Файл: Биметаллические трубы..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Тогда

N вп

1

т

у л

I

) (1 — п) ln JLT.

(39а)

 

2,16 5|

Г1

(Ri — R

 

Аналогично находим мощность внутренних сил в деформируемом объеме внутреннего слоя

Nв н 2 2,\6тз2Ѵпл (Ri — Ri) [п lnp

R\—

l n - ^

 

 

 

Rl- R \

R x

\3— i\l h Ä

■n ln

R,PI

 

 

J\ p2

 

 

R i- R i

 

Rr.

 

 

Так как цлгебраическая сумма 2—4-го членов — малая величина (до 3% от суммы), ею пренебрегаем. Тогда

Авн2 = 2,16т52УпЛ (Т? 2 — Го)/г In р.

(40)

При определении мощности сил трения, действующих на поверх­

ности контакта деформируемого металла и инструмента, принимаем

закон распределения удельных сил трения

 

 

 

т = ф%.

 

 

зависящий

от

коэффициента

трения,

Здесь ф — коэффициент,

 

 

формы и размеров очага деформации (рис. 72).

Определим мощность сил трения

 

 

 

 

N т р . М

 

2 J t T s i 0 n ( / ? a - K i )

Фай

 

ІП р —|—

Фй<

(41)

где Іх — высота

 

 

sin 2а

 

Rh

Ж ™ 1

 

цилиндрического

пояска матрицы.

 

7V.Т р . О

 

Я l ^de-T siV n

— —

( R l - R i ) (lnp +

2 ln Rj Ri

 

 

 

V

 

Х5 U 0

 

 

 

 

 

R3+ Ri

 

— 27?! (7? 3 — # 2)] +

2ф^р7?і/„уп] ;

 

 

 

(42)

ЛѴ к =

2n\prsR3Lvn;

 

 

 

 

 

 

(43)

Aep =

4

л

- yRjn-

(tsi [(Rl -

7?pi) -

3Rl (R3 ~ 7?pl)] +

 

 

 

R3 —R1

 

 

 

 

 

 

 

+ TS 2

[ ( 7 ? p i -

R\) -

3Rl (Rpl -

7?!)]).

 

 

 

(44)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

151

Таким образом, определены все составляющие полной мощности, необходимой для прессования биметаллических труб. Полная мощ­ ность деформации также определяется из выражения

N

= Р V

 

І Ѵ П

 

 

где Рп — усилие прессования, кгс.

 

Тогда

 

 

Рп = N jv n.,

(45)

Подставляя составляющие Nn из уравнения

(39а, 44) в выраже­

ние (45), получаем полное усилие прессования биметаллических труб. При расчете с использованием предела текучести на растяжение

или сжатие применяем соотношение т5 = 0,58ат,

температуре, сте­

где сгт — предел текучести

металла при

данных

Тогда

пени и скорости деформации. -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рп = 1,25лсгті ( Р з

— Ri) (1 — п) In ц-]- 1,2 5 ясгТ2 (Рз — Pi) п In ц +

+

1,1 6 ясгт 1 (Рз

Ri)

In ц +

Щ

 

Ri

+

0,58яат2 X

 

 

sin

2с»!

 

—

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

X

(Rl

P i) (lnp +

2 ln

 

2

+ Ri

-2 P i(P 3- P2)

Рз + Pi

+

2фе/цРі/і| — 1,16яфкат1Р3Р +

 

 

 

+

0,4я tg а 0

{ат1 [(Р3 -

Р 3рі) - ЗР? (Р3 -

Р р1)] +

+

стТ2[(Ррі - Ri) - зRi (Ррі -

PO]).

 

 

 

 

 

(46)

По формуле (46) можно аналитически рассчитать усилие, необхо­ димое для прессования биметаллических труб, и его составляющие, т. е. определить усилия, необходимые для преодоления внутренних сил в металле обоих слоев (первые два члена), для преодоления сил трения в матрице, на оправке и в контейнере (соответственно 3, 4 и 5-й члены), а также усилия среза обоих слоев на верхней границе очага деформации (6 -й член).

При коэффициенте плакирования п = О Рп = 1,25я(гті (Рз — Рі) ln jx + 1,16яогті X

X (Р з-Р і)

фУгб

ІПЦ +

tybcR^i

 

éin 2 а0

 

Р2

Ri -

+ 0,58аті

1

 

(P S - P i)

X

Ptg «о

X ( ln ц + 2 ln

— 2 P i (P3 — R‘i) + 2ij5,fUP1/1|

 

2 - P

 

 

 

 

 

Рз +

P;

 

 

 

+ 1,16лфкат1Р 3Т +

0,4я tg а 0

j Оті X

X [(РІ — Pi) — ЗРі (Р3 — Рі)]-

(47)

152

Формула (47) рекомендуется для расчета усилий прессования моно* металлических труб.

В литературе имеются экспериментальные данные истинных пре­ делов текучести стт э для сталей и сплавов многих марок. Они полу­ чены путем испытания образцов на сжатие или растяжение при сте­ пенях деформации, не превышающих обычно 50—70%.

Процесс прессования характеризуется большими степенями де­ формации, достигающими 95—97%, и высокими скоростями. При высоких скоростях прессования происходит интенсивное выделение тепла в очаге деформации и повышение температуры металла, при­ водящее к снижению истинного предела текучести. Следовательно, условия деформации металла при прессовании отличаются от условий, в которых обычно проводят испытания. Поэтому в формулу следует вводить не экспериментальные, а расчетные значения истинного предела текучести.

При определении расчетных значений истинного предела теку­ чести с использованием экспериментальных пределов текучести не­ обходимо ввести поправочный коэффициент, представляющий собой отношение расчетного истинного предела текучести (<тх. р) к экспери­

ментальному

(сгт. э)

 

 

(48)

k =

er,.Т . JР ' а.' ■ ' т

. э

 

 

или

 

 

 

 

 

С Г Т _ р

-

э .

 

 

 

Коэффициент k можно рассчитать по экспериментальным данным

усилий

прессования

монометаллических

труб из

разных металлов

и сплавов.

 

рекомендуется использовать также формулу (47).

Для расчета сгт р

Экспериментальные

величины истинных

пределов

текучести (сгт. э)

в зависимости от скорости деформации рекомендуется принимать по данным А. А. Динника [56].

При определении пт р в условиях прессования стали 10 при температурах 750—850 и 1200—1250° С и стали 0Х18Н10Т при тем­ пературах 1200—1250° С использованы данные исследований авторов по определению фактических усилий прессования монометаллических труб на горизонтальном мощностью 16 МН (1600 тс) и вертикальном мощностью 6 МН (600 тс) гидравлических прессах. Усилия прессо­ вания замеряли гидравлической месдозой. При прессовании при­ меняли стеклосмазки ВНИТИ; скорость прессования составляла 50 — 350 мм/с. Коэффициент вытяжки изменяли в пределах 6 —16. Коэф­ фициент трения принимали равным 0,05—0,08 в соответствии с ре­ комендацией Л. В. Прозорова [57].

Коэффициент

определен

следующим

образом.

По

формуле

В. С. Сморщка

[51 ]

рассчитывают

 

среднюю скорость деформации

Wcp =

~

(р — 1),

а по

графикам

А. А.

Динника

[56]

опреде­

ляют

сгт э. Зная

усилие

прессования

монометаллических

труб из

формулы

(47), определяем

ат

Т

. р *

а

затем значение

коэффи­

циента k для стали различных марок и скоростей деформации.

153

На рис. 73 представлена зависимость коэффициента k от средней скорости деформации. С увеличением скорости деформации k умень­ шается. Объясняется это снижением сопротивления деформации ме­ талла за счет выделяемого тепла в очаге деформации. Чем ниже температура прессования, тем больше разогрев металла в очаге де­ формации, а следовательно, и ниже сопротивление деформации, а также коэффициент k. Коэффициент k для стали 0Х18Н10Т выше, чем для стали 1 0 , т. е. при высоких температурах истинный предел текучести для нержавеющей стали 0Х18Н10Т изменяется в меньшей степени, чем для углеродистой стали 1 0 .

Зная k, по уравнению (48) легко определить сгт р для обоих слоев биметаллической трубы и усилие прессования по формуле (46).

Т а б л и ц а 24

Значение коэффициента С при различной длительности процесса, с *

Р и с .

73.

З а в и

с и м о

с т ь

к о э ф ф

и ц и е

н т а К

д л я

н и з к о у г л е р о д и с т о й с т а л и и 0 Х 1 8 Н 1 0 Т

о т т е м п е р а т у р ы

и

с к о р о с т и

д е ф о р м а ц и и

п р и

п р е с с о в а н и и м о н о м е т а л л и ч е с к и х т р у б :

1 —

н и з к о у г л е р о д и с т а я

с т а л ь

п р и

1200 —

1250° С ;

2 — с т а л ь

0 Х 1 8 Н 1 0 Т

п р и

1200 — 1250° С ;

3 —

н и з к о у г л е р о д и с т а я

 

 

с т а л ь

п р и

750 —850°

С

 

Обжатие

>0,001

0,01

0,1

1,0

 

%

 

 

 

 

 

 

 

10

1,3

1,25

1,10

1,05

 

20

1,55

1,45

1,20

1,10

 

40

1,90

1,80

1,50

1,20

 

75

2,2 5

2,1 5

1,70

1,30

 

90

2,50

2,40

1,80

1,40

и

более

 

 

 

 

 

 

* П р и

д л и т е л ь н о с т и

10 с и

б о л е е д л я

в с е х

у к а з

а н н ы х о б ж а т и й

С =

1,0.

 

При определении пределов текучести цветных металлов в слу­ чаях растяжения и сжатия использованы экспериментальные дан­

ные, приведенные в

работе [58]. Истинный расчетный предел те­

кучести определяли

по формуле И. Л. Перлина

с т т . р — 0 , 5 а т 0 ( 1 +

С ) ,

где аТі0— предел текучести металла при статических испытаниях, МН/м2 (кгс/мм2);

С — коэффициент.

Влияние скорости на изменение предела текучести с достаточной точностью учитывается коэффициентом С (табл. 24).

Сопоставление расчетных [цо формуле (46)] и эксперименталь­ ных усилий прессования биметаллических труб сталь 1 0 + сталь 0Х18Н10Т (изнутри) и сталь 10 +БрОФ 7—0,2 (изнутри) с п = 0,35 (табл. 25) показывает удовлетворительную их сходимость — рас­ хождение не превышает 4—5%. Это позволяет рекомендовать дан­ ную формулу для аналитического расчета усилий прессования би­ металлических труб, а формулу (47) для расчета усилий прессования монометаллических труб.

154

Смотрите также файлы