Шейка. Седьмой калибр (первая клеть). Действительные фланцы. Ложные фланцы. Площадь калибра. Восьмой калибр (стан 850). Площадь шейки:

,

Девятый калибр – стан 850

Высота действительных фланцев:

,

где         

Коэффициент высотной деформации определяется с учетом действующей калибровки.

Коэффициент боковой деформации:

Действительные фланцы

Толщина фланца у основания:

,

Толщина фланца на конце:

,

Площадь фланца:

,

Ложные фланцы

Высота ложных фланцев:

,

Толщина ложных фланцев у основания:

,

Толщина ложных фланцев на конце:

,

Шейка

Толщина шейки:

,

Ширина шейки:

,

,

Площадь шейки:

,

Площадь калибра:

,

Радиусы закруглений между шейкой и действительными фланцами определяются по следующим формулам:

,

где  – величина, постоянная на протяжении всей калибровки и

определяется по формуле:

;

где  – соответствующие размеры готового профиля, определяемые по ГОСТу.

Этими же радиусами оформляются соединение шейки с ложными фланцами и внутренние углы ложных фланцев. Наружные углы фланцев оформляются радиусами, равными половине указанных.

Задача

  Рассчитать размеры швеллерного калибра и выполнит чертежи первых трех (против хода прокатки) калибров с использованием универсальной системы автоматизированного проектирования (САПР) КОМПАС.

Примечание: высота швеллера соответствует ширине калибра.

Таблица 14 – Исходные данные.

№ варианта	№ швеллера	Размеры, мм
		Н	В	d	t	R	r
				4, 4	7, 0	6, 0	2, 5	1, 08	1, 14
				4, 8	7, 5	7, 0	3, 0	1, 1	1, 16
				5, 0	8, 3	8, 5	3, 5	1, 14	1, 16
				5, 0	8, 7	9, 0	3, 5	1, 12	1, 18
				5, 2	9, 0	9, 5	4, 0	1, 1	1, 15
				5, 3	9, 6	10, 0	4, 0	1, 12	1, 16
				5, 5	10, 0	10, 5	4, 0	1, 1	1, 15
				6, 0	10, 5	11, 0	4, 5	1, 11	1, 16
				6, 5	11, 0	12, 0	5, 0	1, 12	1, 18
				8. 0	13, 5	15, 0	6, 0	1, 14	1, 18

Практическая работа №11

Тема: Изучение калибровки рельсов.

Цель: Изучить калибровку валков при прокатке железнодорожных рельсов Р65 и Р50 в рельсобалочном цехе ОАО НТМК и выполнить чертеж калибра рельса с использованием универсальной системы автоматизированного проектирования (САПР) КОМПАС.

Продолжительность работы – 4 часа.

Методические указания

На железнодорожном транспорте и в промышленности приме­няют различные по форме сечения и размерам рельсы, соответ­ствующие Р 51685-2000. Рельсы разделяют на железнодорожные, для стрелочных остряков, трамвайные, подкрановые, узкоколейные и др. Больше всего прокатывают рельсов железнодорожных и узкой колеи. Они характеризуются массой 1 м длины (например, железнодорожные — Р50, Р65, Р75 кг/м).

Рельсовый профиль отличается несимметричностью относи­тельно вертикальной оси, поэтому калибровка валков для про­катки рельсов имеет некоторую особенность. На выбор калибров при прокатке рельсов влияет разница ширины рельса по головке и подошве. Это обстоятельство не позволяет осуществлять про­катку рельсов в разрезном калибре из квадратной или прямо­угольной полосы, как это имеет место при прокатке балок и швел­леров. Чтобы получить подошву рельса, ее подготавливают в спе­циальных трапецеидальных калибрах.   

Дальнейшую прокатку ведут в рельсовых калибрах. Поэтому все калибры по форме разделяют на два вида: тавровые и рельсовые. Тавровых калибров выбирают 3—4, рельсовых 5—7, причем, первым рельсовым калибром является разрезной.

По схеме калибровки валков для прокатки железнодорожных рельсов первый тавровый калибр имеет значительную выпуклость дна, вследствие чего прямоугольная заготовка разрезается на глубину 55—60 мм (рисунок 9).

Рисунок 9 - Схема калибровки для прокатки рельсов.

Это обстоятельство дает хорошую проработку металла будущей подошвы рельса. В последующих тавровых калибрах выполняется разворачивание подошвы рельса. Иногда незначительное разрезание делается также и со стороны головки рельса. Однако заметного улучшения свойств металла головки рельса это не дает, поэтому разрезание по головке не имеет широкого распространения.

Прокатку в тавровых калибрах производят со значительным стеснением. Выпуск в первых калибрах принимают 10—20 %, в последних 6—15 %. Высоту тавровых калибров выбирают в со­ответствии с высотой прокатываемого рельса и величиной уширения по шейке в процессе прокатки в рельсовых калибрах. Высот­ная деформация в трапецеидальных калибрах обычно составляет 1, 1—1, 3, а для создания вынужденного уширения в участках будущей подошвы она составляет 1, 5—2, 5.

При прокатке рельсового профиля большое внимание уде­ляется получению правильной выпуклости головка рельса, при этом шейка профиля должна быть строго перпендикулярна к основанию подошвы.

В связи с этим разъем валков у головки рельса чистового калибра делают посередине, а ось калибра располагают не параллельно, а под некоторым углом к средней линии валков, который принимают не меньше угла выпуска калибра по подошве. При построении чистового калибра его размеры в горячем виде берут с учетом минусового допуска.

Деформация металла в разрезном рельсовом калибре имеет иного общего с деформацией в разрезном балочном калибре. Различие заключается в том, что в разрезной рельсовый калибр заготовку задают с подготовительными фланцами подошвы.       

Разрезающие гребни рельсовых калибров делают более тупыми, так как имеется меньшая опасность утяжки фланцев, поскольку масса металла во фланцах рельсовых калибров по сравнению с шейками значительно больше, чем при прокатке балок. Обжатие фланцев подошвы по высоте в разрезном калибре составляет в действующих заводских калибровках от 20—25 мм для рудничных рельсов и до 35—50 мм для железнодорожных.

По толщине фланцы в разрезном калибре не обжимают.

Разрезной и промежуточные калибры при прокатке рельсов выполняют как прямыми, так и наклонными, причем, наклонные
калибры получают большее распространение.                              

Вытяжка при прокатке рельсов несколько меньше, чем при  прокатке других фланцевых профилей. Равномерность деформа­ции отдельных элементов профиля наблюдается лишь в проходах, близких к чистовому, и чистовом. В остальных проходах имеет место неравномерная деформация.   

Это объясняется тем, что в тавровых калибрах фланцы подошвы получаются очень близкими по своей толщине к размерам готового профиля. В то же время формирование шейки в этих проходах еще не началось. Поэтому в  первых проходах деформация шейки, намного превышает деформацию головки и шейки рельса. Хотя вытяжка по шейке почти всегда больше, чем по головке и подошве, это не приводит к сильной утяжке фланцев, как наблюдается при прокатке балок и швеллеров. Это явление объясняется тем, что обжимаемый участок металла в шейке составляет меньшую часть площади всего профиля, чем это имеет место в балках и швеллерах. Напротив, более опасно уменьшать вытяжку по шейке в сравнении с вытяж­кой по подошве и головке, так как это может привести к ее растя­жению и появлению разрывов.

Суммарную вытяжку при прокатке рельсов от разрезного калибра к чистовому обычно принимают не более семикратной. Средняя вытяжка составляет 1, 2—1, 22. На основании общей вытяжки и общего числа проходов намечают частные вытяжки для каждого элемента профиля в каждом проходе. В чистовом и предчистовом калибрах стремятся иметь равные вытяжки по отдель­ным элементам профиля. Походу калибровки от чистового калибра к черновым вытяжка возрастает, как и при прокатке профилей.

При прокатке в рельсовых калибрах наблюдаются приращение фланца в открытом и утяжка в закрытом ручьях. При этом утяжка фланца подошвы в закрытом ручье чистового калибра составляет 6—8 мм, приращение в открытом 0, 6 мм; в остальных калибрах утяжка составляет 7—10 мм, а приращение 1 мм. Головка рельса во всех калибрах получает высотное обжатие, которое в чистовом калибре составляет 1—3 мм; в остальных калибрах обжатие головки по высоте принимают в закрытом ручье 1—3 мм, в от­крытом 0, 5—1, 0 мм, Уширение в чистовом калибре составляет 2—4 мм, в остальных калибрах уширение определяется из зави­симости,              

Δ В = 2 + (n — 1) мм,

где n — номер прохода (начиная от чистового калибра).

Высоту исходной заготовки определяют из условий возмож­ности захвата металла валками. Угол захвата обычно составляет 23—25°, но из-за значительного стеснения в тавровом калибре угол захвата может быть повышен до 30°. Ширину исходной за­готовки берут из условия стеснения уширения в тавровых калиб­рах. Радиусы закругления принимают по тем же соображениям, что и при калибровке швеллера и балки, т. е. радиусы закругле­ний берут пропорциональными толщине данного участка.

Таким образом, при калибровке валков для прокатки рельсов или других профилей необходимо принять схему прокатки, наме­тить вытяжки по элементам профиля в каждом проходе и изменение размеров полосы по ширине, а, следовательно, определить раз­меры калибра в каждом проходе. Построением шаблонов калиб­ров и монтажной схемы заканчивается работа по составлению калибровки. Окончательный выбор размеров заготовки, формы и размеров калибров можно установить лишь после опытной про­катки.