Тема: «Энергосиловые параметры при обработке металлов давлением»

Цель работы: Научиться рассчитывать удельное (контактное) давление и усилие деформации при горячей прокатке.

Продолжительность работы – 2 часа

Методические указания

Удельное давление и усилие деформации

Давление в очаге деформации, отнесённое к единице площади поверхности соприкосновения металла с валками называется удельным давлением.

Давление, приходящееся на всю поверхность соприкосновения металла с валками, называется усилием деформации (прокатки).

Между удельным давлением и усилием деформации существует следующая зависимость:

контактная площадь,

усилие деформации, Н(кН), (кгс или тс);

удельное давление,

Для практических расчётов удельного давления наибольшее распространение получили методы: Экелунда; А.Ф. Головина, В. А. Тягунова; А. И. Целикова.

Задача

Определите удельное (контактное) давление по методу А. И. Целикова и усилие деформации во всех пропусках в обжимной клети универсального балочного стана при прокатке заготовок для балок.

Диаметр валков обжимной клети – 1300 мм.

Таблица 38 - Исходные данные

№ варианта	Номер балки	Содержание углерода, %	Температура прокатки по пропускам,
№ варианта	Номер балки	Содержание углерода, %	1	2	3	4	5	6	7
1	Балка 20Б	0,15	1260	1230	1200	1180	1150
2	Балка 25Б	0,15	1250	1240	1230	1200	1180
3	Балка 30Б	0,30	1230	1260	1200	1180	1150	1100	1080
4	Балка 35Б	0,30	1240	1230	1220	1210	1200	1180	1150
5	Балка 45Б	0,30	1230	1220	1200	1180	1150	1130	1100
6	Балка 55Б	0,45	1220	1200	1180	1150	1100	1080	1060
7	Балка 60Б	0,45	1200	1180	1150	1120	1100	1080	1050
8	Балка 25Ш	0,55	1210	1190	1160	1120	1090	1060	1040
9	Балка 30Ш	0,55	1230	1200	1170	11500	1120	1100	1070
10	Балка 40Ш	0,55	1240	1210	1190	1170	1150	1120	1100

Схемы прокатки заготовок приведены в практической работе № 2 (табл. 7 - 16)

Порядок расчёта

Метод А. И. Целикова

1) Определяем коэффициент трения в обжимной клети для каждого пропуска:

2) Определяем промежуточный коэффициент в обжимной клети для каждого пропуска:

3) Определяем относительное обжатие в обжимной клети каждого пропуска:

4) По диаграмме (рис.17) определяем величину при полученных значениях .

;

По графику (рис. 18) определяем предел текучести

6) Определяем контактную площадь в каждом пропуске:

7) Определяем усилие прокатки в обжимной клети для каждого пропуска:

Результаты расчёта сводятся в таблицу 39.

Рисунок 17 - Диаграмма для определения среднего удельного давления (по А. И. Целикову)

Рисунок18 - График зависимости предела прочности стали от температуры.

Задачи для самостоятельного решения

Задача №1

Сталь, содержащая 0,45% углерода, прокатана на чугунных валках диаметром D = 450 при температуре t = 950 Пользуясь методом А. И. Целикова, определите контактное (удельное) давление и усилие прокатки, если площадь поперечного сечения раската до прокатки = 3000 , толщина полосы после пропуска , относительное обжатие при прокатке коэффициент уширения .

Задача №2

Полоса, имевшая до пропуска сечение 80×125 мм, прокатка на закалённых чугунных валках с обжатием 30% и коэффициентом уширения

. Определите по методу Экелунда контактное (удельное) давление и усилие прокатки, если скорость прокатки D = 650 , температура металла в расчётном пропуске t = 950 Прокатываемая сталь содержит 0,2% углерода, 0,6% марганца.

Задача №3

Пользуясь методом А. И. Целикова, определите контактное (удельное) давление и усилие прокатки по следующим данным: величина обжатия в расчётном пропуске коэффициент обжатия 0,8, абсолютное уширение коэффициент уширения диаметр валков

D = 630 Прокатываемая сталь содержит 0,3% углерода, температура металла в расчётном пропуске t = 1000 прокатка ведётся на стальных валках.

Задача №4

Полоса, имевшая до пропуска сечение 250×250 мм, прокатана с обжатием Пользуясь методом А. Ф. Головина, В. А. Тягунова, определите контактное давление и усилие прокатки, если диаметр валков D = 850 температура металла в расчётном пропуске t = 1150 , прокатываемая сталь содержит 0,5% углерода, коэффициент вытяжки при прокатке 1,23.

Задача №5

Сталь, содержащая 0,3% углерода, 0,7% марганца, 1,0 хрома, прокатана на закалённых чугунных валках диаметром D = 600 при температуре

t = 1100 . Окружная скорость валков , сечение полосы до пропуска 20×200 мм, после пропуска 12×204 мм. Определите контактное давление и усилие прокатки. Расчёт контактного давления вести по методу Экелунда.

Задача №6

Пользуясь методом А. Ф. Головина, В. А. Тягунова, определите контактное давление и усилие прокатки по следующим данным: диаметр валков

D = 530 , сечение раската до пропуска 125×160 мм, коэффициент вытяжки при прокатке 1,3, коэффициент уширения Температура металла в расчётном пропуске t = 1075 , содержание углерода в стали 0,3%.

Задача №7

Определите давление металла на валки при прокатке холоднокатаной полосы шириной b = 1000 мм на валках диаметром D = 600 мм, если угол захвата при пропуске составил , а удельное давление металла на валки равно p = 100