Методика проведения работы

Лабораторная работа №4

Опережение при прокатке

Общие сведения

В процессе прокатки в зоне деформации происходит скольжение ме­талла по валкам таким образом, что скорость металла на выходе из валков больше окружной скорости валков, а на входе металла в валки - меньше. Такое явление называется опережением и отставанием. Зона деформации состоит из зоны опережения и зоны отставания (рис. 16). Эти две зоны раз­деляются нейтральным сечением, положение которого характеризуется нейтральным углом γ.

Рисунок 16 – Определение опережения экспериментальным путем

Опережение является скоростным параметром процесса прокатки и в значительной степени определяет характер распределения и величину дав­ления прокатки, и играет особенно большую роль при прокатке в многоклетьевых непрерывных станах.

Обозначим скорость входа металла в валки V₀, скорость выхода ме­талла из валков - V₁, а окружную скорость валков - V (рис.16). В нейтраль­ном сечении скорость металла и скорость валков одинаковы. Опережение выражается в процентах и может быть найдено по формуле

Если известно положение нейтрального сечения (т.е. угол γ), опере­жение может быть найдено по формуле Дрездена:

где R - радиус валков, мм; h₁ - толщина полосы после прокатки, мм; γ - ней­тральный угол, рад.

Угол у можно определить по формуле И.М. Павлова:

где α - угол захвата, рад; β - угол трения, численно равный коэффициенту трения.

Коэффициент опережения

ξ = 1 + S, (21)

Тогда входная скорость металла будет

где ξ/λ - отставание.

Выходная скорость

V₁= ξ·V, (23)

где V - окружная скорость валков, равная

V = π D / t (24)

где t - время, необходимое для одного оборота валка; D - диаметр валка.

Опережение может быть найдено также опытным путем. На валок на­носят керном метку при прокатке полосы, эта метка дает отпечаток (рис. 16). Так как расстояние между отпечатками на полосе больше длины ок­ружности валка, то опережение будет

(25)

где l ₁ - расстояние между двумя метками на полосе; l ₀ - длина окружности валка.

На опережение влияют следующие факторы: коэффициент трения, толщина полосы, величина обжатия, диаметр валков и др.

Методика проведения работы

Часть 1. Влияние коэффициента трения и толщины полосы на опережение

Две алюминиевые полосы размером 2x40x500 мм прокатывают с постоянным обжатием Δh = 0,5-0,7 мм: одну в сухих валках, другую - со смазкой машинным маслом. При прокатке по секундомеру заме­ряют время одного оборота валка.

Отмечают расстояние между отпечатками на полосе l₁, толщину по­лосы до и после прокатки.

Длину окружности валка определяют по формуле

По этим данным находят опережение по формулам (25) и (20) и срав­нивают эти величины, а также находят входную и выходную скорость ме­талла по формулам (22) и (23). Коэффициент трения при холодной прокатке алюминия со смазкой машинным маслом равен μ = 0,08-0,09, без смазки - μ = 0,2-0,25, а угол захвата а определяют по формуле

Все данные заносят в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Часть 2.Влияние величины обжатия на опережение

Четыре свинцовых образца толщиной h₀ = 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 мм, ши­риной b₀ = 30 мм и длиной 1₀ = 500 мм прокатывают за один проход до тол­щины h₁ = 1,7 мм на сухих обезжиренных валках на стане с диаметром вал­ков D_в = 100 мм. После прокатки тщательно измеряют толщину полосы и расстояние между отпечатками. По формуле (26) рассчитывают длину ок­ружности валка.

По формулам (19), (21), (22), (23) и (25) находят опережение и ско­рость входа и выхода полосы из валков, коэффициент опережения.

Все данные заносят в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

По данным таблицы 4.2 строят график изменения опережения в зависимости от величины обжатия.

Вывод___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________