Sprawozdanie
Temat: Walcowanie wzdłużne gładkimi i bruzdowymi walcami.
1. Metale i stopy wyprodukowane w hucie (o ile nie są przeznaczone na odlewy) poddaje się obróbce plastycznej głównie przez walcowanie.
W procesie tym przedmiot uzyskuje zamierzony kształt w wyniku odkształcenia plastycznego metalu między obracającymi się twardymi walcami, rolkami lub tarczami.
Walcowanie powoduje zmiany wymiarów walcowanego materiału. Tą metodą wytwarza się większość półfabrykatów metalowych, a wytwarzane z półfabrykatów produkty walcowane można podzielić na pręty, kształtowniki, rury, taśmy i wyroby specjalne (np. obręcze kół wagonowych). Większość wyrobów walcowanych otrzymuje się metodą obróbki na gorąco (pręty, rury, kształtowniki, blachy grube i cienkie). Walcowanie na zimno ogranicza się wyłącznie do wyrobu blach i taśm.
2. Podczas walcowania na walce dzieła siła nacisku N, natomiast na materiał siła tarcia T. Gdy zostanie spełniony warunek: T⋅cosα>N⋅sinα, to proces walcowania może się rozpocząć. Kąt α nazywamy kątem chwytu czyli kątem zawartym między promieniem przechodzącym przez punkt styku materiału z walcem a prostą łączącą środki obu walców.
3. Rozkład sił podczas walcowania:
Materiał może być pochwycony przez walce, gdy kąt chwytu α jest mniejszy od kąta tarcia ς.
Przy zastosowaniu dużych walców mamy duże tarcie. Walec mały to mniejsze tarcie, ale przy zastosowaniu walców oporowych.
4. Podczas walcowania można zaobserwować dwa charakterystyczne zjawiska:
a) pierwsze zwane wyprzedzaniem-charakteryzuje je większa prędkość wypływania materiału
spod walców niż pozioma składowa obwodowej prędkości walców. Przyczyną tego
zjawiska jest zgniatanie materiału pod walcami i jednoczesne powiększanie długości
walcowanego pręta.
b) drugi zwane opóźnieniem-ma miejsce wtedy gdy materiał oczekujący na przewalcowanie
przesuwa się w kierunku walcowania wolniej niż wynosi pozioma składowa obwodowej
prędkości walców
5. Możemy wyróżnić trzy sposoby walcowania:
a) walcowanie wzdłużne ( blachy )
b) walcowanie poprzeczne ( profile )
c) walcowanie ukośne ( gwinty )
6. Urządzenia do walcowania:
Walcarki to maszyny do obróbki plastycznej metodą walcowania wsadu na półfabrykat lub wyrób ostateczny. Walcarka składa się z klatki roboczej i elementów napędowych przenoszących ruch obrotowy od silnika na walce oraz elementów mocujących je do fundamentów.
1 - walce klatki roboczej
2 - klatka walców zębatych (rozgałęzienie napędu i przenoszenie go na poszczególne walce)
3 - przekładnia zębata (zmniejsza prędkość obrotową)
4 - silnik elektryczny
5 - łącznik
6 - nasuwka
A. Rodzaje walców:
a) walce gładkie
1 - beczka
2 - czop (do osadzenia walca w łożyskach)
3 - rozety (łączenie walców z mechanizmem napędowym
b) walce bruzdowe
1 - bruzda (nadają walcowanym materiałom określonych zarysów)
Określenie kolejności przebiegu walcowania oraz przygotowanie bruzd nazywamy kalibrowaniem walców.
B. Rodzaje walcarek :
a) duo (składająca się z dwóch walców) - jednokierunkowa: walcowanie przebiega tylko w
jednym kierunku. Mogą służyć do walcowania niewielkich walcówek.
b) duo - zwrotna: walcują materiał podczas ruchu w obu kierunkach. Służą do walcowania
dużych walcówek.
c) trio (składa się z trzech walców): praca odbywa się w obie strony bez konieczności zmiany kierunku obrotu walców. Stosowane są do walcowania bruzdowego (kątowniki, kształtowniki)
d) kwarto (składa się z czterech walców): stosowanie walców roboczych o małych średnicach umożliwia uzyskanie dużych nacisków jednostkowych przy małych siłach dociskających walce. Stosowane są do walcowania cienkich blach.
7. Ćwiczenie 1 polegające na walcowaniu próbki z ołowiu w walcarce duo.
Obroty 6,5 6,0 5,0 4,0
Grubość 9,6 9,4 8,3 6,9 5,9
Szerokość 39,5 40,1 40,2 40,5 40,8
Długość 120,0 129,0 138,0 162,0 195,0
Wydłużenie 9,0 9,0 24,0 33,0
po każdym
przejściu
Wydłużenie całkowite wynosi 75 mm.
Kąt chwytu
cosα= R-Δh/2
cosα= 34,9/35
α= 4,33
8. Ćwiczenie 2 polegające na walcowaniu próbki z aluminium na walcarce bruzdowej.
Grubość Długość
Wymiary wyjściowe 5,0x5,0 112,4
Po przejściu w bruździe nr.1 5,4x3,3 159,0
Po przejściu w bruździe nr.2 4,0x4,0 184,0
Po przejściu w bruździe nr.3 4,5x2,5 258,0
Po przejściu w bruździe nr.4 3,0x3,0 308,0
Następnie walce zostają rozstawione o 0,8 mm
Po przejściu w bruździe nr.5 217,0
Następnie walce zostają z powrotem zsunięte, a przewalcowana w bruździe nr.5 próbka zostaje obrócona o 90o i poddana ponownemu walcowaniu w bruździe nr.5
Po ponownym przejściu w bruździe nr.5 239,0
9. Wnioski:
- kat chwytu jest uzależniony od promienia walców używanych w procesie walcowania - im
promień walców większy tym kąt chwytu α jest mniejszy
- w przypadku elementów ciężkich, w których przenoszenie jest utrudnione najbardziej
optymalną walcarką jest walcarka trio, która umożliwia walcowanie w obie strony bez
konieczności zmiany kierunku obrotów lub przenoszenia materiału
- stosowanie walcarek kwatro zapobiega wyginaniu się walców roboczych pod naciskiem
materiału
- im walce są bardziej skręcone (im mniejsza szczelina między nimi) tym proces walcowania
jest trudniejszy