книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами

а

Анализ этих условий показывает, что захватывающая способность валков в установившемся процессе в два раза больше, чем в начальный момент захвата.

Условия внешнего трения при прокатке

Трение на поверхности контакта металла с рабочими валками играет двойственную роль: с одной стороны, оно обеспечивает условия захвата и вообще ус­ ловия деформации; с другой стороны, увеличивает рас­ ход энергии при деформации.

В большинстве процессов прокатки происходит сколь­ жение на поверхности металла с валками, а в этом слу­

чае величина сил трения в каждой точке контакта свя­ зана с нормальными силами законом Амонтона—Кулона:

Коэффициент трения / зависит от материала и состо­ яния поверхности валков, химического состава и состоя­ ния поверхности прокатываемого металла, скорости про­

удельного давления, наличия смазки и других веществ на контактной поверхности.

Значения коэффициента трения при холодной прокат­ ке без смазки лежат в пределах /=0,08 4-0,1, со смаз­ кой /=0,044-0,06.

При горячей прокатке /=0,24-0,45. Чем выше темпе­ ратура прокатки, тем меньше значения /.

Течение металла в очаге деформации

При продольной прокатке обжатие, удлинение и уширѳние являются главными деформациями, причем максимальна по величине высотная деформация, а ми­ нимально уширение полосы. Средняя по величине про­ дольная деформация определяется коэффициентом вы­ тяжки, равным отношению площадей исходного и конеч­ ного профиля. Так как вследствие продольной деформа­ ции осевая скорость металла в очаге деформации меня­ ется по одному закону, а осевая составляющая скорости валка— по другому, то наблюдается опережение (ско­

Рис. 26. Течение металла в очаге деформации

В действительности, четко выделенных зон уширения не существует, так как вследствие влияния внешних зон 5і\6 (так называемые жесткие концы) вся полоса про­ катывается с одинаковой вытяжкой. Поэтому боковые кромки прокатываются с продольным натяжением, а

середина полосы — со сжатием, что способствует перете­ канию металла на края и равномерному распределению уширения по ширине полосы.

В точке С скорость металла равна осевой составляю­ щей скорости валка. Эта точка определяет положение нейтрального сечения СС\. Центральный угол у называ­ ется углом нейтрального сечения и определяется по формуле Павлова

(38)

где а, ß — углы захвата и трения соответственно. Опережение при прокатке обычно невелико и состав­

ляет 5 1= I-т- 5%. Отставание значительно больше: S 0— = 4 ч- 30 %.

Для приближенного расчета опережения применяют формулу Финка—Дрездена:

прокатке в калибрах, рис. 27,б) и вынужденное ушире­

При прокатке пластическая деформация проникает на глубину, равную '1,5/, где / — дуга захвата. При отно­ шении //Л0< 0,3 пластическая деформация не проникает на всю глубину и уширение развивается в зонах плас­ тической деформации I и, II (прокатка высоких полос).

Уширение зависит от обжатия полосы, диаметра вал­ ков, коэффициента трения, ширины полосы, температу­ ры прокатки и других факторов.

Для расчета величины свободного уширения сущест­

Г--------

'Ш ^ А

1

ь,

Рис. 27. Уширение металла при прокатке:

а — свободное; б — ограниченное; в — вынужденное; г —неравно­ мерное

где f — коэффициент трения при прокатке; R —радиус валков, мм;

Ah — абсолютное обжатие полосы, мм.

Рис. 28. Эпюры распределения удельных давлений в очаге деформации

Рср/Х

Рис. 29. Диаграмма для определения удельных давлений (по А. И. Целикову)

Из диаграммы видно, что с повышением обжатия от 10 до 50% среднее удельное давление возрастает. Вели­ чина pop увеличивается также с повышением коэффици­ ента трения и увеличением диаметра валков.

Расчет по формуле А. И. Целикова дает хорошее совпадение с опытными данными при прокатке тонких полос и при малых значениях коэффициента трения f= = 0,14-0,2. При больших значениях коэффициента тре­ ния— свыше 0,2 до 0,3, например, при горячей прокат­ ке стали, удельные силы трения быстро достигают своего предельного значения (сопротивление металла пластиче­ скому сдвигу) и на значительной части контактной по­ верхности возникает зона прилипания. При этом эпюра удельных давлений принимает куполообразную форму (как это показано штриховой линией на рис. 28).

Крутящий момент и работа прокатки

На рис. 30 приведена схема прокатки в вал­ ках равного диаметра без приложения усилий натяже­ ния или подпора к концам полосы. В этом случае рав­ нодействующая всех сил Р в очаге деформации направ­ лена вертикально, и момент прокатки

где а — плечо момента ;

ф— угол, определяющий точку приложения равно­ действующей.

Врасчетах принимают:

ф/а « - у - = 0,5 — при горячей прокатке,

где N — мощность, кет;

М — крутящий момент; п — скорость вращения валков, об/мин;

прокатного стана, необходимо учитывать потери на тре­ ние в рабочей линии, передаточное отношение редукто- а, динамический момент при разгонах и торможении валков и т. п.

Глава II

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ТРУБ

И. ВИДЫ СТАЛЬЙЫХ ТРУБ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

По способу производства трубы делят на бесшовные, сварные, паяные и литые. Бесшовные тру­ бы .подразделяют на горячекатаные, холоднотянутые, холоднокатаные и прессованные.

По способу сварки различают трубы печной свар­ ки, электрооварные, газосварные и газоэлектросварные.

В зависимости от применяемого материала трубы могут быть неметаллические (пластмассовые, цемент­ ные и др.) и металлические (из черных и цветных ме­