ТЕОРЕТИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ КРУТНОГО МОМЕНТУ ПРИ ПРОКАТЦІ ТОНКИХ ШТАБ

THEORETICAL DEFINITION OF TORQUE MOMENT AT THIN STRIP ROLLING

Докладчик

Василев Янаки Димитров

Василев Янаки Димитров

  • Должность: проф.
  • Звание, степень: профессор, доктор технических наук
  • Организация: Национальная металлургическая академия Украины
  • Город: Днепропетровск
  • Направление Другое, лист, моделирование, натяжение, прокатка, холодная полосовая прокатка


    Аннотация

    Василев Я.Д. Теоретичне визначення крутного моменту при прокатці тонких штаб / Я. Д. Василев // Пластична деформація металів : матеріали наук.-практ. конф. : тез. допов., 22-26 травня 2017 р., м. Дніпро. – Дніпро : [б.в.], 2017. – С. 19-20.

     

    При прокатці вся потужність для здійснення пластичної деформації металу валками передається фрикційним шляхом. Тому для обтиску штаби необхідно знати які моменти повинні бути прикладені до валків, щоб забезпечити їх обертання в процесі прокатки. Незважаючи на удавану простоту і наявність чисельних публікацій з цього питання коректне замкнуте теоретичне рішення для визначення крутних моментів при прокатці не запропоновано [1-3]. З цієї причини теоретичне визначення потужності при прокатці також не дано.

    Як відомо теоретичне визначення крутних моментів при прокатці здійснюють двома методами – по силі тертя і по силі прокатки [1-5]. В даний час встановлено, що обидва методи є рівноцінними [5]. Однак через відсутність коректної моделі для опису напруг тертя на контактній поверхні визначення крутних моментів по силам тертя практично неможливо. Тому визначення крутних моментів здійснюють виключно за силою прокатки [1-4].

    Основна трудність при теоретичному визначенні крутних моментів по силі прокатки полягає в знаходженні точки прикладання рівнодіючої на контактній поверхні або коефіцієнта плеча моменту ψ [1-4]. В умовах штабової прокатки істотний вплив на величину коефіцієнта ψ надають і пружні деформації валків і штаби [4].

    У даній роботі буде представлено теоретичне рішення для визначення коефіцієнта плеча моменту при прокатці тонких штаб з урахуванням особливостей кінематики осередку деформації, а також впливу нерівномірності розподілу контактних нормальних напружень, натягу і пружних деформацій валків і штаби. Використання нового рішення для прогнозування коефіцієнта плеча моменту дозволить підвищити точність розрахунку енергосилових параметрів при прокатці тонких штаб і відмовитися від існуючої практики, коли значення даного параметра не розраховується, а вибирається, керуючись досвідом і інтуїцією.

     

    By rolling all power for the plastic deformation of the metal rollers is transmitted by friction. Therefore, to compression strip need to know what moments should be attached to the rolls in order to ensure their rotation in the rolling process. Despite its apparent simplicity and the presence of numerous publications on this subject, the correct theoretical solution to determine the torque moments during rolling is not proposed [1-3]. For this reason, a theoretical definition of power during rolling is also not given.

    As is known theoretical determination of the torque moments during rolling is carried out by two methods – by the forces of friction and strength of rolling [1-5]. It is now established that both methods are equally valid [5]. However, due to lack of proper model for describing stress of friction on the contact surfaces determining the torque moments by forces of friction is practically impossible. Therefore, the definition of torques moments to make by the force of rolling [1-4].

    The main difficulty in the theoretical determination of torque moments by forces of rolling is to find the point of application of resultant force on the contact surface or shoulder torque coefficient ψ [1-4]. In the context of a strip rolling a significant impact on the value of the coefficient ψ render elastic deformation of rolls and strips [4].

    In this paper we will present a theoretical solution to determine the moment arm ratio by the rolling of thin strips allowing for the kinematics of the deformation zone, and the impact of uneven distribution of contact normal stress, tension and elastic deformations of the rolls and the strip. Using the new solution for the prediction accuracy of the moment arm ratio will be raise for calculating energy-power parameters in rolling thin strips and abandon the current practice when the value of this parameter is not calculated and selected, guided by experience and intuition.

     

    При прокатке вся мощность для осуществления пластической деформации металла валками передается фрикционным путем. Поэтому для обжатия полосы необходимо знать какие моменты должны быть приложены к валкам, чтобы обеспечить их вращение в процессе прокатки. Несмотря на кажущуюся простоту и наличие многочисленных публикаций по этому вопросу корректное замкнутое теоретическое решение для определения крутящих моментов при прокатке не предложено [1-3]. По этой причине теоретическое определение мощности при прокатке также не дано.

    Как известно теоретическое определение крутящих моментов при прокатке осуществляют двумя методами – по силам трения и по силе прокатки [1-5]. В настоящее время установлено, что оба метода являются равноценными [5]. Однако из-за отсутствия корректной модели для описания напряжений трения на контактной поверхности определение крутящих моментов по силам трения практически невозможно. Поэтому определение крутящих моментов производят исключительно по силе прокатки [1-4].

    Основная трудность при теоретическом определении крутящих моментов по силе прокатки заключается в нахождении точки приложения равнодействующей на контактной поверхности или коэффициента плеча момента ψ [1-4]. В условиях полосовой прокатки существенное влияние на величину коэффициента ψ оказывают и упругие деформации валков и полосы [4].

    В настоящей работе будет представлено теоретическое решение для определения коэффициента плеча момента при прокатке тонких полос с учетом особенностей кинематики очага деформации, а также влияния неравномерности распределения контактных нормальных напряжений, натяжения и упругих деформаций валков и полосы. Использование нового решения для прогнозирования коэффициента плеча момента позволит повысить точность расчета энергосиловых параметров при прокатке тонких полос и отказаться от существующей практики, когда значения данного параметра не рассчитываются, а выбираются, руководясь опытом и интуицией.

    Ссылки на литературу

    1. Целиков А.И. Теория продольной прокатки / А.И. Целиков, Г.С. Никитин, С.Е. Рокотян. – М.:Металлургия, 1980. – 320 с.
    2. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. – 2-е изд., перераб. и доп. / А.А. Королев. – М.: Металлургия, 1985. – 376 с.
    3. Химич Г.Л. Оптимизация режимов холодной прокатки на ЭЦВМ / Г.Л. Химич, М.Б. Цалюк. – М.: Металлургия, 1973. – 256 с.
    4. Василев Я.Д. Инженерные модели и алгоритмы расчета параметров холодной прокатки / Я.Д. Василев. – М.: Металлургия, 1995. – 368 с.
    5. Василев Я.Д. Теоретическое определение крутящего момента при прокатке с использованием новой модели напряжений трения /Я.Д. Василев, М.И. Завгородний, Р.А. Замогильный // Тематический сборник. «Пластическая деформация металлов. ТОМ ІІ», Днепропетровск: ПП «Акцент», - 2014. – С. 27-31.

    Комментарии (0)

    Оставить комментарий

    Please login to leave a comment.