Энергосиловые параметры сортовой прокатки

Ниже будут предложены две методики расчета энергосиловых параметров.

Методика М.Я. Бровмана [4].

Усилие и момент прокатки определяются по формулам:

(5.1)

, (5.2)

где – среднее давление металла на валки;

- горизонтальная проекция контактной площади деформируемой заготовки и валка;

- длина зоны деформации;

- коэффициент плеча равнодействующей;

, (5.3)

где k - предел текучести (сопротивление деформации) при сдвиге, ;

- коэффициент напряженного состояния;

- действительный предел текучести прокатываемого металла (в состоянии линейного напряженного состояния при пластометрических испытаниях), определяемый из степенной функции [5]:

, (5.4)

где – величины постоянные для данной марки стали, определяются по таблице 10.1.

Проекция контактной площади определяется по формуле:

(5.5)

где – средняя ширина раската;

- коэффициент, зависящий от типа калибра.

. (5.6)

При горячей прокатке величину можно рассматривать как функцию одного параметра:

, (5.7)

Таблица 5.1 Коэффициенты для определения

Материал	Диапазон температур	, мПа	n1	n2	n3 • 102 град -1
Ст 20 Ст 45 Ст ШХ15 Ст 40ХН Ст 40Х Ст12 ХН3А Ст 30ХГСА Сталь 55С2 и Сталь 60С2	900-1300 900-1300 900-1300 900-1300 900-1300 900-1300 900-1200   900-1300		0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25   0,25	0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14   0,14	0,25 0,25 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30   0,30

где - средняя высота раската;

(5.8)

при

(5.9)

при

, (5.10)

. (5.11)

Коэффициент плеча равнодействующей равен:

, (5.12)

при , где - характеризует форму поперечного сечения заготовки;

, (5.13)

при .

Коэффициенты , определены для различных типов калибров [4] и приведены в таблице 5.2.

Необходимые в ходе расчета геометрические параметры очага деформации рекомендуется брать как для «соответственной» полосы, в этом случае не нужно пользоваться коэффициентами .

Методика А.И. Целикова и В.И. Зюзина.

Действительный предел текучести деформируемого металла определяется методом термодинамических коэффициентов В.И. Зюзина:

, МПа (5.14)

где s_о.д – базисная величина предела текучести металла, опреде

ленная опытами при следующих параметрах деформации: одно

осное растяжение при t=1000°С; e=0,1; u=10 1/с;

- термомеханические коэффициенты, учитывающие, соответственно, температуру, степень и скорость деформации.

Таблица 5.2. Коэффициенты для определения энергосиловых параметров

калибр/ коэффициент	гладкая бочка	ромбический и квадратный	овальный, круглый, шестигранный	ящичный и ящичный шестиугольный
		0,72	0,84	0,9
	0,5	0,71	0,57	0,56
		0,5	0,79	0,8
	0,25	0,28	0,28	0,28
		1,41	1,19	1,13
		0,5	0,79	0,8
		1,41	1,7	1,7
	0,5	0,35	0,4	0,4

В справочной литературе [11] приведены базисные значения предела текучести различных марок стали, а термомеханические коэффициенты определяют по специальным графикам, построенным для каждой марки стали в зависимости от параметров (t; e; u).

Сопротивление металла деформации определяется по формуле А.И. Целикова – В.С. Смирнова:

, (5.15)

где - интенсивность нормальных напряжений при плоском деформированном состоянии;

- коэффициент напряженного состояния металла в очаге деформации, определяется как произведение пяти коэффициентов:

, (5.16)

где – коэффициент, учитывающий влияние ширины прокатываемой полосы (рисунок 5.1), может быть определен по регрессионной зависимости:

, (5.17)

Рисунок 5.1. Определение коэффициента ширины полосы

- коэффициент, учитывающий влияние внешнего (контактного) трения, определяется по формуле:

, (5.18)

, (5.19)

, (5.20)

где – толщина полосы в нейтральном сечении очага деформации;

– толщина полосы, выходящей из очага деформации;

f_у - коэффициент контактного трения в установившимся периоде процесса прокатки;

l – длина очага деформации, мм.

- коэффициент, учитывающий влияние внешних зон;

, (5.21)

- коэффициент, учитывающий влияние межклетевого натяжения прокатываемой полосы в клетях непрерывных групп прокатных станов:

, (5.22)

где и - соответственно, натяжения заднего и перед

него концов прокатываемой полосы.

, (5.23)

где П – периметр полосы.

Кроме сопротивления металла деформации , остальные энергосиловые параметры для любой методики определяются одинаково. Усилие прокатки и момент определяются по формулам 5.1, 5.2.

Загрузка рабочей клети по усилию прокатки определяется по формуле:

(5.24)

где - допускаемое усилие прокатки (приложение 1)

Ориентировочно, крутящий момент прокатки с учетом затрат энергии на преодоление трения в механизмах главной линии и других технологических факторов, составляет:

(5.25)

Момент, развиваемый электродвигателем:

, (5.26)

где - кпд механизмов главной линии клети;

- передаточное число редуктора (приложение 1).

Мощность электродвигателя главного привода:

, (5.27)

Угловая скорость вращения вала двигателя:

, (5.28)

где - частота вращения валков, об/мин.

Коэффициент использования мощности двигателя:

(5.29)

где - мощность двигателей, согласно технологических характеристик (приложение 1).

ЛИТЕРАТУРА

1. Пратусевич А.Е. Вальцовщик-оператор прокатного стана. Учебник в 6 книгах. Книга 5. – Старый Оскол, 1995

2. Мастеров В.А., Берковский В.С. Теория пластической деформации и пластической обработки металлов давлением. – М.: Металлургия, 1989

3. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1987

4. Бровман Н. Я. Энергосиловые параметры и усовершенствование технологии прокатки. М.: Металлургия, 1995

5. Гетманец В.В., Тильга С.С., Кузьменко А.Г., Романченко В.Л.Справочник калибровщика. – Кривой Рог: Минерал, 1995

6. Грудев А.П. Теория прокатки. - М.: Металлургия, 1988

7. Производство проката не непрерывном мелкосортно-среднесортном стане 350. Временная технологическая инструкция. – ВТИ 00187895-П.С-346-2001

8. Кузьменко А.Г. Мелкосортные станы. Состояние, проблемы, перспективы. – М.: Металлургия, 1996

9. Грудев А.П., Машкин Л.Ф., Ханин М.И. Технология прокатного производства. – М.: Металлургия, 1994

10. Тарновский И.Я. Формоизменение при пластической обработке. – М.: Металлургиздат, 1954

11. Целиков А.И., Томленов А.Д., Зюзин В.И., Третьяков А.В., Никитин Г.С.Теория прокатки. Справочник. – М.: Металлургия, 1982.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Технические характеристики рабочих клетей

Клеть	Размер валка Мм	Вес, т	Максимальное усилие, т	Характеристики главного привода
кВт	об/мин якоря	iред	Скорость валка, об/мин	Скорость прокатки, м/c
Бочка мм	мм
Стан 700
1В 2Г 3В 4Г	НЗС-1 (820/730)х1200		7,4 7,3 5,8 5,7		2х675 2х675	350 - 875	26,0 22,62 17,94 14,97	16 – 29 19 – 33 26 – 42 30 - 51	0,6 – 1,1 0,7 – 1,4 0,8 – 1,5 0,9 – 1,7
5В 6Г 7В 8Г	НЗС-2 (720/650)х1200		5,8 5,7 5,8 5,7		2х675 2х675	350 - 875	16,64 13,43 11,98 10,38	27– 47 32 – 55 35 – 62 41 - 74	0,9 – 1,7 1,1 – 2,0 1,2 – 2,3 1,3 – 2,5
Стан 350
1Г 2В 3Г 4В 5Г 6В	Черновые (680/580)´1000		4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0			800 - 1200		14,2 - 19,2 20,0 - 30,0 22,5 - 30,4 28,6 - 32,6 32,0 - 43,2 40,0 - 54	0,36 - 0,5 0,5 - 0,75 0,61 - 0,82 0,78 - 1,05 0,9 - 1,22 1,11 - 1,5
Мелкосортная линия стана
7Г   8В   9Г   10В	I промежуточная группа (530/450) ´ 800		2,0 2,0 2,0 2,0			80 - 1000	7,1 6,3	10 - 90 10 - 112,5 11,2 -126,8 12,7 - 142,9	0,22 - 2,03 0,22 - 2,5 0,26 - 2,93 0,3 - 3,26
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
11Г 12В 13Г14В15Г16В17Г18В	II промежуточная группа (420/370) ´ 630		1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0			320 - 1000	2,8 2,8 2,24 2,5 2,24 1,6	80,0 - 225 114 - 321 114 - 321 143 - 402 128 - 360 143 - 402 160 - 450 200 - 562	1,5 - 4,2 2,01 - 5,84 2,16 - 6,01 2,62 - 7,46 2,46 - 6,92 2,7 - 7,6 3,09 - 8,7 3,8 - 10,6
19Г20В21Г22В 23Г24В	Чистовая группа (380/335) ´ 630		0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75			320 - 1000	1,4 1,12 1,12 0,89 0,89 0,71	228 - 642 286 - 803 286 - 803 360 - 1011 360 - 1011 541 - 1268	4,04 - 11,2 5,0 - 13,9 5,0 - 13,9 6,2 - 17,5 6,3 - 17,8 9,4 - 22
Среднесортная линия стана
Характеристики клетей первой и второй промежуточной групп (клети 7Г…14В) аналогичны характеристикам клетей мелкосортной линии
15Г     16В	Чистовая группа (380/335) ´ 630		0,75 0,75			320 - 1000	1,8 1,4	178 - 500 228 - 643	3,0 - 8,41 3,76 - 10,6

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат – шестиугольник – квадрат

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Номограмма для определения коэффициента обжатия по схеме шестиугольник – квадрат

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат – ромб – квадрат

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Номограмма для определения коэффициента обжатия по ромб – квадрат

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Номограмма для определения суммарного коэффициентавытяжки по схеме квадрат – овал – квадрат

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Номограмма для определения коэффициента обжатия по схеме квадрат –овал

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме квадрат – плоский овал – круг

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Номограмма для определения коэффициента обжатия по схеме плоский овал – круг

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Номограмма для определения суммарного коэффициента вытяжки по схеме круг – овал – круг

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Номограмма для определения коэффициента обжатия по схеме плоский овал – круг

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Темы курсовых проектов по дисциплине «Технология пластической обработки специальных сталей и сплавов»

Учебное издание

Виктория Васильевна Уйгели

Александр Ефимович Пратусевич

Алексей Валерьевич Корнаев

Доронин Олег Николаевич

«Технология пластической обработки специальных сталей и сплавов. Раздел: Методика расчета калибровки профилей проката и проектирование калибров валков прокатных станов».

Методическое пособие

Технический редактор: Иванова Н.И.

Компьютерный набор: Доронин О.Н., Корнаев А.В

Корректор: Иванова Н.И.

Подписано к печати_________Бумага для множительной техники

Формат______Усл. печ. листов______Тираж_____экз. Заказ_____

Отпечатано с авторского оригинала в отделе оперативной печати

Старооскольского технологического института.

________________________________________________________

Дата добавления: 2015-04-25; Просмотров: 1433; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!