Способ измерения коэффициента тренияв очаге деформации при несимметричнойпрокатке
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<>827202
Соиз Советских
Социалистических
Республик
Ф
&Vie .. k. l;-:==.=" (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 23.05,78 (21) 2619616 22-02 (51) М.Кл.з В 21 В 37i00 с «р«соед«н=- í«å ij заявки—
Государственный комитет (23) Приоритет.т— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень чЪ 17 (45) Дата опубликования оппса«ия 11.06.81 по делам изобретений и 0Tjj1jMTjjM (53) УДК 621.771.01 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. Л. Мазур и И. И. Леепа
Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИ ЦИЕНТА
ТРЕНИЯ В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ
ПРИ Н ЕСИММЕТРИЧ НОЙ ПРОКАТКЕ
Изобретение относится к ооластп обработки металлов давлением, а именно к прокатному произвдству, и может быть использовано при измерении коэффициента трения в очаге деформации прп несимметричной прокатке.
Известен способ (1) определения коэффициента трения в очаге деформации при прокатке по экспериментальным эпюрам удельных сил трения и давления, по максимальному углу захвата, с использованием принудительного торможения полосы, измерения крутящего момента, предельного обжатия, опережения, полного давления металла на валки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретению является способ (2) измерения силы и коэффициента трения в очаге деформации при несимметричной прокатке. Этот способ включает измерение обжатия и угла контакта и вычисление коэффициента трения.
При этом после захвата полосы валками с целью достижения на ее поверхности сплошного однозначного скольжения производят торможение одного из валков до наступления пробуксовки полосы относительно валков. В течение всего времени торможсн«я регистрируют изменение измеряемых параметров, т. е. после захвата полосы валками путем торможения одного из валков создают несимметричный процесс прокатки и при этом несимметричном процессе прокатки измеряют коэффициент трения.
Недостаток известного способа состоит в его значительной трудоемкости.
Для реализации способа необходимо оснащение стана комплектом контрольно-изl0 мер«тельной и регистрирующей аппаратуры, устройством для торможения валка.
Целью изобретения является снижение трудоемкости и упрощение процесса измерения коэффициента трения при прокатке.
15 Поставленная цель достигается тем, что по предложенному способу измерения коэффициента трения в очаге деформации при
«есимметричной прокатке, заключающемуся в том, что измеряют обжатие и угол кон2О такта полосы с валками и вычислияют коэфициент трения, дополнительно измеряют радиус кривизны полосы после ее выхода из валков и по его величине вычисляют коэффициент трения.
Сущность предлагаемого способа состоит
В СЛСДУЮ1ЦСМ.
При несимметричном процессе прокатки в двух валках схема действия сил на прокатывасмую полосу, условия на контакте, напряженно-деформированное состояние
897902 »
S» =h
11) л
2 где /г! — толщина полосы после прокатки: !
3 — коэффициент трения;
К -- радиус валка;
S -- опережение; у -- нейтральньш угол; (! — — угол контакта (захвата l.
Ип !сксы «О» и «м» Обознап!ег0 («м») диаметров.
Пр!1 про BTI;e в несимметричных усло«:Iæ;, обусловленных разли шсм диаметров
ВСРХПСГО H НИЖН(Го BB>IКОВ, УГЛЫ ЗЯХВЯТЯ соответственно для валков большего
XilCHI>IIICI О;,HBliIETPOI> I>BCC lIITI>I«3 IOTCH ИЗ 3 Словпя равенства полных давлений па
ВCP> НСМ II IП(ЖПСМ В(IЛКЯ. r ПО ВHIPЯЖС111!Я>!
/.> (h;
Я»
» или скоростные условия в зонах обжатия, 0 Т И ОС 11 IЦ И Е С и К I< 2 il< /I O 3
Внсп!!и!м признаком процесса несимметричИОИ ПРОКЯТК11 ЯВЛЯСТС>! ИЗГИО ПОЛОСЫ ДО ВХОда в «алки и после выхода ес из валков.
Пр!1 прочих равных условиях прокатки изI H(> H„лосы зависит от относительного обжатия, толщины прокатываемой полосы и коэффициента трения в очаге деформации.
Если прокатка ведется в валках с разными диаметрами, то при малых об>катиях полоса H>rlio2cTCH в сторону валка меньшего диаметра, а при больших обжатиях — В сторону валка большего диаметра, пмеющсго большую окружную скорость. Зная вен(чиHû Оож3тия полосы II п3раметры, определяющие несимметричность процесса прокатки (различие в диаметрах прокатных
133Г! ко«. ра зли и (с ь окру>к ной с! Орости ПОвсрхностп валков) и измерив кривизну выхо IH(iic!I пз валков полосы, можно рассчитЯти еОэ(1>(!> II I(He HT т pc H1i я «Оча Гс дс(1>01э м аЦ H I I.
Прп расчете коэффициента трения могут быт. спользованы следующие завис!мости.
Схема прокатки ооразцов в пссимметричпых условиях, например валках разного д.!3:(!стра. «рап((11ощпхся с одинаковой
УГГ!ОНОЙ скОРОст(по, НоК333«2 Н3 чеРтсжс.
Сог 12cIIo известным положениям теории пр(катi 0 T110 C I I T C;1 I > i !0 «2. 1 !< 0 H 0 ОЛ «1 и С Г 0;I I I B IVI C T P 3 11 м(111 Пс(О, I HB м(тра l31>l р аж яlотся слс (у10щимп формулами Экслупда —,ПЯ«лоза !! 1 оловпна — Дрез/!Спа Л,,h = — 5h, 1 > б 5 гте Лбh и Ь> /; — абсолютное обжатие полосы валками большего и меньшеr0 диаметров; /1 — общее абсолютное обжатие полосы, равное разности толщины полости на входе и выходе из валков Ah=/>(!— — h l h — - бй - - Л, 10 15 г. с /1;. — исходная толщина полосы. Рассматривая участок, выходящий из валков полосы, выделен двумя радиальными. располо>кеппымп HB расстоянии (б сечсппямп, можно записать / =-1: /; /"=1 "/; == (3) / — продолжительность прокатки рассматриваемого участка полосы; — скорости выхода полосы со стороны валков большего и меньшего диаметров с(к>гветствеино; Г.(С 25 где- r — ра I»yc изгиба прокатываемой полосы по осевой линии (радиус кривизны1. Сопоставля11 Выражения (3), (4), (5), ,àïèøåì hI h r — - 2 гб V" r» бО 1:ри этом известно, ITo / .. :/" — длины рассматриваемого участка полосы на поверхностях, 35 соответствующих валкам боль шего и меньшего,(иаметров. С другой стороны очевидно, что L rr, Г=r„ю; Г=г» з; .— „= —, (4) » 40 г:(е гб и r„,— радиусы кривизны повсрхноcTcé прокатывасмой полосы, прилегающих (соответствующих) валкам большего и и меньшего диаметров; q: — длина рассматриваемого участка (дуги) прокатываемой полосы, выраженная в ра.1Иа нах. Согласно принятой схеме 7 й, h, г-=г — ; r» г— (О) б 827202 h, r —, 1 1+8„- 2 1 — S„h, I —— 10 (9) где обозначено Л где Vq и V„— окружныс скорости валков большего и меньшего диаметров соответственно. По одинаковой угловой скорости в) врашсиия обоих валков V;, =())(.„-; V„= R „. (8) Используя в выражении (6) зависимости (7) и (8), получаем R„ К„- Решая уравнение (9) относительно радиуса кривизны, получаем г =- . "- ., . (10) 1 - S; --i(1+ S„) h 1+ S; — i(1+- 5„) 2 Таким образом, прокатывая полосы в асимметричных условиях, в частности в валках разного диаметра, измеряя величину обжатия и радиус искривления выходящей из валков полосы, с помощью выражений (1), (2). и (10) можно рассчитать коэффициент трсния. Если подставить в выражение (10) значения S; и 5„согласно (1 — 2), то разрешить сго относительно коэффициента трения и без упрощений не представляется возможным. Поэтому значительно удобнее находить и с помощью формул (1), (2), (10) методом ооратного пересчета, например путем подбора. В последнем случае, последовательно задавая в формулы (1), (2), (101 различные значения и, вы шслснпе Bc 1стся 10 совпадения расчетной величины ра,1иуса кривизны выходящей из валков полосы с величиной радиуса кривизны, установленной при прокатке. Если асимметрия процесса прокатки создается за счет различия скоростей вращения верхнсго и нижнего валков одинакового радиуса, то в выражении (10) следует V„ принимать 1= 1 б IpII вычислении коэффициента трения кривизну следует считать положительной и измеренный радиус искривления полосы подставлять B формулу (101 со знаком «плюс» в тех случаях, когда выходя1цая из валков полоса изгибас)ся в сторону валка мсньшсгo IIIBMtTp3. И наоборот, величину r. IpI1IIII)13Th со знаком «минус» при 113l IIoc прокатаиной полосы в сторону валка большсгc);L»B»leTPB. 11рсдлагасмый спосоо осуществляется следующим образом. В Il pOI(3TB IIII ) 10 I(LTI уCTB IIBB,I II BBIOT вал кl! разл11чl ы (III;lметров. Измсря1от ради сы (,illñ loTpl. 1с1".,:.и; I i R, .; большс5 20 зо прокатывают ее в асимметричных условиях. Измеряя тол)пину полосы до и после прокатки, определяют величину обжатия Л/7, С помощью выражений (2) рассчитывают углы контакта (захвата) а;, и а „ соответственно для валков большего и меньшего диаметров. Измеряют радиус r кривизны прокатанной полосы. По измеренной величине радиуса r искривления полосы и по найденным значЕниям а,) И а „С ПОМОЩЬЮ выражений (1) и (10) вычисляют коэффициент трения. Пример конкретного исполнения. Коэф(рициент трения измеряли при прокатке плоских образцов пз меди толщиной 2,0 лл, шириной 70 лл на стане дуо-200 Института черной металлургии. Верхний валок имел диаметр?60 лл, нижний 255 Iul. Шероховатость поверхности обоих валков была одинаковой и характеризовалась величиной 0,5 лкл R::, где R., параметр шероховатости. Скорость прокатки 0,5 л, свк. Прп прокатке образцов с обжатием Ah=0,4 лл выходящая из очага деформаи1ш полоса изгибалась в сторону валка меньшего диаметра. Радиус кривизны ее равнялся 77 лл. Вычисления по формулам (1), (2), (10) показали следуюгцие результаты i — " = 0,98; Л,-,h =I,198 лл, Л„11 =0,202 лая; О а- = 0,0:)91; а„: 0,040: и: 0,083. Сопоставлсш1с полученного значения коэффициента Tpc IIIIÿ при указанных условиях прокатки (LI =0,083) с величинами коэффициента трения, определепнымп для аналогичных случасв прокатки другими ме тодами, показь1вает хорошее совпадсш1с. ДocTI)IIIlcTna предлагаемого способа состоят в том. что при сго применешш упрощается методика 11 уменьшаются трудозатраты на опрсдслеш)с коэффициента трения. Для реализации предлагаемого способа ие требуется сложной измерительной аппаратуры, измерение коэффициента треш1я может быть выполненно на любом ста не. Тсхни).о-экономическая оценка предла гаемого способа измерения коэффициента трения в сопоставлении с другими методами показывает его преимущества. ТВ», иа подготовку и проведсш|с ссрии измерений коэффициента трения при прокатке 10 — 15 образцов методами принудительного тормо;;(cII1IsI о1иого валка или полосы, крутягцего момента требуется. как правило, не меисс 5 — 6 час (подготовка контрольно-измерительной аппаратуры, тарировка месдоз, расшифровка осциллограмм), При использовании предлагаемого способ)3 на выполнение такой жс нрограммы (10- — 15 измерений1 потребуется нс бол c 1,5 .Qc, т. с. тру827202 Формула изобретения с Составитель В. Авакова Техрсд A. Камышникова Корректор И. Осиновскав Редактор E. Братчикова Заказ 577, 509 Изд. ¹ 354 Тираж 889 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,,/К-35, Ратшская наб., д. 4/5 Тии. Харьк. фил. пред. «Патент» 11редлагаемый способ можно осуществлять в сочетании с другими пзвестнымн спосооамп измерения коэффициента трения. Например, при реализации предлагаемого способа в процессе прокатки образцов наряду с радиусом изгиба выходящей из валков полосы можно измерять давление на ьалки, крутящие моменты, опережения со стороны обоих валков, а также другие параметры прокатки, и по результатам этих измерений вычислять коэффициент трения. В итоге, определенная одновременно разными способами величина коэффициента трения будет болсе точной. 11овысится достоверность и надежность получаемои информации о коэффициенте трения при прокатке. Разновидностью предлагаемого способа являются способы измерения коэффициента трения при прокатке в асимметрических условиях, при которых измеряют кривизну (отклонение от горизонтальной плоскости) заднего конца прокатываемого образца, либо направление равнодействующих сил при асимметричной прокатке и по их значениям вычисляют коэффициент трения. Однако эти варианты предлагаемого способа не удобны в реализации. I1ð0.1ëîæåíHûì способом можно изме1зято коэффициент трения в очаге деформации прп асимметричной прокатке с приложением заднего натяжения. Способ измерения коэффициента трения в очаге деформации при несимметричной 10 прокатке, заключающийся в том, что измеряют обжатпе и угол контакта полосы с валками и вычисляют коэффициент трения, отли чающий ся тем, что, с целью снижения трудоемкости и упрощения процес15 са измерения, в процессе прокатки измеряют радиус кривизны полосы после выхода из валков и по его величине вычисляют коэффициент трения. Источники информации, принятые во ьчшмание при экспертизе: 1. 1 рудсв А. П. Внешнее трение при прокатке, Ч., «/Четаллургпя», 1968, с. 187— 25 218. 2. Авторское свидетельство СССР ¹ 692647, кл. В 21 В 37/00, 1977.
