АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР И АНАЛИЗ УЧАСТКА РАСКАТКИ ООО “ЧТЗ-УРАЛТРАК” 10
2 ОБЗОР КОМПЛЕКСОВ ПО РАСКАТКЕ КОЛЕЦ В РОССИИ И ЗА
РУБЕЖОМ. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ КОЛЬЦЕРАСКАТНЫХ СТАНОВ 14
2.1 Сравнение технических характеристик кольцераскатных станов ведущих
мировых производителей 14
2.2 Обзор конструкций кольцераскатных станов 24
2.3 Обзор комплексов по раскатке колец в России и за рубежом 31
3 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ УЧАСТКА РАСКАТКИ КОЛЕЦ 36
3.1 Выбор оборудования 38
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ И
ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ 42
4.1 Конструктивно-технологический анализ детали 42
4.2 Конструирование поковки и штамповой оснастки 43
4.3 Разработка технологического процесса 44
4.4 Определение энергосиловых параметров при и штамповке и раскатке . 45
5 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ КОЛЬЦЕРАСКАТНОГО СТАНА 49
5.1 Выбор параметров машин и механизмов привода 50
5.2 Определение силовых и кинематических параметров зубчатой передачи 55
5.3 Определение консольных сил зубчатой передачи 57
5.4 Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых
напряжений 58
5.5 Определение допускаемых контактных напряжений 58
5.6 Определение допускаемых напряжений изгиба 59
5.7 Проверочный расчет передачи 60
5.8 Расчет подшипников 62
6 ИССЛЕДОВАНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА АКСИАЛЬНОГО ВАЛКА 66
7 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСКАТКИ БАНДАЖА ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА ТРАМВАЕВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 70
8 ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МАШИНЫ И АГРЕГАТОВ 77
9 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА КОЛЬЦЕРАСКАТКИ 79
9.1 Автоматизация контроля размеров кольца 79
9.2 Система автоматического регулирования кольцераскатного стана 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
ПРИЛОЖЕНИЕ А 90
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 91
ПРИЛОЖЕНИЕ В 92
Множество различных заготовок, приближающихся по форме к размерам готовых изделий и обычно изготавливаемых штамповкой, ковкой, резанием, сваркой, можно получать бесшовной раскаткой на специальных машинах и станах. К таким заготовкам относятся и заготовки типа колец с разнообразным профилем поперечного сечения и широким диапазоном размеров по высоте и диаметру. Бесшовные кольца, благодаря их исключительным качественным свойствам и экономичному производству, находят все большее и большее применение в различных областях техники. Они применяются для: колец подшипников качения, зубчатых венцов, подшипников колес, коллекторных колец, колец и ввариваемых частей для двигателей, реакторных частей, тарельчатых колес, скользящих шестерен для редукторов автомобилей, фланцев всех видов, канатных шкивов, колесных бандажей, и других кольцеобразных прямых или профильных деталей.
Применение раскатки позволяет получать заготовки, максимально приближенные по форме к окончательно обработанным деталям (экономия металла до 60 %) с наиболее благоприятными структурой и ориентацией волокон по сравнению с другими способами изготовления кольцевых заготовок.
Различают открытый и закрытый способ раскатки.
Закрытый способ раскатки характеризуется вращением матрицы и внутреннего валка в одном направлении и удалением их осей, в результате чего происходит раскатка заготовки до наружного диаметра, равного внутреннему диаметру матрицы.
Открытый способ раскатки характеризуется вращением наружного и внутреннего валков в различных направлениях и сближением их осей, за счет чего происходит деформирование заготовки. Для придания заготовке устойчивости в процессе раскатки используют опорные ролики, оси которых перемещаются под воздействием раскатываемого кольца.
Открытая раскатка получила большее применение в промышленности, так как ее проще осуществить. Удаление же готовых изделий при закрытой раскатке более сложно.
Основные преимущества раскатки колец на машинах и станах:
• высокая производительность и малая трудоемкость;
• высокие механические свойства кольцевых заготовок, так как волокна ориентированы в окружном направлении;
• высокий коэффициент использования металла при последующей механической обработке;
• универсальность рабочего инструмента;
• возможность полной автоматизации процесса подачи кольцевой заготовки на стан, раскатки и удаления раскатанного кольца.
На предприятии ООО “ЧТЗ-Уралтрак” имеется участок кольцераскатки, состоящий из методической печи с гидравлическим толкателем заготовок, неприводного рольганга загрузки и выгрузки колец и кольцераскатного стана фирмы Wagner Dortmund модели RAW 50/40-1400/300. Особенностью этого кольцераскатного стана является наличие узлов верхнего и нижнего аксиального валка, которые обжимают и регулируют высотный размер раскатываемого кольца, а так же передают вращающий момент.
В настоящее время стан находится в нерабочем состоянии, на участке списанных машин. Серийные тракторные детали, такие как венцы колес, кольца и корпуса, предприятие заказывает на сторонних заводах-изготовителях. Максимальный месячный объем выпускаемой продукции кольцераскатного стана составляет 160 т/мес. Объем месячной партии серийных раскатных деталей составляет порядка 110 т/мес., что обеспечивает 69% загрузку кольцераскатного стана.
На предприятие поступил заказ на производство заготовок “бандажей” для вагонов трамвая. Потребность составляет 400 шт./мес., что приблизительно равно 40 т./мес., то есть заказ обеспечивает 25% загрузку стана. Для производства заготовок бандажей и серийных деталей предприятию требуется разработать конструкцию кольцераскатного стана, модернизировать участок раскатки и автоматизировать процесс раскатки.
Результат исследования процесса раскатки бандажа с использованием системы конечно-элементного моделирования, подтвердил возможность раскатки полуфабриката на спроектированном оборудовании, правильность выбора технологических параметров, а так же результат исследования поможет уменьшить количество бракованных изделий закладываемых на освоение.
В рамках работы был спроектирован кольцераскатной участок с заготовительными участками, на которое было помещено различное по мощности и производительности оборудование, для производства полуфабрикатов под раскатку. При выборе оборудования было учтено то, что кольца предполагается раскатывать с прямоугольным и профильным сечением, различных масс. Все вышеперечисленное оборудование имеется на предприятии как действующее, либо находящееся на консервации.
Разработанная конструкция узла верхнего аксиального валка доказала работоспособность на предприятии, на практике. Устранены люфты и колебания узла, улучшена и унифицирована конструкция узла.
Мероприятия по автоматизации позволят повысить количество выпускаемой продукции, качество и добиться высокой культуры труда.
