» » Факторы, влияющие на величину контактного трения
21.12.2014

1. Состояние поверхности рабочего инструмента
Чем меньше шероховатость инструмента, тем меньше трение. Используется фактор довольно гибко. В случае горячей прокатки, чтобы улучшить условия захвата и обжатие за проход, поверхность валков загрубляют, увеличивая ее шероховатость (делают насечку, наплавку). При холодной прокатке, когда давление металла на валки велико за счет высокого предела текучести, и еще необходимо преодолевать контактные силы трения, прокатные валки шлифуют, полируют с целью снижения коэффициента трения. Захват металла при этом может не происходить, и прокатку ведут за счет приложения переднего натяжения,
2. Состояние поверхности деформируемого металла - влияет только в первый момент деформации, в дальнейшем зависит от состояния поверхности инструмента (принимает его шероховатость).
Факторы, влияющие на величину контактного трения

Важную роль играет окалина. При горячей прокатке она иногда играет роль смазки, а иногда - насечки (увеличивается трение). При холодной прокатке окалина всегда способствует увеличению трения.
Чем чище поверхности контактирующих тел, тем выше коэффициент трения (f), так как тонкие пленки окислов не парализуют силы молекулярного сцепления. При прокатке в вакууме f>0,5.
3. Химический состав
Данные противоречивы. Углерод и хром понижают коэффициент трения, марганец - повышает f.
По данным Северденко f сложнолегированных сталей ниже при низких температурах и выше - при высоких.
4. Температура
По данным Северденко В.П. f увеличивается за счет окисления поверхности металла (первый максимум). С дальнейшим повышением температуры происходит размягчение окалины и она играет роль смазки. Образование второго максимума объясняется структурными изменениями в окалине с образованием Ре2О3, Fe3O4, FeO, При температуре свыше 1000°С резко возрастает пластичность металла - податливость силам среза (срезаются микронеровности).
Факторы, влияющие на величину контактного трения

5. Давление (р) на поверхности металла
Данные противоречивы. Объясняется это тем, что не установлена закономерность между изменениями состояния контактных поверхностей и f. С одной стороны увеличение р приводит к сглаживанию всех неровностей и уменьшению f. С другой стороны, увеличение Pcp приводит к увеличению площади контактных поверхностей, разрушению слоев смазки и взаимодействию чистых поверхностей металла и инструмента -возрастают молекулярные силы взаимодействия, f растет.
Факторы, влияющие на величину контактного трения

6. Скорость относительного смещения
С уменьшением скорости деформирования увеличивается коэффициент трения. Эту зависимость используют при прокатке: с увеличением /при уменьшении скорости прокатки увеличивается угол захвата и обжатие за проход - для обеспечения надежного захвата металла валками его производят со скоростью не более 2 м/с.
Разнообразие факторов, влияющих на f, нашло отражение в эмпирических формулах.
Факторы, влияющие на величину контактного трения

где к1 - коэффициент, учитывающий материал валков (к1=0,8-1,0); к2 - коэффициент, учитывающий, скорость прокатки; к3 - коэффициент, учитывающий, марку стали (к3=1,0-1,6).
Формула Л. Ф. Молоткова
Факторы, влияющие на величину контактного трения

где k*100 = 27*23 e-0,27(%С*10); е - основание натурального логарифма.
Формула Ю.М. Чижикова
Факторы, влияющие на величину контактного трения

где α - коэффициент, учитывающий влияние состава материала валков; τ - напряжение трения; m - коэффициент, учитывающий влияние состава прокатываемой стали.
Формула Ш. Гелей (при температуре прокатки более 700°С)
Факторы, влияющие на величину контактного трения

где к1 - коэффициент, учитывающий материал валков (к1=0,9-1,0); V- окружная скорость валков (не более 5,0 м/с).
Формула Н.Н. Гета
Факторы, влияющие на величину контактного трения

Формула А.П. Гоудева
Факторы, влияющие на величину контактного трения

где V - окружная скорость валков; k - коэффициент, учитывающий влияние смазки (k = 0,9-1,55).