Влияние различных факторов на захват металла валками

Основные неравенства, выражающие условия захвата при прокатке, показывают, что имеют место две группы факторов. Одна из групп включает факторы, влияющие на угол захвата, другая – факторы, влияющие на коэффициент трения.

Из уравнения (28) видно, что на угол захвата влияет величина абсолютного обжатия и диаметр валков. Анализ показывает, что с увеличением обжатия при данном диаметре валков величина угла захвата возрастает, следовательно, при прочих равных условиях захват ухудшается. С увеличением диаметра валков, при данном обжатии, величина угла захвата уменьшается и, следовательно, захват облегчается.

К числу факторов, оказывающих влияние на угол захвата, относится также заталкивающая сила, действующая на заготовку вдоль её оси. Действие заталкивающей силы (особенно при неустановившемся процессе) заставляет сминаться углы заготовки, соприкасающиеся с валками, в результате чего уменьшается угол захвата и захват облегчается.

К основным факторам, влияющим на коэффициент трения, относятся: пластичность металла, его температура, скорость вращения валков, материал валков и состояние их поверхности, химический состав металла.

Опытами установлено, что с повышением пластичности металла вследствие снижения величины удельного давления условия захвата облегчаются.

Влияние температуры на захват представляет собой явление довольно сложное потому, что с одной стороны с повышением температуры пластичность металла повышается – и захват облегчается, с другой стороны коэффициент трения снижается – и захват затрудняется. Максимальный коэффициент трения наблюдается у стали при 700 ˚С. Однако, учитывая, что прокатка стали, нагретой до 1200 ˚С, может производиться с максимальным обжатием до 50 %, а стали, нагретой до 1000 ˚С, только с обжатием до 30 %, деформацию металла при прокатке следует проводить при возможно более высоких температурах.

Исследования показывают, что при повышении окружной скорости валков υ₀ с 2 до 3 м/с коэффициент трении, а вместе с ним и угол захвата α резко падают; тем самым ухудшается захват металла валками. Дальнейшее повышение скорости валков почти не сказывается на условиях захвата.

Известно, что коэффициент трения зависит от рода материала трущихся пар. Так, например, наибольший коэффициент трения обеспечивают полутвёрдые чугунные валки, наименьший – стальные. Шероховатость поверхности валков сказывается на увеличении коэффициента трения. Однако специальные насечки или наплавки на поверхности валков влияют не на коэффициент трения, а на механические условия захвата, облегчая его за счёт врезания выступов в деформируемый металл.

Химический состав металла влияет, как известно, на его физико-механические свойства, что, в свою очередь, сказывается на коэффициенте трения и пластичности, облегчая или затрудняя захват.

Факторы, влияющие на условия захвата, позволяют прибегать на практике к различным искусственным способам облегчения захвата заготовки при прокатке. К числу этих способов относятся: принудительное заталкивание заготовки в валки, снижение скорости вращения валков, разведение валков, применение валков с насечками и др.

Рассмотренные замечания иллюстрируют сложность природы трения при прокатке. Несмотря на это, коэффициент трения при данных условиях деформации принимают величиной постоянной. В частности при горячей прокатке без смазки коэффициент трения составляет: для стали – 0,30–045; для меди – 0,24–0,34; для алюминия – 0,30–0,50; при холодной прокатке без смазки равен: для стали – 0,25; для меди – 0,23; для алюминия – 0,25. С применением в качестве смазки машинного масла или керосина коэффициент трения для тех же металлов составляет: 0,12–0,16; 0,12–0,14; 0,09–0,13.

Значения предельных углов захвата α для различных случаев прокатки:

– холодная прокатка со смазкой на отшлифованных валках – 3–4°;

– холодная прокатка на более грубых валках – 5–8°;

– горячая прокатка листов – 15–22°;

– горячая прокатка сортового металла – 22–24°;

– прокатка на валках с грубой насечкой или наваркой – 27–34°.

Дата добавления: 2014-01-20