Публикация

Зважаючи на безлімітне споживання енергії протягом попередніх десятиріч, у тому числі і в області обробки металів тиском, поняття коефіцієнт корисної дії деформації практично зникло із сторінок наукової літератури. Неопрацьованість цього питання не дозволяє сьогодні мати, крім найзагальніших визначень коефіцієнта корисної дії деформації, чітких критеріїв взаємозв'язаних, як з показниками формозміни так і з роботою деформації. Це у свою чергу не дозволяє технологам при виборі або розробці тієї або іншої системи калібрів швидко і надійно оцінити їх коефіцієнт корисної дії і віддати перевагу енергозберігаючим варіантам, за відсутності інших міркувань. Для оцінки і розрахунку формозміниу витяжних калібрах багато авторів, такі як З. Вусатовській, І. М. Павлов і М. А. Зайців, Би. Е. Хайкин і В. В. Козлов використовували достатньо загальні характеристики процесу на основі закону постійності об'єму. Проте в даний час не існує аналітичної залежності, що дозволяє використовувати її як єдиний критерій деформації для будь-якої системи калібрів. Іншим маловивченим і недостатньо розробленим питанням є вивчення залежності між енергосиловими параметрами і відповідними показниками деформації. Так З. Вусатовській і И. Лудига проводили обширні досліди для вивчення умов при прокаткі у ящичних калібрах. Дані, що є в спеціальній літературі, показують, що тільки Зібель намагався розрахувати додаткове тертя при прокаткі в калібрах. Коефіцієнти тертя вказані Зібелем, є єдино відомими дотепер даними, за допомогою яких можна безпосередньо врахувати більш високий опір деформації при плющенні в калібрах. Найважливішим чинником, від якого залежить тертя на бічних стінках калібру, є обмеження розширення. Так дослідження Г. Цоухары показали, що опір деформації при одному проході квадрата в ромб на 20 - 28 % більше, ніж при проході ромб в квадрат. Ці результати ще раз свідчать про істотний вплив додаткового тертя в калібрах, як на внутрішні переміщення металу, так і на силу прокаткі і роботу деформації в цілому, отже і її коефіцієнт корисної дії. Аналіз досліджень проведених в різних країнах свідчить про важливість ціх питаннь, проте вони носять розрізнений характер і не відрізняються закінченістю. Навіть поверхневий аналіз, є на сьогоднішній день результатів досліджень, свідчить про існування взаємозв'язку показників формозміни при прокаткі з енергетичними витратами, що поза сумнівом вимагає додаткових суворих теоретичних і експериментальних доказів, узагальнень і встановлення критеріїв зручних для використовування на практиці. Розроблена на кафедрі ОМТ інженерна методіка оцінки коефіцієнта корисної дії деформації, що базується на фундаментальних основах теорії ОМД, дозволяє отримати єдиний критерій енергетичної ефективності процесів ОМД: прокатка, пресування і волочіння. У свою чергу розроблений метод визначення коефіцієнта корисної дії деформації дозволить оцінити існуючий арсенал типових калібрувань різних профілів з погляду енергозбереження і отримати ряд альтернативних варіантів з перевагою по енергозбереженню. Не менше важливим етапом використовування розробленого методу є стадія проектування розвитку калібрувань, вибору ефективних схем деформації і їх оптимізації по критерію коефіцієнта корисної дії. Попередні розрахунки, засновані на експериментальному визначенні енергетичних витрат при прокаткі окремих профілів показують, що реальна економія електроенергії може досягати 18-20% тільки від заміни однієї системи калібрів на іншу, без додаткових капітальних вкладень. Особливу актуальність питання енергозбереження представлятимуть, як на існуючих, так і знов що вводяться в лад високошвидкісних сортових і дротових станах.
Таким чином отримані аналітичні вирази встановлюючі зв'язок між подовжньою, поперечною і висотною деформацією на основі закону постійності об'єму; встановлений взаємозв'язок між питомою величиною роботи і показником формозміни; результати досліджень і оцінок витяжних систем калібрів підтверджують гіпотезу про зростання коефіцієнта корисної дії деформації із збільшенням співвідношення зміщеного об'єму металу, між витяжкою і розширенням.