II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Выполненный ранее анализ замеров нагрузов в линии привода автоматстана показал, что значение суммарного крутящего момента в первом наиболее тяжелом переходе установившегося процесса прокатки не превышает 175кНм. Согласно расчётам по длительной выносливости зубчатых зацеплений допустимая величина крутящего момента кНм, в то время, как измеренные нагрузки установившегося режима прокатки на каждом из шпинделей рабочих валков не превышали 85 кНм в первом и 38 кНм во втором переходах. Предельные пиковые нагрузки для зубчатых колёс по условиям контактной и изгибной прочности равны   мПа,   мПа, т.е. вдвое превышают измеренные значения пиковых нагрузок крутящих моментов. На основе данного анализа требуется, чтобы момент срабатывания не превышал 600 кНм.

Диаметр срезного участка d = 40 мм. В соответствии с конечно элементным расчетом разрушение по галтельному участку такого срезного элемента происходит при пиковым значениям крутящего момента  не более 500 кНм. Это соответствует наибольшим моментам измеренных пиковых нагрузок, но в 1.5 раза уступают критериям прочности наиболее слабого звена главного приводного устройства автоматстана, что является основной причиной несанкционированных остановок.

С целью уменьшения продолжительности таких остановок требуется изменить конструкцию предохранительных элементов.

На точность аварийного срабатывания влияет целый ряд трудно учитываемых факторов: неточность изготовления и рассеяние прочности материалов срезного элемента, постепенное снижение его прочности  вследствие накопления усталостных напряжений, неравномерное нагружение  при большом числе срезных элементов.

При определении размеров и выборе конструкции предохранительного элемента следует учесть, что установленное значение предельного момента [T] по слабому звену (800 кНм) в 1,5 раза превышает кратковременные пиковые значения нагрузок, возникающие в период захвата заготовки прокатными валками, и является исходным значением при расчете диаметров срезных пальцев.   

Учитывая относительную погрешность срезающего усилия, обусловленную отклоне­ниям от предела прочности материала пальца -  и коэффициента пропорциональности , принимаем гладкой цилиндрической формы срезного элемента d = 45 мм, глубина канавка 2,2 мм и посадочный диаметр пальца 50 мм. Рекомендуемые посадки: для пальцев во втулках  H7/h8, для посадки втулки во фланец муфты H7/h6.  Рекомендации использованы на ОАО Челябинский трубопрокатный завод.