Кинематические условия продольной прокатки.
4.1. Опережение и отставание.
Если измерить скорость полосы на входе и выходе из валков (соответственно V н и Vh) и сопоставить ее с окружной скоростью валков V в (рис.4.1.), то окажется, что они связанны неравенством Vн < V в < Vh, т.е. задний конец отстает, а передний опережает валки. Эти явления – входа полосы в валки со скоростью, меньшей окружной скорости валков, называют отставанием (Sн), а выхода полосы из валков со скоростью, выше окружной скорости валков – опережением (Sh). Какова их природа? При продольной прокатке валки сообщают полосе переносную скорость V в. Кроме того, в процессе обжатия большая часть металла в соответствии с законом наименьшего сопротивления будет смещаться против хода прокатки с некоторой скоростью V¢, а меньшая часть – по ходу прокатки со скоростью V¢¢. И тогда скорость задней части полосы будет (V в - V ¢), а передней (V в + V¢¢), что и приводит к упомянутому выше неравенству.
Таким образом, опережение образуется за счет смещения частиц металла в направлении прокатки, а отставание - за счет смещения частиц металла против направления прокатки.
С практической точки зрения более важно знать величину Sh, поскольку она непосредственно связана с Vh, а это есть не что иное, как скорость прокатки – один из важнейших параметров продольной прокатки.
Поэтому в дальнейшем будем рассматривать в основном опережение.
Посмотрим, как будет изменяться скорость металла и валков по длине очага деформации. Горизонтальная проекция окружной скорости валков в любой точке очага деформации будет V в × cosj, где угол j - текущий центральный угол очага деформации, изменяющийся от a до нуля. Тогда горизонтальная проекция окружной скорости валков в плоскости входа будет 
, а в плоскости выхода - V в (рис.4.2.).
|
|
|
Скорость металла в очаге деформации будет изменяться от Vн на входе до Vh – на выходе металла из валков. Характер этого изменения определяется, исходя из закона постоянства объема. Через плоскость входа в единицу времени пройдет Fн × Vн металла, а через плоскость выхода – Fk Vh, где Fн и Fк площадь поперечного сечения полосы на входе и выходе из валков, соответственно. Поскольку Fн × Vн = Fk Vh, то 
. Аналогично можно определить скорость течения металла в любом сечении очага деформации.
Из неравенства V н < V в < Vh следует, что в очаге деформации существует такое сечение, где скорость металла и валков совпадает. Это вертикальное с 
ечение называют нейтральным или критическим, а соответствующий ей центральный угол – нейтральным или критическим углом g. Зона от a до g называется зоной отставания, а от g до нуля – зоной опережения (рис. 4.2.).
|
|
|
Таким образом, в зоне отставания валки опережают металл, а в зоне опережения, наоборот, металл опережает валки. Поэтому силы трения в зоне отставания совпадают с направлением прокатки, а в зоне опережения – противонаправлены.
Опережение можно определить по разности скоростей полосы и валков, отнесенной к скорости валков (обычно выражают в процентах):
, %.
Но более удобно выражать Sh через величину пути, пройденного полосой (lh) и валками (lв) в единицу времени: 
, %.
З 
начение ln и lв легко определить, например, методом керновых отпечатков (рис.4.3.).
Для определения Sh предложено немало формул. Более употребительными являются формула Финка:
и формула Головина-Дрездена: 
.
Последняя, по сути, является упрощенной формулой Финка.
Для вычисления опережения по этим формулам необходимо знать величину g. Для ее определения И.М.Павлов предложил формулу 
.
Каковы предельные значения g? При a = 0 и g = 0. При естественном начальном захвате a = b, а 
. Это его максимальное значение. При a = 2b угол g = 0.
При этом и Sh = 0. То есть, в последнем случае на всем протяжении очага деформации имеет место только одна зона – зона отставания, валки буксуют по полосе, процесс прокатки прекращается.
|
|
|
Отчего зависит опережение?
1.
При увеличении диаметра валков и опережение увеличивается.
2.
При увеличении толщины полосы опережение уменьшается.
3.
При увеличении обжатия опережение вначале увеличивается, а затем, достигнув максимума, уменьшается. Это, кстати, следует и из зависимости g от a.
4.
При увеличении коэффициента трения и опережение увеличивается. Поэтому все факторы, которые влияют на коэффициент трения, в таком же направлении влияют и на опережение.
Рассматривая скоростные условия прокатки, следует отметить, что кроме скорости прокатки в теории прокатки широко используют понятие скорости деформации. Она зависит от скорости прокатки, но в отличие от нее учитывает еще параметры очага деформации и относительное обжатие.
А.И. Целиков предложил следующую формулу для ее определения: 
, сек-1.
Скорость деформации изменяется в широких пределах – от 0,1 сек-1 на обжимных станах до 1000 сек-1 на современных проволочно-мелкосортных станах.
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 14; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!