Способ измерения коэффициента тренияв очаге деформации при несимметричнойпрокатке

1827202 Со 1 оз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 11.0 б.81 по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭффИ ЦИЕНТА ТРЕНИЯ В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ Н ЕСИММЕТРИЧ НОЙ ПРОКАТКЕИзобретение относится к ооластп обработки металлов давлением, а именно к прокатному произвдству, и может быть использовано при измерении коэффициента трения в очаге деформации при 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 обкатия, 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 торможения регистрируют изменение измеряемых параметров, т, е. после захвата полосы валками путем торможения одного из валков создают несимметричный процесс прокатки и при этом несимметричном процессе про катки измеряют коэффициент трения.Недостаток известного способа состоитв его значительной трудоемкости.Для реализации способа необходимо оси а 1 цсние стана комплектом контрольно-из- О мерительной и регистрирующей аппаратуры, устройством для торможения валка.Целью изобретения является снижениетрудоемкости и упрощение процесса измерения коэффициента трения при прокатке, 15 Поставленная цель достигается тем, чтопо предложенному способу измерения коэффициента трения в очаге деформации при несимметричной прокатке, заключающемуся в том, что измеряют обжатие и угол кон О 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 состоитВ СЛСДУЮ 1 ЦСМ.При несимметричном процессе прокаткив двух валках схема действия сил на прокатывасмую полосу, условия на контакте, ЗО напряженно-деформированное состояниеб , лб1 б 1б " 1 й, 2 Р,5=- й,11) 2 где /г - толщина полосы после прокатки:з - коэффициент трония;Крадиус валка;5 - опережение;)цейтральньш угол;ц -- угол контакта (захвата 1,Иискс 1 О и м Обозиячя 10 т значениепараметра со стороны валка большего(б) или мспыисГО (ъ) диаметров.При прокатке в несимметричных услоВ:5 х, обусбОвлсцпых различием диаметровВсрхпсГО и иижцсп) Вд.сКОВ, уГлы зяхВятясоответственно для валков с)олыпсгоМСЦ 1 Ц 1 СГО Дц 1 МЕТРОВ ПЯССПТЫ 1 ОТС 5 ИЗ УСлоция равенства полных давлений паВСрХНСМ И 1 ПЖПСМ В 51 ЛКЯХ ПО 1 Ь)раЖсцпял,Г Ьбййб й;й илц скоростные условия в зонах обжатия, относящиеся к каждому валу, различны. Вцсгим признаком процесса несимметрич- ИОЙ ПРОКЯТКИ ЯВЛЯСТС 51 ИЗГИО ПОЛОСЫ ДО ВХО- да в алки и после выхода ес из валков. При прочих равных условичх прокатки изгиб полосы зависит от относительного обжатця, толщины прокатываемой полосы и коэффициента трения в очаге деформации. Если прокатка всчется в валках с разными диаметрами, то при малых об)катиях полоса изпбастся в сторону валка меньшего диаметра, а при больших обжатиях - в сторону валка большего диаметра, имеющсго большую окружную скорость. Зная величины Оожатия полосы 5 пяраметры, определяющие несимметричность процесса прокатки (различие В диаметрах прокатных Валков, различие в Окру)кной скорос и ПО- всрхностц валков) и измерив кривизну выходящей цз валков полосы, можно рассчитать коз 1)с 1)пциснт трспц 51 очаГс сформацц и.Прц расчете коэффициента трения моГут б 1 тг испо;11 зованы следующие зявпсп. мое и.Схема прокатки ооразцов в пссимметричцых услоьцях, например валках разного д.Ямстря. ращспощп.сея с одинаковой угловой скоростью, показана на чертеже.Согласно известным положениям теории пр 1;ягки опережение ц нейтральный уго. ОТ 1 Осптсльпо абКов Ос)лпего диаметра мсьПс 0 Па метра 11 ряжяются слс:у 10 пимц формулами Экслупда - ,11 ЯлозаГоловина - Дрездена5 ге ЛбйпЬ й - абсолютное обжатиеполосы валками большего и меньшего диаметров;Й - общее абсолютноеобжатие полосы, равное разности толщины полости на входе и выходе из валков Лй=йб -- Й1 2 Й - . Лбй г.1,10 15 г,с сг;. - исходная толщина полосы.Рассматривая участок, выходящий из валков полосы, выделенный двумя радиальными, расположепцымц ца расстоянии сб сечениями, можно записать 1:1 г,": 1,-г, =: (З)Г Г- продолжительность прокаткирассматриваемого участка полосы;- скоросп выхода полосы состороны валков большего и меньшего диаметров сс)ответственно; Г;С 25(5) где г - радиус изгиба прокатываемой полосы по осевой линии (радиус кривизны).Сои)станс 15 выражения (3), (4), (5), запишем 55 й 2 й, г - -2 гб Г гбО 1 ри этом известно, что и г" - длины рассматриваемого участка полосы на поверхностях, 35 соответствующих валкам боль.шего ц меныпего,и а метров,С другой стороны очевидно, чтог" гб1= б40где гб и г, - радиусы кривизны поверхностей прокатывасмой полосы,прилегающих (соответствующих) валкам большего ии меньшего диаметров;45 сг - длина рассматриваемого участка (дуги) прокаты ваемойполосы, выраженная в радианах.Согласно принятой схеме Яй й., 1г- =г - ; г=г -б 2 ч(9) где обозначено 25 35 40 45 50 55 60 где 1 гв и 1 - окруя(ныс скорости ВалкоВбольшего и меньшего диаметров соответственно.По одинаковой угловой скорости с вращения обоих валковУ;,=(ой -; К,=а /, (8)Используя в выражении (6) зависимости (7) и (8), получаем Ри;Решая уравнение (9 относительно радиуса кривизны, получаемг =-. (10)1 5; -г(1+5 ) Й,1-1- 5; - г(1+ 5) 2 Таким образом, прокатывая полосы васимметричных условиях, в частности в валках разного диаметра, измеряя величинуобжатия и радиус искривления выходящейиз валков полосы, с помощью выражений(1), (2) и (10) можно рассчитать коэффициент трения. Если подставить в выражение(10) значения 5; и 5 согласно (1 - 2), торазрешить сго относительно коэффициентатрения с без упрощений не представляетсявозможным. Поэтому значительно удобнеенаходить а с помощью формул (1), (2),(2), (10) различные значения 11, вы шслсние ведется ло совпадения расчетной величины радиуса кр 1 Визиы выходящей из валков полосы с величиной радиуса кривизны,установленной при прокатке,Если асимметрия процесса прокаткисоз.гается за счет различия скоростей вращения верхнего и нижнего Валков 0;1 инакового радиуса, то в выражении (10) слслустпринимать 1=1 бГ 1 ри вычислении коэффициента трениякривизну следует считать положительной иизмеренный радиус искривления полосыполставлять в формулу (101 со знакомплюс в тех случаях, когда выхоля 1 цая извалков полоса згибасгс 51 в сторону валкаменьшего диаметра. 11 наоборот, величинуг. Принимать со знаком минус при изпбсирокатаиной полосы в сторону валка большего диаметра.11 рслла гаем ый спосоо осуи 1 сствлястсяследующим образом.В прОкатяииу 10 клеть устанавливаютвалки различны;иаметров. Измеряют радисы (Лпс., стр 1( .сиз:и: г, .( и большс- л 5 15 20 зо прокатывают ее в асимметричных условиях, Измеряя толпину полосы до и после прокатки, опрелеляют величину обжатия Л/г, С помощью выражений (2) рассчитывают углы контакта (захвата) а 1 и асоответственно для валков большего и меньшего лиаметров. Измеряют радиус г кривизны прокатанной полосы. По измеренной величине радиуса г искривления полосы и по найденным значениям а,г и а с помощью выражений (1) и (1 О) вычисляют коэффициент трения.Гример конкретного исполнения.Еоэф(рициент трения измеряли при прокатке плоских образцов пз меди толщиной 2,0 лг,11, шириной 70 11,11 на стане дуоИнститута черной металлургии. Верхний валок имел диаметр 60 лл, нижний 255 л,гг. Шероховатость поверхности обоих валков была олинаковой и характеризовалась величиной 0,5 лкл УГ, где г(, - параметр шероховатости. Скорость прокатки 0,5 л,свк. Прп прокатке образцов с обжатисм ЛЬ=0,4 лл выходящая из очага деформд 1 п 1 и полоса изгиоалась В сторону валка мсньцгего лиаметра.Ралиус кривизны ее равнялся 77,11,11.Вычисления по формулам (11, (2), (1 О) показали слелуюгцие результаты г. - " - . 0,98; ЛЙ=Г 1, 98.1 г,1 г, Ь,/г=0,202 лг.1 г;а; = 0,0391; а= 0,040:. - 0,083.Сопоставлсш 1 с полученного значения коэффициента трения при указанных условиях прокатки (11=0,083) с величинами коэффициента трения, определенными Лля аналогичных случасв прокатки друп 1 ми ме. толами, показывает хорошее совпадсшс.Достоинства предлагаемого способа состоят в том, что при сго примеиешш упрощается мстолика и уменьшаются трудозатраты на опрслслеш 1 с коэффициента трения. Для реализации предлагаемого способа ие требуется сложной измерительной аппаратуры, измерение коэффициента трешя может быть выполненно на любом стане.Технико-экономи Сская оценка предла гаемого способа измерения коэффициента трения в сопоставлении с ;1 рупми методами показывает его преимущества. Так, иа подготовку и проведение ссрии измерений коэффициента трения при прокатке 10 - 15 образцов методами принудительного торможсии 51 Одного Валка или полосы, крутящего момента требуется. как правило, не меисс 5 - 6 час (полготовка контрольно-измерительной аппаратуры, тарировка меслоз, расшифровка осшЛлограмм), При использовании предлагаемого способа на ВыпОЛ- нсипс такой жс программы (10- - 15 измеренийпотребуется ис более 1,5 гас, т. с. тру827202 Формула изобретения Составитель В. Авакова Техрсд А. Камышникова Корректор И. Осиновскав Редактор Е. Братчикова Заказ 577,509 Изд. ЛЪ 354 Тира/к 889 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, К, Ратшская наб., д, 4/5 Тии. Харьк. фил. пред. Патент 11 редлагаемый способ можно осуществлять в сочетании с другпмп пзвсстнымн спосооамп измерения коэффициента трения. Например, при реализации предлагаемого способа в процессе прокатки образцов наряду с радиусом нзгиба 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 разнымп способами величина коэффициента трения будет болсе точной. 11 овысится 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 значения.д вычисляют коэффициент трения. Однако эти варианты предлагаемого способа не удобны в реализации. 11 редложенным способом можно изме 1 зято коэффициент трения в очаге деформации прп асимметричной прокатке с приложением заднего натяжения.5 Способ измерения коэффициента тренияв очаге деформации при несимметричной 10 прокатке, заключающийся в том, что измеряют обжатпе и угол контакта полосы с валками и вычисляют коэффициент трения, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и упрощения процес са измерения, в процессе про(атки измеряют радиус кривизны полосы после выхода из валков и по его величине вычисляют коэффициент трения. 20 Источнш(и информации, принятые во ьчшмание при экспертизе: 1, 1 рудсв А. П. Внешнее трение припрокатке, Ч., /Четаллургпя, 1968, с. 187 - 25 218. 2. Авторское свидетельство СССРМ 692647, кл, В 21 В 37/00, 1977.