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

Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами Солодова Евгения Михайловна

Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами
<
Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами
>

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

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

Солодова Евгения Михайловна. Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.05 / Солодова Евгения Михайловна; [Место защиты: Магнитог. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова].- Магнитогорск, 2009.- 117 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/747

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ процессов формирования эксплуатационных свойств профилей высокой жесткости для вагоностроения 6

1.1 Область применения профилей высокой жесткости из низколегированных марок стали 6

1.2 Производство профилей высокой жесткости в условиях ОАО «ММК» 12

1.3 Напряженно-деформированное состояние металла и энергосиловые параметры процесса производства профилей высокой жесткости 16

1.4 Запас пластичности металла при производстве профилей высокой жесткости 20

1.5 Оценка конструктивной прочности 28

1.6 Постановка задачи исследования 33

2. Исследование напряженно-деформированного состояния металла при производстве профилей изотропной жесткости 34

2.1 Оценка напряженно-деформированного состояния металла при формовке профилей высокой жесткости 34

2.2 Оценка поврежденности металла при формовке профилей изотропной жесткости 43

2.3 Совершенствование методики оценки прочности профилей с периодически повторяющимися гофрами 48

Выводы по второй главе 51

3. Оценка возможности производства профилей изотропной жесткости методом валковой формовки 53

3.1 Оптимизация формы и размеров профилей изотропной жесткости 53

3.1.1. Выбор метода решения задачи оптимизации 53

3.1.2. Оптимизация геометрических параметров профиля

3.1.3. Оптимизация механических свойств профиля 61

3.2 Проектирование опытной установки для получения профиля изотропной жесткости 65

3.2.1. Определение рациональных параметров установки 65

3.2.2. Выбор масштаба моделирования 66

3.2.3. Определение размеров основных элементов опытной установки 68

3.3 Расчет энергосиловых параметров процесса производства профилей

изотропной жесткости методом валковой формовки 70

3.4 Опытное профилирование профилей изотропной жесткости 77

Выводы по третьей главе 79

4. Разработка технологии производства профилей изотропной жесткости на профилегибочном стане 1-5x300-1650 81

4.1 Технологический процесс производства профилей изотропной жесткости 81

4.2 Расчет калибровки валков для производства профилей изотропной жесткости 82

4.3 Оценка эксплуатационных свойств профиля 88

Выводы по четвертой главе 91

Заключение 93

Библиографический список

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Железнодорожный транспорт играет ключевую роль в социально-экономическом развитии Российской Федерации, выполняя около 85% грузооборота и более 37% пассажирооборота на транспорте общего пользования.

При намеченном росте объемов перевозок на приоритетные направления выходит проблема грузового подвижного состава. В последние годы его состояние подходит к критическому уровню: зачастую вагоны не отвечают запросам потребителей по конструкционным показателям, грузоподъемности, скорости доставки, трудоемкости погрузочно-разгрузочных работ.

В качестве боковой обшивы многих моделей конкурентоспособных на сегодняшний день грузовых полувагонов производства ОАО «НПК «Уралвагонзавод» используют профили высокой жесткости (ПВЖ) – листовые профили с периодически повторяющимися продольными или поперечными гофрами, характеризующиеся высокой конструктивной готовностью и низкой материалоемкостью. Однако они не лишены недостатков: ПВЖ обладают повышенной жесткостью лишь в продольном направлении, а в поперечном – она достигается за счет установки массивных горячекатаных стоек из корытного профиля, что утяжеляет вагон и, как следствие, увеличивает затраты электроэнергии при его эксплуатации. Поэтому улучшение эксплуатационных свойств ПВЖ, как элементов конструкции железнодорожных вагонов, путем совершенствования технологии производства и конфигурации профиля является актуальной задачей. Для ее решения было предложено заменить ПВЖ, используемые в качестве боковой обшивы полувагона, на профили изотропной жесткости (ПИЖ), обладающие повышенной жесткостью и в продольном и поперечном направлениях за счет нанесения на одно и то же место заготовки как продольных, так и поперечных гофров. Использование ПИЖ в качестве обшивы полувагона, позволит облегчить конструкцию последнего за счет возможной замены горячекатаных стоек на холодногнутые.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Улучшение эксплуатационных свойств листового профиля с периодически повторяющимися продольными гофрами, получаемого валковой формовкой, путем нанесения дополнительных поперечных гофров, и разработка технологии его производства.

Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи:

разработана конфигурация профиля изотропной жесткости с оптимальными геометрическими размерами и механическими свойствами;

определены утонение, интенсивности деформаций и напряжений по сечению гофров профиля, и рассчитаны энергосиловые параметры процесса производства ПИЖ методом валковой формовки;

выполнена оценка возможности производства ПИЖ на профилегибочном стане (ПГС) 1-5300-1650 с помощью разработанного показателя степени использования запаса пластичности;

выполнена оценка возможности использования ПИЖ в конструкции грузового полувагона модели 12-132 за счет усовершенствованной методики оценки прочности стальных гнутых профилей;

разработаны технология и калибровка валков для производства ПИЖ на ПГС 1-5300-1650.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в следующем:

получены зависимости распределения интенсивности деформаций и напряжений по поперечному сечению гофров ПВЖ, учитывающие степень деформации и упрочнение на стадии формовки дополнительного гофра;

предложен показатель степени использования запаса пластичности металла при профилировании, учитывающий анизотропию механических свойств по ширине и по длине заготовки для производства ПИЖ;

разработан показатель, учитывающий равномерность распределения запаса пластичности металла по сечению гофров профиля, позволяющий прогнозировать возможное появление трещин на профиле в процессе его производства и эксплуатации.

разработана и используется на практике методика оперативного определения возможности формовки профилей высокой жесткости без трещин на ПГС 1-5300-1650 с применением разработанных показателей;

на основе решения задачи оптимизации геометрических параметров и механических свойств профиля на уровне изобретения предложен новый профиль изотропной жесткости конфигурации 135072172539,63,6 мм из стали марки 10ХНДП с улучшенными эксплуатационными свойствами;

на основе предложенной математической модели определения показателя степени использования запаса пластичности металла при профилировании и показателя равномерности распределения запаса пластичности металла по сечению гофров профиля разработаны технология производства ПИЖ на ПГС 1-5300-1650 в условиях ЛПЦ-7 ОАО «ММК» и калибровка валков для формирования поперечного гофра.

Полученный оптимизированный ПИЖ рекомендован специалистами ЛПЦ-7 ОАО «ММК» к использованию в конструкции грузовых полувагонов нового поколения в ОАО «НПК «Уралвагонзавод». Рекомендована к внедрению на ПГС 1-5300-1650 калибровка валков для ПИЖ конфигурации 135072172539,63,6 мм.

Основные положения работы доложены и обсуждены: на Второй и Четвертой международных научно-практических конференциях «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт-Петербург, 2006-2007 гг.), на Шестой и Девятой международных научно-технических конференциях молодых специалистов (ОАО «ММК», 2006, 2009 г.), ежегодных научно-технических конференциях МГТУ (2004-2009 гг.). В 2007 году по теме работы получен двухгодичный грант по программе «У.М.Н.И.К.».

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам работы опубликованы 19 научных статей, в том числе 3 статьи в журналах, рецензируемых ВАК, и один патент на изобретение.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения. Она содержит 117 с. машинописного текста, в том числе библиографический список из 127 наименований и 5 приложений, 23 рисунка, 10 таблиц.

Напряженно-деформированное состояние металла и энергосиловые параметры процесса производства профилей высокой жесткости

В полувагонах модели 12-132 дляшовышения жесткости боковой обшивы полувагона в поперечном направлении используют горячекатаные стойки замкнутого поперечного сечения, сваренные из двух корытных профилей [7].

Существуют и другие способы повышения жесткости боковой обшивы полувагона, например, увеличение толщины листа, но это приведет к большему расходу металла на изготовление профиля, а, следовательно, к увеличению себестоимости продукции, увеличению массы полувагона и уменьшению его грузоподъемности и т.д. В то время как применение какого-либо нового усовершенствованного профиля с повышенной жесткостью в поперечном направлении при той же жесткости в продольном и той же толщине листа позволит уменьшить число массивных горячекатаных стоек или заменить их на более легкие холодногнутые. Как следствие, это улучшает эксплуатационные характеристики грузовых полувагонов: снижается масса вагона, увеличивается объем кузова и грузоподъемность, повышается срок службы вагонов и снижается количество деповских ремонтов и т.д. С целью повышения прочности ПВЖ можно подобрать оптимальную конфигурацию профиля с наилучшими геометрическими характеристиками: моментом инерции J, характеризующим жесткость профиля, и моментом сопротивления W, характеризующим его прочность [8-11]. Для оценки эффективности формы сечения профиля обычно используют показатель W/F (F- площадь поперечного сечения). Чем больше отношение W/F, тем более рациональной является форма профиля.

Дополнительно повысить прочностные свойства ПВЖ можно легированием стали или термической обработкой профиля.

Таким образом, на основании литературных данных можно выделить следующие способы увеличения прочности и жесткости стальных гнутых профилей [10]: получение профиля с максимально возможными значениями JnW , использование стали с повышенными прочностными характеристиками или легированных марок стали; термическая обработка профилей Таким образом, повысить жесткость, верхней боковой обшивы, грузового полувагона можно за счет увеличения прочности и жесткости самого профиля и за счет применения дополнительных деталей в конструкции вагона. Наиболее перспективным и менее затратным для потребителя и производителя выбран способ оптимизации конфигурации ПВЖ, а именно дополнительное нанесение поперечных гофров на профиль верхней боковой обшивы грузового полувагона с продольными гофрами. Такие-профили обладают повышенной жесткостью в двух взаимно перпендикулярных направлениях, за что получили название профилей изотропной жесткости (ПИЖ).

Одним из основных потребителей продукции, изготавливаемой на единственном в России ПГС 1-5x300-1650 ЛПЦ-7 ОАО «ММК», является ОАО «НПК «Уралвагонзавод». Еще в середине 1980-х гг. в заготовительных цехах этого завода методом холодной штамповки изготавливали детали 21 наименования или 40% всех деталей полувагона [12]. Их производили и производят до сих пор на уникальных прессах с усилием 20 000 — 55 000 кН. В настоящее время многие детали (крышка люка, боковая обшива полувагона и др.) изготавливают из профилей с периодически повторяющимися гофрами из коррозионно-стойкой стали 10ХНДП [13], полученных валковой формовкой в ОАО «ММК».

ПГС 1-5x300-1650 изготовлен Старо-Краматорским машиностроительным заводом на основании технологических разработок Украинского научно-исследовательского института металлов (УКРНИИМета) [14, 15] и в настоящее время значительно модернизирован инженерами ОАО «ММК» [1].

Непрерывный профилегибочный стан 1-5x300-1650 имеет три клети с индивидуальным приводом по обычной схеме (двигатель - шестеренная клеть — рабочая клеть), но без понижающего редуктора между двигателем и шестеренной клетью (рис 1.7). Точное нанесение гофров обеспечивается специальным механизмом синхронизации валков [16, 17].

Для выдавливания требуемых гофров на полосе нижний рабочий валок формовочной клети имеет выступы, форма которых соответствует профилю гофра. Эти выступы входят в расположенные против них впадины на верхнем валке. Так как выступы и впадины занимают неполную длину окружности валков, основные параметры полос с периодически повторяющимися продольными гофрами (их длина и расстояние между ними) зависят от протяжённости выступов (впадин) и диаметра формующих валков.

Оценка поврежденности металла при формовке профилей изотропной жесткости

Для определения величины абсолютного утонения AS и интенсивности деформации st на наружной поверхности изгибаемых при пластической деформации волокон металла существует ряд формул, расчет по которым дает отличные друг от друга результаты [1, 25, 63, 84, 85]. Установлено, что наилучшее совпадение с экспериментальными данными для профилей высокой жесткости дает расчет по следующим формулам:

Однако и интенсивность деформации и утонение - величины переменные по поперечному сечению гофра. Поэтому при проектировании новых видов ПВЖ важно знать их распределение по сечению с целью оптимизации конфигурации профиля. При определении (st) и (AS) ПО сечению профиля опирались на основные положения теории пластичности и механики сплошных сред, используя методику УКРНИИМета [86 - 90]. Распределение интенсивности деформаций (st) по поперечному сечению профилей высокой жесткости, найденное методом измерения твердости, может быть аппроксимировано зависимостью, полученной в работе УКРНИИМета [40]: el = 2а0 siiT 1- b0 sin—, (2.4) В В где а0,Ь0 - коэффициенты, учитывающие неравномерность интенсивности деформации по поперечному сечению гофра; В - ширина гофра, мм; х - текущее значение координаты по ширине гофра, мм. Интенсивность деформаций для профиля крышки люка грузового полувагона с высотой гофров 18 мм по формуле (2.4) с учетом всех найденных коэффициентов равна [40]: s. = В 0,6390 sin2 — +1,3112 sin—І—. (2.5) В В А величина утонения: M = fo55533.sin2 + l,1355.sin l—SQ. (2.6) V В BJВ Основываясь на методике УКРНИИМета, в данной диссертационной работе предпринята попытка получения выражений для определения распределения величин (st) и (AS) по поперечному сечению гофров профиля. Коэффициент а0 может быть определен из условия в AB=\sxdx, (2.7) о где АВ - разность между конечной и начальной шириной гофра; єх - деформация в направлении ширины гофра. В работе [91] показано, что при валковой формовке ПВЖ деформированное состояние металла с достаточной степенью точности может быть принято плоским, поэтому:

В процессе формовки периодически повторяющихся гофров на профиле-гибочном стане заготовка деформируется крайне неравномерно, в результате чего имеет место сложная пластическая деформация, при которой отдельные элементы профиля удлиняются, укорачиваются и изменяются по толщине. Деформированию подвергаются не только участки, на которых непосредственно формуются гофры, но и смежные с ними участки. Напряженно-деформированное состояние различно для разных стадий формовки и участков заготовки: например, для трапециевидных гофров, наиболее интенсивно деформируются места их сопряжения с прямолинейными элементами профиля, а для полукруглых - места на боковых стенках гофров, расположенные ближе к их вершине.

Для правильного выбора размеров периодически повторяющихся гофров жесткости, усиливающих плоские элементы холодногнутых профилей, необходимо руководствоваться не только максимальной жесткостью поперечного се 39 чения гофров, но и технологической возможностью их выполнения в результате пластической деформации [93].

Поэтому, для учета дополнительного упрочнения в процессе профилирования во втором проходе при наложении продольных гофров на уже сформованные поперечные, был предложен коэффициент, учитывающий деформацию на стадии формовки дополнительного гофра: К = , (2.24) где st - интенсивность деформации в критическом сечении гофра после первого прохода формула (2.1); б& - интенсивность деформации в месте пересечения гофров готового ПИЖ Рис. 2.1. Схема расположения точки «М» на профиле изотропной жесткости с учетом дополнительного упрочнения. Он учитывает дополнительную степень деформации в процессе второй стадии формовки (наложение продольных гофров на уже сформованные поперечные) при производстве ПИЖ в наиболее опасном месте, соответствующем точке «М» (рис.2.1). Если рассматривать сечение «А-А», то эта точка находится в месте, где интенсивности деформации полукруглого и трапециевидного гофров достигают максимальных значений.

40

Для ПВЖ К = 1, так как они формуются в одной клети и за один проход, а для ПИЖ из стали марки 10ХНДП толщиной 3,6 мм данный коэффициент получали следующим образом: по формуле (2.1) выполнили расчет интенсивности деформации в критической точке на поперечном сечении трапециевидного гофра, который формуется в первом проходе. Затем определили интенсивность деформации в месте пересечения гофров, а именно в месте, соответствующем точке «М», с учетом утонения места изгиба при формовке в первом проходе. Отношение этих величин определило коэффициент К = 1,05.

Оптимизация геометрических параметров профиля

В данной формуле учитываются прочностные свойства; металла заготовки и готового профиля, однако не учитывают пластические свойства металла.

При переходе от элемента объема к неоднородно -деформированной детали изучение прочности сильно усложняется; К влиянию объемности, которое проявляется и для элемента; и для тела; здесь добавляется также влияние неравномерности, отсутствовавшее у элемента и у однородно-деформированного конечного тела, [83].

При неоднородном напряженном; состоянии: достижение - высокой; конструкционной прочности затрудняется влиянием неоднородности которая возникает в процессе пластической деформации. С необходимостью учитывать пластическое перераспределение напряжений встречаются уже при определении пределов текучести, при изгибе и кручении. Если для достижения высокой прочности элемента во многих случаях величина пластичности не имеет решающего значения, то для достижения высокой прочности детали способность к местной пластической деформации необходима для благоприятного (более равномерного) перераспределения напряжений. С этой точки зрения обычные механические испытания являются воспроизведением в макроскопическом масштабе той пластической деформации, которая в деталях проходит как местный процесс. В этом, вероятно, заключается практическое значение пластичности материала [99] (а не только его прочности, полученной при испытании гладкого образца) для получения конструкции высокой прочности.

В ряде случаев при формообразовании профилей с применением специальных систем калибровок, в которых предусматривается поперечное сжатие или растяжение металла заготовки, упрочнение распространяется практически на все сечение [25]. Так при изготовлении гофрированных профилей с применением осадки волнистой заготовки упрочнение наблюдается и на горизонтальных участках. Важной особенностью работы изделий серийного производства, к которым относятся вагоны, является значительная изменчивость (рассеивание) времени их работы до первого повреждения или между последующими повреждениями. Изделия совершенно одинаковые по конструкции и условиям эксплуатации имеют различное время работы до отказа. Одной из причин указанного рассеивания является неоднородность прочностных свойств деталей вагона, в том числе неоднородность прочностных свойств верхней обши-вы полувагона. Однако, несмотря на многообразие методик, в литературе нет данных по оценке и учету равномерности распределения пластических свойств по сечению профиля, что важно для безаварийной работы конструкции. Остается неясным, какова вероятность исправной работы изделия, в частности эксплуатации профиля верхней боковой обшивы, в течение заданного срока службы. Решение этого вопроса и является одной из основных задач совершенствования методики оценки прочности. При профилировании степень равномерности распределения пластических свойств можно оценить по равномерности распределения запаса пластичности. В данной работе предложен показатель равномерности распределения запаса пластичности по сечению гофра [97]: Р = - (2.35) п где Ч/1 - степень использования запаса пластичности на і-том участке сечения гофра; пред предельное значение степени использования запаса пластичности по сечению гофра; п - количество участков, на которые разбито сечение гофра. Методика расчета данного показателя заключается в следующем. Сечение гофра разбивают на некоторое количество участков (но не менее десяти), причем с увеличением их числа увеличивается точность результата. Установлено, что количество участков менее десяти принимать нецелесообразно, так как в этом случае результаты не отражают картину распределения использования запаса пластичности по поперечному сечению гофра в полной мере, а, следовательно, показатель равномерности использования запаса пластичности не даст объективной оценки. Далее на каждом участке определяют показатель использования запаса пластичности Ч?, и из всех значений выбирают максимальное Ч д, затем по формуле (2.35) определяют сам показатель равномерности использования запаса пластичности. Чем он ближе к единице, тем более равномерное распределение упрочнения по сечению профиля и меньшая вероятность появления трещин.

Данный показатель затрагивает в первую очередь интересы потребителя, так как дает возможность оценить прочность готового профиля в процессе его эксплуатации. Чем большая неравномерность распределения запаса пластичности по сечению гофров (чем ближе Р к нулю), тем больше вероятность возникновения дефектов в месте их пересечения под воздействием прилагаемой на 51 грузки со стороны транспортируемых грузов, и, как следствие, более короткий срок службы обшивы грузового полувагона.

В ЛПЦ-7 ОАО «ММК» был проведен эксперимент, в процессе которого отбирали профили высокой жесткости различной конфигурации. Для каждого из них определяли величину Р. Установлено, что на профилях, показатель равномерности распределения запаса пластичности которых был более 0,5, дефекты отсутствовали. Так как ПИЖ изготовлен из той же марки стали (10ХНДП) и той же толщины (3,6 мм), что и ПВЖ, то можно считать, что процесс профилирования идет устойчиво, без трещинообразования при Р 0,5.

Расчет калибровки валков для производства профилей изотропной жесткости

По результатам исследований разработана технологическая схема производства профилей изотропной жесткости на ПГС 1-5x300-1650. Схема предусматривает последовательное по проходам формообразование в валках на полосовой заготовке глухих гофров. При этом профилирование будет осуществляться в два прохода: во второй и третьей клетях стана.

Первая клеть является задающей. Во второй клети происходит формовка поперечных гофров полукруглой формы, а в третьей - продольных трапециевидных. Формовку ПИЖ предполагается вести следующим способом: - для предотвращения возможных дефектов при производстве ПИЖ с выходом концов поперечных гофров за пределы наружных граней продольных (см. главу 3) в первой клети металл подготавливают к профилированию - производится предварительная раскатка боковых частей на некотором расстоянии от кромок полосы по её ширине, избыток металла при этом идёт в дальнейшем на образование глухих поперечных полукруглых гофров большого радиуса; -во второй клети ведут формообразование поперечных гофров полукруглой формы. При этом нижний валок в точности повторяет развёртку гофра на полосе, для чего на нем существует поперечный выступ полукруглого сечения с длиной, равной протяжённости формуемого гофра, и участок по окружности валка, без, выступа, длина которого соответствует интервалу между гофрами. При установке верхнего и нижнего валков с рабочим зазором и пропускании между ними полосовой заготовки происходит выдавливание металла выступом нижнего валка в соответствующую ему по конфигурации и длине впадину верхнего валка, а остальные участки полосы остаются плоскими. При этом гоф 82 ры расположены перпендикулярно продольной оси профиля и периодически повторяются; -в третьей клети формуют продольные трапециевидные гофры, расположенные параллельно продольной оси профиля, симметрично относительно нее, их высота равна высоте поперечных гофров. При этом поперечный гофр пересекает два противолежащих продольных глухих гофра на середине их длины, а концы поперечного гофра выходят за пределы наружных граней продольных гофров. Для того, чтобы продольные гофры разместились именно таким образом, вращение валков обеих клетей должно быть строго синхронизированным.

При такой последовательности формообразования (сначала поперечные полукруглые гофры, затем продольные трапециевидные) и задействовании первой клети для подготовки металла к профилированию исключаем возможность искажения геометрии мест пересечения гофров и появления трещин.

Для обрезки боковых кромок готового профиля за последней клетью стана расположены дисковые ножницы. Сформованную и выправленную в роликовой машине (с калиброванными роликами) полосу разрезают на мерные длины по плоским участкам между продольными гофрами с помощью летучих ножниц производства итальянской фирмы Fimi, получающих команду от лазерного датчика на порезку движущейся полосы.

Затем производят упаковку и отгрузку готовой продукции.

Обычно при изготовлении профилей с периодическими гофрами все элементы по ширине поперечного сечения формуются одновременно за один проход (в одной клети) [15]. В значительной степени процесс происходит за счет местной вытяжки металла и в некоторой мере в результате перемещения его с периферийных участков в зону очага деформации. Поэтому энергосиловые параметры процесса профилирования на ПГС 1-5x300-1650 имеют более высокие значения (давление на валки и крутящие моменты на шпинделях формирующей клети), чем при профилировании с постепенной подгибкой сквозных по длине гофров такого же поперечного сечения (например, на ПГС 1-4x50-300 и 2-8x100-600). Однако ПГС 1-5x300-1650 имеет энергосиловые параметры значительно превышающие требования для производства ПИЖ.

В свое время УКРНИИМетом была сделана попытка получить ПИЖ на опытно-промышленном профилегибочном стане 1-8x30-730. Однако, этот профиль представлял собой гофрированную полосу толщиной 1 мм из стали СтЗкп с мелкими рифлениями в продольном и поперечном направлениях глубиной 5 мм. Но данные исследования не получили развития. Как уже отмечалось, по разработанной технологии формовка продольных и поперечных периодически повторяющихся гофров на таком профиле проходила в одной клети за один проход. ПИЖ будет формироваться в двух клетях за два прохода.

Калибровка валкое для формирования поперечного гофра полукруглой формы Поперечные гофры формируются в одной клети, за один проход. Кинематическая схема- взаимного сопряжения профильных элементов пары валков, формирующих гофры, аналогична зубчатому зацеплению (рис. 4.1). Поэтому при разработке калибровки валков для формовки поперечных гофров использовали основные принципы зубчатого зацепления Новикова [124, 125]. Применение одного из таких принципов - принципа взаимного сопряжения профильных элементов имеет ряд преимуществ: нагрузочная способность по контактным напряжениям; изломная прочность элементов; износостойкость; потери на трение; минимум динамических нагрузок и чувствительность к погрешностям форм элементов.

Для улучшения условий совпадения формующих элементов профильных валков и синхронизации их вращения эта технология разрабатывается для формовки профиля в клети с равными диаметрами валков (D=600 мм).

Валки для формовки поперечных периодически повторяющихся гофров будут изготавливаться бандажированными на рабочих валах. Выпуклые и вогнутые элементы для поперечных гофров выполнены в виде вставок в форме соединения «ласточкин хвост» в набранных на валах со шпонками несущих их дисковых элементах, фиксируемых с торцов упорами и зажимными гайками (рис. 4.2).

Похожие диссертации на Технология производства новых стальных профилей высокой жесткости с улучшенными эксплуатационными свойствами