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
тй(х, |
т) = |
Wт |
|
ЯпАе |
|
|
erfc |
2 V япт |
— ехр |
Р о |
+ / Q |
-ь |
|||||||||||
|
|
|
|
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 vR— v0 — 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~Т |
* 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 ) > |
\ |
||||||||||
+ |
1Г \ |
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