laminacion en frio
TRANSCRIPT
EFECTO DE LA FRICCION EN LAMINACION EN FRIO
Los lubricantes se usan en forma de aceites grasosos o minerales y se aplican como emulsión y tiene las siguientes funciones :
1. Facilitar la produccion de la misma
2. Disminuir la fuerza de rolado
3. Obtener un producto de plan esa aceptable
4. Disminuir el desgaste de los rodillos
5. Evitar la oxidación de la lamina
LAMINACIÓN EN FRIO
En el proceso de rolado en frio la fricción en el acero de contacto entre la lamina y el rodillo es nesesaria para transmitir la energia de deformacion de los rodillos de trabajo a la lamina
Con velocidades muy pequenas la velocidad periferica de los rodillos mayor que la velocidad de salida de la lamina y los rodillos patinan
Sis e tiene un coeficiente de friccion minimo en el agarre de la lamina por el rodiullo puede resultar un deslizamiento de la lamina positivo con una velocidad de salida mayor que los rodillos
En condiciones de friccion minima permisible se tiene que la ferza de rolado (f) es:
La fuerza de friccion total por unidads de ancho de la lamina en el area de contacto es 2µmf
La resistencia a la entrada del material por unidad de ancho de rolado es tr σ c
Conciderando las fuerzas horizontales que actuan sobre lalamina por unidad de ancho en condiciones de equilibrio se tiene que:
De la ecuacion (3.4)se deduce que:
a)Al aumentar la tencion de entrada (trasera)σ1 aumenta lael valor de µm
b) Un aumento de la tencion de salida (delantera) σ2 disminuye el valor de µm
Para fines practicos se concidera el diametro del rodillo achatado, sin tenciones y la ecuacion (3.3) se modifica, obteniendo:
El uso de lubricanytes efectivos permiten alcanzar coeficientes de friccion un poco mas grandes que los valores minimos requeridos, sin embargo aun con el uso de lubricantes existe un exeso de friccion ocacionando un deslizamiento delantero de la lamina cuando esta deja el agarre del rodillo
SI LOS COEFICIENTES DE FRICCION SON MAS ALTOS QUE LOS CORRESPONDIENTES A LA FRICCION MINIMA REQUERIDA SE PRESENTA LOS SIGUIENTES EFECTOS:
1. La deflexion de los rodillos es mayor 2. Incremento en la temperatura de los rodillos y material
con la posibilidad de tener un calentamiento heterogeneo en los rodillos.
3. Acabados mas brillosos sobre la lamina4. (marcas brillosas) son rayas en la lamina que se
presentan cuando el lubricante no se distribuye uniformemente en los puntos de contacto del rodillo
La figura 3.3muestra el efecto del coeficiente de friccion las fuerzas de rolado
(a)para el coeficiente de friccion minimo la precion a lo largo del arco de contacto se cosidera constante
(b)muestra que cuando el coeficiente de friccion se incrementa el plano neutro se mueve hacia el plano de entrada del rodillo y la precion en el arco de contacto no es constante, creandose una colina de friccion lo cual da un lugar a un aumento en la fuerza de rolado
Una exprecion que demuestra el efecto de la friccion es el calculo de calibre minimo de la lamiona ™ rolado en un molino dado por:
En el punto neutro se tiene:
La fuerza de friccion La lamina y el rodillo adquieren la misma velocidad La precion del rolado es maxima
Patinamiento:
Se presenta cuandoel plano neutro esta muy cerca del plano de salida, no hay traccion suficiente para estirar la lamina a travers del arco de contacto y el rodillo patina sobtre la lamina
Deslizamiento:
Se presenta cuando el plano neutro esta muy cerca de la entrada del arco de contacto y la lamina se mueve mas rapido que los rodillos a traves de toda la region de contacto
Deslizamiento delantero:
Se define la diferencia entre la velocidad de la lamina y el rodillo a la salida del arco de contacto y se expresa en terminos de un porcentaje de la velocidad de rolado segun la ecuacion
El valor del deslizamiento delantero es un parametro para evaluar la probabilidad de patinamiento o deslizamiento:
a)Si se deslizamiento delantero se reduce a cero (el plano neutro se encuentra a la salida del arco de contacto) entonces ocurrira el patinamiento
b) El deslizamiento ocurrira cuando el deslizamiento delatero alcance la reduccion del espesor conveniente (el deslizamiento trasero se reduce a cero)
La figura 3.4 y 3.5 muestran la influencia del; coeficiente de friccion sobre el plano neutro y la vivracion del deslizamiento delantero
Parametros para el programa de rolado dado en la tabla 3.1 para la construccion de las figuras 3.4 y 3.5
En la figura3.4 se observa que la posicion delplano neutro con respecto al plano de salida esta expresado en terminos de porcentaje de la longitud del arco de contacto y se incrementa al aumentar el coeficiente de friccion en el arco de contacto
En la figura 3.5 se observa que el deslizamiento ocurre cuando el coeficiente de friccion se reduce a 0.015 y 0.03 dependiendo de los molinos. Este coeficiente de friccion es minimo requerido en el arco de contacto para evitar el patinamiento.
El ensanchamiento del material es afectado por el coeficiente de friccion y se puede ser expresado por la siguente ecuacion:
De esta ecuacion se deduce que:
a)Un aumento en la fracción incrementa el ensanchamiento del material afectando el contorno de los lados
Una forma para evitar el patina miento o deslizamiento de la lamina en los rodillos de laminación es el balance entre la fricción requerida y la fracción actual
Factores que afectan al coeficiente de fricción:
1. Tención trasera y delantera
2. Reducción aplicada al material
3. Diámetro del rodillo de trabajo
4. Velocidad de rolado
5. Rugosidad de la superficie del rodillo y la lamina
6. Condiciones superficiales
7. Condiciones de los agentes refrigerantes y velocidad de flujo
Efecto en la tenciones de la lamina en la fricción en el acero de contacto
Patina miento se presenta
1. Alta tención trasera
2. Baja tención delantera
3. El plano neutro se desplaza a la salida del arco de contacto
La figura 3.6 muestra el cambio del plano neutro hacia la salida del arco de contacto cuando la tención delantera es disminuida, incrementando la probabilidad de patina miento
Deslizamiento se presenta
1. Baja tención trasera (tiende a cero)
2. Alta tención delantera
3. El plano neutro se desplaza hacia la entrada del arco de contacto
Generalmente el deslizamiento se observa en los primeros molinos que no pueden impartir una tención a la entrada del molino y se puede originar por:
4. Rodillos desgastados
5. Coeficiente de fricción bajo
6. Reducción baja
La figura 3.7 muestra el efecto de la tención delantera sobre la posición neutra para el primer molino con coeficiente de fricción bajo 0.33 reducción 18% y una tención de entrada de cero
La figura 3.8 muestra el efecto de la reducción sobre el coeficiente de fricción
Si se incrementa el porciento de reducción en el molino de 10 a 20% el coeficiente de fricción se incrementa por las siguientes causas:
El espesor de la película de aceite en el arco de contacto disminuye
El anguilo de agarre es mas grande
La velocidad de entrada de la lamina es menor
La figura 3.9 muestra el efecto de la reducción en el molino sobre la posición del punto neutro
Manteniendo el espesor de entrada constante se tiene que:
Una alta reducción desplaza el punto neutro hacia la salida del arco de contacto produciendo patina miento
La tabla 3.2 muestra el efecto del diámetro de rodillos sobre el coeficiente de fricción:
a)Se observa que bajo condiciones idénticas de laminación el coeficiente de fricción para rodillos de diámetro pequeño es mayor como resultado de un Angulo de agarre mayor
b)En rodillos de diámetro mayor disminuye el coeficiente de fricción debido al mas fácil atrapamiento de aceite en el agarre del rodillo
La figura 3.10 muestra el efecto de la velocidad de rolado sobre el coeficiente de fricción
Al disminuir la velocidad de rolado aumenta el coeficiente de fricción evitando el patina miento esta practica se realiza a falta de una tención ajustada
La disminución de la velocidad de rolado reduce la efectividad de la película lubricada debido al efecto de disminución hidrodinámica
.
La figura 3.11 muestra el efecto del acabado superficial de la lamina sobe la fuerza de rolado y reducción
Una rugosidad de la lamina mayor (30-40 micrones) produce una reducción de 35 % mientras que una reducción máxima del 1 % es alcanzada con rugosidades de (5- 10 micrones)
Se concluye que la lubricación de rolado es mejorada cuando se incrementa la rugosidad sobre la superficie de la lamina proporcionando un mayor espesor de película de lubricante que el normal
La figura 3.12 muestra el efecto de acabado del rodillo sobre la fuerza de rolado
Rodillos de superficie mas rugosa proporcionada pobre lubricación debido a que no puede ser efectivo, encontrándose que un cambio de 2 micrones a 10 micrones de acabado sobre rodillos producen una moderada influencia sobre la fuerza de separación
Por otro lado rodillos de superficie mas rugosa proporcionan pobre lubricación, debido a que no puede ser efectivo, habiéndose encontrado que un cambio de 1 micrones a 11 micrones de acabado sobre rodillo produce una moderada influencia sobre el toque y fuerza de separación como se muestra en la figura 3.12