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1、8 实现轧制过程的条件,8.1 咬入条件,一 摩擦力、摩擦系数与摩擦角,如图8-1所示 总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角。,摩擦角与摩擦系数的关系如下,图8-1 确定摩擦角,二 咬入时的作用力分析,1 轧件对轧辊的作用力N与摩擦力T,2 轧辊对轧件的作用力N与摩擦力T,图8-2 轧件对轧辊的作用力 图8-3 轧辊对轧件的作用力,图8-4 作用力与摩擦力的分解,1 用力表示的咬入条件,若NxTx，则轧件不能咬入；若NxTx，则轧件可以咬入；当Nx=Tx时，轧件处于平衡状态，是咬入的临界条件。,三 轧辊咬入轧件的条件,2 用角度表示的咬入条件,（1）当TxNx时,这就是轧件的咬入条件,=,通常
2、将咬入条件定为,（2）当TxNx时，同样,可推得,轧件不能,咬入轧机,（3）当TxNx时，同样可推得,是轧件咬,入的临界条件。,8.2 剩余摩擦力的产生及稳定轧制的条件,一 剩余摩擦力的产生,剩余摩擦力：把用于克服推出力外还剩余的摩擦力的水平分量称为剩余摩擦力。摩擦系数越大，剩余摩擦力越大；而当摩擦系数为定值时，随咬入角减小，剩余摩擦力增大。,二 建立稳定轧制状态后的轧制条件,轧件完全充填辊缝后进入稳定轧制状态。图8-5所示，继续进行轧制的条件仍为TxNx，它可写成：,2,图8-5 稳定轧制阶段和的关系,一 按最大咬入角计算最大压下量,摩擦系数可由公式计算或由表8-1等资料查找,8.3 最大压
3、下量的计算方法,二 按摩擦系数计算最大压下量,表8-1 不同轧制条件下的最大咬入角,例题 假设热轧时轧辊直径D=800mm，摩擦系数0.3，求咬入条件所允许的最大压下量及建立稳定轧制过程后，利用剩余摩擦力可以达到的最大压下量。解：（1）咬入条件允许的最大压下量,=34mm,（2）在建立稳定轧制过程后，利用剩余摩擦力可达到的最大压下量,=75mm,增加的压下量为 7534=41mm,8.4 影响咬入的因素及改善咬入的措施,一 影响咬入的因素,（1）当压下量不变时，随着轧辊直径的增大，咬入角将减小，这有利于咬入。（2）如轧辊直径不变时，随着压下量的减小，咬入角也减小，这有利于咬入。,1 轧辊直径、
4、压下量对咬入的影响,2 作用在水平方向上的外力对咬入的影响,凡顺轧制方向的水平外力，一般都有利于咬入。,3 轧制速度的影响,降低轧制速度，则有利于轧件被咬入,4 轧辊表面状态的影响,轧辊表面越粗糙，则摩擦系数越大，因而越有利于轧件咬入。,5 轧件的形状对轧件咬入的影响。,轧件前端与轧辊接触面越大，轧件越容易咬入。,6 孔型形状对咬入的影响,增大摩擦角（即增大摩擦系数f）和减小咬入角a,二 改善咬入的措施,型钢轧机的孔型有较小的孔型侧壁斜度时，对轧件的咬入是有利的,1 提高摩擦系数的措施,（1）轧辊刻痕、堆焊或用多边形轧辊的方法,（2）合理使用润滑剂。（3）清除炉尘和氧化铁皮。（4）在现场不能自
5、然咬入的情况下，撒一把沙子或冷氧化铁皮可改善咬入。（5）当轧件温度过高，引起咬入困难时，可将轧件在辊道上搁置一段时间，使钢温适当降低后再喂入轧机。（6）增大孔型侧壁对轧件的夹持力可改善轧件的咬入（7）合理调整轧制速度。,（1）使用合理形状的连铸坯，可以把轧件前端制成楔形或锥形。,2 降低咬入角的基本措施,（2）强迫咬入，用外力将轧件顶入轧辊中。,（3）减小本道次的压下量可改善咬入条件。例如：减小来料厚度或使得本道次辊缝增大。,图8-6 轧件横断面的变化情况(a)第一种轧制情况，(b)第二种轧制情况，(c)第三种轧制情况,8.5 三种典型轧制情况,决定轧制过程本质的主要因素是轧件和轧辊尺寸。,一
6、 第一种轧制情况,如图8-6（a）所示，即以大压下量轧制薄轧件的轧制过程，其相对压下量3450，值较小。,1力学特征,单位接触面积上的轧制压力（单位压力）沿接触弧的分布曲线有明显的峰值，而且压下量越大，单位压力越高，且峰值越尖，尖峰向轧件出口方向移动（如图8-7）。,图8-7 薄件轧制时单位压力和单位摩擦力沿接触弧之分布,2 变形特征,轧件变形后沿横断面呈单鼓形,3 运动学特征,如图8-8（a）所示为薄件轧制时，由于受摩擦阻力影响，在后滑区，金属横断面中心部份要比表面速度慢，而在前滑区，金属横断面中心部份要比表面速度快。,图8-8轧件金属质点沿横断面之速度图示(a)轧薄轧件，(b)轧厚轧件,二
7、 第三种轧制情况,1 力学特征,这类轧制过程的单位压力，沿其接触弧分布曲线在变形区入口处具有峰值，且向出口方向急剧降低，如图8-9所示。,2 变形特征,产生局部强迫宽展而使轧件轧后横断面出现双鼓形，如图8-6（c）所示。,图8-9 第三种轧制情况沿接触弧的分布,3 运动学特征,对于厚轧件轧制的情况，由于接触表面产生粘着，金属表面速度等于轧辊表面速度；而变形区中部由于没有变形，可近似视为刚体运动,3 第二种轧制情况,（1）力学特征,由图8-10可以看出，第二种轧制情况的单位压力分布曲线没有明显峰值,（2）变形特征,压缩变形刚好深透到整个变形区高度，变形比较均匀，如图8-6（b）所示,图8-10第二种轧制情况分布曲线,小结：,1、掌握实现轧制过程的咬入条件和实现稳定轧制条件；2、掌握影响咬入的因素及改善咬入的措施；3、了解三种典型轧制情况的力学、变形和运动学特征。,
