CZĘŚĆ TEORETYCZNA:
W procesie walcowania przedmiot uzyskuje zamierzony kształt w wyniku odkształcenia plastycznego metalu między obracającymi się twardymi walcami, tarczami lub rolkami.
Budowa walcarki:
· Klatka robocza,
· Elementy napędowe,
· Elementy mocujące do fundamentu,
Klatką roboczą nazywamy zespół roboczy walców wraz z łożyskami, ich obudową, urządzeniem do nastawiania i wyrównoważenia walców oraz urządzenia smarujące i chłodzące.
Walce są to elementy konstrukcyjne decydujące o przebiegu procesu kształtowania, mają one różne wymiary i kształty. Mogą być gładkie lub bruzdowe. Walec składa się z beczki stanowiącej środkową część walca czopów do osadzania walca w łożyskach oraz rozet które służą do połączenia z mechanizmem napędowym. Walce bruzdowe różnią się od gładkich kształtem części roboczej, na której odwzorowany jest profil wyrobu wytwarzanego.
Najprostsze walcarki składają się z dwóch walców, taki układ nazywa się duo.
Tensometr - czujnik, zmieniający swoją rezystancję wraz ze zmianą jego wymiarów. Ze względu na budowę rozróżnia się tensometry: wężykowe, zygzakowe, kratowe, foliowe, półprzewodnikowe.
W tensometrii elektrooporowej wykorzystuje się zjawisko zmiany oporności elektrycznej przewodnika wynikającej z jego wydłużenia lub skrócenia. Zależność opisuje wzór:
gdzie: ρ - jest opornością właściwą (rezystywnością) materiału przewodnika; L - długość przewodnika; A - pole przekroju.
CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA:
Do wykonania ćwiczenia użyliśmy walcarki duo jednokierunkowej o walcach stalowych o średnicy 180 mm, a do pomiaru nacisku na walce użyliśmy dwóch czujników (prawego oraz lewego), które składały się z ośmiu tensometrów wężykowych które wytrzymują nacisk do 80[kN]. Po przekroczeniu tej granicy będącej jednocześnie ich granicą plastyczności następuje ich zniszczenie. Przed doświadczeniem zostały one odpowiednio przylutowane i zamocowane na wałku pomiarowym na przemian poziomo i pionowo. Tensometry ukierunkowane pionowo rozmieszczone zostały co 90o. Przed próbą zostały sprawdzone poprzez przyłożenie do nich wzrastających obciążeń co pozwoliło sporządzić ich liniową charakterystykę świadczącą o ich prawidłowym wyskalowaniu. Dla zerowej siły nacisku na obu czujnikach występuje napięcie 0 V, natomiast przy nacisku PM = 80 kN napięcia występujące na czujnikach różnią się i wynoszą:
· Na lewym (szary): UML = 1.65 V
· Na prawym (czerwony): UMP = 1.55 V
Próbka walcowana:
Do doświadczenia użyliśmy aluminiowej płytki prostopadłościennej o wymiarach początkowych:
Szerokość b = 30 mm
Grubość g = 5 mm
Zmianę wymiarów płytki sprawdzamy przez zmierzenie jej w trzech punktach pomiarowych umieszczonych na krańcach oraz na środku próbki. Mierząc próbkę od jednego z krańców otrzymamy następujące wyniki:
b1 = 30,4 mm g1 = 4,25 mm
b2 = 30,4 mm g2 = 4,3 mm
b3 = 30,6 mm g3 = 4,1 mm
Odkształcenia próbki w kolejnych punktach pomiarowych:
1)
2)
3)
Wyniki pomiaru na czujnikach:
Wykres przedstawiający zależność siły działającej na walce od czasu sporządzony został w oparciu o wartości odczytane z czujników za pomocą programu Next View. Wykres ten jest przedstawiony poniżej:
Maksymalna zarejestrowana siła jaka działała na lewy czujnik podczas trwania doświadczenia wynosi PL = 48 kN natomiast maksymalna siła zarejestrowana na prawym czujniku wynosi PP = 38 kN.
Całkowity nacisk materiału na walce PC jest równy sumie maksymalnych nacisków odczytanych przez czujniki.
PC = PL + PP
PC = 48 + 38
PC = 86 [kN]
WNIOSKI:
Walcowanie powoduje zmiany wymiarów walcowanego materiału. Przyczyną tego zjawiska jest zgniatanie materiału pod walcami i jednoczesne powiększenie długości walcowanego materiału. Zmniejszenie przekroju i jednoczesne wydłużenie walcowanego materiału jest spowodowane tym, że podczas obróbki plastycznej objętość materiału nie może uledz zmianie.
Dla uzyskania jednolitego odkształcenia próbki podczas walcowania ważne jest aby walce były względem siebie ustawione równolegle z jak najlepszą dokładnością. Z otrzymanych wyników możemy stwierdzić, że podczas naszego doświadczenia walce nie były ustawione wystarczająco dokładnie co spowodowało nierównomierne odkształcenie plastyczne próbki.
qazsedc