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

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

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 ШТМШ = 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 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

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

 

 

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

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