Загальні відомості о вимірюванні при дослідженні процесів ОМТ

 

В процесі прокатки на формозміну смуги витрачається енергія; реактивні сили, що діють з боку штаби, зводяться до тиску і моменту.

Знання витрат енергії на процес, а також сил, супутніх йому, має велике практичне значення. При експлуатації існуючих станів знання необхідно для розкриття резервів устаткування, а при проектуванні нових станів - для розрахунку елементів кліті, приводу і вибору електродвигуна.

Вимірювання енергетичних витрат, тиску і моменту пов'язане зі значними труднощами, так як про величину їх доводиться судити за деформаціями елементів обладнання, що несе навантаження. Деформації в цих елементах залежать не тільки від зусиль прокатки, а й від таких побічних чинників, як вібрації, коливання та ін. Досить часто про енергетичні витрати на процес прокатки судять за силою струму або потужності, споживаної з мережі приводним електродвигуном. Труднощі в цьому випадку полягають у необхідності достатньо точного обліку втрат в лінії приводу і електродвигуні, які залежать від навантаження.

Суттєво впливає на процес прокатки окружна швидкість валків. Збільшення швидкості валків (в певному діапазоні) викликає збільшення енергетичних витрат на процес, так як при цьому через збільшення швидкості деформації підвищується опір металу деформації.

При одночасній прокатці смуги в декількох клітях важливою характеристикою процесу є випередження, яке необхідно знати для вибору швидкостей валків суміжних клітей. Труднощі, що виникають при експериментальному визначенні випередження, пов'язані з відсутністю простих і надійних методів досить точного вимірювання швидкості металу, що виходить з валків.

Велике значення для теорії прокатки має експериментальне вивчення напружень на контакті поверхні металу з валками, зокрема питомих сил тиску і тертя по дузі контакту. При вимірюванні цих сил застосовується складна апаратура, тому ці параметри досліджуються тільки на лабораторних станах. Крім того, при прокатці вимірюють і натяг між клітями, температуру, геометричні розміри та ін.

 

Графіки параметрів прокатки

 

Прокатка смуги до потрібної форми на сучасних станах проводиться за кілька проходів. Процес прокатки за прохід складається з наступних періодів: 1) періоду несталого процесу при захопленні металу валками, 2) періоду усталеного процесу; 3) періоду несталого процесу при виході металу з валків.

Перший період процесу прокатки починається з заповнення металом осередку деформації. При цьому відбувається швидке підвищення навантажень в елементах кліті і в лінії приводу. Після прокатки смуги достатньої довжини навантаження стабілізується, і на цьому перший період процесу закінчується.

При досить малій довжині непрокатаної частини штаби настає несталий процес прокатки. У цей період відбувається поступове зменшення навантажень, які при виході смуги з осередку деформації швидко зменшуються до нуля.

В деяких випадках, наприклад при періодичній прокатці і прокатці коротких смуг, період сталого процесу відсутній, а періоди несталого процесу при захопленні і при виході смуги накладаються.

На рисунку 1.1 наведені графіки зміни в часі деяких параметрів процесу прокатки за прохід, наприклад, тиску і моменту. На цих графіках позначили: та , періоди несталого процесу відповідно при захопленні і при виході металу з валків; - час заповнення осередку деформації; - час звільнення осередку деформації; - період сталого процесу.

Періоди та залежать від окружної швидкості валків і довжини дуги захоплення; при прокатці тонких аркушів та складають тисячні долі секунди.

а - при прокатці довгих штаб; б - при прокатці коротких штаб

Рисунок 1.1 ‑ Графіки параметрів процесу прокатки:

 

При малій тривалості процесу прокатки (менше 5 сек) не можна використовувати для вимірювання параметрів процесу прилади зі стрілочним відліковим пристроєм через їхню інерційність, а також сповільнену реакцію експериментатора. Для вимірювання параметрів таких процесів застосовуються швидкодіючі реєструючі прилади - світлопроменеві осцилографи, що дозволяють записувати на фотострічку в певному масштабі графік параметра. Світлопроменеві осцилографи належать до електровимірювальних приладів, що реагують на зміну електричного струму. Оскільки параметри процесу прокатки за своєю природою є механічними величинами, то застосування цих приладів пов'язано з попереднім перетворенням вимірюваних параметрів в електричний струм.