Conceitos fundamentais da laminação - PMT-USP

Conceitos fundamentais da
laminação de metais
André Paulo Tschiptschin
Fundamentos da laminação de metais
1) O arco de contato entre os rolos e a chapa
2) O coeficiente de atrito (µ), em princípio é
considerado constante, mas de fato varia
ao longo do arco de contato
3) O metal sofre deformação plástica durante
a laminação.
4) O volume do metal se mantém constante
durante toda a laminação
5) A velocidade dos cilindros de laminação é
suposta constante.
6) O metal laminado se extende na direção de
laminação e não há variação dimensional
na direção normal à da laminação.
7) A seção transversal noral à direção de
laminação não sofre distorção cross
sectional
Hipóteses
Forças e relações geométricas na laminação
•
Uma chapa de espessura h0 entra entre os
cilindros no plano de entrada xx com uma
velocidade V0.
•
Passa pela luz entre os cilindros e deixa o
plano de saída yy com um a espessura
reduzida hf e uma velocidade Vf .
•
Supondo que não há redução de largura a
compressão vertical se transmite em um
alongamento na direção de laminação.
•
Como não há variação de volume do metal
por unidade de tempo em todo o processo
temos:
Sendo b a largura da chapa
v a velocidade em qualquer espessura
entre h0 e hf
•
A velocidade da chapa aumenta
continuamente a partir do plano de
entrada até o plano de saída de modo
que um elemento vertical permaneça
não distorcido.
•
Quando h0 > hf então v0 < vf
sendo b0 = bf
•
Em somente um ponto da superfície de
contato as forças atuantes no metal são: 1)
força radial Pr e 2) a força de atrito
tangencial F.
•
Se a velocidade da superfície do cilindro Vr
é igual a velocidade da chapa chamamos
esse ponto de ponto neutro ou ponto de
não escorregamento N.
•
Entre o plano de entrada (xx) e o ponto
neutro a chapa se move mais lentamente
que a superfície do cilindro e a força
tangencial F age na direção de empurrar o
metal em direção à entrada dos cilindros .
•
Na lado da saída (yy) do ponto neutro a
chapa se move mais rapidamente que a
superfície do cilindro. A direção da força
tangencial de atrito reverte e resiste à saída
da chapa dos cilindros.
•
Pr é força radial cuja componente vertical é
P , força de laminação (força com que os
cilindros pressionam o metal sendo
laminado).
•
A pressão específica de laminação p é a
força de laminação dividida pela área de
contato.
sendo b a largura e Lp a projeção do arco de
contato.
•
A distribuição da pressão nos cilindros de
laminação ao longo do arco de contato
mostra que a pressão aumenta até um
máximo no ponto neutro e depois cai..
•
A distribuição de pressão não atinge um pico
agudo de máximo no ponto neutro,
indicando que o ponto neutro não é um uma
linha na superfície do cilindro, mas de fato
uma área.
•
A área debaixo da curva AB é proporcional à
força de laminação .
•
A área sombreada representa a força
necessária para sobrepujar as forças de atrito
entre os rolos e a chapa.
•
A área debaixo da linha tracejada representa
a força necessária para deformar o metal em
compressão plana homogênea.