Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Донецкой народной республики. Министерство образования и наукиСтр 1 из 8Следующая ⇒
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра “Обработка металлов давлением ”
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ ТЕОРИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОКАТКИ ” (для студентов дневной, дневной ускоренной и заочной форм обучения) Направление подготовки 22.03.02 «Металлургия». Профиль - «Обработка металлов давлением». Уровень высшего профессионального образования – бакалавриат.
Донецк 2019 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра “Обработка металлов давлением ” МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ ТЕОРИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОКАТКИ ” (для студентов дневной, дневной ускоренной и заочной форм обучения) Направление подготовки 22.03.02 «Металлургия». Профиль - «Обработка металлов давлением». Уровень высшего профессионального образования – бакалавриат.
Рассмотрено на заседании кафедры "Обработка металлов давлением" Протокол №___от __________ г.
Утверждено на заседании учебно-издательского совета ДОННТУ Протокол №___от_____________г. .
Донецк 2019 УДК 621.771.001 (075.8)
Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине “Теория процессов прокатки” (для студентов направления 23.03.02 «Металлургия», профиль: “Обработка металлов давлением”, уровень высшего профессионального образования - бакалавриат) / Разр. Руденко Е.А., Гончаров В.Е., Закарлюка С. В., Будаква С. А. – Донецк: ДонНТУ, 2019. – 66 с.
В методических указаниях представлены цель и задачи, которые необходимо решить при выполнении курсовой работы. Представлены варианты заданий и методики расчета технологических параметров процесса прокатки, включающие температурно – скоростные, деформационные и энергосиловые параметры процесса горячей и холодной прокатки листов в гладких валках, а также горячей прокатки в ящичных калибрах. Представлены требования к оформлению пояснительной записки.
Разработчики: проф. Руденко Е.А. доц. Гончаров В.Е. доц. Закарлюка С. В. ст. преп. Будаква С. А.
Рецензент Снитко С. А. д.т.н, проф. Ответственный за выпуск: Руденко Е.А. д.т.н., проф.
Содержание
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ. Дисциплина рассматривает вопросы теории процессов прокатки. Целью дисциплины является: Изучение теории прокатки, в т. ч. механизмов процессов, протекающих в очаге деформации в основном при классическом симметричном варианте прокатки полосы на гладких цилиндрических валках, включая температурно – скоростные условия, напряженно – деформированное состояние металла, энергосиловые параметры процесса. Выполнение курсовой работы по дисциплине «Теория прокатки» имеет цель: - систематизацию, закрепление теоретических и практических знаний, формирование навыков применения этих знаний при решении конкретных задач; - развитие навыков самостоятельной работы, овладение методами расчета технологических параметров прокатки; - приобретение опыта анализа полученных результатов расчета, умение делать выводы. Студент должен знать: - классификацию процессов прокатки; - факторы, определяющие геометрию очага деформации, формулы расчета углов контакта, показателей деформации, длины очага деформации; - условия захвата полосы валками; - основные закономерности кинематики очага деформации; - особенности напряженно – деформированного состояния металла в очаге деформации, распределение деформаций по высоте и ширине полосы, влияние параметров прокатки на уширение и его теоретическое определение; - заокномерности распределения сил трения по дуге контакта и влияние на него параметров прокатки; - влияние параметров прокатки на среднее контактное давление; - дифференциальное уравнение равновесия продольных сил, методы теоретического определения давления, силы прокатки, крутящих моментов, работы и мощности прокатки, температурный баланс процесса прокатки. Студент должен уметь: - самостоятельно выбирать наиболее рациональный метод расчета параметров прокатки; - рассчитывать температурные, кинематические и энергосиловые параметры прокатки и формоизменения металла; - анализировать полученные результаты.
КУРСОВАЯ РАБОТА Во время изучения дисциплины «Теория процессов прокатки» учебным планом подготовки академического бакалавра по направлению 22.03.02 «Металлургия» по профилю «Обработка металлов давлением» и профилю «Теплотехника и обработка металлов давлением» предусмотрено выполнение курсовой работы. Выполнение курсовой работы является обязательной составной частью изучения дисциплины. Курсовая работа имеет квалификационный характер. Работа должна представлять собой единое целое и свидетельствовать о подготовленности автора к самостоятельному выполнению научно – технической работы с применением теоретических знаний и практических навыков. В процессе выполнения и защиты курсовой работы студент обязан продемонстрировать: - способность мыслить творчески; - умение проводить литературный поиск и анализ найденных библиографических и иных источников; - владение методиками расчета, которые использовались в ходе выполнения курсовой работы; - способность к анализу полученных результатов, формированию обоснованных и аргументированных выводов и положений; - умение оценить использование полученных результатов в практической деятельности;
- владение современными информационными технологиями для выполнения и оформления работы. За все сведения, представленные в курсовой работе, использование фактического материала и другой информации при ее выполнении, обоснованность выводов и положений, которые в ней защищаются, несет ответственность студент – исполнитель курсовой работы. В ходе выполнения курсовой работы студент обязан: 1. Рассчитать изменение температуры металла во время транспортировки металла к клети и его контакта с валками. 2. Рассчитать среднее удельное давление, силу, момент и мощность прокатки. Варианты заданий представлены в Приложении А и выдаются преподавателем с записью номеров в журнале. В рамках выполнения курсовой работы каждый студент выполняет задания из табл. № 1, 2, 3. 3. Порядок выполнения и защиты курсовой работы. 3.1. Выполнение курсовой работы осуществляется студентом на протяжении всего семестра, начиная с момента официального получения задания. Выдача задания на курсовую работу осуществляется на протяжении первой недели обучения в соответствующем семестре. 3.2. Преподаватель, который осуществляет руководство курсовой работой, разрабатывает график выполнения ее отдельных частей, который выдается студентам вместе с заданием. 3.3. Студент должен выполнять каждую из частей курсовой работы не позднее 3х дней до даты, обозначенной в графике. 3.4. Выполненная часть курсовой работы в сброшюрованном виде и соответствующими подписями и датами исполнения предоставляется преподавателю для проверки и оценки качества ее выполнения. После проверки преподавателем расчетной части, она возвращается студенту. При наличии замечаний по работе, студент должен их устарнить. При этом, после устранения замечаний курсовая работа должна содержать как первоначальную информацию с замечаниями преподавателя, так и информацию, касающуюся устранения студентом указанных недостатков. 3.5. Не позднее 3х дней до официальной даты защиты курсовой работы студент должен предоставить преподавателю все проверенные части работы в сброшюрованном виде и получить допуск к защите. 3.6. Если студент не выполнил одну из расчетных частей, допуск к защите курсовой работы в целом не выдается. Считается, что студент не выполнил график учебного процесса по дисциплине. 3.7. Итоговая оценка выполнения курсовой работы оценивается по следующим критериям: «Отлично», «Хорошо», «Удовлетворительно» и «Неудовлетворительно».
В случае получения студентом оценки «Неудовлетворительно» по любой из расчетных частей он обязан ее переработать и осуществить дальнейшую процедуру предъявления и защиты начиная с пункта 3.3 настоящей Методики. 3.8. Защита курсовой работы осуществляет комиссия в составе 2 -3 преподавателей кафедры в соответствии с графиком учебного процесса. Если студент не закончил выполнение курсовой работы в срок, дальнейшая ее защита осуществляется при наличии допуска, выдаваемого деканатом.
Полная схема расчета Полная схема расчета силы прокатки включает: - блок расчета длины дуги контакта металла с валками; - блок расчета сопротивления деформации; - блок расчета контактного нормального напряжения; - блок расчета уширения. Расчет длины дуги контакта металла с валками осуществляют без учета упругого сжатия валков или с учетом. В первом случае используют зависимость
во втором
где
здесь
Если в расчете не учитывается упругая деформация полосы, то длина очага деформации вычисляется по формуле, полученной Хичкоком, и позволяющей определить дугу захвата с учетом только упругого сжатия валков
Для стальных валков для чугунных отбеленных валков для карбидовольфрамовых валков В [10] представлены следующие данные: для быстрорежущей термостойкой стали для высокохромистого закаленного чугуна для закаленного чугуна для чугуна двойной закалки для высокохромистого термостойкого чугуна Учет сплющивания валков рекомендуется производить при толщине прокатываемой полосы менее 4 мм. В связи с тем, что в зависимости (4.39) величина Величину деформированного радиуса валков R определяют по зависимости
Сопротивление деформации определяют в соответствии с методиками [7, 8] по зависимостям (4.28), (4.35). Для определения контактной площади, кроме дуги контакта, необходимо знать ширину зоны контакта. При листовой прокатке принимают
Уширение полосы составит
В зависимости (4.43) коэффициент Коэффициент
Коэффициент
При отсутствии натяжения Затем производят вычисление коэффициента δ
Определение 2τс выполняют по зависимости
Определение коэффициентов заднего ξ0 и переднего ξ1 натяжения
здесь Толщину полосы в нейтральном сечении с учетом переднего и заднего натяжения расчитывают по зависимости
Тогда зависимость для расчета среднего удельного давления будет иметь вид
Момент прокатки определяют по следующей зависимости
где При
При
Мощность, затрачиваемую на процесс прокатки, определяют по следующей зависимости
где Из формулы (4.31)
Опережение Нейтральный угол
Угол захвата определяют с использованием формулы
Примеры расчета технологических параметров горячей прокатки листов в гладких валках по А. И. Целикову. а) Расчет параметров прокатки по упрощенной схеме [6]. Прокатка полосы 4×1210 мм, сталь Ст3кп в третьей клети чистовой группы стана 2000:
Уширение полосы и сплющивание валков в расчете не учитывается. 1. Длина очага деформации
2. Высота полосы в нейтральном сечении
3. Угол захвата
4. Нейтральный угол
5. Опережение
6. Скорость металла на выходе из очага деформации
7. Скорость деформации
8. Расчет сопротивления деформации
9. Расчет средней толщины раската
10. Поскольку по условию уширение отсутствует bср = b0 = 1210 мм. Отношение 11. Коэффициент трения
12. Отношение Так как 13. Расчет
Расчет коэффициентов натяжения
15. Расчет коэффициента δ
16. Расчет толщины полосы в нейтральном сечении
17. Расчет показателя формы очага деформации
18. Так как
При 20. Расчет коэффициента
21. Расчет давления с учетом натяжения
22. Расчет силы прокатки
23. Расчет коэффициента плеча силы прокатки при
24. Расчет момента прокатки
25. Мощность прокатки
б) прокатка полосы 4×1210 мм из стали Ст3кп в третьей клети чистовой группы стана 2000 [6]
1. Абсолютное обжатие
2. Длина очага деформации
3. Относительное обжатие
4. Высота полосы в нейтральном сечении
5. Угол захвата
6. Нейтральный угол
7. Опережение
8. Скорость металла на выходе из очага деформации с учетом опережения
9. Скорость деформации
10. Расчет сопротивления деформации
11. Расчет средней толщины раската
12. Расчет коэффициента Св
13. Расчет коэффициента трения
14. Расчет 15. Расчет коэффициентов натяжения
16. Расчет коэффициента δ
17. Расчет уширения полосы
где
18. Ширина полосы после деформации
19. Средняя ширина полосы
20. Расчет толщины полосы в нейтральном сечении
21. Давление металла на валки
22. Расчет силы прокатки
23. Расчет параметров при сжатии валков. Так как сжатие полосы в расчете не учитывается, используется формула (4.40)
24. Расчет
25. Расчет коэффициентов натяжения
26. Коэффициент трения не изменился и равен μ = 0,32. 27. Расчет
28. Расчет толщины в нейтральном сечении
29. Расчет давления металла на валки
30. Расчет силы прокатки
в) Прокатка листа 20×2700 мм, сталь 45, третий пропуск в чистовой клети ТЛС 3600 [6]:
1. Абсолютное обжатие 2. Длина очага деформации
3. Относительное обжатие
4.Линейная скорость валков
5. Высота полосы в нейтральном сечении
6. Угол захвата
7. Нейтральный угол
8. Опережение
9. Скорость металла на выходе из очага деформации с учетом опережения
10. Скорость деформации
11. Расчет сопротивления деформации
12. Расчет средней толщины раската
13. Pасчет коэффициента
14. Коэффициент трения μ = 0,55 – 0,00024 · 1140 = 0,28 15. Расчет уширения полосы
Так как натяжение отсутствует принято, что 16. Ширина полосы после деформации
17. Средняя ширина полосы
18. Расчет отношения
Так как 19. Расчет
20. Так как переднее и заднее натяжение отсутствует 21. Расчет коэффициента δ
22. Расчет толщины полосы в нейтральном сечении
23. Давление металла на валки
24. Сила прокатки
25. Расчет коэффициента формы очага деформации
26. Коэффициент плеча силы прокатки при
27. Момент прокатки
29. Мощность прокатки
4.3 Методика расчета параметров холодной прокатки листов и полос по А. А. Королеву [5, 6, 11]. Методика расчета параметров холодной прокатки листов и полос, разработанная А. А. Королевым, базируется на следующих допущениях: 1. При холодной прокатке коэффициент контактного трения находится в диапазоне µ = 0,04 ÷ 0,1 и его величина зависит от применяемой смазки. 2. Скольжение металла относительно валков происходит по всей длине контактной поверхности, а эпюра нормальных напряжений имеет пикообразную форму. 3. Вследствие незначительной величины контактных сил трения вертикальные и горизонтальные нормальные напряжения в объеме деформируемого металла являются главными нормальными напряжениями σ1 и σ3. Поэтому для всей зоны деформации справедливо уравнение пластичности в главных напряжениях: 4. При холодной прокатке происходит упрочнение металла в зоне деформации (возрастает предел текучести σт). Это явление необходимо учитывать при расчете силы прокатки. 5. Холодная прокатка полос, как правило, ведется с применением натяжения, без которого нельзя прокатать тонкую полосу с равномерным распределением толщины по ее ширине и длине. Применение натяжения также способствует снижению силы прокатки и улучшению качества поверхности прокатываемых полос. 6. При расчете параметров холодной прокатки необходимо учитывать упругое сплющивание валков. Методика А. А. Королева заключается в следующем 1. Расчет длины очага деформации
2. Расчет величины суммарного относительного обжатия
3. Определение предела текучести прокатываемого металла
где Для низкоуглеродистых и низколегированных марок стали Для большинства сталей приемлема зависимость для расчета предела текучести следующего вида
а для сильно наклепываемых металлов более подходит выражение
где А и В – эмпирические коэффициенты. Численные значения коэффициентов представлены ниже:
4. Расчет коэффициента упрочнения.
где
5. Расчет
6. Расчет среднего удельного натяжения
7. Расчет среднего значения
По формуле А. П. Грудева коэффициент трения
где
Для растительных масел Формула А. П. Грудева справедлива при изменении вязкости Ориентировочные значения коэффициента трения при холодной прокатке с различными смазками представлены в таблице 4.5. Таблица 4.5 Коэффициент трения при холодной прокатке листов с различными смазками.
9. Расчет величины δ
здесь ν1, ν2 – коэффициент Пуассона соответственно для материала валков и полосы (для стали ν=0,3); Е1, Е2 – модуль упругости первого рода для материала валков и полосы (для стальных полос - Е2 = 21,1 · 104 МПа для валков, изготовленных из различных материалов, величины модуля упругости и коэффициента Пуассона см. в разделе п. 2.2). 10. Расчет величины m
где 11. Расчет величины
Расчет величины 12. Расчет длины сплющенного очага деформации
13. Определение коэффициентов
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; просмотров: 42; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.116.21.109 (0.257 с.) |
, (4.37)
, (4.38)
(4.39)
и 
- коэффициенты Пуассона металла валка и прокатываемой полосы;
; 
- модули упругости валка и прокатываемой полосы.
(4.40)
МПа, 
;
МПа, 
;
МПа, 
МПа, 
;
МПа, 
;
МПа, 
;
МПа, 
;
;
не является определенной при расчете применяют метод итераций. В первом приближении параметры процесса расчитывают без учета сплющивания валков. Во втором, а если потребуется и в третьем приближении, производится пересчет параметров с учетом полученного значения 
(4.41)
(4.42)
(4.43)
учитывает влияние ширины полосы на уширение, а коэффициент 
- натяжение между клетями.
(4.44)
(4.45)
(4.46)
(4.47)
(4.48)
, (4.49)
и 
- соответственно величина заднего и переднего натяжения.
(4.50)
(4.51)
, (4.52)
- коэффициент плеча силы прокатки, который определяется в зависимости от соотношения 
.
(4.53)
(4.54)
(4.55)
- линейная скорость прокатки, м/с
(4.56)
рассчитывают по зависимости (4.32)
(4.57)
(4.58)
мм
мм
рад
рад
м/с
сек-1
МПа.
мм
.
принимаем коэффициент Лоде β = 1,15.
МПа
мм
коэффициент 
определяем по формуле (4.16)
коэффициент 
, учитывающего ширину полосы по зависимости (4.25)
мм; 
мм; 
мм; 
мм; 
% (0,285); 
°С; 
м/с; 
МПа; 
МПа; 
мм; 
; 
; 
; 
; 0,16%С; 0,40%Mn; 0,3%Cr; Е = 18,62 · 104 МПа; ν = 0,35. В расчете учитывается уширение и натяжение полосы, сжатие валков.
мм
мм
мм
рад
рад
м/с
с-1
МПа
МПа
,
мм
мм
мм
мм
МПа
мм
мм
с-1
МПа
МПа
мм
МПа
МН
мм; 
мм; 
мм; 
°С; 
об/мин; 
; 
мм; 
мм.
мм
м/с
мм
рад
рад
м/с
сек-1
МПа
мм
мм
.
мм
мм
принимаем коэффициент Лоде β = 1,15.
МПа
.
мм
МПа
МН
МН·м
МВт
.
, мм (4.59)
, % (4.60)
, МПа; (4.61)
и 
- эмпирические коэффициенты, зависящие от химического состава металла.
.
, (4.62)
(4.63)
, (4.64)
- предел текучести материала до прокатки с учетом предшествующего упрочнения в предыдущих проходах при прокатке в несколько пропусков;
- предел текучести после прокатки в данном проходе.
(4.65)
(4.66)
(4.67)
, (4.68)
- коэффициент, учитывающий природу смазки;
– относительное обжатие, %;
- высота неровностей на поверхности валков, мкм;
- кинематическая вязкость смазки, при 50°С, мм2/с (сСт);
- окружная скорость валков, м/с.
, для минеральных - 
Величина 
, (4.69)
, (4.70)
.
(4.71)
(4.72)
и 
