Файл: Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 125

Скачиваний: 0

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

в весьма узких пределах. Поэтому, как отмечают И. М. Меерович и др. [100], на станах горячей прокатки следует стремиться к полу­ чению минимальной поперечной разнотолщннности с учетом устой­ чивого положения полосы в валках во время прокатки.

Рис. 51. Зависимость изменения 6ДН от Р ][ъг/Р при прокатке полос из стали

08кп — 1,2 мм), стали СтЗ (Н i= =■ 2,5 мм) (а) и алюминия AIM (б):

Рисунок

Номер кривой

 

!

а/

2

3

4

5

6

б7

8

9

10

О

2

O'»

«д

 

с

5:

СО

03

0,48

1,2

9

0,48

2,5

14

0,76

1.2

10.

0,76

2,5

14

0,80

1.2

10

0,80

1.2

8

0,4 8

5.7

16

0,60

3,0

20

0,76

5,7

16

0,88

3,0

21

Влияние противоизгиба рабочих валков на неравномерность рас­ пределения qnв контакте рабочего валка с полосой и опорным валком показано на рис. 52. Зависимости, приведенные на рисунке, относятся к случаям прокатки образцов 125— 129 (B/L = 0,48) и 151— 156 (BIL = 0,76) (см. табл. 16). Из полученных данных следует, что с из­ менением усилия противоизгиба неравномерность распределения по­ гонного давления в контакте рабочего и опорного валков изменяется более интенсивно, чем в контакте рабочего валка с прокатываемой

полосой. При прокатке узких полос (BIL = 0,48) равномерное по длине бочки межвалковое давление достигается при Рпзг1Р — 0,17, что хорошо согласуется с результатами измерения радиальной де­ формации рабочего валка в контакте рабочего и опорного валков

(см. рис. 45).

Графики, приведенные на рис. 51, 52, позволяют оценить попереч­ ную разнотолщинность, получаемую полосой за проход, и неравно­

 

 

 

 

го

 

 

 

 

8- 2,0

Рис. 52. Зависимости нерав-

\

,г

номерного

распределения

 

£ W

<7П от отношения

Яизг/Р в

 

^

упруго-пластическом (/) н

^

}Q

упругом (2) контактах при

 

'

прокатке

полос

различной

 

(S

ширины (штриховые линии—

 

для образцов с B/L = 0,48,

 

 

сплошные

0,76)

 

 

 

мерность распределения погонного давления на поверхностях контакта рабочего валка с опорным и с полосой при прокатке на стане 205/360 х 500. Однако эти диаграммы не являются универсальными, так как в зависимости от конструкции стана и параметров валков их упругие деформации изменяются. Для выбора оптимальной вели­ чины усилия противоизгиба необходимо применительно к каждому данному стану кварто произвести пересчет с учетом соотношения плеч приложения усилий противоизгиба и соотношения диаметров рабочего- и опорного валков сравниваемых станов.

6. ВЛИЯНИЕ НАТЯЖЕНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ПОЛОСЫ

Способность натяжения оказывать влияние на распределение об­ жатий по ширине полос лежит в основе действия систем автомати­ ческого регулирования их толщины. Благодаря воздействию натя­ жений можно поддерживать полосу по оси прокатки. Натяжение способствует также самовыравниванию распределения вытяжек по ширине полос, что является важным фактором для поддержания пло­ скостности полосы [5, 102]. Величина максимально возможного на­ тяжения ограничивается прочностью материала полосы. Экспери­ ментальные данные об эпюре распределения натяжения по ширине полос были получены с помощью бесконтактных датчиков натяже­ ния в нашей стране [102] и Англии1.

В настоящее время отсутствуют сведения о распределении нор­ мального давления, натяжения и обжатия по ширине полосы. Экс­ перименты, проведенные на стане кварто 205/360 X 500, позволили получить такую комплексную информацию.

1 British Steel Corporation. BISRA annual Report, 1969. Publisheed by BISRA, . London.

6 П; И- Полухин

§J

Переднее и заднее натяжения вызывают в полосе растягивающие напряжения, которые накладываются на внутренние продольные на­ пряжения, возникающие вследствие неравномерности вытяжек по ширине полосы. В результате совместного действия этих напряже­ ний снижается давление металла на валки и уменьшается толщина полосы на выходе из валков.

 

■х/1д

Рис.

54. Распределение показателя сил

 

 

контактного трения (а), продольных на­

 

 

пряжений (б), обжатий (в),

погонного

Рис. 53.

Эпюры контактных напря­

давления (г) и радиальной

деформации

жений и их отношения при прокатке

рабочего валка (б) по ширине

полосы

образца

138 (обозначения — см.

при

прокатке образца

138

(Да —

рис. I)

 

= 10,5 кгс/мм2)

 

 

Влияние переднего натяжения на. распределение контактных на­ пряжений и обжатий, на упругие деформации валков и другие пара­ метры при прокатке образца 138 показано на рис. 53—55. Сравнение данных, полученных при прокатке с передним натяжением, равным 10,5 кгс/мм2, образца 138 (табл. 20) и при прокатке без натяжения образца 112 (см. табл. 17, рис. 39—42), имевших одинаковые исход­ ные поперечные сечения и прокатанных с одинаковыми обжатиями (еср для образца 112 равно 27,2%, для образца 138 27,5%), показало, что полное давление металла на валки при прокатке образца 138 уменьшилось на 6%. Вследствие понижения полного давления ме­ талла на валки прогиб опорного валка уменьшился на 1,5 мкм, а не­ равномерность зазора между рабочими валками составила 17,5 мкм на сторону вместо 18 мкм при прокатке образца 112. Однако сидьнее

82

всего воздействие натяжения сказалось на распределении контакт­ ных напряжений по ширине прокатываемой полосы и упругих де­ формациях рабочего валка в зоне контакта с полосой.

Разница между максимальными значениями давления на краю и на середине полосы при прокатке с натяжением (см. рис. 53) соста­ вила 30 кгс/мм2 и при прокатке без натяжения (см. рис. 40) 19 кгс/мм2. Вследствие увеличения неравномерности распределения нормального давления увеличилась неравномерность упругого сжатия рабочего

Рис. 55. Прогиб опорного валка (/), взаимодействие прогиба опор­ ного валка и радиального сжатия рабочего валка в контакте с опор­

ным (2), взаимодействие прогиба опорного валка и сближения осей

валков (5), активная образующая рабочего валка (4) и эпюра меж­ валкового (погонного) давления при прокатке образца 138

валка в контакте с прокатываемой полосой, а стрела вогнутости рабочего валка на ширине полосы уменьшилась и составила 3,5 мкм на сторону (см. рис. 55) вместо 5 мкм на сторону при прокатке об­ разца 112 (см. рис. 37). Распределение обжатий по ширине полосы стало более равномерным (см. рис. 38). Величина 6ДЯ при прокатке образца 138 составила +11 мкм, образца 112 + 1 7 мкм. Стрела вы­ пуклости поперечного профиля полосы 6Я 2 после прокатки также стала меньше и составила 3,5 мкм на сторону, что хорошо согласуется с разностью зазоров между валками на середине и на краю полосы (см. рис. 55). Таким образом, в результате действия переднего натя­ жения отмечено снижение поперечной разнотолщинности полосы на 35%.

Снижение поперечной разнотолщинности полос наблюдается также при прокатке с передним и задним натяжением. Эксперимен­ тальные данные показывают, что выравнивание обжатий происходит при прокатке и узких, и широких полос (см. табл. 16 и 20). Если сравнить 6ДЯ при прокатке образцов 132 и 111, то окажется, что при прокатке с передним и задним натяжениями неравномерность распределения обжатий уменьшилась в два раза. Для случаев про­ катки широких полос при меньшем уровне натяжений (образцы 192— 195, табл. 20, и 150, 151, 164, табл. 16) неравномерность распределе­ ния обжатий снизилась на 30%. При этом наряду с уменьшением

разнотолщинности

полос отмечено увеличение неравномерности рас-

6*

83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

а б л и ц а 20

Р асп р ед ел ен и е

н о р м ал ь н о го

д а в л е н и я , р а д и а л ь н о й

д е ф о р м ац и и

р аб о ч е го

в а л к а й

,

о б ж а т и я

п о ш и р и н е

п олосы

и з

с т а л и

0 8 к п

при п р о к а т к е с

н а т я ж е н и е м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

В

 

 

 

Р / Р,

6н ,

бн.

6Д н

 

 

 

 

max’ '<гс/мм*

 

 

Д /?т а х ,

мкм

 

Е. %

 

^1 С р ’

еср’

P v ,

 

 

Тг , тс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

Т ,, тс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

образца

ТС

нзг

’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

%

%

 

 

мкм

 

 

 

 

 

Р г

Рз

•

Рл

AR.

ДДз

ДRi

е 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

138

0,48

1,174

27,5

113,0

0

 

+ 4

— 7

+

11

0

 

2 ,1 5

8 3 ,4

, 5 2 ,2

 

 

4 3 ,0

3 2 ,5

 

2 7 ,8

2 7 ,0

 

132

 

1,167

20,8

96,8

0

 

4-3

—4

4-7

1,10

 

2 ,1 0

9 6 ,6

5 3 ,6

 

—

3 7 ,9

3 0 ,7

—

2 1 ,0

2 0 ,4

—

137

 

1,202

21,0

86,0

0

 

+ 2

—4

4-6

1,96

 

2 ,0 0

8 7 ,9

4 6 ,9

 

—

3 7 ,5

2 8 ,3

—

2 1 ,2

2 0 ,6

—

136

 

1,180

20,4

95,0

23

 

4-3

— 1

4-4

2,00

 

2 ,0 7

8 3 ,2

50,1

 

—

—

2 8 ,9

—

2 0 ,5

2 0 ,2

—

1.31

 

1,193

17,3

94,6

46

 

4-2

- и

4-1

1,63

 

2 ,0 0

6 2 ,0

5 7 ,6

 

—

3 3 ,3

3 0 ,5

—

1 7,4

17,3

—

135

 

1,212

17,6

93,3

60

 

+ 3

+ 4

— 1

2,20

 

1,98

5 0 ,7

5 1 ,6

 

—

2 9 ,0

2 9 ,2

—

17,5

17,6

—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

192

0,76

1,202

14,7

102,8

0

 

0

—7

+

7

1,38

 

2 ,1 0

48,1

4 5 ,0

 

5 6 ,2

____

2 2 ,3

2 8 ,9

14,7

14,4

15,0

193

 

1,177

13,2

104,7

0

 

- ы

—6

+

7

1,00

 

1,65

4 5 ,3

3 9 ,6

 

5 1 ,8

—

2 0 ,9

2 7 ,8

1 3,3

12,8

13,6

194

 

1,196

15,1

113,9

0

 

- И

—5

+

6

l|04

 

2 ,2 0

4 8 ,8

4 0 ,7

 

5 4 ,5

2 4 ,8

2 2 ,4

2 8 ,7

1 4,9

14,8

1 5,6

195

 

1,192

15,3

119,9

0

 

4-2

—5

+ 7

0,98

 

1 ,88

5 3 ,7

4 2,1

 

6 1 ,0

2 7,1

2 3 ,9

3 1 ,5

15,2

15,0

1 5,6

196

 

1,204

14,4

109,2

14

 

0

— 3

 

 

Ц47

 

2,11

4 7 ,7

4 2 ,8

 

4 9 ,9

2 4 ,4

2 3 ,7

2 5 ,5

1 4,9

14,1

1 5,0

I У/

 

1,170

11,4

104,0

17

 

4-1

0

 

 

I )80

 

1 ,48

4 6 ,5

44,1

 

4 7 ,3

—

2 2 ,4

2 4 ,0

11,8

П ,4

1 1,6

198

 

1,180

12,9

111,5

26

 

4-1

4-2

— 1

I *90

 

2 ,0 0

4 5 ,0

4 6 ,8

 

39,1

—

—

—

1 3,7

12,9

13,6

199

 

1,196

11,6

114,0

40

 

0

4-12

— 12

1,42

 

2 ,0 0

5 1 ,2

5 6 ,5

 

3 6 ,4

2 5 ,8

2 6 ,6

18,7

11,7

12,1

1 1 ,2

пределения нормального давления и радиальной деформации рабо­ чего валка в контакте с прокатываемой полосой.

Исследование контактных напряжений в очаге деформации при прокатке полос с совместным действием противоизгиба валков и переднего и заднего натяжений имеет большое практическое значе­ ние. Полученные данные свидетельствуют о том, что при прокатке как узких (B/L = 0,48), так и широких (B/L = 0,76) полос с, уве­ личением усилия противоизгиба валков неравномерность распреде­ ления давления по ширине полос уменьшается. Одновременно с умень­ шением неравномерности распределения нормального давления уменьшается неравномерность распределения касательных напря­ жений, отношения %(р и внутренних продольных напряжений, по­ являющихся вследствие неравномерности вытяжек и внешнего на­ тяжения. Эпюры контактных напряжений (рис. 56), возникающих при прокатке образцов с различными отношениями Ризг/Р, позво­

ляют дать качественную и количественную оценку изменения ука­ занных выше параметров.

Из рис. 5 и 56 следует, что при условиях, близких к условиям прокатки образца 135, распределение нормального давления, напря­ жения трения, отношения х/р и внутреннего продольного напряже­ ния по ширине полосы становится равномерным, длины дуг кон­ такта металла с валком и критические углы на середине полосы и на

расстоянии

100 мм от нее становятся

одинаковыми.

Анализ

зависимости

изменения

поперечной разнотолщин-

ности 8АН от отношения

Ркзг/Р (рис.

57) позволяет установить, что

для данной серии полос (образцы 131, 132, 135— 137, табл. 20) равно­ мерное по ширине распределение отмеченных выше параметров до-

стигается при отношении Ризг/Р = 0,53, т. е. при B/L = 0,48 на­ тяжение не влияет на оптимальную величину отношения Рнзг/Р (см. рис. 51, а). С увеличением ширины полос, прокатываемых с на­ тяжением переднего и заднего концов, необходимое для получения минимальной поперечной разнотолщинности отношение Рззг/Р уменьшается. Так, при прокатке полос шириной 380 мм (образцы

192— 199, табл. 20)

оптимальное отношение Ризг/Р составило 0,22

(см. рис. 57),

что

соответствует оптимальному отношению Рнзг/Р

для случаев

прокатки полос такой же ширины без натяжения

(см. рис. 51, а). При сравнении прямых 3 (рис. 51) и 2 (рис. 57), по­ строенных для .случая прокатки полос из стали 08кп толщиной 1,2, шириной 380 мм с одинаковым давлением на нажимных винтах видно, что натяжение приводит к уменьшению угла наклона прямых, выражающих зависимость между 6ДЯ и РИЗГ1Р-

Если в процессе прокатки с натяжением отношение Pii3rlP больше оптимального значения, то обжатия на середине по сравнению с об­ жатиями на краях полос увеличиваются (см. табл. 20). Возникающие вследствие неравномерности обжатий внутренние продольные на­ пряжения будут в этом случае сжимающими на середине полосы и растягивающими на ее краях. Напряжения в полосе, вызванные передним и задним натяжениями, взаимодействуют с напряжениями, вызванными неравномерностью вытяжек ее продольных сечений. Результирующая эпюра распределения продольных напряжений по ширине полосы в сечении выхода металла из валков для случая прокатки с передним q2 и задним qx натяжениями (образец 199) представлена на рис. 58 (кривая 2). Сравнение этой эпюры с эпюрой распределения по ширине полосы напряжений Ас для случая про-

8 4

85

Смотрите также файлы