Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1. АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННЫХ ТРУБ 5
1.1 Станы холодной прокатки труб 5
1.2 Участки холодной деформации труб 7
1.3 Особенности прокатки труб на роликовых станах ХПТР 14
1.4 Конструкция роликовых станов ХПТР 18
1.5 Технологический процесс производства труб на станах ХПТР 20
1.6 Термическая обработка холоднодеформированных труб 22
1.7 Прокатка труб из нержавеющих сталей 23
1.7.1 Подготовка заготовки к прокатке 25
1.7.2 Травление для удаления окалины 25
1.7.3 Покрытия и смазки 28
1.7.4 Прокатка 31
2 ВЫБОР МЕТОДИКИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ ТРУБ НА СТАНЕ ХПТР 33
2.1 Модель очага деформации при холодной прокатке труб роликами 34
2.2 Методика расчета энергосиловых параметров прокатки труб на станах ХПТР 37
3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ПРОКАТКИ ТРУБ НА СТАНЕ ХПТР 30-60 ДЛЯ ТРУБ ДИАМЕТРОМ 38 ММ С ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ 1,8 ММ 43
3.1 Моделирование процесса прокатки в программном комплексе для моделирования и оптимизации процессов обработки металлов давлением QFORM 53
4. РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО РЕЖИМА ПРОКАТКИ ТРУБЫ
ДИАМЕТРОМ 38 ММ С ТОЛЩИНОЙ СТЕНКИ 1,8 ММ 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
В настоящее время современные, постоянно развивающиеся технологии, оказывают большое влияние на различные области машиностроения, атомную энергетику, самолетостроение, меняя и ужесточая требования как к самим машинам, так и к используемым при их изготовлении деталям и материалам.
Это относится и к трубам, используемым в проектировании и изготовлении различных машин и установок. По этой причине все больше и больше возникает потребность в прецизионных и высокоточных трубах.
Прецизионные и высокоточные трубы чаще всего производят на станах холодной периодической прокатки валкового и роликового типов (ХПТ и ХПТР). Это связано с тем, что именно на этих станах прокатывают трубы с высокой точностью размеров: допуски на внутренние и наружные диаметры могут быть выдержаны в пределах 4-10-го класса точности, отклонение толщины стенки от номинального размера не более 5-10%. Трубы, прокатанные на таких станах, отличаются высокой чистотой наружной и внутренней поверхности в пределах 7-10 классов. На станах холодной периодической прокатки получают тонкостенные (отношение наружного диаметра трубы к толщине стенки трубы от 12,5 до 40) и особотонкостенные (отношение наружного диаметра трубы к толщине стенки трубы свыше 40) трубы. В настоящее время станы холодной периодической прокатки, которые производятся в Российской Федерации (РФ), уступают зарубежным аналогам по своим характеристикам. Основные отличия состоят как в производительности, режимах работы станов, так и в качестве готовой продукции.
Одной из задач этой программы является снижение доли иностранной продукции, используемой российскими производителями, что безусловно относится и к созданию отечественных станов для производства прецизионных труб.
Из всего вышеперечисленного следует, что необходимо совершенствовать технологию и конструкцию станов холодной периодической прокатки труб, производимых на территории РФ.
Россия во все времена отличалась сильными трубными научно- исследовательскими институтами, работающими совместно с заводами. Развитие станов холодной периодической прокатки стало возможно благодаря работам таких ученых, как А.И. Целиков, В.В. Носаль, В.А. Вердеревский, П.Т. Емельяненко, П.К. Тетерин, Я.Е. Осада, Ю.Ф. Шевакин, О.А. Семенов, В. И. Соколовский и многих других.
В СССР для производства прецизионных труб малого диаметра был предложен новый способ прокатки, позволяющий получить прецизионные тонкостенные трубы. Такой способ получил название роликовой прокатки. На основе этого способа сотрудники ВНИИМЕТМАШ под руководством А.И. Целикова предложили станы холодной прокатки новой конструкции роликового типа (ХПТР). Патенты на этот способ приобрели все ведущие страны, так как только на этом стане можно прокатывать особотонкостенные трубы. Дальнейшее повышение производительности на станах ХПТР было невозможно в силу его конструкции, обусловленной способом прокатки труб на данном стане. Однако все попытки прокатки тонкостенных труб малого диаметра на станах ХПТ терпели неудачу.
По мере накопления и анализа опыта эксплуатации холодной прокатки труб валками с учетом новых требований, выдвигаемых заказчиками к качеству и количеству тонкостенных труб, как в нашей стране, так и за рубежом были предложены станы ХПТ, позволяющие прокатывать трубы меньшего диаметра, а именно до 6 мм. Однако качество тонкостенных труб малого диаметра оказалось неудовлетворительным.
Целью работы является разработка ресурсосберегающего режима прокатки трубы с диаметром 38 мм с толщиной стенки 1,8 мм.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Разработать математическую модель для расчета энергосиловых параметров процесса прокатки труб на станах ХПТР;
2. Провести анализ влияния технологических параметров на энергосиловые характеристики прокатки.
3. Провести анализ режимов прокатки трубы диаметром 38 мм с толщиной стенки 1,8 мм.
В ходе работы был выполнен патентно-литературный анализ технологии и оборудования для изготовления холоднодеформированной трубы, разработана математическая модель для расчёта режимов прокатки трубы на основе методики приведённой в работе, проведены аналитические исследования влияния технологических параметров на энергосиловые характеристики прокатки, на основе аналитических исследований предложен ресурсосберегающий режим прокатки. Аналитические исследования показали, что наибольшее влияние на усилие прокатки оказывает толщина стенки заготовки. Для оценки НДС в работе был смоделирован процесс прокатки в программной комплексе QForm. Моделирование подтвердило правильность выбора методики и математической модели, так как расчёты при моделировании и расчёты в математической модели оказались близки между собой.
