轧制原理金属纵向流动时的前滑与后滑

1、轧制原理轧制原理 主讲主讲： 张荣华张荣华 emai: 河北联合大学金属材料与加工工程系河北联合大学金属材料与加工工程系 第四章第四章 金属纵向流动时的前滑与后滑金属纵向流动时的前滑与后滑 主要内容主要内容 基本概念及实测基本概念及实测 前滑的理论计算前滑的理论计算 影响前滑的因素分析影响前滑的因素分析 3.1 基本概念基本概念 p 前滑：轧件的出口速度 大于轧辊线速度v的现象称为前 滑，用 表示，其值可由下式计算： 可见 和 只知其一，则二者均可得。若能测得 ，则 可 求得，故由该式得到的 值也称实测（或实际）前滑。但实测 出口速度 十分麻烦，一般采用实测 ，然后利用上式反算 vh sh %

2、100 =s v vvh h vhvh vhvh sh sh sh sh 基本概念基本概念 p 的实测 将轧辊表面刻出两个相距为 （ab）的小坑，如图所示 轧件通过后，测出留在其表面上的两个凸痕的间距 ，即可求 得实测的前滑值，这是因为： sh h l lh 前滑的实测 h hhhh l ll tv tvtv v vv s h 基本概念基本概念 p 后滑：轧件的入口速度 小于轧辊在入口处线速度的水平分 速度的现象称为后滑。其值的大小可由下式计算： p前后滑 、 与出入口速度 、 及延伸系数的关系 (1) 前滑 与入口速度 的关系 根据前滑的定义，轧件出口速度为 若已知前滑值，即可求得 ，由秒体

3、积相等： 可见出口速度 与入口速度 仅差一个延伸系数。 将式带入式，则入口速度为 可见若得到前滑 也可求得入口速度 。 vh %100 cos cos v vv s h h h s h s h v h v sh vh hh svv1 vh hh h h vv f f v 1 vhvh h svv1 1 shvh 基本概念基本概念 (2) 与 的关系 将式代入后滑的定义式，则有： (3) 、 与的关系 由式解出， 由以上分析可知： 若能得到 ，则 、 均可得； 与 的计算式仅差； 当和一定时， ，则 。 shsh cos 1 1 cos 1 .cos h h h s v s vv s shs h

4、 cos)1 ( 1 h h s s shvhvhvh vh shsh 前滑的理论计算前滑的理论计算 p前滑的计算模型 （1）fink式：根据前滑的定义， 的实际值为 可见只需确定 即可。根据秒体积相等，有 其中， ，代入式有 将此式代入中，并整理： h s 1 v v v vv s hh h vvh v h h vh )cos1 (,cos dhhvv cos)cos1 ( 1 dh hv vh )cos()cos1 ( 1 hd h sh 前滑的理论计算前滑的理论计算 （2）ekelund式 ： 因很小，在式中，令 ，而 ， 则式变为 此即eklund前滑式，可知它是fink式的近似与简化

5、。 （3）dresden式： 若 ，则可将式中的1略去，则 此即dresden前滑式，该式又是ekelund式的近似与简化。 由上可见， ，因d和h在具体的生产实际中均可给出， 故若求 ，关键是中性角的确定。 22sin2cos1 22 1cos ) 1( 2 2 h d sh d h 1 r hh d sh 22 2 ),(shdf h sh 中性角的确定中性角的确定 p巴甫洛夫式： 若：接触面上全滑动： ；单位压力p沿接触弧均匀 分布； 。则： 若轧制过程有张力，只需将前后张力 代入力的平衡方 程，则可得： 若不满足三个前提条件，则利用巴甫洛夫式计算不准。 pf 0b ) 2 1 ( 2

6、hh qq , ) 2 1 ( 2 )4()(rpfqq hh 中性角的确定中性角的确定 p利用单位压力沿接触弧上的分布函数求： 单位压力p在中性面处达到最大值，且 ，将二者的单位 压力公式带入即可解出中性角或中性面高度 。因此计算p的 表达式不同，则给出的计算式亦不同，例如采利柯夫式（适 冷热轧薄带），bland-ford式（适于冷轧薄板），sims式（适于 热轧中厚板）等均可导出各自的中性角计算模型。详细求解见 后面的单位压力计算。 hh pp h 影响前滑的因素分析影响前滑的因素分析 h s h s h s p轧辊直径的影响 (1) 一般规律：d， ，且当d400mm，d， （增大趋缓）

7、，如图所示。 (2) 分析： 由fink的前滑式可以看出，前滑值是随辊径增加而增加， 这是因为在其他条件相同的条件下，当辊径增加时，咬入角 就要降低，而摩擦角 保持常数，所以稳定轧制阶段的剩余摩 擦力相应地增加，由此导致金属塑性流动速度的增加，也就是 前滑的增加。 影响前滑的因素分析影响前滑的因素分析 当辊径d400mm时 ，前滑增加的缓慢，这是由于辊径增大时，伴 随着辊径线速度的增加，摩擦系数相应降低，所以剩余摩擦力 的数值有所减小。另外，当辊径增大时，变形区长度增加，纵 向阻力增大，延伸相应地减少，这两个因素的共同作用，使前 滑值增加的较为缓慢。 p 压下率的影响 (1) 一般规律： ，

8、。 (2) 分析： 由于高向压缩变形增加，纵向和横向变形都增加，因而前滑 值 增加。 h s h s 影响前滑的因素分析影响前滑的因素分析 p轧件出口厚度的影响 (1) 一般规律： ， 。 (2) 分析： 由式 可知，当轧辊半径r和中性角不变 时，轧件厚度 越减小，则前滑值 越增加。 p张力的影响 前张力 ，； 后张力 ， 。 h h s r hh d sh 22 2 h h s qh h s h sqh 影响前滑的因素分析影响前滑的因素分析 p轧件宽度的影响 (1) 一般规律：在时 ，但当 增大到一定程 度，则 不再。 (2) 分析： 轧件宽度较小时，增加宽度其相应的横向阻力增加，所以 宽展减小，相应地延伸增加，所以前滑也增加。当宽度大于一 定值时，达到平面变形条件，轧件宽度对宽展不起作用，故轧 件宽度再增加，宽展为一定值，延伸也为定值，所以前滑值也 不变。 cfxbb h s h s 影响前滑的因素分析影响前滑的因素分析