Расчет показателей деформации при горячей (холодной) прокатке полос
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
«Липецкий
государственный технический университет»
Экономический
факультет
Кафедра
ОМД
Курсовая
работа
по
дисциплине «Обработка металлов давлением»
на
тему «Расчёт показателей деформации при горячей (холодной) прокатке полос»
Липецк,
2012
Введение
Целью курсовой работы по дисциплине
«Обработка металлов давлением» является расширение теоретических знаний и
приобретение навыков выполнения инженерных расчётов по технологии прокатного
передела на примере определения показателей деформации листового проката.
Одним из основных видов инженерной
деятельности является выполнение расчётов, позволяющих делать анализ и
принимать квалифицированные управленческие решения. В технологии прокатного
передела расчёт деформационных характеристик обеспечивает задание нового вида
продукции, выработку технических решений по повышению качества производимой
продукции, определение управляющих воздействий на технологический процесс
прокатки и т.д.
Основными задачами курсовой работы
являются:
· освоение
теоретических концепций, положенных в основу расчёта деформационных параметров
процесса прокатки;
· овладение методами
математического описания технологических процессов деформации металла;
· приобретение опыта
работы со специальной литературой и раскрытие сущности и особенностей расчёта
показателей деформации;
· формирование у
будущих специалистов устойчивых навыков построения расчётных алгоритмов и их
реализаций для инженерных расчётов в области управления производством.
Задачи, решаемые в курсовой работе,
являются типовыми для специалистов экономического профиля в области
металлургического производства.
Расчётная часть
Исходные данные:
1. Размеры заготовки
h0× B0× L0= 240× 1500×10000мм.
2. Изменения толщины по
клетям:
240-215-190-157-127-109 мм.
3. Величина уширения по
клетям:
В=const=1500мм.
Порядок расчета
Вычисление геометрических размеров
полосы по клетям:
1. Длина полосы на выходе i-ой
клети
,
при i=1, получим
мм.
Расчет геометрических
размеров полосы для остальных клетей аналогичен и представлен в табл. 1.
Таблица 1
Изменение геометрических размеров
полосы при прокатке
|
Номер клети
|
Размеры прокатываемой полосы
|
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
|
240
|
1500
|
10000
|
|
1
|
215
|
1500
|
11162,79
|
|
2
|
190
|
1500
|
12631,58
|
|
3
|
157
|
1500
|
15286,62
|
|
4
|
127
|
1500
|
18897,64
|
|
5
|
109
|
1500
|
22018,35
|
Расчет показателей деформации для
первой клети стана
деформация листовой прокат
1. Абсолютное обжатие:
частное Δh1= h0- h1= 240-215=25 мм;
суммарное ΔhΣ1= 25
мм.
. Абсолютное удлинение:
суммарное ΔLΣ1=
1162,79 мм.
. Относительное обжатие, отнесенное
к начальному значению:
- частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к начальному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное обжатие,
отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Коэффициент деформации
по толщине:
частный 
;
суммарный .
. Коэффициент деформации
по длине:
частный 
;
суммарный 
.
. Истинная деформация по
толщине:
частная 
;
суммарная 
.
. Истинная деформация по
длине:
частная 
;
суммарная 
.
. Проверка правильности
вычислений коэффициентов деформации:
Для условий второй клети
должно выполняться соотношение
μ1
=β1 · λ1 или 0,11=1·0,11,
а также
μΣ1
=β Σ1 ·
λ Σ1 или 0,11=1·0,11.
. Проверка правильности
вычислений истинных деформаций.
Истинная деформация по
толщине должна быть равна сумме истинных деформаций по ширине и длине, т.е.
δh1
=δB1 + δL1
или 0,11=0+0,11,
а также
δh Σ1 =
δB Σ1 + δL Σ1
или 0,234=0+0,234.
Результаты вычислений
показателей деформации для первой и второй клети приведены в табл. 2 и 3.
Таблица 2
Показатели деформации
полосы 180-36/1500 мм в первой клети
|
Наименование показателя
|
Раз-мер-ность
|
Направления измерения деформации
|
|
|
Высотная (обжатие)
|
Поперечная (уширение)
|
Продольная (удлинение)
|
|
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
|
1. Абсолютная
|
мм
|
25
|
25
|
|
|
1162,8
|
1162,8
|
|
2. Относительная отнесенная к начальным размерам
|
%
|
10,42
|
10,42
|
|
|
11,6
|
11,6
|
|
3. Относительная, отнесенная к конечным результатам
|
%
|
11,6
|
11,6
|
|
|
10,42
|
10,42
|
|
4. Коэффициент деформации
|
|
0,116
|
|
|
0,116
|
0,263
|
|
5. Истинная (логарифмическая)
|
|
0,11
|
0,234
|
|
|
0,11
|
0,234
|
Расчет показателей деформации
выполним для второй клети стана
. Абсолютное обжатие:
частное Δh2= h1- h2=215-190=25 мм;
суммарное ΔhΣ2= h0-
h2= 215-190=50 мм.
. Абсолютное удлинение:
частное ΔL2= L2- L1= 12631,6-11162,8=1468,8 мм;
суммарное ΔLΣ2= L2-
L0= 12631,6-10000=2631,58 мм.
. Относительное обжатие, отнесенное
к начальному значению:
- частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к начальному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное обжатие,
отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное удлинение,
отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Коэффициент деформации
по толщине:
частный 
;
суммарный 
.
. Коэффициент деформации
по длине:
частный 
;
суммарный 
.
. Истинная деформация по
толщине:
частная 
;
суммарная 
.
. Истинная деформация по
длине:
частная 
;
суммарная .
. Проверка правильности
вычислений коэффициентов деформации:
Для условий второй клети
должно выполняться соотношение
μ2
=β2 · λ2 или 1,1316=1·1,1316,
а также
μΣ2
=β Σ2 ·
λ Σ2 или 1,2632=1·1,2632.
. Проверка правильности
вычислений истинных деформаций.
Истинная деформация по
толщине должна быть равна сумме истинных деформаций по ширине и длине, т.е.
δh2
=δB2 + δL2
или 0,124=0+0,124,
а также
δh Σ2 =
δB Σ2 + δL Σ2
или 0,234=0+0,234.
Результаты вычислений
показателей деформации для второй клети приведены в табл.3.
Таблица 3
Показатели деформации
полосы 180-36/1500 мм во второй клети
|
Наименование показателя
|
Раз-мер-ность
|
Направления измерения деформации
|
|
|
Высотная (обжатие)
|
Поперечная (уширение)
|
Продольная (удлинение)
|
|
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
|
1. Абсолютная
|
мм
|
25
|
50
|
|
|
1468,79
|
2631,58
|
|
2. Относительная отнесенная к начальным размерам
|
11,63
|
20,83
|
|
|
13,16
|
26,32
|
|
3. Относительная, отнесенная к конечным результатам
|
%
|
13,16
|
26,32
|
|
|
11,63
|
20,83
|
|
4. Коэффициент деформации
|
|
1,1316
|
1,2632
|
|
|
1,1316
|
1,2632
|
|
5. Истинная (логарифмическая)
|
|
0,124
|
0,234
|
|
|
0,124
|
0,234
|
Расчет показателей деформации для
третьей клети стана
. Абсолютное обжатие:
частное Δh3= h3 - h2 = 190-157=33 мм;
суммарное ΔhΣ3= h0-
h3= 240 -157=83 мм.
. Абсолютное удлинение:
частное ΔL3= L3- L2= 15286,6-12631,6=2655 мм;
суммарное ΔLΣ3= L3-
L0= 15286,6--10000=5286,6 мм.
. Относительное обжатие, отнесенное
к начальному значению:
- частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к начальному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное обжатие,
отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Коэффициент деформации
по толщине:
частный 
;
суммарный 
.
. Коэффициент деформации
по длине:
частный 
;
суммарный 
.
. Истинная деформация по
толщине:
частная 
;
суммарная 
.
. Истинная деформация по
длине:
частная 
;
суммарная 
.
. Проверка правильности
вычислений коэффициентов деформации:
Для условий второй клети
должно выполняться соотношение
μ2
=β2 · λ2 или 1,21=1·1,21,
а также
μΣ2
=β Σ2 ·
λ Σ2 или 1,53=1·1,53.
. Проверка правильности
вычислений истинных деформаций.
Истинная деформация по
толщине должна быть равна сумме истинных деформаций по ширине и длине, т.е.
δh2
=δB2 + δL2
или 
=0+,
а также
δh Σ2 =
δB Σ2 + δL Σ2
или 0,4244=0+0,4244.
Результаты вычислений
показателей деформации для второй клети приведены в табл.4.
Таблица 4
Показатели деформации
полосы 180-36/1500 мм в третьей клети
|
Наименование показателя
|
Раз-мер-ность
|
Направления измерения деформации
|
|
|
Высотная (обжатие)
|
Поперечная (уширение)
|
Продольная (удлинение)
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
|
1. Абсолютная
|
мм
|
33
|
83
|
|
|
2655,05
|
5286,62
|
|
2. Относительная отнесенная к начальным размерам
|
%
|
17,37
|
34,58
|
|
|
21,02
|
52,87
|
|
3. Относительная, отнесенная к конечным результатам
|
%
|
21,02
|
52,87
|
|
|
17,37
|
34,58
|
|
4. Коэффициент деформации
|
|
1,21
|
1,529
|
|
|
1,21
|
1,529
|
|
5. Истинная (логарифмическая)
|
|
0,1236
|
0,4244
|
|
|
0,1236
|
0,4244
|
Расчет показателей деформации для
четвертой клети стана.
. Абсолютное обжатие:
частное Δh4= h3- h4= 157-127=30 мм;
суммарное ΔhΣ4= h0-
h4= 240-127=113мм.
. Абсолютное удлинение:
частное ΔL4= L4- L3= 18897,6-15286,6=3611мм;
суммарное ΔLΣ4= L4-
L0= 18897,6-10000=8897,64мм.
. Относительное обжатие, отнесенное
к начальному значению:
- частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к начальному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное обжатие,
отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Коэффициент деформации
по толщине:
частный 
;
суммарный 
.
. Коэффициент деформации
по длине:
частный 
;
суммарный 
.
. Истинная деформация по
толщине:
частная 
;
суммарная 
.
. Истинная деформация по
длине:
частная 
;
суммарная 
.
. Проверка правильности
вычислений коэффициентов деформации:
Для условий второй клети
должно выполняться соотношение
Μ4
=β4 · λ4 или 1,2362=1·1,2362,
а также
μΣ4
=β Σ4 ·
λ Σ4 или 1,889=1·1,889.
. Проверка правильности
вычислений истинных деформаций.
δh4
=δB4 + δL4
или 0,1908=0+0,1908,
а также
δh Σ4 =
δB Σ4 + δL Σ4
или 0,6365=0+0,6365.
Результаты вычислений
показателей деформации для второй клети приведены в табл.5.
Таблица 5
Показатели деформации
полосы 180-36/1500 мм в четвертой клети
|
Наименование показателя
|
Раз-мер-ность
|
Направления измерения деформации
|
|
|
Высотная (обжатие)
|
Поперечная (уширение)
|
Продольная (удлинение)
|
|
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
|
1. Абсолютная
|
мм
|
30
|
113
|
|
|
3611,01
|
8897,64
|
|
2. Относительная отнесенная к начальным размерам
|
%
|
19,11
|
47,08
|
|
|
23,62
|
88,98
|
|
3. Относительная, отнесенная к конечным результатам
|
%
|
23,62
|
88,98
|
|
|
19,11
|
47,08
|
|
4. Коэффициент деформации
|
|
1,236
|
1,89
|
|
|
1,236
|
1,89
|
|
5. Истинная (логарифмическая)
|
|
0,1908
|
0,6365
|
|
|
0,1908
|
0,6365
|
Расчет показателей деформации
выполним для клети стана.
. Абсолютное обжатие:
частное Δh5= h4- h5= 127-109=18 мм;
суммарное ΔhΣ5= h0-
h5= 240-109=131 мм.
. Абсолютное удлинение:
частное ΔL5= L5- L4= 22018,3-1897,6=3120,17мм;
суммарное ΔLΣ5= L5-
L0= 22018,3-10000=1208,3 мм.
. Относительное обжатие, отнесенное
к начальному значению:
- частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к начальному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное обжатие,
отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Относительное
удлинение, отнесенное к конечному значению:
частное 
;
суммарное 
.
. Коэффициент деформации
по толщине:
частный 
;
суммарный 
.
. Коэффициент деформации
по длине:
частный 
;
. Истинная деформация по
толщине:
частная 
;
суммарная 
.
. Истинная деформация по
длине:
частная 
;
суммарная 
.
. Проверка правильности
вычислений коэффициентов деформации:
Для условий второй клети
должно выполняться соотношение
μ5
=β5 · λ5 или 1,165=1·1,165,
а также
μΣ5
=β Σ5 ·
λ Σ5 или 2,2=1·2,2.
. Проверка правильности
вычислений истинных деформаций.
Истинная деформация по
толщине должна быть равна сумме истинных деформаций по ширине и длине, т.е.
δh5
=δB5 + δL5
или 0,212 =0+0,212,
а также
δh Σ5 =
δB Σ5 + δL Σ5
или 1,79=0+1,79.
Результаты вычислений
показателей деформации для второй клети приведены в табл.6.
Таблица 6
Показатели деформации
полосы 180-36/1500 мм в пятой клети
|
Наименование показателя
|
Раз-мер-ность
|
Направления измерения деформации
|
|
|
Высотная (обжатие)
|
Поперечная (уширение)
|
Продольная (удлинение)
|
|
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
частная
|
суммарная
|
|
1. Абсолютная
|
мм
|
18
|
131
|
|
|
3120,71
|
12018,3
|
|
2. Относительная отнесенная к начальным размерам
|
%
|
14,17
|
54,58
|
|
|
16,51
|
120,18
|
|
3. Относительная, отнесенная к конечным результатам
|
%
|
16,51
|
120,18
|
|
|
14,17
|
54,58
|
|
4. Коэффициент деформации
|
|
1,165
|
2,2
|
|
|
1,165
|
2,2
|
|
5. Истинная (логарифмическая)
|
|
0,212
|
0,79
|
|
|
0,212
|
0,79
|
Заключение
В процессе выполнения курсовой
работы были изучены показатели деформации, используемые в прокатном
производстве.
В ходе расчёта показателей
деформации на основе условия постоянства объёма вычисляются недостающие размеры
прокатываемой полосы по клетям или проходам.
На основе заданных преподавателем
исходных данных был произведён расчёт абсолютных деформаций (частные и
суммарные обжатия, частные и суммарные уширения, частные и суммарные
удлиннения), относительных деформаций, отнесённых к исходным размерам (частные
и суммарные обжатия, частные и суммарные уширения, частные и суммарные
удлиннения), относительных деформаций, отнесённых к конечным размерам (частные
и суммарные обжатия, частные и суммарные уширения, частные и суммарные
удлиннения), коэффициентов деформации (частных и суммарных по толщине, длине и
ширине), истинных (логарифмических) деформаций (частных и суммарных по толщине,
длине и ширине).