Диссертация (1026256), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Двумя основными принятыми являютсяметодики П.Т. Емельяненко и Ю.Ф.Шевакина.4.2 Анализ основных методик расчета катающего радиусаРассмотрим формулу для расчета катающего радиуса, предложеннуюП.Т. Емельяненко [99]:R K  Ro  0,7 RT,(4.1)Где Ro – радиус бочки валка, мм;RТ – среднеарифметическая величина максимальных и минимальныхрадиусов заготовок и готовых труб, прокатываемых на данном стане, мм.По рассчитанному по формуле Емельяненко катающему радиусу можетбыть получено значение радиуса ведущей шестерни для стандартного приводаклети с использованием рейки с постоянным шагом.Рисунок 4.4. Кольцевой калибр валков стана ХПТ (а)и развертка переменного радиуса ручьякалибра по длине хода клети (б)94 В случае расчета изменения значения катающего радиуса по длине ходаклети необходимо выполнить предварительную калибровку ручья калибра. Втаком случае RТ принимается равным радиусу ручья калибра RХ для каждогосечения согласно калибровке (Рисунок 4.4).Это значит, что значение расчетного катающего радиуса зависит толькоот калибровки рабочего инструмента, а характер изменения катающего радиусаповторяет характер изменения радиуса ручья.Одной из особенностей станов ХПТ является сложность изготовления ирасчета радиуса ручья калибра [10, 11, 19- 22, 25, 31, 33, 34, 38, 51, 53 - 55, 58,60, 64, 66, 73, 96, 97].

Как правило, используемые в настоящее время методикибазируются на двух основных методиках калибровок второго поколения.Первая - это калибровка по теории Ю.Ф. Шевакина. Принцип калибровкипозволяет в полной мере использовать пластические свойства металла вначальной стадии деформации, тем самым учитывая значительное снижениепластичности металла по длине хода клети вследствие возникающего Рисунок 4.5. Номограмма для расчета профиля гребня ручья по методуШевакина [99]95 наклепа, что очень важно при прокатке труднодеформируемых сталей исплавов [99].

Расчет профиля гребня сводится к определению толщины стенкив контрольных сечениях по номограмме (Рисунок 4.5), построенной на основеформулы.Формула определения толщены стенки в произвольном сечении:tx  t  11  e nt0(1  e nx / lp) 1,(4.2)Где tx – толщина стенки в начале обжимной зоны, мм;n – коэффициент крутизны профиля гребня;х – расстояние от начала обжимной зоны до рассматриваемого сечения,мм;lр– длина обжимной зоны, мм; t - суммарная вытяжка по стенке;m – подача на один двойной ход, мм.Расчет ведется по направлению прокатки. В начале рабочей части ручьяна некоторой длине происходит значительное уменьшение диаметра заготовки(редуцирование), а именно выбирается зазор между оправкой и прокатываемойтрубой, на остальной длине конической зоны ручья – утонение стенкиисходной заготовки, сопровождающееся уменьшением диаметра.Длинаобжимной зоны для всех типов размеров разбита на 7 равных участков.

Прирасчете калибровки по этой методике учитывается утолщение стенки в зонередуцирования. Редуцирование и деформация стенки трубы осуществляютсяраздельно. При расчете калибровки по методике Шевакина возможна прокаткаминимальной толщины стенки, возможной для станов ХПТ.При калибровке по методике Шевакина рабочая зона профиля калибраLрабразбиваетсянаредукционную,калибровочную зоны (Рисунок 4.6).обжимную,предотделочнуюи96 Рисунок. 4.6. Поперечное сечение калибра (а); развертка калибра иположение оправки в очаге деформации (б) [74]; lр участок редуцирования; lо -обжимной участок; lп предотделочный участок; lк – калибровочный участокДлину зоны редуцирования определяют по формуле:D з  2[t з  (0.7  0.8)t з l р D редDз]  d оп2tg ред  2tg, (4.3)где Dр- обжатие по диаметру на участке редуцирования, мм: dоп- диаметр цилиндрической части оправки, мм;2tg -конусность оправки;2tg  ред -конусность зоны редуцирования.Утолщение стенки заготовки в конце участка редуцирования:tр= 0.7  0.8t зD рDз,(4.4)Длина калибрующего и предотделочного участка соответственно:lк=П2mF,(4.5)lп=П1mF,(4.6)97 П1- коэффициент калибровки трубы по стенке;П2- коэффициент калибровки трубы по наружному диаметр;m – подача на один двойной ход, мм; t - суммарная вытяжка по площади;m  t - максимальное смещение, мм.Длина этого участка равна:lо=Lраб-lп- lк- lр,(4.7)Длину обжимной зоны разбиваем на семь равных по длине контрольныхучастков (4.8) и определяют толщину стенки или по номограмме (Рисунок 4.5) li=l обж. (4.8)7 Согласно этой калибровке Dx=2Rx, определяется по формуле:Dx=dx+2tx-K,(4.9)где dx- диметр оправки в контрольных сечениях, мм;tx- толщина стенки в данном сечении, мм;K- зазор между калибрами при прокатке. Диаметр оправки в контрольных сечения определяется по формуле,согласно методике расчетаdx=Dтр-2tтр+(lобж-lпр-x)*2tg.(4.10) Ширину ручья калибра определяем как:B x  D x  B x  K ,(4.11)где B x - развал ручья в рассматриваемом сечении [99].Другая калибровка - это калибровка НИТИ-НТЗ.Расчет профиля гребня производится против направления прокатки.

Взависимости от типоразмера стана число равных участков в конической зонеручья различно: 5, 7 и 9 (Рисунок 4.7). Согласно методике расчета НИТИ-НТЗредуцирование равномерно распределено по всей длине рабочего конуса.Редуцирование и деформациия стенки осуществляется совместно. Для данной98 методики калибровки характерен повышенный развал ручья, что снижаетточность труб и показатели качества наружной поверхности. Такой методхорош при прокатке толстостенных труб из малопластичных сталей. Рис.4.7.

Схема продольного очага деформации (НИТИ-НТЗ) [99]Согласно этой калибровке Dx=2Rx, определяется по формуле:(4.12)D xi  Dx ( i 1)   d  2 a0  K iгдеK i  коэффициент относительной кривизны стенки рабочегоконуса;D xi , D x ( i 1)  соответственнодиаметры i и i-1 сечения (двух смежныхсечений);d  изменение диаметра оправки по длине контрольного участка;2а 0  постоянная калибровки.Постоянную калибровки определяем по формуле:2 а 0  2(t з  t тр )   D p  КгдеD p ,(4.13)диаметральный зазор между оправкой и внутреннейповерхностью заготовки;К  зазормежду калибрами [99].Существуют также калибровки третьего поколения. Отличительнойособенностью которых является криволинейная форма развертки ручья и99 криволинейная форма образующей оправки.

Однако в работе они нерассматриваются, потому что калибровки второго поколения все еще широкоиспользуются из-за простоты расчета и более простой технологии изготовленияоправок, чем в калибровках третьего поколения.Достоинство расчета катающего радиуса по формуле Емельяненко впростоте.

Однако в калибровке рабочего инструмента характерно резкоеизменение значения диаметра ручья калибра в начале хода клети, что неотражается на результатах эксперимента [93].При расчете по этой формуле (4.1) значение катающего радиуса вначалехода клети сильно занижено.Позже была предложена методика расчета катающего радиуса Ю.ФШевакиным. Она предназначается для уточнения значения радиуса начальнойокружности ведущей шестерни. При проведении расчетов значения катающегорадиуса рассматривалась только обжимная зона очага деформации.Радиус начальной окружности ведущей шестерни при использованииметодики Ю.Ф Шевакина рассчитывается по формуле:Rно   гр   гр где1 tпрtx Rx 112 ,1,18  2k   p 1  sin  1 1,57  f, гр  радиус гребня, мм;Rx  радиус ручья в сечении, мм;t x  толщина стенки трубы в сечении, мм;t пр  обжатие в мгновенном очаге деформации, мм;k  коэффициент прямого/обратного хода;(4.14)(4.15)100 f  коэффициент трения; p  угол развала, рад; 1  уголнаклона равнодействующей элементарных сил давления квертикальной оси, рад.Обжатие в мгновенном очаге деформации при прямом ходе клетиопределяется по формуле:t пр  0,7t х  m x (tg  tg )(4.16)tg  средняя конусность ручья на данном участке,tg  конусность оправки, х вытяжка по площади в данном сечении (согласно калибровке)Угол развала определяется по формуле: р  arccosRx,R x  0,5B x(4.17)Rx  радиус ручья в сечении, мм;Вх - развал ручья для данного сечения, мм.Значение угла наклона равнодействующей элементарных сил давления квертикальной оси определяется по диаграмме (Рисунок 4.8):Уголнаклонаравнодействующейэлементарныхсилдавленияквертикальной оси рассчитывается по формуле:1 ctg t  ,' (1  sin t  tg x ) sin t 1  arctg t - угол захвата для зоны обжатия стенки при прямом ходе, рад;tg  x'- конусность ручья по гребню [98].(4,18)101 Рисунок 4.8.

Диаграмма для определения углаt 1 [98]2t x Rxc(  б  с )(4.19)ш tg x ' ,х(4.20) х    0,5 Dx .(4.21)tg x' Данная формула учитывает основные параметры процесса прокатки наХПТ, однако она предназначена для определения радиуса начальнойокружности ведущей шестерни, и все привязки выполнены к ней. Ранееосновной задачей был подбор комплекта шестерен для каждого стана, согласнопрокатываемым маршрутам.В продольной прокатке в калибрах во всех расчетах используетсяпривязкаккатающемурадиусу.Поаналогиитотжеподходсталиспользоваться и в холодной периодической прокатке, и приравнивается крадиусу начальной окружности ведущей шестерни.102 Особенностью прокатки на станах ХПТ является то, что на валке нарезанручей переменного сечения, и значение катающего радиуса постоянноменяется. Причем изменение катающего радиуса по длине хода клети - сложнаяпространственная кривая.

Поэтому привязка к радиусу начальной окружностиведущей шестерни при холодной периодической прокатке ошибочна. Припрокатке на практике не выполняется равенство скорости вращения валков искорости выхода метала из валков, значит в этой точке возникает скольжение.С этой целью было решено все расчёты привязать к бочке валка и внестисвязанные с этим корректировки. Была получена уточненная методика расчета.Рисунок 4.9. Расчет катающего радиуса 1- по методике П.Т. Емельяненко; 2по методике Ю.Ф Шевакина; 3 – по уточненной методике Проведя расчет по всем трем методикам видно, что расчет катающегорадиуса по уточненной методике дает плавное изменение его значения по всейдлине хода клети, значение катающего радиуса увеличено в первых сеченияобжимной зоны очага деформации, а к концу обжимной зоны значениякатающего радиуса по всем трем методикам практически равны (Рисунок 4.9). 103 Это косвенно свидетельствует о корректности уточненной методики расчетакатающего радиуса.По уточненной методике был проведен расчет катающего радиуса,который использовался для формирования профиля кулачка.

Характеристики

Список файлов диссертации