точек захвата наружного и внутреннего очертаний бандажа.

Таким образом: окончательно, с учетом кривизны заготовки, имеем:

(83)

а площадь соприкосновения металла с валком равняется:

(84)

По этому же способу можно подсчитывать площади соприкоснове­ния для главного валка колесопрокатных станов.

Определение площади соприкосновения металла с эджерными вал­ками, производящими обжатие диска колеса (фиг. 89), осуществляет­ся значительно проще.

Приравнивая дуги (в направлении вытяжек) к хордам, определя­ем длины последних через радиусы колеса для передней аb и задней cd кромок валка.

Для аb имеем:

где —угол захвата в направлении к центру колеса;

и — радиусы, соответствующие кромкам аb и cd.

Площадь соприкосновения представляет собой трапецию. Опреде­ляем среднюю линию трапеции:

(85)

Ввиду того что определение угла , наличие которого обусловлено конусностью валка, затруднительно, найдем величины хорд, выражая их через величину общего для них обжатия согласно форму­ле (64):

где и — радиусы валка у кромок аb и cd.

Тогда:

(86)

Следовательно:

(87)

В данном случае В =L (длина бочки валка).

Таким же способом определяется и площадь соприкосновения металла с эджерными валками бандажных станов, если они имеют коническую форму. Если же форма их цилиндрическая — зада­ча еще больше упрощается, и площадь соприкос­новения может быть подсчитана почти так же, как для цилиндрических валков листовых станов.