RU1797015C

RU1797015C - Device for determining energy and force characteristics of processes in mechanical treatment of slab billet

Info

Publication number: RU1797015C
Application number: SU904870557A
Authority: RU
Inventors: Николай Леонтьевич Волковой; Олег Игоревич Тришевский; Иван Семенович Мамаев; Владимир Федорович Копылов
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт металлов
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Изобретение возможно и целесообразно использовать в черной металлургии, оно относитс к машинам дл определени энергосиловых параметров процессов обработки металлов давлением и может быть применено дл определени коэффициентов трени при профилировании заготовок с покрытием. Целью изобретени вл етс повышение достоверности полученных данных при испытании заготовки с покрытием. Устройство содержит пару т нущих валков, узел торможени и измеритель нат жени полосы. Узел торможени выполнен в виде пары валков с раздельными приводами вращени и механизма поджати их друг к другу . Измеритель нат жени полосы выполнен в виде каркаса и трех роликов, свободно установленных на параллельных ос х, крайние из которых закреплены в каркасе , а средн соединена с ним через сило- измеритель. 1 з. п. ф-лы, 4 ил. ,1 табл.It is possible and expedient to use the invention in ferrous metallurgy; it relates to machines for determining the energy-power parameters of metal forming processes and can be used to determine friction coefficients when profiling coated preforms. The aim of the invention is to increase the reliability of the data obtained when testing a coated preform. The device comprises a pair of pulling rolls, a braking unit and a strip tension meter. The braking unit is made in the form of a pair of rolls with separate rotation drives and a mechanism for compressing them to each other. The strip tension meter is made in the form of a frame and three rollers freely mounted on parallel axes, the last of which are fixed in the frame, and the middle one is connected to it through a force meter. 1 s P. f-ly, 4 ill. , 1 tab.

Description

Изобретение возможно и целесообразно использовать в черной металлургии при обработке металлов давлением и относитс к машинам дл определени энергреиловых параметров в частности дл определени коэффициентов трени и удельных сил трени при профилировании.The invention is possible and appropriate to use in ferrous metallurgy in the processing of metals by pressure and relates to machines for determining energy parameters, in particular for determining friction coefficients and specific friction forces during profiling.

В качестве прототипа выбран прибор торможени , состо щий из неподвижного упора, закрепленного на переднем столе прокатного стана, подвижной штанги с захватом дл креплени образца, амортизаци- онной пружины и упорной гайки. Переходным звеном между захватом и штангой служит трубчатый элемент вл ющийс месдозой дл измерени усили торможени . На поверхности трубчатого элемента наклеены в продольном направлении четыре проволочные датчики (черезAs a prototype, a braking device was selected, consisting of a fixed stop fixed on the front table of the rolling mill, a movable rod with a gripper for attaching the sample, a shock spring and a thrust nut. The transition element between the gripper and the bar is a tubular element which is a mose doze for measuring the braking force. Four wire sensors are glued on the surface of the tubular element in the longitudinal direction (through

каждые 30° окружности). Компенсационный датчик наклеен на утолщенной части трубчатого элемента поперек направлени раст жени .every 30 ° of the circle). A compensation sensor is adhered to the thickened portion of the tubular member transverse to the direction of extension.

Недостатком прототипа следует считать недостаточно высокую достоверность определени энергосиловых параметров при ис- следовании заготовки с покрытием обусловленную тем, что усилие нат жени полосы определ етс в результате совместного действи верхнего и нижнего валков, а услови работы этих элементов в калибре клети различны. Так при испытании заготовки с покрытием верхний валок соприкасаетс , с. металлом, а нижний валок соприкасаетс с покрытием поэтому достоверность полученных данных вызывает со- мнёйие. Кроме т-о.го усилие напр жени полосы можно замерить только от совместного действи пары валков одной клети. А замеры усили нат жени полосы в двух клет х совместно или в каждой клети раздельно данным устройством осуществить невозможно,The disadvantage of the prototype should be considered insufficiently high reliability of the determination of energy parameters when examining a preform with a coating due to the fact that the tension of the strip is determined by the combined action of the upper and lower rolls, and the operating conditions of these elements in the caliber of the stand are different. Thus, when testing a coated preform, the upper roll touches, s. metal, and the lower roll is in contact with the coating; therefore, the reliability of the obtained data is doubtful. In addition to this, the stress of the strip voltage can be measured only from the combined action of a pair of rolls of one stand. And it is impossible to measure the tension of the strip tension in two stands together or in each stand separately by this device,

Цель изобретени - повышение досто- рррности полученных данных при испытании заготовки с покрытием. Дл достижени поставленной цели устройство содержит пару т нущих валков, узел торможени и измеритель нат жени полосы, отличающеес тем, что узел торможени выполнен в виде пары валков с разделенными приводами вращени и механизма под- жати их друг к другу, причем измеритель нат жени полосы выполнен в виде каркаса и трех роликов, свободно установленных на параллельных ос х, крайние из которых закреплены в каркасе/а средн соединена с ним через силоизмеритель.The purpose of the invention is to increase the validity of the data obtained when testing a coated preform. To achieve this goal, the device comprises a pair of pulling rolls, a braking unit and a strip tension meter, characterized in that the braking unit is made in the form of a pair of rollers with separate rotation drives and a mechanism for compressing them to each other, and the strip tension meter in the form of a carcass and three rollers freely mounted on parallel axes, the last of which are fixed in the carcass / and are connected to it via a force meter.

Т нущие валки обеспечивают перемещение заготовки вдоль оси стана в процессе ее испытани . Величина т нущего усили Q зависит от зазора Д между валками.и регулируетс прижимными винтами.Traction rolls allow the workpiece to move along the axis of the mill during its testing. The magnitude of the pulling force Q depends on the clearance D between the rollers. And is adjusted by clamping screws.

Узел торможени состоит из пары валков (верхнего и нижнего) с раздельными приводами и двух рычагов блокировки валков . Раздельный привод дл верхнего и нижнего валков позвол ет определить фактический коэффициент трени между верхним валком и полосой металла, а также между нижним валком и покрытием на полосе , имитиру при этом процессы трени - качени и трени -скольжение в различных режимах испытани .The braking unit consists of a pair of rolls (upper and lower) with separate drives and two levers for locking the rolls. Separate drive for the upper and lower rolls allows determining the actual friction coefficient between the upper roll and the metal strip, as well as between the lower roller and the coating on the strip, simulating the friction and rolling processes in different test modes.

Измеритель напр жени полосы осуществл ет замеры усили Т торможени полосы а процессе ее. испытани . Величину усилий Р, Pi и Т определ ли при помощи контрольно измерительной аппаратуры, включающей месдозы менбранного типа, универсальную тензометрическую установку с блоком питани УТС-1-БТ-12 и светолу- чевой осцилограф Н-700.The strip voltage meter measures the braking force T of the strip in the process. testing. The magnitude of the forces P, Pi, and T was determined using control and measuring equipment, including menbore type mesures, a universal strain gauge unit with a power supply unit UTS-1-BT-12, and an H-700 light-beam oscilloscope.

По имеющимс у за вител данным в известных решени х отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые отличают от прототипа за вл емое техническое решение , что позвол ет сделать вывод о его соответствии критерию изобретательский уровень.According to the applicant's data, in the known solutions there are no features similar to those that differ from the prototype of the claimed technical solution, which allows to conclude that it meets the criterion of inventive step.

Узел торможени выполнен в виде пары валков диаметром 150 мм каждый шириной 60 мм, установленных в клет х профилеги- бочного стана 0,5-2 х 30-300 с раздельным ripviводом дл верхнего и нижнего валков. Раздельный привод валков обеспечивает разделение сложных процессов, проход щих в калибре клети на более простые: трение-качение и трение-скольжение. Это достигаетс путем блокировки (торможени ) поочередно сначала верхнего, а затем нижнего валков.The braking unit is made in the form of a pair of rolls with a diameter of 150 mm, each with a width of 60 mm, mounted in stands of a roll mill 0.5-2 x 30-300 with a separate rip drive for the upper and lower rolls. Separate roll drive provides separation of complex processes taking place in the caliber of the stand into simpler ones: friction-rolling and friction-sliding. This is achieved by blocking (braking) alternately first the upper and then the lower rolls.

Если бы блокировку верхнего и нижнего валков осуществить одновременно, то в ка либре клети произойдет трение-скольжение верхнего и нижнего валков, соприкаса сь с заготовкой с покрытием,If the blocking of the upper and lower rolls is carried out simultaneously, then in the caliber of the stand there will be friction-sliding of the upper and lower rolls, in contact with the blank with the coating,

При этом достоверность полученных данных так же будет вызывать сомнение, поскольку усилие Pi воздействует на валки. а они в свою очередь воздействуют на зато товку с покрытием (вверху - металл, внизу 5 покрытие). Измеритель нат жени полосы обеспечивает замеры усили между т нущими валками и узлом торможени . Конструкци измерител позвол ет осуществить быструю замену полосы в процессе испыта0 ни и производить замеры ее нат жени в различных режимах испытани .Moreover, the reliability of the data obtained will also be doubtful, since the force Pi affects the rolls. and they, in turn, affect the undercoat with a coating (metal at the top, coating 5 at the bottom). The strip tension meter measures the forces between the pull rolls and the braking unit. The design of the meter allows for quick replacement of the strip during the test and measurements of its tension in various test modes.

На фиг, 1 показан общий вид устройства дл определени знергосиловых параметров процессов при обработке давлениемOn Fig, 1 shows a General view of a device for determining the energy-power parameters of processes during pressure treatment

5 плоской заготовки; на фиг. 2 - А -график пути движени заготовки при ее взаимодействии с верхним валком; В - график пути движени заготовки при ее взаимодействии с нижним валком; на фиг. 3 - общий вид5 flat blanks; in FIG. 2 is an A-graph of the path of movement of the workpiece during its interaction with the upper roll; B is a graph of the path of movement of the workpiece during its interaction with the lower roll; in FIG. 3 - general view

.0 измерител нат жени полосы; на фиг. 4 - зависимость усили нат жени Т заготовки от усили при Р (коэффициент трени )..0 strip tension gauge; in FIG. 4 - dependence of the tension force T of the workpiece on the force at P (friction coefficient).

Устройство дл определени энергоси-- ловых параметров процессов при обработкеDevice for determining the energy-power parameters of processes during processing

5 давлением плоской заготовки содержит - пару т нущих валков 1 и 2, установленных на валках 3 и 4, в подшипниках 5 и 6, Зазор между валками 1 и 2 устанавливаетс прижимными винтами, которые обеспечивают5, the pressure of the flat workpiece contains a pair of pulling rolls 1 and 2 mounted on rolls 3 and 4, in bearings 5 and 6, the gap between the rolls 1 and 2 is set by clamping screws, which provide

0 усилие прижима Р. Между прижимными винтами и подшипниками 5 установлены две месдозы 33, св занные с осцилографом 20. Узел торможени 7, состо щий из валка верхнего 8 и валка нижнего 9, установлен5 ных на валах 12 и 13 в подшипниках 10 и 11. Валы 12 и 13 верхнего и нижнего ведомых валков св заны с узлами блокировки 14, 15. Зазор между валками 8 и 9 регулируютс прижимными винтами, которые обеспечива0 ют усилие Pi между прижимными винтами и подшипниками 10 установлены месдозы 32. соединенные с осциллографом 20. Между т нущими валками 1, 2 и узлом торможени 7 установлены измеритель нат жени поло5 сы 18, выполнен в виде трех роликов 25, 26, 27, два из которых 25 и 26 свободно установлены на ос х 28, 29 и соединен с каркасом 24, а третий 27 расположен между ними и соединен с месдозой31 при помощи оси 30. Заготовка 21, состо ща из металла 22 и0 clamping force P. Two clamping bolts 33 are connected between the clamping screws and bearings 5, connected with the oscilloscope 20. The braking unit 7, consisting of a roll of upper 8 and a roll of lower 9 mounted on shafts 12 and 13 in bearings 10 and 11. The shafts 12 and 13 of the upper and lower driven rolls are connected to the locking units 14, 15. The gap between the rollers 8 and 9 is regulated by clamping screws, which provide pi between the clamping screws and bearings 10, the number of doses is 32. Connected to the oscilloscope 20. Between with supporting rolls 1, 2 and braking unit 7 installed The tension meter of the strip 18 is made in the form of three rollers 25, 26, 27, two of which 25 and 26 are freely mounted on the axes 28, 29 and connected to the frame 24, and the third 27 is located between them and connected to the mass dose 31 at help axis 30. The workpiece 21, consisting of metal 22 and

покрыти 23 охватывает три ролика 25, 26 и 27 и создает усилие Рг на месдозу 31 за счет т нущего усили Q и тормозного усили Т. Месдозэ 31 соединена с осциллографом 20, показани которой фиксируетс на светочувствительную бумагу.The coating 23 covers three rollers 25, 26 and 27 and generates a force Pg on the pulsed dose 31 due to the pulling force Q and the braking force T. Mesdoze 31 is connected to the oscilloscope 20, the readings of which are fixed on photosensitive paper.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Полосова заготовка 21. закрепленна между т нущими валками 1 и 2 и валками 8 и 9 узла торможени 7, а так же измерителем нат жени полосы 18, равномерно перемещаетс со скоростью V 1 м/мин. При этом величина усили Р, Pi. 2 измер етс при помощи месдоз 16, 17 и 31 фиксируетс осциллографом 20. Оператор осуществл ет поочередное включение тормозные устройства 16 и 17 и валки 8 и 9 последовательно останавливаютс . График пути движени заготовки при ее взаимодействии с верхним и нижним валками показаны на фиг. 2. В соответствии с графиком А валок 8 проходит путь по заготовке, состо щий из чистого качени OB-OBi и скольжени по полосе 21 (на графике жирна лини ) ОВ1-ОВ2 равна STB..The strip blank 21. is fixed between the pulling rolls 1 and 2 and the rolls 8 and 9 of the braking unit 7, as well as with the tension meter of the strip 18, moves uniformly with a speed of V 1 m / min. The magnitude of the effort P, Pi. 2 is measured by means of gauges 16, 17 and 31 and is fixed by the oscilloscope 20. The operator alternates the braking devices 16 and 17 and the rollers 8 and 9 are stopped in sequence. A graph of the path of movement of the workpiece in its interaction with the upper and lower rolls is shown in FIG. 2. In accordance with Schedule A, roll 8 passes the path along the workpiece, consisting of a clean rolling of OB-OBi and sliding along strip 21 (bold line in the graph) OB1-OB2 is equal to STB ..

Нижний валок 9 проходит путь описанный графиком В, (см. фиг. 2) состо щий из чистого качени OH-OHi и скольжени по полосе OHi-OH2 (S™). Показани месдоз 31. 32 и 33 в процесс испытани заготовки записываютс светолучевым осциллографом (поз. 20) на светочувствительную бумагу . - The lower roll 9 follows the path described in graph B, (see Fig. 2) consisting of a clean rolling OH-OHi and sliding along the strip OHi-OH2 (S ™). The readings of the pulses 31. 32 and 33 during the test of the workpiece are recorded by a light-beam oscilloscope (key 20) on photosensitive paper. -

Съемку производили при установившемс процессе профилировани . Замеры производились на заготовке без покрыти (а) и заготовке с покрытием ПВК - пленкойFilming was carried out with a steady-state profiling process. Measurements were taken on a blank without coating (a) and a blank with PVC coating - film

марки НГС (белого цвета (б). Дл каждой заготовки производились размеры усили нат жени заготовки Т и усили ее прижима от разности ее толщины S и зазора А в калибре . Результаты замеров сведены в таблицу . По данным табл. 1 на фиг. 4 приведены графики зависимости усили нат жени заготовки Т от усили ее прижима Pi дл заго- товки без покрыти (а) и заготовки сgrades of NGS (white color (b). For each billet, the dimensions of the tension of the billet T and the pressure of it against the difference between its thickness S and the gap A in caliber were measured. The measurement results are summarized in table. According to table 1 in Fig. 4 are shown graphs of the dependence of the tension of the workpiece T on the force of its clamp Pi for blank without coating (a) and the workpiece with

покрытием (б). В. соответствии с законом Амонтона соотношение между силами нат жени заготовки и усилием ее прижима будет определ тьс тангенсом угла наклона пр мых а и б, графики которых приведеныcoating (b). B. In accordance with Amonton’s law, the ratio between the tension forces of the workpiece and its clamping force will be determined by the slope of the straight lines a and b, the graphs of which are given

на фиг. 4.in FIG. 4.

а) Как показали данные проведенных исследований и расчетов в результате использовани за вл емого устройства полученные данные коэффициентов трени вa) As shown by the data of studies and calculations as a result of using the claimed device, the obtained data of friction coefficients

калибре .клети при испытании заготовки составили: 0,166 - дл заготовки-без покрыти ; 0,466 -дл заготовки с покрытием ПВХ пленкой марки НГС (белого цвета). Это соответствует углам наклона пр мых соответственно на углы 9°301 и 25°.gauge. the cells during the test of the workpiece were: 0.166 - for the workpiece, uncoated; 0.466 - for blanks coated with PVC film with an NGS brand (white). This corresponds to the angles of inclination of the straight lines at angles of 9 ° 301 and 25 °, respectively.

В том врем как при использовании прототипа получить достоверных данных дл различных заготовок с покрытием не удалось, поскольку испытани носили комплексный характер и выделить истинное значение параметра невозможно,While using the prototype it was not possible to obtain reliable data for various coated preforms, since the tests were complex and it was impossible to single out the true value of the parameter,

б) Выбор оптимальных значений величин обжати заготовки в калибре клети позволили исключить поверхностные дефекты b) The choice of the optimal values of the compression of the workpiece in the caliber of the stand allowed to exclude surface defects

на гнутых профил х с различными покрыти ми при их производстве. Раньше указанные дефекты составл ли 8-10 % от общей длины профилей.on bent profiles with various coatings during their manufacture. Previously, these defects accounted for 8-10% of the total length of the profiles.

4040

Claims

1. A device for determining the power parameters of processes during pressure treatment of a flat billet, comprising a pair of pulling rolls, a braking unit and a strip tension meter, characterized in that, in order to increase reliability when examining blanks with coatings, the braking unit is made in as a pair of rolls with

Separated drives of rotation and mechanism to compress them to each other.

2. The device according to claim 1, with the proviso that, in order to expand the width range of the investigated flat workpieces without reconfiguring the device, the strip tension meter is made in the form of a frame and three rollers freely mounted on parallel axes x, the last of which are fixed in the frame, and the middle one is connected to it through a force meter.

Fig .. J

I3

1

-1

|

, Q 1 g s

Clamping force. zaeotoVsh,

FIG. 4

and