ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
Расчет |
температуры |
охлаждения |
заготовок |
при обкатке (биллетнровке). |
||||||||||||||
Пример |
33. Слиток |
массой |
3 |
т, |
нагретый |
до 1200° С, |
транспортировали |
|||||||||||
к ковочному прессу в течение |
2 |
мин, а |
затем |
обкатывали |
в |
течение |
2 мин. |
|||||||||||
Определить |
температуру |
блока в |
конце |
обкатки. |
Температура |
в |
цехе |
.20° С. |
||||||||||
К моменту начала обкатки при т=2,0 |
мин = 0,0333 ч, #=0,288 |
м, г| = 0,9. |
||||||||||||||||
Критерий |
Фурье |
для |
транспортировки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0,02-0,0333 |
= 0,00895. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Fo T P = — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
р |
0,2882-0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
По |
графику, |
показанному |
на |
рис. 34, |
В і т р = 0 , 5 7 |
для |
FoT P =0,00895 и |
|||||||||||
слитка |
массой |
3 т, на рис. 14 и 15 0^р |
=0,955, 0 Ц = 1 . |
|
|
|
|
|
||||||||||
Температура |
слитка |
в момент |
начала обкатки |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
t„ = 0,955 (1200 — 20) + |
20 = |
1150 °С; |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
/ ц = |
1200 °С. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
За |
период |
обкатки при т = 2 |
мин = 0,0333 ч, # = 0,288 м, |
т]=0,9 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Fo o c = |
0,02-0,0333 = 0,00892. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
0 |
0 ,2882.0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Суммарное |
значение |
критерия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Fo = F o r p |
+ Fo o 6 |
= |
0,00895 + |
0,00892 я |
0,0179. |
|
|
|
|||||||
По |
графику, |
приведенному |
на |
рис. 37, |
Bi0 c =0,81 |
для Fo=0,0179, |
темпе |
|||||||||||
ратуры |
начала |
обкатки 1150° С и слитка |
массой |
3 т. |
|
|
|
|
|
|||||||||
По |
графикам, |
данным на рис. 14 и |
15, для |
Fo0 o=0,00892 |
и |
B i o 6 = 0 , 8 1 : |
||||||||||||
|
|
|
|
|
2 П 1 |
= |
0,917; |
2 Ц 1 = |
1. |
|
|
|
|
|
||||
Знаком 2і обозначено первое слагаемое относительной температуры [см. |
||||||||||||||||||
формулы (120) |
и (121)] для поверхности |
и центра |
блока. |
|
|
|
|
|||||||||||
По |
графикам, |
показанным на рис. 22 и 23 для FoO 6=0,00892 и |
Bi0 o=0,81, |
|||||||||||||||
находим второе слагаемое относительной температуры |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
2 П 2 = |
0,616 |
и 2 Ц 2 = 0,887 |
|
|
|
|
|
||||||
[см. формулы (120) и (121)]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Определяем температуру блока после обкатки. |
|
блока |
|
|
||||||||||||||
Относительная температура |
на поверхности |
и в центре |
|
|
Єп = 2 п 1 Л - - | г ^ + 2 п 2 - 2 9 ' ;
Єц - 2 щ ( і - - ! г - ) + 2 ц . . 2 Є \
Эти выражения соответствуют формулам (120) и (121). Температура на поверхности и в центре блока
|
«л |
= ; |
г і Вц = : |
г • |
|
|
Неравномерность |
температуры |
по |
сечению |
слитка в момент |
начала |
|
обкатки |
|
|
|
|
|
|
|
'ц — 2 ( 1 2 0 0 — 1150) |
|
|
|||
6 = 2 |
~г |
' = |
, г п |
г - ^ |
= 0,088. |
|
|
/ п |
— / с |
1150 — 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5* |
131 |
Температура на поверхности и в центре блока
/ 0,088 \
0П = 0,917 П — -у^-J + 0,616.2-0,088 = 0,925;
/ п = 0,925 (1150 — 2 0 ) + 20 = 1065 °С;
/0,0088\
|
в ц = 1 ( 1 — " о ~ ^ ~ ) +0,887.2-0,088 = |
1,047; |
|||
|
|
' ц = |
1,047 (1150 — 2 0 ) + 20 = |
1200 °С. |
|
Пример |
34. |
На сколько ниже будет температура |
блока (при условиях, |
||
аналогичных |
условиям |
предыдущего' примера), |
если продолжительность об |
||
катки увеличится |
в 2 раза, т. е. будет составлять -1 мин. |
|
При решении этого примера по аналогии с предыдущими, устанавливаем, что температура на поверхности блока по сравнению с температурой, полу
ченной в примере |
33, будет на 50° ниже. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Пример 35. |
Два |
|
слитка |
массой |
|
10 т |
нагреты до |
1200° С. Один |
из них |
|||||||
транспортировали к ковочному прессу 3 мни и обкатывали |
3 |
мни, |
другой |
||||||||||||||
транспортировали |
6 |
мин и обкатывали 6 |
мин. Температура |
в |
цехе |
20° С. |
|||||||||||
Определить температуру на поверхности блоков после обкатки. |
|
|
|||||||||||||||
|
Для |
периода |
транспортировки |
обоих |
слитков при т, = 3 |
мин, Тг=6 мин, |
|||||||||||
R = 0,448 |
м, 11 = 0,875 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
F o T P 1 = |
|
|
0,02-3 |
— = |
0,0057; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Т |
Р |
0,4482-0,875-60 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
¥ОгРЗ |
= 0,0114. |
|
|
|
|
|
||||
рис. |
По |
графику, |
показанному |
на |
|
рис. 34, |
В і т р і = 0,515, |
В і т р і = 6,585, по |
|||||||||
14 0,,І=О,955, /пі = П50°, 0„2=О,932, / „ . = 1120°. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Для |
периода |
обкатки |
первого |
блока |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Foofii = |
|
|
0,02-3 |
= |
0,0057. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
0 |
6 1 |
0,4482-0,875-60 |
|
|
|
|
|
|||||
|
Суммарное значение |
критерия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
FO! = |
0,0057 + |
0,0057 = |
0,0114. |
|
|
|
|
|||||
|
По |
графику, |
приведенному.на |
рис. 37, по суммарному значению критерия |
|||||||||||||
Fo |
при температуре |
1150° С для слитка массой |
10 т находим, что Bio c=0,98. |
||||||||||||||
|
По |
графикам, данным на рис. 14 и 15, 2 п і =0,92, 2 щ = 1 для Fo0 o=0,0057 |
|||||||||||||||
и Bi„=0,9S, на рис. 22 и 23 £ „ 2 = 0 , 5 , |
2 ц 2 =0,78 . |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Температура |
первого |
блока |
в момент |
конца обкатки |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
0, = |
2(1200 — 1150) |
0,0884; |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
— |
|
= |
|
|
= |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1150 — 20 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
/ |
0,0884\ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
0пі = 0,920 ll — -^-jjg-J |
+0,500-2-0,0884 = 0,925; |
|
|
||||||||||||
|
|
|
/ п 1 |
= |
0,925 (1150 — 2 0 ) + 20 = 1066 °С; |
|
|
|
|||||||||
|
|
в щ = |
|
|
f |
0,0884\ |
|
|
1,048; |
|
|
||||||
|
|
|
1,0 М - - |
^ |
- |
J |
0,78-2-0,0884 = |
|
|
||||||||
|
|
|
/ ц 1 |
= |
1,048 (1150 — 2 0 ) + 20 и 1200 °С. |
|
|
|
|||||||||
|
Рассчитаем температуру |
второго блока. Обкатка его начинается при |
|||||||||||||||
1120° С. Для этой температуры |
на рис. 37 нет кривых |
Fo—Bi. Поэтому нахо |
дим интерполяцией критерий Bi между значениями этого критерия при тем пературах 1150 и 1100°С
Для |
обкатки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F o 0 6 2 = 2-0,0057 |
= 0,0114. |
|
|
|
|
|
|||||||
Суммарное |
значение |
|
критерия |
для |
транспортировки |
н |
обкатки |
при |
|||||||||
1150° С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Foofiiibo = |
0,0057 + 0,0114 = 0,0171. |
|
|
|
|
|
|||||||
По |
графику, |
|
приведенному |
на рис. 37, Bi0 ouon= 1,25 |
для |
Foo eu50=0,0171 |
|||||||||||
п слитка массой |
|
10 т. При |
продолжительности |
транспортировки, |
соответст |
||||||||||||
вующей |
началу |
обкатки |
при |
г п = П О 0 ° С |
(см. рис. 37) |
FOT P HOO=0,015. Сум |
|||||||||||
марное |
значение |
|
критерия |
Фурье |
для транспортировки и обкатки |
при 1100°С |
|||||||||||
|
|
|
|
F o o 6 |
U 0 |
0 |
= |
0,015 + 0,0114 = |
0,0264. |
|
|
|
|
|
|||
Для |
Fo0 6iioo=0,0264 и слитка |
массой |
10 т |
Ві<,опоо= 1,155 |
(см. рис. |
37). |
|||||||||||
Для |
обкатки |
|
при температуре |
1120° С |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Ri |
|
_ |
в : |
|
|
|
( П 5 0 - 1120) ( В І Ц 5 В - В І 1 Ш ) |
|
|
|
||||||
|
В , П |
2 |
° ~ |
В ' 1 |
Ш |
|
|
|
|
1 1 5 0 - 1100 |
|
|
= |
|
|
||
|
|
|
|
( 1 1 5 0 - 1 1 » ) |
( 1 , 2 5 - 1,155) |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1150 — 1100 |
|
' |
' |
|
|
|
|||
По |
рис. 14 и |
15 2 П 1 = 0,88, |
2ц, = 1 для B i M 2 o = 1,193 |
и |
Foo 6 2=0,0114. По |
||||||||||||
рис, 22 и рис. 23 2п2=0,410, |
2ц 2 =0,695. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Температура |
блока в конце |
обкатки |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2(1200— 1120) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
6 |
= |
— 1120 — 20 |
= |
0,145; |
|
|
|
|
|
/0,145\
Єл = 0,88 ( 1 — y ^ J + 0,410-2.0,145 = 0,881;
|
tn = |
0,881 (1120 — 20) + 2 |
0 = 990° С; |
||||
9 |
f |
|
0,145 \ |
+ 0,695 |
-2.0,145= |
1,068; |
|
Ц = 1,0 М |
- ^ J |
||||||
|
tu. = |
1,068 (1120 — 20) + 20 = |
1190° С. |
||||
Пример 36. |
Слиток |
массой 27,6 |
м, нагретый |
до |
температуры 1240° С, |
после транспортировки к ковочному прессу начинали обкатывать при темпе
ратуре его поверхности |
1150° С. Продолжительность обкатки |
6 мин. Опреде |
|||||||||||
лить температуру на поверхности блока в момент окончания обкатки. |
|||||||||||||
Для |
периода |
обкатки при т = 6 мнн = 0,1 |
ч, /?=0,611 |
м, т]=0,9 |
|||||||||
|
|
|
|
FOOB = |
0,02-0,1 |
= 0,006. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
•— |
|
|
|||||
|
|
|
|
0 |
6 |
|
0,611*.0,9 |
|
|
|
|
||
По |
графику, |
приведенному |
на рис. 37, для |
температуры |
нагрева 1200° С |
||||||||
и слитка массой 10 т |
критерий Foi2oo, при котором слиток |
охладился до |
|||||||||||
1150° С, составляет 0,0055; |
по графику, |
данному |
на рис. 38, для температуры |
||||||||||
1300° С Fo,3oo = 0,0218. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Суммарное значение критерия |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
F ° i 2 0 0 |
= |
F o 1 2 0 0 |
+ |
Fo o 6 |
= |
0,0055 + |
0,006 = |
0,0115; |
||||
|
F o ^ J 0 |
= |
F o 1 3 0 0 |
+ |
Fo o 6 |
= |
0,0218 + |
0,006 = |
0,0278. |
По графикам, приведенным на рис. 37 и 38, для найденных значений критерия Fo Віі2оо=1,0; Віізоо=0,855.
Для |
температуры |
1240° С |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
A R . |
|
40 (Віиор + |
B i 1 3 0 0 ) |
40-0 , 0 1 45 |
|
|
||||
|
|
АВ . 1 М „ |
= |
— |
|
= |
ш |
— |
= 0,058; |
|
||
|
|
Віігіо = В і 1 2 0 о — АВіі24о= |
1,0 — 0,058 = |
0,942. |
|
|
||||||
По |
графикам, |
показанным на рис. |
14 и |
15, |
2„і = 0,093, |
2„* = 0,52 |
для |
|||||
F o o 6 = 0,096 и |
BiiI 4 O =0.942. |
температура |
поверхности блока |
|
||||||||
В момент |
окончания |
обкатки |
|
|||||||||
|
|
|
|
„, |
2 ( 1 2 4 0 - 1150) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
= —* |
|
= |
0,16; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1150 — 20 |
|
|
' |
|
|
|
|
|
|
9П = |
0,93 ^ 1 — |
+0,52 - 2 - 0,16 = |
0,939; |
|
|
|||||
|
|
|
t„ = 0,939 (1150 — 20) + 20 = 1080° С. |
|
|
|||||||
Расчеты температуры |
охлаждения заготовок |
при протяжке |
и при протяж |
|||||||||
ке с предшествующей |
обкаткой. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
При |
обработке |
экспериментов |
по охлаждению |
заготовок в |
процессе |
про |
тяжки графики критериальной зависимости Fo—Bi строили исходя из услов ного постоянного среднего радиуса слитка и температуры его поверхности.
Поэтому эти графики могут быть использованы |
при |
расчете |
температуры |
||||||||||||||
поверхности заготовки в процессе протяжки. При определении |
температуры в |
||||||||||||||||
центре заготовок необходимо учитывать уменьшение их диаметра |
при про |
||||||||||||||||
тяжке. Для расчетов температуры в центре заготовок критерий Fo |
необходи |
||||||||||||||||
мо определять исходя из конечного диаметра |
поковки. |
|
|
|
|
||||||||||||
Пример |
37. Какова температура |
металла |
в конце |
ковки вала |
диаметром |
||||||||||||
350 мм, откованного из слитка |
мягкой |
стали |
массой |
3 т. Температура нагре |
|||||||||||||
ва слитка |
1300° С; |
температура |
воздуха |
в |
цехе |
20° С; |
продолжительность |
||||||||||
транспортировки |
слитка 3 мин; обкатки |
и протяжки — 15 мин. |
|
|
|||||||||||||
При |
т т |
р = 3 мин, т П р = Ю |
мин, /?сл = 0,288 |
м, т| =0,9 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
F o r p = |
|
|
0,02-3 |
|
= 0,0134; |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
р |
0,2882 |
-0,90-60 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
0,067; |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
F o n p = — 0,013 4 = |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F o c y M |
= |
0,0134 + |
0,067 « |
0,08. |
|
|
|
|
|||||
По |
графику, |
приведенному |
на |
рис. 35, BiT p = 0,65 для FoT p =0,0134. |
|||||||||||||
По |
графику, |
приведенному |
на |
рис. 14, находим |
0U =O,915, откуда |
||||||||||||
|
|
гп |
= |
0,915 (1300— 20) + |
20 = |
1192° и |
1200° С. |
|
|
||||||||
По графику, |
данному на |
рис. 38. Bi„ P = 1,12 для F o c y M |
= 0,08 |
и |
( П = ' 2 0 0 ° С . |
||||||||||||
По |
графикам, |
показанным |
на |
рис. 14 и рис. 22, Sn i=0,702, |
Sn 2 =0,395 |
||||||||||||
для Fon p =0,067 и ВіП р=1,12. |
поковки в момент окончания ковки |
|
|||||||||||||||
Температура поверхности |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2(1800 - |
1192) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1192 — 20 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
9П |
= |
0,702 ^ 1 — у^~^ |
|
+ 0,395-2-0,185 = |
0,732; |
|
|||||||||
|
|
|
|
Гп = 0,732 (1192 — 20) + |
20 = |
876° С. |
|
|
|
||||||||
Температура |
в центре поковки вала |
при т = 1 0 мин и ЛР асч=і?пон = 0,175 м |
|||||||||||||||
|
|
|
|
РЬЦ |
^ |
|
|
|
0,1752 •60 |
0.109. " |
|
|
|||||
|
|
|
|
ц |
п2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч р а с ч
По графикам, |
приведенным |
на |
рис. 15 и 23 |
2ці = 0,963, |
|
2цг = 0,595 |
для |
F o n = 0,109 и |
В і П Р = 1 , 1 2 ; |
||
0ц = |
0,963 Л |
|
|
+ 0,595-2.0,185 = 1,025; |
|
|
*ц = 1,025 (1192 |
— 2 0 ) + 2 0 = |
1220° С. |
||
Пример 3S. Из |
слитка |
массой 7,0 т ковкой |
получают ступенчатый вал. |
Продолжительность протяжки верхней (прибыльной) части слитка и отрубки
прибыли 6 мин, протяжки |
донной части слитка |
на диаметр |
380 мм — 10 мин. |
||||||||||||||||||
Температура |
нагрева |
слитка |
|
1300° С, |
продолжительность |
транспортировки |
|||||||||||||||
4 мин, температура |
в |
цехе |
20° С. Определить |
температуру |
донной части |
по |
|||||||||||||||
ковки вала в момент окончания протяжки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Для |
периода |
охлаждения |
донной |
|
части |
слитка |
на |
воздухе |
при |
||||||||||||
Л = 0,38 |
м, т)=0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
т = |
т т р + |
т п |
р 1 = |
4 + |
6 = 1 0 |
мин, |
|
|
|
|
|
|
||||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02-10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Fo T P |
= |
|
я |
0,0257. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
п |
п п |
п п |
п |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
0 |
,382-0,9-60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
По |
графику, |
приведенному |
|
на |
рнс. 35, В і т р =0,7 2 |
для |
Fo=0,0257. |
донной |
|||||||||||||
По |
графику, |
показанному |
на |
рнс. 14, |
температура |
поверхности |
|||||||||||||||
части слитка |
в момент |
начала |
ее протяжки для Fo=0,0257 |
и В і т р =0,7 2 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0П ~= 0,875; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
tn = |
0,875 (1300 — 20) и |
1150° С. |
|
|
|
|
|
|||||||||
Для |
продолжительности |
протяжки |
донной |
части |
|
слитка |
и суммарного |
||||||||||||||
времени |
продолжительности |
протяжки |
и |
транспортировки |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Fon<,2 = |
|
0,02-10 |
= |
0,0257; |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
0,382 -0.9.60 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
п |
р 2 |
|
|
' |
' |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
F o c y M |
= |
F o n p 2 |
+ |
FOTJ, = 0,0257 + |
0,0257 = |
0,0514. |
|
|
|
||||||||||
По |
графику, |
приведенному |
|
на рнс. 38, ВіП р2=Т,25 для Foc y Bt=0,0514, |
|||||||||||||||||
температуры |
поверхности 1150° С и слитка |
массой |
7,0 т. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Определяем температуру поверхности донной части поковки вала |
в мо |
||||||||||||||||||||
мент окончания |
протяжки. По |
графикам, |
показанным |
|
на |
рис. 14 и рис. 22, |
|||||||||||||||
2 П ,=0,795 и 2П 2 = 0,370 для Fo=0,0257 |
и |
B i = l ,25: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 (1300— 1140) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
0' |
= |
— |
1140 — 20 |
- = |
0,286; |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
/ |
|
|
0,286\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0П = |
0,795 I |
1 — у—- |
J + |
0,370-2.0,286 |
= 0,826; |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
/„ = 0,826 (1140 — 2 0 ) + 20 = |
945° С. |
|
|
|
|
Определяем температуру в центре донной части поковки вала в момент окончания протяжки. При І?расч=#пок=0,І90 м имеем
|
от |
0,02-10 |
Fonp2 = |
= |
= 0,1025. |
п р 2 |
д 2 „ |
0,1902.0,9-60 |