Файл: Клименко П.Л. Производство сортового проката [учеб. пособие для рабочих].pdf

При отсутствии уширения

5. УСЛОВИЯ ЗАХВАТА МЕТАЛЛА ВАЛКАМИ

Угол трения определяется наклоном плоскости ОА (рис. 14) в момент начала скольжения по ней тела, когда слагающая сила тяжести Р вдоль плоско­ сти Рх равна противодей­ ствующей ей силе трения

Тх.

где / — коэффициент трения.

Сила трения равна произведению нормальной силы на коэффициент трения

Tx = fN .

26

Сила трения всегда перпендикулярна нормальной силе и направлена в сторону, обратную перемещению.

При соприкосновении полосы с вращающимися вал­ ками возникают силы нормального давления N и трения Т (рис. 16). Сила трения Т со стороны валков стремится

Р.ігс. 15. Схема дейстьия сил на полосу в момент захвата п'рн раз­ ных соотношениях углов <х и ß

втянуть полосу в область деформации, а сила N — от­ толкнуть полосу от валков.

Рассмотрим горизонтальные проекции этих сил

силой, а N sin а — выталкивающей. Очевидно, когда втягивающая и выталкивающая силы равны или вытал­ кивающая сила больше, захват невозможен. Только в том случае, если втягивающая сила больше выталкиваю­ щей, произойдет захват металла валками.

В случае равенства втягивающей и выталкивающей сил Т cos a = N sin а, отсюда T/N = tgn . Так как Т = = fN = tg ß N, получим:

tg а = tg ß, а = ß.

Когда угол захвата а равен углу трения ß, захвата не будет и наблюдается неустойчивое равновесие втяги­ вающих и выталкивающих сил. В этом случае равно­ действующая сил N и Т вертикальна, а ее горизонталь­ ная проекция равна нулю.

Когда угол захвата а больше угла трения ß, захват металла валками невозможен. В этом случае равнодей­ ствующая Р направлена в сторону, обратную направле­

27

нию прокатки. Горизонтальная ее составляющая будет препятствовать захвату.

Если a < ß , равнодействующая Р направлена в сто­ рону прокатки. Горизонтальная составляющая ее будет втягивать металл в валки и тем больше, чем меньше угол а по сравнению с углом ß.

Таким образом, чтобы произошел захват металла валками и начался процесс прокатки, необходимо, что­ бы угол трения был больше угла захвата ß > a , или с учетом предельных условий, ß ^ a .

По мере заполнения очага деформации металлом и перехода к установившемуся процессу соотношение

При установившемся процессе прокатки принимают, что полоса движется равномерно с постоянной скоро­ стью, поэтому сумма горизонтальных сил, действующих

ривая очаг деформации при прокатке. Из рис. 13 следу­ ет, что

28

Выражения (1(5) и (16) указывают на непосредст­ венную зависимость обжатия при прокатке от величи­ ны угла захвата. При данном диаметре валков увеличе­ ние угла захвата дает возможность повысить обжатие, т. е. увеличить производительность стана. Поэтому всегда стремятся вести прокатку с большими углами захвата, однако их величина ограничивается значением коэффициента контактного трения.

В практике прокатного производства для увеличения угла захвата и, 'Следовательно, обжатий 'применяют ис­ кусственное загрубление валков (насечку, наварку). Кроме того, снижают скорость прокатки в момент зах­ вата. Для облегчения захвата конусные слитки подают тонким концом вперед. Угол захвата, а следовательно, и обжатие можно значительно увеличить также путем принудительной подачи металла в валки.

Значение коэффициента трения можно определить расчетом по эмпирическим формулам. Формула Экелунда позволяет вычислить коэффициент трения при захвате для горячей прокатки стали при температуре металла выше 7іОО°С:

29

фициентов, учитывающих скорость прокатки и химичес­

кий состав стали.

Практика производства проката различных видов позволила установить значения коэффициентов трения и максимальных углов захвата; при прокатке блюмов и заготовок на валках с насечкой или наваркой коэффи­ циент трения составляет 0,45—0,52, а максимальный угол захвата 24—32°; при прокатке сортовых профилей коэффициент трения равен 0,36—047, а максимальный угол захвата 20—25°.

6. СКОРОСТНЫЕ УСЛОВИЯ ПРОКАТКИ

По мере продвижения полосы через очаг деформа­ ции площадь поперечного сечения ее вследствие обжа­ тия уменьшается, т. е. Fn> F l> F 2...>Fh. Так как объем металла при деформации остается постоянным, то через каждое поперечное сечение очага деформации в единицу времени должно проходить одинаковое количество металла т. е. должно соблюдаться равенство секундных объемов Fu-ua= F r v] = F2-v2— ...Fh■

Площади поперечного сечения полосы по мере про­ движения ее от плоскости входа к плоскости выхода уменьшаются. Поэтому, чтобы сохранилось равенство секундных объемов, скорости частиц в соответствую­ щих сечениях должны постепенно возрастать: Уц<Ші< <Ш2...<Vh. Эксперименты показывают, что при прокат­ ке скорость выходящего из валков конца полосы больше окружной скорости валков.

Это явление в теории іпрокатки называется о п е р е ­ же ние м.

Математически опережение выражается так:

( 1 8 )

V

где Vh — скорость полосы на выходе из валков; V — окружная скорость валков.

vk — v = Shv , v ll = v { l + S h).

Если известна величина опережения, то легко опре­ делить скорость полосы в плоскости выхода. Допустим, что ѵ^=2 м/с, а 5^=5% , тогда

vh = 2 (1 -)- 0,05) = 2,1 м/с.

30

Зная скорость выхода полосы из валков, легко опре­

т. е. скорость выхода полосы из валков больше скорости входа ее в валки во столько раз, во сколько раз умень­ шается поперечное сечение за проход (на величину ко­ эффициента вытяжки). При коэффициенте вытяжки рі= 1,5 получим

Н|і 1.5

скорости валков. Это сечение 'называется критическим, или нейтральным и его положение определяется углом у (рис. 17). Критическое, или нейтральное сечение раз­

Силы трения, возникающие на поверхности сопри­ косновения металла с валками, относительно нейтраль­ ного сечения, направлены во взаимно противоположные стороны.

31