Изворни код странице Valjanje

[[Датотека:Laminage schema gene.svg|мини|десно|250px|Prikaz rada uzdužnog valjanja.]]
[[Датотека:Rolling.gif|мини|десно|250px|Valjani komad uvlači se u zazor usled sila trenja između valjaka koji se okteću u suprotnim pravcima. Pri tome se valjanom komadu smanjuje visina, povećava širina i dužina, a preek dobija oblik otvora (kalibra) između valjaka.]]
[[Датотека:Zg-prof.jpg|мини|десно|250px|Valjanje profila.]]
[[Датотека:HengereltTekercs10.jpg|мини|десно|250px|[[Žica]] dobijena valjanjem.]]
[[Датотека:Szelvenyek01.jpg|мини|десно|250px|Razni profili dobijeni valjanjem.]]
[[Датотека:Rolling mill configurations.svg|мини|десно|250px|Valjaonički stanovi mogu biti: A. duo valjaonički stan; B. trio valjaonički stan; C. kvatro valjaonički stan; D. E i F.: valjaonički stanovi sa sistemom od više valjaka.]]
[[Датотека:Hengersor08.jpg|мини|десно|250px|Valjaonički stanovi.]]
[[Датотека:Metal tubes stored in a yard.jpg|мини|десно|250px|Bešavne [[čelik|čelične]] cevi.]]
[[Датотека:Stress v strain A36 2.svg|мини|десно|250px|[[Dijagram naprezanja]] za niskougljenični [[čelik]]. Hukeov zakon vredi u početnom području od 0 do donje granice razvlačenja(2).<br />
1. [[Zatezna čvrstoća]] materijala<br />
2. [[Granica razvlačenja]] ili ''σ<sub>0,2</sub>''<br />
3. [[Lom materijala]]<br />
4. '''Područje plastičnih deformacija'''<br />
5. Područje klonulosti<br />
A: Teoretski dijagram rastezanja<br />
B: Stvarni dijagram rastezanja (F/A)]]
[[Датотека:rolling-mill.jpg|мини|десно|250px|Valjaonički stan za hladno valjanje tankih limova od [[mesing]]a.]]

'''Valjanje''' je jedan od postupaka oblikovanja [[metal]]a deformisanjem, kod kojega se [[Livenje|odlivnom]] bloku ([[ingot]]u) propuštanjem između okrećućih [[valjak]]a smanjuje presek i daje željeni oblik, uz istovremeno poboljšanje [[mehanika|mehaničkih]] svojstava. Od svih postupaka plastične deformacije, najveću primenu ima valjanje.<ref name="degarmo384">{{harvnb|Degarmo|Black|Kohser|2003|p=384}}</ref><ref name="degarmo408">{{harvnb|Degarmo|Black|Kohser|2003|p=408}}</ref> Postupak započinje valjanjem ingota u poluproizvode. Dok obradak prolazi između valjaka dolazi do deformiranja materijala. U zoni deformacije materijal ne prolazi svugde istom [[brzina|brzinom]] kojom rotiraju valjci. Obodna brzina valjka može biti veća, ista ili sporija od brzine prolaza [[materijal]]a u zoni deformacije.

Valjanje je moguće u toplom i hladnom stanju. Materijali većeg preseka valjaju se pretežno u toplom stanju, zbog veće plastičnosti i mogućnosti puno većih redukcija preseka, te manjih [[sila]] i manjeg utroška [[Rad (fizika)|rada]]. Materijali manjeg preseka valjaju se pretežno u hladnom stanju, jer se postiže [[Tolerancija hrapavosti površine|glađa površina]], uža [[Tolerancija dužinskih mera|tolerancija]] i veća [[tvrdoća]] materijala.

== Vrste valjanja ==
Razlikuju se tri postupka valjanja:
* '''uzdužno valjanje''': valjani komad uvlači se u zazor usled sila [[trenje|trenja]] između valjaka koji se okreću u suprotnim pravcima. Pri tome se valjanom komadu smanjuje visina, povećava širina i dužina, a presek dobiva oblik otvora (kalibra) između valjaka.
* '''poprečno valjanje''': valjci se okreću u istom smeru. Komad se u valjcima drži pomoću posebnog uređaja. Deformacija materijala ostvaruje se uzduž ose valjanog komada. Poprečnim valjanjem proizvode se profili koji čine [[Rotacija|rotacijska]] tela kao što su [[kugla|kugle]], [[zupčanik|zupčanici]] i sl.
* '''koso valjanje''': valjani komad dobija rotaciono kretanje od valjaka koji se kao i kod poprečnog valjanja okreću u istom smeru. Osim toga, komad dobija postepeno kretanje u pravcu svoje ose i to zahvaljujući tome što ose valjaka s izbočenim radnim površinama ne leže u jednoj vertikalnoj [[Ravan|ravni]], nego pod nekim [[ugao|uglom]]. Kod diskovnih valjaka ose diska leže u jednoj vertikalnoj ravni i paralelne su među sobom, ali je osa valjanog komada pomaknuta od ose ravnine valjaka. Pri valjanju se komad kreće i postepeno ulazi u sužavajući otvor među valjcima pri čemu se ostvaruje redukcija preseka, a takođe se može stvarati i šupljina u centralnom delu valjanog komada.

Valjci su alati za valjanje i dele se na:
* ravne valjke za limove, ploče, trake;
* profilne valjke; valja se željeni oblik u jednom prolazu ili u više prolaza (faza);
* valjke sa gravurom; jedna strana obratka može imati gravuru (ispupčenu ili upuštenu), dok je druga strana obratka ravna (sa gravurom istom ili različitom),
* kalibar valjke.

== Valjaonički proizvodi ==
Valjanjem se proizvode limovi, trake, folije, šipke, profili, [[cev]]i. Osnovna podela valjaoničkih proizvoda:<ref>[http://cnt.tesla.hr/downloads/nastava/obrada%20materijala%20nastava/Obrada%20materijala%20I/Skripta%20-%20OBRADA%20MATERIJALA%20I%20-%20II%20dio.pdf]{{Мртва веза|date=02. 2019|bot=InternetArchiveBot|fix-attempted=yes}} "Obrada materijala I", dipl. ing. Ivo Slade, cnt.tesla.hr, 2011.</ref>
* limovi; mogu se valjati u hladnom ili toplom stanju: tanki debljine do 3 [[metar|mm]], srednji debljine od 3 – 4,75 mm, debeli debljine preko 5 mm. Podvrsta limova su folije debljine 0,1 mm, 0,01 mm, 0,007 mm folije za [[domaćinstvo]], 0,005 mm , te 0,002 mm [[zlato|zlatne]] folije.
* poluproizvodi:
:* blum je proizvod [[kvadrat]]nog ili [[Правоугаоник|pravougaonog]] oblika nepravilnih površina, zaobljenih bridova, dimenzija stranica a > 125 mm i odnos a : b =1 : 1 do 1 : 2;
:* slab je proizvod pravougaonog oblika najmanje dimenzije stranica a > 40 mm i odnos a : b > 1 : 2;
:* platina je proizvod pravougaonog preseka najveće debljine 40 mm, a najmanje širine 150 mm. Širina platine mora biti najmanje 4 puta veća od debljine. Iz platina se dalje mogu valjaju tanki limovi. Stranica a < 40mm i odnos a : b >1 : 4;
:* kvadratne gredice su proizvodi različitih dimenzija stranica od 50 do 125 mm;
:* plosnate gredice su proizvodi pravougaonog preseka debljine od 30 – 40 mm i širine 50 – 100 mm;
* trake su proizvodi koji se izrađuju u različitim dimenzijama. Širine mogu prelaziti i 600 mm. Debljine traka mogu biti od 0,08 mm do 5 mm.
* valjani profili se izrađuju u različitim presecima:
:* [[Krug|okrugli]] profil prečnika od 6 do 125 mm;
:* [[kvadrat]]ni profil sa stranicom od 8 do 125 mm;
:* [[Правоугаоник|pravougaoni]] profil se javlja u više oblika; plosnati, široki plosnati, trakasti;
:* šestougaoni profil se valja u dimenzijama [[Ključ (alat)|viljuškastog ključa]] od 10 do 80 mm;
:* L profil;
:* T profil;
:* U profil;
:* Omega profil
:* I nosač, H nosač;<ref>"Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.</ref>
:* specijalni profili.
* [[Žica|žice]] nastaju kao konačni proizvod toplo valjanog okruglog profila. Krajnji oblik postiže se provlačenjem. Žice se dele prema prečniku na:
:* finu žicu prečnika od 0,1 do 1 mm;
:* tanku žicu prečnika od 1,2 do 1,8 mm;
:* srednju žicu prečnika od 2 do 4,6 mm;
:* debelu žicu prečnika od 5 do 14 mm.

== Valjaonički stanovi ==
Valjaonički stanovi ili [[mašina|mašine]] za valjanje razlikuju se po broju valjaka, smeštaju valjaka, smeru vrtnje i nameni:
* Duo valjaonički stanovi imaju dva valjka koji mogu biti po smeru vrtnje: povratni (reverzibilni) ili nepovratni (ireverzibilni). Oba valjka su pokretna, odnosno u prigonu se pogonsko [[vratilo]] deli na dva vratila, koja se okreću u suprotnom smeru i spojena su na valjke. Valjanje duo valjcima je isključivo u toplom stanju;
* Trio valjaonički stanovi imaju tri valjka koji mogu biti: sva tri valjka istog [[prečnik]]a ili srednji valjak manjeg prečnik. Pogonski valjci su spoljašnji. Ako je srednji valjak manjeg prečnika onda valjaonički stan valja limove;
* Kvatro valjaonički stanovi imaju dva para valjaka. Spolašnji par su veći valjci, koji služe za smanjenje progiba. Unutarnji valjci su pogonski, mogu biti povratni (reverzibilni) ili nepovratni (ireverzibilni). Služe za valjanje limova;
* Valjaonički stanovi sa sistemom od više valjaka valjaju limove i folije u hladnom stanju. Pogonski valjci su unutarnji par valjaka, dok svi ostali služe za smanjenje progiba i što tačnije i preciznije valjanje.

== Valjanje cevi ==
[[Cev]]i se dele na šavne i bešavne cevi i prema tome se dele i načini njihove proizvodnje. Bešavne cevi služe za veća opterećenja, imaju bolja mehanička svojstva i visok stupanj sigurnosti. Njihova proizvodnja se deli u dva koraka: proizvodnje tzv. '''cevnice''' i valjanje cevnice u konačni oblik cevi. Nakon izrade cevi slede završni postupci: kalibrisanje na [[Tolerancija dužinskih mera|tačne završne mere]], davanje [[Tolerancija hrapavosti površine|glatkoće površine]] (unutarnje i spoljašnje), smanjivanje ili povećavanje prečnika cevi, ravnanje, savijanje.

Cevnica se izrađuje:
* Manesmanovim postupkom: bušenjem usijanog sirovca u rotirajući trupac pomoću valjaka [[Купа (геометрија)|kupastog]] ili [[gljiva]]stog oblika i trna.
* Erdardtovim postupkom: utiskivanjem trna u usijani trupac koji je uklješten u čeljusti (blok).

=== Bešavne cevi ===
Proizvodnja bešavnih cevi iz cevnice nastavlja se na jedan od sledećih načina:
* Pilgerovanje cevi; u cevnicu se umetne trn. Cevnica se s trnom postavi između posebno kalibriranih valjaka. Valjci se rotiraju i zahvate dео cevi. Po zahvatu dela cevi počinje valjanje samo tog dela u cijev sa manjom зидом. Nakon završetka valjanja dela cevi, ona se pomiče za potreban korak, te ponovno dolazi do zahvata. Postupak se ponavlja dok cela cevnica ne bude razvaljana. Nedostatak je teško vađenje trnova po završetku valjanja.
* Kontinuirani postupak valjanja cevi: u cevnicu se umetne trn. Cevnica prolazi kroz 7 - 9 pari kalibrisanih valjaka, koji su postavljeni naizmenično sa vodoravnim i vertikalnim osama zbog smanjenja nadebljanja, koja nastaju na mestima sastajanja valjaka. Prednost ovog postupka je velika [[produktivnost]] i velika radna brzina;
* Erhardtov postupak izrade cevi: deblje cevi se stanjuju u toplom stanju provlačenjem kroz sistem matrica dok je u njima trn.

=== Šavne cevi ===
Šavne cevi služe za [[pritisak|niskopritisne]] instalacije. Proizvode se u hladnom (cevi tankih zidova) i toplom stanju (debelozidne cevi). Postupak ima dva koraka: postepeno savijanje metalne trake u cev kroz sistem kalibrisanih valjaka, te [[zavarivanje]] rubova. Nakon ova dva glavna koraka, može se nastaviti sa kalibrisanjem, ravnanjem, smanjenjem profila ili povećanjem prečnika.

== Plastična svojstva materijala ==
Spoljašnje [[sila|sile]] koje deluju na neko telo menjaju dimenzije i oblik tog tela. Promena oblika može biti elastična ili plastična tj. promene se sastoje od povratnih ili elastičnih deformacija i nepovratnih ili plastičnih deformacija.<ref>"Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.</ref>

Kod elastične promene oblika, po prestanku delovanja spoljašnje sile, obradak se vraća u prvobitni oblik; u telu su se pojavile elastične deformacije, koje nestaju prestankom uzroka deformisanja.

'''Plastične deformacije''' uzrokuju promenu izgleda obratka. Sile su tako velike da prelaze izdržljivost materijala ([[granica razvlačenja]] ili granica tečenja materijala) i predmet se počinje menjati. Materijal pod delovanjem velike sile počinje da „teće“ i dolazi do promene oblika. Promene oblika i dimenzija povezane su u mikrostrukturi materijala s promenom [[kristalno zrno|kristalnog zrna]] i [[Kristalna rešetka|kristalnih rešetaka]], te zbog toga i promena mehaničko fizičkih svojstava materijala. Sve te promene zavise od:
* stupnja deformacije
* brzine deformacije
* temperature

=== Stupanj deformacije ===
[[Датотека:Slitting mill.jpg|мини|усправно|250px|Mašina za valjanje iz 1813. godine]]

Ako je šipka ili štap od nekog elastičnog materijala, ona se može posmatrati kao [[opruga|oprugu]]. Šipka ima dužinu -{''L''}- i poprečni presek -{''A''}-. Ako se šipku razvlači sa nekom silom -{''F''}-, onda u njoj nastaje [[naprezanje]] ''σ'', koje se opire spoljašnjoj sili. Tada se [[Hukeov zakon]] može zapisati u obliku:<ref>[http://www.riteh.uniri.hr/zav_katd_sluz/zvd_kons_stroj/katedre/konstruiranje/kolegiji/ke1/ke1_materijali_vj/1.UvodOsnove.pdf] {{Wayback|url=http://www.riteh.uniri.hr/zav_katd_sluz/zvd_kons_stroj/katedre/konstruiranje/kolegiji/ke1/ke1_materijali_vj/1.UvodOsnove.pdf|date=20170228170156}} "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.</ref>
:<math>\sigma = E \varepsilon</math>
ili
:<math>\Delta L = \frac{F}{E A} L = \frac{\sigma}{E} L.</math>
gde je: ''σ'' – [[naprezanje]] u šipki ili štapu ([[njutn|-{N}-]]/[[Квадратни метар|-{mm²}-]]), -{''E''}- – [[Jangov modul]] elastičnosti (-{N/mm²}-), ''ε'' – odnos produženja ('''stupanj deformacije''') šipke ili štapa i njene dužine (bez dimenzije ili -{ΔL / L}-), -{''L''}- – [[dužina]] štapa, -{''ΔL''}- - produženje šipke ili štapa ([[metar|-{mm}-]]), -{''F''}- – sila koja produžava šipku ili štap (-{N}-), -{''A''}- – poprečni presek šipke ili štapa (-{mm²}-).<ref>[http://www.fesb.hr/~djelaska/documents/ES-skripta-760.pdf] {{Wayback|url=http://www.fesb.hr/~djelaska/documents/ES-skripta-760.pdf|date=20120131031429}} "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.</ref>

Hukov zakon vredi samo u određenom području nekog materijala, koje se naziva '''elastično područje'''. Za [[čelik]] je elastično područje sve do [[Granica razvlačenja|granice razvlačenja]] ili gde ta granica nije jasno određena, do granice plastičnosti koja je određena onim naprezanjem pri kojem nastaje trajno produženje od 0,2% prvobitne dužine šipke ili štapa. Ovo naprezanje nosi oznaku ''σ<sub>0,2</sub>''.<ref>"Elementi strojeva", Karl-Heinz Decker, Tehnička knjiga Zagreb, 1975.</ref>

Povećanjem sile naprezanje ''σ'' raste, deformacija ''ε'' se povećava i rezultat toga je '''očvršćenje materijala'''. To se dešava do -{''σ<sub>M</sub>''}-, granice [[Затезна чврстоћа|zatezne čvrstoće]], odnosno to je naprezanje pri maksimalnoj sili. Tada se naglo počinje uzorak materijala produžavati i smanjivati presek. Maksimalna sila pada, a naprezanje raste dok ne dođe do [[lom materijala|loma materijala]].

=== Brzina deformacije ===
[[Brzina]] deformacije je važna veličina koja utiče na obradu materijala prilikom plastične deformacije (valjanje). Povećanjem brzine deformacije, kod hladne deformacije, dolazi do očvršćenja materijala. Posledica toga je povećanje naprezanja kod tečenja materijala, veliki otpor deformiranju, te smanjenje deformabilnosti.
: -{''φ = Δε / Δτ = V<sub>al</sub> / h ''}-

gde je: ''φ'' – brzina deformacije, ''e'' - stupanj deformacije, ''τ'' - vremenski period, -{''V<sub>al</sub>''}- – brzina alata, -{''h''}- – visina (dužina) obratka.

=== Temperatura valjanja ===
Plastična deformacija može biti :
* hladna plastična deformacija: ako se odvija na temperature nižoj od temperature rekristalizacije i
* vruća plastična deformacija, ako se odvija na višoj od temperature kristalizacije ([[austenit]] oko 1100 º-{C}-).
Hladna deformacija povećava [[čvrstoća|čvrstoću]], a smanjuje plastičnost zavisno od stupnja deformacije. Vruća deformacija smanjuje čvrstoću, odnosno otpornost materijala na deformaciju i povećava njegovu plastičnost ili istegljivost. Kod vruće deformacije treba paziti i na brzinu deformacije, koja ne sme biti veća od brzine rekristalizacije, zbog mogućeg smanjenja plastičnosti materijala.

Rekristalizacija je [[toplotna obrada]] [[žarenje|žarenja]] kojom nastaju [[kristalno zrno|kristalna zrnca]] slična onima pre deformacije. Povratkom na početnu strukturu smanjuju se čvrstoća i [[tvrdoća]], a povećava plastičnost, pa se može nastaviti s daljnjom deformacijom bez prekida i loma materijala. Temperatura rekristalizacije zavisi od vrste materijala i stupnja deformacije. [[Čelik]] se lagano zagreva i žari više sati na temperaturi 550 - 650 º-{C}-. <ref>[http://www.simet.unizg.hr/nastava/predavanja/Fizikalna%20metalurgija%20I.pdf/view] {{Wayback|url=http://www.simet.unizg.hr/nastava/predavanja/Fizikalna%20metalurgija%20I.pdf/view|date=20140704150245}} "Fizikalna metalurgija I", dr.sc. Tanja Matković, dr.sc. Prosper Matković, www.simet.unizg.hr, 2011.</ref>

== Gvožđe i čelik ==

Izum mašine za valjanje u Evropi se može pripisati [[Leonardo da Vinci|Leonardu da Vinčiju]] na osnovu njegovih crteža.<ref>{{cite web|url=http://www.mostredileonardo.com/site.asp?idSito=1&idLingua=10&idPagina=246 |title=Archived copy |accessdate=15. 02. 2013 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20131005004406/http://www.mostredileonardo.com/site.asp?idSito=1&idLingua=10&idPagina=246 |archivedate=05. 10. 2013. |df=dmy-all }}</ref> Najranije valjaonice u gruboj formi, ali sa istim osnovnim principima nađene su na Bliskom istoku i Južnoj Aziji već 600. godine pne. Među najstarije mašine za valjanje nove ere se ubrajaju one koje su uvedeni iz [[Belgium|Belgije]] u [[England|Englesku]] 1590. godine. One su propuštale ravne šipke između valjaka i formirale gvozdene ploče, koje su zatim propuštane između užlebljenih valjaka (razreza) čime su formirane šipke od gvožđa.<ref>{{cite book|title=The Unbound Prometheus: Technological Change and Industrial Development in Western Europe from 1750 to the Present |last=Landes |first= David.  S. |year=1969|publisher =Press Syndicate of the University of Cambridge |location= Cambridge, New York |isbn=978-0-521-09418-4| postscript = | pages = 91 }}</ref>

== Reference ==
{{reflist|30em}}

== Literatura ==
{{Литература|30em}}
* {{Cite book | ref = harv | last=Degarmo | first = E. Paul | last2=Black | first2 = J T. | last3=Kohser | first3 = Ronald A. | title = Materials and Processes in Manufacturing | publisher = Wiley |year=2003 | edition = 9th |isbn=978-0-471-65653-1 | postscript =.}}
* {{Cite book | ref = harv | last=Roberts | first = William L. | title = Cold Rolling of Steel | publisher = Marcel Dekker |year=1978 | url = https://books.google.com/books?id=nOrdxdGe8T8C |isbn=978-0-8247-6780-8 | postscript =.}}
* {{Cite book | ref = harv | last=Roberts | first = William L. | title = Hot Rolling of Steel | publisher = Marcel Dekker |year=1983 | url = https://books.google.com/books?id=pqt_DwrJcXIC |isbn=978-0-8247-1345-4 | postscript =.}}
* Doege, E.; Behrens, B.-A.: ''Handbuch Umformtechnik: Grundlagen, Technologien, Maschinen'' (in German), , Springer Verlag. {{page1|edition=2nd|year=2010|isbn=978-3-642-04248-5|pages=}}
* {{Cite book | ref = harv | last=Ginzburg | first = Vladimir B. | last2=Ballas | first2 = Robert | title = Flat Rolling Fundamentals | publisher = CRC Press |year=2000 | url = https://books.google.com/books?id=NeKG76F4KWUC |isbn=978-0-8247-8894-0 | postscript =.}}
* {{Cite book | ref = harv | last=Lee | first = Youngseog | title = Rod and bar rolling | publisher = CRC Press |year=2004 | url = https://books.google.com/books?id=ua_m3_sKOwYC |isbn=978-0-8247-5649-9 | postscript =.}}
* {{Cite book | ref = harv | last=Swank | first = James M. | title = History of the Manufacture of Iron in All Ages | publisher = Ayer Publishing |year=1965 | edition = 2nd | url = https://books.google.com/books?id=xkVPNtRagDkC |isbn=978-0-8337-3463-1 | postscript =.}}
* Reed-Hill, Robert, et al. ''"Physical Metallurgy Principles"'', , PWS publishing, Boston. {{page1|edition=3rd|year=1991|isbn=978-0-534-92173-6|pages=}}.
* Callister Jr., William D., ''"Materials Science and Engineering - an Introduction"'', , John Wiley & Sons, New York, NY. {{page1|edition=6th|year=2003|isbn=978-0-471-13576-0|pages=}}
* Suhel khan pathan,IJSRDV5I70206 ''"Three Roller Rolling Machine"''(IJSRD/Vol 5/Issue 07/2017/270). {{ISSN|2321-0613}}
{{Литература крај}}

== Spoljašnje veze ==
{{Commonscat|Rolling}}
* -{[https://web.archive.org/web/20100729234612/http://myweb.tiscali.co.uk/clydebridge/History%20of%20Steel%20Plant.htm#RollingMills History of Rolling Mills]}-

{{нормативна контрола-лат}}

{{СОРТИРАЊЕ:Valjanje)}}
[[Категорија:Металургија]]
[[Категорија:Технологија]]