Вы здесь

Розвиток методів розрахунку параметрів процесу багаторівчакової прокатки-розділяння на основі аналізу силової взаємодії розкату та інструменту

Автор: 
Шувякова Ірина Володимирівна
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2004
Артикул:
3404U000337
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2 Разработка методики определения сил в процессе продольного разделения многожильного раската
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ В ПРОЦЕССЕ ПРОДОЛЬНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОЖИЛЬНОГО РАСКАТА

2.1. Определение сил, возникающих в процессе разделения раската в неприводном деформационно-делительном устройстве
При разработке методики расчета параметров процесса ПР важным является исследование условий разрыва перемычки, соединяющей части раската, которые определяют силовые параметры процесса прокатки-разделения.
Разрушение перемычки в НДДУ происходит за счет растягивающих сил, возникающих в результате силового взаимодействия делительных роликов с раскатом, схема разделения представлена на рис. 2.1. При этом делительные ролики НДДУ изгибают части раската в горизонтальной плоскости, проходящей через ось прокатки, в противоположные направления, а поверхности контакта разделяемого раската при этом деформируются. О пластической деформации поверхности разделяемых частей раската свидетельствуют отпечатки на поверхности недокатов от контакта с рабочими поверхностями делительных роликов.
Рис. 2.1. Схема процесса ПР двухжильного раската
Поверхность раската подвергается обжатию, как правило, не на всем протяжении геометрической зоны контакта (Lc), так как делительные ролики, после изгиба частей раската и разрыва перемычки, разводят части раската в стороны без дальнейшей деформации. Этим объясняется то, что длина зоны очага деформации (Lci) на практике меньше расстояния от точки контакта до плоскости осей делительных роликов (Lc) (рис. 2.2.) [13].
аб Рис. 2.2. Делительный ролик (а) и сдвоенный раскат (б) с площадками контакта:здесь ? - угол, соответствующий началу контакта раската с роликом; ? - половина угла при вершине ролика; R - радиус ролика по вершине; остальные обозначения по тексту
Таким образом, взаимодействие роликов НДДУ с раскатом (рис. 2.2) можно рассматривать как процесс обработки металла давлением [95-100]. При этом аналитические зависимости для расчета силовых параметров процесса могут быть получены с использованием основных уравнений, описывающих условия процесса продольной прокатки.
На контактной поверхности ролика действуют напряжения, которые приводят к деформации участков поверхности разделяемых частей раската. Интегрально эти напряжения могут быть представлены равнодействующей (Р), которая в декартовой системе координат может быть разложена на три составляющие, определяющие силовые условия продольного разделения (рис. 2.3) [13-14]:
* горизонтальную силу (Рх), направленную вдоль оси прокатки (определяет усилие проталкивания разделяемого раската через НДДУ);
* горизонтальную силу (Ру), перпендикулярную оси прокатки и определяющую силу разрыва перемычки с учетом изгиба отделяемых частей раската;
* вертикальную силу (Рz), перпендикулярную оси прокатки и определяющую радиальную нагрузку на подшипниковые опоры НДДУ.
Рис. 2.3. Схема взаимодействия раската с делительным роликом: b - ширина перемычки; s2 - зазор между гребнями роликов; r - радиус сечения части раската; Rk - катающий радиус ролика, проходящий через точку 2, в которой деформация максимальна; ?h - максимальное обжатие части раската; lc - координата начала зоны контакта (проекция Lc на ось X (рис. 2.2)); lci - длина очага деформации (проекция Lci на ось X (рис. 2.2))
Для ролика, делительный гребень которого имеет форму соединенных большими основаниями конусов, проекции равнодействующей (Р) на координатные

оси Х, У и Z без учета сил трения определятся следующими выражениями:
,(2.1)где ?Р - угловая координата точки приложения равнодействующей.
Таким образом, для определения составляющих равнодействующей, возникающих в НДДУ, необходимо определить величину равнодействующей силы и место ее приложения. Принимаем допущение, что точка приложения равнодействующей силы (Р) расположена в центре тяжести контактной поверхности - на линии катающего радиуса Rk и на одной трети длины очага деформации (lci) от начала контакта раската с роликами устройства (рис. 2.3), т.е. в центре тяжести контактной площадки.

2.1.1. Определение равнодействующей силы на контакте раската и делительных роликов

Равнодействующая сила определяется интегрированием среднего давления на ролик неприводного устройства, определяемого по методике А.И. Целикова [96, 97], по контактной поверхности.
Равнодействующая сила на контакте металла с роликом определяется как:
,(2.2)где F - полная площадь очага деформации, р - среднее давление на ролик.
Здесь:
,
где ;
?* - коэффициент Лоде, характеризует влияние среднего главного напряжения ?2;
- коэффициент, учитывающий влияние внешнего трения;
- коэффициент, учитывающий влияние внешних зон раската;
- коэффициент, учитывающий влияния натяжения;
?Т - фактическое сопротивление металла деформации.
В рассматриваемом процессе контакт раската о ролики устройства мал даже в случае полного заполнения геометрической площадки контакта, поэтому влияние внешнего трения считается незначительным и коэффициент принимаем равным единице [97, 101]. Процесс деформации роликами НДДУ осуществляется за счет подпора, создаваемого валками ПК. Принимая, что усилие подпора полностью расходуется на деформацию металла в неприводных роликах устройства, а режим прокатки в ПК и следующей после НДДУ клети является согласованным, можно принять, что .
Главным фактором, оказывающим влияние на давление при деформации в роликах НДДУ, являются внешние силы, прикладываемые к прокатываемой полосе со стороны приводных валков. А.И. Целиков показал, что при малой длине дуги захвата и большой высоте среднего сечения полосы контактные нормальные напряжения существенно повышаются, а В.В. Смирнов по экспериментальным данным рекомендовал уравнение для определения коэффициента влияния внешних зон [96]: , где hср - средняя высота раската в зоне обжатия (