Повышение эффективности термофрикционной резки труб за счет применения дисковой пилы с регламентированным профилем

• Автор: Банников, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Анализ промышленных способов резки труб
1.2. Общая характеристика процесса термофрикционной резки
1.3. Состояние вопроса и задачи исследования
Глава 2. Условия проведения экспериментов
2.1. Используемое оборудование, режущий инструмент и приспособления.
2.2. Измерение параметров износа пилы
2.3. Измерение параметров торца трубы
2.4. Металлографические исследования
Глава 3. Экспериментальное исследование процесса горячего реза классической пилой
3.1. Анализ условий резания
3.2. Металлографический анализ зуба пилы
3.3. Результаты износа классической пилы
3.4. Качество торца трубы после реза классической пилой
3.5. Выводы
Глава 4. Теоретические основы модернизации пилы
4.1. Математическая модель теплового баланса горячей резки трубопроката классической пилой
4.2. Математическая модель теплового поля в заготовке
4.3. Математическая модель износа классической пилы горячего реза
4.4. Математическая модель образования заусенцев

4.5. Выводы
Глава 5. Анализ процесса горячей резки трубопроката модифицированной пилой

5.1. Разработка варианта модернизации пилы с новой геометрией режущей части
5.2. Математическая модель теплового баланса горячей резки трубопроката пилой с новой геометрией
5.3. Расчет геометрических параметров модернизированной пилы
5.4. Проверка на прочность
5.5. Математическая модель износа зубьев пилы с новой геометрией
Глава 6. Экспериментальное исследование процесса горячей резки трубопроката пилой с новой геометрией
6.1. Результаты износа пилы с новой геометрией
6.2. Качество торца трубы после реза пилой с новой геометрией
6.3. Выводы
Глава 7. Экономический эффект от внедрения
7.1. Расчет ожидаемого экономического эффекта в случае внедрения
7.2. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Одной из актуальных задач машиностроения является постоянное совершенствование технологии изготовления деталей, создание высокоэффективного импортозамещающего инструмента.
В диссертации рассматриваются вопросы, связанные с исследованием качества получаемой торцевой поверхности трубопроката и стойкости инструмента в процессе термофрикционной резки горячих труб.
Актуальность темы диссертации
Процесс термофрикционной разрезки, т.е. разрезания заготовки
быстровращающимся стальным диском, известен давно. Широкое
распространение в СССР этот метод получил в 1940-1950 годах.
В настоящие время, разрезка горячего металла фрикционными дисками является неотъемлемой частью на металлургических и трубопрокатных предприятиях России и за рубежом. Основное достоинство данного метода резки это технологическая простота, дешевизна и высокая
производительность реза.
Важнейшими показателями эффективности процесса горячего
разделения трубы является качество торца после реза, а также стойкость пильного диска.
Несмотря на применение в трубном производстве импортных пил, изготовленных из высококачественных сплавов, стойкость пильных дисков, а вместе с тем и качество получаемого торца трубы, являются узким местом в процессе термофрикционного резания, а значит, исследование и усовершенствование процесса горячей резки трубы является актуальной задачей, особенно в условиях современного автоматизированного производства.

Параметры процесса резания пилой на линии пресс 2000 ТПЦ-2:
1. число оборотов пилы: п=2050 (об/мин),
2. скорость резания: У= 102,5 (м/с),
3. подача 8 пилы: 50 (мм/с) или 1,5 (мм/об).
Пилы выпускаются как отечествешюго, так и австрийского производства, они идентичны по профилю зуба, но отличаются маркой стали. Пильные диски допускают переточки на меньший диаметр, однако количество переточек ограничено, т.к. с каждой переточкой диаметр пильного диска уменьшается вместе со скоростью резания. Это может привести к заклиниванию диска, и выводу двигателя, подшипников и других дорогостоящих систем из строя. Поэтому минимальный диаметр диска ограничен и может быть меньше первоначального не более 5-7%.
Пилы отечественного производства в основном изготавливаются из стали марки 65Г, 50ХФА или 50ХГФА. Ниже приведены основные свойства применяемых сталей при различных температурах.
Таблица 2.3 Назначение стали 65Г, отечественные аналоги.
Марка : 65Г
Заменитель: 70, У8А, 70Г, 60С2А, 9ХС, 50ХФА, 60С2, 55С
Классификация : Сталь конструкционная рессорно-пружинная
Применение: пружины, рессоры, упорные шайбы, тормозные ленты, фрикционные диски, шестерни, фланцы, корпусы подшипников, зажимные и подающие цанги и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости, и детали, работающие без ударных нагрузок.
Таблица 2.4 Химический состав стали 65Г.
С,% Si,% Мп,% Ni,% S,% Р,% Сг,% Си,%
0.62- 0.17- 0.9- до 0.25 ДО до 0.035 до до
0.7 0.37 1.2 0.035 0.25 0.