ПРАВКА СТАЛЬНОГО ЛИСТА НА ДЕСЯТИРОЛИКОВОЙ ЛИСТОПРАВИЛЬНОЙ МАШИНЕ. ЧАСТЬ 1. КРИВИЗНА ЛИСТА Шинкин В.Н.

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»


Номер: 10-1
Год: 2016
Страницы: 117-125
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

горячекатаный стальной рулон, остаточные напряжения, кривизна листа, многороликовые листоправильные машины, упругопластическая среда, hot-rolled steel coil, residual stresses, sheet curvature, multiroller sheet-straightening machines, elastoplastic medium

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Предложен математический метод определения оптимальных технологических параметров холодной правки толстого стального листа на десятироликовой листоправильной машине. Расчеты позволяют определить вид и кривизну нейтральной линии стального листа при правке, а также остаточную кривизну листа после правки в зависимости от радиуса рабочих роликов, шага между роликами листоправильной машины, величины обжатия листа верхними роликами, толщины листа, а также модуля Юнга, предела текучести и модуля упрочнения металла листа. Результаты исследований могут быть использованы на машиностроительных и металлургических заводах.

Текст научной статьи

Введение. При расчетах мощности электродвигателей приводов многороликовых листоправильных машин в работе [1] постулируется, что изгибающие моменты стального листа на внутренних рабочих роликах одинаковы и равны полусумме моментов при чисто упругом и чисто пластическом изгибе листа. В действительности изгибающие моменты листа на роликах непостоянны и существенно изменяются от ролика к ролику. Основная задача технологов при правке стального листа заключается в расчете оптимальных режимов его обжатия роликами листоправильных машин таким образом, чтобы на выходе из машины лист имел минимальные остаточные напряжения и кривизну (рис. 1) [2-95]. Для этого надо точно знать кривизну листа на рабочих роликах машины при правке листа. Решению этой задачи и посвящена данная работа на примере десятироликовой правильной машины для холодной правки стального листа. Правка стального листа осуществляется десятью приводными правильными роликами - 5-тью верхними правильными роликами и 5-тью нижними правильными роликами. Нижние входные и выходные правильные ролики снабжены отдельными системами настройки их вертикального положения [3, 5, 6]. Рис. 1. Правка волнистости листа на десятироликовой машине Коэффициент пружинения при изгибе. Коэффициент пружинения нейтральной линии листа при радиусе кривизны ρ равен [3, 5, 6] Для высокопрочных трубных сталей Пс » Пр = П. Математическая модель правки листа. Пусть H2, H4, H6, H8, H10 - величины обжатия срединной поверхности стального листа рабочими роликами верхней кассеты. Не ограничивая общности будем считать, что нижние рабочие ролики неподвижны (H1 = H3 = H5 = H7 = H9 = 0). Пусть t - шаг между нижними рабочими роликами, h - толщина стального листа, R - радиус рабочих роликов, R0 = R + h/2; σт, E, Пр и Пс - предел текучести, модуль Юнга и модули упрочнения стали при растяжении и сжатии; ρi и εi = 1/ρi - радиусы кривизны и кривизна срединной линии листа в точках касания листа с роликами, φi - углы точек касания листа и роликов (i = 1 … 10) (рис. 2). Рис. 2. Кинематическая схема правки листа между рабочими роликами Введем десять локальных прямоугольных декартовых систем координат y-z в точках касания листа с рабочими роликами листоправильной машины. Оси z направим по касательной к поверхности роликов слева направо, а оси y - перпендикулярно к оси z в сторону центров соответствующих роликов. Будем аппроксимировать в этих системах координат нейтральную линию листа (между соседними точками касания листа и роликов) с помощью кубических полиномов вида y(z) = a z2 - b z3 (метод Шинкина). Обозначим ai и bi - коэффициенты кубических полиномов в i - ой системе координат (i = 1 … 10). Составим уравнения для коэффициентов кубических полиномов, кривизны и радиусов кривизны нейтральной линии листа в точках касания листа с роликами: Первый и второй ролики Второй и третий ролики (2j - 1)-ый и 2j-ый ролики (j = 2,3,4,5) 2j-ый и (2j + 1)-ый ролики (j = 2,3,4) Граничные условия задачи имеют вид Рис. 3. Прогиб листа при правке на десятироликовой машине Результаты расчетов. При t = 0,270 м, R = 0,125 м, h = 0,010 м, E = 2∙1011 Па, σт = 500∙106 Па, H2 = 12 мм, H4 = 6 мм, H6 = 3 мм, H8 = 1,5 мм, H10 = -0,75 мм и ρ1 = -1 м получаем, что ρ2 = 0,320 м, ρ3 = -0,355 м, ρ4 = 0,489 м, ρ5 = -0,665 м, ρ6 = 0,953 м, ρ7 = -1,334 м, ρ8 = 2,092 м, ρ9 = -5,580 м, ρ10 > 1000 м. Результаты расчетов показаны на рис. 3 и 4. Точки локальных экстремумов кривизны соответствуют точкам касания листа с рабочими роликами правильной машины. При правильном подборе обжатий листа роликами и не очень большой начальной кривизне стальные листы при правке быстро «забывают» о своей первоначальной кривизне и после 4-го ролика кривизна всех листов становится практически одинаковой [3, 5, 6]. Для этого величина обжатия листа первыми четырьмя роликами должна достигнуть некоторого оптимального значения, а доля пластической деформации по толщине листа должна составлять от 67% до 80%. Величину обжатия нейтральной плоскости листа на последнем верхнем 10-ом ролике подбирают так, чтобы свести кривизну листа на выходе из листоправильной машины практически к нулю. При этом остаточные напряжения в стенке листа также значительно уменьшаются. Рис. 4. Кривизна листа при правке на десятироликовой машине

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.