Технологічні параметри процесу холодної пільгерної прокатки труб із застосуванням комп’ютерної системи «ХПТ-експертиза»

В. У. Григоренко; О. С. Нагній; Г. О. Хавкін; І. І. Чуб

УДК 621.774.35.016.3

Д-р техн. наук В. У. Григоренко1, О. С. Нагим1, Г. О. Хавюн2, I. I. Чуб2

1 Нацюнальна металургшна академ1я УкраТни, 2 ВАТ «ДТЗ»;

м. Дн1пропетровськ

ТЕХНОЛОГ1ЧН1 ПАРАМЕТРИ ПРОЦЕСУ ХОЛОДНО1 П1ЛЬГЕРНО1 ПРОКАТКИ ТРУБ 13 ЗАСТОСУВАННЯМ КОМП'ЮТЕРНО1 СИСТЕМИ «ХПТ-ЕКСПЕРТИЗА»

Виконано експерименти для визначення «пружини клiтi» стану холодноI пшьгерно'1 прокатки труб i оцiнка математично'1 моделi визначенняреальних параметрiв процесу. Суть моделi - вимiри геометричних параметрiв робочого конуса й твердостi металу по довжиш робочого конуса для наступнихрозрахунюв силових параметрiв процесу й «пружини клiтi» на цш базi.

Виробництво труб способом холодно! шльгерно! прокатки характеризуешься жорсткими вимогами до якосп готових труб. Характеристика процесу представлена взаемозалежними геометричними й силовими параметрами, а також мехашчними властивостями металу, що змiнюються по довжиш робочого конуса.

Постановка задачi

Через вплив багатьох причин, наприклад «пружини клт», неточносп настройки й ш., запроектованi параметри процесу не вщповщають реальним [1]. От-римання шформацп про реальнi параметри процесу ХПТ дозволяе здiйснювати оцiнку процесу, а також адекватш заходи щодо усунення можливих вiдхилень вiд планованого режиму.

Ан^з дослiджень

Вплив неточно! установки калiбрiв на вiдхилення параметрiв процесу вiд запланованих значень описано в робоп [2]. Однак вщхилення параметрiв вiд запланованих значень при робоп вже настроеного стана залежить не тiльки ввд точностi установки деформу-вального шструменту, що здiйснюе процес холодно! шльгерно! прокатки. У робоп будь-якого стану ХПТ мае мкце пружна деформащя деталей клiтi. На вироб-нищга для регулювання валкового зазору здшснюють осьове перемiщення оправки й вертикальне пере-мiщення валк1в. Науковi дослщження, спрямованi на нейтралiзацiю впливу пружно! деформацi! деталей клiтi, в основному представлен пропозицiями щодо: збiльшення жорсткосп клiтi [3], урахування «пружини клт» у режимi обтиснень при прямому ход^ урахування пружносп металу й оправки [4].

Мета дослвдження

Розробка методики експериментально-розрахунко-во! оцiнки процесу ХПТ обумовлена необхщшстю от-римання дiйсних даних про параметри процесу , у тому

чи^ про рiвень «пружини клт».

Було здшснено [5, 6] дослщження змiни «пружини клiтi» по довжиш робочого конуса й розроблена методика ощнки реальних параметрiв процесу, реалiзова-на в комп'ютернiй системi «ХПТ-експертиза».

Система «ХПТ-експертиза» [6] дозволяе встановлю-вати зв'язок геометричних розмiрiв робочого конуса й змiни твердосп по його довжинi з реальними силовими параметрами й величинами «пружини клiтi», що ха-рактеризують процес холодно! п1льгерно! прокатки.

Виклад основного матерiалу

Порiвняння дшсного рiвня сумарно! пружно! де-формацп деталей клiтi, обмiрювано! безпосередньо на сташ ХПТ, з рiвнем розрахунково! сумарно! пружно! деформацi! деталей клт являе собою лопчний етап розвитку наведених вище дослiджень.

Дослiдження були проведеш на станi ХПТ-55 у виробничих умовах ВАТ «ДТЗ». Для експерименту були обранi рядовi випадки прокатки тонкостiнних i товстостiнних труб за маршрутом 57x3,5 ^ 30x2,0 i 57x7,5 ^ 30x5,0 зi сталi 20.

У кожному контрольному перетиш робочого конусу труби, що прокатуеться, визначали геометричнi роз-

мiри i вимiрювали рiвень твердосп за Брiнелем (НВi).

Теоретичш данi про «пружину клт» стану ХПТ отримали за допомогою системи «ХПТ-експертиза», ощнюючи пружну деформащю деталей, що представ-ляють найбшьш вираженi складовi в пружнiй дефор-мацi! клiтi. До них належать валки, тдшипники, кли-ни, подушки й станина.

Сумарна пружна деформащя деталей клт в сис-темi «ХПТ-експертиза» визначаеться на значеннях сили прокатки, що розраховуеться на пiдставi експе-риментальних даних про геометричш параметри робочого конуса й значення твердосп металу в конт-рольних перетинах робочого конусу.

1607-6885 Нов1 матер1али г технологи в металурги та машинобудуванн1 №1, 2009

69

Значения межi мщносп металу отримуються за допомогою перерахування (1), [7] експериментальних даних щодо твердостi металу в контрольних перетинах робочого конуса (рис. 1).

= (0,46 х НВ/ - 22,б)>

Н

мм

(1)

де НВ/ - твердiсть за Бршелем в /-му перетинi робочо-го конусу.

Рис. 1. Експериментальш даш про змшу твердост за Бр1неяем по довжиш робочого конуса, сталь 20, подача - 6 мм:

а - маршрут 57х3,5 ^ 30х2,0; б -57x7,5^30x5,0

маршрут

При обтисненш бiльш товстостшно! заготовки отр деформацп е бiльшим (рис.1, б). У розрахунок в сис-темi «ХПТ-експертиза» приймаеться дiлянка, що в1дпо-вiдае обтискиiй зонi робочого конуса. Це вщповщае патрубкам № 4-10 робочого конуса 57x3,5 ^ 30x2,0 i 57x7,5^30x5,0.

Практичне визначення «пружини клт» було реа-лiзовано методом прокатки планок з вщпалено! латунi мiж ребордами калiбрiв при порожньому ходi при прокатщ труби за маршрутом 57x 3,5 ^ 30x2,0 i 57x7,5^30x5,0 зi сталi 20 (рис. 2).

Рис. 2. Латунш планки для вим1ру зазору м1ж валками на сташ ХПТ:

1 - порожшй прямий хщ клт; 2 - при прокатщ труби (прямш хщ клт)

Рiзниця мiж результатами вимiрiв товщини планок, прокатаних таким чином, показуе величину «пружи-ни клт» при И прямому ходi. Порiвняння розрахунко-во-практичного й експериментального значень вели-чини пружпо! деформацп деталей клт (рис. 3) показуе, що змша кривих порiвнянна. Це свiдчить про прийнятну точнiсть тдходу реалiзованого в системi «ХПТ-експертиза» щодо визначення реальних пара-метрiв, що характеризують процес холодно! тльгер-но! прокатки труб. Кривi, що iлюструють характер змiни «пружини клт» по довжиш робочого конуса (рис. 3), визначено! методом експериментальних вимiрiв змiни зазору мiж навантаженими й ненаванта-женими валками й експериментально-розрахунковим методом, розташовуються в однiй обласп, тобто по-рiвияннi.

а

в

Рис. 3. «Пружина клт»при прокатщ труб за маршрутом:

а - 57x3,5 ^ 30x2,0; б - маршрут 57x7,5^30x5,0; 1 - експериментальна; 2 - розрахунково-практична; 3 - лтя, що усереднюе експеримеитальиi даш по кривш 2

Ввдповвдшсть кривих «пружини клт», визначених за допомогою експерименту й залежно вiд експери-ментальних даних по геометрп та змiни твердостi по довжит робочого конуса (рис. 3), доводить можлив^ь застосування системи «ХПТ-експертиза» як ефектив-ного методу визначення реальних параметрiв, що ха-рактеризують процес ХПТ.

Рекомендацп й висновки

Визначено реальнi значения «пружини клт» при прокатцi труб у виробничих умовах ВАТ «ДТЗ» на стат ХПТ-55. Збiжиiсть значень «пружини клiтi», визначено! за допомогою застосування системи «ХПТ-експертиза» i шляхом експерименту iз прокаткою планок при холостому й навантаженому прямому ходi клiтi, сввдчить про успiшне тестування комп'ютерно! системи «ХПТ-експертиза». Це, у свою чергу, шдтверджуе ефектнiсть застосування пропонованого методу, реал-iзованого в системi «ХПТ-експертиза», для визначення дшсних параметрiв холодно! пiльгерно!' валково! прокатки труб.

Перелж посилань

1. Шевакин Ю. Ф. Калибровка и усилия при холодной прокатке труб / Ю. Ф. Шевакин. - М. : Металлургия, 1963. - 212 с.

2. Фролов Я.В. О влиянии параметров настройки инструмента на режим деформации при прокатке на станах ХПТ / Я. В. Фролов // Удосконалення процеав 1 об-ладнання обробки мета™ тиском в металурги 1 машино-буцуванш : тематический сборник. - Краматорск. - 2002. -С. 33-334.

3. Гриншпун М. И. Станы холодной прокатки труб / М. И. Гриншпун, В. И. Соколовский. - М. : Машиностроение, 1967. - 240 с.

4. Фролов В. Ф. Холодная пильгерная прокатка труб / В. Ф. Фролов, В. М. Данченко, Я. В. Фролов : монография. - Д. : Пороги, 2005. - 255 с.

5. Григоренко В. У. Режим деформирования рабочего конуса на станах холодной периодической прокатки труб с учетом упругих деформаций деталей клети / В. У. Гри-горенко, О. С. Нагнш // Системш технологи. - 2005. -№ 5 (40). - С. 75-81.

6. Экспертная оценка процесса холодной пильгерной прокатки труб / [В. У. Григоренко, Б. П. Середа, О. С. Нагний, I. В. Кругляк] // Металурпя : зб1рник наукових праць. - 2006. - № 13. - С. 80-86.

7. Третьяков А. В. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением / А. В. Третьяков, В. И. Зюзин. - 2-е изд. - М. : Металлургия, 1973. - 224 с.

Одержано 11.02.2009

Выполнены эксперименты по определению «пружины клети» стана холодной пильгерной прокатки труб и оценка экспериментально-расчетного метода определения реальных параметров процесса. Суть метода -замеры геометрических параметров рабочего конуса и твердости металла по длине рабочего конуса для последующих расчетов силовых параметров процесса и «пружины клети».

Experimental research to determine the cold-pilger rolling «stand's springing» and estimation of experimental calculation method of determination ofprocess actual parameters have been carried out. The essence of the method lies in the measuring of geometrics and hardness of metal along the working cone and in the successive calculations of power parameters and «stand's springing».

УДК 669.017:621.73

Д-р техн. наук С. С. Дяченко, I. В. Пономаренко Нацюнальний автомобтьно-дорожнш ушверситет, м. Харш

1ОННО-ПЛАЗМОВА ОБРОБКА ЯК ФАКТОР П1ДВИЩЕННЯ КОНСТРУКЦ1ЙНО1 М1ЦНОСТ1 СТАЛЕВИХ ВИРОБ1В

Оц1нено вплив шорсткостi поверхш та тонкоi структури на конструкцшну мiцнiсть eupo6ie пiсля шлiфування, полiрування, iонно-плазмовоi обробки (1ПО). Показано, що при 1ПО головну роль у пiдвищеннi конструщшно'1'мiцностi вiдiграe юнне бомбардування, зарахунок якого тимчасовий отр збтьшуеться на 20 %, границя текучостi на 37 % беззниження пластичностi. Запропоновано пояснення встановленогоявища.

Вступ

В сучасному виробнищга дуже широке розповсюд-ження набувае поверхневе змщнення B^o6iB. Голов -ним чином, воно використовуеться для змши власти-востей саме поверхневих шарiв. Так, поверхневе гар-

тування та ва види хiмiко-термiчноi обробки, в першу чергу призначеш для тдвищення зносостшкосп. Ту ж мету переслщуе i нанесення на поверхню виробiв рiзних видiв покритпв. При цьому можуть змiнюва-тися й iншi властивосп, наприклад, тдвищуватися ко-

ISSN 1607-6885 Нов1 матер1али i технологи в металурги та машинобудуванш №1, 2009 71

Текст научной работы на тему «Технологічні параметри процесу холодної пільгерної прокатки труб із застосуванням комп’ютерної системи «ХПТ-експертиза»»