Badanie warunków tarcia w procesie walcowania pierścieni na gorąco

• Autorzy: Surdacki P. , Gontarz A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2018.6.1

Warianty tytułu

EN

Research of friction conditions in hot ring rolling process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Efektywną metodą kształtowania wyrobów pierścieniowych o dużych średnicach w stosunku do wymiarów przekroju poprzecznego jest walcowanie pierścieni na gorąco. Z uwagi na złożony charakter tego procesu przy projektowaniu celowe jest stosowanie symulacji numerycznych. Istotnym zagadnieniem jest odpowiedni opis warunków tarcia. Najczęściej w obliczeniach stosuje się model tarcia stałego, w którym czynnik tarcia charakteryzuje parę trącą narzędzie – odkształcany materiał. Celem badań przedstawionych w opracowaniu było wyznaczenie czynnika tarcia dla pary trącej rolka główna – walcowany pierścień, który zastosowany w symulacjach zapewni najlepszą zbieżność wyników obliczeń i doświadczenia. Badania laboratoryjne przeprowadzono na walcarce pionowej. Podczas badań zmieniano prędkość dosuwu rolki głównej w celu określenia wartości granicznej w aspekcie poślizgu. Uzyskano dwie prędkości charakterystyczne (z poślizgiem i bez poślizgu), dla których przeprowadzono symulacje numeryczne z parametrami odpowiadającymi warunkom eksperymentu. Zmieniano czynnik tarcia poszukując wartości, przy której uzyska się zgodność z doświadczeniem tj. dla jednej prędkości charakterystycznej wystąpi poślizg, a dla drugiej nie wystąpi. Na podstawie zastosowanej metodyki badawczej wyznaczono czynnik tarcia m=0,61 jako najbardziej odpowiedni do analiz numerycznych przy użyciu programu Simufact.forming v. 14.0.

EN

An effective method of producing ring products with large diameters in relation to the dimensions of the cross-section is hot rolling. Due to the complexity of the design process, the use of numerical simulations is advisable when designing. An important issue is an adequate description of the friction conditions. Most often, in the calculations, a shear friction model is used, in which the friction factor is characterized by a rubbing pair: tool - a deformed material. The purpose of the research presented in the paper was to determine the friction factor for the friction pair of the main roll - the rolled ring, which used in the simulations will ensure the best convergence of the results of calculations and experiments. Laboratory tests were performed on a vertical mill. During the tests, the infeed speed of the main roll was changed to determine the limit value in terms of slip. Two characteristic speeds were obtained (with slip and without slip), for which numerical simulations with parameters corresponding to the experimental conditions were performed. The friction factor has been changed, looking for a value at which compatibility with the experiment will be obtained, i.e. for one characteristic speed, slip will occur and for the other it will not occur. On the basis of the applied research methodology, the friction factor m = 0.61 was determined as the most suitable for numerical analyzes using the program Simufact.forming v. 14.0.

Słowa kluczowe

PL

walcowanie pierścieni na gorąco; model MES; czynnik tarcia

EN

hot ring rolling proces; model FEM; friction factor

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 85, nr 6
• Strony: 182--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Surdacki P.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Gontarz A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej, ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Eruc Ernen, Raji Shivpuri. 1992. “A summary of ring rolling technology-I. Recent trends in machines, process and production lines”. International Journal of Machine Tools and Manufacture 32: 379-398.
• [2] Eruc Ernen, Raji Shivpuri. 1992. “A summary of ring rolling technology-II. Recent trends in machines, process and production lines”. International Journal of Machine Tools and Manufacture 32: 399-413.
• [3] Song Deng, Hua Lin. 2017. “Influence og hot ring rolling on uniform deformation of High-speed rail bearing ring”. Procedia Engineering 207: 17-22.
• [4] Lin Hua, Deng Jiadong, Qian Dongsheng, Lan Jian, Long Hui. ”Modeling and application of ring stiffness condition of radial-axial ring rolling”. International Journal of Machine Tools & Manufacture 110: 66-79.
• [5] Qualiato Luca, Guido Berti. 2016. “Mathematical definition of the 3D strain field of the ringin the radial-axial ring rolling process”. International Journal of Mechanical Sciences 115-116: 746-759.
• [6] Xuefeng Tang, Wang Baoyu, Zhang Hua, Fu Xiaobin, Ji Hongchao. 2017. “Study on the microstructure evolution during radial-axial ring rolling of IN718 using a unified internal state variable material model”. International Journal of Mechanical Sciences 128–129: 235-252.
• [7] Tea-Dong Kil, Lee Jim-Mo, Moon Young-Hoon. 2015. “Quantitative formability estimation of ring rolling process by using de formation processing map”. Journal of Materials Processing Technology 220: 224-230.
• [8] Zhi-chao Sun, Yang He, Ou Xin-zhe. 2008. “Thermo-mechanical coupled analysis of hot ring rolling process”. Transactions of nonferrous Metals Sciety of China 18: 1216-1222.
• [9] Allegri Gabriele, Luca Giorleo, Elisabetta Ceretti, Claudio Giardini. 2017. “Driver roll speed influence in Ring Rolling process” Procedia Engineering 207: 1230-1235.
• [10] Giorleo Luca, Elisabetta Ceretti, Claudio Giardini. 2013. “Energy consumption reduction in Ring Rolling processes: A FEM analysis”. International Journal of Mechanical Sciences 74: 55-64.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).