Диссертация (1026274), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

По расходу энергии на формоизменениеполосы и принятой скорости вращения валков рассчитывают мощность приводаи моменты на валках. Геометрия валков каждой клети определяется калибровкойи такими технологическими параметрами, как, например, равномерностьрасхода энергии по клетям, предельная величина растяжения в кромках и т.д.На основании предлагаемой методики был получен ряд формул дляопределения параметров процесса формообразования трубной заготовки :а) длины участка плавного перехода :431= 2 ∙ ( + 1) (+22∙+3 2∙+2∙ ∙( ) )∙(∆2∙+1)2∙+12∙+2(2.19)где – ширина подгибаемой прикромочной области; – показатель степеннойзависимости упрочнения; – толщина металла; – радиус кривизнысерединного слоя; ∆ – угол подгибки в данном проходе;б) относительное растяжение прикромочной области1 :1 2∙+2 −02 2∙+11 = (∙ ∙ ∆ ∙ ∙ (1)2∙+1 )2(2.20)где и – координаты рассматриваемой точки полосы; 0 - координата точкиначала участка плавного перехода;в) относительного максимального растяжения кромокl1 макс :1 2∙+2 (1 )макс = (2 2∙+1∙ ∙ ∆)2(2.21)г) работы формоизменения А:=2+3 ( ) ∆)(2+1)(+2) 4(22 +5+3)2 ∆(+13 2 (+2)(2+1)(2+3)2,(2.22)где – коэффициент, характеризующий свойства металла при степенномзаконе упрочнения.Указанные разработки имеют определенное теоретическое и практическоезначение, однако полученные зависимости использовать для инженерныхрасчетовзатруднительноввидуогромногоколичестваэмпирическихкоэффициентов.Наиболее полный теоретический анализ поведения трубной заготовки пригибке различными способами выполнил Ю.М.

Матвеев. Процесс формовкитрубной заготовки рассматривался как процесс пластического изгиба полосы споследовательно увеличивающейся кривизной [6, 26, 33–38].Автором были сделаны следующие допущения:Поперечные сечения листа остаются плоскими и перпендикулярнымипродольной оси после деформации.Толщина листа при пластическом изгибе не изменяется.Наружная и внутренняя поверхности листа свободны от воздействиявнешних сил (это допущение справедливо для внеконтактной деформации),44однако, это было бы справедливо для процесса пошаговой штамповки, гдепроцесс происходит последовательно операция за операцией, а деформацияпроисходит только в плоскости поперечного сечения.При калибровке Ю.М. Матвеев рекомендует равномерное распределениедеформаций по клетям, когда радиус нейтральной линии в каждой клети равен: = ∙ ,(2.23)где - порядковый номер первой клети с шовнаправляющей шайбой; –порядковый номер данной клети; - радиус трубы.Центральный угол определяется по формуле: = ВЛ ⁄(2.24)При этом считалось, что пластическая деформация начинается в точкесоприкосновения металла с верхними валком.

У нижних валков пластическаядеформации не возникают.Акцент инженерной методики Ю.М. Матвеева приходится на аналитическоерешение задач по определению усилий и моментов, возникающих принепрерывном изгибе трубной заготовки. Однако было сделано весьма серьёзноедопущение, что схема формоизменения металла в валках и в штампаханалогичны (Рис. 2.7.).Рис. 2.7.Схема очага деформации при гибке полосы в формовочном стане поЮ.М. Матвееву [36]45Деформация начинается в сечении I-I, когда полоса соприкасаетсяодновременно с нижним (в двух точках) и с верхним (в одной точке) валками.Полоса, продвигаясь между валками, постепенно деформируется (II-II) и налинии центров валков полностью заполняет зазор между валками. Считая, что вкаждом калибре формующих валков деформации небольшие и величина наклепанезначительна, Ю.М.

Матвеев использовал линейную зависимость междуистинными напряжениями и деформациями для определения изгибающихмоментов и усилий:н − = +0.5∙∙(2.25)где – предел текучести материалан – напряжение на наружной поверхности полосы, которое определяется издиаграммы напряжений при простом напряжении; –толщина полосы.Полагая, что моменты в зонах сжатия и растяжения полосы равны между собой,момент внутренних сил для сечения с единичной длиной определяетсяследующим образом:0,5∙Мв.уд = 2 ∙ ∫0 ∙ (2.26)Из которого находятся значения средней величины усилия формоизмененияи крутящего момента двух валков с условием, что усредненный изгибающиймомент сил, действующих со стороны валков, равен моменту внутренних силсопротивления металла изгибу на участке очага деформации д .Длина очага деформации определяется Ю.М.

Матвеевым из геометрическихсоотношений и соответствует расстоянию от момента первой встречи металла свалками до линии центров валков: =н2√(н вн +в )∙н,(2.27)где н - радиус калибра нижнего валка.Таким образом, Ю.М. Матвеев сформировал новый принцип равномерногораспределения работы деформации по очагу формовки, на основе которого быласозданаметодикавыборазаконараспределенияугловирадиусов46формообразования по клетям формовочного стана и анализа процессаформообразования для инженеров.Процесс формовки представляется автором последовательным, состоящимиз отдельных очагов деформации, равных количеству формующих клетей.

Ифактическое удлинение кромок в несколько раз превышает удлинение,рассчитанное по формуле (2.1). Тогда общую длину формовкиф можнопредставить, как сумму длин очагов деформации. Это, в свою очередь, позволяетопределить фактическое удлинение кромок.В работе Ю.Ф.

Шевакина по исследованию продольных растягивающихнапряжений в кромках формуемой трубной заготовки выделяется уже четырезоны деформации трубной заготовки (Рис. 2.8.)[24].Рис. 2.8.Схема деформации полосы в непрерывном формовочном стане: 1 – участокконтакта деформируемой заготовки с поверхностью валков; 2 – очагдеформации; 3 –недеформированный участок трубной заготовки; 4 – участокраспружинивания [24]Так при деформации полосы в валковом стане показывает, что в связи сформовкой валками только определенного участка полосы, между смежнымипрофилями неизбежна переходная зона, в которой происходит неравномерноерастяжение элементов полосы.

Исследования процесса формовки показывают,что при большой длине очага сворачивания возникает пластическое растяжениекромок (Рис. 2.9.), поэтому для определения величины остаточного удлинениянеобходимо знать длину вне контактной зоны деформации. Чем эта величинабольше, тем, очевидно, меньше растяжение кромок.47Рис. 2.9.Изменение относительного удлинения полосы по длине очага деформации [24]При формовке полосы валками на участке после валков изменяетсянаправление деформации кромки: происходит сжатие волокна.

Смена знакадеформации может привести к образованию волнистости кромки (гофров), еслимаксимальное удлинение кромки превысит допустимую величину. Считалось,что предельное удлинение кромки в очаге деформации определяется свойствамиматериала: «чем выше предел текучести материала, тем большее удлинениекромки допустимо в очаге деформации».Принимается, что по длине очага деформации удлинение равномерно исреднее удлинение может быть найдено, как:ср =√2П +2Ф −ФФ,(2.28)где Ф = 1 + 2 + ⋯ + , 1 , 2 , … , - длины очагов деформации с учетомвнеконтактной деформации)Экспериментальныеисследованияпроцессаформовки,приведённыеЮ.Ф.

Шевакиным, подтверждают, что даже при равномерном распределениидеформации по клетям и при большой длине очага деформации возникаетпластическая деформация кромок, приводящая, в свою очередь, к растяжению.Поэтому для определения величины остаточного удлинения кромок необходимознать длину внеконтактной зоны деформации. Как говорилось ранее, чем этавеличина больше, тем, очевидно, меньше растяжение кромок.48Инженерами-трубниками была проделана огромная работа по созданиюметодики,котораяпозволилабывыявитьосновныетехнологическиезависимости между диаметром трубной продукции, длиной очага деформации икалибровкой. Приведены кривые для определения оптимальных радиусовсворачивания полосы в зависимости от соотношения п ⁄Ф (п - расстояние отначала очага формовки до данной формовочной клети; Ф - расстояние отвертикальной плоскости, пересекающий ленту в точках, где начинаетсядеформация,довертикальнойплоскости,гдепроцессформовкизакончен(Рис.

2.10.)[4] .Рис. 2.10.Кривые радиусов сворачивания полосы:1 – по данным П.Т. Емельяненко и Б.Д. Жуковского; 2 – по даннымЮ.М. Матвеева и Я.Л. Вяткина, 3 – по экспериментальным данным для труб собычным соотношением толщины стенки к диаметру; 4 – для тонкостенныхтруб из углеродистой стали и обычных из легированных сталей [4]Таким образом, представленные зависимости обобщают теоретические иопытные данные относительно выбора углов и радиусов гиба в зависимости отположения калибра относительно длины всего стана.В последующем трубная промышленность столкнулась с проблемами оценкикачественного анализа готовой продукции.

Характеристики

Список файлов диссертации