книги из ГПНТБ / Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке

в весьма узких пределах. Поэтому, как отмечают И. М. Меерович и др. [100], на станах горячей прокатки следует стремиться к полу­ чению минимальной поперечной разнотолщннности с учетом устой­ чивого положения полосы в валках во время прокатки.

Рис. 51. Зависимость изменения 6ДН от Р ][ъг/Р при прокатке полос из стали

08кп — 1,2 мм), стали СтЗ (Н i= =■ 2,5 мм) (а) и алюминия AIM (б):

Влияние противоизгиба рабочих валков на неравномерность рас­ пределения qnв контакте рабочего валка с полосой и опорным валком показано на рис. 52. Зависимости, приведенные на рисунке, относятся к случаям прокатки образцов 125— 129 (B/L = 0,48) и 151— 156 (BIL = 0,76) (см. табл. 16). Из полученных данных следует, что с из­ менением усилия противоизгиба неравномерность распределения по­ гонного давления в контакте рабочего и опорного валков изменяется более интенсивно, чем в контакте рабочего валка с прокатываемой

полосой. При прокатке узких полос (BIL = 0,48) равномерное по длине бочки межвалковое давление достигается при Рпзг1Р — 0,17, что хорошо согласуется с результатами измерения радиальной де­ формации рабочего валка в контакте рабочего и опорного валков

(см. рис. 45).

Графики, приведенные на рис. 51, 52, позволяют оценить попереч­ ную разнотолщинность, получаемую полосой за проход, и неравно­

мерность распределения погонного давления на поверхностях контакта рабочего валка с опорным и с полосой при прокатке на стане 205/360 х 500. Однако эти диаграммы не являются универсальными, так как в зависимости от конструкции стана и параметров валков их упругие деформации изменяются. Для выбора оптимальной вели­ чины усилия противоизгиба необходимо применительно к каждому данному стану кварто произвести пересчет с учетом соотношения плеч приложения усилий противоизгиба и соотношения диаметров рабочего- и опорного валков сравниваемых станов.

6. ВЛИЯНИЕ НАТЯЖЕНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ПОЛОСЫ

Способность натяжения оказывать влияние на распределение об­ жатий по ширине полос лежит в основе действия систем автомати­ ческого регулирования их толщины. Благодаря воздействию натя­ жений можно поддерживать полосу по оси прокатки. Натяжение способствует также самовыравниванию распределения вытяжек по ширине полос, что является важным фактором для поддержания пло­ скостности полосы [5, 102]. Величина максимально возможного на­ тяжения ограничивается прочностью материала полосы. Экспери­ ментальные данные об эпюре распределения натяжения по ширине полос были получены с помощью бесконтактных датчиков натяже­ ния в нашей стране [102] и Англии1.

В настоящее время отсутствуют сведения о распределении нор­ мального давления, натяжения и обжатия по ширине полосы. Экс­ перименты, проведенные на стане кварто 205/360 X 500, позволили получить такую комплексную информацию.

1 British Steel Corporation. BISRA annual Report, 1969. Publisheed by BISRA, . London.

Переднее и заднее натяжения вызывают в полосе растягивающие напряжения, которые накладываются на внутренние продольные на­ пряжения, возникающие вследствие неравномерности вытяжек по ширине полосы. В результате совместного действия этих напряже­ ний снижается давление металла на валки и уменьшается толщина полосы на выходе из валков.

Влияние переднего натяжения на. распределение контактных на­ пряжений и обжатий, на упругие деформации валков и другие пара­ метры при прокатке образца 138 показано на рис. 53—55. Сравнение данных, полученных при прокатке с передним натяжением, равным 10,5 кгс/мм2, образца 138 (табл. 20) и при прокатке без натяжения образца 112 (см. табл. 17, рис. 39—42), имевших одинаковые исход­ ные поперечные сечения и прокатанных с одинаковыми обжатиями (еср для образца 112 равно 27,2%, для образца 138 27,5%), показало, что полное давление металла на валки при прокатке образца 138 уменьшилось на 6%. Вследствие понижения полного давления ме­ талла на валки прогиб опорного валка уменьшился на 1,5 мкм, а не­ равномерность зазора между рабочими валками составила 17,5 мкм на сторону вместо 18 мкм при прокатке образца 112. Однако сидьнее

82

Х/1Д

Рис. 56. Эпюры контактных напряжений и их отношения при прокатке образцов 136 шириной 240 мм, 192, 197 и 199 шириной 380 мм (обозна-

. чения — см. рис. 1)

катки образца 155 (кривая 1) свидетельствует о неравномерном рас­ пределении по ширине полосы напряжений, вызванных действием

лосы.

Эксперименты по комплексному изучению нормального давления, натяжения, противоизгиба рабочих валков и поперечной разнотолщинности полос были проведены также при рулонной прокатке полос

Рис. 58. Распределение продольных напряжений по ширине прокатывае­ мых полос э сечении выхода металла из валков {B/L ~ 0,76):

из стали 08кп. В этом случае величину натяжения полосы фиксиро­ вали с помощью тензороликов, а удельные натяжения по ширине

и напряжений трения, полученные при прокатке рулона 1 (табл. 21).

87

Та б л и ц а 21

(см. табл. 21) составляла 5%, а для рулона 2, прокатанного с перед­ ним натяжением, она отсутствует. При этом увеличилась зона опере­ жения на середине полосы и на краю. При прокатке с передним на-

60

| 40

X

ч ?0

0

тяжеиием контактные силы трения уменьшаются, причем на середине полосы более значительно (см. рис. 60).

Наличие смазки при прокатке рулонов 5 и 6 способствовало сни­ жению нормального давления на краю полосы на большую величину, чем на середине. В результате этого неравномерность распределения давления по ширинеполосы и величина сил трения уменьшились.

89

При увеличении заднего натяжения на 25% (рулон 6, табл. 21) нормальное давление на середине полосы снизилось на 32%, а на краю осталось практически без изменения. Такое увеличение нерав­ номерности распределения давления с ростом заднего натяжения объясняется неравномерностью распределения натяжения по ширине полосы. Кривые распределения натяжения по ширине полосы пред­ ставлены на рис. 61. При прокатке без приложения усилия противо-

Рис. 61. Взаимосвязь контактных на­ пряжений (а), профиля полосы (б) н продольных напряжений (а) при про­ катке рулонов из стали 08кп (ширина

250, толщина 1,02 мм) с изгибом рабо­ чих валков:

П р и м е ч а н и е . В числителе — середина полосы, в знаменателе — край.

изгиба (кривая 1) наблюдается ранее рассмотренная картина. Дав­ ление на середине полосы ниже, чем на краях (рис. 61, а), обжатия полосы на краях больше, чем в средней части полосы (рис. 61, б), где растягивающие напряжения значительно больше, чем на краях (рис. 61, в). При приложении усилия противоизгиба (Разг/Р = = 0,62) происходит перераспределение давлений по ширине полосы — на середине рср = 24 кге/мм2, на краю рср = 20 кге/мм2; обжатия по ширине выравниваются, натяжения распределяются почти равно­ мерно (кривая 2). Дальнейшее увеличение Р„зг/Р до 0,94 (кри­ вая 3) приводит к увеличению неравномерности распределения нор­ мального давления, обжатий и растяжений по ширине полосы. На краях полосы натяжение будет больше, чем в центре; давление ста­ новится максимальным в центре, минимальным на краях. Это под­ тверждает ранее сделанные выводы о связи неравномерности дефор­ мации с продольными напряжениями и последних с контактными на­ пряжениями. Увеличение Рнзг/Р До 1,4 при наличии переднего натяжения приводит к появлению сжимающих напряжений на сере­ дине полосы и растягивающих на краях, в результате чего наблю­

90