УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОЦЕСІВ ІМПУЛЬСНОГО РІЗАННЯ БЕЗПЕРЕРВНОЛИТИХ ЗАГОТОВОК НА ОСНОВІ ЧИСЕЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність та доцільність дисертації, сформульовано її

мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, наукову новизну та

практичну значущість роботи.

Перший  розділ  присвячено проблемному аналізу науково-технічної інформації

в галузі високошвидкісного різання гарячого металу. Показано, що об’єм сталі, витоп-леної з використанням технології безперервного лиття, щорічно зростає. Найбільш ма-сово  у промисловості проектують, будують та експлуатують багаторівчакові сортові

МБЛЗ радіального (криволінійного) типу;  по об’єму  виробництва  середнє-  та  мілко-сортні заготовки складають біля 30%.

На МБЛЗ  в залежності від розмірів перерізу та способів відводу тепла швидкість

витягування безперервнолитої заготовки  складає від  500 до 2500 мм/хв,  для невеликих

перерізів – 3000…3500 мм/хв, що обумовлює технології різання таких заготовок.

В теперішній час відомі термічні (вогневі), механічні й електричні методи попе-речного різання заготовок. До термічних методів відносять газове та плазмове різання,

до механічних – різання ножицями та високошвидкісне (імпульсне) різання. Найбільш

широко  використовують газокисневе  різання (у тому числі у нашій країні), у кілька

меншому обсязі поширені імпульсне різання та різання гідравлічними ножицями.

Одним з напрямів удосконалення сучасних МБЛЗ є збільшення продуктивності роз-ливання. Один з методів збільшення продуктивності – нарощування швидкості витягу-

  4

вання безперервнолитої заготовки до величин 6000 та більше міліметрів на хвилину.

Однак продуктивність сучасних МБЛЗ обмежена засобами різання, тому що не всі

методи  дозволяють розрізати безперервнолиту заготовку  при  таких великих швидкос-тях витягування. Високошвидкісне різання гарячого металу дозволяє забезпечити роз-різання заготовки при швидкостях витягування більш ніж 4000 мм/хв.

Поряд з відомими перевагами імпульсний метод різання має такі недоліки:

1. Протягом робочого циклу необхідно повністю використати кінетичну енергію

рухомих частин МІР. Для гарантованого розрізання заготовки система регулювання за-дає тепловій  повідні  режим, що перевищує на 3…5% потрібну роботу деформування.

Надмірна  енергія  використовується  при  «приковуванні»  заготовки  на  завершальній

стадії різання. Наукові дослідження, що пов’язані з вирішенням цієї проблеми, направ-лені на створення таких систем, які дозволять більш точно задавати енергію циклу рі-зання. При цьому необхідне детальне дослідження процесів сумішоутворення у камері

згоряння машини імпульсного різання.

2. При установленні МІР на криволінійних МБЛЗ у деяких випадках в процесі рі-зання проявляється негативний ефект, що обумовлений особливостями динамічної взає-модії елементів системи «МІР – клиноподібний ніж – безперервнолита заготовка»; при

цьому в процесі різання виникає небажаний поздовжній (т. з. «назадній») імпульс у бік

кристалізатора МБЛЗ, який порушує технологічний процес розливання  сталі. Для ви-рішення цієї задачі  потрібно проаналізувати  особливості взаємодії елементів системи

«МІР – клиноподібний ніж – безперервнолита заготовка» за допомогою комплексу чи-сельних  моделей процесів імпульсного різання безперервнолитих заготовок  та запро-понувати перспективні схеми різання, що дозволяють усунути «назадній» імпульс.

Вивченню проблем високошвидкісного деформування металів присвячені роботи

Р. В. Піхтовнікова, В. Г. Кононенка, Ю. Н. Алексєєва, С. І. Губкіна, А. І. Зиміна,

О. А. Іллюшина, Г. Закса, М. Леві, Р. Мізеса та ін. Великий внесок у розвиток теоретич-них основ технології та розробку промислового обладнання для імпульсного різання

безперервнолитих заготовок зробили вчені та інженери ХАІ. Це роботи В. С. Кривцова,

С. В. Щекочихіна,  В. К. Мельника,  В. О. Стельмаха,  А. Ю. Боташева,  С. В. Яценка,

С. О. Мазніченка, О. Б. Воробйової, С. Г. Кушнаренка, С. І. Планковського та ін.

На  підставі  аналізу  стану  технології  різання  безперервнолитих  заготовок  був

зроблений висновок, що при збільшенні швидкості витягування заготовок до величин

більш ніж 6000 мм/хв є ефективним використовувати метод імпульсного (високошвид-кісного) різання. Але при цьому  необхідно провести чисельне дослідження процесу

динамічної взаємодії елементів системи «МІР – інструмент – заготовка» з метою вдо-сконалення технологічного процесу імпульсного різання безперервнолитих заготовок.

У другому розділі  проведено  теоретичне дослідження процесу імпульсного рі-зання безперервнолитих заготовок за допомогою рівнянь механіки суцільних середо-вищ, а також розглянуто особливості вирішення задач імпульсного різання з викорис-танням сучасного методу вирішення крайових задач – методу скінченних елементів.