Деформациялау режимдерін есептеу

Кең жолақты ыстықтай таптау стандарында

Жолақ таптаманың қажетті түрін өндіру үшін өзара байланысты бірнеше мәселелерді шешу қажет. Олардың ең маңыздылары: алғашқы дайындама – сляб өлшемдерін анықтау; алдыңғы және соңғы топ клеттеріндегі сығымдау деңгейін анықтау; таптау процессінің жылдамдық, температуралық және энергокүштік параметрлерін есептеу.

Алғашқы дайындама – слябтың тиімді қалыңдығы жолақтың ақырғы қалыңдығына және стан клеттерінің сығымдау қабылеттілігіне байланысты анықталады. Сляб ені берілген жолақ енінен 20-30 мм-дей үлкенірек тағайындалады. Ал сляб ұзындығы қыздыру пешінің еніне байланысты қабылданады.

Вертикалдық тотықсындырғыш клетінде абсолюттік сығымдау 20-50 мм деңгейінде, ал горизонталдық тотықсындырғыш клетте салыстырмалы сығымдау деңгейі 5-20% шамасында тағайындалады. Сығымдау деңгейі бұдан төмен болса, сляб бетіндегі тотық қабыршағы толық сынбауы, ал тым жоғары болса, керісінше, татық қабыршағы металл бетіне тапталып кетуі мүмкін.

Алдың топтың негізгі деформациялаушы клеттерінде сығымдау шамасы біліктің тартып алу қабылетіне сәйкес анықталады. Ол үшін мына формуланы пайдаланады

α²_Қmax (1)

мұндағы - жұмыс білігінің минималдық радиусы (қажалған білік бетінің шекті қайыра жону мөлшеріне байланысты);

α_Қmax- біліктің максималдық қармау бұрышы (рад.)

Өндірістік тәжірибеге сүйеніп болат біліктер үшін α_Қmax=18-20⁰(0,31-0,35 рад), шойын біліктер үшін α_Қmax=16-17⁰(0,28-0,30 рад) деңгейінде тағайындалады.

Универсалдық клеттердің вертикалдық біліктерінде сығымдау деңгейі шамамен 10-20 мм-дей болады яғни сол клеттің горизонталдық біліктерінде пайда болатын кеңею мәніне тең болады.

Максималдық қармау бұрышына сәйкес анықталған максималдық сығымдау мәнін одан әрі біліктің беріктігі арқылы немесе электрқозғағыш қуатының деңгейі арқылы да нақтылануы қажет. Ол үшін жұмыс клетінің білік беріктігіне сәйкес келетін таптау күшінің шекті мәні Р_шек анықтау қажет.

Екі білікті дуо клеттері үшін бұл күш білік бөшкесінің беріктігіне сәйкес төмендегідей формула арқылы анықталады:

[P] _бөшке= (2)

мұндағы - білік майысуының шектікернеуі;

D- білік бөшкесінің диаметрінің минималдық мәні;

- білік бөшкесінің және мойнының ұзындығы; b- жолақ ені.

Кейбір жағдайда білік мойнының беріктігі білік бөшкесінің беріктігінен төмен болады, себебі білік мойнына таптау күшінің әсерінен туатын майысу кернеуімен қоса бұрау моментінен туатын бұрау кернеуі де үлкен әсер етеді. Сондықтан білік мойнының беріктігіне сәйкес шектеулі күшті де қоса анықтау қажет болады. Болат біліктер үшін:

[P]_мойын= (3)

Шойын біліктер үшін

[P]мойын= (3′)

Мұндағы d – білік мойнының диаметрі;

- білік мойнының ұзындығы;

R- білік бөшкесінің радиусы;

(4) – болат білік мойнына түсетін қосынды кернеу;

(4′) – шойын білік мойнына түсетін қосынды кернеу;

Төрт білікті кварто клеттерінде аталған күштердің шекті мәні мына формулалармен анықталады;

[P]_бөшке (5)

[P]_мойын= (5′)

Мұндағы D_on, L_бөшке- тіреу білігінің бөшке диаметрі және бөшке ұзындығы; d_on, _мойын- тіреу білігі мойын диаметрі және ұзындығы.

Келтірілген (2), (4), (4′), (5) және (5′) формулалардағы білік майысуының ұлақсат етілген шекті кернеуінің мәнін білік материалының сапасына сәйкес мынадай деңгейде (1 кесте) тағайындайды.

1 кесте

Білік материалы	Майысу кернеуінің шекті мәні , МПа
Шойын Легірленген шойын Болат құйма Жоғарыкөміртекті шыңдалған болат Легірленген шыңдалған болат	70-80 80-90 100-120 120-130 140-150

Ал шекті бұрау кернеуінің () мәні шойын біліктер үшін 70-80 МПа, болат біліктер үшін 80-100 МПа деңгейінде тағайындалады.

Барлық өтулерде туатын нақты таптау күші Р_т білік беріктігін қамтамасыз ететін шекті күштің мәнінен аспауы керек, яғни

Р_т≤ [P]; (6)

Мұндағы [P] – білік мойны беріктігінің, немесе білік бөшкесі беріктігінің формулалары арқылы есептелген шекті күштердің ең төменгі (минималды) мәні.

Таптау күшінің

Р= (7)

Формуласы арқылы есептелетінін ескерін, сығымдау мәнінің білік беріктігіне сәйкес максималдық шамасын (6) формуладан анықтауға болады, яғни

бұдан (8)

Мұндағы түйісу бетіндегі орташа нормальдық кернеу. Оның мәні М.Е.Бровман, А.И.Целиков және басқа да авторлардың белгілі формулалары арқылы есептеледі. Алайда -дің мәні өз кезенінде абсолюттік сығымдау шамасына тәуелді болғандықтан, мәнін итерация әдісімен есептеуге тура келеді.

Білік пен деформацияланушы металл арасындағы түйісу бетінде туатын орташа нормальдық кернеудің мәні металдың ақыштық шегінің деңгейіне және деформация ауқымының пішіндік факторына тәуелді болады. Егер деформация ауқымының пішіндік факторы <0,5 болса, онда Целиков-Смирнов формуласымен есептеледі:

(9)

Деформация ауқымының пішіндік факторы 0,5< <2 арлығында болса, р_ср Бровман формуласы арқкылы есептеледі:

(10)

Егер >2 онда Бровманның екінші формуласы арқылы есептеледі:

(11)

Металдың аққыштық шегі, немесе деформациялауға кедергісі ыстықтай таптау процестерінде «термомеханикалық коэффициентер» әдісін [1] қолдану негізінде (Третьяков-Зюзин-Бровман әдісі) мына формула арқылы анықталады:

; (12)

Мұндағы - металдың базистік аққыштық шегі, МПа,

және - температуралық, деформациялық және жылдамдық коэффициентері. Бұлардың мәні металл маркасы, таптау температурасы, салыстырмалы сығымдау көрсеткіші және деформациялау жылдамдығына сәйкес әрбір өту кезінде әдеби анықтағыштан [1] алынады.

Өндірістік жағдайда таптау станының басты электрқозғағышының қуаты жетімсіз болуы мүмкін (мұндай жағдай ескі стандарда және деформацияға кедергісі жоғары легирленген болаттан алынатын жолақты таптау кезінде кездеседі). Сондықтан әрбір өтудегі абсолюттік сығымдау деңгейін электрқозғағышының валына түсетін бұрау моментінің немесе қуатының шектеулі шамасы арқылы анықтайды. Ол үшін алдымен білік бөшкесінде деформация кезінде пайда болатын таптау моментін М_тап, білік мойнында туатын үйкеліс моментін М_үйк1, беріліс механизмдерінің валдарында туатын үйкеліс моментін М_үйк2, деформациялау процесінсіз біліктер бос айналын тұрғанда туатын моментін М_бос және білік айнымалы жылдамдықпен жұмыс жасағанда туатын динамикалық моментін төмендегідей формулалармен есептеу керек.

М_тап= (13)

М_үйк1= (14)

М_үйк2= (15)

М_бос=0,05М_{ном.эл-қозғ} (16)

М_дин= (17)

Мұндағы М_тап- білік бөшкесінде туатын бұрау моменті, бұл момент деформациялау ауқымында металды таптауға шығын болатын пайдалы момент; М_үйк1- білік мойнындағы үйкеліс кедергісін жеңуге жұмсалатын бұрау моменті; М_үйк2- беріліс механизмдері валдарының мойнында туатын үйкеліс кедергісін жеңуге кететін бұрау моменті; М_бос- біліктер металсыз бос айналғанда пайда болатын қосалқы бұрау моменті және М_дин- біліктер айнымалы жылдамдықпен жұмыс істегенде туатын инерция күштерінің кедергісінен туатын бұрау моменті.

Осы бұрау моменттерінің барлық кедергісін станның басты электрқозғағышының валында пайда болатын келтірілген момент жеңеді, яғни электрқозғағышының валында туатын келтірілген момент төмендегі формуламен есептеледі:

М_{эл.қозғ.}= (18)

Мұндағы (19)

М′_үйк1= (20)

М′_үйк2= (21)

М′_бос=0,05 М_{ном.эл.қозғ.}; (22)

М′_дин= (23)

иін коэф-ті; (24)

f_мойын- білік мойнындағы үйкеліс коэффициенті.

d_мойын- білік мойнының диаметрі;

- станның пайдалы әсер коэффициенті;

=0,75÷0,95;

М_{ном.эл-қозғ.}- электроқозғағышының номиналдық моменті (құжатында келтірілген).

М_{ном.эл-қозғ.}= (25)

J- электрқозғағышы валына келтірілген инерция моменті.

бұрыштық үдеу мәні;

Осылай есептелген электрқозғағышы валына түскен келтірілген бұрау моменті таптау процесінің кез-келген өтуі кезінде төмендегідей теңсіздіктен аспауы қажет.

М_{эл.-қозғ.}≤[К·М_{ном.эл.қозғ.}]; (26)

К=2,5÷2,75

Реверсивті станда динамикалық момент жоғары деңгейде болуына байланысты электрқозғағыш элементтерінің орамдарының тез қызып кетпеуі үшін есептелген М_{эл.қозғ.} ≤ М_ном ; (27) болуы керек.

Алдыңғы топ клеттеріндегі жиынтық салыстырмалы сығымдау көрсеткіші барлық клеттердегі қосынды сығымдаудың 70-90%-ін қамтуы керек, ал қалған 10-30% сығымдау артқы топ клеттерінің үлесінде болады.

Алдыңғы және артқы топ клеттеріндегі сығымдау деңгейінің мұндай ара қатынасының болуы, біріншіден, алғашқы топ клеттерінде таптау кезінде металл температурасы жоғары деңгейде болуына байланысты деформация қарқыныда жоғары болуы керек (металл кедергісі төмен болғандықтан), екіншіден, осындай қалыптасқан сығымдау деңгейдерінің болуы-алдыңғы және артқы топ клеттерінде таптау циклінің өзара теңдігін қамтамасыз етеді (таптама ұзындығының өзгеруіне сәйкес).

Деформациялық режимді есептеудің тағы бір маңызды бөлігі – металдың әр өтудегі температурасының өзгеруін есептеу.

Алдыңғы топ клеттеріндегі металл температурасының төмендеуін Иванцов т.п. формуласымен анықтауға болады:

; (28)

Мұндағы t- таптаманың алдыңғы өтудегі температурасы, ⁰С; ε- алдыңғы өтудегі таптау уақыты және ол өту аяқталғаннан келесі өту басталғанға дейін қажет болатын үзіліс уақытының қосындысы, сек; h₀- таптаманың алдыңғы өтуден кейінгі немесе осы өту алдыңғы қалындығы, мм.

Методикалық пеште қажетті деңгейге қыздырылған сляб (болат маркасының химиялық құрамына сәйкес) алдыңғы топ клеттеріне рольганг арқылы жіберіледі және бұл топтың әрбір клетінде металл бір рет қана өтеді және кез-келген таптау кезеңінде таптама тек бір ғана клетте деформацияланады. Таптаманың әрбір өтуден кейін ұзару мөлшеріне сәйкес әрбір көршілес клеттердің ара қашықтығы да біртіндеп алыстатылып орналасқан. Ал артқы топ клеттерінде әрбір таптама барлық клеттерде бір мезгілде деформацияланады, себебі бұл топта таптау процесі толассыз режиммен жүргізіледі.

Осыған байланысты бұл топтағы клеттер бір-бірімен тіркес орналасады және бір-бірімен ара қашықтығы 5-6 метрден аспайды. 1 кестеде қазіргі заманғы кең жолақты толассыз ыстықтай таптау стандарының алдыңғы топ клеттеріндегі қалыптасқан салыстырмалы сығымдау режимдерінің тиімді деңгейлері көрсетілген.

Дата добавления: 2015-07-18