Устройство для прокатки тонких полос
Сокээ Советскнк
Социалистических
Республик
ОПИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<" 749461 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 02 06,78 (21) 2622446/22-02 (51)М. Кл.
В 21 В 1/22 с присоединением заявки РЙ
Гееударстввнный кемитет
СССР (23) Приоритет ао делам изобретений и еткрытий
Опубликовано 23.07,80 Бюллетень .% 27
Дата опубликования описания 25.07.80. (53) УДК
621.771.237.06 (088.8) (72) Авторы изобретения
Б. Е. Хайкин и С. В. Шилов
Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКАТКИ ТОНКИХ ПОЛОС
Изобретение относится к прокатке тонких полос с натяжением и может быль применено при производстве полос иэ черных и цветных металлов.
В совершенствовании процессов обработки ме- теплов давлением в последние годы отчетливо проявляется тенденция к оптимальному управлению механикой контактного взаимодействия между инструментом и дефо рмируемым металлом за счет устранения вредного действия сил трения.Это О достигается принудительным изменением кинематически контактных скольжений и созданием условий для активного действия сил трения.
Активными называют напряжения контактного трения, сонаправленные со скоростью течения металла. Активные напряжения трения способствуют существенному снижении усилия деформации. Принципиальные схемы известных сегодня способов активизации контактного тре20 ния приведены в 111.
Весьма эффективным способом деформации металла в условиях активного трения является способ "проката-волочение" (2).
Для процесса прокатки — волочения характерна структура очага деформации, при которой скольжение металла на контактных поверхностях однозонно (на ведущем валке — только отстаивание, на ведомом валке — только опережение). При такой схеме скольжения силы трения, приложенные к полосе на противоположных контактных поверхностях очага деформации, направлены в противоположные стороны. . Подпирающее действие сил трения на деформи руемый объем исключается, что приводит к резкому снижению нормальных контактных напряжений (удельных давлений), необходимых для формоизменения полосы. Наибольший эффект снижения удельных давлений достигается при прокатке тонких и особо тонких полос, когда недостатки обычного способа про. катки проявляются наиболее сильно. Важная особенность способа прокатки — волочения состоит в том, что давление металла на валки практически не зависит от коэффициента трения в очаге деформации, т. е. вредное влияние сил трения лик сидировано.
749461
45
Известно устройство для тонколистовой прокатки, включающее два рабочих валка, две бесконечные гибкие ленты, каждая из которых огибает прокатный валок и систему направляющих роликов. Устройство снабжено натяжным роликом, установленным перед входом в зону деформации с воэможностью перемещения преимущественно в перпендикулярном оси прокатки направлении и взаимодействующим с бесконечной упругой лентой 13). Кон- 10 струкцией данного устройства, выбранного в качестве прототипа, не предусмотрено осуществление процесса прокатки в режиме активного трения с соответствующим снижением давления металла на валки. 15
Цель изобретения — снижение усилия деформации и, как следствие, возможность повышения обжатий за проход.
Это достигается тем, что со стороны выхода полосы из валков оно снабжено по меньшей мере одной парой прижимных противостоящих роликов, каждый из которых размещен внутри контура своей ленты, обеспечивающих, благодаря защемпению полосы бесконечными гибкими лентами путем прижатия последних роликами, равенство между скоростью полосы на выходе иэ валков и скоростью бесконечных лент.
IipH этом очаг деформации представляет собой только зону отстаивания, подпирающее действие сил контактного трения исключается, на контак- 30 те между металлом и валком действуют только активные силы трения.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
0но содержит рабочие валки 1, свободно посажснпые на них бесконечные гибкие ленты
2, огибаюшие каждая валок, и направляющие (гастимш натяжные) ролики 3 и прижимные ролики 4 на выходе полосы 5 из очага деформации.
Устройство работает следующим образом, в п,ю... Ролики 4 осуществляют прижим наружной поверхности бесконечной ленты 2 к поверхНосТН прокатывасмой полосы 5 и обеспечивают равенство между скоростью полосы 5 на выходе иэ валков 1 и скоростью лент 2, создавая при этом переднее натяжение О,, которое совместно с задним натяжением Оо обеспечивает снижение усилия прокатки. При надлежащем сочетании параметров очага деформации устройство обеспечивает устойчивую реалиэашпо процесса прокатки в усло. виях аквтиного трения. Зто подтверждается приводимыми ниже теоретическими выкладками. Условия активного трения при прокатке на описываемом устройстве реализуются тогда, когда весь очаг деформации представляет собой зону отставания. При этом эпюре удельного давления на металл; вдоль длины очага деформации монотонно и, с небольшой погрешностью можно считать, что среднее удельное давление Р = 1 (Р, + Р,) (1) 2 где Ро-- среднее удельное давление на входе полосы в очаг деформации (то есть в том поперечном сечении полосы, где начинается ее утонение); Pl — среднее удельное давление на выходе полосы из очага деформации (то есть в том сечении полосы, где прекращается ее утонение). В соответствии с условием пластичности Ро = 2Ко — 6о pl = 2Kl — @y (2) где Ко и К, — пределы текучести прокатываемого металла на сдвиг s плоскостях входа и выхода иэ очага деформации; 6 и о1 — соответствующие удельные натя/ о жения в этих плоскостях. Положим, что поверхности контакта между полосой и гибкими лентами являются плоскими и учтем, что напряжение трения на этих поверхностях в условиях активного трения направлено по ходу прокатки. Проектируя на плоскость прокатки все силы, действующие на металл в очаге деформации, получаем в соответствии с условием равновесия. h — 0,5ь Ь вЂ” p«_#_ьh 2 (P - 5 П ж - Р Р СО 3 са) бо 1 о -6, 61= О, (3) где fu — коэффициент трения между полосой и бесконечными лентами; 8 — длина очага деформации (расстояние между сечением входа полосы в очаг деформации и сечением, в котором прекращается утонение полосы), 1 и п1 — на альная и конечная толщина полосы, о ос — угол наклона каждой из бесконтактных лент к плоскости прокатки в пределах очага деформации. Из уравнения (3) следует о 6 =6 — +,э,э (г10С вЂ” icosa) — (4) Г oh Подставляя выражения (1) и (2) в соотношение (4), получаем, что условия активного трения при прокатке на рассматриваемом устроистве реализуется тогда, когда (2,ЭЬь bp) (Q 5 p h fU RA }l ) +6y h o 749461 Р прижатия и пар роликов Подписное Тираж 986 ЦНИИПИ Заказ 4510/4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В качестве конкретного примера реализации предлагаемого устройства рассмотрим его использование для прокатки полосы из стали 08 кп. Начальная толщина полосы h, =0,15 мм, конечная толщина h, = 0,1 мм; ширина полосы Ь = 60 мм. Коэффициент трения при использовании в качестве, смазки пальмового масла, ланолина и др.,а = 0,03. Радиус валка Р = = 30 мм. Предел текучести металла в пределах очага деформации постоянен и ра- 1О вен 65 = 80 кгс/мм, что соответствует максимально нагартованной стали 08 кп. Заднее натяжение полосы 6, = 0,2 6g = 16 кгс/мм . Найдем значение переднего натяжения 6<, при котором опережение равно нулю, и, следова-;5 тельно, весь очаг деформации представляет зону отставания, в пределах которой трение активно. При данных значениях параметров необходимая связь между передним и задним натяжениями определяется соотношением61 = 0,062 6,3 = 5,0 кгс/мм", Соответствующая сила переднего натяжения, создаваемая передними прижимными роликами, 0 = 6, h, b = = 30 кгс. Суммарное усилие прижатия ленты к полосе, необходимое для создания указанного натяжения, равно С}1 P прижатия = — = 1000 кгс = 1,00 тс )и На одну пару роликов приходится сила при- ЗО жатия При трех парах роликов усилие прижима, приходящееся на одну пару роликов, составит 0,33 тс„что вполне приемлемо. Технико-экономические преимушества предлагаемого устройства вытекают из того, что ис- 4О пользование активных сил трения обеспечивает снижение удельных и полных давлений прокатки, позволяя тем самым увеличить разовые обжатия и снизить коне п ую толщину прокатываемой полосы подобно тому, как это имеет место в условиях прокатки-волочения (ПВ). При прокатке с использованием предлагаемого устройства, по сравнению с устройством-прототипом, ликвидировано вредное влияние сил трения. Поэтому предлагаемое устройство способно обеспечить технико-экономический эффект, близкий к эффекту, достигаемому при использовании рассмотренного выше способа ПВ. Формула изобретения Устройство для прокатки тонких полос с натяжением, содержащее два рабочих валка, две бесконечные гибкие ленты, каждая из которых огибает валок и систему направляющих роликов, часть из которых снабжена средствами натяжения ленты, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью снижения усилия деформации путем использования только активных сил трения в очаге деформации, оно снабжено установленной со стороны выхода полосы из валков по меньшей мере одной парой противостоящих прижимных роликов, каждый из которых размещен внутри контура своей ленты и снабжен средством прижатия его к ленте. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Леванов А. Н. и др. Об эффективности использования активного действия сил трения в процессах обработки металлов давлением. Известия AH СССР. Металлы, 1976 N 2, с, 133— 138. 2. Авторское свидетельство СССР N 225829, кл. В 21 В 1/22, 1966. 3. Авторское свидетельство СССР У 556860, кл. В 21 В 45/02, 1975.
