Повышение работоспособности летучих пильных установок на основе моделирования кинематики и динамики процессов разделения труб

• Автор: Маслов, Владислав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ АГРЕГАТОВ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ТРУБ НА ХОДУ НА ИХ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И БЫСТРОДЕЙСТВИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ области использования и ограничений применения агрегатов для разделения труб
1.2 Обзор основных методик определения энергосиловых
параметров процесса разделения труб
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ТРУБ ЛЕТУЧИМИ ПИЛЬНЫМИ УСТАНОВКАМИ
НА ОСНОВЕ ИХ КИНЕМАТИКИ
2.1 Кинематика движения исполнительных органов ЛПУ кареточного типа
2.2 Закономерности изменения длины и глубины контакта
зубьев пильного диска с трубной заготовкой
2.3 Быстроходный процесс разделения трубной заготовки в
линии прокатного производства
2.4 Кинематика ЛПУ планетарного типа
3. ЭНЕРГОСИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
3.1 Основы определение технологических усилий на базе
методов обработки металлов давлением
3.2 Определение технологических усилий при разделении поступательно движущихся труб на мерные отрезки в линии

3.3. Определение динамических характеристик ЛПУ кареточного типа в процессе резания

3.4. Экспериментальное определение параметров процесса
для ЛПУ кареточного типа
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ
4.1 Модернизация ЛПУ - ІІНБІООО-І цеха №8 ОАО "ГТНТЗ"
4.1.1 Основное оборудование ЛПУ
4.1.2 Реконструкция крепления пильного диска
4.1.3 Реконструкция исчезающего рольганга
4.1.4 Рольганги с У-образными и цилиндрическими
роликами на выходе из пильной установки
4.2 Технические решения для ЛПУ кареточного типа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Пример расчета рациональных значений
секундного удаляемого объема для ЛПУ кареточного типа
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пример расчета времени цикла работы ЛПУ
кареточного типа и минимально получаемых мерных труб
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Листинг программы расчета динамических характеристик ЛПУ кареточного типа

ВВЕДЕНИЕ
Качественное и быстрое разделение трубы в линии стана для производства труб существенно влияет на производительность всей линии, которая снижается в случае необходимости введения дополнительных линий подрезки и мерной резки на участках трубоотделки.
С решением проблемы качества отрезаемых заготовок и увеличения производительности прокатных линий в первую очередь встает вопрос о применяемом для этого оборудовании. Если производительность линии критически высока (агрегаты с непрерывным станом) либо длина изготавливаемых изделий не позволяет производить операции разделения стационарно (трубоэлектросварочные станы с "бесконечными" трубами либо редукционные станы с большими коэффициентами вытяжки) для разделения труб используются так называемые летучие пильные установки (ЛПУ), инструмент которых движется плоскопараллельно со скоростью разрезаемой трубы, обеспечивая ее разделение в движении.
Однако, проблема разделения стальных труб и проката на мерные длины на ходу на прокатных производствах мало освещена в научной и технической литературе. Мало изучена кинематика процесса поперечного разделения труб летучими пилами, обусловленная сложной геометрией инструмента и изделия. Не существует математической модели для описания изменения усилия разделения в процессе, динамического поведения приводов летучих пильных установок. Конструкции пильных установок имеют ряд существенных недостатков приводящих к снижению качества резания и надежности работы комплексов оборудования ЛПУ, что в свою очередь приводит к снижению производительности трубопрокатных и трубоэлектросварочных агрегатов.

передней поверхности зуба на участке ОС; РТР2 - сила необходимая для преодоления трения задней поверхности зуба по обработанному материалу.
Процесс быстроходного резания полых изделий, к которым относятся трубы, на установках планетарного типа происходит в условиях существенного снижения подачи пильного диска. При этом снижается толщина срезаемого слоя, толщина стружки и длина поверхности контакта зубьев. При почти нулевой толщине срезаемого слоя накопленная деформация стремится к нулю. Одной из задач дальнейшего исследования является определение условий, которые обеспечивают толщину срезаемого слоя достаточную для достижения накопленной деформации, соответствующей разрушению (отделению образовавшейся стружки). При этом важным фактором является учет влияния геометрии и затупления режущего инструмента и температур на величину усилий резания.
При исследовании процесса резания такими сложными устройствами, как летучие пилы, для получения более точных расчетных характеристик, необходимо учитывать динамическое поведение системы. Так как имеет место изменение усилия в процессе резания, а, кроме того, во многих установках (кареточного типа) присутствует упругая связь в виде ременной передачи, это будет влиять на скорость вращения диска и на характеристики электродвигателя в процессе резания. Создание обобщенной динамической модели приводного механизма пильного диска позволит установить закономерности изменения в нем динамических нагрузок с учетом особенности и ограничения тяговой способности применяемой ременной передачи.
В литературе описано множество задач динамики машин и способов их решения. Так в источнике [12] рассматриваются решения задач динамики металлургических машин с заменой реальных машин физическими моделями в виде двухмассовых систем, и рассматривая влияния на них технологических нагрузок нарастающих по разным законам.