книги из ГПНТБ / Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке
..pdfна торец штифта. Для получения истинных эпюр контактных на пряжений необходима обработка полученных осциллограмм.
Аппаратура, применяемая для усиления и регистрации сигналов от штифтовых месдоз, также может вносить искажения в характер записываемых импульсов. Для предотвращения искажений необ ходимо, чтобы максимальная частота записываемого импульса была в несколько раз меньше рабочего диапазона частот тензоусилителей (0— 1000 Гц) и гальванометров осциллографа (0— 180 для сил трения и 0—300 Гц для нормального давления). Максимальную частоту импульса рассчитывали по формуле [8]:
г |
__ |
З о в |
|
/ш ах — / |
I л |
) |
|
|
|
а шт |
|
где vB— линейная скорость валков.
Для наиболеенеблагоприятных условий работы штифтовых мес доз в контакте рабочего и опорного валков fmali ^ 52. Гц. Запись сигналов от штифтовых месдоз происходила с минимальными дина мическими искажениями, которые, однако, отличались на различ ных участках. Они были больше на участках с резким изменением и меньше на участках с плавным изменением давления.
Параметры процесса прокатки, характеризующиеся продолжи тельным действием (усилие прокатки, моменты на шпинделях, уси лия принудительного изгиба валков, натяжения и др.), не имеют искажений, перечисленных выше. Их расшифровку производили простым измерением величины отклонения светового луча от нулевых отметок.
Известные методы обработки осциллограмм можно разделить на три группы:
1. Метод производной [4, 118]. Истинное напряжение опреде ляют с точностью до числового множителя как производную фиктив ного среднего контактного напряжения по длине зоны контакта. Здесь, а также во всех остальных методах обработки осциллограмм принимается, что контактные напряжения являются постоянными по ширине контакта штифта с металлом (в направлении, перпендику лярном перемещению штифта по зоне контакта). Недостаток этого метода состоит в том, что он применим только к штифтам прямоуголь ного сечения.
2. Метод усредненных сил [4, 118, 120]. Подсчитывают среднее
-контактное напряжение с учетом только той части торцовой поверх ности Штифта, которая вошла в зону контакта, и принимают, что полученное среднее контактное напряжение равно истинному в гео метрическом центре тяжести соответствующей части площада торцо вой поверхности штифта.
Этот метод является приближенным, так как при полном входе штифта в зону контакта полученная истинная эпюра ничем не отли чается от осциллограммы. Для начального и конечного участков истинной эпюры, где контакт штифта неполный, принятое допуще ние о равенстве среднего и истинного контактных напряжений в гео метрическом центре тяжести соответствующей части площади
181
торцовой поверхности штифта возможно только при равномерной
истинной эпюре контактных напряжений. |
|
|
|
|
метод |
предложен |
|||||||
3. |
Обратный метод |
[4, |
118, |
121— 123]. Этот |
|||||||||
А. А. Королевым в работе |
[4]. Задается закон |
|
изменения контакт |
||||||||||
ного |
напряжения в виде |
функции |
с |
неизвестными |
параметрами. |
||||||||
В результате интегрирования |
кривая |
осциллограммы |
получается |
||||||||||
в виде функции истинных контактных напряжений. |
Таким образом, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
задача сводится к нахожде |
||||||||
|
|
|
|
|
нию неизвестных параметров. |
||||||||
|
|
|
|
|
Для |
расшифровки |
осцил |
||||||
|
|
|
|
|
лограмм |
была |
разработана и |
||||||
|
|
|
|
|
использована |
|
методика х, ос |
||||||
|
|
|
|
|
нованная на обратном ме |
||||||||
|
|
|
|
|
тоде |
[4]. |
Искомая |
эпюра |
|||||
|
|
|
|
|
контактных напряжений пред |
||||||||
|
|
|
|
|
ставляется в виде ортогональ |
||||||||
|
|
|
|
|
ного |
полинома |
Чебышева |
с |
|||||
|
|
|
|
|
неизвестными |
|
параметрами. |
||||||
|
|
|
|
|
Неизвестным |
параметрам за |
|||||||
|
|
|
|
|
даются |
начальные значения, |
|||||||
|
|
|
|
|
а затем отыскиваются истин |
||||||||
|
|
|
|
|
ные |
значения |
минимизацией |
||||||
|
|
|
|
|
квадратного |
отклонения ра |
|||||||
|
|
|
|
|
счетной |
|
осциллограммы |
от |
|||||
|
|
|
|
|
экспериментальной.. |
|
|
||||||
Рис. 131. Расчетная схема: |
|
|
|
Предположим, |
что в на |
||||||||
q (х) — эпюра контактных напряжений; |
р (х) — |
|
|||||||||||
|
правлении, |
перпендикуляр |
|||||||||||
осциллограмма |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
ном направлению |
перемеще- |
|||||||
ния штифта круглого сечения |
по зоне контакта, |
контактные напря |
жения остаются неизменными. Тогда искомая эпюра является функ цией одной переменной, а осциллограмма выражается следующей формулой (рис. 131):
в
|
|
|
(98) |
А |
|
|
|
Здесь йшг — диаметр штифта; |
ют начала осциллограммы до |
||
х — текущее расстояние |
|||
центра штифта; |
|
|
|
q (t) — искомая эпюра; |
|
|
|
|
в |
1 |
___ dшт |
А = max |
О С Ц |
2 |
|
|
|
2
/осц — длина осциллограммы.1
1 В разработке методики принимали участие В. Г. Усачев и В. Т. Торшин.
182
Неоднозначность нижнего и верхнего пределов интегрирования обусловлена тем, что при входе в зону контакта и при выходе из нее торцовая поверхность штифта нагружена не по всей площади.
Введем |
преобразование |
координат р' — ур |
и х' — а ( х — |
. |
||
После |
преобразования |
получим |
|
|
|
|
|
в’ |
|
___ |
|
|
|
|
|
|
(i’ —x'y- |
dt' |
|
|
Р '(^ ) = 2 J ? ' ( 4 + |
- ¥ - ) ! / % |
а 2 |
а |
|
||
|
А' |
|
|
|
|
|
|
|
х |
— а- |
|
|
|
где |
А' — max ■ |
^осц — ашт . |
|
|
|
|
|
|
— а |
|
|
|
|
|
|
а |
* О С Ц и Ш Т |
|
|
|
В' = min
x' + a ^ f -
q = yq.
Произведя замену переменных интегрирования
2 {t'-x ') ~ admT ’
получим
р ' ( * ' ) = |
] ц' ( |
l^ + 2 dmTU-+ |
4 |
) |
|
(99) |
|||
|
«1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
% = |
‘ |
/ |
- |
1 |
|
|
|
|
max j _ |
aiR+ |
2x' |
|
|
|||||
|
|
|
I alR—2x' |
_ |
|
|
|||
|
« 2 |
= |
min I |
admT |
|
’ |
|
|
|
|
|
|
1 |
+ |
i |
|
|
|
|
/д — ^осц— 4 it — длина |
деформированной дуги |
контакта. |
|
||||||
Используем обратный метод. |
|
|
|
|
|
|
|||
Положим, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я' М= я' (^-+ |
= Яг(/ )** .£ ajPj(А |
(100) |
|||||||
где ру (я') — многочлены Чебышева, ортогональные |
на дискретном |
||||||||
множестве точек. В нашем случае точки расположены |
|||||||||
в |
интервале |
П^осц |
. |
, |
О^ОСЦ |
|
|
||
О |
> “I |
2 J ’ |
|
|
183
причем
xi = « ( x i ---- ; (t = |
1, |
2, .. nv, m > n); |
Х[ ф xk при i Ф k] |
||
0 ^ |
Xi |
/0Сц. |
Формулы для вычисления р:(х') и коэффициентов при них берут из справочного руководства х. После подстановки q' в уравнение (99) имеем
Р' (х) = |
- Т ~ I |
S |
° iPi ( и Р “ + * ') |
- |
«2 du = |
|
|||
П |
|
«1 |
/=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/=1 |
|
J Pi |
|
“ + |
*') V T = i?d u = |
2 а ^ ( х ') , |
(101) |
||
|
U 1 |
|
|
|
|
|
/= 1 |
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н- |
и* |
|
|
|
|
|
|
Ф / У ) |
= |
- р - |
J |
Р/ |
ы + |
X ' ) 1 /Г = Д Д d«. |
(102) |
||
|
|
|
Wl |
|
|
|
|
|
|
Положив ср/у = |
ф;- (x'i), |
pi = |
р (х\) |
и записав |
|
уравнение |
(101) |
для m положений штифта, получим систему линейных уравнений относительно неизвестных параметров:
Фиа1 ~r cPiac 2 + • ■• 4 " cPiпап — Рь
|
ф2Ха 1 + ф22а 2 + |
• • • |
+ Ц>2пап = |
Рз> |
(103) |
|
|
||||
|
Фт1а1 ~Ь Фт2а2 "Ь |
' ’ ' |
“Ь фmnan = |
Р т- |
|
|
Решение такой системы уравнений по методу наименьших квадра |
||||
тов приводит к формуле |
|
|
|
|
|
|
|а/1 = (|ф 4/Г1фг/ |Г 11ф»/|т 1л1. |
(Ю4) |
|||
где |
[ а/1 — матрица-столбец искомых параметров; |
||||
|
| р\ | — матрица-столбец |
сводных членов |
системы (103); |
||
|
| фг;-1 — матрица коэффициентов левой части системы (103); |
||||
|
I Ф// 1т — транспонированная |
матрица |
| фц |;" |
||
(I Фи lT IФи I)"1 — матрица обратная |
к (| фг/ |т | |
<р,у |). |
|||
|
В качестве начального приближения для J ау-1 |
используют значе |
ния искомых параметров, полученные при аппроксимации экспери ментальной осциллограммы.
1 Р у м ш и н с к и й Л . З . Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство- М.,. «Наука», 1971. 192 с. с ил.
184
На рис. 132 представлены реальные осциллограммы процесса прокатки стали 08кп, Я = 1,0 мм с обжатием 27 и 7% и полученные в результате обработки эпюры, описанные полиномом восьмой
Рис. 132. Результаты обработки осциллограмм нормальных (а), продольных (б) и попереч ных (в) контактных напряжений:
штриховые линии — эпюры; сплошные — записанные осциллограммы / — е — 27%, /д = = 5,86 мм; // *— е — 7%, /д = 2,71 мм
степени. Представленные результаты свидетельствуют о приемлемости предложенного метода обработки осциллограмм. Осциллограммыполученные в результате исследований, описанных в предыдущих главах, были подвергнуты обработке по изложенным выше методикам.
Поскольку в результате расчетов по предложенной программе получаются аналитические выражения эпюр, то представляется возможным вычислять следующие параметры процесса прокатки: среднее давление, среднее напряжение трения (продольное и по перечное), направление и величину вектора сил трения, соотно шение касательных и нормальных напряжений вдоль очага де формации, средний коэффициент трения, коэффициент плеча при ложения равнодействующей и крутящий момент.
3. СОПОСТАВЛЕНИЕ ЭПЮР КОНТАКТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ШТИФТОВЫМ И ПОЛЯРИЗАЦИОННО ОПТИЧЕСКИМ МЕТОДАМИ
При штифтовом методе осциллограф регистрирует не контактные напряжения, а силы (интегральные значения контактных напряже ний), действующие на торцовую поверхность штифта. При этом наи большие искажения вносятся штифтом в эпюры контактных напря
185
жении на участках входа в контактную зону и выхода из нее, а также на участках интенсивного изменения контактных напряжений, в особенности там, где закон изменения нелинейный.
При изготовлении штифтовых приборов нарушают и целостность прокатного валка и оставляют зазор между штифтом и корпусом месдозы. При попадании прокатываемого металла в зазор результаты, получаемые в процессе исследования, могут существенно отличаться от действительных. Известны противоречивые мнения о точности результатов, получаемых при помощи штифтовых месдоз.
1 &2.0i
Рис. 133. Конструкция штифтовой месдозы, смонтированной в валке из полимерного материала:
1 — штифт: 2 — часть валка — сегмент; 3 — установочный винт; 4 — гайка
Поляризационно-оптический метод позволяет исследовать кон тактные напряжения при прокатке, используя сплошные валки (диски) на модели прокатного стана [124, 125]. Методика постановки таких исследований достаточно подробно представлена в работе [5]. Переход к реальным условиям прокатки осуществляют через крите рии подобия, натурного и модельного процессов [11, 60, 126].
На ряде примеров оценим точность измерения контактных напря жений штифтовым методом сопоставлением этих данных с резуль татами, полученными с помощью поляризационно-оптического метода при прокатке в одних и тех же условиях.
Исследования проводили на модели прокатного стана [42] с вал ками-дисками диаметром 166, толщиной 50 мм. В верхнем валке была установлена штифтовая месдоза (рис. 133), по конструкции аналогичная применяемым при исследовании на стане кварто
205/360x500. Все детали месдозы, |
Как и валки, были изготовлены |
из оптически неактивного материала (ОНС). |
|
Нижний валок выполнен |
путем горячей полимеризации |
смолы ЭД-6 между двумя пластинами из ОНС и затем обработан до указанных выше размеров. Толщина оптически-чувствительного слоя составляла 8 мм. Таким образом, были созданы одинаковые условия на контакте полосы с верхним и нижним валками.
Для измерения усилия прокатки и давления вдоль дуги контакта были использованы полупроводниковые кремниевые тензорезисторы сопротивлением 365 Ом, имеющие коэффициент тензочувствительности на два порядка выше, чем проволочные тензодатчики. Их применение позволяет отказаться от усиления сигнала с помощью тензометрических усилителей, в связи с чем значительно упро щается блок-схема измерительной цепи и повышается надежность получаемых результатов. Кремниевые тензорезисторы приклеивали на кольцевые чувствительные элементы месдоз клеем БФ-2. Подго товка поверхности упругого элемента под наклейку датчиков анало гична методике, описанной в работе [8]. Для предотвращения замы кания выводов тензорезисторов на корпус упругого элемента на последний наклеивали полоски конденсаторной бумаги так, чтобы расстояние между ними было в точности равно длине тензорезисто ров. После этого на чувствительный элемент наносили тонкий равно мерный слой спиртового раствора клея БФ-2, который полимеризовали при 120— 140° С в течение 2,5 ч.
По окончании полимеризации подслоя тензорезистор покрывали тонким слоем спиртового раствора клея БФ-2 со стороны, противо положной местам крепления отводов, и осторожно приклеивали на корпус чувствительного элемента, а отводы — к бумаге. Далее про изводили полимеризацию клея при 120— 140° С в течение 2,5 ч с плавным повышением и снижением температуры.
Необходимо отметить, что вследствие хрупкости материала дат чиков их приклейка к поверхности с малым радиусом кривизны ока залась невозможной. Поэтому датчики компенсационных плечей мо стовой схемы приклеивали на отдельную плоскую пластину, которую помещали в одинаковые с месдозами условия.
Для питания мостовых измерительных цепей использовали вьдсокостабилизированный выпрямитель типа ВС-26. Выходной сигнал поступал на гальванометры чувствительностью 1300 мм/(мА-м) осциллографа Н-010 (рис. 134).
Для регистрации длины дуги контакта электроконтактным спо собом в валок-диск с вклейкой из оптически-чувствительного мате риала были вполимеризованы две проволочки диаметром 0,3 мм, которые выходили на рабочую поверхность валка-диска. При входе этих проволочек в очаг деформации цепь замыкалась через прокаты ваемую полосу; по выходе из очага деформации цепь размыкалась. Протяженность длины дуги записывалась на той же осциллограмме, на которой регистрировались приведенные выше параметры. Соеди нительные провода от месдозы и электроконтактного датчика прохо-
187
Исходные данные и сравнение параметров прокатки по данным поляризационно
образца |
|
|
|
|
|
2 |
о |
СТ> |
Е |
|
Н |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
E f |
Е |
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
у |
Е |
У |
Е |
|
|
||
|
|
|
|
о |
га |
|
|
|
|||
|
S |
|
|
X |
X |
X |
d |
d |
d |
|
'3 |
Номер |
2 |
СО |
|
га |
СЧ |
|
|||||
qJ |
е |
Е |
Е |
кгс/мма |
у |
у |
|
|
|||
|
2 |
vP |
у |
|
|
||||||
|
|
2 |
а |
Си |
с. |
с. |
си |
си |
|
|
|
|
|
|
o'- |
|
|
|
|
|
|
|
|
251 |
20,2 |
4,00 |
9,5 |
5,46 |
5,88 |
5,40 |
3,69 |
3,62 |
3,62 |
5,61 |
13,2 |
252 |
20,0 |
4,01 |
8,2 |
4,56 |
4,90 |
5,04 |
3,25 |
3,55 |
3,78 |
5,24 |
10,8 |
253 |
15,2 |
4,04 |
16,5 |
4,22 |
4,53 |
4,40 |
2,88 |
3,10 |
3,13 |
7,46 |
11,3 |
254 |
24,0 |
3,41 |
9,7 |
2,74 |
3,02 |
2,95 |
2,01 |
2,12 |
2,06 |
5,24 |
9,8 |
255 |
24,0 |
3,28 |
12,8 |
3,12 |
3,38 |
3,52 |
2,20 |
2,36 |
2,25 |
5,90 |
11,6 |
256 |
24,0 |
2,82 |
6,7 |
1,55 |
1,73 |
1,83 |
1,14 |
1,20 |
1,24 |
3,98 |
7,2 |
257 |
16,0 |
2,93 |
7,5 |
3,60 |
"3,81 |
3,74 |
2,60 |
2,82 |
2,64 |
4,26 |
9,7 |
258 |
20,4 |
3,96 |
9,4 |
4,35 |
4,66 |
3,82 |
3,17 |
3,40 |
2,74 |
5,54 |
11,6 |
259 |
20,2 |
3,02 |
5,9 |
4,10 |
4,55 |
4,60 |
3,00 |
3,16 |
3,17 |
3,86 |
10,0 |
260 |
10,0 |
5,30 |
8,5 |
3,70 |
3,92 |
3,82 |
2,90 |
3,05 |
2,90 |
6,15 |
9,9 |
Т а б л и ц а 29
оптического |
и штифтового методов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
X |
6 |
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
б |
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=Г |
|
|
У |
ст> |
Sb, % |
||||
т |
Е |
|
|
в* |
Н О |
|
Е |
|
с 6 |
m |
о |
с X |
|||||
Н |
и |
|
|
и |
|
|
|||||||||||
|
|
У |
3 |
га |
|
СП |
|
о |
(Т) п |
X |
X |
|
га |
|
|||
|
|
3 <3 |
и |
со |
|
а |
|
X |
С |
|
|||||||
|
|
X |
а |
|
а |
т |
|
а |
'6. |
а |
га |
га |
а |
|
|||
|
|
Iftr |
вс |
|
и |
|
Р |
Е |
1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
-5 д |
Си |
|
у |
у |
у |
а |
|
|
||||
мм |
|
|
оГ |
|
|
|
|
с. |
а |
|
а |
а |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13,4 |
14,0 |
2,35 |
940 |
п ,б |
1,20 |
|
3,46 |
1,04 |
1,05 |
|
1,08 |
0,92 |
3 |
||||
11,1 |
11,8 |
2,06 |
800 |
10,4 |
1,02 |
|
2,80 |
1,09 |
|
0,94 |
|
1,07 |
1,03 |
3 |
|||
— |
12,4 |
1,52 |
530 |
11,7 |
0,97 |
|
3,06 |
1,07 |
|
1,01 |
|
1,07 |
0,97 |
0 |
|||
— |
9,8 |
1,87 |
500 |
8,7 |
1,12 |
|
3,32 |
1,05 |
1,03 |
|
1,10 |
0,98 |
0 |
||||
11,6 |
11,2 |
1,97 |
605 |
9,8 |
1,18 |
|
3,78 |
1,07 |
|
1,05 |
|
1,08 |
1,04 |
0 |
|||
7,7 |
8,1 |
1,80 |
230 |
6,4 |
1,12 |
|
3,78 |
1,05 |
|
0,98 |
|
1,10 |
1,05 |
0 |
|||
9,8 |
9,4 |
2,27 |
445 |
9,2 |
1,05 |
|
3,44 |
1,08 |
|
1,06 |
|
1,06 |
0,98 |
2 |
|||
— |
12,2 |
2,10 |
630 |
10,2 |
1,12 |
|
3,08 |
1,07 |
|
1,24 |
|
1,07 |
0,82 |
3 |
|||
8,9 |
10,0 |
2,60 |
650 |
8,5 |
1,17 |
|
3,60 |
1,05 |
|
1,00 |
|
1.1 1 |
1,01 |
3 |
|||
— |
9,9 |
1,61 |
290 |
10,1 |
0,98 |
|
1,95 |
1,05 |
|
1,00 |
|
1,03 |
1,02 |
0 |
дили через осевые отверстия валков-дисков и соединялись с входными цепями усилительной и регистрирующей аппаратуры без применения токосъемных устройств.
Лабораторный стан был установлен в рабочем пространстве поля ризационно-проекционной установки ППУ-7. Картины изохром
16 и 10 мм, толщиной от 3 до 5 мм. Образцы прокатывали без примене ния смазки, а часть их была прокатана с использованием касторо вого масла.
Прокатку всех образцов призводили при отношении длины дуги контакта к средней высоте полосы /д/ # ср = 3н-3,8. Все эпюры нор мального давления при прохождении штифта через очаг деформа ции были подвергнуты обработке по методике, описанной выше.
Рис. 134. Схема |
измерения параметров процесса прокатки с применением полу- |
I |
|
проводниковых |
тензодатчиков: |
|
j |
1 — измерение полного давления металла |
на валки; 2 — измерение нормального |
■ |
|
давления; 3 — - высокостабнлизнрованнын |
выпрямитель ВС-26; 4 — осциллограф |
||
Н-010 |
|
|
|
и изоклин при прокатке полосы фиксировали на кинопленке кинока |
|
Рис. 135. Сопоставление эпюр распределения давления при |
мерой КСР-6 и расшифровывали методом разности касательных на |
|
прокатке образца № 1. |
пряжений на ЭВМ «Наири». Таким образом, при прокатке одной и |
|
/ — кривая, записанная штифтовой месдозой; 2 —скорректи |
той же полосы одновременно получали распределение контакных |
I |
рованная; 3 — по данным поляризационно-оптического метода |
|
||
напряжений по дуге захвата поляризационно-оптическим и штифто- |
j |
Результаты, представленные на рис. 135 и в табл. 29, свидетель |
вым методами. |
■ |
ствуют о хорошем качественном-и количественном соответствии эпюр, |
Были изготовлены и прокатаны полосы из чистого свинца и из |
полученных двумя различными методами при прокатке одной и той же |
|
свинцовосурьмянистых сплавов длиной 200 мм, шириной 24, 20, |
|
полосы. |
|
|
188 |
189 |
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