дәріс. Орнақтын жаншу режимін есептеу

№3 дәріс. Орнақтын жаншу режимін есептеу

Қаралай өңдейтін қапастың ерекшеліктері.

Қаралай өңдейтін топ қапастарында слябты илемдегенде температура жоғары және слябтың қалыңдығы жеткілікті қалың болатындықтан илемдеуді әрбір қапаста ең үлкен жаншумен жүргізеді. Қаралай өңдейтін қапастар тобындағы қосынды жаншуды, осы топтың соңғы қапасында илемдеудің ең үлкен температурасын қамтамасыз ету мақсатымен ең үлкен қылып таңдайды.

Қаралай өңдейтін қапастар тобы бойынша илемдеу күшін және қуатын қапастың жұмысшы тетіктеріне және жетекші қозғалтқышқа түсетін рұқсат етілетін күшті ескеріп таңдайды. Осылай таңдаған кезде қаралай топта өңдеуден кейін алынатын илемнің қалыңдығының ауқымы орнақтың барлық түржиынына мүмкіншілігінше санаулы болуы қажет.

Ыстықтай илемдейтін үздіксіз орнақтың қаралай өңдейтін тобында бір өтпеде жаншуды шектейтін негізгі фактор болып қарпу бұрышы есептеледі. Бұндай жағдайда бір өтпедегі ең үлкен жаншуды Δh_тах, мм, мынандай формуламен анықтайды:

(3.1)

мұндағы D_p – жаңа жұмысшы пішінбіліктің диаметрі; k_п – қайта өңдеу коэфициентті; осы коэффициентті 0,9 – 0,92 тең ғып қабылдауға болады; α – осы біліктер үшін рұқсат етілетін қарпу бұрышы,рад.

Бұрын үздіксіз кең жолақты орнақтың (ҮКЖО) қаралай өңдейтін тобында ажарланған бөшкесі бар шойыннан жасалған пішінбілікті қолданған. Сондықтан рұқсат етілетін қарпу бұрышы 16 – 17° көп болмаған. Кейінірек үлкейтілген қалыңдығы бар слябтерге өткен кезде, осы слябты едуір қарқынырақ жаншу үшін шойыннан жасалған пішінбілікті болаттан жасалған пішінбілікке ауыстырды. Әдетте жоғарыда айтылған болаттан жасалған пішінбілікті жасау үшін 9XФ болатын қолданды. Осы ең соңында айтылған пішінбілік 18 – 20° бұрыштарында илемді пішінбілікпен қарпуды қамтамасыз етті. Қаралай өңдейтін әмбебапты қапастардың көлденең пішінбіліктерінде рұқсат етілетін қарпу бұрышын 20 – 21° тең ғылып қабылдауға болады. Бірақта илемнің ұзындығы тік және көлденең пішінбіліктіердің осьтері арасындағы ара қашықтықтан үлкен болуы қажет. Бұндай жағдайда α бұрышы тік пішінбіліктер жақтан тіреудің бар болуы есебінен үлкейеді. Әрбір өтуде илемдеу күші пішінбіліктің беріктігі рұқсат ететін күштен (Р_доп, МН) артпауы қажет. Соңғы айтылған күш келесі формуланы қолданып анықталады:

Қаралай өңдейтін қапас үшін:

1) тіреуш пішінбіліктердің бөшкесінің беріктігі шартынан

(3.2)

2) тіреуш пішінбіліктердің мойынағының беріктігі шартынан

(3.3)

3) жұмысшы пішінбіліктердің мойынағының бұралуға беріктігі шартынан

(3.4)

Екі пішінбілікті қапас үшін

(3.5)

мұндағы: D_on – тіреуш пішінбіліктердің диаметрі, мм; D_paб – жұмысшы пішінбіліктердің диаметрі, мм; d_oп = (0,6 – 0,8) D_oп − тіреуш пішінбіліктің мойынағының диаметрі, мм; d_paб = (0,6 – 0,75)D_paб – жұмысшы пішінбіліктің мойынағының диаметрі, мм; а = L + l − басқыш бұранданың осьтерінің арасындағы ара қашықтық, мм; L – пішінбілік бөшкесінің ұзындығы, мм; l - тіреуш пішінбіліктің мойынағының ұзындығы, мм; b – илемденетін қаңылтырдың ені, мм; R – жұмысшы пішінбіліктің радиусы, мм; ∆h – жаншу, мм; σ_и – пішінбілік материалының иілуге рұқсат етілетін кернеуі, МПа; τ_кр = (0,6 – 0,7)σ_и – пішінбілік материалының бұралуға рұқсат етілетін кернеуі, МПа.

Пішінбіліктегі рұқсат етілетін кернеуді олардың статикалық беріктігінің бес реттік қорын негізге алып қабылдайды, яғни

(3.6)

мұндағы σ_в – пішінбілік материалының беріктік шегі, МПа;

Пішінбіліктер материалына және оларды жасаудың тәсіліне байланысты рұқсат етілетін кернеудің келесі мәндерін қабылдауға болады, МПа: шойыннан жасалған пішінбіліктер үшін 70 – 80; қоспаланған шойыннан жасалған пішінбіліктер үшін 80 – 90; құйылған болаттан жасалған пішінбіліктер үшін 100 – 120; соғылған қоспаланған болаттан жасалған пішінбіліктер үшін 120 – 130.

Рұқсат етілетін кернеулердің осы мәндері июді ғана ескеріп қоймай, бұралуды да ескереді.

Пішінбілік материалында пайда болатын нәтижелеуші (эквивалентті) кернеуді мынандай формуланы пайдаланып анықтайды:

төртінші беріктік теориясы бойынша болаттан жасалған пішінбіліктер үшін

(3.7)

Мора беріктік теориясы бойынша шойыннан жасалған болат үшін

(3.8)

Нәтижелеуші (эквивалентті) кернеу берілген пішінбіліктер үшін рұқсат етілетін кернеуден мөлшері бойынша үлкен болмауы қажет.

Үздіксіз кең енді орнақтың тазалай өңдейтін қапастарында бір өтпедегі жаншу әдетте тіреуш және жұмысшы пішінбіліктердің мойынағының беріктігімен шектеледі. Әрбір өтпеде пішінбіліктердің рұқсат етілетін күшімен шектелетін илемдеу күшті мынандай формуламен табуға болады: (3.9)

мұндағы р_ор – илемдеудің орташа қысымы, МПа; ∆h – берілген өтпедегі жаншу, мм; R – пішінбілік радиусы, мм; b – илемденетін жолақтың ені, мм.

Өтпедегі ең үлкен жаншуды мынандай формуламен анықтауға болатындығын жоғарыда жазылған формуладан көрініп түр:

(3.10)

Рұқсат етілетін илемдеу моментін былай анықтайды:

(3.11)

мұндағы ψ – тең әсер ететін илемдеу күшін түсірудің иін коэффициентті.

Үздіксіз топтың бірінші қапастары үшін осы коэффициентті 0,48 теңеп қабылдауға болады, ал соңғы қапастар үшін – ψ = 0,34. Айтылған коэффициентті ψ тағы да мынандай формуламен анықтауға болады:

ψ = 0,498 − 0,0283 [2∙l_д /(h₁ + h₂)], (3.12)

мұндағы l_д – қарпу доғасының ұзындығы, мм; h₁ − өтпе алдындағы жолақтың қалыңдығы; h₂ - өтпеден кейінгі жолақтың қалыңдығы, мм.

Илемдеу қуатын шектеуді электрқозғалтқыштың әдеттегі жылулық режімі шартынан таңдайды. Осы шартқа сәйкесті илемдеудің оршаквадратты қуаты электрқозғалтқыштың номинальды қуатынан үлкен болмауы қажет. Илемдеудің лып қуатының (кВт) шекті мәнін былай есептеуге болады:

(3.13)

мұндағы N_н – басты қозғалтқыштың номинальды қуаты, кВт; Т – илемдеу ритмі, с; τ – қаралатын қапастың машиналық уақыты, с.

Бұрау моменті бойынша шектеу ретінде айналдырық және басты электқозғалтқыш үшін бұрау моментінің рұқсат етілетін мәндерінің ең кішкентай мәнін қабылдайды. Электрқозғалтқышпен дамытылатын шекті моменті мынандай формуламен анықтауға болады:

(3.14)

мұндағы М_н – электрқозғалтқыштың номинальды моменті, Н·м; λ – қозғалтқышты асқын жүктеуге рұқсат ететін коэффициент (каталогтан алынады); i – бәсендеткіштің беріліс саны (бәсендеткішсіз жетегі бар үздіксіз топтың қапасы үшін i = 1).

Үздіксіз кең жолақты орнақтың жаншу режімін есептеген кезде жаншуды салыстырмалы жаншудың мөлшері бойынша есептеу әдістемесін кең қолданады. Рұқсат етілетін салыстырмалы жаншудың мәні ε_доп қапастың сипаттамасынан, бастапқы дайындаманың қалыңдығынан, орнақ типінен тәуелді болады. Осы рұқсат етілетін салыстырмалы жаншу мынаған тең:

- қапастардың қаралай өңдейтін тобы үшін (көлденең отқабыршық қағатында) – 17 – 28 %;

- қапастардың қаралай өңдейтін тобының соңғы қапасы үшін – 35-50 %.

Рұқсат етілетін салыстырмалы жаншу ε_доп илемделетін жолақтың енінен тәуелді болады. Айтылған жолақтың ені азайған сайын салыстырмалы жаншу ε_доп үлкейеді.

Үздіксіз кең жолақты орнақтың қаралай және тазалай өңдейтін топтарындағы жаншу режимдері.

Бірінші тік қапастағы жаншуды пештік отқабыршықты сындыруға және жарым-жартылай слябты ені бойынша мөлшерлеуге қолданады. Абсолюттік жаншудың мөлшері 30 – 80 мм шегінде теңселеді. Тік пішінбілігі бар қапастағы салыстырмалы жаншу мынандай формуламен анықталады: ε = ∆b/b₁.

Тік пішінбілікте деформация жылдамдығының мәнін жіне илемдеудің орташа қысымын мынандай формуламен анықтайды:

мұндағы b_пл – пішінбіліктің біреуінің жағынан слябтың (илемнің) ені бойынша пластикалық деформацияның ену тереңдігі, мм; ∆b – ені бойынша илемді жаншу, мм; l_д – қарпу доғасының ұзындығы, мм. Осы тәуелділіктер мынандай шарттар орындалғанда әділетті: b₀/l_д = (0,З – 2,5); k = σ_ф /√3 (мұндағы σ_ф − деформацияның кедергісі).

Тік пішінбіліктерде үлкен жаншумен илемдеу, төмен қоспаланған болаттардан жасалған қаңылтырды ары қарай өңдеген кезде, олардың жиектерінің жарылуына мүмкіндік бермейді.

Соңғы уақыттарда қаралай өңдейтін топтың әмбебапты қапасында мөлшерленген тік пішінбіліктерді қолдана бастады. Мөлшерленген тік пішінбіліктерді қолдану сляб ені бойынша металдың құрылымын жақсы өңдеуге, бос қырларында металдың қатпарын азайтуға мүмкіндік береді. Ал ең бастысы, бүйірлік қырлардан илемнің ортасы бағытында бойлық сынықтарды ығыстыруға мүмкіндік бермейді.

Қаралай өңдейтін топта екінші қапас болып қаралай отқабыршақты қағатын капас, яғни көлденең пішінбілігі бар екі пішінбілікті қапас саналады. Қаралай отқабыршық қағатын қапаста салыстырмалы жаншуды 7 – 25 % тең ғып қабылдайды. Жаншу 3 – 5 % болған кезде отқабыршық қабаты жаман сынады, ал жаншу 25 % көп болған кезде отқабыршық слябтың бетіне кіріп кетуі мүмкін. Қаралай өңдейтін топ капастарын көп рет қайта құрмау үшін қаралай отқабыршық қағатын қапастағы жаншуды слябтардың барлық түржиынына бірдей ғып қабылдауға тырысады.

Үздіксіз кең жолақты орнақта қаралай отқабыршықты қағатын капастан кейін кеңейтетін қапас орнатылған. Осы орнақта илемдеуді тура ғып немесе илемнің енін үлкейтіп жүргізеді. Қаралай өңдейтін әмбебапты қапаста илемді илемдеуді олардың тік және көлденең капастарында бір мезгілде жүргізеді. Көлденең пішінбіліктегі бір өтпеде ең үлкен жаншу 45 % жетеді.

Тазалай өңдейтін үздіксіз топта бастапқы дайындама ретінде қолданылатын жартылай өңделген илемнің қалыңдығы 25 – 50 мм жетеді. Тазалай өңдейтін топ капастарын көп рет қайта құрмау үшін қаралай өңдейтін топ капастарында алынатын жартылай өңделген илемдер қалыңдықтары бойынша 3 – 5 өлшеммен шектелуі қажет. 2000 үздіксіз өңдейтін орнақтардың үш қапасты ішкі тобында, илемнің ұзындығы бойынша температураны теңестіру мақсатымен, илемдеуді 0,003 – 0,01 м/с^ә қарқындылықпен жүргізу мүмкіншілігі қарастырылған.

Үздіксіз өңдейтін топ қапастарында (екі соңғы капасты есепке алмағанда) жұқа жолақты өңдірген кезде жаншу мөлшерін шектейтін негізгі фактор жетектің қуаты және жабдық элементтерінің беріктігі болып саналады. Жұқа жолақты илемдеген кезде орнақтың өнімділігін 20 – 30 % жоғарлату үшін басты жетектің қуатын 50 – 60 % үлкейту қажет. Қалыңдығы 6 – 7 мм үлкен қаңылдырды илемдеген кезде басты жетектің қуаты жиі толық қолданылмайды.

Тазалай өңдейтін топтың бірінші қапастарында жаншуды шектейтін факторы бірі болып тағы да қарпу бұрышының мөлшері саналады. Үйкеліс коэффициентін едәуір азайтуға алып келетін технологиялық майлауды қолданғанда, пішінбілікпен металды қарпу мүмкіндігін міндетті түрде тексеру қажет болады.

Үздіксіз топ қапастарында жаншуды бірінші тұрған 4 – 5 қапастарда біркелкі күш түсіру шартын орындау негізінде тарату қажет және 6 мен 7-нші қапастарда түсетін күшті біраз азайтқан дұрыс. Мұндай жағдайда жаншуды (мм) мынандай формуламен есептейді:

(3.15)

мұндағы h_i − i-нші қапастан шығатын жердегі жолақтың қалыңдығы; h_o − жолақ қалыңдығы, мм; h_г – дайын жолақтың қалыңдығы, мм; β_i – қапастарды жүктеу коэффициенті; m − мынандай формуламен есептелетін коэффициент.

Үздіксіз орнақтың соңғы және соңғысының алдындағы қапастарда жаншуды таңдау.

Дәл өлшемі бар жолақты алу үшін тазалай өңдейтін топтың соңғы және соңғысының алдындағы қапастарда салыстырмалы жаншуды сәйкесті 20 және 10-15 % дейін азайту қажет. Бірақта, үздіксіз топтың соңғы қапасында қолданылатын мөлшері бойынша кішкентай деформация металдың құрылымына жағымсыз әсер етуі мүмкін. Өйткені егер жаншудың мәні межелік механизм бойынша жүретін құрылымды құруға алып келетін болса, онда деформация біркелкі болып илемде таралмай, кейбір жеке түйіршіктер көбінесе өсіп, илем ірі түйіршікті құрылымды болып соңғы капаста илемденеді. Бұл металдың беріктік қасиетін төмендетіп, илемде тұрақты емес механикалық қасиетті қалыптастыруға алып келеді. Төменгі көміртекті болаттарды 850-900 ^оС температураларында пластикалық деформациямен өңдеген кезде межелік деформация дәрежесі 8-12 % тең болады.

Үздіксіз кең жолақты орнақтың үздіксіз тобында пластикалық деформацияны кішкентай аралық үзілісі бар дүркін-дүркін деформацияның көмегімен іске асырады. Егер екі деформацияның аралығындағы уақыт ішінде бірінші рекристаллизация өтіп үлгеретін болса, онда алдынғы деформация жолақтың құрылымының қалыптасуына әсерін тигізбейді және межелік жаншу түсінігі өзінің күшін жоғалтпайды. Деформацияның аралығындағы уақыт 0,8 с көп болған кезде рекристаллизация илемденетін металда негізінен бітетіндігі ғылымдық әдебиеттерде көрсетілген. Бұл тұжырым қалыңдығы 3,5 – 4,0 мм көп болатын жолақты илемдегенде дұрыс. Егер деформациялар аралығындағы уақытта беріксіздену, яғни рекристаллизация процесі толық өтуге үлгермейтіндей кішкентай болса, онда алдынғы деформацияның нәтижесі келесі деформацияның нәтижесімен қосылады, яғни дүркін-дүркін деформацияны қосынды жаншуы бар бір деформация ретінде қарауға болады. Егер жаншулар аралығындағы уақыт 0,8 с кіші болса, онда рекристаллизация толық өтіп үлгермейді (τ = 0,34 – 0,4 болған кезде беріксіздену тек басталады). Нәтижесінде екі деформацияның нәтижесі қосылады және жалпы деформацияның дәрежесі 20 – 25 % тең болады. Бұндай жағдайдағы илемдеу күшін анықтаған кезде алдынғы деформациядан қалған мынандай қалдық беріктенуді есепке алу қажет:

(3.16)

мұндағы ∆σ_тк – τ уақытысынан кейінгі металдың қалдық беріктенуінің мөлшері, МПа; ∆σ_тн – деформацияның басындағы қалдық беріктенуінің мөлшері, МПа.

Үздіксіз топ қапастарында жолақты илемдеуді қапасаралық керілумен жүргізеді. Осы қапасаралық керілу илемдеу процесін тұрақтандыратын фактор болып саналады. Керілумен илемдеген кезде қапастар арасында қуатты және илемдеу жылдамдығын қайта таратуға мүмкіндік пайда болады. Артқы керілу электрқозғалтқыш тұтынатын қуатты үлкейтеді және илемдеу жылдамдығын азайтады. Жолақты керу деформация ошағындағы кернеулі күйдің сұлбасын өзгертеді. Осы илемдеу қысымын азайтуға алып келеді (жолақты керу көп болған сайын илемдеу қысымын азайту көп болады). Жолаққа қапастар арасында едәуір керілетін кернеу түссе, онда осы жолақтың ені біраз азайатын болады. Капастар арасындағы жолақтың керілуін жанама жолмен анықтайды. Мысалы, жолақтың алдыңғы жағын пішінбілік қарпыған кезде және артқы жағы пішінбіліктен шыққан кезде бұрау моментінің азаюын пайдаланып немесе тұзақұстаушының аунақшасындағы қысым бойынша және т.б.

Сонымен, илемдеу моментін, илемдеу орнағы жетегінің қуатын анықтау үшін, сонымен қатар илемдеу орнағының жекелеген бөлшектері мен тораптарына тексеру есептеулерін жүргізу үшін илемдеу күшін білу қажет.

Илемдеу күшін әр түрлі күшөлшегіш аспаптар көмегімен тәжірибе жүзінде немесе көптеген факторлар ескеріп теорияны қолданып шығарылған мынандай формулаларды пайдаланып анықтауға болады:

(3.17)

(3.17) формуласы орташа қысымды және түйіспелік беттің ауданын өзіне қосады. Тіктөртбұрышты жолақты илемдегенде түйіспелік бет ауданын оңай анықтауға болады, ал күрделі сортты пішіндерді илемдегенде қиындықтар туындайды. Бұндай жағдайда көбінесе сәйкесті жолаққа келтіру әдісі немесе еніне келтіру әдісі және сол сияқты т.б. жуықтап есептеу әдістеріне жүгінуге тура келеді.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒