Введение к работе
Актуальность темы Повышение требований к продукции машиностроения вызывает необходимость решения проблемы повышения качества заготовок и устойчивости технологических процессов их производства Это в значительной мере определяется технологическими возможностями комплексов оборудования, на которых они реализуются В качестве базового метода был принят метод получения непрерывнолитых деформированных заготовок (НЛДЗ) с применением литейно-ковочного модуля (ЛКМ) При всех своих преимуществах, отраженных в работах В В Одинокова, В В Стулова, Б И Проскурякова и др , данный технологический процесс обладает низкой устойчивостью, а комплекс оборудования для его реализации требует конструктивных доработок Это связано, прежде всего, с отсутствием адекватной математической модели процесса формирования НЛДЗ Нет четкого кинематического описания движения различных частей подвижного кристаллизатора и находящейся в нем НЛДЗ, что в конечном итоге приводит к аварийным режимам работы ЛКМ в целом Не выявлены основные факторы, оказывающие влияние на технологический процесс производства НЛДЗ и, как следствие, не определена последовательность действий и расчетов, необходимых для проектирования технологических операций и отдельных узлов конструкций ЛКМ
Повышение устойчивости технологического процесса изготовления НЛДЗ с применением ЛКМ за счет управления технологическими параметрами процесса, а также модернизация комплекса оборудования на основе их взаимосвязи позволит прогнозировать и управлять качеством НЛДЗ еще на стадиях проектирования технологического процесса их производства
Таким образом, актуальным направлением исследования является повышение качества НЛДЗ за счет управления технологическими параметрами процесса их формирования и совершенствования комплекса оборудования с целью увеличения его надежности и производительности
Целью работы является разработка технологии и исследование закономерностей формирования НЛДЗ на основе изучения влияния технологических режимов их изготовления, а также совершенствование комплекса оборудования для реализации устойчивого технологического процесса получения НЛДЗ из цветных и черных сплавов
Научная новизна обуславливается следующими положениями
проведено теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния непрерывнолитых деформированных заготовок в процессе их изготовления (плоская задача),
разработана математическая модель тепловых процессов, протекающих в литейно-ковочном модуле при изготовлении непрерывнолитых деформированных заготовок (пространственная задача),
установлена связь диаграмм состояния заливаемых расплавов с основными технологическими параметрами процесса получения заготовок,
установлены закономерности изменения температуры участков кристаллизатора литейно-ковочного модуля в зависимости от параметров предварительного, рабочего и установившегося его прогревов,
разработана методика определения рациональных параметров устойчивого процесса формирования заготовок из различных типов сплавов
Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов диссертации основывается на использовании фундаментальных уравнений механики деформируемого твердого тела, уравнений математической физики, апробированного численного метода расчета, подтверждается соответствием теоретических результатов экспериментальным данным, полученным с помощью поверенного комплекса контрольно-измерительного оборудования
Практическая значимость Результаты, полученные в работе, позволили
усовершенствовать конструкцию ЛКМ с горизонтальным расположением кристаллизатора и двухсторонним направлением выхода заготовки, в состав которой включены устройства, исключающие возникновение «застойных» зон расплава в центральной части кристаллизатора ЛКМ (патенты РФ № 2225772, 2225774), и систему гидравлической компенсации упругой деформации приводных валов ЛКМ (патент РФ № 2227082),
усовершенствовать конструкцию привода подвижных стенок кристаллизатора ЛКМ вертикального типа, что позволило повысить надежность ЛКМ в целом,
получить данные и провести анализ структуры и размерно-геометрической точности образцов НЛДЗ
Апробация работы Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на всероссийской научно-технической конференции «Российская школа по проблемам науки и технологий» (Миасс, 2002, 2003, 2006), международной научно-технической конференции «Современные проблемы металлургического производства» (Волгоград, 2002), международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» (Хабаровск, 2002, 2006), XXVIII Дальневосточной школе-семинаре им академика Е В Золотова (Владивосток, 2003), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы механики сплошных сред и смежные вопросы технологии машиностроения» (Комсомольск-на-Амуре, 2003, 2005), всероссийской конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы механики», посвященной 70-летию со дня рождения акад В П Мясникова (Владивосток, 2006)
По теме диссертации опубликовано 28 работ и получено 6 патентов РФ Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы (147 наименований) и приложений Общий объем работы - 198 страниц, в том числе 96 рисунков и 8 таблиц, включенных в текст
Личный вклад автора В работах [1-6, 8-34] автор провел теоретические и экспериментальные исследования, разработал методики и устройства для проведения экспериментальных исследований, обработал полученные резуль-
таты, а также сформулировал выводы, принял участие в проектировании конструктивных устройств, повышающих устойчивость технологического процесса изготовления НЛДЗ и надежность ЛКМ Работа [7] выполнена автором лично В расчетах кинематики и проектировании конструкции ЛКМ большой вклад внес ктн БИ Проскуряков, в численных расчетах третьей главы диссертации принимал участие к ф -м н НС Ловизин, за что автор выражает им искреннюю благодарность
Похожие диссертации на Разработка конструкции и исследование процесса получения непрерывнолитых деформированных заготовок на литейно-ковочном модуле
