Добряк Сергій Костянтинович. Удосконалювання технологічних режимів та конструктивних параметрів механічного обладнання станів для прокатки стрічок

brief description

Добряк Сергій Костянтинович. Удосконалювання технологічних режимів та конструктивних параметрів механічного обладнання станів для прокатки стрічок : Дис... канд. наук: 05.03.05 2003

Добряк С.К. Удосконалювання технологічних режимів та конструктивних параметрів механічного обладнання станів для прокатки стрічок.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук 05.03.05 «Процеси та машини обробки тиском». Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ, 2002.
Дисертація присвячена розвитку методів автоматизованого розрахунку і проектуванню та розробці рекомендацій щодо удосконалювання технологій і устаткування для виробництва стрічок.
В роботі на основі чисельних підходів уточнені та розширені у бік різноманітних процесів холодної симетричної і асиметричної прокатки відносно тонких стрічок математичні моделі напружено-деформованого стану і основних показників якості.
Експериментально уточнені вихідні посилання, на основі результатів попереднього теоретичного аналізу запропоновані критерії оптимальності, які узагальнюють різноманітні техніко-економічні показники, сформульовані та вирішені задачі автоматизованого проектування технологічних режимів роботи і основних конструктивних параметрів механічного обладнання станів для прокатки стрічок. Розроблені, досліджені і апробовані рекомендації та ряд технічних рішень, спрямованих на розширення сортаменту, підвищення якості та зниження собівартості холоднокатаних стрічок при одночасному забезпеченні економії матеріальних ресурсів.

У дисертації виконані нові науково-технічні розробки в області технологій і устаткування для виробництва стрічок, що забезпечують рішення актуальних задач розширення сортаменту, підвищення якості й економії матеріальних ресурсів при виробництві холоднокатаних стрічок на основі розвитку методів автоматизованого розрахунку і проектування, а також розробки рекомендацій з удосконалювання технологічних режимів роботи і конструктивних параметрів механічного устаткування станів для прокатки стрічок.
1. Подальший розвиток виробництва стрічок нерозривно пов'язаний з удосконалюванням діючих, а також із створенням і промисловим освоєнням нових високоефективних технологій і устаткування. Підвищення ступеня наукової обґрунтованості прийнятих технічних рішень, що є необхідним у цьому випадку, робить актуальними уточнення і розширення математичних моделей напружено-деформованого стану й основних показників якості холоднокатаних стрічок, підвищення ступеня їхньої уніфікації стосовно різних технологічних процесів, а також постановку і рішення задач оптимізаційного плану й автоматизованого проектування.
2. З використанням чисельних рекурентних рішень кінцево-різницевої форми умов статико-динамічної рівноваги виділених елементарних об’ємів, отриманих шляхом розбивки зони пластичного формозмінення по двох взаємо перпендикулярних площинах і з урахуванням наявності прикромочного ефекту, одержали розвиток математичні моделі напружено-деформованого стану і ступеня використання запасу пластичності матеріалу відносно тонких стрічок при реалізації різних технологічних процесів їхньої холодної прокатки.
3. На основі кінцево-різницевої інтерпретації диференціальних рівнянь і наступного використання методу передатних коефіцієнтів, використання методу граничних оцінок і методу Монте-Карло в його імітаційному використанні розроблено комплекс математичних моделей основних показників якості холоднокатаних стрічок, що враховують ймовірносні аспекти механізмів формування вихідних і результуючих параметрів досліджуваних процесів у їхньому взаємозв'язку. З урахуванням організації чисельних детермінованих і імітаційних математичних моделей відповідно до елементів теорії планованого експерименту отримані регресійні аналітичні описи, що забезпечують рішення багатофакторних і різноманітних задач у реальному масштабі витрат машинного часу.
4. Достатній ступінь вірогідності отриманих теоретичних рішень підтверджений експериментально. Крім того, встановлено, що осьові сили, які діють на робочі валки, можуть досягативід сили прокатки, а граничні значення коефіцієнтів контактного тертя знаходяться в діапазонахпри проектуванні привода через опорні валки іпри створенні охоплення стрічкою, що прокатується, приводного робочого валка. Теоретично й експериментально підтверджена доцільність використання механізмів регулювання модуля жорсткості робочих клітей станів для прокатки стрічок, виконаних у вигляді П-подібних планок чи планок з V-подібним поздовжнім пазом, діапазон зміни регульованого параметра в цьому випадку складаєвід його максимального значення.
5. Стосовно технологій і устаткування для виробництва стрічок на основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень виявлені діапазони раціонального використання різних процесів холодної прокатки, встановлено й одержало кількісну оцінку наступне:
зниження спадкоємної складової поздовжньої різнотовщинності холоднокатаних стрічок може бути забезпечене за рахунок стабілізації вихідних параметрів, збільшення кількості проходів і раціонального перерозподілу обтиснень, зменшення коефіцієнтів зовнішнього тертя і створення кінематичної асиметрії, а також за рахунок зменшення радіусів робочих валків і збільшення приведеного до одиниці ширини значення модуля жорсткості робочих клітей, у той же час реалізація даних заходів підвищує негативний вплив радіального биття робочих валків і негативно позначається на ступені стабільності результуючих механічних властивостей;
збільшення кількості проходів і підвищення рівнів технологічних натягувань, а також зменшення радіусів робочих валків і коефіцієнтів зовнішнього тертя приводить до збільшення ступеня використання запасу пластичності матеріалу холоднокатаних стрічок;
найменша величина спадкоємної складової поздовжньої різнотовщинності має місце при деформації відносно тонких стрічок між двома холостими робочими валками, що поряд із іншими факторами робить доцільним сполучення даної технологічної схеми з іншими процесами холодної прокатки, ефективним у цьому випадку є регулювання кінцевої товщини шляхом зміни гальмових моментів, що подається до неприводних робочих валків.
6. З використанням узагальнених критеріїв оптимальності, що враховують за допомогою відповідних вагових коефіцієнтів різні техніко-економічні показники, сформульовані і вирішені програмно задачі по автоматизованому проектуванню технологічних режимів і конструктивних параметрів, а також по призначенню науково обґрунтованих вимог на точність виготовлення і монтажу основних елементів валкових вузлів робочих клітей станів для прокатки стрічок. Запропоновано і досліджено ряд нових технічних рішень, спрямованих на розширення сортаменту і підвищення якості відносно тонких холоднокатаних стрічок.
7. Виконано реконструкцію і розширено технологічні можливості промислово-лабораторного стану для прокатки стрічок Донбаської державної машинобудівної академії, крім того результати роботи у вигляді програмних продуктів, а також технологічних і конструктивних рекомендацій використані в АТ Новокраматорський машинобудівний завод, в АТ Старокраматорський машинобудівний завод, в ВАТ Завод технологічного і спеціального устаткування, а також на ряді інших підприємств металургійного і машинобудівного профілю.