CC BY
12UO'K 621.01
MAYDALOVCHI PO'LAT ZOLDIRLARNI TAYYORLASHNING NAZARIY ASOSLARINI ISHLAB CHIQISH VA PARAMETRLARINI ASOSLASH
Shaxobutdinov Rustam Erkinbayevich TDTU, t.f.f.d., (PhD), dotsent. E-mail: [email protected]. tel.: +998908151773
Karimova Anorgul Ruzimovna TDTU, katta o'qituvchi, E-mail: [email protected]. tel.: +998938130156
Nosirov To'lqin Narzullo o'g'li TDTU. doktorant, tel.: +998900371993
Annotatsiya: Ushbu maqolada issiqlayin prokatlash usuli bilan olingan diametri 50 mm bo'lgan maydalovchi po'lat zoldirlarni GOST 7524-2015 talablari bo'yicha zoldir prokatlash stanida ishlab chiqarish jarayoniga doir masala yechilgan hamda olingan asosiy natijalar tahlil qilingan. Masalani yechishda maydalovchi po'lat zoldirlarni ishlab chiqarish uchun zaruriy parametrlar: maydalovchi po'lat zoldir materialining kimyoviy tarkibi, GOST 7524-2015 bo'yicha o'lchamlarning muvofiqligi, mexanik xossalari hamda yuzasining dumaloqlik dar ajasi bo'yicha sonli natijalar aniqlangan. Olingan sonli natijalar tahlili shuni ko'rsatadiki, issiqlayin prokatlash usuli orqali ishlab chiqarilgan diametri 50 mm bo'lgan maydalovchi po'lat zoldirlarning sifat ko'rsatkichlari GOST 7524-2015 talablariga to'liq mos keladi.
Aннотация: В статье приводится решение задачи процесса выпуска стальных помольных шаров диаметром 50 мм по ГОСТ 7524-2015 на шаропрокатном стане методом горячей прокатки и анализа основных полученных результатов. При решении задачи определены численные результаты требуемых параметров для выпуска стальных помольных шаров: соответствие химического состава, механических свойств материала, размеров и степени овальности помольного шара по ГОСТ 7524-2015. Полученный анализ численных результатов доказал. что качественные показатели стальных помольных шаров диаметром 50 мм. освоенных методом горячей прокатки полностью соответствуют требованиям ГОСТ 7524-2015.
Abstract: The article provides a solution to the problem of the process of producing steel grinding balls with a diameter of 50 mm according to GOST 7524-2015 on a ball rolling mill by hot rolling and analysis of the main results obtained. When solving the problem. numerical results of the required parameters for the production of steel grinding balls were determined: compliance with the chemical composition. mechanical properties of the material. size and degree of ovality of the grinding ball according to GOST 7524-2015. The obtained analysis of numerical results proved that the quality indicators of steel grinding balls with a diameter of 50 mm mastered by the method of hot rolling comply with the requirements of GOST 7524-2015.
Kalit so'zlar: zoldir prokatlash valogi, maydalovchi po'lat zoldir, zoldir prokatlash stani, vintli kalibr. gardish.
Ключевые слова: шаропрокатный валок, стальной помольный шар, шаропрокатный стан, винтовой калибр, реборда.
Key words: ball rolling. grinding steel ball. ball rolling mill. screw gauge. flange.
Hozirgi kunda zoldir prokatlash stanlarida ishlab chiqariladigan maydalalovchi po'lat
zoldirlarga bo'lgan talabning katta ekanligini inobatga olgan holda, ularni ishlab chiqarishning yangi va samarali usullarini ishlab chiqish bo'yicha keng qamrovli ilmiy izlanishlar olib borilmoqda. Olib borilayotgan ilmiy izlanishlar asosan, mahsulotning sifatini yanada yaxshilash va iqtisodiy samaradorlikka erishish kabi muhim maqsadlarni nazarda tutgan holda amalga oshiriladi [1].
Ma'lumki, maydalovchi po'lat zoldirlarni asosan, quyish, shtamplash va prokatlash usuli kabi texnologik jarayonlar vositasida ishlab chiqariladi. Ushbu usullar orasida eng samarali usullardan biri bo'lgan vintli prokatlash usuli alohida ahamiyatga ega. Vintli prokatlash usuli uzluksiz jarayon bo'lib, bunda xomashyoni prokatlash staniga joylashtirish yoki tayyor bo'lgan mahsulotlarni prokatlash stanidan olish uchun ish jarayonini to'xtatib turish shart emas. Bundan tashqari, bu usul yordamida zoldirlarni prokatlashda moddiy yo'qotishlar nisbatan kam bo'lishi bilan bir qatorda, ishlov berilayotgan xomashyoning qulay yo'nalishda harakatlanishi, texnologik jarayonning juda qulayligi va ishlab chiqarilgan mahsulotning yuqori sifatliligi kabi bir qator imkoniyatlarni yaratadi [2].
Olib borilayotgan ilmiy izlanishlarning amaliyotga tatbig'ini keng qamrovli amalga oshirish maqsadida "O'zmetkombinat" AJ da vintli prokatlash yo'li bilan zoldir prokatlash valoklari yordamida maydalovchi po'lat zoldirlarni ishlab chiqarishning innovatsion texnologiyalari joriy qilinmoqda va bu borada samarali natijalarga erishilmoqda [4].
Maydalovchi po'lat zoldirlarni ishlab chiqarishda ish unumdorligini yanada oshirish uchun zaruriy omillarni aniqlash maqsadida, zoldir prokatlash valoklari kalibrovkasini ishlab chiqish, zoldir prokatlash valoklarini kesish uchun profili nazariy asoslangan kulachoklarni tayyorlash hamda ularni mustahkamlikka hisoblash kabi muhim masalalarning hal qilinishi talab darajasidagi maydalovchi po'lat zoldirlarni ishlab chiqarishdagi eng asosiy masalalardan biri hisoblanadi [3].
Ushbu maqolada, vintli prokatlash yo'li bilan zoldir prokatlash valoklari yordamida diametri 50 mm bo'lgan maydalovchi po'lat zoldirlarni tayyorlash maqsadida qo'yilgan masalaning nazariy yechimlari aniqlandi. Shuningdek, nazariy yechimlar asosida tayyorlangan mahsulotning texnik darajasini hamda yuzasining dumaloqlik darajasini aniqlash, mahsulotning mexanik xossalarini o'rganish va sirtining sifat darajasini baholash maqsadida "O'zmetkombinat" AJ da malaka sinovlaridan o'tkazildi. Qo'yilgan masalaning yechimlari nazariy va amaliy mexanika, mexanizmlar va mashinalar nazariyasi usullariga asoslangan holda olingan. Shuningdek, vintli prokatlash usuli, matematik modellashtirish va ularni tahlil qilishning analitik hamda grafik usullari asosida masalaning yechimlari aniqlangan va tahlil qilingan.
Prokatlash stanining texnik tavsiflari kalibrlash uchun dastlabki ma'lumotlar manbasi hisoblanadi. Ma'lumki, aniq o'lchamlarga ega zoldir prokatlash valoklari prokatlash stanining kassetalariga o'rnatiladi. Diametrlari va profillari turlicha bo'lgan o'ng va chap zoldir prokatlash valoklarini kalibrlashda standart o'lchamlarning muvofiqligini tekshirish muhimdir. Ushbu maqolada keltirilgan ma'lumotlar asosida, maydalovchi po'lat zoldirlarni ishlab chiqarish uchun, zoldir prokatlash valoklari markazlari siljigan ariqchalarga ega bo'lgan, vintli sirtlarga ega bo'lgan mahsulotlarni kesish uchun mo'ljallangan maxsus nusxa ko'chirish moslamasi bilan jihozlangan RT 117 rusumli vint qirquvchi tokarlik dastgohida qirqish amaliyoti bajarildi. Ushbu amaliyotni bajarish uchun nusxa ko'chirish moslamasining uzatish nisbati i = 35 ga teng. RT 117 rusumli vint qirquvchi tokarlik dastgohini sozlash uchun uch kirimli kesishni qanoatlantiradigan, dastgoh uchun belgilangan ma'lumotlarga mos ravishda, dastgoh qadamining qiyma ti aniqlanadi
[5]:
Tda* = 2 • ^ • TM = 2 • 75 • 72 = 150 = 00
z1 72 ayl
bu yerda Zl = 72, z4 = 75 - dastgoh gitarasining o'zgaruvchan tishli g'ildiragi tishlari soni; ^ = 72mm/ayl - dastgohning metrik qadami.
Ma'lumki, hisoblash qadamini aniqlashda tokarlik dastgohining o'zgaruvchan tishli gitarasi ko'rsatkichlari muhim ahamiyatga ega. Bunda harakatlanuvchi vintning valiga tishlari soni z bo'lgan tishli g'ildirak va tezliklar qutisi valiga tishlari soni z4 bo'lgan tishli g'ildirak o'rnatiladi. Ko'rilayotgan ushbu masalada zoldir prokatlash valoklarining parametrlari ma'lumdir. Ya'ni, kalibr diametri dk = 52.3 mm va kalibrli vintli ariqchalarning soni Z = 3. Bularni inobatga olgan holda, kalibrning radiusi quyidagicha aniqlanadi:
= Uk = 523 = 26 mm (2)
K 2 2
Maydalovchi po'lat zoldirning dastlabki diametri quyidagicha aniqlanadi:
= Rjl = 52,3 = 51,9442 mm (3)
% 1,00685
bu yerda % = 1,00685 - prokatlash vaqtida metall o'lchamining issiqlikdan kengayish koeffisienti.
Zaruriy o'lchamdagi maydalovchi po'lat zoldirni tayyorlash uchun dastlabki xomashyoning diametri quyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
= ^ = 519442 = 50,4312 mm (4)
xorrt.a -i r\ ^ -1
% 1,03
bu yerda % = 1.03 - prokatlash vaqtida metall o'lchamining radial o'sish koeffisienti.
Maydalovchi po'lat zoldirlarni tayyorlash jarayonida asosiy ko'rsatkichlardan biri hisoblangan vintli kalibrning umumiy uzunligini aniqlash muhimdir. Bunda vintli kalibrning uzunligi shartli ravishda vint chizig'ining yoyilmasi darajasida o'lchanadi. Kalibrning markaziy o'q chizig'i zoldir prokatlash stani kassetasi o'lchamiga bog'liq holda belgilanadi. [1] da keltirilgan jadvalga asosan, zoldirning diametri 40-50 mm oraliqda o'zgarganda vintli kalibrning uzunligi 540°- 720° qiymatni tashkil etadi. Valok uzunligining o'zgarmasligini inobatga olgan holda, diametri 50 mm bo'lgan zoldirlar uchun vintli kalibrning umumiy uzunligi $um = 960° ga teng deb qabul qilingan. Vintli kalibrning ishchi uzunligi quyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
^ _ $um * ^dast (5)
ish = 360°
Keyingi hisoblashlar o'ng va chap valoklar uchun amalga oshiriladi. Shakl hosil qiluvchi va shaklga ishlov beruvchi qismlar uzunliklarini aniqlashda, diametri 40-50 mm oraliqda bo'lgan bir kirimli zoldir prokatlash valoklari vintli ariqchalari uchun vintli kalibrning uzunligi 540°- 720° oraliqdagi qiymatlarga ega ekanligini inobatga olish zarur bo'ladi.
O'ng va chap valoklar uchun shaklga ishlov beruvchi qism uzunliklari quyidagicha aniqlanadi:
$sh.i.b.o' = $um ' ksh.i.bo] (6)
.b.ch ksh.i.b.ch
bu yerda k^ibo, va k^ibch - mos ravishda, o'ng va chap zoldir prokatlash valoklarining shaklga ishlov beruvchi qism uzunliklarini aniqlash koeffisiyentlari.
O'ng va chap valoklar uchun shakl hosil qiluvchi qism uzunliklari quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi:
$sh.h.q.O = $um - $sh.i.b.o' (7)
.h.q.ch
i.b.ch
Ikki zoldir orasida hosil bo'ladigan bo'yincha radiusining ruxsat etilgan eng kichik qiymati quyidagicha [26]:
= 1 + 0.04-R-10)
(8)
Shaklga ishlov beruvchi qismda, o'ng valok uchun bo'yincha radiusi rbo, va chap valok uchun bo'yincha radiusi rbch hamda valok gardishining boshlang'ich balandligi hb ko'rsatkichlarining qiymatlarini aniqlash mumkin.
Ma'lumki, maxsus chashkali kesgich bilan ariqchalarining markazlari siljigan zoldir prokatlash valogini qirqish natijasida hosil bo'ladigan vintli ariqchalar orasidagi qism vintli gardish hisoblanadi. O'ng va chap valoklar uchun zoldir prokatlash stanida ishlov berilayotgan xomashyoning uzilishidan oldingi gardish qalinligi mos ravishda quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi:
h, = 0,0892 - D„
b h = b ,+ 2-
u.ch u.o
Чк - rich)
(9)
bu yerda buo, va buch - mos ravishda, o'ng va chap valoklar uchun ishlov berilayotgan xomashyoning uzilishidan oldingi gardishning qalinligi.
b, mm 64.8' 3.6 2.41.2'
0
■ xom-ashyoning uzilishdan oldingi gardish qalinligi (o'ng valok)
■ xom-ashyoning uzilishdan oldingi gardish qalinligi (chap valok)
840 960 p, grad.
1-rasm. O'ng va chap valoklar uchun ishlov berilayotgan xom-ashyoning uzilishidan
oldingi gardishning qalinligi.
Zoldir prokatlash valoklarining shakl hosil qiluvchi qismida munosib ravishda shakl hosil bo'lishi uchun, valok gardishining boshlang'ich qalinligi eng kichik qiymat bmm gacha kamayib boradi. Shundan keyin, gardishning qalinligi bb bilan aniqlanishi mumkin bo'lgan qiymatgacha ko'tarila boshlaydi:
(10)
bmn = 0,0376 - DK b =0,08719-Dr
Ariqchalarining markazlari siljigan vintli kalibrning turli qismlarida gardishning yuqori qismlarining o'lchamlariga ko'ra, zoldir prokatlash valoklarini qirqishning asosiy qadami aniqlanadi. Buning uchun, o'ng va chap valoklar uchun vintli kalibr yarim sferasining kengligini aniqlash lozim:
C&=jBf-r
Cch =л1 RK - }
(11)
O'ng va chap valoklar uchun ariqchalarining markazlari siljigan vintli kalibrni qirqishning asosiy qadami quyidagi ifodalar orqali aniqlanadi:
o'+ bo)
TaO = (2- C
Tas.ch = (2- Cch + bch )
(12)
bu yerda TaSo va Ta:
.ch
- mos ravishda, o'ng va chap valoklar uchun ariqchalarining
markazlari siljigan vintli kalibrni qirqishning asosiy qadami, с va с h - o'ng va chap vintli
r
120
240
360
480
600
720
2
o
2
ch
каНЬг уапш 8Гегав1п1п§ кеп§И§1, ьо, уа ^ - o'ng va chap vintli kalibr gardishining кеп§И§1.
Ma'lumki, zoldir ргока11авЬ valogining ¡хйуопу кев1ш1ёа ргока11авЬ jaгayonidagi ше1а11 xom-ashyosi hajmi hosil bo'ladigan yakuniy mahsulot - po'lat zoldirining hajmiga mos bo'lishi lozim. Siqilgan metall hajmi o'zgarmasligi shartiga ко'га, ka1iЬгning ixtiyoгiy kesiшida quyidagi ifoda o'rinli:
(13) - каНЬг
Vum - Ка + КСа + ^а-360 + Ка-360 + КСа-360
Ьи yeгda Кит - prokatlanayotgan zoldir va bo'yinchaning umumiy hajmi, КСа_360/г yaгiш sfeгa1aгidagi шeta11ning hajmi, ¥а_36у2 - bo'yinchalardagi meta11ning hajmi, ka1iЬгning shak1 hosi1 qi1uvchi qisшidagi шeta11ning uшuшiy hajшi.
а
Sа-360/ Z
4 з 2
Кит Як +Я- Г • Ь„
Ъ.а' ии.О
(14)
Bo'yincha va kalibr yarim sferalaridagi metall hajmining qiymati та'1ит ekanligidan, vi nt1i ka1iЬг yaгiш sfeгa1aгining si1indг qisшidagi шeta11ning hajшini aniq1ash шuшkin:
V
- V -Ука
ит / .
(15)
Yuqorida keltirilgan ifodalar bo'yicha sonli hisoblashlar amalga oshirildi va kalibrlashga doir hisoblash natijalari bo'yicha dasturlar tuzish oгqa1i MathCAD 15 dastuгiy vositasi yoгdaшida tah1i1 qi1indi haшda tegish1i gгafik1aг o1indi.
т т
ая.о'.' ая.еИ.'
тт
60т
48' 36' 24-' 12'
0
120
240
360
480
600
720
840
960
ф, ^гай.
2-rasm. O'ng уа еИар уа1ок1аг иеИип ariqchalarining тагкаг1аг1 siljigan ушШ каПЪпн
qirqishning asosiy qadami.
Diametri 50 тт bo'lgan maydalovchi po'lat zo1diг1aгni вОБТ 7524-2015 bo'yicha issiqlayin prokatlsh yo'li orqali ishlab chiqarishni yo'lga qo'yish maqsadida, "O'zmetkombinat" AJ da vintli prokatlash уо'Н bilan zoldir prokatlash valoklari yordamida diametri 50 тт bo'lgan maydalovchi po'lat zoldir1aг tayyoг1andi уа ша1ака sinovlaridan o'tkazildi. O'tkazilgan та1ака sinov1ari natija1aгiga asos1angan ho1da, quyidagi xu1osa1ar o1indi:
Z
Z
2Vs.o^,ZVs.d,., тт'
ф, gгad.
3-1^111. У1П(11 КЛИЬГ yarim sferalarining silindr qismidagi metallning hajmi.
Mahsulotning texnik darajasini aniqlash maqsadida ро'Ы xomashyosining kimyoviy tarkibi o'rganildi (1-jadval) hamda 1 va 2 - guruh qattiqligidagi maydalovchi po'lat zoldirlar materialining kimyoviy tarkibi o'rganildi (2-jadval) va Ьи bo'yicha asosiy пай]а1аг tahlil qilindi.
1-jadval
Ро'^ xom-ashyosiпiпg kimyoviy tarkibi.
Eritmaning raqami Mahsulot tarkibidagi kimyoviy elementlar, % hisobida
S Мп Si Р S Сг N1 Си Se
№ 222108 0,33 0,96 0,71 0,025 0,024 0,07 0,11 0,15 0,66
2-jadval
Maydalovchi ро'^ zoldirlar materialining kimyoviy tarkiЫ_
Eritmaning raqami Zoldiming diametri, mm Zoldiming qattiqlik guruhi Uglerodning massa ulushi. ... dan kam emas, (% hisobida) Uglerod bo'yicha muvofiqlik darajasi. ... dan kam emas, (% hisobida)
GOST 7524-2015 50 1,2 0,40 0,50
№ 222108 0,33 0,66
I. Ishlab chiqarilgan maydalovchi po'lat zoldirlar yuzasining dumaloqlik darajasini aniqlash maqsadida, GOST 7524-2015 Ьо^Ла uning o'lchami va zoldirlar yuzasining dumaloqlik darajasidan og'ish chegarasining muvofiqligini baholash natijalari o'rganildi. Aniqlangan па^а1ш^а ko'ra, issiqlayin prokatlash yo'li Ы1ап ishlab chiqarilgan diametri 50 тт bo'lgan maydalovchi po'lat zoldirlar yuzasining sifat ko'rsatkichlari bo'yicha GOST 7524 -2015 talablariga mos keladi (3-jadval).
3-jadval
Ishlab chiqarilgaп maydalovchi ро'^ zoldirlarning GOST 7524-2015 bo'yicha
тиуоАдНк пatijalari
Eritmaning raqami To'plamdagi zoldir raqami Nominal diametr, mm Nominal diametr Ьо^Ла og'ish chegarasi, шш
GOST 7524-2015 - 52,0 ±3,0
1 51,0/52,0 -1,0/0
2 50,0/52,0 -2,0/0
3 52,0/53,0 0/+1,0
4 50,0/52,0 -2,0/0
№ 222108 5 51,0/52,0 -1,0/0
6 52,0/53,0 0/+1,0
7 51,0/52,0 -1,0/0
8 50,0/52,0 -2,0/0
9 52,0/53,0 0/+1,0
10 51,0/52,0 -1,0/0
II. Eritmaning №222108 raqami bo'yicha eritish yo'li bilan о1^ап хот-ashyodan tayyorlangan diametri 50 mm bo'lgan maydalovchi po'lat zoldirlaming mexanik xossalari o'rganildi va asosiy natijalar tahlil qilindi (4-jadval). ЕпШа raqami № 222108 bo'lgan 120x120 тт оЧЛатН xom-ashyodan ishlab chiqarilgan diametri 50 тт bo'lgan maydalovchi po'lat
zoldirlarning qattiqligi ГОСТ 7524-2015 bo'yicha 2-guruh qattiqligiga mos keladi.
III. Maydalovchi po'lat zoldirlar sirtining sifat darajasini baholash natijalari bo'yicha ishlab chiqarilgan mahsulotda hech qanday yoriqlar, nuqsonlar va zoldirlarning o'lchamlari bo'yich a chegaradan og'ish holatlari mavjud emasligi aniqlandi.
4-jadval
Ishlab chiqarilgan maydalovchi po'lat zoldirlar sirtining sifat darajasini baholash
natijalari
To'plamdagi zoldir raqami Zoldirning qattiqlik guruhi Zoldir makrostrukturasi
2
Qattiqligi, HB, ... dan kam bo'lmagan
GOST 7524-2015 453 Yoriqlarsiz
1 514 461 Yoriqlarsiz
2 555 415
3 514 514
4 514 534
5 477 415
6 444 514
7 495 429
8 514 514
9 285 461
10 534 415
O'rta-erish qattiqligi 475,9
Xulosa qilib shuni ta'kidlash lozimki, "O'zmetkombinat" AJ da GOST 7524-2015 bo'yicha issiqlayin prokatlash yo'li orqali tayyorlangan diametri 50 mm bo'lgan maydalovchi po'lat zoldirlarni malaka sinovlaridan o'tkazish natijalari bo'yicha ishlab chiqarilgan mahsulotning yuqori sifatli ekanligi e'tirof etildi hamda ijobiy xulosalar olindi. Shuningdek, ushbu mahsulotni ishlab chiqarish bo'yicha keng qamrovli ishlarni amalga oshirish uchun zaruriy chora-tadbirlarni yo'lga qo'yish imkoniyatlari yaratildi.
ADABIYOTLAR
1. Шахобутдинов Р.Э. Калибровка шаропрокатных валков с двухзаходными винтовыми калибрами со смещённым центром ручьёв для прокатки стальных помольных шаров диаметром 70 мм по ГОСТ 7524-2015 // Российский журнал: Калибровочное бюро. 2021, №18, стр. 25-28.
2. Shakhobutdinov R., Karimova A., Nosirov T., Khojibekov T., Khurramov D. Development of a mathematical model of the production of grinding steel balls. "Actual problems of applied Mathematics and information technologies" // International Scientific Conference: Al-Khwarizmi 2023. September 25-26, 2023, p. 93.
3. Хожибеков Т.Д., Хуррамов Д.Х., Носиров Т.Н., Каримова А.Р. Золдир прокатлаш сохдсида кулланиладиган кулачоклар профилининг анализи масалалари" // Материалшунослик, материаллар олишнинг инновацион технологиялари ва пайвандлаш ишлаб чикаришнинг долзарб муаммолари-2022. Республика илмий-техник анжумани, 19-ноябрь, 2022 й., 421-422 б.
4. Шахобутдинов Р.Э., Каримова А.Р., Мойдинов А. "Особенности применения
шаропрокатных валков со сверхзаходными винтовыми калибрами для прокатки помольных шаров малых диаметров на ШПС 80-120 в произведены^ условиях АО "Узметкомбинат"" // Халкдро илмий анжуман, INNOVATION 2022, 205-206 б.
5. Tselikov A. Stress and strain in metal rolling. Moscow: Mir Publishers, 1967.
