Кінематичні умови поздовжньої прокатки
1.4.1. Випередження та відставання.
Чому залежить випередження?
1. При збільшенні діаметра валків та випередження збільшується.
2. У разі збільшення товщини смуги випередження зменшується.
3. При збільшенні обтискання випередження спочатку збільшується, а потім, досягнувши максимуму, зменшується. Це, до речі, випливає із залежності g від a.
4. При збільшенні коефіцієнта тертя та випередження збільшується. Тому всі фактори, які впливають на коефіцієнт тертя, у такому напрямку впливають і на випередження.
Розглядаючи швидкісні умови прокатки, слід зазначити, що крім швидкості прокатки теоретично прокатки широко використовують поняття швидкості деформації. Вона залежить від швидкості прокатки, але, на відміну від неї, враховує ще параметри вогнища деформації та відносне обтиснення.
А.І. Целіков запропонував таку формулу на її визначення: , сек -1 .
Швидкість деформації змінюється у межах – від 0,1 сек -1 на обтискних станах до 1000 сек -1 на сучасних дротяно-дрібносортних станах.
4.2.Поширення при поздовжній прокатці.
При поздовжній прокатці відбувається зменшення висоти смуги, а зміщений об'єм металу може переміщатися у двох напрямках – у поздовжньому (довжину) і поперечному (в ширину). У цьому кількість металу, зміщуваного у тому чи іншому напрямах, визначається законом найменшого опору.
Усунення металу в поперечному напрямку називається розширенням.
Нагадаємо, що найбільш уживаними показниками розширення є:абсолютне розширення, мм, коефіцієнт розширення та показник розширення.
Розрізняють три види розширення: вільне (природне), обмежене (стиснуте) і вимушене.
Вільним називається розширення, коли поперечному перебігу металу ніщо не перешкоджає, крім сил контактного тертя.
Обмежене розширення має місце, коли поперечний перебіг металу зустрічає якусь протидію (наприклад, створюване бічними стінками калібру або вертикальними валками).
Вимушене розширення зазвичай є наслідком нерівномірного обтискання смуги по ширині, коли витяжці більш обтисканих ділянок смуги перешкоджають менш обтискання, і метал вимушено зміщується в поперечному напрямку.
Поширення є одним з основних параметрів прокатки, оскільки воно безпосередньо впливає на точність, а отже, і на якість прокату, особливо сортового. Якщо товщину профілю можна досить точно витримати шляхом регулювання зазору між валками, то точність профілю по ширині повністю залежить від розширення. Тим більше, що відхилення по ширині становлять десяті і навіть соті частки міліметра, а розширення - міліметри. Тим часом отримати аналітичну залежність, яка б функціонально відображала вплив різних факторів на розширення, надзвичайно складно через їхню чисельність. Тому визначення розширення є не так предметом інженерного розрахунку, як досвіду та інтуїції калібрувальника.
До цього часу для практичних розрахунків використовують головним чином емпіричні залежності, основною перевагою яких є їхня простота.
Одна з перших залежностей була запропонована жезом, згідно з якою величина розширення визначається абсолютним обтисканням, а вплив інших факторів враховуєтьсяпоказником розширення: . Для різних умов прокаткиКзмінюється не більше від 0,35 до 0,48. Однак, як показали пізніші дослідження, коефіцієнтКзначною мірою сам залежить від обтиснення, і може досягати значень 2,5. Тим не менш, при помірних обтисканнях формула Жеза може давати прийнятні результати.
Найбільш вдалою є формула Зібеля-Петрова: , або . Тут розширення залежить від відносного обтиснення і протяжності вогнища деформації, аК= 0,35…0,45.
Найбільш досконалою є формула Чекмарьова:
,
деК- показник виду розширення: при вільному розширенні він дорівнює одиниці, при обмеженому - 0,6 ... 0,8;
n – статечний показник. Для вузького вогнища деформації, коли він дорівнює одиниці, для широкого при - двом.
Залежність розширення умов прокатки.
1. При збільшенні обтискання та діаметра валків розширення зростає.
2. Дробовість деформації сприяє зменшенню розширення.
3. У разі збільшення ширини смуги розширення зменшується. Тому при прокатці широких смуг їм взагалі нехтують.
4. Збільшення коефіцієнта тертя сприяє зростанню розширення. Усі чинники, що впливають коефіцієнт тертя, у тому напрямі впливають розширення.
5. Підвищення вмісту вуглецю сталі призводять до зменшення розширення. Поширення легованих сталей у 1,1...1,6 рази більше, ніж вуглецевих.
При аналізі залежності розширення різних чинників необхідно керуватися наступним. Метал в осередку деформації знаходиться в умовах тривісної схеми стиснення: - головна напруга, що стискає, - середня головна напруга і - поздовжня головна напруга. При заданому значенні перебіг металу в поздовжньому чи поперечному напрямкахзалежить від співвідношення та . Все, що сприяє відносному збільшенню, призводить до збільшення поперечної деформації, і навпаки.
Внаслідок впливу контактних сил тертя та інших чинників ширина смуги має змінне значення за висотою (бочкообразный чи увігнутий контур поперечного перерізу). Тому у ряді випадків необхідно визначати середню (наведену) ширину.
Вона дорівнює площі поперечного перерізу смуги, поділеної її товщину, тобто, . Відповідно, наведене розширення буде .
При поздовжній прокатці розширення може бути позитивним чи негативним явищем. Найчастіше розширення небажано, оскільки потребує непродуктивних витрат робочого дня й енергії. Але іноді з вузької заготовки необхідно отримати широку смугу. У цьому випадку розширення виконує корисну функцію.