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

Х/1Д

Рис. 56. Эпюры контактных напряжений и их отношения при прокатке образцов 136 шириной 240 мм, 192, 197 и 199 шириной 380 мм (обозна-

. чения — см. рис. 1)

катки образца 155 (кривая 1) свидетельствует о неравномерном рас­ пределении по ширине полосы напряжений, вызванных действием

лосы.

Эксперименты по комплексному изучению нормального давления, натяжения, противоизгиба рабочих валков и поперечной разнотолщинности полос были проведены также при рулонной прокатке полос

Рис. 58. Распределение продольных напряжений по ширине прокатывае­ мых полос э сечении выхода металла из валков {B/L ~ 0,76):

из стали 08кп. В этом случае величину натяжения полосы фиксиро­ вали с помощью тензороликов, а удельные натяжения по ширине

и напряжений трения, полученные при прокатке рулона 1 (табл. 21).

87

Та б л и ц а 21

(см. табл. 21) составляла 5%, а для рулона 2, прокатанного с перед­ ним натяжением, она отсутствует. При этом увеличилась зона опере­ жения на середине полосы и на краю. При прокатке с передним на-

60

| 40

X

ч ?0

0

тяжеиием контактные силы трения уменьшаются, причем на середине полосы более значительно (см. рис. 60).

Наличие смазки при прокатке рулонов 5 и 6 способствовало сни­ жению нормального давления на краю полосы на большую величину, чем на середине. В результате этого неравномерность распределения давления по ширинеполосы и величина сил трения уменьшились.

89

При увеличении заднего натяжения на 25% (рулон 6, табл. 21) нормальное давление на середине полосы снизилось на 32%, а на краю осталось практически без изменения. Такое увеличение нерав­ номерности распределения давления с ростом заднего натяжения объясняется неравномерностью распределения натяжения по ширине полосы. Кривые распределения натяжения по ширине полосы пред­ ставлены на рис. 61. При прокатке без приложения усилия противо-

Рис. 61. Взаимосвязь контактных на­ пряжений (а), профиля полосы (б) н продольных напряжений (а) при про­ катке рулонов из стали 08кп (ширина

250, толщина 1,02 мм) с изгибом рабо­ чих валков:

П р и м е ч а н и е . В числителе — середина полосы, в знаменателе — край.

изгиба (кривая 1) наблюдается ранее рассмотренная картина. Дав­ ление на середине полосы ниже, чем на краях (рис. 61, а), обжатия полосы на краях больше, чем в средней части полосы (рис. 61, б), где растягивающие напряжения значительно больше, чем на краях (рис. 61, в). При приложении усилия противоизгиба (Разг/Р = = 0,62) происходит перераспределение давлений по ширине полосы — на середине рср = 24 кге/мм2, на краю рср = 20 кге/мм2; обжатия по ширине выравниваются, натяжения распределяются почти равно­ мерно (кривая 2). Дальнейшее увеличение Р„зг/Р до 0,94 (кри­ вая 3) приводит к увеличению неравномерности распределения нор­ мального давления, обжатий и растяжений по ширине полосы. На краях полосы натяжение будет больше, чем в центре; давление ста­ новится максимальным в центре, минимальным на краях. Это под­ тверждает ранее сделанные выводы о связи неравномерности дефор­ мации с продольными напряжениями и последних с контактными на­ пряжениями. Увеличение Рнзг/Р До 1,4 при наличии переднего натяжения приводит к появлению сжимающих напряжений на сере­ дине полосы и растягивающих на краях, в результате чего наблю­

90

дается более резкий перепад давления между краем и серединой, профиль полосы практически не изменяется из-за перераспределения радиальной деформации валков в контакте с полосой.

Следовательно, можно сделать вывод о том, что внешнее натяже­ ние оказывает наиболее значительное воздействие на участки полосы с меньшей вытяжкой, в результате чего неравномерность распределе­ ния нормального давления и радиальной деформации по ширине полосы увеличивается. Вследствие увеличения упругого сжатия ра­ бочего валка по кромкам полосы (при прокатке без применения противоизгиба рабочих валков) или по ее середине (при прокатке с уси­ лием противоизгиба, превышающим его оптимальное значение) не­ равномерность зазора между рабочими валками по ширине полосы уменьшается, распределение обжатий по ширине полосы становится более равномерным.

7. ВЛИЯНИЕ НАТЯЖЕНИЯ И СМАЗКИ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

стана. В качестве смазок использовали трансформаторное масло (смазка 1) и дизельную фракцию нефти (смазка 2). При опытной про­ катке алюминиевых сплавов со смазкой 1 в производственных усло­ виях была получена чистая и светлая поверхность полос, но профиль валка быстро изменялся из-за низкой теплоемкости этой смазки, что приводило к обрывам полосы.

Легкие минеральные масла, к которым относится смазка 2, ши­ роко используют за рубежом при прокатке алюминиевых сплавов. На отечественных заводах смазки такого типа начали применять лишь в последнее время, поэтому исследование влияния этой смазки на контактные напряжения представляет наряду с теоретическим и практический интерес.

При прокатке без смазок и натяжений в условиях данного экс­ перимента давление по ширине полосы распределяется неравномерно (рис. 62), возрастая от середины полосы к кромкам. На середине по­ лосы среднее давление равно 7,5 кгс/мм2 и достигает вблизи кромок 20 кгс/мм2. Прикладываемые к полосе натяжения снижают усилие прокатки, что положительно сказывается на геометрии' профиля полосы. Однако снижение нормального давления вследствие перед­ него и заднего натяжения неравномерно по ширине полосы.

Заднее натяжение снижает давление в основном у кромок и лишь незначительно — на середине полосы. Неравномерное по ширине полосы снижение нормального давления приводит к уменьшению перепада давления между серединой и краем полосы. При прокатке без натяжения и без смазки (см. рис. 62) этот перепад составляет 12,5 кгс/мм2. Заднее натяжение, равное 4 кгс/мм2, снизило среднее давление на краю полосы с 20 до 12 кгс/мм2, а на ее середине с 7,5 до 6,5 кгс/мм2, в результате чего перепад давления между краями и серединой полосы сократился с 12 до 5,5 кгс/мм2.

91