Способ определения силы и коэффициента трения в очаге деформации при прокатке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 538 А 51)5 В 21 В 37/00, 6 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИсится к прокатном о к эксперименталь ффициента трения новых сталей и спла Изобретение от производству, а име ному уточнению ко особенно при прокат вов. сниК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Шадрин В.А. Инженерные методы расчетов деформации металла при прокатке.М.: Металлургия, 1973, с.110,Бровман М,Я, Применение теории пластичности в прокатке. М.; Металлургия.1965, с.245.Целиков А,И. и др. Теория прокатки:Справочник/Под ред, А.И.Целикова. М Металлургия, 1982, с.335.Авторское свидетельство СССРМ 692647, кл. В 21 В 37/00, 1977,Цель изобретения - упрощение и , жение 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,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ И КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПРОКАТКЕ(57) Изобретение относится к прокатному производству, а точнее к экспериментальному 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 определяк)т 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 которога больше трех, 2 ил 1 табл. например, крестообразного поперечного сечения, причем отношение всей площади поперечного сечения образца Е к площади обжимаемой части поперечного сечения Го такое. что на поверхности контакта прокатываемого металла с валком соблюдается условие практически однонаправленного скольжения.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 г./го эти сжимающие напряжения создают в обжимаемой части образц подпор, доста(10) После подстановки (4), (5) и (б), (7) в формулу(30) и последующих упрощений получа- ют 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 Е/Ео, и при Е/Ео 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; Т=М/Р; (1) 1= М/ВР, (2) где М - момент на валках," В - радиус валка; Р - усилие прокатки. Минимальное соотношение Е/Ео, при котором соблюдается это условие, равно примерно трем (при а=7 и 1 В=1,5), что хорошо согласуется с известными теоретическими выводами, согласно которым опережениепри заднем натяжении 01(в случае прокатки крестообразного образца о 1- это величина подпора) равно Я=Яо-а 1 о 1; (3) о,г Е/и +у. Л Жгк15,:ОЛ 9 Ск,.о,о е/ь (о,ьБ), (Й где а- угол захвата;- отношение длины дуги захвата ксредней толщине прокатываемого образца,Если опережение Я равно нулю, то изформулы (3) имеютЯ = - ,Зо(8)а 1с другой стороны напряжение подпора можно выразить следующим образом:Е - ЕоО 1 - СГт(9)Еогде О- предел текучести материала образца (аг=2 К),Приравнивая (8) и (9), находят: Р 1,95 ,25 0,36 - 9 аЕо ЬЪ 19 а1 -3 , (11)Е У 11 ц аЕо яаЬ Формулы (11) и (12) позволяют для заданных значений а и 1/Ь определить минимальное соотношение Е/Е,. при котором опережение на поверхности контакта прокатываемого металла с валком равно нулю. Значения Е/Ео при а=5-15 можно определить из таблицы,Из таблицы следует, что условие однонаправленного скольжения всегда выполняется при Е/Ео 3,П р и м е р. Эксперимент для реализации предлагаемого способа включает в себя прокатку образца (фиг.1) иэ алюминиевого сплава на стане "1 бО" в стальных нешлифованных валках и регистрацию усилия и момента прокатки, при этом в соответствии с фиг,2 соблюдается условие равновесия 2 Р з 1 п Р Т соя а= О. По данным экспериментов при прокатке такого образца с соотношением Е/ЕО=3,13, при обжэтии 15 О (В=1,5; а=7 ), усилие и момент прокатки равны, соответственно Р=63 КН; У=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.Корректор М,Шароши Редактор А.Коза Заказ 1913 Тираж 343 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 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 щ и й с я тем, что. с целью упрощения и снижения трудоемкости способа, в качестве образца используют образец с внеконтакт ными внешними зонами, например, крестообразного сечения, в котором отношение всей площади поперечного сечения к площади поперечного сечения обжимаемой части больше трех.10