ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ МАКСИМАЛЬНЫМ УГЛОМ ЗАХВАТА И МАКСИМАЛЬНЫМ УГЛОМ КАСАНИЯ




Лабораторная работа № 1

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Естественный захват полосы валками осуществляется при условии когда

где - угол захвата в начальный момент захвата;

- угол трения в момент захвата.

Схема действия сил при захвате полосы валками представлена на рис. 1.

Рисунок 1 – Схема действия сил на полосу при захвате полосы валками

При соприкосновении полосы с валками со стороны валков действует нормальная сила и возникшая от её действия сила трения . Горизонтальные составляющие этих сил и направлены в противоположные стороны, при этом сила втягивает полосу в щель между валками, а сила препятствует этому. Захват металла валками начинается при равенстве сил и , что возможно при равенстве углов и .

В установившемся процессе прокатки (рис. 2) контакт между прокатываемым металлом и валками происходит не по линии, как это было в момент захвата, а по поверхности, длина которой равна длине дуги захвата. Точке приложения равнодействующей усилия прокатки соответствует угол . В этом случае движение металла между валками характеризуется условием:

 

или

где - угол, соответствующий положению точки приложения равнодействующей усилия прокатки;

- угол касания в установившемся процессе;

- коэффициент положения равнодействующей.

Рисунок 2 – Схема действия сил на полосу в установившемся процессе прокатки

По опытным данным коэффициент положения равнодействующей равен 1,3 ÷ 3,0, при этом большее его значение относится к процессу холодной прокатки.

Таким образом, установившийся процесс прокатки осуществляется в более надёжных условиях, чем захват, т.е. при избытке сил трения, который способствует развитию опережения при прокатке. Однако это утверждение справедливо в случае, когда . В действительности угол трения в момент захвата как правило больше угла трения в установившемся процессе , отсюда показатель соотношения углов трения

> 1

При холодной прокатке = 1,6 ÷ 2,8.

На величину оказывает влияние температура, наличие на поверхности металла смазки или окислов, относительная скорость перемещения поверхности валков и прокатываемого металла. Наличие смазки в основном снижает и почти не изменяет .

Итак, имеем условие, характеризующее захват , и условие, соответствующее установившемуся процессу . Отсюда для максимальных углов , .

Отношение максимального угла касания в установившемся процессе к максимальному углу захвата обозначим

Коэффициент , как будет показано ниже, характеризует устойчивость процесса прокатки и степень развития опережения. Чем больше , тем устойчивее процесс прокатки и больше опережение. Величина зависит от соотношения углов трения и .

Если принять , то . Принимая среднее значение , получим .

Однако, чаще встречается случай, когда > , тогда

Поскольку > , то в данном варианте > 1.

Устойчивость процесса прокатки можно оценивать по коэффициенту , равному отношению максимального угла касания в установившемся процессе к действительному углу касания :

Принимая коэффициент устойчивости захвата , где - действительный угол захвата, и учитывая, что практически процесс прокатки всегда протекает при условии , окончательно получаем:

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение условий захвата и определение соотношения между максимальным углом касания в установившемся процессе и максимальным углом захвата в начальный период процесса прокатки.

3. ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, МАТЕРИАЛЫ

В работе используют прокатный стан 200, линейку, штангенциркуль, клиновидные образцы из свинца (рис. 3):

Рисунок 3 – Образец до (а) и после прокатки (б)

 

 

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Прокатку проводят при различных условиях трения: в сухих валках, со смазкой и в валках, покрытых мелом. В последнем случае образец также покрывают мелом.

Перед прокаткой валки следует установить с таким зазором, чтобы естественный захват не осуществлялся, затем положить на стол образец и при помощи деревянного бруска слегка прижать образец передней гранью (тонким концом) к валкам, после чего медленно приподнимать валок до тех пор, пока ощутится дрожание образца. При дальнейшем незначительном подъёме валки захватывают образец и прокатывают до определённого момента, когда начинается скольжение валков по металлу. После этого валки останавливают, поднимают верхний валок и извлекают образец.

Для участка образца с постоянной высотой по длине определяют максимальный угол захвата :

где d – диаметр валка;

h0, h1–толщина полосы до и после прокатки.

Зная значение , по значениям тригонометрической функции (табл. 1) находят . В этом случае . Максимальный угол касания установившегося процесса прокатки определяют:

где hм – толщина полосы перед зоной деформации на конусном участке длины образца.

Таблица 1 – Значения тригонометрической функ ции

Угол α, град. сos α Угол α, град. сos α Угол α, град. сos α Угол α, град. сos α
  1,0000   0,9816   0,9272   0,8387
  0,9998   0,9781   0,9205   0,8290
  0,9994   0,9744   0,9135   0,8192
  0,9986   0,9703   0,9063   0,8090
  0,9976   0,9659   0,8988   0,7986
  0,9962   0,9613   0,8910   0,7880
  0,9945   0,9563   0,8829   0,7771
  0,9925   0,9511   0,8746   0,7660
  0,9903   0,9455   0,8660   0,7547
  0,9877   0,9397   0,8572   0,7431
  0,9848   0,9336   0,8480   0,7314

 

Все экспериментальные и расчётные данные заносят в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Опытные и расчётные данные по определению и

№ обр Условопыта Мат. h0, мм h1, мм hм, мм h0- h1, мм hм-h1, мм dвалк мм cos αмз αмз, град cos αму αму, град Кα
  Валки покрыты мелом Pb                      
  Чистые валки Pb                      
  Валки покрыты маслом Pb                      

 

Вычисление значений косинусов углов производят до четвёртого знака. Необходимо зарисовать образец до и после прокатки с обозначением его длины, ширины и толщины.

На основании экспериментальных данных делают вывод о значении для различных условий прокатки.

Для обеспечения безопасности работы на стане образец следует обязательно задавать в валки только специальным деревянным бруском.

5. ЛИТЕРАТУРА

1. Смирнов В.С. Теория прокатки. – М.: Металлургия, 1967, с. 179.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. При каком соотношении между углом захвата и углом трения возможен захват полосы валками?

2. Какое соотношение существует между углом касания и углом трения в установившемся процессе прокатки?

3. Отк аких факторов зависит величина отношения углов трения при захвате и в установившемся процессе прокатки?

4. Какие силы способствуют захвату полосы валками?

5. Какие силы препятствуют захвату полосы валками?

6. Как рассчитать величину угла захвата?

7. Какого значения в общем случае достигает отношение между углом трения в начальный момент захвата и углом трения в установившемся периоде прокатки?

8. Какого значения в общем случае достигает коэффициент положения равнодействующей нормальных и касательных сил, действующих на контактной поверхности?



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: