Исследование и разработка методики проектирования технологического инструмента станов винтовой прокатки гильз и труб

• Автор: Алещенко, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Прошивка сплошной заготовки в гильзу

1.1.1. Качество наружной и внутренней поверхности

1.1.2. Точность геометрических размеров гильз и труб

1.1.3. Оправки прошивного стана и их влияние на качество гильз и труб

1.2. Раскатка гильзы в черновую трубу на станах винтовой прокатки

1.3. Методики расчета технологического инструмента двухвалковых станов винтовой прокатки.
1.3.1. Основные параметры процесса прокатки на двухвалковых станах винтовой прокатки.
1.3.2. Существующие методики расчета технологического инструмента двухвалковых станов винтовой
прокатки.
Глава 2. Исследование процесса прошивки в двухвалковом стане
МИСиС 0Д.
2.1. Условия проведения эксперимента
2.2. Влияние коэффициента вытяжки.
2.3. Влияние коэффициента овализации
2.4. Влияние формы и калибровки прошивных оправок.
Глава 3. Разработка методики расчета технологического инструмента
двухвалковых станов винтовой прокатки
3.1. Особенности эксплуатации технологического инструмента
3.1.1. Рабочих валков прошивного стана.
3.1.2. Прошивных оправок.
3.1.3. Направля ющего инструмента
3.2. Методика расчета и проектирования рабочего инструмента.
3.2.1. Проектирование очага деформации
3.2.2. Рекомендации по режимам деформации для бездефектной прокатки на двухвалковом стане винтовой прокатки
3.2.3. Проектирование рабочего инструмента
3.3. Выбор способа крепления оправки на оправочном стержне
3.4. Разработка направляющих линеек новой конструкции
3.5. Корректировка настройки прошивного стана с учетом износа рабочего инструмента.
3.6. Апробирование методики расчета технологического инструмента в промышленных условиях
Глава 4. Исследование процесса раскатки труб на станах винтовой
прокатки
4.1. Особенности выбора схем раскатки труб в двухвалковых станах винтовой прокатки.
4.2. Исследование процесса получения тонкостенных горячекатаных труб на стане МИСиС ОД
4.3. Раскатка труб в промышленных условиях на двухвалковом стане с направляющими линейками ТПА 0.
Список использованной литературы


Аналогичные исследования по развороту дисков, проведенные в МИСиС в - гг. Сравнительные исследования процесса прошивки по различным схемам с применением угла раскатки от - ° до + ° показали, что прокатка гильз с отношением Ог/Рз = 1,3. Возникающие при этом тангенциальные растягивающие напряжения приводят к вскрытию дефектов наружной поверхности и снижению прошиваемости []. Применительно к производству труб из высоколегированных сталей, актуальность которого в последнее время возрастает в связи с увеличением спроса на трубы, работающие в агрессивных средах, японские исследователи по мнению Б. Н. Матвеева [, ] рекомендуют осуществлять процесс прошивки при больших положительных углах раскатки с подъемом гильзы по диаметру (грибовидная схема). В меньшей степени в литературе рассмотрены вопросы, связанные с качеством наружной поверхности гильз, полученных на стане винтовой прокатки. Авторы работы [] отмечают, что качество наружной поверхности гильз зависит от уровня растягивающих напряжений, действующих в наружных периферийных слоях металла. Как показывают исследования, представленные в работе [] увеличение угла подачи вызывает некоторый рост кривизны поперечного сечения заготовки-гильзы, а, следовательно, и уровня растягивающих напряжений [], но в тоже время резкое сокращение числа циклов обжатий снижает вероятность образования дефектов. На основании статистического анализа в работах [, ] показано, что на количество наружных плен оказывает влияние так же толщина стенки гильзы Эг - чем больше 8Г, тем меньше вероятность образования наружных дефектов. В настоящее время современные трубопрокатные агрегаты, особенно с непрерывными раскатными станами, все чаще проектируются так, чтобы перераспределить основную вытяжку по агрегату на прошивной стан, путем уменьшения толщины стенки гильзы. Поэтому при проектировании технологии необходимо уделять особое внимание расчетам режимов прошивки тонкостенных гильз. Большинство исследователей сходятся во мнении, что причиной образования дефектов на наружной поверхности гильз является скручивание металла при прошивке. Тангенциальные растягивающие напряжения от скручивания, суммируясь с растягивающими напряжениями от пластического изгиба, увеличивают вероятность образования дефектов. Вопросы скручивания рассмотрены в работах Грубера, Кокса, П. Т. Емельяненко, П. К. Тетерина, В . Я. Осадчего и др. Подробное теоретическое решение проблемы скручивания представлено в работах П. К.Тетерина [7, ]. Показано, что величина скручивания зависит, в основном, от соотношения коэффициентов тангенциальной и осевой скорости. Обширные экспериментальные исследования вопроса скручивания проведено в работе []. Минимальное скручивание при прошивке наблюдается при использовании чашевидной схемы, что позволило авторам рекомендовать эту схему прокатки. Представленные в литературе данные позволяют сделать вывод о том, что применение технологии прошивки заготовок в гильзы с применением чашевидной схемой прокатки позволяет существенно повысить качество наружной и внутренней поверхности гильз и труб. Как правило, гильзы и трубы, полученные методами винтовой прокатки, обладают высокими физико-механическими свойствами. Благодаря интенсивной радиально-сдвиговой деформации и скручиванию волокон металла пластические свойства прокатанных гильз выше, например прессованных на . Процесс прошивки в стане винтовой прокатки при новых технологических режимах (в области больших углов подачи и при малой овализации очага деформации) обеспечивает уплотнение металла и залечивание некоторых дефектов. К точности геометрических размеров труб в настоящее время предъявляют все более высокие требования. Проектируемые и введенные в строй в последнее время ТГ1А предусматривают использование на раскатных станах гильз с более узким диапазоном допускаемых отклонений по толщине стенки. Это обеспечивается, в первую очередь, характером напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации, способствующим самоцентрированию оправки, а также значительно меньшими осевыми нагрузками.