什么是轧制力 轧制力

一、轧件的咬入

什么是轧制力 轧制力

文章插图
在轧件的咬入瞬间,每个轧辊将向轧件作用两个力 。一个是垂直于轧辊和金属相接触的法线力(径向力)N,另一个是轧辊与轧件表面相切处的摩擦力T,力N和力T之垂直分力的方向相同,使金属产生压缩变形,而力N和力T的水平分力则方向相反,水平分力力求将轧件拖入轧辊之间,而水平分力则力求将轧件推出轧辊 。显然,根据此二力的作用可以看出:
⑴如果 >时,则轧辊不可能将轧件咬入,轧制过程不能实现 。
⑵如果=时,则处于平衡状态,轧件仍然不可能被自然咬入 。
⑶如果 <时,则轧辊可将轧件咬入 。因此,如果不考虑咬入时的惯性力,要实现咬入,必须具有以下条件:>当轧件被咬入充满辊间后,轧件与轧辊的接触面积逐渐增大,轧辊对轧件的合压力作用点也逐渐向内移动,最大咬入角与摩擦角的关系也随之发生变化 。
2、影响轧件咬入的因素
⑴轧辊直径与压下量的影响:当板厚一定时,轧辊直径愈大,则咬入角愈小,愈易咬入 。
⑵轧件形状影响:由于轧件前端形状不同,对咬入难易有很大关系 。当轧件前端大于后端时不利于咬入,当轧件前端小于后端,特别是两端呈尖形或船形者有利于咬入 。因开始咬入瞬间,轧件与轧辊接触点的位置与接触面的大小不同,显然,接触点愈向内移和接触面积愈大,则愈有利于咬入 。为了易于咬入,常将铸锭的前端(或后端)制成尖楔形,圆形或椭圆形 。
⑶轧辊表面状态对咬入的影响轧辊表面愈粗糙(例如工作几个班之后的普通材料轧辊)摩擦系数大,有利于咬入 。反之,轧辊表面光滑(如冷轧的抛光辊)轧件的咬入就困难 。
⑷轧制速度对咬入的影响轧制速度提高,不利于轧件咬入,轧制速度降低,则有利于轧件的咬入 。轧制速度影响咬入的原因,一方面是由于轧制速度的提高,降低了轧辊与轧件间的摩擦系数,使咬入困难,另一方面是由于轧制速度的提高产生了妨碍轧件咬入的惯性力 。在某些轧机上,为了保持轧制过程的高生产率,但又避免由于提高轧制速度给咬入带来的不良影响,通常采用可调节速度的轧制方式 。在咬入时期,辊速降低一称为咬入速度,当轧件咬入后,提高辊速,进行正常轧制 。
二、前滑
前滑在轧制时,金属从轧辊抛出的速度比轧辊圆周的线速度大,这种现象称为前滑 。前滑值可用下式表示:
(V1)×100%
S——前滑值
V——轧辊圆周线速度
V1——轧件离开轧辊的速度
冷轧时,根据加工率、张力、摩擦系数等条件的不同,前滑值一般在0—6%范围之内 。
1、前滑值的确定
实验法中比较易行的是刻痕法,即在轧辊表面上刻痕,距离为L 。,轧制后在轧件表面的压痕距离为L1,则可按以下公式示求出前滑值 (L1-L 。)/ L 。×100% ,用此法测定前滑值时,不但准确而且简单,因此被广泛采用,但其缺点是只能测定表面的滑动,不能测出金属内部滑动,
2、影响前滑的主要因素
轧制过程中,影响前滑的因素很多,根据理论计算公式与许多实验证明,影响前滑的主要因素是:压下量,轧辊直径,摩擦系数,前、后张力,轧制速度与轧件宽度,至于轧制温度和金属种类则是以摩擦系数的形式来影响前滑的 。
这些主要因素对前滑的影响如下:随着压下量、轧辊直径、摩擦系数和前张力的增加而使前滑值增加,反之随着后张力和轧制速度的增加而使前滑值的降低,前滑值也随着轧件宽度的变化而变化,但当轧件宽度达到一定限度后,再继续增加宽度时,前滑值则不发生变化 。
三、宽展
宽展系指轧件在轧制过程中沿宽度方向上尺寸的变化,也称为横展 。宽展是轧件横向变形的一种现象 。表示宽展的方法有绝对宽展和相对宽展两种 。绝对宽展是指轧件轧制前后宽度之差,相对宽展是指轧件轧制前后宽度之差与轧前宽度之比 。
四、摩擦
1、摩擦在轧制过程中的实际意义
在冷轧板材时,一般希望降低摩擦系数,因为在这种轧制条件下,限制轧制过程顺利进行的不是最大咬入角,而是轧机允许的最大压力 。同时摩擦系数对单位压力的大小与其分布有重要影响,摩擦系数所产生的摩擦力,需要额外的功来克服它,摩擦系数的增加,使金属的变形抗力增大,即增加了变形的能量消耗 。在轧制力计算时,应准确的确定沿咬入弧上摩擦系数的平均值,方能正确计算轧制力 。