轧制过程中的摩擦PPT学习教案

1、会计学12第1页/共30页3轧制变形区轧制变形区I-易变形区；易变形区；II-难变形区；难变形区；III-自由变形区自由变形区第2页/共30页4第3页/共30页5第4页/共30页6第5页/共30页7hl /5/hl1 1）靠近出口、入口处为滑动区，该）靠近出口、入口处为滑动区，该区服从干摩擦定律；区服从干摩擦定律；2 2）当单位摩擦力因为单位压力）当单位摩擦力因为单位压力p p的升的升高而达到高而达到K K，即出现了粘着区。，即出现了粘着区。 p32, p63p32, p633 3）在）在粘粘着区中部中性点附近，出现着区中部中性点附近，出现塑性变形停滞区，该区域内没有塑性变形停滞区，该区域内没

2、有塑性变形发生，摩擦力近似按直塑性变形发生，摩擦力近似按直线规律变化。线规律变化。第6页/共30页852/hl1 1）靠近出口、入口处为滑动区，）靠近出口、入口处为滑动区，该区服从干摩擦定律；该区服从干摩擦定律；2 2）由于接触弧长度不足以使得单）由于接触弧长度不足以使得单位摩擦力达到位摩擦力达到K K，因此单位摩，因此单位摩擦力常数区域消失，塑性变擦力常数区域消失，塑性变形在滑动区就开始发生。塑形在滑动区就开始发生。塑性变形在停滞区内停止，摩性变形在停滞区内停止，摩擦力近似按直线规律变化。擦力近似按直线规律变化。n摩擦力沿接触弧呈三角形摩擦力沿接触弧呈三角形.第7页/共30页925 . 0/

3、hl粘粘着发生在整个变形区，金着发生在整个变形区，金属沿接触弧滑动的趋势属沿接触弧滑动的趋势非常小，摩擦力可用近非常小，摩擦力可用近似停滞区的三角形分布似停滞区的三角形分布表示表示.第8页/共30页105 . 0/hl 金属沿接触弧滑动的趋势更金属沿接触弧滑动的趋势更小小, ,摩擦力可用近似停滞区的摩擦力可用近似停滞区的三角形分布表示三角形分布表示. .第9页/共30页11a)a)轧辊接触区投影轧辊接触区投影 ; b); b)中性面上的摩擦力分中性面上的摩擦力分布布变形区内摩擦力的分布变形区内摩擦力的分布 第10页/共30页12第11页/共30页13maxtane第12页/共30页14艾克隆德

4、艾克隆德研究了热轧低碳钢（研究了热轧低碳钢（0.15%C0.15%C）咬入时的摩擦系数）咬入时的摩擦系数： e=k(1.05-0.0005t)（不低于（不低于）对于冷硬光滑表面铸铁辊对于冷硬光滑表面铸铁辊k=0.8k=0.8；对于钢轧辊，；对于钢轧辊，k=1.0k=1.0，t t为轧件温度为轧件温度。斯米尔诺夫式斯米尔诺夫式： 考虑因素：轧件温度，轧辊表面粗糙度、轧件化学成分以及轧辊速度考虑因素：轧件温度，轧辊表面粗糙度、轧件化学成分以及轧辊速度 。 e=0.7935-0.000356t+0.012(Ra)1.5k1k2RaRa轧辊的算术平均表面粗糙度，轧辊的算术平均表面粗糙度，mm。k k1

5、 1=1-(0.348+0.00017t)C =1-(0.348+0.00017t)C C C钢中碳含量百分数。钢中碳含量百分数。k2取决于轧辊速度，取决于轧辊速度， 第13页/共30页15轧辊 最大咬入角(度) 咬入摩擦系数 光滑研磨辊 12-15 0.212-0.266 钢板轧机轧辊 15-22 0.268-0.404 小截面轧机光滑辊 22-24 0.404-0.445 轧机扁钢矩形孔槽 24-25 0.445-0.466 箱型孔道次 28-30 0.532-0.577 箱型孔刻痕 28-34 0.532-0.675 第14页/共30页16n对于低碳钢对于低碳钢：轧制温度在轧制温度在以上

6、以上n=0.55-0.00024t第15页/共30页17 温度 不同轧制速度(米/秒)下的摩擦系数 0.2 0.30.5 0.51.0 1.01.5 1.52 5 800 0.530.56 0.440.49 0.340.39 0.290.33 0.170.20 900 0.500.57 0.380.46 0.320.37 0.240.32 0.170.24 1000 0.450.54 0.370.44 0.280.34 0.250.29 0.170.23 1100 0.410.49 0.330.38 0.260.34 0.260.29 0.180.23 0.400.43 0.320.38 0.

7、300.34 0.220.27 0.180.21 n在无润滑情况下热轧低碳钢时的摩擦系在无润滑情况下热轧低碳钢时的摩擦系数数第16页/共30页18 热轧时轧件化学成分对摩擦系数的影响通常取决热轧时轧件化学成分对摩擦系数的影响通常取决于氧化铁皮于氧化铁皮形成机制。实验表明轧制碳钢的摩擦系形成机制。实验表明轧制碳钢的摩擦系数随钢中碳含量的增加而下降数随钢中碳含量的增加而下降第17页/共30页19 轧辊直径(mm) 平均表面粗糙度 Ra,(m) 稳态轧制摩擦系数 193 0.63 0.20-0.28 193 0.8-1.6 0.21-0.31 188 12.5-50 0.51-0.69 第18页/共

8、30页20摩擦系数与轧辊表面粗糙度的关系摩擦系数与轧辊表面粗糙度的关系1、2、3-用蓖麻油润滑，用蓖麻油润滑， 分别为分别为10%、25%、40%；4-用乳化液润用乳化液润滑，滑，25%第19页/共30页21n(4)(4)轧制速度轧制速度 n 轧制速度增加使稳态轧制时的摩擦系数减小。轧制速度增加使稳态轧制时的摩擦系数减小。钢轧辊钢轧辊：=1.05-0.0005t-0.056V=1.05-0.0005t-0.056V铸铁辊：铸铁辊：=0.92-0.0005t-0.056V=0.92-0.0005t-0.056V磨光钢轧辊和冷硬铸铁辊：磨光钢轧辊和冷硬铸铁辊： =0.82-0.0005t-=0.8

9、2-0.0005t-0.56V0.56V 第20页/共30页22图图2-31热轧时使用工艺润滑剂时的摩擦系数热轧时使用工艺润滑剂时的摩擦系数a-乳化液；乳化液；b-水油混合物水油混合物第21页/共30页23 润 滑 碳钢咬入摩擦系数e 条 件 0.08%C 0.10%C 0.2%C 0.25%C 无润滑 0.136 0.131 0.133 0.131 棉籽油 0.116 0.118 0.116 0.117 蓖麻油 0.109 0.109 0.101 0.115 碳含量碳含量0.080.25%，锰含量，锰含量0.270.65%范围内，化学成分对咬入摩擦系数无影响范围内，化学成分对咬入摩擦系数无影

10、响（2）润滑条件的影响 润 滑 咬入摩擦系数e 条 件 范围 平均值 水 0.152-0.160 0.156 煤油 0.154-0.157 0.156 变压器油 0.148-0.161 0.152 机油 0.128-0.139 0.136 葵花籽油 0.133-0.138 0.137 蓖麻油 0.115-0.124 0.122 （1）轧件材质的影响）轧件材质的影响第22页/共30页24随轧制速度的增加，咬入摩擦系数下降。随轧制速度的增加，咬入摩擦系数下降。 实验轧制实验轧制3.9mm3.9mm厚厚0.3%C0.3%C碳钢试样碳钢试样，蓖麻油润滑蓖麻油润滑, ,轧轧辊表面粗糙度为辊表面粗糙度为0

11、.20.20.4m0.4m： 轧制速度在轧制速度在0-0.15m/s0-0.15m/s，咬入摩擦系数下降很快，咬入摩擦系数下降很快； 轧制速度轧制速度0.15m/s0.15m/s时，咬入摩擦系数随轧制速度时，咬入摩擦系数随轧制速度的增加缓慢下降。的增加缓慢下降。（4）轧辊材质和表面粗糙度的影响）轧辊材质和表面粗糙度的影响 轧辊及润滑 最大咬入角/() 咬入摩擦系数 光滑研磨辊,矿物油 3-4 0.052-0.07 铬钢辊,中等研磨,矿物油 6-7 0.105-0.12 无润滑粗糙辊 8 0.150 第23页/共30页25当轧件温度增加时摩擦系数当轧件温度增加时摩擦系数增加。增加。 （2）轧辊表

12、面粗糙度）轧辊表面粗糙度摩擦系数摩擦系数随轧辊表面粗糙度增加而增大随轧辊表面粗糙度增加而增大（1）轧件温度的影响）轧件温度的影响5 . 020)20( ta2020在在2020稳态轧制时的摩擦系数；稳态轧制时的摩擦系数；t t轧件温度，轧件温度，；a a取决于轧辊表面光洁度的修正系数：取决于轧辊表面光洁度的修正系数： 光 滑 辊 面光 滑 辊 面 a = 0 . 0 0 1 1a = 0 . 0 0 1 1 0 . 0 0 1 50 . 0 0 1 5 ； 粗 糙 辊 面； 粗 糙 辊 面 a=0.0035a=0.00350.00730.0073)2.0(5.012.0Ra第24页/共30页2

13、6 碳钢轧制采用润滑时，轧件化学成分对摩擦系数的影响可以忽略。碳钢轧制采用润滑时，轧件化学成分对摩擦系数的影响可以忽略。 奥氏体不锈钢轧制时，由于存在轧辊粘结趋势，因此，其摩擦系数奥氏体不锈钢轧制时，由于存在轧辊粘结趋势，因此，其摩擦系数通常比碳钢的增大通常比碳钢的增大10102020。（4 4）润滑剂粘度）润滑剂粘度（3）轧件化学成分）轧件化学成分通常油膜厚度随润滑剂粘度增加而增加，因此，摩擦力也随之下降通常油膜厚度随润滑剂粘度增加而增加，因此，摩擦力也随之下降。03. 0)(5 . 05 . 050c5050在在5050时润滑剂粘度，时润滑剂粘度，m m2 2/s/s1010；C-C-对于矿物油，对于矿物油，c=1.4c=1.4，对植物，对植物油，油，c=1.0c=1.0。第25页/共30页27 在润滑条件下，在润滑条件下，油膜厚度与轧制速度油膜厚度与轧制速度成正比成正比, ,因此当轧制速因此当轧制速度增加度增加时，摩擦时，摩擦系数系数下