Шувякова Ірина Володимирівна. Розвиток методів розрахунку параметрів процесу багаторівчакової прокатки- розділяння на основі аналізу силової взаємодії розкату та інструменту

brief description

Шувякова Ірина Володимирівна. Розвиток методів розрахунку параметрів процесу багаторівчакової прокатки- розділяння на основі аналізу силової взаємодії розкату та інструменту: дисертація канд. техн. наук: 05.03.05 / Інститут чорної металургії ім. З.І.Некрасова НАН України. - Д., 2003

Шувякова І.В. Розвиток методів розрахунку параметрів процесу багаторівчакової прокатки-розділяння на основі аналізу силової взаємодії розкату та інструменту. Рукопис. Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.03.05 "Процеси та машини обробки тиском", Інститут чорної металургії ім. З.И. Некрасова НАН України, м. Дніпропетровськ, 2003.
Робота присвячена розробці теоретичної бази для розрахунку параметрів процесу прокаткирозділяння з використанням непривідних деформаційно-ділильних пристроїв, що створена на основі аналізу силової взаємодії розкату і непривідного деформаційно-ділильного пристрою.
На підставі встановлених залежностей, отриманих за розробленими у дисертації методикам: визначення сил, що виникають у непривідному деформаційно-ділильному пристрої під час поділу розкату; визначення стійкості розкату в проміжку привідна кліть непривідний деформаційно-ділильний пристрій з урахуванням динаміки процесу; розрахунку резерву сил тертя у осередку деформації привідний кліті з урахуванням наступного поділу розкату в непривідному деформаційно-ділильному пристрої, встановлені межі здійснення процесу прокаткирозділяння з застосуванням непривідних деформаційно-ділильних пристроїв.
Аналіз силової взаємодії розкату і непривідного деформаційно-ділильного пристрою на основі використання методик дозволив удосконалювати реалізовані на практиці технологічні рішення, засновані на використанні процесу прокаткирозділяння, і проектувати нові технології для сортопрокатного виробництва.

1. На підставі аналізу силової взаємодії розкату та інструменту встановлені залежності зміни сил, виникаючих в системі "ПКНДДП" при реалізації процесу прокатки-розділяння з застосуванням непривідних деформаційно-ділильних пристроїв; сформульовані нові наукові положення, що розвивають теоретичну базу для розрахунку параметрів цього процесу, які полягають у встановленні меж здійснення процесу за критеріями стійкості розкату поздовжньому вигину, резерву сил тертя привідної кліті, що здійснює підготовку розкату до поділу, та опору непривідного деформаційно-ділильного пристрою під час поділу.
2. Встановлені нові залежності зміни сил, що виникають в НДДП в процесі поздовжнього поділу розкату, від технологічних параметрів процесу та конструктивних особливостей НДДП.
Для різних умов реалізації процесу ПР встановлено діапазон товщин перемички (s1), що з'єднує частини розкату, у межах цього діапазону відбувається її руйнування, з мінімальними зусиллями в НДДП. Так, для випадку реалізації процесу ПР у чорновій групі дротового стану 250 ВАТ "ЄМЗ" верхня границя діапазону товщин перемички визначається величиноюs1=3,2 мм, а для умов поділу багатожильного розкату малого перерізу у чистовій групі дрібносортного стану 320 РУП БМЗ діапазон нижче і верхня границя діапазону складаєs1=2,1 мм.
Встановлено, що зі зменшенням кута при вершині гребеня ролика НДДП (g) зусилля в НДДП зменшуються, проте величина g обмежується мінімальним значенням, нижче якого розділяння розкату не відбувається. Так, для чорнової групи стану 250 ВАТ "ЄМЗ" 74g90, а для чистової групи стану 320 РУП БМЗ 78g90.
Встановлено, що зі збільшенням діаметра частини розкату сили в НДДП для діапазону від 10 до 17 мм збільшуються незначно. При подальшому збільшенні діаметра частини розкату сили в НДДП інтенсивно зростають. Так, навантаження, що виникають у НДДП, розрахованого для умов роботи в чорновій групі стану в 3-4 рази перевищують навантаження, що виникають у пристрої, під час поділу розкату в чистовій групі стану.
Показано, що збільшення радіуса ролика, радіуса закруглення перемички, що з'єднує частини розкату, і збільшення зазору між вершинами ділильних роликів несуттєво впливає на зміну радіального навантаження на підшипники НДДП та знижує опір, створюваний НДДП.
3. Встановлені межі здійснення процесу по стійкості розкату поздовжньому вигіну в проміжку привідна кліть непривідний деформаційно-ділильний пристрій. Визначена сила удару, що виникає в початковій стадії взаємодії розкату і ділильних роликів, і критична сила, при якій розкат може втратити поздовжню стійкість, з урахуванням динаміки процесу в залежності від різних технологічних параметрів процесу: конструкційних параметрів НДДП, геометрії поперечного перерізу розкату, швидкості прокатки і довжини проміжку ПКНДДП.
Показано, що збільшення діаметра частин розкату після поділу підвищує стійкість розкату поздовжньому вигину; відстань між площинами осей валків ПК і роликів НДДП не впливає на напруження від ударного навантаження, а на критичне напруження впливає назад пропорційно; збільшення радіуса по вершині ролика збільшує ударну напругу в розкаті; швидкість прокатки впливає на критичне напруження з урахуванням динаміки процесу несуттєво і здійснює значний прямо пропорційний вплив на напруження від ударного навантаження: зі збільшенням швидкості прокатки збільшується напруження від ударного навантаження.
4. Встановлені межі здійснення процесу за резервом сил тертя в привідний кліті. Визначений резерв сил тертя у осередку деформації привідної кліті. Показано, що:
з збільшенням товщини перемички багатожильного розкату перед входом у ПК, максимальне напруження підпору, що призводить до пробуксовки металу у валках привідної кліті збільшується;
при незмінних геометричних параметрах перетину підкату на вході в ПК і діаметрі валків, кількість відокремлюваних частин після поділу не впливає на резерв сил тертя в ПК і максимальне напруження підпору;
найбільший вплив на величину напруження підпору в процесі прокаткирозділяння здійснює діаметр частин розкату на виході з ПК, радіус валків у ПК і відношення кута захвата к куту тертя. Чим менший радіус частин розкату на виході з ПК при постійній висоті розкату на вході і більший радіус валків привідної кліті, тим більше максимальне напруження підпору.
Показано, що в реальних умовах реалізації процесу ПР з застосуванням НДДП резерв сил тертя, вичерпання якого може привести до пробуксовки розкату в осередку деформації ПК, не є обмежуючим процес фактором.
5. Аналіз меж здійснення процесу ПР для умов стану 250 ВАТ "ЄМЗ" дозволив розробити пропозиції по конструкції калібру ПК, що формує розкат для поздовжнього поділу; установити діапазон толщин перемички, який забезпечує стабільність поділу; запропонувати раціональний кут при вершині гребеня ролика, що, в свою чергу, лягло в основу розробки конструкції непривідного деформаційно-ділильного пристрою для умов чорнової групи цього стану.
З використанням результатів даної роботи удосконалена конструкція НДДП для реалізації процесу ПР в умовах безперервного дрібносортного стану 320 РУП БМЗ і розроблені технологічні пропозиції для організації та освоєння виробництва кутових і арматурних профілів, які засновані на застосуванні процесу прокаткирозділяння з застосуванням НДДП, в умовах стану 550 заводу ім. Петровского.