Файл: Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 94
Скачиваний: 0
Для большинства |
образцов расхождение ртах, |
измеренное раз |
||||
ными методами, |
составляет ± 4 %, что находится в пределах точно |
|||||
сти выполнения эксперимента. Отношение |
ртах зп/ртах0Сц, (для усло |
|||||
вий прокатки |
/д. Шт/Я ср = З-г-3,8 и 1ДШТМШ = 4,8ч-6,5) в среднем |
|||||
составляет |
1,06—1,07. |
Это свидетельствует о том, что при обработке |
||||
записанных |
штифтом |
осциллограмм ртах |
возрастает на |
6—7%. |
||
При прокатке с меньшими значениями Д шт/^шт |
искажение |
истин |
ной эпюры давления в сторону уменьшения ее максимума может достигнуть более значительной величины.
Результаты |
сравнения |
отношений рср. |
эп/рср. осц |
ирсР. |
эЛ>сР. п.о. м |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
также |
показывают, |
что колеба- |
||||||
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
30 |
ния |
среднего |
давления |
при за |
||||||
Сравнение результатов |
замеров усилия |
|
мере штифтовым и поляризаци |
||||||||||||
прокатки |
|
|
|
|
|
онно-оптическим методами в ос |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
новном укладываются |
в |
интер |
||||||
Номер образца |
|
р |
F |
кгс |
D |
F |
вале |
|
± 6 %, |
|
а |
среднее |
давле |
||
Р, кгс |
^ср. осц |
Рср. гио.м |
граммы возрастает примерно на |
||||||||||||
|
рср. эгК |
ние |
|
при |
обработке |
осцилло |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
8%. |
Исходя |
из |
этого, |
'можно |
||||
251 |
940 |
980 |
1020 |
965 |
|
сделать заключение, |
что опреде |
||||||||
252 |
800 |
700 |
767 |
815 |
|
ление нормального |
давления с |
||||||||
253 |
530 |
495 |
535 |
540 |
|
помощью поляризационно-опти |
|||||||||
254 |
500 |
473 |
498 |
485 |
|
ческого и штифтового методовда- |
|||||||||
255 |
605 |
612 |
656 |
625 |
|
||||||||||
256 |
230 |
197 |
208 |
214 |
|
ет качественно и количественно |
|||||||||
257 |
445 |
403 |
436 |
410 |
|
совпадающие результаты, а за |
|||||||||
258 |
690 |
715 |
805 |
650 |
|
писанные при прохождении шти |
|||||||||
259 |
650 |
610 |
636. |
645 |
|
фта через очагдеформации осцил |
|||||||||
260 |
290 |
287 |
303 |
287 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
лограммы |
требуют |
|
обработки |
|||||
|
|
|
|
|
“ |
|
не только концов, но и макси |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
мума, который «срезается» штиф |
том примерно на 6— 10% при 1л1йШТ= 4ч-6. В этом еще раз можно убедиться, если сопоставить усилие прокатки Р, зафиксированное месдозами под нажимными винтами, с расчетным усилием по среднему давлению pcF (табл. 30). Здесь F — площадь контактной поверхности.
Длина дуги контакта для всех образцов, измеренная штифтом, была сопоставлена с длинами дуг, полученными с помощью электроконтактного датчика, а также с длинами дуг, рассчитанными при расшифровке картин изохром и изоклин. Следует отметить некото рое расхождение длин дуг /д.шт и /д э к, особенно при прокатке образцов с 3% Sb, в сторону увеличения значений. /д э к по сравне нию с 1д шт. Это объясняется тем, что момент прохождения очага деформации штифтом и электроконтактным датчиком не совпадал по времени, а обжатие полосы под штифтом было несколько меньше, чем на остальных частях валка. Кроме того, на получаемые значе ния 1Я влияют некоторая несимметричность самого процесса прокатки и неравномерность толщины полосы по ее длине. Вследствие незначи тельности расхождения значений 1^ э к и /д шт и необходимости сравнивать средние давления на действительной дуге контакта за основу были приняты значения /д. шт.
190
Длины дуг контакта, полученные поляризационно-оптическим методом, или совпадают по величине с длинами дуг /д шт, или превы шают их; максимальное превышение в данном эксперименте соста вило 12,7%.
Полученные значения /д, шт сравнили с рассчитанными по форму лам, учитывающим упругую деформацию валков, упругое восстано вление прокатываемого металла и коэффициент формы эпюры удель ного давления 15]:
I — 'VR Ah -f- Сг (0Х -}- 02) Rcjni
Ci = 8 + 4 Y |
+ 4; |
01 |
— p— — упругая постоянная |
материала |
валков; |
|
Л |
|
|
|
|
02 |
1 — |1? |
постоянная |
материала полосы; |
|
— рг ---- упругая |
||||
|
R 2— радиус валка; |
|
|
|
|
qn— погонное давление. |
материала |
валков и по |
|
Отношение упругих |
постоянных |
лосы п для чистого свинца было равно 0,160, для образцов с 3% Sb 0,139.
Из табл. 29 видно, что отклонение экспериментальных и расчет ных значений длины дуги находится в пределах 5— 12% .
Протяженность длины дуги контакта'металла с валком, фикси руемая штифтом, отличается от фиксируемой электроконтактным датчиком не более чем на 8— 10% .
Для соблюдения условий моделирования необходимо в модельном и натурном процессах прокатки выдерживать соответствие ряда критериев их подобия.
При моделировании контактных напряжений в процессе холод ной прокатки в валках-дисках с вклейкой из оптически-активного
материала отношение предела текучести чистого |
свинца к модулю |
|||
упругости |
валков составляло |
сгтм/Дм = 0,0031. |
сталь марок 08кп |
|
На |
стане кварто 205/360x500 прокатывали |
|||
(ат1 = |
28 |
кгс/мм2) и СтЗ (crTi = |
35 кгс/мм2). |
|
Для любого из этих материалов отношение от1/Ех значительно меньше, чем в случае моделирования. Для полного соблюдения равен ства этого и других критериев моделирования необходим металл (при прокатке на стане 205/360x500) с пределом текучести на входе в очаг деформации ат1 = 60 кгс/мм2, что практически выполнить в эксперименте на данном стане невозможно.
191
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 31 |
|
Параметры прокатки образцов из различных материалов |
|
|
|||||
Номер |
Я , мм |
е. % |
^д. шт* |
• рср |
^тах |
°т |
;д |
образца |
|
|
|
||||
|
|
|
мм |
|
|
|
я „ Л |
|
|
|
|
|
кгс/мм2 |
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
112 |
1,18 |
29,5 |
9,07 |
53,5 |
72 |
28 |
9,08 |
232 |
3,95 |
9,2 |
7,2 |
64 |
76 |
35 |
1,92 |
254 |
3,41 |
9,7 |
9,8 |
2,06 |
2,95 |
1,1 |
3,32 |
Для |
сравнения |
результатов |
были |
выбраны |
три |
образца: |
один (112) — из стали марки 08кп, другой (232) — из стали марки СтЗ,
Рис. 136. Распределение нормального давления по дуге, контакта образцов 112 (а) и 254 (б):
/ — осциллограмма натурного процесса; 2 — эпюра натурного процесса; 3 — эпюра, пере считанная с модели на натуру
В основу выбора указанных образцов положено равенство коэф
фициентов напряженного состояния па = |
рср/1,15сгт. |
Критерии, характерные для этих |
экспериментов, приведены |
в табл. 32. |
|
Из табл. 32 можно видеть, что соблюдается примерное равенство абсолютных обжатий, коэффициента С0, показывающего, каким законом может быть аппроксимировано распределение давления
Т а б л и ц а 32
Критерии моделирования
Номер |
'д |
|
|
л |
-- |
Рср |
ат |
л Г |
Mi |
|
образца |
С а |
' |
е, % |
|||||||
|
/ RLh |
|
° |
1,15ат |
£раб |
а = У |
W |
|||
112 |
1,65 |
16,64 |
|
|
1,66 |
|
0,0014 |
3° 2 9 ' |
29,5 |
|
232 |
1,28 |
16,00 |
|
|
1,59 |
|
0,0017 |
3° 26' |
9,2 |
|
254 |
1,87 |
17,20 |
|
|
1,62 |
|
0,0031 |
3° 32' |
9,7 |
по дуге захвата (см. [10]), и коэффициента напряженного состоя ния. Кроме этого, для образцов 112 и 254 приращения длины дуги контакта примерно равны, что можно объяснить превышением отно
сительного |
обжатия стального образца в три раза по сравнению |
||||||||||
с обжатием свинцового, |
а |
для |
образ |
|
|||||||
цов 232 и 254 примерно |
равны |
исход |
|
||||||||
ные толщины и относительные обжа |
|
||||||||||
тия |
(см. |
табл. 29, |
31). |
|
|
|
|
|
|
||
Для пересчета результатов с мо |
|
||||||||||
дели |
(образец 254) |
на натуру (образцы |
|
||||||||
112 и 232) осциллограммы для |
сталь |
|
|||||||||
ных образцов были увеличены примерно |
|
||||||||||
в пять раз и обработаны. |
На |
получен |
|
||||||||
ные таким |
образом эпюры |
путем |
пере |
|
|||||||
счета по |
методике |
работы |
[60] |
были |
|
||||||
перенесены координаты |
кривой, |
полу |
|
||||||||
ченной поляризационно-оптическим ме |
|
||||||||||
тодом: для |
образца |
112 |
рср = |
па стт, = |
|
||||||
= 45,4 кгс/мм2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Из сопоставления эпюр, показанных |
|
||||||||||
на рис. 136, можно сделать |
следующее |
|
|||||||||
заключение. |
При |
|
/д/ # ср > |
3 |
(образцы |
|
|||||
112 и 254) |
|
максимумы |
эпюр |
смещены |
|
||||||
в сторону выхода металла из валков и |
|
||||||||||
отличаются при х//д = |
0,6. |
|
|
|
|
||||||
Рнс. 137. Сопоставление эпюр |
нормального |
давле |
|
||||||||
ния в |
безразмерных координатах: |
|
|
|
|
|
|||||
I — эпюра, полученная |
поляризационно-оптическим |
|
|||||||||
методом; 2 — штифтовым |
|
методом |
при моделирова |
|
|||||||
нии процесса |
прокатки; |
3 — то же, |
при прокатке |
х/г. |
|||||||
на стане кварто |
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальное давление для натурного процесса равно 76 кгс/мм2, а при пересчете с модели на натуру 67 кгс/мм2; расхождение по максимуму равно 11,8%; однако среднее давление при этом меньше
192 |
13 П. И. Полухин |
193 |
среднего Давления для натуры на 10% (при расчете на соответствую щие длины дуг контакта).
Достаточно хорошее количественное совпадение и одинаковый характер эпюр (рис. 137) свидетельствуют о надежности данных
штифтового метода и приемлемости разработанной |
авторами методи |
ки пересчета контактных напряжений с модели |
на натуру [11, |
60]. |
|
Из полученных результатов следует, что штифтовой и поляриза ционно-оптический методы достаточно надежны для исследования контактных напряжений при прокатке и позволяют получать после соответствующей обработки осциллограмм и картин изохром и изо клин истинные значения контактных напряжений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Ц е л и к о в А. |
И. |
Теория расчета усилий в .прокатных станах. М., Метал |
лургиздат, 1962. |
499 |
с. с ил. |
2.Ц е л и к о в А. И., Г р и ш к о в А . И. Теория прокатки. М ., «Металлургия», 1970. 358 с. с ил.
3.Теория обработки металлов давлением. М., «Металлургия», 1963. 672 с. с ил.
4. |
Авт.: И. Я. |
|
Т а р н о в с к и й, А. А. П о з д е е в, О. А. Г а и а г о и др. |
|
К о р о л е в |
А. А. Новые исследования деформации металла при прокатке. |
|||
|
М., Машгиз, |
1953. 268 с. с ил. |
|
|
5. |
П о л у х и н П. И ., Ж е л е з и о в Ю. Д ., П о л у х и н В. П. Тонколистовая |
|||
|
прокатка и |
|
служба валков. М., «Металлургия», 1967. 388 |
с. с ил. |
6. |
П а в л о в |
И. М. — «Изв. АН СССР. Металлы», 19657 № |
3, с. 43—47. |
|
7. |
П а в л о в |
И. М. — «Изв. АН СССР. Металлы»,- 1965, № |
5, с. 60—65. |
8.Т а р но в с к ц й И. Я ., Л е в а н о в А. Н ., П о к с е в а т ки н М. И. Кон тактные напряжения при пластической деформации. М., «Металлургия», 1966, 279 с. с ил.
9.Т а р н о в с к и й И. Я., П о з д е е в А. А., Г а н а г о О. А. Деформация и усилия при обработке металлов давлением. М., Машгиз, 1959. 304 с. с ил.
10. Надежность и долговечность валков |
холодной прокатки. М ., «Металлургия», |
1 9 7 1 . 5 0 3 с. с ил. Авт.: В. П. П о л у х |
и н, В. А. Н и к о л а е в, П. Т. Ш у л ь - |
ма и и др.
11.Пластическая деформация металлов и сплавов. М ., «Металлургия», 1968 (МИСиС. Сб. № 47).
12- |
З а у г о л ь н и к о в.Д. Н . , П о л у х и н |
В. П . , Н и к о л а е в В. А. — «Изв. |
||||||
|
вуз. Черная металлургия», 1969, № 12, с. 70—73 с ил. |
|
|
|
||||
13. |
С т о р о ж е в М. В., |
П о п о в Е. А. Теория |
обработки |
металлов давлением. |
||||
|
М., «Высшая школа», 1963. 389 с. с ил. |
|
|
|
|
|
||
14. |
Н и к о л а е в В. А . , П о л у х и н В. П . , З а у г о л ь н и к о в Д . |
Н. и др. — |
||||||
15. |
«Сталь», 1971, № |
11, с. 1012—1017 с ил. |
П., |
Ш л о м ч а к |
Г. |
Г. — «Обра |
||
Н и к о л а е в В. А., |
Б а р ы к и н - Н. |
|||||||
|
ботка металлов |
давлением». М., «Металлургия», 1970 |
(ДМетИ. |
Сб. № 54), |
||||
16. |
с. 323—328 с ил. |
П., С к о р у п с к и й В. |
И., |
Н и к о л а е в |
В. А. и др. — |
|||
П о л у х и н В. |
||||||||
|
«Изв. вуз. Черная металлургия», 1964, № |
12, |
с. 93— 100 с ил. |
|
17.Ч е к м а р е в А . П . Д л и м е н к о П . Л. — «Изв. вуз. Черная металлургия», 1961, № 2, с. 68—72 с ил.
18.П а в л о в И. М., Д у н Д э - ю а н ь. — «Научные доклады высшей школы»,
|
1958, № 2, с. 147— 151 с ил. |
|
|
|
19. |
П о л у х и н П. И., П о л у х и н В. П., |
Н и к о л а е в В. А. и др. — «Изв. |
||
|
вуз. Черная металлургия», 1964, № |
12, |
с. 52—58 с ил. |
|
-2 0 . Г р и ш к о в А . |
И. — В кн.: Прокатные |
станы и технология прокатки. М., |
||
|
Машгиз, 1957, с. 82—87 с ил. |
|
|
|
21. |
Г р и ш к о в А . |
И. — «Сталь», 1964, |
№ |
1, с. 53—59 с ил. |
195