
- •Введение.
- •Раздел 1. Основы пластической деформации металла.
- •Тема 1.1 Сущность и природа пластической деформации.
- •1.1.1 Способы получения формы тела.
- •1.1.2 Определение пластичности.
- •1.1.3 Кристаллическое строение металлов.
- •1.1.4 Свойства кристаллов.
- •1.1.5 Деформация монокристаллов.
- •1.1.6 Основные виды дислокаций и их движение при деформации.
- •1.1.7 Закон сдвигающих напряжений.
- •1.1.8 Механизм деформации поликристаллических тел.
- •1.1.9 Наклеп и рекристаллизация.
- •1.1.10 Определение холодной и горячей прокатки.
- •1.1.11 Влияние обработки давлением на структуру и свойства стали.
- •1.1.12 Выбор наилучших условий деформации.
- •Тема № 1.2 Силы и напряжения, возникающие при деформации.
- •1.2.1 Внешние и внутренние силы.
- •1.2.2 Понятие о напряжении. Нормальное и касательное напряжение.
- •1.2.3 Главные напряжения и их схемы.
- •1.2.4 Максимальные касательные напряжения.
- •1.2.5 Факторы, влияющие на схему напряженного состояния.
- •Тема № 1.3 Деформации.
- •1.3.1 Величины характеризующие деформацию.
- •1.3.2 Упругая и пластическая деформации.
- •1.3.3 Главные деформации и их схемы.
- •1.3.4 Закон постоянства объема.
- •1.3.5 Понятие о смешенном объеме.
- •1.3.6 Скорость деформации.
- •1.3.7 Закон наименьшего сопротивления. Правило наименьшего периметра.
- •1.3.8 Неравномерность деформации. Дополнительные и остаточные напряжения.
- •Тема № 1.4 Сопротивление деформации.
- •1.4.1 Понятие о сопротивлении деформации и средним контактном давлении.
- •1.4.2 Факторы, влияющие на сопротивление деформации.
- •1.4.3 Теория предельного состояния. Энергетическое условие пластичности. Уравнение пластичности и его анализ.
- •1.4.4 Методы оценки пластичности.
- •Раздел 2. Основы теории прокатки.
- •Тема 2.1 Очаг деформации и его параметры.
- •Определение основных параметров очага деформации.
- •Основные коэффициенты деформации при прокатке.
- •Тема № 2.2 Захват металла валками.
- •2.2.1 Силы, действующие при захвате металла валками.
- •2.2.2 Значение наибольших углов захвата.
- •2.2.3 Зависимость между углом захвата и углом трения при установившемся процессе прокатки.
- •Влияние различных факторов на захват полосы валками.
- •Избыточные силы трения в очаге деформации.
- •Тема 2.3 Внешнее трение при прокатке.
- •Виды трения при горячей и холодной прокатке.
- •2.3.2 Влияние различных факторов на коэффициент трения при прокатке.
- •Смазки, применяемые при прокатки.
- •2.3.1 Методы опытного определения коэффициента трения при прокатке.
- •2. Метод крутящего момента.
- •3. Метод опережения.
- •4. Метод максимального угла захвата.
- •2.3.4 Формулы для определения коэффициента трения при прокатке.
- •2.3.5 Способы увеличения коэффициентов трения.
- •Тема 2.4 Опережение и отставание.
- •2.4.1 Явление опережения и отставания при прокатке.
- •2.4.2 Зависимость между скоростями переднего и заднего концов полосы.
- •2.4.3 Критическое сечение и критический угол.
- •2.4.4 Вывод формулы для определения опережения.
- •2.4.5 Опытное определение опережения.
- •2.4.6. Влияние различных факторов на опережение.
- •Диаметр валков;
- •Обжатие;
- •Коэффициент трения.
- •Тема 2.5 Уширение при прокатке.
- •2.5.1 Схема уширения. Понятие о уширении.
- •2.5.2 Виды и роль уширения при прокатке.
- •Свободное;
- •Ограниченное;
- •Вынужденное.
- •Тема 2.6 Усилие при прокатки.
- •2.6.1. Удельное и полное давление на валки.
- •2.6.2 Определение площади контактной поверхности соприкосновения металла с валками.
- •2.6.3 Факторы, влияющие на величину удельного давления при прокатки.
- •2.6.4 Закон распределения величины удельного давления по длине и ширине контактной поверхности при прокатке.
- •2.6.5 Экспериментальное определение удельного давления металла на валки.
- •Тема 2.7 Расход энергии при прокатки.
- •2.7.1 Методы определения работы прокатки.
- •2.7.2 Составляющие полного крутящего момента прокатного стана.
- •2.7.3 Определение составляющего крутящего момента.
- •Определение момента трения.
- •Определение момента холостого хода.
- •Определение динамического момента.
- •2.7.4 Определение мощностей реверсивных станов.
- •2.7.5 Построение диаграммы нагрузки на валу двигателя с постоянной скоростью вращения.
- •2.10 Особенности прокатки волочением.
Введение.
Производство металла в нашей стране имеет большое народно-хозяйственное значение. От развития черной металлургии, в том числе и от прокатного производства, зависит обеспечение металлом всех отраслей народного хозяйства. Необходимо отметить, что более 80% выплавляемой в стране стали, поступает для производства проката различных видов листов, труб, железнодорожных рельсов, швеллеров, балок, уголков, круглых, квадратных и специальных профилей. Потребителями прокатной продукции являются: машиностроение, строительство, транспорт, сельское хозяйство.
Первые упоминания о прокатных станов находят в трудах Леонардо-да-Винчи (1495г). Вначале прокатные станы применялись для прокатки олова, золота, серебра и свинца. Прокатные валки изготавливались из бронзы. Большое значение прокатное производство приобрело в 18 веке в связи с переработкой тяжелых слитков. Установка первого стана для прокатки железных крму относится к 1783 г.
Отечественное производства проката начало развиваться, как и черная металлургия, главным образом на Урале, где в 1721 г. был основан первый металлургический завод – Выйский. В 18 веке на Урале работало 120 заводов, производительность которых достигало 80000 т чугуна и 50000 т стали. До конца 18 века длится первый этап развития прокатного производства в России. Техника прокатки в нашей стране, в основном на Урале, занимало ведущее положение среди других стран.
Второй этап развития прокатного производства начинается с 19 века. Металлургия юга получает интенсивное развитие, но техника прокатки уже отстает от зарубежной. Всесторонние развитие царской России тормозилось тем, что в стране существовало крепостное право (до 1861г). Мощность привода прокатных станов была недостаточной (привод от водяных колес), поэтому прокатывались только мелкие слитки, качество проката было ниже, чем у зарубежных фирм.
С развитием капитализма в России основная база металлургии перемещается на юг страны. Используется руда и каменный уголь Донбасса на новых заводах юга. На смену кричному и пудлинговому способам производства стали приходят мартеновский и бессемеровский, характеризующиеся большим количеством выплавляемого металла. Повышенное количество выплавляемой стали заставило строить более производительные и мощные прокатные станы. Мелкие слитки заменялись крупными. Привод таких станов уже осуществлялся от паровых машин. Развитие железнодорожной сети способствовало строительству рельсобалочных станов. В 1900г почти четверть всего проката в России составляли рельсы.
Технический уровень металлургических заводов юга был выше, чем на Урале. Но зарубежные заводы обладали более современной техникой. В основном заводы юга принадлежали иностранцам, которые демонтировали устаревшее оборудование в своих странах и устанавливали в России. Проникновению иностранному капиталу способствовало еще и то, что в России был дешевый физический труд. О невысокой технической оснащенности наших прокатных станов можно судить из примера: первый перспективный электропривод прокатного стана в России был установлен только в 1908г, в то время как за границей уже в 1906г был пущен стан с реверсивным приводом.
Империалистические и гражданские войны значительно повлияли на развитие прокатного производства. В результате Россия заметно отстала от передовых и капиталистических стран.
Третий этап – 1917-1941г. В этот период все отрасли народного хозяйства, в том числе и прокатное производство, развивается ускоренными темпами. Используются и совершенствуются конструкции старых прокатных станов. Конструирование отечественных прокатных станов шло с большими трудностями. Для будущего развития металлургии большое значение имело создание в 1926г. Государственного института по проектированию металлургических заводов (ГИПРОМЕЗ).
Четвертый этап начинается в послевоенные годы. К этому времени советская прокатное машиностроение приобрело большой опыт и уже не зависело от опыта зарубежной техники. К числу достижений отечественного прокатного производства можно отнести строительство шаропрокатного стана, роликового стана для холодной прокатки тонкостенных труб, стана для прокатки шестерен и т.д.
В соответствии с основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981—1985г. и на период до 1990г., утвержденными 26 съездом КПСС, планом развития черной металлургии на одиннадцатую пятилетку предусмотрено коренное улучшение качества и увеличение выпуска эффективных видов металлопродукции. Значительно будет увеличено производство таких экономических видов проката, как широкополочные балки, тонкостенные фасонные профили, сортовой прокат и катанка в тяжелых бунтах, периодические профили, холоднокатаная динамная сталь и т.д.
Одновременно предусматривают реконструкцию станов горячей прокатки и цехов холодной прокатки с увеличением объема производства, также вывод из эксплуатации морально устаревших прокатных станов.
Решающим направлением технического прогресса в народном хозяйстве, в том числе и в металлургии, должна быть комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, на основе которой можно достигнуть нового подъема производства труда, снижение себестоимости и улучшения качества продукции.
Достигнутые успехи прокатного производства были возможны благодаря таких наук, как физика металлов, химия, металловедение, металлография, теория обработки металлов давлением, в том числе теория прокатки.
Задачей теории прокатки являются изучение процессов, протекающих в очаге деформации при нахождении в нем прокатываемой полосы. Знать процессы, протекающие в очаге деформации, необходимо для создания более современных конструкций прокатных станов и построения прогрессивных технологических процессов.