Способ определения силы и коэффициента трения в очаге деформации при прокатке

 

Изобретение относится к прокатному производству, а точнее к эксперименталь ному уточнению коэффициента трения, особенно при прокатке новых сталей и профилей. Цель изобретения - упрощение и снижение трудоемкости способа. Эта цель достигается тем, что силу и коэффициент трения определяют по данным измерения усилия и момента на валках в процессе прокатки образца специального, например крестообразного сечения отношение всей площади поперечного сечения к площади поперечного сечения обжимаемой части которого больше трех 2 ил., 1 табл (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ )>

1. (21) 4696886/02 (22) 04.04:89 (46) 07,06.91. Бюл, N 21 (71) МГТУ им.Н,Э.Баумана (72) Г,С.Никитин, P.È,Ðèòìàí, И,А.Хокало, Е,В.Коган и Ю.В.Запорожцев (53) 621.771.2.04.08 (088,8) (56) Шадрин В.А..Инженерные методы расчетов деформации металла при прокатке.

M.: Металлургия, 1973, с.110.

Бровман M,ß. Применение теории пластичности в прокатке. M.; Металлургия.

1965, с.245.

Целиков А,И. и др. Теория прокатки:

Справочник/Под ред. А.И.Целикова. M,: Металлургия, 1982, с.335.

Авторское свидетельство СССР

N 669922664477, кл. B 21 В 37/00, 1977.

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к экспериментальному уточнению коэффициента трения, особенно при прокатке новых сталей и сплавов.

Цель изобретения — упрощение и снижение трудоемкости способа.

На фиг.1 представлен профиль прокатываемого образца; на фиг;2 — схема сил, действующих на обрезец при его прокатке.

Способ определения силы и коэффициента трения в очаге деформации включает прокатку в валках образцов и измерение в процессе прокатки усилия и момента на валках, при этом согласно изобретению для прокатки используют образцы с внеконтактными поперечными внешними зонами, т.е. с зонами, не контактирующими с валками, Ы1 1653881 А1

При прокатке такого образца вытяжка в обжимаемой части в силу сплошности среды создает во внеконтактных поперечных зонах растягивающее напряжение, которое в свою очередь, вызывает в обжимаемой части образца дополнительные напряжения сжатия.

При соответствующем соотношении

F/F< эти сжимающие напряжения создают в обжимаемой части образц ",optoð, доста1653881

025,Ь)< | Хv, 5„=0,3 -, It) (6) (7) 50

55 — = — +1

So о а1 О1 (10) точный для того, чтобы по длине дуги контакта прокатываемого металла с валком соблюдалось условие практически однонаправленного скольжения, т.е. почти вся дуга контакта представляет собой зону отставания и величина опережения равна нулю.

Зону опережения можно оценить так, что угол критического сечения у зависит от соотношения F/Fo, и при F/Fp больше трех соотношение у/а меньше 0,1 (где а — угол дуги захвата).

В процессе прокатки замеряют усилие и момент на валках и по формулам (1) и (2) определяют силу и коэффициент трения;

T--M/Ð; (1)

f= М/RP, (2) где М вЂ” момент на валках,"

R — радиус валка;

Р— усилие прокатки.

Минимальное соотношение F/Fp. npu котором соблюдается это условие, равно примерно трем (при a=7 и 1/h=1,5), что хорошо согласуется с известными теоретическими выводами, согласно которым опережение S при заднем натяжении о1(в случае прокатки крестообразного образца о1- это величина подпора) равно

Я=Яо а1 O1: (3)

0,2 Е/И уа

2к î=О,59 С М 0,05 R(h (0,36- к) (й где а- угол захвата; — отношение длины дуги захвата к

h средней толщине прокатываемого образца, Если опережение S равно нулю, то из формулы (3) имеют

О1 = —, Sî (8) а1 с другой стороны напряжение подпора можно выразить следующим образом: . F — Fp

<1 = СГr (9)

Fp где с - предел текучести материала образца (аг=2К).

Приравнивая (8) и (9), находят:

После подстановки {4), (5) и (6), (7) в формулу(10) и последующих упрощений получают

F 1,95 0.25 0,36 — т а}

Fp 17Г 19 а

1 („<3, L (11) Формулы (11) и (12) позволяют для заданных значений а и I/h определить минимальное соотношение F/Fp. при котором опережение на поверхности контакта прокатываемого металла с валком равно нулю.

Значения F/Fp при а=5-15 можно определить из таблицы, Из таблицы следует, что условие однонаправленного скольжения всегда выполняется при F/Fp >3, Пример. Эксперимент для реализации предлагаемого способа включает в себя прокатку образца (фиг.1) иэ алюминиевого сплава на стане "160" в стальных нешлифованных валках и регистрацию усилия и момента прокатки, при этом в соответствии с фиг,2 соблюдается условие равновесия

2 Р sinP- 2Т cos а= О. По данным экспериментов при прокатке такого образца с соотношением F/Fp=3,13, при обжэтии 15% (i/h=1,5; а=7 ), усилие и момент прокатки равны, соответственно Р=63 КН; M=0,39

КНм, а значение коэффициента трения, определенное по формуле (2), равно 0,077. Эти значения согласуются с литературными данными.

Применение предлагаемого способа определения силы и коэффициента трения при прокатке позволяет используя образцы простой формы, получить значения силы и коэффициента трения на любых станах, где можно замерить усилие и момент прокатки; упростить методику и снизить трудоемкость измерений (нет устройства для захвата и торможения заднего конца полосы, не требуется специального фрикционного механизма для торможения валка); широко применять способ в производственных условиях.

Экономический эффект от применения способа определяется тем, что в реальных условиях прокатки на промышленных станах без создания каких-либо дополнительных устройств (например, для торможения одного из валков) оказывается возможным оперативное определение коэффициентов трения между валками и прокатываемым металлом. Это позволяет разрабатывать такие схемы обжатий, которые приводят к оптимальному использованию энергосиловых возможностей прокатных клетей.

Формула, изобретения

Составитель А,Сергеев

Редактор A.Козориз Техред M.Моргентал Корректор M,Øàðoøè

Заказ 1913 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ определения силы и коэффициента трения в очаге деформации при прокатке, включающий прокатку образца в гладких валках. измерение усилия прокатки и моментов на валках. вычисление величины силы и коэффициента трения, о т л и ч аю шийся тем, что. с целью упрощения и снижения трудоемкости способа, в качестве образца используют образец с внеконтакт5 ными внешними зонами, например, крестообразного сечения, в котором отношение всей площади поперечного сечения к площади поперечного сечения обжимаемой части больше трех.