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径向轧制咬入孔型条件

发布:2018-06-20 15:54:59  阅读:

  1. 咬入孔型力学模型

  轴承环能够连续咬人轧制孔型产生旋转运动,是建立轧制变形的必要条件。如果轴承环不能顺利咬人孔型,则会与芯辊一起处 于静止状态.而驱动辊相对于铺承环作滑动转动,轴承环无法产生正常的轧制变形(2)。

  轴承环稳定轧制变形过程中的进给速度和旋转轧制速度变化较小,可近似认为轴承环在轧制孔型中处于静力平衡状态,根据轴承环与轧制孔型之间作用力关系,可建立如图2.1所示的咬人孔型力学模型进行分析。

  在图2.1中,P和Ti分别为驱动辊对轴承环的正压力和摩擦力;Pz为芯辊对轴承环的正压力,由于芯辊为空转辊不承受摩擦力矩,因此不考虑其对轴承环摩擦力;a1和a2分别为驱动辊和芯辊与轴承环的接触角;R和Rz分别为驱动辊和芯辊与轴承环接触面的半径,即驱动辊和芯辊工作半径;R,和r,分别为轴承环在轧制过程t时刻的瞬时外半径和内半径;Hou和H,分别为轴承环t时刻在孔型入口处和出口处的瞬时壁厚;n为驱动辊转速;L为轴承环与轧辊接触弧长在进给方向的投影长度,近似认为轧辊对轴承环作用力的合力作用点位于接触弧的中点。

  2.咬入孔型条件

  基于咬人孔型力学模型的分析可知,轴承环咬人轧制孔型需满足:轴承环所受图2.1径向轧制咬人孔型力学模型的独人力不小于其所受的推出力:轴承环沿进给方向受力平衡。由此可得下式,即(2.1)

  T.cos(号)- Psin(2)- Psi(q)>0根据(2. 2)Tjsin(喂)- po())- c(程)-0

  由此可程

  将式(2. 1)乘以co( ).式(2.2)乘以sin( ),然后两式相加,可得下式,即(alTa2(2.3)P]假设轴承环与轧辊之间的摩擦符合库仑摩擦,记两者间的摩擦系数为μ、摩擦将式(2角为β,β= arctany,则式(2.3)可以变换为a1十a2(2.4)其中,由于接触角a1和a2很小,可近似认为接触弧长在进给方向的投影长度L与接触给量弧长相等,因此有LR’a2R,(2.5)外半把式(2.5)代人式(2.4)可得下式,即径逐β≥(R; +R2)L(2.6)有最2RjR2由于轧制过程中,芯辊与驱动辊直径相差明显,且分别从轴承环内、外表面进其中行轧制,因此两银对轴承环内、外表面的进给量不相等,两者之和即为轴承环轧制每转进给量。以Oh和Oh2分别表示驱动辊对轴承环外表面轧制进给量和芯辊对轴承环内表面轧制进给量,可以建立如图2. 2所示的径向轧制进给几何关系。

  根据图2. 2进行几何推导,可分别得到Oh和Ahz表达式,即

  0h=(2.7)会(R+R),AM-号(R,1)

  由此可得接触弧长与每转进给量关系为

  20hL=(2.8)NR+RtRre

  将式(2.8)代人式(2.6),可以得到以每转进给量表示的咬人孔型条件为

  2pβ R?Oh≤Nh,hmax(2.9)(R+;11)(1+R;/R2)2 \R1R2R

  其中,Ahmux表示轴承环咬人孔型条件所允许的最大极限每转进给量。

  该式表明,轴承环咬人孔型需满足轧制每转进给量不超过最大极限每转进给量。

  由式(2.9)可以看出,咬人孔型条件允许的极限最大每转进给量随轴承环内、外半径尺寸变化而动态变化。由于轧制过程中,轴承环径向壁厚逐渐减小,其内半径逐渐趋近外半径,因此极限最大每转进给量随轧制时间单调递增,在轧制开始时有最小值,则咬人孔型条件可进一步表示为

  2pβ R?(2.10)Qh≤Ohmax(1+ R/R2)2(++元一1)

  其中,R。和ro分别为轧制初始环坯的外半径和内半径。


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