Проектирование и расчет валковых машин для полимерных материалов. Клинков А.С - 8 стр.

UptoLike

К достоинствам данного метода следует отнести то, что он выявляет непосредственную связь меж-
ду распорным усилием Fn, мощностью Nn и физическими параметрами вальцуемой массы. К недостат-
кам можно отнести то, что данные критериальные уравнения не раскрывают физической картины про-
цесса в зоне деформации ABCD. Ценность метода снижается за счет того, что для каждого обрабаты-
ваемого материала и для каждого изменения технологического параметра процесса вальцевания необ-
ходимо проводить эксперимент, что практически не всегда возможно. Ко второй группе относятся ме-
тоды, построенные на предположении, что полимерные материалы являются веществами, обладающи-
ми ярко выраженным пределом текучести, а сам процесс деформации вальцуемой массы аналогичен
прокатке металла. Наиболее полное решение данной задачи получено в работе [3]. На основании данно-
го предположения М.М. Майзелем использовано дифференциальное уравнение равновесия элемента в
зоне деформации для полимера, которое после преобразования имеет вид
(
)
0=
τ
±
χ
σ
χ
σ
xdy
dx
xdy
Pd
tt
.
Для решения данного уравнения приняты следующие граничные условия:
0
0
=σ
=y
;
0=σ
=
n
yy
;
(1.3)
ty
P
χ
σ
=
=0
;
tyy
n
P
χ
σ
=
=
.
Предполагается, что сила трения определяется законом Амонтона
Pf
1
=
τ
. (1.4)
В этих формулах
t
σ предел текучести; P удельное давление;
χ
коэффициент, в зависимости от
изменяетея в пределах 1< χ >1,25;
1
f коэффициент трения полимера о поверхность валка;
τ
напря-
жение сдвига; x, y – текущие координаты.
Разрешая уравнение (1.3) относительно Р, получаем распределение удельного давления по дуге за-
хвата материала:
для зоны отставания
()
+
δ
δ
χσ
=
δ
11
н
h
h
P
t
; (1.5)
для зоны опережения
()
δ
δ
χσ
=
δ
11
к
h
h
P
t
, (1.6)
где
кн
1
2
hh
yf
=δ
.
Под зоной отставания подразумевается область деформации обрабатываемого материала, заклю-
ченная между сечением, где удельное давление на материал достигает максимального значения. Зона
опережения, соответственно, находится между нейтральным и сечением выхода материала с валков.
Анализ уравнений (1.5) и (1,6) показывает, что в зоне отставания удельное давление возрастает в сторо-
ну уменьшения зазора, а в зоне опережения, наоборот, уменьшается. Следовательно, на границе раздела
между зоной отставания и зоной опережения (нейтральное сечение) величина удельного давления дос-
тигает максимального значения. Далее, просуммировав проекции элементарных сил давления и сил
трения на плоскость осей валков, определяется величина распорного усилия
δ
χσ
=
δ
1
2
1
2
к
н.с
кн
н.с
h
h
hh
R
hL
F
t
n
, (1.7)
где L – рабочая длина валка; R – радиус бочки валка.
Уравнение (1.7) получено в предположении, что удельное давление постоянно по ширине вальцуемо-
го материала, дуга захвата заменена хордой и составляющая от сил трения не учитывается. Для слу-
чая, когда скорость вращения и диаметры валков равны, а ордината точки приложения равнодейст-
вующей силы распора известна, определяется момент сопротивления, возникающий при деформации
материала между вращающимися валками
β
=
sinDFM
n
, (1.8)
где β угол определяющий величину ординаты точки приложения равнодействующей распорного уси-
лия.