Аннотация
Постановка задачи. В процессе изготовления высокопрочной упаковочной ленты может быть получен дефект «серповидная лента». Известно, что дефект серповидности обусловлен различием в натяжении параллельно идущих полос ленты в выполняемых технологических операциях. Используемые методы. На участках между валковым натяжителем и печью (до термообработки) и после ванны водяного охлаждения (после термообработки) производственной линии ООО «Уральская металлообрабатывающая компания» проведены замеры величины серповидности ленты, выявившие повышенную величину дефекта. Статистическим анализом величины дефекта, при большой (≥100) выборке замеров серповидности ленты двух типоразмеров, подтверждено, что дополнительной причиной возникновения серповидной ленты является термическая обработка ленты путем патентования в свинцовой ванне. Предположено, что механизмом образования серповидности при термообработке ленты является внеосевое упруго-пластическое растяжение ленты. Внеосевое растяжение образуется при действии на кромки ленты сил трения при взаимодействии кромок ленты со стенками направляющего калибра ролика, погруженного в свинцовую ванну. В результате появляется дополнительный силовой фактор – изгибающий момент. Анализом напряженно-деформированного состояния ленты при внеосевом растяжении определена схема силовых параметров, влияющих на серповидность ленты при термообработке. Рассчитано напряженно-деформированное состояние ленты в упругой зоне, что позволило установить границы зон пластической деформации. Выявлены зависимости критической кривизны ленты от нескольких параметров – ширины и толщины ленты, натяжения и температуры ленты. Установлены критерии, определяющие начало пластической деформации по кромкам ленты. Установлено, что при увеличении натяжения кривизна ленты может быть уменьшена на 13–30%. Результаты. Статистическим анализом установлено влияние на серповидность ленты операции патентирования. Определена схема силовых параметров и рассчитано напряжённо-деформированное состояние ленты. Определены критерии, определяющие начало пластической деформации и показана возможность существенного снижения кривизны.
Ключевые слова
Высокоуглеродистая лента, серповидность, кривизна, упругие и пластические зоны деформации, трение на кромках ленты.
1. Куницын Г.А. Повышение точности процесса холодной прокатки ленты из подката клиновидного поперечного сечения: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2000. 130 с.
2. Максимов Е.А. Взаимосвязь критериев и частные показатели плоскостности и серповидности листового проката // Изв. вузов. Черная металлургия. 2012. №6 С. 6–10.
3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высш. школа, 2003. 480 с.
4. Кацман А.Ю. Статистическая обработка экспериментальных данных. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2008. 38 с.
5. Grinstead С.М., Snell J.L. Introduction to Probability. Dartmouth College, 2016. 520 р.
6. Evans M.J., Rosenthal J.S. Probability and Statistics. University of Toronto, 2015. 773 p.
7. Pishro-Nik H. Introduction to probability, statistics and random processes. Kappa Research, 2014. 654 p.
8. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3982.html
9. Беляев Н.М. Сопротивление материалов: учеб. пособие. 15 изд., перераб. М.: Альянс, 2014. 607 с.
10. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости / под ред. Г.С. Шапиро. 2-е изд. М.: Наука, 1979. 560 с.
11. Love A.E. A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity. Cambridge University Press, 2016. 350 p.
12. Gould P.L., Feng Y. Introduction to Linear Elasticity. Springer, 2019. 384 p.
13. Харитонов В.А., Таранин И.В. Сравнительный анализ эффективности совмещенных способов обработки металлов давлением при производстве проволоки // Сталь. 2015. №1. С. 61–64.
14. Довженко Н.Н., Довженко И.Н., Сидельников С.Б. Энергосиловые параметры процесса совмещенной прокатки-прессования // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2005. №4. С. 54–61.
15. Гастев В. А. Краткий курс сопротивления материалов. М.: Наука, 1977. 456 с.
16. Анализ особенностей напряженного состояния фланца намоточного устройства как кольцевой пластины / Конев С.В., Михайлец В.Ф., Тефтелев И.Е., Файнштейн А.С. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2018. Т. 16. №3. С. 98–102.
17. http://tehtab.ru/guide/guidephysics/frication/frictiontovariouspairs/
18. Терегулов И.Г. Сопротивление материалов и основы теории упругости и пластичности. М.: Высш. шк., 1984. 472 с.
19. http://doctorlom.com/item230.html
20. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. 3 изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1971. 424 с.
21. Пат. №2463122 РФ, МПК В21D 1/02. Способ правки полосы: заявл. 16.12.2010; опубл.10.10.2012 / Гринавцев В.Н., Гринавцев О.В.