Analiza pęknięcia walca maszyny do walcowania blach

1. Charakterystyka tarcia i zużycia rolek

1) Mechanizm zużycia

Ścieranie to proces, w wyniku którego dwa obiekty na powierzchni ciernej stykają się ze sobą i stopniowo tracą materiał w wyniku mechanicznego działania tarcia.Spowoduje to stopniowe zmniejszanie się rozmiaru obiektu w kierunku prostopadłym do powierzchni ciernej.Powierzchnia styku pod wpływem dużych naprężeń ulega miejscowym uszkodzeniom mechanicznym, a na formę uszkodzenia wpływają otaczające czynniki środowiskowe.W zależności od przyczyny uszkodzenia dzieli się je na zużycie adhezyjne, zużycie ścierne i zużycie zmęczeniowe.Jeśli chodzi o zużycie adhezyjne, chociaż powierzchnia walca roboczego jest poddawana obróbce cieplnej, folia powierzchniowa zostanie ściśnięta i pęknięta w wyniku normalnego obciążenia i jednocześnie ruchu stycznego, powodując bezpośredni kontakt nowej powierzchni i powodując przyczepność (spawanie na zimno ).Jeśli obciążenie i prędkość są duże, temperatura powierzchni ciernej wzrośnie, co jeszcze bardziej sprzyja pękaniu warstwy powierzchniowej i tworzeniu przyczepności.Cykl adhezja-złuszczanie-ponowna adhezja powoduje zużycie adhezyjne.W przypadku zużycia ściernego jest to również możliwe i powszechne.Ponieważ płyta jest twarda lub posiada twarde plamy, zanieczyszczenia itp., pod ruchem stycznym twardsze wierzchołki konturu lub ziarna ścierne na powierzchni walca wycinają rowki w kształcie pasków, przypominające cięcie, powodując odpadanie materiału.W przypadku rolek roboczych wytwarzających tarcie toczne i ślizgowe, pod wpływem zmiennych naprężeń powierzchnia materiału ulega zmęczeniu, a materiał odpada, powodując zużycie zmęczeniowe.Liczba cykli naprężeń powodujących zużycie zmęczeniowe maleje w miarę wzrostu naprężenia, zwłaszcza gdy wzrasta udział tarcia ślizgowego.

2) Analiza zużycia

W pewnych warunkach tarcia proces zużycia dzieli się na trzy fazy, mianowicie fazę docierania, fazę stabilnego zużycia i fazę intensywnego zużycia.Docieranie to niestabilny etap zużycia.Występuje w niewielkim procencie przez cały czas pracy i charakteryzuje się dużą szybkością zużycia, jednak maleje wraz ze wzrostem czasu pracy.Najdłużej trwa stabilny etap zużycia, który charakteryzuje się wolniejszym zużyciem i stabilną szybkością zużycia.Poważny etap zużycia to gwałtowny wzrost szybkości zużycia.Dla walca oznacza to, że koncentracja naprężeń jest poważna, co powoduje, że wałek łatwo pęka.W przypadku walcarki do blachy docieranie maszyny na biegu jałowym ma ogromne znaczenie dla wydajności i żywotności maszyny.Docieranie może sprawić, że powierzchnia maszyny będzie elastyczna, co może zapewnić minimalny stopień zużycia i stabilną wartość tarcia.Ważną zasadą docierania jest to, że chropowatość stabilna jest niezależna od chropowatości pierwotnej, ale zależy od warunków zużycia.Praca maszyny nie jest bowiem rodzajem długotrwałego docierania.Na wynik docierania wpływają takie czynniki jak obciążenie materiału, prędkość, właściwości mechaniczne i fizyczne, ale dopóki ciśnienie nie przekracza wartości krytycznej, coraz lepiej jest utrzymywać kontakt elastyczny.

2. Przyczyny rodzajów pęknięć rolek

1) Początkowe pęknięcie rolki

Początkowe pęknięcie rolki jest zwykle spowodowane nadmiernym naciskiem górnej rolki i niewystarczającym współczynnikiem bezpieczeństwa wytrzymałości rolki.

2) Pośrednie pęknięcie rolki

Im mniejsza średnica walcowanego arkusza, tym większa jest siła docisku i naprężenie styczne.Dlatego też na skutek przyczepności i zużycia ściernego naprężenia na wale są nadmiernie skoncentrowane, a wałek może w każdej chwili ulec uszkodzeniu.

3) Późne pęknięcie rolki

Jeśli konstrukcja i działanie są zgodne ze specyfikacjami, po osiągnięciu przez naprężenie zmęczeniowe walca określonej liczby cykli nastąpi koncentracja naprężeń, co spowoduje pęknięcie zmęczeniowe;a wraz ze wzrostem przeciążenia i naprężenia stycznego, pęknięcie to przyspieszy.