Способ прокатки заготовок Советский патент 1986 года по МПК B21B1/00 B21B1/24 

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано нреимуществеино при экспериментальных исследованиях процесса деформации при прокатке.

Цель изобретения - обеспечение по- Бьаиения точности измерения.при эксие риментальных исследованиях процесса прокатки, осущестЁление деформации предварительно нанряженной заготовки

U

На фиг.I показана схема прокатки с приложением к заготовке сил, уравновешенпых в самой заготовке; па фиг. 2 - разрез на фиг.I; I на фиг.З - схема прокатки одиовре- I ;.1еино двух заготовок; на фит.4 - впд В на фиг.З; на фиг,5 - эпюра давле- и.я металла на валки с прилолсенинм внешней силы; на .6 - то же, с приложением внутренних сил.

Способ реализуется при прокатке, полой заготовки I , в .которой установлен гидравлический ци- jHuyip 2. Заготовка, прокатываемая ,. в калиброванных валках 3, снабжена раздвижн,1М прижт-юм 4, соединеннь Л с yпopo 5 и со штоком 6 цилиндра 2,

8валках 7 и 8 можно прокатывать одновременно две сплошные заготовки

9и 10, при этом пазы по.концам . заготовок вставляют планки 11, сое- дй}1епные с корпусом гидравлического цилпщра и его штоком, а цилиндр

2 устанавливают между заготовками. Способ осуществляется следующш- образом.

В полую заготовку 1 устанавл1гоа- от цилиндр 2, вводят упор 5 с прижимом 4 и фиксируют от перемещения относительно за готовки. Далее от гидросистемы создают в цилиндре 2 давле1И-1е и он через шток 6 и упор 5 растягивает заготовку 1 заданным усилием.

После этого осущест-вляют прокатку при комнатной темнературе полой заготовки 1 с расположенньЕ 1 впутри нее с зазором гидравлическим цилиндром 2 в валках 3 с кругльми калибрами. При этом измеряют масдозами си- лы прокатки, момепты на шпинделях - тензодатчиками или иными известными способами, и измеряют мощность деформации. Все параметры измеряют при прокатке без натяжений и с натяжениями при одинаковых режимах, что позво ляет исследовать влияние схемы паи

0

5

0

5

0

5

0

5

ряженного состояния на энергосиловые параметры,

В дальнейшем осуществляют ирокат- ку заготовки при реверсе, валков 3 в обратном направлении. Этот цикл повто 5 1ют в течение ряда проходов, измеря;: при этом силы и мощность.

За1Ч)то.вка 1 при иластической деформации удлиняется, а соответственно увеличивается расстояние между цилиндром 2 и упором 5 с перемещением штока б,

Натяжение в заготовке может быть создано через раздвижиой прижим 4 путем прижатия его элементов к В1гут- peHHeii новерхности заготовки, при этом СИЛЫ пр1 кладьша1отся поочередно в pa3jni4nb x сечениях по д;п-1не заготовки.

После окончания прокатки цилиндр 2 113 заготовки извлекается.

При прокатке р,вуу: наралельно рас-. положенных заготовок 9 н 10 их растягивают илп сжимают через планки 11.

Согласно предлагае1- ому способу может (5ыть обеспечено пре.цваритель- :иое-пащзяжепие растяжения .или сжатия заготовки.

На фш ,5 даны эпюры нормальных давлений с приложе П1ем переднего .; натяжепия с напряжением Б (6 0), давление 2 К при входе металла в валки и р 2К -6., при выходе из валпсов, а k - предел текуче.сги при сдвиге. Напряжение оказываеа ние не только на напряженное состоя- ние, но и изменяет силы трения, су- щестненно смещает нейтральное сечение. Это связано с тем, что ( б F ) - внеи няя сила; F - площадь се1г.епия па выходе металла из валков, изменяющая условия равновесия в целом. Можно обеспечпть такое же нейтралык;е сечение нрп 6 О, )„ сО,, где 6д - напряжение заднего натяжения или подпора. В этом случае эпюра-р(х) показана пунктиром: р - 2 К -i-Sg на входе в валкп; Р 2k при выходе пз валков. Зад- пни ;:;одпор уменьшает момент прокат-- ки и мощность, по удельпое давление (при сжимающем напряжении б О) увеличивает. В целом мощность снияса-. ется. но определить степень влияния каждой составляющей не представляете}; ТЮЗМОЛчНЕ-Ф .

iic предлагаемому способу к заготовке прикладывают внутренние уравновешеиные силы, которые не изменяют условия равновесия заготовки и поэтому давление снижается только за счет изменения напряженного состояния, В этом случае знюра давлений р(х) (фиг, 6) при

6 О б О

1 О

, /

(1)

площадь сечения заготовки до прокатки.

По известным способам можно прилжить к зоне деформации равные силы, но это практически. невозможно обеспечить, так как колебания скоростей моталок, соседних клетей, разнотол- щинность, деформация валков нарушают -это условие. В то же время по предлагаемому способу равенство сил (с точностью на в еличину потерь в уплотнениях цилиндра, вязкости масла н т.д.) обеспечено как равенство сил действия и противодействия При коэф зициенте вытя;кки / участок заготовки длиной f удлинится на & I Г(х-1) и гидравлический цилиндр совершит работу А (А-1), и именно на эту величину у1-1еньшит- ся энергия прокатки, а мощности - от Ы„ до N PV (Л -1), где Т - сила цилиндра (за вылетом сопротивлений уплотнения).

По предлагаемому способу мощность прокатки можно регулировать с высокой точностью за счет силы Ф и давления в цилиндре,Пример . Прокатьшается труба диаметром 150 мм, толщиной 5 мм, длиной 2000 м из .алюминия при температуре . Деформацию осуществляют в валках диаметром (по дну круглого калибра) 400 мм, В полую заготовку вставлен гидравлический ци- .. линдр наружном диаметром 120 мм, внутренним 80 мм, длиной 1000 мм с ходом 800 мм. От маслостанции в полость цилиндра подведено давление до р 300 ат. Если р О и нагру- жение заготовки не осуществляют, то удельное давление

15

с -2kb --- 1,156 tn

, . ,

0,0815-г

10

15

20

5

0

5

0

5

5j - предел текучести при расгде

тяжении.

Длина дуги захвата равна t, контакт- ная площадь (0,75 d); Г

i

и

, при

VRih 2,45 см; F 27,7 см

сила прокатки Т 2,256 -. Если 6 160 МПа (1600 кг/см) , то РО 36 кН (3,6 т) , М 0,5 45 кН СМ - момент прокатки, на

одном валке uJ -1- 2 угловой скорости мощность Ijl кВт.

Площадь внутренней полости гидроцилиндра 2 равна 0,785 d 50 см и при создании давления 50,0 ат сила растяжения заготовки Р 25 кН (2,5.т). Пусть коэффициент вытяжкН

Л , тогда мощность гидроци- ливдра равна

- N PV (-1) 0,61 кВт.

Мо1цность, подведенная к валкам, при этом уменьшится на 0,44 (44%) только за счет влияния внутренних натяжений.

Напряжения (осевые) в трубе при этом равны 10,6 МПа- (106 кг/см ), , Теоретически при .ТТ4Ь6-г пластическое течение произойдет только под действием осевого растяжения, при этом мощность, подводимая к валкам,, равна нулю, а Р 380 кН (38 т), что соответствует давлению 760 ат; достаточно создать напряжения до 0,5S .

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что деформация с внутренними натяжениями с приложением к системе клеть-заготовка внутренних сил не изменяет условий равновесия и не приводит к перегрузке привода клети, при этом изменяется сопротивление деформации заготовки, причем это изменение можно в процессе прокатки регулировать.

аг.5

х

Составитель И.Скоробогатский Редактор Л.Гратилло Техред Q.CpnKOКорректор А.Зимокосов

Заказ 3941/5 Тираж 518 .

ВНИЖ1И Государстве1гаого комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное