РАБОТА №5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПЕРЕЖЕНИЯ ПРИ ПРОКАТКЕ

5.1. Общие сведения

В стационарной стадии прокатки скорость выхода полосы из валков больше окружной скорости валков (“опережение”), а скорость входа полосы в валки , наоборот, меньше (“отставание”). В пределах очага деформации существует поперечное сечение, в котором продольная скорость частиц металла совпадает со скоростью посту­пательного перемещения, сообщаемого полосе валками. Это сечение называется критическим или нейтральным. Оно делит очаг деформа­ции на две зоны. Одна из них, находящаяся между нейтральным се­чением и плоскостью выхода металла из валков, называется зоной опережения, другая, находящаяся между нейтральным сечением и плоскостью входа металла в валки,- зоной отставания [2,5].

Положение критического (нейтрального) сечения в очаге де­формации характеризуется критическим (нейтральным) углом (рис.1).

Рис.5.1. Схема деления очага деформации на характерные зоны: 1-зона отставания, 2-зона опережения, 3- нейтральное сечение

Величина тесно связана с контактным взаимодействуем между металлом и валками, конкретно - коэффициентом трения на контакте.

Существование связи между положением нейтрального сечения и величиной позволяет судить о значении в заданных геометрических условиях прокатки.

В теории прокатки известна формула Экелунда-Павлова:

. (5.1)

Эта формула увязывает , и угол захвата (рис.5.1).

Из (5.1) следует

. (5.2)

Угол захвата можно рассчитать по формуле

, (5.3)

в которой - радиус валков, - абсолютное обжатие, а именно:

, (5.4)

и -начальная и конечная толщина полосы соответственно (рис.5.1).

Поскольку определить прямым измерением затруднитель­но, то для получения экспериментальной оценки ока­зывается полезным привлечь формулу, увязывающую с опереже­нием .

По определению

. (5.5)

Применительно к прокатке в условиях низкого очага деформации справедлива формула Головина-Дрездена:

. (5.6)

Из (5.6) следует

. (5.7)

Подставляя (5.7) в (5.2), имеем

. (5.8)

Формула (5.8) позволяет оценить коэффициент трения по экспериментальному значению опережения S при заданных геометрических условиях прокатки. Эти условия определяются указа­нием радиуса валков , начальной толщины или абсолют­ного обжатия . При этом входящая в (5.8) величина оп­ределяется через и посредством формулы (5.3).

5.2. Выполнение работы

Цель работы:

1. Ознакомиться с опытной методикой определе­ния опережения.

2. Выявить характер влияния внешнего трения на опережение при прокатке в гладких валках.

3. Определить расче­том коэффициент внешнего трения, используя данные опытного оп­ределения опережения.

Оборудование и инструмент.

Лабораторный прокатный стан дуо-130 ила дуо-100 с гладкими валками, имеющими две риски вдоль образующих, штангенциркуль, линейка.

Образцы.

Полосы из модельного материала с размерами 12 12 150 – 2 шт.

Каждая бригада получает от преподавателя по две полосы. Размеры полос измеряются и результаты заносятся в таблицу. Прокатка полос проводится за три прохода при одинаковых обжатиях за проход. Рекомендуемые значения абсолютных обжатий в каждом проходе 2,5...3,5 мм.

Прокатка обеих полос проводится при разных условия трения.

Одна полоса прокатывается на сухих гладких валках, другая натирается мелом. После каждого прохода измеряется толщина полосы и расстояние между отпечатками рисок, нанесенных на валки, на полосе - . Результаты измерений заносят в таблицу.

По известным размерам полосы после каждого прохода рассчитывается фактическое абсолютное обжатие за проход . Величина опережения рассчитывается по известным значениям расстояния между рисками на валках и их отпечатками на полосе (рис.5.2):

. (5.9)

Здесь величины и - в соответствии с рис.5.2, причем известна и равна 100 мм.

Рис.5.2. К расчету величины опережения при прокатке

Зная величину опережения, по формуле (5.8) можно рассчитать величину коэффициента трения.

Таблица 5.1

Данные для определения коэффициента трения при прокатке

№ обр.

№ прох

Условия прокатки

Опытные данные

Расчетные

, мм

, мм

, мм

, мм

, мм

, мм

S

, рад

,   рад

, рад

полоса сухая

полоса с мелом

В отчете указать цель работы, описать методику опреде­ления опережения и коэффициента трения, сделать выводы о зависимости опе­режения от коэффициента трения и толщины полосы после прокат­ки.