Методы определения контактного трения для процессов ковки, прокатки, волочения и прессования.

КОВКИ И ШТАМПОВКИ:Метод осаживания в конических бойках. Коэффициент трения находится по значению угла конуса бойка. Бойки подбирают таким образом, что бы после осаживания образец имел цилиндрическую форму боковой поверхности.

Метод применяют для простой оценки контактного трения.

При неравенстве P_x>T_x образец имеет вогнутую форму боковой поверхности. При неравенстве P_x<T_x образец имеет бочкообразную форму боковой поверхности. При равенстве P_x=T_x образец имеет цилиндрическую форму боковой поверхности.

Метод бочкообразования. По этому методу находят коэффициент трения по полученной бочкообразной форме цилиндрическим образцом. Метод применяют для простой оценки контактного трения. Коэффициент трения определяют из следующего выражения:

Методы осадки клиновидного образца в наклонных бойках. Клиновидный образец с наклонными гранями осаждают в наклонных бойках. После осадки определяют границу раздела течения в продольном направлении (нейтральную линию). Для этого на боковую поверхность образца наносят вертикальные риски.

Коэффициент трения рассчитывается по формуле:

При условии правильного определения положения нейтральной линии метод позволяет достоверно определить коэффициент трения.

ПРОКАТКИ:Метод опережения. Метод основан на том, что скорость выхода полосы из валков прокатного стана больше окружной скорости валков.

Коэффициент трения по этому методу находится по формуле:

– угол трения. Он связан с критическим углом и углом захвата .

Метод клещевого захвата. Это метод является точным, но сложным в исполнении.

Коэффициент трения по методу клещевого захвата находится по формуле:
где – горизонтальная сила, вызывающая буксование полосы; – сила, действующая на полосу во время прокатки; – угол захвата полосы валками.

ВОЛОЧЕНИЕ:Метод разрезной волоки. Для определения коэффициента трения измеряется усилие волочения и боковая распорная сила при протяжке через волоку, состоящую из двух половин.

Откуда угол трения определяется как: .

28. Трение - взаимодействие сил двух тел, которые возникают при перемещении их по поверхности их соприкосновения.

Внутренне трение – трение, которое возникает на внутрикристаллических и межкристаллических плоскостях скольжения. Именно они препятствуют деформации тела.

Внешнее трение – трение на поверхностях контакта.

По характеру взаимного перемещения трение делится на:

Трение покоя (статическое)

Трение скольжения и трение качения (кинетическое)

Трение покоя сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения.

Трение скольжения возникает при взаимном перемещении трения пары без перекатывания элемента.

Трение скольжения характеризуется тем, что все точки поверхности одного тела движутся по касательной к поверхности другого тела.

Трение качения возникает при перемещении путём перекатывания одного элемента по другому.

При качении точки поверхностей взаимодействующих тел сначала сближаются, потом соприкасаются, а затем расходятся.

При процессах ОМД в основном присутствует трение скольжения.

По характеру контакта существуют виды трения:

Сухое, Граничное, Жидкостное, Смешанное а) полужидкостное б) полусухое

Сухое – трущиеся поверхности не разделены слоем какой-либо среды. Частный случай сухого трения – сухое трение.

Граничное – присутствует смазка толщиной в несколько молекулярных слоёв не проявляя объёмные свойства жидкости.

Жидкостное – характерно разделением контактных поверхностей толстым слоем среды, подчиняющейся законам гидродинамики.

Полусухое – одновременно присутствуют сухое и граничное трения. Оно наблюдается при небольшом количестве смазки или загрязнениях.

Полужидкостное – сочетание граничного и жидкостного трения.

В жидкостном трении присутствуют внутренние трения.

Отличие трения при процессах ОМД от трения в кинематических парах:

1. При трении в кинематических парах присутствуют только упругие деформации, а при трении в процессах ОМД присутствуют пластические деформации;

2. При трении в процессах ОМД увеличивается плотность контакта поверхности, т.к. велико давление тел друг на друга;

3. Постоянно увеличивается фактическая площадь касания;

4.Происходит постоянное обновление трущейся поверхности;

27. Пластичность – свойство твердых тел изменять форму и размеры под влиянием внешних нагрузок и сохранять ее, когда нагрузки перестают действовать (после снятия нагрузок).

Пластичность бывает природная и технологическая.

Природная пластичность- пластичность металлов, которой они наделены изначально.

Технологическая- пластичность в условиях техпроцессов.

Абсолютной пластичностью обладают чистые металлы.

Оценивают пластичность следующими методами:

1. Прокатка клиновидных образцов до 2 мм

Характеристика пластичности - здесь величина критического обжатия, при которой образовывается трещина.

Недостаток метода- трудность сопоставления результатов с данными других исследований, т.к. не определяется стандартная характеристика механических свойств.

2. Испытание на ударный изгиб надрезанных или гладких образцов

Характеристика пластичности – затраченная работа на разрушение.

Достоинства: высокая производительность, т.к. время испытания несколько секунд и в печи нагревается несколько образцов.

Недостатки: 1) удельная работа деформации плохо характеризует пластичность, т.к зависит от прочности; 2) снижение температуры образца при переносе на копёр; 3) невозможность оценки пластичности высокопластичных материалов, т.к после этих испытаний образец не разрушается.

3. Испытание на сжатие ( испытывают цилиндрические образцы)

Характеристика пластичности – величина обжатия, при которой образуются трещины.

Достоинства: близкая аналогия с процессом прокатки.

Недостатки: 1) необходимость испытаний серии образцов с различным обжатием для определённой критической степени деформации при каждой температуре; 2) Снижение температуры; 3) невозможность оценить пластичность высокопластичных материалов, т.к они не разрушаются.

4.Испытывают на статический изгиб

Недостаток: есть предельный угол приспособления.

5. Испытание на растяжение

Характеристика пластичности – относительное удлинение и относительное сужение поперечного сечения.

Достоинство: возможность проведения испытаний образцов среди инертных и активных газов.

Недостатки: 1) относительное удлинение не во всех случаях отражает пластичность; 2) зависимость пластичности от размеров образца и от места разрыва.

6. Испытание на выдавливание лунки из ленты и на свёртку и вытяжку колпачков из ленты

Недостатки: нет строгого соответствия между глубиной лунки и удлинением и сужением при разрыве, также нет соответствия между глубиной лунки и способностью штамповки и глубокой вытяжки.

29. Существует несколько способов учёта контактного трения:

При сухом трении- учитывают при помощи закона Кулона-Амонтона, условие постоянства максимального касательного напряжения

-закон Амонтона