Энергосиловые параметры сортовой прокатки
Ниже будут предложены две методики расчета энергосиловых параметров. Методика М.Я. Бровмана [4]. Усилие и момент прокатки определяются по формулам: (5.1) , (5.2) где – среднее давление металла на валки; - горизонтальная проекция контактной площади деформируемой заготовки и валка; - длина зоны деформации; - коэффициент плеча равнодействующей; , (5.3) где k - предел текучести (сопротивление деформации) при сдвиге, ; - коэффициент напряженного состояния; - действительный предел текучести прокатываемого металла (в состоянии линейного напряженного состояния при пластометрических испытаниях), определяемый из степенной функции [5]: , (5.4) где – величины постоянные для данной марки стали, определяются по таблице 10.1. Проекция контактной площади определяется по формуле: (5.5) где – средняя ширина раската; - коэффициент, зависящий от типа калибра. . (5.6) При горячей прокатке величину можно рассматривать как функцию одного параметра: , (5.7) Таблица 5.1 Коэффициенты для определения
где - средняя высота раската; (5.8) при (5.9) при , (5.10) . (5.11) Коэффициент плеча равнодействующей равен: , (5.12) при , где - характеризует форму поперечного сечения заготовки; , (5.13) при . Коэффициенты , определены для различных типов калибров [4] и приведены в таблице 5.2. Необходимые в ходе расчета геометрические параметры очага деформации рекомендуется брать как для «соответственной» полосы, в этом случае не нужно пользоваться коэффициентами . Методика А.И. Целикова и В.И. Зюзина. Действительный предел текучести деформируемого металла определяется методом термодинамических коэффициентов В.И. Зюзина: , МПа (5.14) где sо.д – базисная величина предела текучести металла, опреде ленная опытами при следующих параметрах деформации: одно осное растяжение при t=1000°С; e=0,1; u=10 1/с; - термомеханические коэффициенты, учитывающие, соответственно, температуру, степень и скорость деформации.
Таблица 5.2. Коэффициенты для определения энергосиловых параметров
В справочной литературе [11] приведены базисные значения предела текучести различных марок стали, а термомеханические коэффициенты определяют по специальным графикам, построенным для каждой марки стали в зависимости от параметров (t; e; u). Сопротивление металла деформации определяется по формуле А.И. Целикова – В.С. Смирнова: , (5.15) где - интенсивность нормальных напряжений при плоском деформированном состоянии; - коэффициент напряженного состояния металла в очаге деформации, определяется как произведение пяти коэффициентов: , (5.16) где – коэффициент, учитывающий влияние ширины прокатываемой полосы (рисунок 5.1), может быть определен по регрессионной зависимости: , (5.17) Рисунок 5.1. Определение коэффициента ширины полосы
- коэффициент, учитывающий влияние внешнего (контактного) трения, определяется по формуле: , (5.18) , (5.19) , (5.20) где – толщина полосы в нейтральном сечении очага деформации; – толщина полосы, выходящей из очага деформации; fу - коэффициент контактного трения в установившимся периоде процесса прокатки; l – длина очага деформации, мм. - коэффициент, учитывающий влияние внешних зон; , (5.21) - коэффициент, учитывающий влияние межклетевого натяжения прокатываемой полосы в клетях непрерывных групп прокатных станов: , (5.22) где и - соответственно, натяжения заднего и перед него концов прокатываемой полосы. , (5.23) где П – периметр полосы. Кроме сопротивления металла деформации , остальные энергосиловые параметры для любой методики определяются одинаково. Усилие прокатки и момент определяются по формулам 5.1, 5.2. Загрузка рабочей клети по усилию прокатки определяется по формуле: (5.24) где - допускаемое усилие прокатки (приложение 1) Ориентировочно, крутящий момент прокатки с учетом затрат энергии на преодоление трения в механизмах главной линии и других технологических факторов, составляет:
(5.25)
Момент, развиваемый электродвигателем: , (5.26) где - кпд механизмов главной линии клети; - передаточное число редуктора (приложение 1). Мощность электродвигателя главного привода: , (5.27) Угловая скорость вращения вала двигателя:
, (5.28) где - частота вращения валков, об/мин. Коэффициент использования мощности двигателя: (5.29) где - мощность двигателей, согласно технологических характеристик (приложение 1). ЛИТЕРАТУРА
1. Пратусевич А.Е. Вальцовщик-оператор прокатного стана. Учебник в 6 книгах. Книга 5. – Старый Оскол, 1995 2. Мастеров В.А., Берковский В.С. Теория пластической деформации и пластической обработки металлов давлением. – М.: Металлургия, 1989 3. Смирнов В.К., Шилов В.А., Инатович Ю.В. Калибровка прокатных валков. Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, 1987 4. Бровман Н. Я. Энергосиловые параметры и усовершенствование технологии прокатки. М.: Металлургия, 1995 5. Гетманец В.В., Тильга С.С., Кузьменко А.Г., Романченко В.Л.Справочник калибровщика. – Кривой Рог: Минерал, 1995 6. Грудев А.П. Теория прокатки. - М.: Металлургия, 1988 7. Производство проката не непрерывном мелкосортно-среднесортном стане 350. Временная технологическая инструкция. – ВТИ 00187895-П.С-346-2001 8. Кузьменко А.Г. Мелкосортные станы. Состояние, проблемы, перспективы. – М.: Металлургия, 1996 9. Грудев А.П., Машкин Л.Ф., Ханин М.И. Технология прокатного производства. – М.: Металлургия, 1994 10. Тарновский И.Я. Формоизменение при пластической обработке. – М.: Металлургиздат, 1954 11. Целиков А.И., Томленов А.Д., Зюзин В.И., Третьяков А.В., Никитин Г.С.Теория прокатки. Справочник. – М.: Металлургия, 1982.
|