Разработка аналитического метода оценки износостойкости и способа продления ресурса опорных валков листовых станов

• Автор: Анцупов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ОПОРНЫХ БАЖОВ И СПОСОБОВ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ
1.1. Анализ общей схемы формирования постепенных параметрических отказов опорных валков
1.1.1. Основные понятия, термины и определения, методология исследований
1.1.2. Построение и анализ общей схемы формирования износовых отказов и определение показателей надежности опорных валков
1.2. Оценка известных методик расчета искажений текущих профилей опорных валков от износа
1.3. Обоснование возможности повышения эксплуатационной надежности опорных валков применением фторполимерных покрытий
1.4. Выводы, цель и задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-ВЕРОЯТНОСТНОЙ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ОТКАЗОВ ОПОРНЫХ БАЖОВ ПРИ ИХ ИЗНАШИВАНИИ
2.1. Разработка математической модели процесса изнашивания опорных валков
2.1.1. Основное уравнение изнашивания
2.1.2. Оценка мощности удельных сил трения скольжения в межвалковом контакте
2.1.3. Методика оценки энергетической интенсивности изнашивания материала опорных валков
2.2. Построение вероятностной модели параметрической надежности опорных валков
2.3. Блок-схема физико-вероятностной модели формирования износовых отказов опорных валков

2.4. Выводы по второй главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗНАШИВАЕМОСТИ И НАДЕЖНОСТИ ОПОРНЫХ БАЖОВ ШСГП 2500 ОАО «ММК»
3.1. Исследование изнашиваемости поверхности опорных валков в условиях их эксплуатации на стане 2500 ОАО «ММК»
3.2. Прогнозирование текущего профиля опорных валков и влияние различных факторов на его формирование
3.3. Прогнозирование надежности опорных валков
3.4. Оценка эффективности применения плакирования поверхности для повышения надежности опорных валков
3.5. Выводы по третьей главе
4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ НА СТАНЕ 2500 Г/П ОАО «ММК»
4.1. Проектирование эффективных технологических режимов плакирования опорных валков
4.2. Разработка промышленной установки и технологической документации на процесс плакирования опорных валков чистовых клетей ШСГП 2500 ОАО «ММК»
4.3. Промышленные исследования эффективности плакирования валков
4.3.1. Методика проведения эксперимента
4.3.2. Обобщение и анализ полученных результатов
4.4. Внедрение результатов работы на стане 2500 ОАО «ММК»
4.5. Экономическая эффективность выполненных исследований
4.6. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Одной из важнейших проблем прокатного производства, в частности производства горячекатаного листа, является вопрос повышения надежности и долговечности прокатных, в том числе опорных, валков, так как их стойкостью и работоспособностью определяются технико-экономические показатели работы станов: длительность непрерывной работы между перевалками, качество продукции, относительный расход валкового материала и др. Поскольку до (70... 100)% всех отказов опорных валков чистовых клетей станов горячей прокатки являются постепенными (износовыми) отказами, актуальной народнохозяйственной задачей является изыскание резервов повышения износостойкости поверхностного слоя опорных валков улучшением условий фрикционного взаимодействия с рабочим.
Научно-техническая проблема заключается в следующем. Во-первых, в настоящее время момент отказа опорных валков по износу оценивается ориентировочно, на основе опыта работы в условиях конкретного стана. Критерий отказа валков по искажению текущего профиля при изнашивании четко не определен, т.к. известные методы расчета износа опорных валков находятся в стадии разработки.
Во-вторых, отказ опорных валков в результате износа является случайным событием, так как процесс изнашивания зависит от множества факторов. Следовательно, имеют место плотность распределения искажения профиля валка от износа и плотность распределения времени отказа. Для определения количественных показателей надежности необходимо создание вероятностной модели формирования отказов опорных валков, в основу которой должны быть положены закономерности, адекватно описывающие физическую природу процесса изнашивания с учетом их стохастического характера.
В-третьих, для увеличения производительности станов и снижения норм расхода валков возникает необходимость в разработке новых решений по улучшению условий эксплуатации опорных валков, которые позволили бы

-определять, предложенную В.Д. Кузнецовым в работе [52], см. ф. (1.8), (2.26), износостойкость В = И^=/1^ материалов опорного и рабочего валков, проводить их трибодиагностику и рекомендовать более износостойкий при их фрикционном взаимодействии;
- рассчитывать линейную интенсивность изнашивания 1И и износостойкость Я = 1//Л опорных валков из различных материалов, установленную И.В. Крагельским, определять класс и разряд износостойкости опорного валка их того или иного материала по известной классификации [62, 87];
- прогнозировать показатели долговечности и надежности опорных валков: вероятность безотказной работы р(г) и гамма-процентный ресурс Ту, задача по определению которых показана в п.2.2.
2.2. Построение вероятностной модели параметрической надежности опорных валков
В данном разделе разрабатывается вероятностная модель формирования отказов опорных валков при их изнашивании. В соответствии с проведенным в первой главе анализом возникновения постепенного отказа валков (см. рис. 1.1) условием нарушения работоспособности опорных валков и возникновения их параметрического отказа по точности профиля является выход значения текущей выпуклости опорного валка д(г) из-за износа за допустимое значение, т.е. нарушение неравенства:
Д(/)>[Л], (2.27)
где [д] - допустимое значение выпуклости бочки опорного валка, определяемое НТД и обеспечивающее требуемую поперечную разнотолщинность прокатываемой полосы.
Согласно схеме формирования параметрического отказа опорного валка (см. рис. 1.1) при совершении работы сил трения в зоне контакта валков при взаимном проскальзывании точек их поверхностей происходит неравномерное