Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Одним из важнейших управляемых параметров, определяющих процесс деформации при прокатке полос, является внешнее трение между валками и деформируемым металлом или сплавом. Наличие трения и величина сил трения определяют захватывающую способность валков, в том числе и при тонколистовой прокатке, и при установившемся процессе влияют на степень деформации по толщине и уширение металла при прокатке. Силы внешнего трения, требуя дополнительной работы на их преодоление, вызывают повышение сопротивления и энергии деформации [1]. Следовательно, изменение коэффициента и сил трения, в частности за счет смазки валков, позволяет влиять на усилия прокатки.
Многочисленными исследованиями [2–4 и др.] установлено, что смазка, уменьшая коэффициент трения, понижает давление на контактной поверхности, снижает упругие деформации рабочего инструмента, за счет чего возрастает величина обжатия и повышается эффективность процесса, а также уменьшает износ валков.
Трение оказывает существенное влияние на показатели процесса прокатки, поэтому определение корректных коэффициентов контактного трения для каждой пары металл-смазка является актуальной задачей, изученной во многих работах [5, 6], существует множество методик оценки энергосиловых параметров при прокатке полос. Классической методикой считается методика Целикова А.И., но появляются и новые методики — этот факт свидетельствует о неудовлетворенности практиков прокатного производства существующими методиками, о поиске новых подходов к оценке параметров прокатки.
На лабораторной установке, созданной на базе прокатного стана 150×235 с микроконтроллерной системой измерения сил прокатки был проведен ряд экспериментов по определению влияния условий контактного трения (смазок) на деформационные и силовые показатели прокатки полос из меди М3 и латуни Л63. Целью исследования является установление количественных закономерностей влияния различных смазок на деформационные и силовые показатели прокатки тонких полос из меди и латуней известного химического состава из промышленных партий, а также оценка точности расчета этих параметров на разработанной компьютеризированной имитационной модели.
Эксперимент проводили на лабораторном двухвалковом стане 150×235, оснащенном микропроцессорной системой контроля усилий проката.
Результаты эксперимента подтвердили положительное влияние применения смазок валков на деформационные и силовые показатели прокатки и позволили установить количественные влияние условий контактного трения на эти показатели при прокатке образцов из промышленных партий полос.
Прокатку 10 опытных полос длиной около L0 = 204 мм, толщиной 1,9 мм, шириной около 20 мм проводили вначале в сухих валках, тщательно обработанных ацетоном (5 полос), затем прокатали 5 полос со смазкой валков керосином, не изменяя настройку стана (зазор между валками S0 = 1,14 мм). Величину зазора между валками определяли путем прокатки по краям бочки валков свидетелей (узких, шириной 5 мм и толщиной 2 мм, полос из свинца).
Усредненные и оцененные в достоверности методами математической статистики [7] показатели прокатки позволили оценить работу системы контроля и точность измерения усилий прокатки, а также установить некоторые количественные закономерности влияния условий контактного трения на деформационные и силовые показатели процесса прокатки медных полос. Микропроцессорная система усилий прокатки обеспечивает с точностью ±0,1 кН как измерение усилий по длине полосы, так и выделение в автоматическом расчете его максимальной величины необходимого для оценки допустимого значения [8]. Точность системы контроля позволяет исследовать влияние возмущающих и управляющих воздействий, как на установившийся процесс прокатки, так и на нестационарные процессы в периоды захвата и выхода полосы из валков.
При прокатке медных полос в сухих валках в период установившегося процесса, усилие при прокатке переднего конца принимало значение 45,7 кН, а заднего 47,1 кН, при среднем значении 60,4 кН и максимальной величине 64,7 кН. Применение смазки (керосин) при холодной прокатке медных полос позволили уменьшить усилия прокатки на переднем конце на 1,7 кН, на заднем конце полосы на 5,2 кН, а среднее значение Pср уменьшилось на 6,5 кН, максимальное на 6,7 кН, т. е. снизилось на 10,4 %, что подтверждает положительное влияние смазки на силовые показатели процесса.
Условия контактного трения влияют и на деформационные показатели прокатки. Коэффициент контактного трения прямо пропорционально влияет на изменение величины относительного обжатия при прокатке опытных полос в фиксированных исходных зазорах ненагруженных валков. Улучшенные с помощью смазок условия контактного трения позволяют увеличить обжатие металла и уменьшить толщину полосы на выходе из стана без изменения зазора между валками [9].
Усилия прокатки при применении в качестве смазки валков керосина меньше чем при сухом трении на всех участках длины прокатываемой полосы в среднем на 10 %, причем при нестационарных условиях процесса сила P более чем в два раза меньше, что необходимо учитывать при управлении показателями качества плоского проката.
В настоящее время существует множество методик оценки энергосиловых параметров. Большая часть этих методик базируется на формулах А.И. Целикова [4, 5], что объясняется тем, что на практике эти формулы показали хороший результат по оценке усилия прокатки и тем, что они учитывают влияние всех наиболее значимых основных параметров процесса прокатки, одним из которых является сопротивление деформации металла.
