Определение контактного давления при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре

Abstract

Представлено решение задачи об определении контактных давлений и усилий прокатки в универсальном калибре на основе использования физических уравнений связи напряженного и деформированного состояния металла в очаге деформации. Для определения напряженного и деформированного состояния металла при прокатке двутаврового профиля в универсальном четырехвалковом калибре была поставлена и решена задача с применением вариационного принципа минимума полной мощности. При этом деформация шейки и фланцев рассматривалась как прокатка прямоугольных полос на гладкой бочке валков, причем принималось, что обжатие фланцев происходит только со стороны вертикального валка. По результатам решения такой задачи с использованием известных положений механики были определены компоненты тензора скорости деформации и интенсивность деформации сдвига. Разработан новый теоретический метод расчета контактных давлений и усилий прокатки при прокатке двутавровых профилей в универсальном балочном калибре. Достоверность метода подтверждена результатами экспериментальной проверки. Разработанный метод определения контактных давлений и сил прокатки реализован в виде программ расчетов на персональном компьютере с использованием вы- числительного пакета Mathcad. С целью экспериментальной проверки этого метода проведены расчеты для условий прокатки двутавровых профилей № 35Б1, 40К2 и 45Б2 из стали 15ХСНД на универсальном балочном стане ОАО «НТМК». Полученные расчетные данные сравнивались с результатами экспериментальных исследований; среднестатистическая погрешность расчетов составляет 6,4 %. Solution of the problem of determining contact pressures and rolling forces in a universal groove is presented using physical equations of linking stressed and strained states of metal in the deformation zone. Обработка металлов давлением Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy. 2016, vol. 90 16, no. 2, pp. 86–90 The variational principle of full power minimum was used to state and solve the problem of determining stressed and strained states of metal during rolling a double-T section in a universal four-roll groove. Deformation of the neck and flanges was considered as rolling of rectangular beams on a smooth surface of rolls, assuming that drafting of flanges occurs from the vertical roll direction only. From the solution of this problem the components of the strain rate tensor and intensity of shear deformation were determined using known conditions of mechanics. A new theoretical method of calculation of contact pressures and rolling forces during rolling double-T sections in a universal beam groove was developed. Its reliability is confirmed by the results of experimental tests. The method of determination of contact pressures and rolling forces was implemented as a Mathcad software package program for calculations on a personal computer. Calculations of rolling double-T sections No. 35B1, 40K2 and 45B2 made of 15KhSND steel at a universal beam mill of JSC “NTMK” were performed for the experimental verification of this method. Comparison of calculated data with the results of experimental studies revealed an average error of 6.4 %.