Разработка эффективных методов повышения эксплуатационной надежности непрерывных технологических комплексов металлургического производства

• Автор: Савельев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 432 с. : 5 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление

Условные обозначения

Введение

Раздел 1. Оценка эксплуатационной надежности и разработка

методологии нагруженности тяжелых машин на примере прокатных станов

1.1. Оценка методологических трудностей синтеза

надежного оборудования

1.1.1. Оценка эксплуатационной надежности технологического оборудования прокатных комплексов

1.1.2. Оценка агрегатной надежности прокатного комплекса в

стабильном его состоянии
1.1.3. Поузловая и подетальная оценка надежности агрегатов
прокатного стана
1.2. Анализ функционирования тяжелых машин и
обоснование основных динамически активных в них процессов
1.2.1. Оценка основных составляющих технологической
нагрузки в прокатных станах
1.2.2. Методологические особенности определения
технологических нагрузок в современных прокатных агрегатах
1.2.3. Оценка возможностей определения технологических
составляющих силового воздействия на элементы прокатного агрегата
1.3. Определение технологических нагрузок в оборудовании
1.3.1. Оценка статистического распределения энергосиловых
параметров прокатки
1.3.2 Определение характера изменения математического
ожидания статических нагрузок, возникающих в процессе деформации полосы
1.3.3 Определение зависимости математического ожидания
статических нагрузок процесса прокатки
1.4 Оценка динамической составляющей нагрузок в
приводах клетей непрерывного стана
1.4.1 Исследование динамических процессов, возникающих
при захвате металла валками
1.4.2 Влияние формы переднего конца полосы на величину
динамических нагрузок
1.4.3 Оценка динамической составляющей нагрузки от
взаимовлияния клетей

1.5 Перемежаемость напряжений в деталях технологического оборудования и оценка высокочастотной динамической составляющей напряжений
1.5.1 Оценка процессов в технологических машинах,
приводящих к появлению волновых явлений
1.5.2. Теоретическая оценка величины перемежаемости в
технологических системах
1.5.3. Экспериментальная оценка перемежаемости в
технологических машинах
Выводы по первому разделу
Раздел 2. Специфические требования к обеспечению надежности
элементов тяжелых машин
2.1. Выработка комплексной характеристики надежности
технологических агрегатов
2.1.1. Рассмотрение перемещения и развития как форм
движения, реализуемых в оборудовании
2.1.2. Анализ процесса передачи движения и нахождения
скорости накопления повреждений в оборудовании
2.1.3. Выработка понятия работоспособности как меры процесса количественно-качественных преобразований
в материале оборудования
2.2. Оценка работоспособности агрегатов технологических
комплексов
2.2.1. Оценка влияния динамических условий эксплуатации на
работоспособность оборудования
2.2.2. Оценка работоспособности агрегатов, узлов и деталей
машины
2.2.3. Оценка работоспособности электромеханических
систем прокатного комплекса
2.3. Анализ процесса накопления повреждений и определение работоспособности механической системы
2.3.1. Разработка модели процесса повреждаемости деталей
машин
2.3.2. Разработка метода нахождения параметров работоспособности технического объекта
2.4. Энергетический критерий оценки работоспособности
материала
2.4.1. Характер изменения работоспособности материала при
испытании его на усталость
2.4.2. Использование критерия работоспособности деталей в
расчетах на долговечность
Выводы но второму разделу

Раздел 3. Исследование выносливости конструкционных
материалов с учетом реальных динамических процессов в них
3.1. Построение теоретических зависимостей усталостной
прочности материалов
3.1.1. Оценка видов движений в материалах в процессе их
нагружения
3.1.2. Оценка низкочастотных деформационно-волновых
процессов в металлах
3.1.3. Невелеровские кривые оценки усталостной прочности
металлов
3.2. Определение начала интенсивного накопления
внутренних повреждений в материале с помощью организованной акустической эмиссии
3.2.1. Гомеоклиническая модель движения элементов в
металле и процесс накопления повреждений
3.2.2. Оценка использования импульсного внешнего
воздействия как организующего фактора дислокационной акустической эмиссии
3.2.3. Особенности испытательного оборудования,
позволяющего организовать акустический сигнал
3.3. Экспериментальное определение предела выносливости
конструкционных материалов
3.3.1. Реализация способа нахождения предела выносливости
путем оценки уровня организованной эмиссии волн напряжений
3.3.2. Усталостные характеристики материалов, полученные
на основе эмиссии волн напряжений
Выводы по третьему разделу
Раздел 4. Создание основ теории формирования технологических
комплексов
4.1. Разработка элементов теории формирования устойчивых
в эксплуатации технологических комплексов
4.1.1. Уточнение понятий сложного технического объекта
4.1.2. Нахождение характера распределения параметров
технических элементов в сложном объекте
4.2 Определение параметров устойчиво функционирующего
сложного объекта
4.2.1 Создание математической модели внутренних
процессов формирования сложного технического объекта
4.2.2 Нахождение вида устойчивого закона распределения
элементов в развивающемся сложном объекте
4.2.3 Выявление аналитической структуры плотности

Одновременно характер распределения надежности агрегатов в комплексе (рис. 1.1.4) указывает на расхождение существующих сегодня представлений о таком распределении с реальностью. Исходя из теоретических представлений считалось и продолжает считаться, что закон распределения показателей надежности агрегатов в производственной системе должен быть близким нормальному [156]. На самом же деле закон распределения такого свойства агрегатов как надежность в рамках технологической линии комплекса блюминг - НЗС имеет экспоненциальный характер. Принимая во внимание тот факт, что совершенствование рассматриваемого технологического комплекса протекало без каких-либо отклонений от эволюционного пути и что данный комплекс к моменту рассмотрения уже стабилизировался в своем развитии, закономерность распределения машин по эксплуатационной надежности нельзя считать случайной. Отсюда возникает необходимость коррекции сегодняшнего методического обеспечения по формированию надежных комплексов и обеспечению в их составе необходимой поагрегатной эксплуатационной надежности.
При оценке надежности комплекса технологического оборудования хорошо просматривается еще одна его особенность. Отказы оборудования в течение периода эксплуатации комплекса между двумя ремонтами распределены по временной шкале парадоксальным образом (рис. 1.1.5). Частота отказов в течение первой половины межремонтного периода возрастает, затем начинает уменьшаться и к моменту очередного ремонта становится минимальной. Другими словами, перед проведением ремонта степень надежности оборудования комплекса максимальна. После проведения ремонта аварийные остановки стана возрастают и распределяются с уменьшением до следующего ремонта. При этом размазанность по времени частоты выхода агрегатов из строя затрудняет возможность выбора эффективных межремонтных периодов и указывает одновременно на необходимость концентрации моментов выхода агрегатов