Lực cán và mômen cán
5.1- Khái niệm chung
áp lực của kim loại lên trục cán là nguyên nhân chính tạo ra trạng thái ứng suất trong vùng biến dạng, đặc điểm biến dạng của trục cán. áp lực từ phía trục cán lên kim loại có sự t−ơng tác với v−ợt tr−ớc, sự dãn rộng, điều kiện ăn kim loại. Từ điều kiện và các thông số công nghệ ta có thể tính đ−ợc áp lực của kim loại lên trục cán và qua đó xác định đ−ợc mômen cán, công suất cán, công suất động cơ và tiêu hao năng l−ợng trong quá trình cán.
Trị số và sự phân bố áp lực trên cung tiếp xúc của vùng biến dạng có ảnh h−ởng trực tiếp đên mức độ mòn trục cán và do đó ảnh h−ởng đến thời gian làm việc của trục. Trị số mômen và công suất cán là các thông số cần thiết để tính các kích th−ớc giá cán và các chi tiết máy cán. Trị số mômen không chỉ phụ thuộc vào áp lực mà còn phụ thuộc vào điểm đặt lực tổng hợp trên cung tiếp xúc.
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy áp lực của kim loại lên trục cán bao gồm hai thành phần chính:
1. Bản thân trở kháng của vật liệu cán (σS). Trị số của σS phụ thuộc vào thành phần hoá học của vật liệu và đ−ợc xác định trên cơ sở thử kéo (nén) ở trạng thái ứng suất đ−ờng thuần túy và tĩnh (với mỗi một vật liệu, ở những trạng thái nhiệt độ khác nhau và trạng thái gia công cơ, nhiệt khác nhau đều đ−ợc đo trị số σS bằng thực nghiệm).
2. Các thông số công nghệ diễn biến tức thời trong quá trình cán nh− là: ma sát tiếp xúc trên bề mặt, kể cả khi có ngoại lực khác tác động vào quá trình cán (ví dụ: lực kéo tr−ớc và sau vật cán) (nσ); vùng cứng (vùng không biến dạng) kề sát ngoài vùng biến dạng (nc); sự thay đổi và diễn biến của chiều rộng vật cán trong vùng biến dạng (sự tác động của ứng suất chính trung gian σ2) (nβ); tốc độ biến dạng khi cán (nv); sự biến cứng, hồi phục và kết tinh lại trong quá trình biến dạng khi cán (nH). Trên cơ sở của các thông số nếu trên, ta có thể coi áp lực trung bình P có dạng tổng hợp sau:
P = nσ.nc.nβ.nv.nH. σS (5.1)