Розробка і дослідження нового способу виробництва швелерів, принципу конструювання фасонних калібрів із перемінним згином стінки, та методики їх побудови. Розроблення математичної моделі напружено-деформованого стану при розгинанні, дослідження процесу.
Аннотация к работе
ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Розробка ЕЛЕМЕНТІВ теорії та технології ВИРОБНИЦТВА швелерів з використанням у фасонних калібрах перемінного згину стінкиРобота виконана в Донбаському гірничо-металургійному інституті Міністерства освіти і науки України, м. Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Луценко Віктор Олександрович, Донбаський гірничо-металургійний інститут, завідувач кафедри обробки металів тиском та металознавства, м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Яковченко Олександр Васильович, професор кафедри обробки металів тиском Донецького державного технічного університету, м. Провідна установа: Національна металургійна академія України, кафедра обробки металів тиском, Міністерство освіти і науки України, м. Захист відбудеться “19 ”жовтня 2000р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.052.01 Донецького державного технічного університету Міністерства освіти і науки України за адресою: 83000, м.Одним із компонентів високого рівня конкурентоздатності можна вважати швидке задоволення споживчого попиту з мінімальними витратами на виробництво більш широкого сортаменту виробленої продукції, тому що в даний час на світовому і внутрішньому ринках вимагаються невеликі і середні партії виробів широкого сортаменту. Тому розробка і дослідження нових способів прокатки сортових профілів, що дозволяють розширити сортамент виробленої продукції без реконструкції головних ліній прокатного стану, є актуальним завданням і представляє науковий і практичний інтерес. дослідження процесу розгинання в профілезгинальному калібрі з одержанням розрахункових формул по визначенню напруг, що виникають у стінці і розміру її потоншення, з обліком впливу на обумовлені параметри зовнішніх зон; Методи дослідження - для дослідження напруженого стану в стінці розкату при розгинанні використовувався метод спільного рішення рівнянь рівноваги і пластичності; методом планованого експерименту визначалася залежність коефіцієнта, що враховує вплив зовнішніх зон при розгинанні; статистичні методи обробки результатів експерименту при дослідженні температурних режимів прокатки і планованого експерименту. Для розробленого нового способу виробництва швелерів: уперше сформульований принцип конструювання фасонних швелерних калібрів, що мають перемінний згин стінки, який полягає в тому, що конфігурація калібру повинна забезпечити сполучення в проході послідовно процесів розтягання стінки розкату в поперечному напрямку з обтисненням її по висоті;Дослідження впливу теплообміну елементів розкату по відомим формулам не можуть бути застосовані для розрахунку температурного режиму прокатки в калібрах із перемінним згином стінки. Для розробки технології виробництва швелерів розширеного сортаменту сформульований принцип конструювання калібрів із перемінним згином стінки, який полягає в тому, що конфігурація калібру повинна забезпечувати сполучення в проході послідовно процесів розтягування стінки, величина якого визначається геометрією профілю, і обтиснення її по висоті. Розроблений спосіб передбачає деформацію металу в ящикових і фасонних підготовчих калібрах чорнової групи клітей, прокатку в калібрах із перемінним згином стінки і наступне розгинання її з формуванням остаточної ширини розкату в предчистовому профілезгинальному калібрі. Для поліпшення умов розгинання, довжина ділянок стінки b1, що прилягають до фланців, складає 0,12...0,22 довжини середньої лінії стінки при куті згину стінки ? = 30...60°. Дослідження запропонованого принципу про сполучення розтягування стінки і її обтиснення було здійснено на темплетах, відібраних по всіх проходах, а також осередках деформації з кліті, у якій відбувається утворення перемінного згину стінки (8-ий прохід), та з кліті, у якій відбувається розгинання стінки розкату (11-ий прохід).На підставі теоретичних і експериментальних досліджень розроблений технологічний процес виробництва швелера С10” (ASTM) у умовах стану 600 АМК з використанням у фасонних проходах калібрів з перемінним згином стінки і її розгином у профілезгинальному калібрі, що дозволяє без реконструкції головних ліній робочих клітей одержати швелер з шириною стінки 254 мм, у той час як передбачений проектним сортаментом максимальний розмір по стінці швелеру складає 200 мм. Освоєння розробленої технології, показало, що весь обєм зробленого швелера С10” (у 1998 р. було прокатано і відвантажено споживачу більш 8 тисяч тонн) по розмірам елементів поперечного перетину профілю, якості поверхні і фізико-механічних властивостей цілком відповідав вимогам стандарту ASTM. Дослідження отриманого калібрування за допомогою математичної моделі технологічного процесу довело можливість одержання швелера без перевищення припустимих навантажень по всім клітям, тобто для стана 600 зявляється можливість розширення сортаменту: від швелера №10 до швелера №36 по ГОСТ8240-89, від швелера С5”(127мм) до швелера С12”(305мм) по ASTM, від швелера U120 до швелера U300 по DIN1026.