Разработка математической модели роликового волочения труб на длинной оправке с целью прогнозирования точности

• Автор: Вагапов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1. СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ точности ХОЛОДНО ДЕФОРМИРОВАННЫХ ТРУБ
1Л. Методы описания точности труб
1.2. Точность холоднодеформированных труб
1.3. Конструкции роликовых волок
Выводы и постановка задач исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РОЛИКОВОГО ВОЛОЧЕНИЯ ТРУБ НА ДЛИННОЙ ОПРАВКЕ
2.1. Математическая постановка задачи
2.2. Конечно-элементная модель процесса волочения трубы
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗНОСТЕННОСТИ ТРУБЫ
3.1. Вычислительный эксперимент
3.2. Обработка результатов вычислительного эксперимента
3.3. Зависимость конечной разностенности трубы от факторов
3.4. Зависимость промежуточной разностенности трубы от факторов
3.5. Влияние факторов на разностенность
3.6. Характер изменения толщины стенки во время волочения
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ВНЕДРЕНИЮ
4 Л Экспериментальные исследования
4.2. Калибровка труб в роликовых волоках
4.3. Предлагаемая конструкция роликовой волоки
4.4. Технологический процесс производства авиационных труб
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие таких отраслей промышленности, как транспортное и энергетическое машиностроение, атомная техника, судостроение и др., предъявляет повышенные требования к качеству труб на уровне зарубежных стандартов. Классическими способами холодной деформации являются волочение через стационарные волоки и холодная валковая и роликовая прокатка. Комбинацией этих способов обеспечивается довольно широкий сортамент холоднодеформированных труб и высокое их качество. Однако классические способы имеют ряд общеизвестных недостатков: при волочении велика вероятность образования рисок, а холодная прокатка отличается высокой энергоемкостью, малой производительностью, сложностью настройки станов и изготовления инструмента, а также ограниченностью сортамента прокатываемых труб по относительной тонкостенности и размерам. Поэтому актуальной является задача разработки и исследования новых или комбинированных способов холодной деформации труб.
Настоящая работа посвящена исследованию точности труб, получаемых роликовым волочением на длинной оправке. Этот способ имеет ряд преимуществ: малая энергоемкость при использовании неприводных роликов; исключение образования рисок на поверхности из-за уменьшения скольжения по инструменту; более высокая производительность; низкая вероятность адгезии на контактных поверхностях роликов и трубы; простота конструкции по сравнению с прокаткой на станах ХПТ и ХПТР.
Реализация предлагаемого варианта роликового волочения заключается в проталкивании трубы на длинной оправке через ряд роликовых волок, при этом усилие волочения прикладывается к заднему торцу оправки, упирающейся в закованный конец заготовки. Каждая роликовая волока состоит из нескольких роликов (обычно от двух до четырех), которые образуют замкнутый роликовый калибр. Калибр имеет идеально-круглую часть и выпуски, которые служат для

превышать усилие при волочении. Недостаток такой волоки видится в большой сложности при сборке с необходимостью синхронного монтажа всех деталей.
Другой вариант самонастройки предложен в конструкции роликов (рис. 1.3.14) Алма-Атинского завода тяжелого машиностроения [100]. Ролики выполнены в виде установленного на ступице 1, закрепленной на оси, бандажа 2, на котором нарезан ручей 3. Каждый ролик снабжен шариками 4, размещенными между бандажом 2 и ступицей 1 по ширине ролика в канавках полукруглого сечения, выполненных на контактирующих с шариками поверхностях ступицы 1 и бандажа 2. Ступицы снабжены шайбами 4, установленными на их торцовых поверхностях. Это позволяет осуществлять самонастройку ручьев ролика по оси заготовки в начале процесса волочения.

Рис. 1.3.14. Роликовая волока [100]
Для получения изделий высокого качества необходимы как точная настройка калибра, так и достаточная его жесткость. Идеальным вариантом является случай, когда жесткость обеспечивается конструкцией роликового узла. Если жесткости роликовых узлов недостаточно, то используются