- •Часть III
- •Введение
- •Порядок проведения практических занятий.
- •Лаборатория и оборудование.
- •Меры безопасности.
- •Порядок выполнения лабораторных работ.
- •Оформление отчётов.
- •Теоретические сведения.
- •Показатели относительной степени деформации и зависимости между ними
- •Задание.
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения.
- •Задание.
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения.
- •Значения fn и , при которых параметр a достигает максимума
- •Задание.
- •Задание.
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические сведения.
- •Задание.
- •Задание.
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические основы.
- •Параметры процесса волочения
- •Определение геометрических параметров процесса волочения
- •Показатели относительной деформации металла при волочении и зависимость между ними
- •Определение технологических параметров процесса волочения
- •Оформление отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические основы
- •Скорости волочения на 4-х передачах волочильного стана
- •Контрольные вопросы
- •Теоретические основы
- •Теоретические основы
- •Оформление отчёта
- •Библиографический список.
Теоретические основы
Анализ известных [1, с.408] способов определения коэффициента трения при волочении позволяет выделить две характерных группы таких способов:
1) учитывая, что коэффициент контактного трения представляет собой отношение средних касательных контактных напряжений к нормальным, к первой группе способов можно отнести методы прямого экспериментального измерения нормальных радиальных и касательных усилий, таких методик, как
с использованием разрезной волоки (прибор А.А. Динника);
с использованием точечных месдоз, расположенных попарно под углами 45º и 90º к поверхности;
с помощью силоизмерительных штифтов, размещённых в теле волоки;
с помощью измерительной волоки с точечными месдозами, размещенными по винтовой линии;
с использованием моделей волок, выполненных из оптически активного материала;
метод, основанный на экспериментальном определении окружной деформации нагруженной волоки, снабжённой тензодатчиком и предварительно протарированной давлением масла;
2) методы, основанные на замере усилия волочения и определении коэффициента контактного трения по достаточно обоснованной и проверенной формуле для напряжения волочения, например, формуле Перлина [1, с.198]:
измерение усилия волочения с последующим вычислением коэффициента контактного трения по формуле Перлина;
то же, но с предварительным замером усилия волочения в условиях, когда коэффициент контактного трения известен, что даёт возможность откорректировать применяемую формулу, например, формулу Перлина.
Перечисленные способы группы 1) сложны, требуют специального оборудования и особых технологий, например, для высверливания тонких каналов в волоках. Большинство из этих методов, кроме того, разработано с рядом допущений и они предназначены для проведения исследований на моделях, а не на натуре. Способы группы 2) можно считать более целесообразными, в первую очередь потому, что они могут применяться в реальных промышленных условиях и из технического обеспечения требуют только средств для измерения усилия волочения.
Формулу Перлина можно представить в виде
, (4.1)
где dН и dК – соответственно начальный и конечный диаметры;
σТН и σТК – соответственно начальное и конечное сопротивления деформации упрочняемого в процессе волочения металла, в качестве которых можно взять условные пределы текучести, например, из данных А.В. Третьякова [2]; если волочению подвергается травлёная катанка, следует принять, что σТН = σ0,2 при ε = λ = 0; если катанка подверглась деформированию на окалиноломателе, σТН = σ0,2 при ε = λ = 0,05; конечное сопротивление деформации следует принимать σТН = σ0,2 при относительном удлинении ;
σq – расчетное напряжение противонатяжения при волочении, которое может быть либо равно критическому σq крит, либо больше его. Если реальное противонатяжение меньше критического, то принимается, что σq = σq крит; если реальное противонатяжение больше критического, то расчётное значение противонатяжения σq принимается равным реальному.
В свою очередь, критическое противонатяжение определяется по формуле
; (4.2)
где – общая вытяжка металла от последнего отжига (предварительная); если производится волочение травлёной катанки, не подвергавшейся до волочения пластическому деформированию и упрочнению, , если катанка предварительно подверглась пластической деформации в окалиноломателе, то ;
– возможная максимальная общая вытяжка от отжига до отжига; при многократном волочении катанки d0 = 6,5 мм из малоуглеродистых сталей и сталей обыкновенного качества можно без отжига получить проволоку dК = 1,8 мм, что соответствует максимально возможной вытяжке ;
– условный предел текучести до волочения [2].
Кроме того, для сокращения записи в формулу (4.1) введены следующие буквенные параметры:
, (4.3)
где α – действительный угол образующей конического канала волоки (полуугол, рад);
ρ – угол трения, определяемый по коэффициенту трения fn как
; (4.4)
, (4.5)
причём
, (4.6)
где, в свою очередь, αП – приведённый (условный) угол волоки, учитывающий длину lК калибрующего пояска волоки и всегда несколько меньший действительного угла:
. (4.7)
З а д а н и е
1. Произвести волочение катанки (с помощью персонала лаборатории) при докритическом противонатяжении с измерением усилия волочения (л.р.3).
2. Произвести измерения геометрических параметров процесса волочения – dН, dК, α, lК (л.р.1).
3. Вычислить остальные параметры: αП, а, А, σq крит, σq, σТН и σТК.
4. Из формулы (4.1) составить уравнение с неизвестным ρ или fn и решить его. При затруднениях с аналитическим решением решить методом подбора с последовательными приближениями.
5. Сравнить полученное значение со справочными данными, приведёнными, например, в [1] и [7].
Оформление отчёта
1. Привести формулу Перлина с раскрытием всех входящих в неё величин.
2. Кратко описать методику измерения усилия волочения и привести результат.
3. Привести значения измеренных параметров.
4. Привести выкладки вычислений остальных параметров.
5. Привести уравнение и его решение.
6. Сделать выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Какие условия процесса волочения влияют на коэффициент контактного трения в зоне деформации?
2. На какие технологические параметры процесса волочения оказывает влияние коэффициент трения?
3. В чём состоит сущность используемого метода определения коэффициента контактного трения?
4. Как определяется расчётная величина противонатяжения в формуле И.Л. Перлина?
5. Что такое приведенный угол волоки?
Лабораторная работа № 5. Исследование эффекта жидкостного трения при гидродинамическом режиме нагнетания смазки в очаг деформации при волочении проволоки
Цель работы: получить практическое представление о гидродинамическом режиме нагнетания смазки в очаг деформации и об условиях возникновения и проявления эффекта жидкостного трения при волочении.