Развитие теории проектирования роликовых волок бесстанинного типа для обеспечения производства калиброванного проката с заданными отклонениями размеров (23.08.2010)

Автор: Славин Вячеслав Семенович

СЛАВИН Вячеслав Семенович

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РОЛИКОВЫХ ВОЛОК БЕССТАНИННОГО ТИПА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЛИБРОВАННОГО ПРОКАТА С ЗАДАННЫМИ ОТКЛОНЕНИЯМИ РАЗМЕРОВ

Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы

(Металлургическое машиностроение). Технические науки

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Магнитогорск

2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный университет».

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Колмогоров Герман Леонидович

доктор технических наук, профессор

Макаров Александр Николаевич

доктор технических наук, профессор

Чиченёв Николай Алексеевич

Ведущее предприятие ОАО «ГИПРОМЕЗ» г. Магнитогорск

Защита диссертации состоится «18» ноября 2010 г. в 14-00 ч. на заседании диссертационного совета Д 211.111.03 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет» им. Г.И. Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет Г.И. Носова».

Автореферат разослан « » ___________ 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Жиркин Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие машиностроительных отраслей промышленности связано с расширением объемов потребления калиброванного металла с высокими физико-механическими свойствами и ассортимента производства стальных фасонных профилей высокой точности (СФПВТ). Это обусловлено повышением требований к долговечности деталей машин и снижением затрат на их изготовление. Применение СФПВТ при изготовлении деталей позволяет повысить коэффициент использования металла с 0,3…0,65 до 0,85…0,95.

Одним из основных способов получения калиброванного металла и СФПВТ в настоящее время является процесс волочения в монолитных волоках. Необходимо отметить, что некоторые вновь создаваемые конструкционные материалы плохо поддаются деформации в монолитных волоках. Кроме того, волочение в монолитных волоках СФПВТ, особенно с развитой поверхностью, связано со значительными трудозатратами из-за малых степеней деформации и низкой стойкости инструмента. Это обусловлено значительными силами трения при течении деформируемого металла относительно неподвижной поверхности инструмента.

Развитие производства СФПВТ и калиброванного металла из вновь создаваемых марок сталей и сплавов определяет необходимость совершенствования процессов производства. Одним из эффективных направлений является волочение металла в роликовых волоках. Этот процесс в значительно меньшей степени обладает недостатками, присущими волочению в монолитных волоках. Преимущество обусловлено заменой трения скольжения на поверхности контакта инструмента с деформируемым металлом при волочении в монолитной волоке на трение качения – в роликовой волоке. За счет этого уменьшается усилие, прикладываемое к переднему концу заготовки, повышается степень деформации за один проход. Как следствие, снижаются энергозатраты на 30…50 %. Кроме того, значительно повышается стойкость деформирующего инструмента. Использование волок с многороликовыми калибрами определяет более благоприятные условия напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации и тем самым обеспечивает повышенные физико-механические свойства готовых изделий.

Низкий уровень использования волочения в роликовых волоках связан с недостаточной точностью изделий, получаемых с применением существующего оборудования. Для совершенствования и построения новых эффективных процессов производства необходимо создание соответствующего технологического оборудования. Таким оборудованием являются роликовые волоки бесстанинного типа, однако их использование сдерживается отсутствием методик проектирования.

Решение этой проблемы предполагает проведение исследований, направленных на формирование новых, научно обоснованных подходов к проектированию деформирующего оборудования, позволяющих повысить жесткость клети, а также построение компоновочных схем, обеспечивающих получение изделий с требуемыми отклонениями геометрических размеров. Одним из направлений повышения точности готового изделия является учет изменения профиля калибра, обусловленного упругой деформацией клети, на стадии проектирования многороликовой волоки. Производство СФПВТ с требуемыми отклонениями размеров может быть достигнуто за счет разработки и создания новых конструкций роликовых волок бесстанинного типа, обеспечивающих высокие показатели жесткости клети и построение на их основе эффективных ступенчатых компоновочных схем волочения изделий.

Цель работы. Развитие теории проектирования роликовых волок бесстанинного типа и построение на ее основе оборудования для производства калиброванного проката, обеспечивающего повышение точности геометрических параметров.

Задачи исследования:

– разработать новые принципы построения конструкций роликовых волок;

– усовершенствовать компоновочные схемы линий волочения, обеспечивающие эффективное получение фасонных профилей;

– установить геометрические параметры, позволяющие унифицировать представление роликовых волок различных типов и конструкций;

– выявить закономерности изменения положений линий многороликового калибра, обусловленные упругой деформацией клети при силовом воздействии со стороны заготовки;

– определить влияние начального предварительного напряжения отдельных элементов роликовой волоки на перемещение линий калибра;

– оценить упругую деформацию роликовых волок нового типа и ее влияние на точность геометрических параметров калиброванного проката;

– определить условие, обеспечивающее устойчивое положение заготовки между калибрами, в сдвоенных комплектах роликовых волок;

– установить взаимосвязь между номенклатурой калиброванного проката и параметрами разрабатываемых роликовых волок;

– оценить возможности использования приводов существующих волочильных станов и линий волочения и отделки прутков для производства калиброванного проката с применением новых конструкций роликовых волок.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- принципиально новая схема компоновки трехроликовых волок и методика расчета параметров деформирующих поверхностей роликов, основанная на рациональном описании жесткости клети и силовом анализе, обеспечивающая получение шестигранного профиля с требуемыми отклонениями геометрических размеров;


загрузка...