Розрахунок розширення смуги при прокатці.
Розширення, що виникає при прокатці внаслідок поперечного течії обжимаються металу, є в більшості випадків негативним фактором, так як вимагає збільшення висотного обтиснення при отриманні гуркоту необхідної довжини.
Розрізняють вільний, обмежений і вимушене розширення.
Вільне розширення можливо при прокатці вузької смуги в гладких валках, де поперечному плину металу перешкоджають тільки контактні сили тертя. Воно спостерігається, зокрема в процесі прокатки зливків на блюмінгах і слябінгах.
Обмежене (стиснуте) розширення характерно для прокатки різних профілів в калібрах: поперечному плину металу, крім контактних сил тертя, перешкоджають бічні стінки калібрів.
Вимушене розширення виходить в результаті нерівномірності деформації. Сутність вимушеного розширення полягає в тому, що ділянки профілю, піддані більшому обтисненню, ніж середня витяжка перетину профілю, змушені розширені, так як подовжньому течією в них перешкоджають менш обтискуються ділянки.
Правильний розрахунок величини розширення визначає точність прокочується профілю. Це особливо важливо при прокатці в калібрах: якщо розширення більше розрахункового, метал переповнює калібри, затікає в зазор між валками, виникають дефекти прокатки; якщо розширення менше розрахункового, калібр не заповнюється і геометричні розміри прокатанного профілю спотворюються.
Розширення відбувається за рахунок ковзання металу по контактної поверхні, за рахунок виходу бічних часток металу на контактну поверхню і розширення середніх по висоті смуги шарів металу (бочкообразованіе).
Найбільша частка припадає на бочкообразованіе, а розширення контактного шару значно менше.
Розглянемо основні фактори, що впливають на розширення. Загальний стан речей, визначальний вплив будь-яких факторів, полягає в наступному: величина розширення залежить від співвідношення сил, що перешкоджають плину металу в подовжньому і поперечному напрямках.
У разі рівного розподілу сил поздовжнього і поперечного опору протягом металу буде однаковим в цих напрямках.
Таким чином, співвідношення поздовжньої і поперечної деформацій визначається відношенням величин поперечного (
Розширення збільшується при підвищенні обтиску з двох причин: по-перше, з підвищенням обтиску збільшується зміщений обсяг, отже, пропорційно зростають витяжка і розширення; по-друге, збільшується довжина дуги захоплення, що веде до зростання поздовжніх напружень
Зростання діаметра валків збільшує за інших рівних умов довжину дуги захоплення, тому розширення теж збільшується.
Відомо, що прокатка вузьких смуг йде з помітним розширенням, а широкий лист практично не отримує розширення. Очевидно, це пояснюється зміною ставлення ширини осередку деформації до його довжини
Вплив коефіцієнта тертя по-різному для довгих
Більш інтенсивно збільшуються напруги в напрямку більшого лінійного розміру: для довгих вогнищ деформації інтенсивніше ростуть напруги
Вплив інших факторів, хімічного складу і температури металу, швидкості прокатки, стан поверхні валків і т.д. проявляються через зміну коефіцієнта тертя. Природно також, що при прокатці в калібрах відношення поперечної і висотної деформацій менше, ніж у валках з гладкою бочкою, бічні стінки калібрів перешкоджають поперечному плину металу.
Всі розглянуті закономірності підтверджені численними експериментальними даними.
Для розрахунку величини розширення є формули теоретичні та емпіричні.
Найбільш поширені такі:
формула Б. П. Бахтінова
формула В. С. Смирнова
формула А. І. Целікова