在軋製時軋輥加於軋件使之塑性變形的力。但通常把軋件作用於軋輥上並通過壓下螺絲傳遞給機架的力稱做軋製力,即是軋件加於軋輥的反作用力的垂直分量。軋製力在我國習慣稱做軋製壓力或軋製總壓力。圖1給出軋輥加於軋件的力,Pr為軋製力,它垂直於軋輥表面;T為摩擦力;Lp為變形區水平投影長度。軋制力是確定軋機強度的基礎。正確計算和測定軋制力,對於設計和使用軋機均有很大意義。
影響軋制力的因素 為瞭便於分析,可把影響因素分為兩類:①影響軋件材料在簡單應力狀態下變形抗力σ0的因素,如化學成分、組織、軋制溫度和速度、加工硬化等;②影響變形的應力狀態的因素,如軋輥直徑、軋件尺寸、表面摩擦、外力(張力或推力)等。
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由於影響軋制力的因素很多,而且在實際生產條件下各因素變動范圍較大,所以雖有多種方法計算軋制力,但仍未能取得滿意的結果。一般來說,確定軋制力的方法可以分為理論計算,用總結實驗值的經驗公式計算,以及實測法三種:
軋制力的理論計算方法 有截面法、滑移線法、能量法、上下界法、有限元法等,其中截面法(也稱工程近似法)應用最廣。
截面法中有代表性的是卡門(T.von Karman)方程(1925年提出)。此方程為在一定假設條件下於變形區取任意截面(圖2),根據力平衡條件導出
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軋制力的理論計算公式均較復雜,又都對實際變化著的許多條件因素作不同的簡化,所以公式雖然很多,但應用范圍均受一定條件限制,精度也較差。
軋制力的經驗公式 由於理論公式的上述缺點,實際中常應用一些經驗公式,如常用的計算熱軋碳鋼軋制力的埃克倫德(S.Ekelund)公式:
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式中Kf為變形抗力,Kf=K+2ηυ
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目前軋機上實測軋制力的技術有很大發展,軋機上的測力傳感器通稱壓頭,常用的有電阻應變式和壓磁式兩種,隨著軋機自動控制的發展,它已成為現代軋機必備的檢測手段(見軋機彈性變形)。
參考書目
趙志業主編:《金屬塑性變形與軋制理論》,冶金工業出版社,北京,1980。