ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ КОЛЕЦ
Представлены теоретические расчеты взаимного влияния геометрических и силовых параметров при горячей прокатке колец. Принимая допущение, что прокатка радиально расположенными валками идет без уширения, получены формулы для вычисления величин обжатий, критического угла, давление на валки и крутящего момента Определены технологические ограничения процесса горячей прокатки колегС Для теоретических расчетов технологических параметров прокатки колец разработана компьютерная программаВведение
Прокатка колец в значительной мере отличается от прокатки сплошных заготовок. Для прокатки колец применяют кованую заготовку в виде бесшовного кольца. Заготовку надевают на оправку (неприводной ролик небольшого диаметра), которая с определенным усилием давит на заготовку в радиальном направлении (в сторону приводного валка большего диаметра). Этот способ прокатки называется радиальной прокаткой. При радиальной прокатке толщина стенки кольца h уменьшается, а его диаметр и ширина Ъ увеличиваются.
Для сохранения при прокатке неизменной ширины кольца применяют клеть с вращающимися коническими валками, установленными под углом друг к другу в плоскости прокатывае мого кольца. Так как в этом случав основная деформация происходит в осевом направлении, то этот способ прокатки называют осевой прокаткой.
На рис. 1 приведена схема прокатного стана для радиальной и осевой прокатки колец.
Изза большой разницы диаметров оправки и приводного валка распределение величин обжатий для них также различно, хотя можно сделать допущение, что протяженность зон контакта между кольцом и оправкой и между кольцом и приводным валком одинаковы.
Расчет усилия на валки
Принимая, что давление на валки известно и постоянно по всей длине валков и что геометрические параметры в зоне деформации также известны, удельное давление на валки можно рассчитать по формуле
Усилие при прокатке не может быть больше допустимой нагрузки на оправку, в противном случае обжатие необходимо уменьшить.
Допуская, что давление на валки равно допустимой нагрузке, вычислим ld по уравнению (2) и затем ^ и 5Г Если то
приводной валок проскальзывает по всей контактной дуге с кольцом, и прокатка невозможна. Давление необходимо снизить и расчет ld> ai> повторить. В том случае, когда расчетный крутящий момент больше допустимого момента прокатки, давление на валки необходимо уменьшить и вычисления повторить, рассчитав частные Lholt и АЛ/ и полное АЛ обжатия, а также размеры кольца.
Пока наружный диаметр кольца будет получаться меньше заданного диаметра, то вычисления следует повторять до момента, когда абсолютная разница между вычисленным наружным диаметром кольца и заданным не станет меньше принятого допуска.
Предложена методика расчета параметров прокатки колец. Критический угол, давление на валки и момент прокатки необходимо регулировать совместно.
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м 4, Москва 1994
