книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки
.pdfРис. 47. Типовая осциллограмма прокатки листа переменного сечения с натяжением при отсутствии
гидробуфера
Прокатка листов переменного сечения с натяжением |
81 |
рость же движения каретки постепенно уменьшается, |
достигая |
скорости прокатки, но усилие натяжения в этот момент еще про
должает сохранять максимальное значение. Вследствие этого скорость двигателя уменьшается, становясь меньше скорости про катки. В дальнейшем, так как скорость движения каретки стано вится меньше скорости прокатки, усилие натяжения листа снова падает, а когда нагрузка на двигателе снижается до номиналь
ной, скорость его снова возрастает. Таким образом, при отклю ченном гидробуфере наблюдается колебательный процесс изме нения усилия натяжения, причем амплитуда колебания усилия постепенно затухает. На осциллограммах одновременно фикси ровался ток двигателя натяжного устройства, изменения которо го соответствовали колебанию усилия натяжения в процессе про катки.
Из рассмотрения кривых Рлеа = f (t) и Pnp=f(t), фиксирую
щих на осциллограммах давление металла на валки, видно, что значительное изменение усилия натяжения не вызывает резкого
изменения общего давления металла на валки, так как при этом,
по-видимому, изменяется обжатие прокатываемого листа.
Осциллограмма процесса прокатки с натяжением клиновид ного листа, снятая при включенном гидробуфере, представлена на рис. 48. Как видно из осциллограммы, усилие натяжения по степенно возрастает, достигая максимальной величины в момент окончания выборки петли, и затем постепенно падает .в соответ ствии с уменьшением толщины прокатываемого листа. Таким об разом, наличие гидробуфера устраняет колебание усилия натя жения при прокатке, что способствует получению со стана ров
ных листов, без хлопунов и гофра. Удельное натяжение (сп) при
прокатке листов из сплава Д16 колебалось в пределах от 2,5 до
6 кг/мм2, а отношение удельного натяжения к пределу текучести
соответственно колебалось в пределах — = 0,25 -=-0,4. Так
\ as) as
как на осциллограммах фиксировался момент начала прокатки, момент приложения усилия натяжения к листу, обороты валков и время, то по этим данным оказалось возможным определить минимальную длину переднего конца листа, прокатываемого без натяжения. Наименьшая длина участка листа, прокатанного до
начала движения каретки, составила 240 мм, при расстоянии от губок каретки до валков 310 мм. Таким образом, каретка начи нала двигаться раньше, чем передний конец листа подходил к губкам каретки, т. е. заправка листа в губки каретки производи
лась при движении каретки. Разгон двигателя до скорости про катки и выборка петли осуществлялись за 1,8 сек. За это время прокатывался участок листа длиной 690 мм. Таким образом, об
щая длина переднего конца листа, которая прокатывалась без натяжения, составляла 930 мм. Следует отметить, что при усо-
6 Э. Р. Шор
Рис. 48. Осциллограмма прокатки листа переменного сечения с натяжением при применении гидробуфера
Прокатка листов переменного сечения с натяжением |
83 |
вершенствовании электрической аппаратуры привода каретки время разгона и выборки петли может быть уменьшено до 1 сек.
и при этом минимальная длина переднего конца листа, прокаты ваемого без натяжения, может быть уменьшена до 600 мм.
Таким образом, проведенное исследование позволило оценить эффект, получаемый при прокатке листов с натяжением, выя вить величину и характер изменения усилия натяжения при про катке и определить минимальную длину переднего конца листа,
прокатываемого без натяжения.
6
Глава IV
НАГАРТОВКА ЛИСТОВ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ
1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГАРТОВКИ
Для повышения механических свойств дюралюминиевых лис тов их подвергают нагартовке. При этом закаленные и естествен но состаренные листы прокатываются с суммарным обжатием е = 6 -4- 8%. Так как пластичность металла при нагартовке зна чительно уменьшается, то неравномерность деформации при про катке вызывает появление гофра, хлопунов и других неровностей на листах. Устранить эти дефекты при последующей правке лис тов не представляется возможным и, вследствие этого, при про катке— нагартовке непосредственно со стана должны быть полу
чены ровные листы без хлопунов и гофра. Для этого нагартовку обычных листов постянного сечения выполняют высококвалифи цированные вальцовщики и при этом сравнительно небольшие обжатия листов производятся за большое число пропусков.
При разработке и освоении технологического процесса нагар товки листов переменного сечения возникли дополнительные трудности, вызванные тем, что расстояние между валками в
процессе прокатки должно непрерывно изменяться. Описанный выше способ вращения электродвигателем нажимных винтов не
обеспечивал прокатку клиновидных листов с малыми обжатиями, так как при этом трудно осуществить задачу листа в стан при строго определенном зазоре между валками.
В связи с этим для освоения нагартовки листов переменного сечения была разработана конструкция гидравлического устрой ства, позволяющая осуществить непрерывное прижатие валков к прокатываемому клиновидному листу при различной величине давления металла на валки. При этом оказалось возможным, из
меняя усилие на валках, уменьшать обжатие клиновидного лис та за каждый пропуск до предельно малых величин. Прижатие
валков к листу осуществляется путем установки под нажимные винты гидравлических цилиндров, в которых поддерживается за данная величина давления масла. Давление это может оставать
ся в процессе прокатки постоянным и, следовательно, усилие на валках будет также постоянным либо изменяться по заданному
Нагартовка листов переменного сечения |
85 |
режиму, и, соответственно этому, изменяется усилие на валках. Впервые указанное устройство было спроектировано для опытно-промышленного стана 900; требуемое давление масла в гидравлических цилиндрах создавалось с помощью пневмогид равлического преобразователя давления'. Схема устройства представлена на рис. 49. Приспособление предусматривает воз можность прокатки клиновых листов с постоянным и перемен ным усилием на валки. При работе стана с постоянным усилием на валки в пневматический цилиндр 1 преобразователя давления из магистрали 2 через регулирующий клапан подается сжатый
воздух. Назначение регулирующего клапана — установить тре буемое давление воздуха в цилиндре и поддерживать его посто янным в процессе прокатки листа. При подаче воздуха в пневма тический цилиндр масло под давлением вытесняется из гидрав лического цилиндра 3 преобразователя в гидравлические цилин дры 4, установленные под нажимными винтами. В подготовлен
ный таким образом стан задается передний конец клинового лис та, который обжимается вращающимися валками. По мере про хождения клиновидного листа верхний валок поднимается, и масло из цилиндров, установленных под нажимными винтами, вытесняется в цилиндр преобразователя. При этом поршень пре образователя опускается, и сжатый воздух из пневмоцилиндра
выходит в атмосферу. Для того чтобы избежать удара валка о
валок перед окончанием прокатки листа, воздух из пневматиче ского цилиндра преобразователя выпускается, и верхний валок плавно опускается. Прокатка может осуществляться со сближе нием и раздвижением валков. При работе стана с переменным давлением на валки воздух подается в пневматический цилиндр
преобразователя и по достижении заданного давления в гидроси стеме, подача воздуха прекращается, и поданный в пневмоцилиндр объем воздуха запирается поворотом пробкового крана. Во время задачи в валки и прокатки клиновидного листа масло из цилин дров, расположенных под нажимными винтами, вытесняется в гидравлический цилиндр преобразователя, и так как воздух из
пневмоцилиндра не может выйти, то он сжимается, и давление в цилиндрах повышается. Перепад в давлениях между началом и
концом прокатки листа можно регулировать в широких преде лах, изменяя объем рабочей полости воздушного цилиндра. Рабо та пневмогидравлического устройства с переменным давлением более удобна, так как величина давления от пропуска к пропуску может легко изменяться в широких пределах. Это позволяет ре гулировать обжатие листа, что способствует получению ровных листов без хлопунов и гофра. Так как настройка стана при нагар-
1 Конструкция устройства для нагартовки листов переменного сечения разработана под руководством инж. В. Л. Добкина.
Нагартовка листов переменного сечения |
87 |
товке листов переменного сечения регулируется давлением, воз никающим на валках, то можно определить величину этого дав
ления, |
которое создается пневмогидравлическим устройством. |
||
Давление масла в гидравлических цилиндрах |
(РГ) возрастает |
||
пропорционально увеличению давления сжатого воздуха (Рв) |
в |
||
пневмоцилиндре преобразователя: |
|
|
|
|
РГ = -^РВ, |
(18) |
|
|
'Г |
|
|
где Fn |
— площадь пневматического цилиндра |
преобразователя; |
|
fr — площадь гидравлического цилиндра |
преобразователя. |
||
Следовательно, при нагартовке с постоянным давлением на |
|||
валках требуемая величина усилия выбирается посредством |
ре |
||
гулировки давления воздуха в пневмоцилиндре преобразователя.
При нагартовке клиновидного листа с изменяющимся в процессе прокатки давлением на валках объем сжатого воздуха в пневмо
цилиндре изменяется по мере изменения зазора между валками, и так как выход воздуха из пневмоцилиндра закрыт, то давление его соответственно уменьшается. Определим, как изменяется дав ление в момент задачи в валки и нагартовки клиновидного лис та размером h-H L, где h и Н—толщины переднего и заднею концов клинового листа, a L — длина листа.
Объем масла в гидравлических домкратах, установленных под нажимными винтами, равен
Уг.д=2-^-/д, |
(19) |
где d — диаметр цилиндра домкрата;
/д — ход плунжера гидравлического домкрата.
Наибольший ход плунжера гидравлического цилиндра пре образователя давления равен
(20)
где dnn—диаметр плунжера гидравлического цилиндра преоб разователя давления.
Объем воздуха в цилиндре преобразователя давления равен
r.D2
Ув.Ц =—(21)
где £)в.ц — диаметр воздушного цилиндра преобразователя дав ления.
88 Продольная прокатка листов и профилей переменного сечения
Объем масла, вытесняемого из гидравлических домкратов в
момент задачи листа в валки (обжатием листа пренебрегаем):
1/н = 2-^Л. |
(22) |
|
Ход плунжера гидравлического цилиндра в момент |
задачи |
|
листа в валки: |
|
|
/' = |
. |
(23) |
|
* ^пл |
|
Объем воздуха в цилиндре преобразователя давления после задачи листа в валки:
К.ц =_22±ц_ (/ — /'). |
(24) |
Объем воздуха в трубопроводе от преобразователя давления до запорных пробковых кранов:
|
л |
(25) |
|
VD.T - —L, |
|
|
4 |
|
где |
— диаметр трубы; |
|
|
L— длина трубопровода. |
|
Изменение давления воздуха в цилиндре (Д) в момент зада чи листа:
рв ~ (К>.Ц + Ув.т)= Рв(К.ц + Vb.t );
|
/в=Рв(-;п'п4~1/вМ; |
|
|
||
|
\ Ув.ц |
./ |
|
|
|
|
р / |
Ув.ц + Ув.г \ |
р |
||
Р — р , |
I |
V ~В + V/ |
/ |
--- |
|
Д = -^------ “ . 100 =—^-^в.т |
/------------- 100 |
||||
ра |
|
р. |
|
|
|
Д = / Ув.Ц + Ув.Т |
_ а |
1ООо/о |
(26) |
||
|
HM+v,.T |
I |
|
|
|
Таким образом, перепад давления при нагартовке клиновидно го листа зависит от соотношения объемов воздуха в воздушном цилиндре до задачи листа в валки и в период прохода листа меж ду валками. Объем воздуха в пневмоцилиндре преобразователя перед задачей листа в валки определяется величиной хода плун жеров домкратов, которая в свою очередь может изменяться при подъеме или опускании нажимных винтов. Чем больше будут подняты нажимные винты, тем больше будет объем воздуха в
Нагартовка листов переменного сечения |
89 |
воздушном цилиндре перед задачей листа в валки и тем меньше
будет перепад давления при задаче листа в валки и, наоборот, чем меньше будут подняты нажимные винты, тем больше будет перепад давления при нагартовке одного и того же клиновидного листа.
Рис. 50. График изменения давления металла на валки при про катке клиновидного листа (прокатка с переменным давлением, цифры на кривых обозначают наибольшее расстояние между валками #л(л/)
На рис. 50 представлен график изменения давления металла на валки при пропуске клиновидного листа, построенный по фор муле (26) применительно к устройству для нагартовки листов пе
ременного сечения стана 900.
С помощью этого графика можно, задаваясь зазором между
валками (Я), определить изменение усилия на валках при зада че в стан листов различной толщины и, таким образом, опреде лить изменения давления на валках при нагартовке клиновидно
го листа заданных размеров.