Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Сидорин Антон Александрович

Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов
<
Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Сидорин Антон Александрович. Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.16.05 Москва, 2006 161 с. РГБ ОД, 61:06-5/3378

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Анализ и перспективы развития технологий прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

1.1 Анализ современного состояния и тенденций развития металлургической промышленности России 11

1.2. Анализ технологий прессования 15

1.3 Анализ процессов с использованием активных сил трения для прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов 23

1.4 Обоснование цели и задач исследования 27

ГЛАВА 2 Экспериментальное исследование непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

2.1 Постановка задачи исследования 32

2.2 Математическое моделирование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб 39

2.3 Уточненная математическая модель определения длины составного контейнера 58

2.4 Экспериментальное исследование непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов 66

ГЛАВА 3. Разработка методики выбора и регулировки зазоров в составном контейнере непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

3.1 Теоретические положения выбора и регулировки зазоров в составном контейнере непрерывного прессования тонкостенных труб 79

3.2 Методологическая схема выбора и регулировки зазоров в составном контейнере 91

3.3. Практическая реализация методики выбора и регулировки зазоров в составном контейнере 99

ГЛАВА 4 Разработка эффективной технологии непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

4.1 Обоснование требований к исходным заготовкам, оборудованию и режимам прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

4.2 Разработка технологической инструкции по настройке и эксплуатации автоматизированной линии непрерывного прессования "Конформ -350"

4.3 Технико-экономическое обоснование эффективности метода непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

Заключение

Приложения

Список литературы

Введение к работе

Разработка теоретических и технологических задач, направленных на создание экологически чистых новых и совершенствование существующих способов, процессов и технологий обработки металлов давлением, в части непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов, обеспечивающих экономию материальных и энергетических ресурсов, повышение качественных показателей металлопродукции является одним из направлений повышения эффективности производств, определяемых государственной промышленной политикой.

В соответствии с «Комплекс мер по развитию металлургической промышленности Российской Федерации на период до 2010 года» основными приоритетами развития технологий в области металлообработки являются энерго-, ресурсоэффективность и экологическая безопасность. В соответствии с чем, актуальность внедрения существующих и разработки новых технологий определяется именно этими обстоятельствами.

Процесс непрерывного прессования со сваркой металла в очаге деформации (способ «конформ») тонкостенных полых профилей из алюминиевых сплавов, используемых в автомобильной, аэрокосмической, кабельной, холодильной и других отраслях промышленности получил обоснование в результате исследований российских и зарубежных ученых Перлина И.Л., Гильденгорна М.С., Корнилова В.Н., Щербы В.Н., Бережного В.Л., Довженко Н.Н., Said, Akeret, Green, Taschy, и др.

Непрерывное прессование на установке «конформ» обеспечивает высокое качество и точность геометрических размеров готовых изделий без дальнейшей их обработки, практически полное использование материала заготовки благодаря отсутствию прессостатка, существенное снижение капитальных вложений и расхода электроэнергии.

В тоже время в настоящий момент в технологических разработках отечественных учёных в области данной технологии возникло отставание, обусловленное, как недооценкой роли энергетической и экологической эффективности, имевшей место в недавнем прошлом, так и экономическими проблемами последнего десятилетия прошлого века, определявшими недостаточное финансирование развития перспективных разработок. При этом в последнее время наблюдается прекращение публикаций по вопросам развития технологии «конформ» в зарубежных научно-технических журналах.

Т.е. практическая реализация способа «конформ» в нашей стране сдерживается недостаточной технологической проработкой процесса, обусловленной малой изученностью характера течения металла в очаге деформации, отсутствием обоснованных рекомендаций по силовым и температурным условиям прессования, точной настройке инструмента, выбору конструктивных параметров установок.

Соответственно, исследование и разработка эффективной технологии непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов является актуальной научно-технической задачей. При этом наряду с чисто техническими задачами необходимо рассмотреть технологические аспекты эффективного внедрения технологии «конформ» в производство в сравнении с другими технологиями.

В основе исследований лежит научно-техническая гипотеза, состоящая в возможности повышения эффективности технологии прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов со сваркой металла в очаге деформации на основе совершенствования технологии «конформ» путём технологических обоснований процессов течения металла, температурных условий, настроек инструмента, конструктивных параметров установок.

Цель работы. Исследование процесса непрерывного прессования способом «конформ» и на этой основе разработка эффективной технологии прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов со сваркой металла в очаге деформации.

Объект исследований. Непрерывное прессование тонкостенных труб из алюминиевых сплавов.

Предмет исследований. Эффективность технологии прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов со сваркой металла в очаге деформации.

Поставленная цель определяет задачи исследования:

Анализ состояния и перспектив развития технологий прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов.

Разработка математической модели напряженного состояния металла при непрерывном прессовании способом «конформ», учитывающая наличие в зоне деформации заготовки, расположенной по дуге рабочего колеса, участков захвата, сцепления, осадки и прессования.

Разработка методики выбора и регулировки зазоров в составном контейнере, образованным рабочим колесом и держателем матрицы, с целью снижения потерь металла в заусенец.

Разработка рекомендаций по выбору соотношений между основными конструктивными параметрами установок непрерывного прессования способом «конформ».

Проведение опытно-промышленных испытаний с целью проверки предложенных технологических и технических решений.

Исследование теплового состояния основных элементов инструментальной оснастки для уточнения технологических режимов нагрева заготовки в процессе непрерывного прессования.

Обоснование технико-экономической эффективности технологии «конформ», перспектив и вариантов её внедрения в производство.

Теоретические и методологические основы исследований определяются проблемной областью решаемых задач и включают в себя теорию обработки металлов давлением, теорию сопротивления материалов, технологический, системотехнический, информационный подходы, методы декомпозиции, синтеза, теорию эффективности.

Основные результаты

На основе исследования теплового состояния основных элементов инструментальной оснастки при непрерывном прессовании тонкостенных труб, даны рекомендации по выбору режимов нагрева заготовки на всех стадиях процесса деформации.

С использованием разработанной методики выбора и регулировки зазоров в составном дугообразном контейнере предложена система точной настройки радиальных зазоров между рабочим колесом и держателем матрицы; промышленными испытаниями установлено, что система обеспечивает получение толщины алюминиевого покрытия на колесе 0,3...0,4 мм и снижение потерь металла в заусенец на 10%.

Установлен диапазон рациональных соотношений между диаметром прутковой заготовки и параметрами рабочего колеса, позволяющий оптимизировать выбор установок непрерывного прессования «конформ» для получения заданного сортамента изделий.

Обоснован технико-экономический показатель эффективности внедрения технологии «конформ» с учетом экологической составляющей.

Научная новизна работы

Предложена математическая модель напряженного состояния металла при непрерывном прессовании способом «конформ», учитывающая наличие в зоне деформации заготовки, расположенной по дуге рабочего колеса, участков захвата, сцепления, осадки и прессования.

Установлены соотношения между основными конструктивными параметрами составного контейнера в зависимости от давления, необходимого для получения тонкостенного профиля.

Разработана методика выбора и регулировки зазоров в составном дугообразном контейнере, обеспечивающая минимальные потери металла в заусенец и учитывающая силовые и температурные условия прессования.

Получены данные об изменении температуры инструмента и заготовки в процессе непрерывного прессования тонкостенных труб со сваркой металла в очаге деформации.

Разработан экспериментально-аналитический метод выбора соотношений между радиусом рабочего колеса, площадью поперечного сечения составного контейнера и диаметром прутковой заготовки.

Положения, выносимые на защиту

Математическая модель напряженного состояния металла при непрерывном прессовании способом «конформ», учитывающая наличие в зоне деформации заготовки, расположенной по дуге рабочего колеса, участков захвата, сцепления,осадки и прессования.

Методика выбора и регулировки зазоров в составном дугообразном контейнере, обеспечивающая минимальные потери металла в заусенец и учитывающая силовые и температурные условия прессования.

Экспериментально-аналитический метод выбора соотношений между радиусом рабочего колеса, площадью поперечного сечения составного контейнера и диаметром прутковой заготовки.

Практическая значимость работы

1. На основе исследования теплового состояния основных элементов инструментальной оснастки при непрерывном прессовании тонкостенных труб, даны рекомендации по выбору режимов нагрева заготовки на всех стадиях процесса деформации.

С использованием разработанной методики выбора и регулировки зазоров в составном дугообразном контейнере предложена система точной настройки радиальных зазоров между рабочим колесом и держателем матрицы; промышленными испытаниями установлено, что система обеспечивает получение толщины алюминиевого покрытия на колесе 0,3...0,4 мм и снижение потерь металла в заусенец на 10%.

Установлен диапазон рациональных соотношений между диаметром прутковой заготовки и параметрами рабочего колеса, позволяющий оптимизировать выбор установок непрерывного прессования «конформ» для получения заданного сортамента изделий.

Работа состоит из Введения, четырёх глав основного текста и заключения, приложений и списка литературы.

Введение посвящено предварительному обоснованию актуальности работы, выбору объекта и предмета исследования, формулировке цели, задач, методологических основ, научной новизны и практической значимости работы. Кроме того, во введении сформированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведён анализ современного состояния и тенденций развития металлургической промышленности Российской Федерации, рассмотрены конкретные направления и меры научно-технического характера, направленные на внедрение новых технологий, обладающих, наряду с высоким качеством выпускаемой продукции, существенными преимуществами по ресурсо-, энергоёмкости.

Показано, что такими характеристиками обладает технология непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов «конформ». Вместе с тем, на сегодняшний день существует необходимость развития этой технологии для её внедрения в производство. В главе эти направления конкретно определены, обстоятельно рассмотрены и сделан вывод об актуальности их реализации.

Вторая глава посвящена разработке методологических подходов, математическому моделированию и оптимизации процесса непрерывного прессования «конформ». В основе разработанной математической модели лежат понятные инженерные соображения, основанные на учёте характерных особенностей процесса, выявленных как в работах, посвященных исследованию процесса, так и непосредственно автором (учитывать наибольшие давления прессования в зоне упора держателя матрицы; пределы, в которых необходимо поддерживать температуру различных участков установки прессования; выделение тепла за счет сил трения; уравнения для распределения давления в составном контейнере; уравнения теплового баланса процесса; уравнение зависимости относительной площади заготовки от относительного радиуса рабочего колеса для прессования; рекомендации по соотношениям различных параметров установки; уравнения для более точного расчета распределения давления в составном контейнере на основе сложнонапряженного пластического состояния металла). Представлены результаты экспериментальных исследований прессования, выполненные в ОАО «ВИЛС».

В третьей главе изложена методика выбора и регулировки зазоров в составном контейнере непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов

Целью данной методики является минимизация отходов за счет оптимизации соотношения давлений прессования и образования заусенца путём согласования теоретического соотношения и технологических процедур тонкой настройки инструментария.

Разработана методическая схема, предназначенная для использования в различных модификациях данной технологии, испытанная в процессе эксперимента на двухручьевои установке непрерывного прессования „Конформ-350".

В четвёртой главе проведён анализ эффективности непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов с учётом возможных вариантов внедрения и особенностей организации производства. Рассмотрены требования и вариант технологической инструкции по внедрению технологии «конформ» в производство. С учётом необходимости обоснования инвестиционной привлекательности рассматриваемой технологии предложен вариант оценки её эффективности с учетом технико-экономических и экологических преимуществ.

В заключении приведены основные результаты работы, сделаны выводы в пользу обоснованности первоначальной научно-технической гипотезы и необходимости внедрения технологии «конформ» в промышленное производство тонкостенных труб из алюминиевых сплавов.

Реализация результатов работы

Результаты исследований использованы в ОАО «ВИЛС» при разработке технологии непрерывного прессования тонкостенных алюминиевых труб 8x0,5мм из сплава АД1 из прутковой заготовки диаметром 9,5 мм на двухручьевой установке непрерывного прессования способом «конформ» с диаметром рабочего колеса 340 мм; выпущена опытная партия труб с высокими показателями качества по геометрии, структуре и механическим свойствам.

Апробация работы

Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены: на научном семинаре кафедры машин и агрегатов металлургических предприятий и научно-исследовательской лаборатории процессов пластической деформации и упрочнения МИСиС (Москва, 2006 г.); на 1-ой Международной конференции молодых специалистов „Металлургия XXI века" (Москва, 2005 г.); на VI Международной научно-технической конференции „Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах" (Череповец, 2004 г.); на международной научной конференции «Образование, наука, производство и управление в XXI веке» (Старый Оскол, 2004).

Анализ технологий прессования

Тонкостенные трубы и профили относительно небольших размеров из алюминиевых сплавов находят широкое применение в автомобильной, аэрокосмической, кабельной, холодильной и других отраслях промышленности. Они изготавливаются из алюминиевых сплавов, обычно из термически не упрочняемых сплавов системы Al-Mg-Mn, AI- Мп, Al-Мд, которые отличаются хорошей коррозионной стойкостью и свариваемостью.

Традиционно, одним из основных способом получения металлических труб, профилей и проволоки является прессование [5-39] - способ обработки давлением, заключающийся в выдавливании (экструдировании) металла из замкнутой полости (контейнера) через отверстие матрицы, форма и размеры которого определяют сечение прессуемого изделия. При прессовании создаётся высокое гидростатическое давление, вследствие чего значительно повышается пластичность металла.

При прессовании металлов с прямым истечением вследствие трения металла о поверхность контейнера периферийные слои заготовки испытывают значительно более высокие сдвиговые деформации, чем центральные слои (рисунок 1). Неравномерность деформации приводит к различию структуры и механических свойств по длине и сечению изделия. Для преодоления трения заготовки о стенки контейнера необходимо затрачивать около 50% от полного усилия прессования.

При прессовании с обратным истечением трение металла о поверхность контейнера отсутствует, вследствие чего неравномерность свойств по сечению изделия проявляется в значительно меньшей степени (рисунок 2). Кроме того, при обратном прессовании существенно снижаются энергетические затраты и повышается производительность в связи с уменьшением технологического усилия на 30-40% и увеличением скорости истечения в 1,5-2 раза. Основным недостатком обратного прессования является невысокое качество поверхности пресс-изделия.

Начиная с конца 60-х годов прошлого века начали разрабатываться и реализовываться разнообразные процессы непрерывного прессования [40-83]. Это обстоятельство объясняется общей направленностью технологии на ресурсо-, энергосбережение при высоком качестве выпускаемой продукции.

В последние годы наметилась тенденция сокращения публикаций по методам непрерывного прессования в зарубежной научной прессе, что, в частности, можно объяснить нежеланием раскрытия сути новых технологических и конструкторских решений.

Технологические основы непрерывного прессования определяются стремлением разрешить противоречивую ситуацию: с одной стороны, распространённость мало приемлемой технологии прямого прессования из-за неудовлетворительных характеристик качества полуфабрикатов; с другой стороны, с ограниченными возможностями технологии обратного прессования, в целом, не пригодной для замены прямого прессования [84,85].

Решения данной проблемы были определены в МИСиС на основе кинематико-силовой схемы прессования с принудительно-опережающим движением контейнера [40,41]. Принципиальная особенность данного метода определяется использованием активного действия сил трения. Распространение данного метода в производстве пресс-изделий из легкодеформируемых сплавов связано с обоснованием и разработкой способов непрерывного прессования [45-82].

Важными практическими достоинствами этих способов являются:

значительное упрощение технологического цикла;

практически полное использование исходного материала заготовки;

стабилизация свойств изделия по длине;

высокий уровень автоматизации производственного процесса.

При скоростном прессовании с активным действием сил трения (СПАТ) без смазочных материалов благодаря определённому опережению контейнером пресс-штемпеля формируется периферийное течение металла более интенсивное, чем осевое, и область полезно-сдвиговых деформаций в направлении от периферии потока к его оси. Создаётся эффективно действующий механизм деформирования с минимизацией неравномерности напряжённого состояния, проработкой материала по всему объёму контейнера, устранением зон застоя и дополнительным радиально-обжимающим напряжением у матрицы, поперечным выравниванием суммарных деформаций и фронта течения металла через матрицу.

Математическое моделирование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб

Математическая модель, описывающая работу установки непрерывного прессования тонкостенных труб, основывается на формулах Корнилова и Зибеля, а также на законах механики и сопротивления материалов. Порядок расчетов проводится в следующем порядке:

1. Задавая минимальную длительность деформации в камере сварки и учитывая ее конструктивные параметры, определяется максимальная скорость истечения трубы из матрицы.

2. Затем, из равенства расходов металла заготовки и трубы определяется скорость поступления прутковых заготовок в два ручья рабочего колеса.

3. Из равенства в зоне захвата линейной скорости рабочего колеса и заготовки находят частоту вращения рабочего колеса.

Тепловой режим работы установки рассматривается в следующем порядке. Химически очищенная заготовка подается в ручей рабочего колеса и вдавливается в него роликом. При прохождении участка захвата, в результате теплообмена с рабочим колесом и трения о поверхность входной проводки, заготовка нагревается до 90 -100С. При этом более высокая температура заготовки не используется, т.к. по мере ее продвижения к упорам держателя матрицы происходит ее значительный нагрев как от прогретого до рабочей температуры 250-300С колеса, так и в результате пластической деформации и трения об поверхность (разогретого до большей температуры) башмака. Поддержание такой относительно низкой температуры заготовки на входе в зону осаживания обусловлено необходимостью сохранения жесткости заготовки, которая в зоне сцепления играет роль пресс-штемпеля. Температура заготовки на входе в зону осаживания поддерживается за счет охлаждаемой проводки. Рабочая температура колеса ограничивается пределом, за которым возможно снижение его механических свойств.

Прирост температуры в камере сварки от работы пластической деформации определяют по формуле В.Н. Корнилова. Учитывая также прирост температуры от трения заготовки в каналах держателя матрицы, суммарное увеличение температуры на пути заготовки от упоров держателя матрицы до матрицы принято равным 30-40С. Поэтому, для того, чтобы обеспечить в сварочной камере рекомендованную температуру 450-500С желательно для установившегося режима работы температуру металла в зоне прессования, а, следовательно, и упоров держателя матрицы поддерживать равной Туп = 420 - 430 С.

На рисунках 8 и 9 даны основные, используемые ниже размеры и обозначения. При разработке математической модели прессования, будем основываться на следующих положениях.

На начальной стадии (на участке захвата) происходит захват холодной заготовки рабочим колесом посредством её вдавливания в ручей прижимным роликом с образованием контактных площадок на боковых гранях. Профиль ручья имеет форму скругленной трапеции с углом наклона боковых граней около 15. Процесс захвата заготовки аналогичен прокатке с защемлением в калибре, в котором благодаря клиновому расположению боковых граней улучшается сцепление заготовки с рабочим колесом и создается толкающее усилие, необходимое для последующей осадки заготовки.

Методологическая схема выбора и регулировки зазоров в составном контейнере

С теоретической точки зрения особое значение имеет обоснование порядка установки и измерения зазоров в нескольких местах для достижения заданной точности.

Любой процесс сопоставления меры с измеряемым объектом никогда не может быть идеальным в том смысле, что процедура, повторенная несколько раз, обязательно даст различные результаты. Поэтому, с одной стороны, невозможно в процессе измерения сразу получить истинное значение измеряемой величины, и, с другой стороны, результаты любых двух повторных измерений будут отличаться друг от друга. Причины расхождений могут быть самыми разнообразными, но условно их можно разделить на две группы.

Первая группа расхождений результатов измерения - возможные изменения свойств самого измеряемого объекта, в рассматриваемом случае, в первую очередь, за счёт изменения температуры.

Вторая группа расхождений - несовершенство средств измерений, несовершенство методики измерений или погрешности в работе оператора.

Учитывая факторы обеих групп, невозможно получить абсолютно точно значение измеряемой физической величины. Во всех реальных ситуациях этого и ненужно. В измерительной технике существует критерий достаточности, то есть расхождение между результатом измерения и истинным значением всегда определяется конкретной задачей. В рассматриваемом случае точность измерения зазоров должна быть соотносимой с точностью измерения и прогнозирования других факторов, влияющих на размер зазора (тепловое расширение, люфты и точность изготовления инструментальной оснастки).

Если считать, что рабочее колесо имеет диаметр 0 340 мм, а линейная длина зазора составляет 90 мм, возникает задача оптимизации измерений и обработки соответствующих результатов [88].

Предположим, что были проведены п измерений одной и той же величины А в одних и тех же условиях. В этом случае можно рассчитать среднее значение этой величины в проведенных измерениях: Погрешность вычилений Л следует вычислять по следующей формуле:

В этой формуле используется коэффициент Стьюдента. Его значения при разных доверительных вероятностях и значениях приведены в таблице 6.

Соответственно, представляется возможным, задавшись определённым коэффициентом доверительной вероятности (в соответствии с таблицей 6) определить на основании проведенных измерений погрешность измерения зазора по всей длине составного контейнера. При этом точки измерения целесообразно разместить равномерно по всей длине. Например, при измерении зазоров роликовых подшипников [89] за радиальный зазор принимают среднее арифметическое значение трех измерений. В случае, когда погрешность измерений оказывается неудовлетворительной, следует добавить дополнительных точек измерений. При условии, что погрешность не будет уменьшаться, следует рассматривать возможности технологических нарушений.

Назначение используемой методологической схемы заключается в настройке инструментальной оснастки установок непрерывного прессования способом «конформ» в части установки и регулирования зазоров на основе прокладок и прижимного устройства башмака.

В качестве исходных данных принимаются: 1. Набор условий эксплуатации (тип алюминиевых сплавов, виды заготовок, размеры труб, диапазон вытяжек). 2. Основные характеристики установки «конформ» (диаметр рабочего колеса, размеры держателя матрицы, температурные режимы прессования, диапазон вытяжек, условия охлаждения). 3. Требования по качеству решения задачи (точность определения и установки зазоров).

Методология позволяет определить порядок (последовательность и содержание) проведения операций по расчёту, установке и регулированию зазоров для их минимизации. Порядок действий 1. Для формулы (35) задаются конкретные значения переменных:

Азсц - площадь сечения зазора в зоне выступа башмака; А - площадь сечения ручья рабочего колеса; Пзсц - периметр сечения зазора в зоне выступа башмака; t3CM - величина зазора в зоне выступа башмака. Данные значения определяются геометрией сечения ручья рабочего колеса и могут рассчитываться в соответствии с рис 9. 2. Расчет зависимости давления рзсц начала образования заусенца от зазора в составном контейнере по формуле (35) и построения графика или таблицы значений давлений начала образования заусенца (рис. 19). Данная зависимость также определяется типом сплава. 3. Выбрать минимальный размер зазора из условия: требуемое давление прессования - меньше давления начала образования заусенца. Таким образом, величина зазора определяется, как материалом заготовки, так и условиями прессования, прежде всего вытяжкой. 4. Проверка параллельности между ободом рабочего колеса и рабочей поверхностью держателя матрицы. 5. Расчет температурного расширения по формуле (37) с учётом размеров рабочего колеса, держателя матрицы, заготовки, учет толщины покрытия. Расчёт общего зазора при исходной температуре настройки путём суммирования составляющих (температурное расширение, толщина покрытия, непосредственно сам зазор). 6. Предварительная установка держателя матрицы с помощью прокладок. 7. Выверка зазоров с помощью образцов мягкой проволоки, установленной на поверхность держателя матрицы.

Разработка технологической инструкции по настройке и эксплуатации автоматизированной линии непрерывного прессования "Конформ

Изложенные в п. 4.1 требования к технологии и оборудованию для непрерывного прессования технологии «Конформ» были использованы при разработке технологической инструкции настройки и эксплуатации автоматизированной линии непрерывного прессования "Конформ-350" ОАО «ВИЛС». В качестве сортамента определены трубы диаметром от 8 до 50 мм и толщиной стенки от 0,5 до 1,5 мм из алюминиевых сплавов марок АДО, АД1, АМГ1, АМГ2, АМІД, АМЦС. Трубы требуется изготавливать в бухтах. Основными элементами данной установки являются: рабочее колесо 2-х ручьевое 0 340 мм с максимальной частотой вращения 32 об/мин; электрический привод мощностью 180 кВт; редуктор привода планетарного типа. Планетарный редуктор устанавливается между машиной Конформ и двигателем главного привода. Редуктор соединяется с машиной крупноразмерной полой деталью с высоким сопротивлением кручению, что обеспечивает требуемую соосность и сводит к минимуму передачу реакций от крутящего момента к опорной плите. Смазку и охлаждение редуктора осуществляют с помощью циркулирующей за счет работы насоса масляной системы, включающей масляно-водяной теплообменник. Для защиты системы предусмотрен выключатель давления, срабатывающий при слишком низком давлении масла, и установленная в редукторе термопара, передающая на пульт управления информацию о температуре масла и включающая предупредительный сигнал о перегреве. Для обеспечения непрерывной работы установки комплект оборудования включает в себя следующие основные узлы и агрегаты: два вертикальных разматывателя (диаметр -1820 мм, стойка диаметр - 480 мм), которые предназначены для установки и размотки бухт с заготовкой в виде прутка; два узла правильных роликов, которые обеспечивают устранение возможных искривлений заготовки, сматываемой с бухты; система ультразвуковой очистки, состоящая из бака емкостью 700 л и трех ультразвуковых генераторов, для очистки поверхности заготовки перед вводом ее в установку «Конформ»; приводные входные ролики, которые обеспечивают подачу заготовок в рабочую зону установки между желобом колеса и держателем матрицы; гильотинные ножницы, предназначенные для резки заготовок после окончания прессования или при ситуации, когда необходимо прервать процесс прессования; универсальная труба охдаждения, установленная между выходом из матрицы и системой охлаждения продукции, направляет прессованную продукцию от матрицы в зону охлаждения; в процессе производства труба охлаждения заполняется водой с ближней к матрице стороны, а для исключения попадания воды в матрицу и предварительного охлаждения продукта перед трубой охлаждения создается азотная атмосфера под давлением. система охлаждения продукции, включающая бак и два холодильника и предназначенная для охлаждения пресс-изделий, рабочего колеса, ступиц и оснастки смягченной водой, которая поступает из бака системы охлаждения; узел натяжения продукции в количестве; лазерный измеритель с индикатором; подвижный рычаг („танцор") с роликом; наматыватель с максимальной частотой вращения барабана 110 об/мин и скоростью поперечного перемещения барабана до 5,5 м/мин.; ширина бочки барабана - 700-1000 мм; минимальный диаметр бочки барабана - 600 мм; компрессор производительностью 3,28 м3/мин, который обеспечивает рабочее давление 0,8 МПа (8 бар); модуль осушения продукции сжатым воздухом; азотный генератор с рабочим давлением 0,5 МПа (5 бар), средним расходом воздуха 18,6 м3/час и производительностью 7,14 м3/час (содержание кислорода - 3%). Определены следующие требования к исходным заготовкам. В качестве исходной заготовки используют пруток диаметром (9,5±0,3) мм, изготавливаемый из низколегированных алюминиевых сплавов. Заготовку поставляют в бухтах одним отрезком с послойной плотной намоткой без сварных соединений, без перепутывания, перехлестывания и залипання витков. Масса бухты не должна превышать 2000 кг. Внутренний диаметр бухты должен составлять 550±20 мм, высота - 850±20 мм, наружный диаметр -1100-1400 мм. Размеры заготовок указываются в производственном задании и сопроводительном паспорте, на каждой бухте заготовки крепится бирка с указанием наименования изготовителя; номера плавки; номера бухты; марки сплава; диаметра прутка и массы бухты (Приложение 1).

Похожие диссертации на Совершенствование процесса непрерывного прессования тонкостенных труб из алюминиевых сплавов