УСЛОВИЕ ЗАХВАТА ВАЛКАМИ ПЕРЕДНЕГО КОНЦА ПОЛОСЫ

АННОТАЦИЯ

В статье расмотрена прокатка толстых заготовок, слябов, слитков, блюмов. Показана равнодействующая сила захвата, действующих на полосу, которая была направлена вперед по ходу прокатки. А также условие захвата валками передней полосы.

ABSTRACT

The article discusses the rolling of thick blanks, slabs, ingots, blums. The resultant gripping force acting on the strip is shown and was directed forward during rolling. As well as the condition for capturing the front strip with rolls.

Ключевые слова: валки, слябы, слитки, блюмы, заготовки, рольганг, бочки валк, процесс, контакт, деформация, трения.

Keywords: rolls, slabs, ingots, blums, blanks, roller roller, roll barrels, process, contact, deformation, friction.

При прокатке толстых заготовок, слябов, слитков, блюмов и т.д. может возникнуть ситуация, при которой передний конец полосы, вступив в контакт с валками, не захватывается их бочками, в результате чего процесс прокатки не может начаться. Чтобы этого не произошло, необходимо выполнить условие захвата валками переднего конца полосы.

На рис. 1 показаны силы, действующие на полосу в момент, когда ее передний конец подошел к валкам и своими передними ребрами вступил в контакт с бочками валков (на схеме проекции линии контакта показаны в виде точек А).

По линиям контакта полосы с валками на нее со стороны каждого из валков действует сила R, направленная под некоторым углом к нормали к поверхности бочки, причем значение заранее не известно.

Силу R можно разложить на две составляющие: нормальную N, направленную по нормали, являющейся продолжением радиуса бочки, и касательную T, направленную по касательной к поверхности бочки.

Рисунок 1. Расчетная схема для условия захвата валками переднего конца полосы: угол захвата; окружная скорость бочки вал­ ков; скорость полосы перед входом в очаг деформации

По физическому смыслу Т - это сила трения, действующая на передний конец полосы со стороны валка, поэтому она связана с силой N известным из физики законом трения (законом Амонтона):

где коэффициент трения между ребром полосы А и поверхностностью бочки в момент захвата.

В то же время из схемы видно, что

Сопоставив (1) и (2), видим, что

Поэтому угол называют углом трения.

Кроме сил со стороны валков, на полосу могут действовать и другие внешние силы:

- сила подпора М, создаваемая рольгангом стана или специальным манипулятором;

- инерционная сила U, которая возникает, если полоса подошла к валкам со скоростью не равной скорости Например, если то полоса, вступив в контакт с валками, тормозится и инерционная сила U направлена вперед. Так как ось х принято направлять навстречу направлению прокатки, сила U равна:

где масса полосы; отрицательное ускорение (замедление при торможении).

Если то валки при захвате ускоряют полосу и инерционная сила U направлена назад:

где ускорение при разгоне.

Чтобы захват произошел, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, действующих на полосу, была направлена вперед по ходу прокатки. Это и есть условие захвата валками переднего конца полосы:

где проекции всех сил на ось х.

Спроектировав силы N, T, M, U, на ось х, получим неравенство

Преобразуем неравенство (5):

или

Выражение (7) представляет собой условие захвата полосы валками в общем виде. Смысл его состоит в том, что коэффициент трения при захвате, или тангенс угла трения, должен быть больше, чем величина в правой части неравенства.

Частный случай условия (7):

Тогда из выражения (7) получим

или

Следовательно, чтобы захват произошел при отсутствии сил инерции и подпора, угол захвата должен быть меньше угла трения.

Если условия (7) и (8) не выполняются, то указанные выражения показывают пути обеспечения захвата: уменьшение угла захвата (величины), придание валкам большей шероховатости (т.е. увеличение и), увеличение скорости подката (т.е. использование силы инерции U), увеличение силы подпора М.

Список литературы:

1. Загидуллин Р.Р. «Прокат ишлаб чиқариш технологик жараёни» Ўқув қўлланма. Тошкент: ТДТУ, 2013. - 253 б.
2. Целиков А.И., Никитин Г.С., Рокотян С.Е. Теория продольной прокатки. - М.: Металлургия, 2000. - 320 с.
3. Третъяков А.В. Теория, расчет и исследования станов холодной прокатки. - М.: Металлургия, 1996. - 255 с.
4. Никитин Г.С. Теория непрерывной продольной прокатки: Учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 399 с.
5. Орлов, Г. А. Основы теории прокатки и волочения труб : учебное пособие / Г.А. Орлов. — Екатеринбург : Изд‑во Урал. ун‑та, 2016. — 204 с.
6. Грудев А. П. Теория прокатки / А.П. Грудев. М. : Металлургия, 1988. 240 с.