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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 118

Скачиваний: 0

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

тй(х,

т) =

Wт

 

ЯпАе

 

 

erfc

2 V япт

— ехр

Р о

+ / Q

 

 

 

 

CnYn /(2апт(1+/Се)3

 

 

 

 

 

 

Лп

 

 

 

 

 

К*апт( 1 + / Q 2

erfc

 

2 V ап%

+

К V ппт (1

+

* е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 2

 

к К апХ (1 +/Св)

i erfc —

__ -

.2

 

Лп

х

 

 

 

 

 

 

 

 

Яп

 

 

 

 

 

 

2 К апх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X (1 +

/Q l2erfc

2 ]Z опх

 

 

 

 

 

 

(68)

при х =

 

— оо

Т„ (— оо, т) =

 

Гт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спУп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем

полученные

 

 

 

 

в

безразмерном

виде:

 

 

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ Ке X

 

 

 

 

х 7F

erfc

 

Ё7=----еХР 1т Л г

+

Н2) erfC I

2К^оп

^ ~

 

 

 

 

2l/Fon

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2Hi erfc — ..

 

 

4Я2/2 erfc

 

1

 

 

 

(69)

 

 

 

 

 

'

 

 

__

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 V Fon

 

 

 

 

 

2 V Fon J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dB(x',

x) =

 

TB{x,

t)

 

^

Ks

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tп (

оо, т)

 

1 ~f- Ae

 

 

 

 

 

 

X H2 erfc W

W

- ^

{ 7

k

 

+

 

Hi] a 'z \ ^ v w .

+

Щ ■

 

 

 

 

 

— 2Hi erfc — 7 = r - -f- 4Я2/2 erfc —

 

 

 

 

 

(70)

 

 

 

 

 

 

 

 

2]f Fos

'

 

 

 

 

 

2 V FoB

 

 

 

 

где

inerfc Z =

 

J

in 1 erfc Z dZ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура поверхности полосы и валков в безразмерном виде:

 

 

 

 

 

ф СО

=

_Тп^0| т->

 

— 1 _____ -__ X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х>

 

тп(—оо, т)

 

 

 

 

1 + Ае Х

 

 

 

 

X

[1 — ехр Я 2 erfc Я — 1,1284Я +'Я 2]

 

1

 

Н-/С. ^з(Я);

(71)

 

 

 

 

 

 

^в(0,

т) =

-^У :0' т)

х)

 

 

Ае

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тл (— оо,

 

1 +

Kg

 

 

 

 

 

 

 

х tJs [1 -

ехр Я 2 erfc 7/ — 1,1284Я +

Я 2] =

 

 

 

F3(Я),

(72)

так

как

 

i erfc

(0) = 0,5642

и

t2 erfc

(0)

=

0,25.

 

 

 

 

119


Поступление тепла в валок в единицу времени определим как

 

 

 

Ч

 

 

 

 

QiB=

vBB\ q{0,

x)dx,

 

 

 

 

о

 

 

 

 

где

<7(0. * )

= —

К

дТв (0, т)

 

 

дх

 

После интегрирования получаем:

 

 

 

<?2В = VBB WK . тк

= /7— 1

V itн

2~ (1 — exp Н2 eric Н)

 

cnYn

3 ] F Л.

 

 

Н'

 

 

Bl^ K F (m _

 

В'a'VC f (Н,

(73)

 

увГпУп

^4 (“ )

 

гГг V ^4 (^0>

 

 

 

 

^п^пУп

 

 

 

^ 2в — Хф — Q2d,

(73а)

где Ыф— мощность формоизменения

полосы.

 

Применимость формул (67)—(73) определяется граничным усло­ вием (57), которое может считаться выполненным, если

erfc — - =

exp

+

н2 erfc

 

/ ч

 

 

 

 

- 2Hi erfc

 

- 4Hi2 erfc

 

 

2 V f0

2 V 2Fon

;o,

 

1 — 1,1284H + H°-

exp H2 erfc H

 

 

где Fon— критерий Фурье

для середины полосы, равный —”4 .

В условиях, когда это неравенство не удовлетворяется, систему дифференциальных уравнений (54) следует решать при граничных условиях (53)—(56), определенных выше конечно-разностным мето­ дом. При этом решения уравнения Фурье будут иметь вид:

для полосы

А

_

1-1+

’9'*, 1+1 I

W^n .

(74)

A+1''t

2

+

2ЯП ’

 

для валка

 

 

 

 

 

 

 

А

_ Ч

г-1

4“ Ч ‘ +1

 

(75)

 

4+1,

i —

 

2

 

Для определения количества тепла работы трения прокатываемого металла о валки примем, что выделение тепла от этого источника интенсивностью q0 происходит равномерно вдоль всей дуги захвата.

Учет неравномерности выделения тепла вдоль дуги захвата при расчетах не приводит к большим изменениям конечных результатов, а только усложняет вычисления. Известно, что величина теплового

120



потока q0 = £/ттр, где U — скорость скольжения прокатываемого металла относительно поверхности валков [87, 107]. При решении этой задачи примем допущения А. И. Целикова, в частности аппро­ ксимацию дуги захвата двумя хордами. При этих допущениях в зо­ нах отставания и опережения относительные скорости скольжения прокатываемого металла изменяются линейно от vRv0 — S0TvB до нуля в зоне отставания и от нуля до vX'— vB= SonvB— в зоне опережения. С учетом формул, предложенных А. И. Целиковым и В. С. Смирновым для величины отставания и опережения [107],

Рис. 80. К выводувыражения мощно­ сти сил трепня

средние скорости скольжения в зонах отставания и опережения будут иметь вид:-

U0T

*^от^в

VbR

(76)

2

2 Я

(«2- т 2);

г I

_ ^оп^в __

vbR -.2

(77)

‘-'on ~ 2

 

2/i У’

 

 

где а — угол захвата; у — нейтральный угол.

Учитывая, что в зонах упругой деформации со стороны входа полосы в валки и выхода из них эпюра касательных напряжений

линейно изменяется

соответственно

от

нуля

до

значений рстТо и

цay,,

среднее значение касательных напряжений в упругой области

 

 

 

 

H'CP^Tn

 

Fcp^Tl

Скорости полосы отно­

можно записать в виде: —

 

и —

 

сительно валка

на

участке

входа и выхода соответственно равны:

Uon =

vbS0t и

t/0T

= wBS0T.

Величину

 

q0 (среднюю по дуге кон­

такта найдем, интегрируя j

Ux dl по четырем участкам дуги захвата

(рис.

80):

 

 

 

 

-Vi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1_

V,

 

I

 

 

ly

 

 

о

 

 

J Uxdl +

J

Uxdl +

f Uxdl'+

J

Uxdl .

 

д

1

.

‘у

 

 

0

 

 

-*2

 

121


Подставляя значения U и т и учитывая, что по В. Н. Выдрину:

после

интегрирования

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_увЯЦср / ото (“2 — У2)

(Л'1

' 0 +

 

 

 

 

 

 

 

9о = -

21п

 

 

Л

 

 

 

 

+

^

* 2 +

ат

Г ^

( / - / , ) +

 

^ < / v( 2 - e ) - / ( l - e ) >

(78)

где Т г и

Т0— соответственно

переднее

и

заднее

натяжение;

 

 

qo —; мощность

трения,

 

отнесенная

к

единице

площади

Тогда

 

 

контакта.

М — механический

эквивалент

тепла.

<7о = Mq'o,

где

После упрощения выражения (64), приняв fxcp =

/ср/гСТс > получим:

 

 

vBRfcpnacp ( оТ1у 2

х2

* с р

 

 

 

Ah

 

Тг-Тр

 

 

 

2/„

I

/I

 

 

 

 

 

 

2/ср

 

2/cpS

 

.

V2

/

у р

Ah

(2 — е) — х2 (2 — е) +

Тг-Тр

( 2 - е ) >

\

+

\

х18 ■

2/ ,ср

2/срРсрб

L (79)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заменяя

стх величиной стср, найдем что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

veRPcpfcp \о?

(1

|

 

A/t

 

Tj

Т,°Л +

 

 

 

 

 

 

4/д

 

\

Н

\ 1*

' г

2 Ь р

 

2/срРсрб8 У^

 

 

 

 

X

 

 

Ah

,п

 

 

,

П - Г р

( 2 - е )

\

(80)

 

 

 

1А&-

2рСр

(2 — е) +

2/ срРсрВ

 

 

 

h

4

 

/

1

 

 

i ‘

 

Мощность сил трения в очаге деформации и общие тепловые по­ тери составят

 

NTp =

q'dpB] Qrp =

q0l/kB.

 

(81)

Сравнение

результатов

расчетов

по

формуле

(80) и формуле

В. Н. Выдрина

 

 

 

 

 

Л^тр=:2|хсраТср [ В Я ( а - 2 у ) - В Ц 1 +

Son) X

х

У ~ ш (arcte У Ч т ~

2 arcts V

1

?).

(при принятом допущении т = р.срсГр ) показывает, что результаты вычислений совпадают с точностью до 2—3%.

122