Расчет и исследование напряжений и деформаций станин прокатных станов

Колесников А.Г., Яковлев Р.А.

Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005 г.

ВВЕДЕНИЕ

Станины являются основными базовыми и силовыми деталями рабочей клети, воспринимающими силы прокатки через валки и их подшипники, подушки, нажимные винты и гайки, установленные в поперечинах станин. Различают станины закрытого типа (наиболее распространены), открытого типа (выполняются для удобства перевалки со съемной крышкой и верхней поперечиной) и составные (стойки, ригели и обмотка стальной лентой с натяжением и др.).

Станина является обычно незаменяемой деталью рабочей клети прокатного стана: разрушение ее связано со значительными простоями и убытками [1-7]. Поэтому станины прокатных станов должны иметь достаточную прочность даже при аварийных ситуациях, а также обладать необходимой жесткостью, так как их деформации наряду с деформациями других деталей рабочей клети изменяют раствор валков и влияют на точность размеров проката. Должна быть ограничена также и деформация стоек станины в горизонтальном направлении для листовых, полосовых, штрипсовых и лентопрокатных станов, поскольку она может вызвать защемление подушек при их перемещении во время прокатки.

Поэтому высоки требования к методам расчета станин на прочность и жесткость. В настоящее время для расчета напряжений и деформаций в станинах применяют как аналитические методы расчета с использованием теории сопротивления материалов, начало которых было положено в 30-е годы А.И. Целиковым [2, 3, 6-9], так и современные методы расчета, основанные на применении ЭВМ и методов конечных (МКЭ) или граничных элементов (МГЭ), а такжевариационно-разностного метода для решения задач теории упругости в плоской или объемной постановках [4, 8, 10-12]. Современные методы позволяют более точно математически описать напряженно-деформированное состояние (НДС) станин с учетом их конструктивных особенностей и концентрации напряжений.