книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами

' А-А

Рис. 41. Очаг деформации при винтовой прокатке (сечение по валку и линейке)

ем Fо, пройдя через очаг деформации топ, изменяет ли­ нейные размеры от Д/?0 до Д^і- Затем этот объем дви­ жется во внеконтактной зоне поти .не деформируясь, и вновь попадает в очаг деформации, уже несколько сме­ щенный по длине за счет шага винтового перемещения, который изменяется от L3 для заготовки до Ь\ для гильзы.

Деформации менаду двумя периодическими воздей­ ствиями инструмента .при косой прокатке называются частными. На рис. 41 показаны сечения BjB0 и В\В\, от­ стоящие друг от друга на шаг винтового перемещения Lx. В этом случае приближенно коэффициенты частных деформаций определятся соотношениями:

2)зону контакта с линейкой lod (дополнительная деформация);

3)(внеконтактную зону not.

На участке прошивки в результате деформации про­ исходит процесс разрыхления осевой зоны заготовки, который может привести к разрушению металла и об­ разованию полости еще до встречи с носком оправки. Такое разрушение объясняется неравномерностью рас­ пределения деформации по сечению заготовки, что при­ водит к схеме напряженного состояния с преобладаю­ щим действием растягивающих напряжений. В сочета­ нии со знакопеоеменньш нагружением каждого элѳмен-

та 'металла (вследствие ©ращения заготовки создаются благоприятные условия для разрушения осевой зоны.

Экспериментально установлено, что на разрушение метаЛла в конусе прошивки влияет обжатие по диаметру и число циклов частных деформаций. Необходимо вес­ ти процесс с минимально возможным суммарным об­ жатием перед носком оправки при максимально возмож­

неприводного валка меньшего диаметра играет оправка. Обжатие по стенке от S Xo до S*, вызывает удлинение в направлении вращения и уширение в направлении

осевого перемещения. При этом происходит процесс овализации заготовки, который заключается в том, что вследствие поперечной раскатки металл отходит от оп­ равки во внеконтактной зоне и в зоне действия направ­ ляющей линейки. Каждое поперечное сечение очага де­

где Лх —расстояние между линейками; Вх —расстояние между валками.

Коэффициент овализации изменяется по длине очага деформации и имеет максимальное значение в сечении очага деформации, которое называется пережимом (се­ чение О— О на рис. 41).

Для прошивных станов пилигримовых установок значения коэффициентов овализации лежат в пределах £=1,07-н 1,15.

На участке раскатки в зоне контакта с линейкой происходит деформация редуцирования стенки, которая

участке овальное сечение превращается в круглую гиль­ зу. Контакт металла с линейками на этом участке уже отсутствует.

' В процессе прошивки возможна деформация іво внеконтактнык зонах и, кроме того, происходит значитель­ ная деформация скручивания металла из-за несоответст­ вия скоростей металла и рабочего валка в каждом по­ перечном сечении.

Геометрические параметры очага деформации

Геометрические /параметры очага деформации определяются в зависимости от положения оси валка от­

катки называется угол между проекциями осей валка и заготовки в плоскости, проходящей через ось . заготовки

На рис. 42 показана схема очага деформации в ме­ ридиональной плоскости, проходящей через ось заго­ товки. ■^ Приближенная оценка геометрических параметров очага деформации включает определение нескольких па­

раметров.

1. Обжатие перед носком оправки

где k — расстояние от носка оправки до плоскости пере­ жима, мм.

где L0.;i—длина очага деформации.

Приведенный расчет основных геометрических пара­ метров очага деформации не учитывает искажения па­ раметров за счет разворота оси валка на угол подачи а. Нужно отметить, что для валковых прошивных станов уг­ лы раскатки малы б<.2°, а углы подачи не превышают 15°. Для таких значений расчет практическій точен. Од­ нако имеются конструкции станов с большими углами раскатки—в этом случае следует учитывать искажение очага деформации, используя точные методы расчета, приведенные в специальной литературе.

Скоростные условия процесса прошивки

Вследствие разворота оси валка на угол по­ дачи его окружную скорость w можно разложить на направление осевого перемещения заготовки и направ­ ление вращения (см. рис. 43). Эти составляющие (без учета угла раскатки) определяют по формулам

При известной угловой скорости валка а> окружную скорость определяют по формуле

тории. Параметры винтового движения заготовки ха­ рактеризуются углам уо и окружной скоростью ѵ0, гиль­

Сопоставлять скорости следует в общих точках кон­ такта. Например, если рассматривать осевую скорость гильзы ѵи то для сравнения нужно брать осевую состав­ ляющую скорости валка в точке В выхода гильзы из оча­ га деформации.

Одну из важнейших характеристик, определяющих производительность процесса — шаг винтового перемеще­ ния гильзы — определяют по упрощенной формуле:

где Li — шаг винтового движения гильзы; D1— диаметр гильзы, мм;

а — угол подачи, град.; Яъ—радиус валка в пережиме, мм;

скольжения в сечении выхода; Шаг подачи у гильзы максимальный и уменьшается

к заготовке пропорционально изменению коэффициента

Рис. 44. Изменение составляющих скорости по длине очага де­ формации

Это выражение справедливо в том случае, если диа­ метры заготовки и гильзы .мало различаются.

Коэффициент тангенциального скольжения на выхо­ де близок ,к единице и составляет:

\ = 0,9 -I- 1,0.

металла и валка в очаге деформации. На рис.. 44 приве­ дены эпюры изменения составляющих (скорости валка и металла вдоль очага деформации. В тангенциальном на­ правлении имеется сечение, в котором составляющие ско­

скорость металла 4 меньше скорости валка 2, а в очаге деформации тем более, так как осевая составляющая скорости .валка уменьшается к іплоскости входа пропор­ ционально увеличению площади поперечного сечения металла. Вдоль всего очага деформации действует зона отставания в осевом направлении.

На основании эпюр построена векторная диаграмма для точки О контакта, находящейся в зоне раскатки..На

диаграмме вектор ѵ представляет собой абсолютную ско­

сительного движения. Последний вектор определяет на­

уравнений пластичности. Ранее было показано, что на­ правление силы трения т определяется направлением вектора относительного скольжения, а величина ее свя­ зана с нормальным давлением законом Амонтона—Ку­ лона т =fp.

В практических расчетах действие удельных сил трения и нормального давления заменяют их равно­ действующими, которые представляют векторную сумму элементарных сил.

В овязи с тем что изменение величины и направления удельных сил по всей площади контакта происходит по сложным законам, величину 'равнодействующей нормаль­ ного давления N определяют .приближенно и считают, что равнодействующая сил трения Т зависит от силы N.

щими существует приближенная зависимость

которая тем точнее, чем 'Меньше изменение величины и направления элементарных сил на поверхности контакта.

С достаточной степенью точности величину нормаль­ ного давления на .валок можно определить по формуле

F —іплощадь контактной поверхности.

. Площадь контактной поверхности находят путем расчета ширины контакта в нескольких сечениях по дли­ не очага деформации:

ну оборота заготовки; —коэффициент овализации в сечении х, .опреде­

ляемый по формуле (54).

Полную площадь контакта определяют суммировани­ ем площадей трапеций, составленных из значений Ьх и Ьх+ь отстоящих одна от другой на величину А/ (часть длины очага деформации)