10. Определение энергосиловых параметров при прокатке.

При проектировании прокатных станов необходимо определить усилие, действующее на валки и момент прокатки. Адля определения их необходимо знать распределения контактных напряжений в дуге захвата.

30. Распределение сил в очаге деформации.

При установившемся процессе прокатки нормальные и касательныенапряжения действуют по всей длине дуги захвата (Рисунок 30). Ввиду стремления металла деформироваться в направлении наименьшего сопротивления контактные касательные напряжения в начале и конце дуги захвата имеют противоположное направление. Вертикальное сечение, в котором контактные касательные напряжения меняют знак называется нейтральным. Нейтральное сечение делит зону деформации на зону отставания и зону опережения.

Характер распределения и величина контактных давлений определяется многими факторами: характером напряженного состояния, силами трения, наличием переднего и заднего натяжения полосы.

При прокатке плоских полос, когда их уширение мало, усилие прокатки определяется:

При этом действием касательных напряжений пренебрегают.

Практически усилие прокатки просчитывают через среднее удельное давление:

P=p_ср* в_ср*=P_ср.*F

Таким образом, определение давления металла на валки при прокатке сводится к определению площади очага деформации и среднего удельного давления.

Величина Fможно найти математически или графически. Для плоских заготовок:

F= в_ср*=

Определение же среднего удельного давления представляет значительные трудности. Оно зависит от механических свойств металла, характера напряженного состояния металла, сил трения, внешних зон, натяжения и т.д.

Удельное (среднее) давление поэтому выражают через сопротивление деформации с учетом вышеизложенных факторов, выражая их через коэффициенты:

Р_ср= 1.15n_ср

где n=n_ n_

n_- коэффициент напряженного состояния;

n_ - коэффициент влияния ширины.

При 2n_= 0.75 + 0.25

при 0.5 2n_ = 0.5 ()

Н_ср=

n_ = 1-

где =;=

 - коэффициент трения;

в_ср= в₀+в

 в = h

m= ;n= ,1.

При прокатке с натяжением и в калибрах необходимо в формуле среднего удельного давления, влияния их учесть коэффициентами n_к иn_н, рассчитываемые по определенным методам.

Сопротивление деформации - один из основных параметров ОМД. Исследователи установили, что сопротивление деформации - сложная функция таких параметров, как температура, степень и скорость деформации, химический состав и структура металла. На основе исследований получены экспериментальные графики _срдля различных металлов в зависимости от температуры, скорости деформации, степени деформации (Рис.29).

_срu=....=

t₃u=

t₂

t₁

20 40 60 80 100 %

Рис.29 Зависимость сопротивления деформации от темпе-

ратуры и степени деформации.

Момент прокатки подсчитывается по усилию прокатки. При этом плечо действия силы определяется пропорционально длине очага деформации через коэффициент плеча равнодействующей (Рис.30):

M = 2P*a = 2P*  *,

где = 0.330.67



0.5 = 0.1

0.2

0.45 0.3

0.4

0.4 0.5

0.6 =

0 4 8 12 

Рис.30 Коэффициент плеча равнодействующей