6. Условия захвата Ме волками

Условия захвата — определенные соотношения углов захвата α и коэффициентов трения между металлом и валками f (илиСхема действия сил при различ­ных условиях захвата, при которых обес­печивается первичный захват металла валками и заполнение очага деформации,

В зависимости от соотношения угла трения с углом захвата различают четыре случая прокатки (см. рисунок).

1. Р = α. В этом случае наблюдается про­скальзывание заготовки и при незначительном вталкивающем усилии Q происходитзахват металла валками.

2. р<α. Захват происходит свободно.

3. р>α. Захват принудительный, требующий действия вталкивающей силы Q, которую определяют по формуле А. П. Чекарева

4. Р = α/2. В этом случае процесс прокат­ки считают установившимся. Равнодейству­ющая давления металла на валок прохо­дит через середину угла захвата.

При продольной прокатке в каждый данный момент пласти­ческой деформации подвергается объем металла, заключенный между вращающимися в противоположных направлениях прокатными валками.

О бъем металла ABCD, заключенный между плоскостями входа AD и выхода ВС, называют геометрическим очагом деформации (рис. 29). Фактический очаг де­формации несколько больше геометрического, так как пла­стическая деформация распространяется за пределы плоскостей входа и выхода на некоторое расстояние. Зоны, лежащие за преде­лами геометрического очага деформации, в которых происходит пластическая деформация, называют внешними или внеконтактными зонами деформации.

Параметры очага деформации зависят от размеров полосы (раската) до и после прокатки.

Углом захвата, а называют центральный угол, соответствующий дуге касания (захвата) металла с валками. Из простых геометри­ческих соотношения (рис. 29) имеем:

Значит при известном диаметре валков D и обжатии Δh можно определить угол захвата

При холодной прокатке максимальные углы захвата составляют 3-4 °. Длина дуги захвата

В процессе прокатки можно различать три стадии. Первая стадия — от момента захвата металла валками до завершения образования стабильного фактиче­ского очага деформации. Захват металла происходит в момент соприкосновения переднего конца полосы (раската) с валками. Первую стадию называют неустановившимся процессом.

Вторая стадия — установившийся процесс, про­текающий в условиях стабильного фактического очага деформации с постоянными параметрами; усилие на валок не изменяется.

Третья стадия —завершающая, тоже является неустановив­шимся процессом, так как параметры очага деформации в третьей стадии, аналогично первой, непрерывно изменяются.

Рассмотрим захват полосы в начальный момент ее соприкос­новения с валками. В самом общем случае на металл действуют следующие внешние силы (рис. 31, а).

Р и Т — силы нормального давления и трения со стороны валков; Q — внешняя сила, вталкивающая полосу в валковую щель (зазор между валками); U — сила инерции, возникающая в момент остановки дви­жущейся полосы валками.

Для обеспечения устойчивого захвата необходимо, чтобы сумма проекций всех сил на ось х (рис. 31, а) была положительной, или равной нулю:

Подставляя в это уравнение Т = Pf, после преобразований получим условие захвата в виде

Если сила Q =f= 0, захват называют принудительным. При отсутствии вталкивающей силы Q захват называют с в о б о д н ы м.

В большинстве практических случаев сила инерции U мала по сравнению с силой Р, поэтому условие свободного захвата записы­вают в виде

где β₃ — угол трения в начальный момент захвата. Значит, свободный захват возможен только тогда, когда угол трения больше или близок к углу захвата.

Под естественным условием захвата подразумевается такое, при котором в момент захвата скорость поступательного движения полосы на бесконечно малую величину меньше горизонтальной составляющей окружной скорости валков (совпадающий со скоростью полосы по направлению) и в пределе их можно счи­тать равными. Схема сил, действующих со стороны валков на по­лосу в момент ее соприкосновения с валками, изображена на рис. 136, а. Предполагается, что диаметры и окружные скорости валков одинаковы. Захват будет осуществлен, если горизонталь­ные составляющие сил нормального давления Р будут меньше или (в пределе) равны горизонтальным составляющим Т_х сил трения: 2Р_Х< 2Т_Х.

Запишем два простых неравенства:

где - коэффициент трения скольжения м/д Ме и пов-ю валков при захвате и угол трения; α – угол захвата.

Итак условие естественного захвата выглядит след. образом: , т. е. для. осуществления захвата необходимо, чтобы угол захвата был меньше угла трения. Из рис. 4, а видно, что при таком со­отношении существует горизонтальная сила R_x=f_x—P_х, с по­мощью которой и осуществляется захват.