Разработка моделей функционирования агрегата совмещенной прокатки-прессования с целью повышения эффективности производства длинномерных изделий из цветных металлов и сплавов

• Автор: Довженко, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 219 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МОДУЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАССОВОЙ МЕТАЛЛОПРОДУКЦИИ
1Л ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1.2 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИИ И КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ОБОРУДОВАНИЯ СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ
1.3 МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ С АСИММЕТРИЧНЫМ ОЧАГОМ ДЕФОРМАЦИИ
1.4 АНАЛИЗ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБРАЗЦА АГРЕГАТА СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

2 ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ АСИММЕТРИЧНОГО ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
2.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АСИММЕТРИЧНОСТИ ПРОЦЕССА СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ НА ЭНЕРГОСИЛОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ
2.2 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ГЕОМЕТРИИ АСИММЕТРИЧНОГО ОЧАГА ДЕФОРМАЦИИ И СРЕДНЕГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ПРОКАТКЕ-ПРЕССОВАНИИ

2.3 АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ ПРОЦЕССА СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ

2.4 РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА СИЛ НА ВАЛКАХ И МАТРИЦЕ

2.5 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РАСЧЕТА МОМЕНТОВ НА ВАЛКАХ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3 ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ АГРЕГАТА СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ
3.1 СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СПОСОБА И УСТРОЙСТВ СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ
3.2 ВЫБОР ГЛАВНОГО И ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АГРЕГАТА СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ ВНУТРИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РЯДА
3.3 РАЗРАБОТКА ОБЩИХ ПОДХОДОВ, ТРЕБОВАНИЙ
И ПРИНЦИПОВ СОЗДАНИЯ АГРЕГАТА СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ АГРЕГАТА НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ
4.1 РАЗРАБОТКА И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ УСТАНОВКИ СПП
4.2 РАЗРАБОТКА ЭСКИЗНЫХ ПРОЕКТОВ АГРЕГАТОВ СОВМЕЩЕННОЙ ПРОКАТКИ-ПРЕССОВАНИЯ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

В условиях постоянного технологического развития и глобализации рынков перед предприятиями, производителями металлопродукции, остро стоит проблема повышения эффективности производства и обеспечения выпуска конкурентоспособной продукции. Особенно актуальна эта проблемы при производстве длинномерных изделий из цветных металлов и сплавов в виде прутков, проволоки и '4 профилей малого поперечного сечения.
Решение этой проблемы требует как дальнейшего совершенствования действующих технологических процессов производства длинномерной продукции, так и создания технологических систем на базе интегрированных и совмещенных устройств и агрегатов, основанных на сокращении до минимума числа этапов технологического процесса, снижении затрат материальных и энергетических ресурсов.
Задачи создания технологических систем на базе интегрированных и совмещенных устройств и агрегатов в последние годы приобрели особую актуальность, в их решении накоплен определенный производственный опыт и созданы научно-технические основы для разработки технологий и оборудования. В приоритетных направлениях развития науки и техники Российской Федерации в рамках направления «Производственные технологии» включена критическая технология - «Модульные технологии производства массовой металлопродукции с новым уровнем свойств».
К настоящему времени в области разработки нового процесса совмещенной прокатки-прессования, разработанного на кафедре «Обработка металлов давлением» ГОУ ВПО «Государственный университет цветных металлов и золота», выполнен определенный научно-технический задел и накоплен практический опыт создания опытно-промышленных установок. Вместе с тем от производителей длинномерной продукции поступают заявки на приобретение промышленных образцов такого оборудования, причем заявки имеют широкий спектр запросов от <* производства припоев на основе серебра в виде проволоки диаметром 1,6 мм, до жил высоковольтных электрических кабелей больших сечений с заданной длиной без стыковой сварки более коротких жил. Все это обусловило необходимость разработки подходов и принципов проектирования промышленных агрегатов совмещенной прокатки-прессования.
В структуре жизненного цикла сложных технических систем одной из важнейших является стадия проектирования. Эта стадия включает два основных этапа:
- внешнее проектирование (макропроектирование), когда исследуются свойства внешней среды, оцениваются рассогласования характеристик дейстВ работе [108] доказывается, что в рассматриваемом случае прокатки должно иметь место неравномерное распределение горизонтальных нормальных напряжений по высоте полосы при входе в очаг деформации и на выходе из него. Причем на входе в очаг деформации со стороны ведомого валка должны появиться дополнительные сжимающие напряжения, а со стороны ведущего валка - растягивающие. На выходе из очага деформации - наоборот: дополнительные сжимающие напряжения должны появиться со стороны ведущего валка, а растягивающие - со стороны ведомого.
Сравним равновесие сил и моментов, приложенных к элементу металла, выделенному в смешанной зоне на границе ее с зоной опережения (линия 5 - 5'), с равновесием сил, приложенных к этому же элементу, если бы зона опережения простиралась левее и выделенный элемент находился в этой зоне. В установившемся процессе при симметричной прокатке в зоне опережения равномерная эпюра а, горизонтальные проекции касательных сил г, и г2 и горизонтальные проекции давлений р{ и р2, направленные влево, уравновешиваются равномерной эпюрой а + da при этом сумма моментов всех сил относительно точки О равна 0.
В смешанной зоне направление касательных сил со стороны ведущего валка противоположно направлению касательных сил со стороны ведомого валка (на рисунке 1.22 показано пунктирной стрелкой). Поэтому в смешанной зоне сумма всех сил, направленных влево, меньше, чем в зоне опережения, и соответственно меньше площадь эпюры a + da, момент же сил, поворачивающих элемент против часовой стрелки вокруг точки О, одинаков для обеих зон, так как одинаковы силы а,т2 и р2.
Чтобы при меньшей площади эпюры a + da в смешанной зоне статический момент её вокруг точки О был одинаков со статическим моментом равномерной эпюры a + dcr в зоне опережения, эпюра a + da в смешанной зоне должна быть неравномерной, с большими ординатами со стороны ведомого валка (пунктир). Это означает, что эпюра давлений на ведомый валок (пунктир 5 - 6) в смешанной зоне должна быть выше, чем в зоне опережения при симметричной прокатке (линия 2 - 5). Но такое явление противоречит условию равновесия моментов на ведомом валке, таким образом, пересечение эпюры смешанной зоны (пунктир 5-6) с эпюрой зоны отставания (линия 1 - 4) произойдёт еще правее, чем при симметричной прокатке. Что бы точка пересечения эпюр зоны отставания и смешанной зоны со стороны ведомого валка оказалась левее сечения 2 - 2', необходимо повышение эпюры в зоне отставания (линия 7-8) или понижение эпюры в зоне опережения и в смешанной зоне (линии 8 - 9). Это возможно достичь только за