2.3. Расчет энергосиловых параметров калибровочного валка

Определение деформационных параметров.

1. Определение суммарного значения коэффициента вытяжки по формуле:

= = = 1,67

2. Определение конечного и начального шага подачи за треть оборота

Конечный шаг подачи:

= мм

– диаметр готовой трубы

– угол подачи

- отношение коэффициента осевой к коэффициенту тангенциальной скорости обычно применяется равным 1.

Начальный шаг подачи:

= = 9,3 мм

3. Выбор характерных сечений. Выбор характерных сечений осуществляется исходя из геометрии очага деформации и калибровки рабочих валков. Выделяется два вида калибровки валков раскатного стана с гребнем и без гребня. Для очага деформации образованного валками без гребня, выбираются следующие характерные сечения 0-0 сечение посадки внутренней поверхности гильзы на оправку, сечение I-I в пережиме (в начале калибрующего участка) сечение II-II отстоящее от сечения I-I на расстоянии 1/3 шага подачи сечение III-III на выходе из калибрующего участка и сечение IV-IV выход металла из очага деформации, таким образом имеется участок редуцирования до сечения 0-0, участок обжатия от 0-0 до I-I участок интенсивного обжатия от I-I до II-II участок калибрования от II-II до III-III и от участка III-III до выхода металла из очага деформации обкатной (выходной участок). Выбор сечений показан на рисунке 22.

Рис. 22. Схема выбора сечений в очаге деформации.

4. Определение частных обжатий и частных редуцирования ΔS_р, ΔS_с.

Для валков без гребня, частное редуцирования в сечении I-I

= 46 * (1,09-1) =4

приняв коэффициент овальности по формуле ,где Δ = 8 разница между внутренним диаметром гильзы и диаметром оправки раскатного стана.

Так как в сечении I-I осуществляется посадка внутренней поверхности гильзы на оправку, обжатие стенки гильзы не осуществляется, следовательно =0.

Сечение II-II:

В данном сечении значение коэффициента вытяжки определяется по аналогичной формуле, как и определение суммарного коэффициента вытяжки:

= = = 1,1

Из этого следует, что можно определить шаг подачи

мм

где - начальный шаг подачи;

– коэффициент вытяжки в рассматриваемом сечении.

Имея эти значения можно вычислить средний шаг подачи по формуле:

= = 12,9 мм

Участок обжатия выводится по следующей формуле:

= =13, 7

Следовательно, можно произвести сравнение значений длины участка обжатия и среднего шага подачи:

< ( )

Количество циклов деформации участком обжатия принимает равной 1, так как:

m= ≈1

Как следствие шагом подачи принимаем среднее ее значение = 12,9 мм

Для валков без гребня, частное обжатие в сечениях II-II и III-III можно будет найти следующим образом:

* =12,9* =4,7 мм

Так же на этом участке осуществляется редуцирование, которое находится по формуле , где Здесь коэффициент зависит от угла подачи и определяется как функция угла подачи.

1* =1,13;

Таким же образом выводятся значения редуцирования и частного обжатия в сечениях III-III и IV-IV, но так как на данном участке обжатие не производится, ее величина будет равна .

В результате расчета заполняется таблица А-1.

5. Определение ширины контактной поверхности в рассмотренных сечениях по следующим формулам. Результаты можно записать в таблицу приложения А-2.

Расчет ширины контактной поверхности металла с валком производится в зоне редуцирования - и в зоне обжатия стенки гильзы - . В сечениях, где присутствует только величина редуцирования, расчет ширины контактной поверхности производится по формуле:

Следовательно, для участка I-I и III-III ширины контактной поверхности в зоне редуцирования: =16,73; =19.

Формула характерна для сечения I-I и III-III. Для остальных сечений расчет ширины в зоне редуцирования производится по первой формуле, а в зоне обжатия по второй соответственно:

=> =13,95
=>

В этих формулах - суммарное частное обжатие, - величина редуцирования, – величина частного обжатия стенки гильзы.

6. Определение площади контактной поверхности по нижеследующим формулам.

При расчете силы металла на валок, площадь контактной поверхности металла с валком определяется в виде простейших геометрических фигур прямоугольных треугольников и трапеций.

Расчет площади контактной поверхности производится после того, как ее разбивают на простые геометрические фигуры прямоугольные треугольники и трапеции.