大型筒节轧制成形机理研究
2021-12-21赵强
中国设备工程 2021年23期
关键词:变形
赵强
(四川建筑职业技术学院,四川 德阳 618000)
1 咬入条件
(1)咬入力学模型和条件。为了使大型筒节能够连续稳定地轧制,大型筒节轧制成形必须满足一定的咬入条件,与单辊驱动不同,双辊驱动时芯辊与驱动辊对轧件的摩擦力均起到了驱动作用,本文对双辊驱动下的咬入条件进行了重新推导。如图所示为大型筒节轧制变形区模型,P2和P1分别为芯辊与驱动辊在变形区内对大型筒节的正压力,T2和T1分别为芯辊和驱动辊在变形区内对大型筒节的摩擦总力,2α和 1α分别为芯辊和驱动辊与大型筒节接触角。

大型筒节受力条件为式中,1ξ和2ξ为系数,简单起见,认为1ξ=2ξ=0.5。
根据经验假设大型筒节和轧辊之间的摩擦为库伦摩擦,驱动辊和芯辊与大型筒节的摩擦系数均为µ,则:T1=μP1、T2=μP2,代入上式,并整理可得:

考虑咬入角较小,并将摩擦系数用摩擦角来描述,µ= tanβ,上式可近似为

(2)咬入条件与进给量的关系。如图1所示,r和R为大型筒节内外半径,1hΔ 、2hΔ 分别为芯辊对大型筒节外表面的进给量,和驱动辊对大型筒节外表面的进给量。Δh=Δh1+Δh2,忽略进给中轧机和轧辊的弹性变形,以大型筒节中心为坐标原点,建立图中的xoy坐标系,则大型筒节与两辊接触区轮廓方程为:

图1 大型筒节轧制成形几何模型

当xL=− 时,AE与BE交于E点,CF与DF交于F点,此时有

得
考虑到:α1≈L/R1;α2≈L/R2,代入咬入条件得:

(3)单辊驱动与双辊驱动的咬入条件对比。由文献可知,单辊驱动时的咬入条件如式(7)和式(8)所示。

对比式(3)与式(7),双辊驱动时,满足咬入所需的摩擦角为单辊驱动时的一半,即由于双辊驱动时,芯辊与驱动辊对大型筒节均起到主动驱动,更容易咬入。……
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