Донецький Національний Технічний Університет
Головна
Магістерская работа
Посилання

 

АНАЛІЗ ФОРМУЛ РОЗРАХУНКУ РОЗШИРЕННЯ У ВИТЯЖНИХ КАЛІБРАХ

Солод В.С. (НПО «Доникс») , Стрельников В.Г. (кафедра ОМТ)

Одним з найважливіших питань при калібруванні будь-якого профілю є розширення, від якого залежить заповнення калібру металом і, відповідно, отримання профілю заданої форми і розмірів.

Слід зазначити, що, не дивлячись на значне число досліджень, питання про поведінку металу в калібрах з розширенням все ще недостатньо вивчене, що надзвичайно утрудняє всі розрахунки по калібруванню, пов'язані із заповненням калібрів.

Залежно від виду калібру змінюється напружено-деформований стан металу у очагу деформації в порівнянні з плющенням на гладкій бочці. Основними відмінностями є нерівномірність висотної деформації по ширині гуркоту і вплив нахилу бічних стінок калібру.

Більшість з відомих формул для розрахунку розширення призначена для розрахунку розширення при плющенні смуг, а рекомендації дані деякими авторами для розрахунку розширення при плющенні в калібрах часто неясні.

Проте, як показують подальші дослідження, ще далеко не вичерпаний потенціал класичних формул для розрахунку розширення.

Для розрахунку розширення при плющенні металу в калібрах найчастіше використовують методи « відповідної» і «приведеної» смуги.

У даній роботі проаналізовані формули Смірнова В.К. (1), Вусатовського З. (2), Вусатовського З. з поправками Suppo-Izzo (3), Зюзіна В.І. (4), Губкина С.І. (5), Чекмарева А.П. без урахування тертя - (6), з урахуванням тертя - (9), Бахтінова Б.П.(7) і Целікова А.І.(8). У дужках вказаний номер формул в таблицях 1 і 2.

Виконаний порівняльний аналіз розрахунку розширення по відомих формулах в системах калібрів: овал - квадрат, ромб - квадрат, овал - круг, ромб - ромб. Під парою калібрів розуміють поєднання форми підкату і калібру, в якому він прокатується. Під системою калібрів розуміють сукупність пар калібрів, що дозволяють одержати кінцевий профіль малого перетину із заготівки.

При аналізі формул, використовувалися експериментальні дані роботи Г.Цоухара по формозмінення при плющенні у витяжних калібрах. Дані були узяті по фотографіях темплетів, відібраних від перших серій плющення по кожному типу витяжних калібрів оскільки дані про розміри темплетів інших серій в роботі Г.Цоухара не приведені. Прокатувані зразки були виготовлені із сталі Mst3b ( сталь 20).

Коефіцієнт тертя обчислювали по формулі С.Екелунда і інших авторів з поправками Б.П.Бахтінова і М.М.Штернова. Розміри металу до плющення і після плющення перераховували на приведені по відомому методу приведеної смуги.

Для кожного пропуску всіх серій плющення по всіх вказаних формулах розраховане розширення металу. Потім для всіх одержаних даних, розраховували середньоквадратичну погрішність, яку дає кожна з формул при розрахунку розширення в парах калібрів або в системах.

Для обліку форми калібру і підкату при розрахунку розширення введений поправочний коефіцієнт, по значенню рівний коефіцієнту обмеження розширенняА.П.Чекмарева .

 

,

де

-

розширення розраховане з поправочним коефіцієнтом;

-

коефіцієнт обмеження розширення для формули в конкретному калібрі;

-

розширення, розраховане по вказаних формулах.

Коефіцієнт обмеження розширення для пар і систем калібрів обчислювали з використанням методу лінійного програмування, реалізованого у вигляді алгоритму «Пошук рішення» в середовищі MS Excel, підбираючи його так, щоб сумарна середньоквадратична погрішність розрахунку по всіх однойменних парах калібрів або системах була мінімальною. Погрішності розрахунку розширення по кожній з формул для всіх пар і систем калібрів приведені в Таблиці 1 . Поправочні коефіцієнти обмеження розширення для всіх пар і систем калібрів по кожній з формул приведені в Таблиці 2 .

Средньо-квадратична погрішність розрахунку розширенні по формулах

Таблиця 1

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
овал-квад
37,8%
13,2%
12,0%
20,4%
22,9%
15,5%
18,1%
13,9%
11,4%
Системи
ромб-квад
52,4%
8,8%
10,4%
21,9%
16,0%
13,7%
10,0%
7,8%
9,0%
калібрів
овал-круг
35,4%
13,5%
12,7%
28,2%
21,4%
11,3%
15,8%
10,1%
8,4%
ромб-ромб
29,4%
9,0%
6,6%
9,4%
14,2%
15,8%
8,4%
6,2%
10,5%
квад-овал
28,4%
16,2%
15,2%
19,0%
22,1%
18,3%
17,9%
16,2%
14,5%
овал-квад
35,0%
9,9%
8,6%
20,9%
23,5%
12,7%
18,2%
11,6%
8,1%
Пари
квад-ромб
59,1%
8,7%
9,6%
26,8%
13,6%
12,7%
7,0%
7,5%
8,2%
каліб
ромб-квад
44,6%
9,0%
11,1%
15,5%
18,1%
14,6%
12,3%
8,1%
9,8%
рів
круг-овал
27,1%
16,7%
11,8%
19,6%
19,0%
13,4%
13,9%
12,0%
10,7%
овал-круг
41,4%
9,1%
13,6%
34,1%
22,2%
8,9%
16,5%
7,3%
4,8%
ромб-ромб
29,4%
9,0%
6,6%
9,4%
14,2%
15,8%
8,4%
6,2%
10,5%
Ср. квадр. Погрешность
38,2%
11,2%
10,8%
20,5%
18,8%
13,9%
13,3%
9,7%
9,6%

 

Поправочні коэфіциєнти для систем и пар калібрів Таблица 2

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
овал-квад
1
0,81
0,72
1
1,06
0,91
0,86
1,04
0,79
Системи
ромб-квад
1
1,03
0,77
1
1,2
1,04
1,06
1,09
0,9
калібрів
овал-круг
1
0,91
0,67
1
0,84
0,98
0,79
1,01
0,81
ромб-ромб
1
1
0,76
1
1,15
0,93
1
1,04
0,83
квад-овал
1
0,86
0,70
1
0,93
1,11
0,97
0,94
0,87
овал-квад
1
0,87
0,74
1
0,74
1,20
0,75
0,99
0,86
Пари
квад-ромб
1
1,01
0,78
1
1,32
1,03
1,15
1,10
0,91
каліб
ромб-квад
1
0,93
0,76
1
1,12
1,04
0,99
1,08
0,86
рів
круг-овал
1
0,96
0,75
1
1,09
1,15
1,04
1,09
0,93
овал-круг
1
0,76
0,62
1
0,72
0,93
0,66
0,92
0,75
ромб-ромб
1
0,98
0,76
1
1,17
1,04
1,05
1,08
0,87
1,00
0,92
0,73
1,00
1,01
1,07
0,95
1,03
0,86

 

Проведені дослідження показали, що найдоцільніше при розрахунку розширення у витяжних калібрах застосовувати формулу Чекмарева А.П. що враховує тертя з коефіцієнтом оказанну нижче

де

-

розширення;

-

коефіцієнт обмеження розширення в конкретному калібрі;

-

высота раската до пропуска;

-

ширина раската до пропуска;

-

угол захвата металла валками;

-

высота раската после пропуска;

-

ширина раската после пропуска;

=

- средняя ширина раската;

-

радиус валков;

-

коэффициент трения.

Ця формула забезпечує мінімальну середню погрішність, рівну 9,5%, середній коефіцієнт обмеження розширення для всіх пар і систем калібрів приблизно однаковий і може бути прийнятий рівним 0,86.