автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.09, диссертация на тему:Повышение точности и несущей способности базовых деталей химических машин и аппаратов методами пластического деформирования

» Министерство высшего и ореднетс/специалыюго / р

2?о

образования РСФСР Уфимский нефтяной институт

На правах рукописи

БУБНОВ ВАЛЕРИЙ АВДРЙАНОВИЧ

. УДК 621.73.66

ПОБИВШИЕ ТОЧНОСТИ И НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ХИМИЧЕСКИХ МАПМН И АППАРАТОВ МЕТОДАМИ ПЛАСТИЧЕСКОГО ДВаОРМИРОВАНИЯ

Специальность 05.04.09 - Машнн и агрегаты нефтеперерабатывающих п химических производств.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Уфа - 1989

Работа выполнена в Курганском ордена "Знак Почета" производственном объединении арматурного и химического машиностроения

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

В.М.Макаров Доктор технических наук, профессор

А.Н.Хакимов Доктор технических наук Р.С.Зайнуллин

Ведущее предприятие - Московское научно-производственное

объединение химического машиностроения "НИИХИММАШ"

Защита состоится "_" 19 г. в ____ часов

на заседании специализированного совета Д 063.09.03 при Уфимском нефтяном институте по адресу: 450062, г.Уфа, ул.Космонавтов, I.

С диссертацией можно ознакомиться в техархиве института. Автореферат разослан " _" 19 г.

Ученый секретарь спецкаг лязированного совета

д.т.п., профессор

Ахметов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года" одним из важнейших направлений научно-технического прогресса названо - создание и широкое освоение передовых технологий. Лишь встав на такой путь, мы сможем осуществить сдвиг, который бы привел к качественно новому состоят® не только отдельных видов производства, но и целых отраслей. Проблемной задачей машиностроения является повышение качества и надежности выпускаемого оборудования. На основе прогрессивных технологий могно добиваться существенного повышения качества и надежности оборудования со значительным снижением металлоемкости машин и агрегатов.

В химическом, Еефтяном, энергетическом и атомнс. машиностроении широкое распространение находят детали и узлы кольцевой формы. Доля этих узлов и деталей по металлоемкости в машинах и агрегатах химических ж нефтеперерабатывающих производств достигает 60 %, а в апларатостроении - до 80 % и более. Эти элементы (обечайки, днища, фланцы, кольца жерткости) являются в большинстве случаев базовыми деталями машин и аппаратов и во многом определяй! качество л надежность оборудования. Технология изготовления кольцевых конструкций основана на методах пластического формообразования. Однако, невысокая точность изготовления базовых кольцевых заготовок и деталей приводит к большим отходам металла, низкому коэффициенту его использования в деталях, проходящих мехаяичеокув обработку. Невысокая точность ведет к трудностям и повышенной трудоемкости при сборочно-сварочкых работах, не обеспечивается взаимозаменяемость и производство отроится на комплектном запуске. Отрицательно влияет недостаточная точность

базовых заготовок и деталей на качество (смещение кромок, местные деформации, остаточные напряжения) и работоспособность машн и аппаратов вцелом.

Снятие остаточных напряжений в кольцевых элементах термической обработкой при изготовлении их традиционной технологией требует больших энергетических затрат, дорогостоящего термического оборудования и значительных производственных площадей. Термическая обработка часто приводит к короблению и снижению точности заготовок и деталей и является экологически не достаточно чистой операцией. Поиск путей снижек.-м и управления оста- ' точными напряжениями в кольцевых конструкциях, формирование их полезно влияющим! на работоспособность машин и аппаратов, поиск способов замены дорогостоящей и энергоемкой операции термической обработки менее энергоемкими и более чистыми в экологическом отношении процессами является сложной, но перспективной и актуальной задачей.

Таким образом, повышение точности я несущей способности базовых кольцевых деталей маиян и аппаратов методами пластического деформирования, учет и использование эффекта упрочнения металла, разработка и создание методов деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых деталях и узлах являются актуальными проблемами машиностроения.

Де.ть работа. Повышение точности я несуще!* способности • кольцевых базовых деталей и узлов машин и аппаратов, создание ресурсосберегающей технологии их изготовления методами пластического деформирования и на ее основе металлосберегающих конструкций химического и нефтяного оборудования. Разработка и созданий методов деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых элементах машин и аппаратов,-

Основные задачи и исследования.

1. Экспериментальными исследованиями установить достижимую точность калибровки крупногабаритных кольцевых деталей пластическим растяжением и обжатием. Провести теоретические исследования возможности прогнозирования достижимой точности. Разработать методы расчета ожидаемой точности калиброванных деталей в зависимости от степени деформации, механических свойств материала и особенностей конструкции. Исследовать и установить зоны стабильной калибровки кольцевых деталей, дать рекомендации и обоснование выбора технологических параметров проведения процесса калибровки пластическим растяжением и обжатием.

2. Провести анализ пластического упрочнения металлов. Выполнить исследования изменения механических свойств сталей при пластическом растяжении, обжатии, пластическом изгибе л последовательном наложении этих видов деформирования.

3. Исследовать работоспособность пластически упрочненных сталей. Провести испытания на усталость сталей после пластического упрочнения и в исходном состоянии.

4. Исследовать процесс холодного пластического обжатия эллиптических днищ. Исследовать параметры проведения "процесса обжатия.

5. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования остаточных напряжений в кольцевых конструкциях, изготовленных пластическим изгибом и сваркой замыкающего стыка. Разработать методы деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых элементах машин и аппаратов и обосновать возможность замены термической обработки деформационной обрабвткой.

6. Рассмотреть взаимодействие поим остаздчных напряжений в кольцевых деталях с рабочими напряжениями при эксплуатации оборудования и выявить влияние остаточных напряжений на несущую

способность этих элементов. Разработать алгоритм и рабочую программу расчета остаточных напряжений на ЭВМ.

7. Исследовать процесс формообразования сложных кольцевых контуров (змеевиков) из тонкостенных труб навивкой с внутренним гидростатическим давлением и натяжением. Разработать алгоритм и рабочую программу расчета ожидаемой овальности на ЭВМ.

8. Разработагь металлосберегазощие кольцевые конструкции маши. л аппаратов на основе ресурсосберегающей технологии изготовления. Выработать рекомендации по проектированию технологического оборудования И оснастки.

Научная новизна. На основании энергетического подхода разработаны методы расчета точности базовых кольцевых заготовок и деталей при их формообразовании с применением калибровки пластическим растяжением и обжатием. Установлены зоны стабильной калибровки в зависимости от степени деформации, механических свойств материала и особенностей конструкции детали.

Разработан метод расчета овальности труб при формообразовании сложных криволинейных контуров (типа спиральных змеевиков) навивкой из тонкостенных труб с применением внутреннего гидростатического давления и натяжения. .

Предложены и разработаны методы деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых конструкциях. Даны решения по расчету остаточных напряжений в кольцевых элементах после их деформационной обработки. Выявлены закономерности влияния остаточных напряжений на несущую способность и работоспособность деталей.

Экспериментально установлено и оценено влияние пластического улргчнения металла на работоспособность материала и рассматриваемого класса деталей.

На основе методов холодного пласа.неского деформирования создана ресурсосберегающая технология изготовления базовых кольцевых деталей машин и аппаратов, существенно повышающая точность и несущую способность этих элементов и качество оборудования вцелом.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности.

Повышение точности базовых кольцевых деталей машин и анрегатов методами пластического деформировали, использование эффекта упрочнения металла в конструкциях и разработка методов деформационного преобразования и снятия остаточных напряжений с достижением значительной экономии металла и энергоресуреов, является решением важной народнохозяйственной проблемы.

Разработана ресурсосберегающая технология изготовления кольцевых базовых деталей химического и нефтяного оборудования с применением пластического растяжения и обжатия. Разработаны рекомендации по выбору схем калибровки и выбору параметров технологического процесса в зависимости от конструктивных особенностей и материала деталей.

Созданы.методы деформационного управления остаточными напряжениями (пластическим растяжением, пластическим сжатием) в кольцевых элементах. Разработаны механические схемы и рекомендации по проведению процесса деформационного воздействия.

Разработан способ обжатия тонкостенных эллиптических днищ с целью повышения точности их цилиндрической части и способ навивки спиральных змеевиков из тонкостенных труб с применением гидростатического давления в трубе п натяжения. Комплекс выполненных разработок дает возможность их практического применения. Созданы и внедрены мвталлосберегающге конструкция деталей и узлов в машинах и аппаратах (роторы маятниковых центрифуг, флаяцн аппаратов, эмеевиковые конструкции химического оборудования).

Выработаны рекомендации по проектированию специального прессового оборудования и оснастки. Разработана конструкция растяжного гидропресса = 250 т и по техническому заданию при участии соискателя ведется проектирование параметр'тческого ряда растяжных гидропрессов ( = 500 к = IООО т).

Результаты выполненных исследований внедрены на ряде предприятий Микхиммаша, Шшхимпрома, Минмодбкопрома, а именно: Курганском производственном объединении "Курганармхшмаш" (конструкции и технология изготовления роторов маятниковых центрифуг типа ЯЩ и ОМЕ из пластически калиброванных и упрочненных элементов, фланцы аппаратов, тонкостенгше змеевиковые конструкция в установках осушки водорода, метод обжатия тонкостеньт" днищ), Первомайском заводе химического машиностроения (кольцевые элементы вакуумных сушилок), Белгородском производственном объединении "Биовитамины", производственном объединении "Мостекстлль-пром", Латвийском производственном объединении "Латвбиофарм" (маятниковые центрифуги с облегченными роторами). Материалы разработок переданы для использования и внедрения 12 научно--производственннм и производственным объединениям ,\1инхиммаша, (Линэнергомаша.

Экономический аффект от внедрения по программе выпуска Курганского производственного объединения, Первомайского завод« химического машиностроения и экономии электроэнергии за счет снижения ее потребления маятниковыми центрифугами у заказчиков составляют 1,08 млн.рублой.

Аппробацня работа и публикации. Результаты исследований докладывались, обсуждались к получили поддержку и одобрение на следующих научных семинарах, совещаниях и конференциях:

- на научно-технической конференции Казанского авиационного института (г.Казань, 1973 г.);

- на семинаре "Прочность" МВТУ им.Н.Э.Баумана (г.Москва, декабрь 1973 г.);

- на Всесоюзном' научно-техническом семинаре "Современные методы изготовления фасонных деталей трубопроводов в химическом и нефтяном машиностроении" (г.Пенза, сентябрь 1974 г.);

- на зональной (зона Урала) научно-практической конференции "Достижения и перспективы применения обработки металлов давлением в машиностроении" (г.Курган, февраль 1984 г.);

- на заседании Научно-технического совета Минхиммаша (межотраслевая рабочая комиссия по надежности, разработке норм и методов расчета на прочность химического и нефтяного оборудования), г.Иркутск, июль 1985'г.;

- на семинаре "Пластичность" МВТУ им.Н.Э.Баумана (г.Москва, май 1986 г. и январь 1987 г.);

- на У-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Роль молодых конструкторов и исследователей химического машиностроения в реализации целевых комплексных программ научно-технического прогресса" (г.Северо-Донецк, октябрь 1986 г.);

- на совместном заседании секции химического машино- и алпаратостроения и межотраслевой рабочей комиссии по надежности, разработке норм и методов расчета на прочность хтлического и нефтяного оборудования НТС Минхиммаша (г.Москва, июнь 1987г.);

- на 1-ой Всесоюзной научно-технической конференции "Надежность оборудования, производств и автоматизированных систем в химических отраслях промышленности"(г.Уфа, сентябрь 1987г.);

- на научно-технической конференции зоны Урала "Сопротивление усталости я гговшеиге несущей способности изделий методом

поверхностной пластической деформации (г.Пермь,сентябрь 1988г);

- на научно-техническом семинаре отрасли химического и

нефтяного машиностроения "Повышение качества базовых деталей

!

машин и аппаратов методами пластического деформирования" (г.Курган, март 1989 г.).

Основные положения работы изложены в 3 авторских свидетельствах и 29 научных статьях, опубликованных в научно-технических сборниках и центральных журналах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и приложений, в которых представлены документы о внедрении результатов исследований в промышленность, программ расчета на ЭВМ, заключений специалистов и организаций по материалам диссертации. Работы изложены на 215 страницах машинописного текста, включает 15 таблиц, 96 рисунков и список литературы из 282 наименований советских и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, направленной на повышение точности и несущей способности кольцевых конструкций'деталей машин и аппаратов методами пластического деформирования. Показана значимость проблемы экономии материальных ресурсов и создания экологически более чистых технологических процессов. Сформулированы основные по- ' локения, выносимые на защиту. На основании комплекса выполненных исследований и полученных результатов автор защищает:

- ресурсосберегающую технологию изготовления базовых каль-цевых деталей с применением методов холодного пластического деформирования и на ее основе металлосберегаюище гсаящовые конструкции в машинах и агрегатах;

- методы деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых конструкциях;

- решения по точности формы кольцевых заготовок и деталей при изготовлении их с применением методов холодного пластического деформирования;

- анализ и оценку влияния на несущую способность кольцевых конструкций деформационного упрочнения металла.

Глава первая. "Производство базовых деталей и узлов кольцевой формы в химическом и нефтяном машиностроении. Состояние вопроса и задачи исследований".

В химическом и нефтяном машиностроении, в атомном и энерге-. тическом широкое применение находят крупногабаритные (400мм) детали и узлы кольцевой формы. Технология производства кольцевых крупногабаритных элементов основана на методах пластического формообразования. В создание теории обработки металлов давлением большой вклад внесли отечественные ученые Д. 1С Чернов, С.М.1убкта, Г.А.Смирнов-Аляев, Е.П.Унксов, Л.А.Шофман, А.Д.Томленов, В.Л.Колмогоров. Развитию научной теории пластичности посвящены труды зарубежных ученых и исследователей Г. Треска, Б.Сен-Веяана, М.Губера, Р.Мизеса, Т.Генки, Т.Кармана, А.Надаи и других. Механика пластических деформаций рассмотрена в работах А.А.Ильюшина, В.В.Соколовского, Л.М.Качанова, Н.Н.Мапинина.

Прикладным методом расчета процессов штамповки и вытяжки посвящены исследования Р.В.Пихтовникова, Е.А.Попова, Й.А.Норпци-на, Е.Н.Мошяша, В.П.Романовокого и других, по вопросам пластического изгиба А.Н.Громовой, М.Н.Горбунова, М.И.Лысова, Л.И.Гальперина, В.Я.Шалиро, В.И.Уральского, ГО.Н.Алексеева, Ю.П.Катаева.

В машинах и агрегатах химических и нефтеперерабатывающих производств доля базовых деталай кольцевой формы очень значительна. К этому классу дзтачт* и узлав ксхю отнести: сбоча!!::^,

бандажи, фланцы аппаратов, кольца жесткости, кольца байонетных затворов, эллиптические и шаровые днища, днища конические, змеевики, роторы промышленных центрифуг (рис.1). Эти узлы и детали во многом определяют качество ж надежность оборудования, яв -ляются металлоемкими элементами машин и аппаратов. Так, в химическом машиностроении металлоемкость ойачаек, днищ и фланцев составляет 50-70 % от всей металлоемкости изделий, а в аппарато-отроении доля этих элементов достигает 80 % и даже более. Производство этих деталей постоянно совершенствуется, этому посвящено много работ и исследований. Но сегодня точность изготовления базовых кольцевых деталей и узлов по традиционной технологии остается низкой. Так, заготовки корпусных фланцев (Ве = 1000-2600 мм) при изготозлении их вальцовкой из полосы нахолодно с последующей заваркой замыкающего стыка имеют овальность до 12 ш, а разброс размеров по внутреннему диаметру в партии заготовок составляет 6-12 мм. При изготовлении фланцев гибкой из полосы в нагретом состоянии с заваркой замыкающего стыка точность заготовок еще более низкая и величина овальности находится в пределах 6-12 мм, а разброс величины размеру внутреннего диаметра составляет 8-16 мм.

Эллиптическио днища Вё < 2000 мм, штампованные нагорячо, имеют овальность до 8-10 мм, а разброс величины внутреннего диаметра доходит до 10 мм, а при Бе>2000 мм овальность достигает 12-20 мм и увеличивается разброс величины внутреннего диаметра. Такое положение приводит к назначению больших припусков для деталей, подвергаемых механической обработке, низкому

коэффициенту использования металла, большому объему механичес-

\

кой обработки. Невысокая точность днищ и обечаек приводит к большому объему подгоночных работ при сборочно-сварочных операциях в соединениях "днищо-обечайка", "обечайка-обечайка", "кор-

ш

ж

а)

б)

в)

1 ! П ! {

{ 1

к е

Е

ш

д)

г)

У

Рис. I. Детали и узлы кольцевой формы в химическом и нефтеперерабатывающем оборудовании, а - фланцы, диски; б -.обечайки; в - б&ндахи, кольца с профильным сечением; г - кольца жесткости из профильного проката; д - конусы; е - эллиптические й шаровые днища; ж - змеевики; э - роторы центрифуг.

пус-днище", "фланец-корпус" и "фланец-днище". Вследствие недостаточной точности не обеспечивается взаимозаменяемость днищ, обечаек и корпусных фланцев в производстве химического и нефтеперерабатывающего оборудования, что ведет к подборке и сборке корпусов аппаратов по комплектам. В работах К^змака Е.М., Никифорова А.Д., Мошнина E.H., Домашнева А.Д., Бакиева A.B., Берли-нера Ю.И., Шевелкина E.H., Лукьянова В,П. рассмотрен и проанализирован сегодняшний уровень точности изготовления базовых кольцевых деталей, показано, что состояние производства отечественного апларатостроения находится на уровне зарубежного.

При изготовлении кольцевых заготовок и деталей методами холодного пластического изгиба с последующей заваркой замыкающего стыка в заготовках и деталях по всему поперечному сечею» возникают остаточные напряжения. Остаточные напряжения возникают в замыкающем сварном шве и в случае, когда кольцевой элемент формообразуется пластическим изгибом в горячем состоянии. В этом случае остаточные напряжения присутствуют в сварном шве и в околошовной зоне, а по мере удаления от этой зоны они затухают и в остальной части заготовки или детали этих напряжений не наблюдается. Остаточные напряжения в кольцевых деталях могут достигать значительных величин и в значительной мере снижать несущую способность конструкции. Для снятия остаточных напряжений, как правило, применяется термическая обработка. Другие ввды (ультразвуковая обработка, лазерное облучение,анергией взрыва, вибрационная обработка) снятия остаточных напряжений в производства химического и нефтехимического оборудования пока распространения не нашли. Термическая обработка - это энергоемкая технологическая операция, требующая крупногабаритного термического оборудования, больших энергетических затрат

и больших производственных площадей. В процессе термической обработки может происходить дополнительная потеря точности заготовок и деталей.

Значительную технологическую трудность в производстве составляет изготовление тонкостенных спиральных змеевиков для машин и агрегатов. Они работают часто под давлением как внутри, так и снаружи трубы, являются элемента?® теплообмена, через которые проходит поток здцкости или газа. Процесс изготовления этих элементов сопровождается такими особенностями и дефектами? образование овальности, потеря устойчивости стенки трубы на внутренней части гиба и появление гофров, изменение толщины стенки трубы.

Недостаточная точность кольцевых базовых деталей ведет к снижению качества изготовления (смещение кромок, местные дв-форлации, остаточные напряжения) и работоспособности машин и аппаратов вцелом.

На основании выполненного анализа сформулированы задачи исследования.

Глава втопая. "Повышение точности кольцевых заготовок и деталей методами холодного пластического деформирования". Одной из задач исследования было выявление достижимой точности кольцевых деталей, которую можно получить пластической раздачей или пластическим обжатием, уже сформированной предварительно заготовки. В данной работе процесс раздачи кольцевых деталей или обжатия рассматривается и применяется в качестве правильно-калибровальной операции уже сформированной заготовки. Калибровка пластическим растяжением и обжатием может выполняться по различным конструктивно-механическим схемам (рис.2). Все эти схемы в той или иной степени, рассматривались и исследовались в выполненном исследовании.

\р

/777777,

/7777

/7777777777,

Я

Т777777777

Рис. 2. Схема калибровки кольцевых деталей пластическим растяжением и обжатием.

а - коническим пуансоном; б ,в - в многосекторном разжимном штампе при движении клином; г - при движении на клин; д - гидроформовка; е,ж - пластическим обжатием в клиновом штампе и кривошипном устройстве.

Исследуя достижимую точность процесса пластическим растяжением и обжатием крупногабаритных деталей, необходимо было выяснить: зависимость точности калибруемой детали (по критерию-овальности) от степени деформации; влияние упрочнения и силовых параметров процесса на точность; выявить предпочтительные схемы калибровки в зависимости от конструкции детали, материала и серийности производства; установить влияние исходной овальности.

Рассматривая напряженное состояние материала кольцевой детали при калибровке пластическим растяжением и обжатием, как случай плоского напряженного состояния, и принимая степенную зависимость меаду напряжением и деформацией усилие ползуна пресса для схем калибровки коническим пуансоном (рис.2,а), в многосекторном разжимном штампе при движении клином и движением на клин (рис.2,6 и в) и пластическим обжатием в клиновом штампе (рис.2,е) из условия механики движения клина выразится

—щоч^щ^ж1

где бе - напряжение текучести; - наружный и внут-

ренний радиусы калибруемой детали; - внутренняя поверхность калибруемой детали; <зС - угол наклона конической поверхности клинового механизма; - коэффициент трения на конической поверхности; - коэффициент трения поверхности детали и опорной поверхности калибрующего устройства.

,14 6п . П £е ч2>

К - модуль упрочнения; Л - показатель упрочнения.

Представленное в работе решение более полно учитывает влияющие факторы на необходимое усилие для калибровки кольцевых деталей, чем ранее известные решения и оно прошло экспериментальную проверку, которая показала достаточно хорошее совпадение расчетных и фактически затрачиваемых усилий.

Одним из ключевых вопросов настоящего исследования была задача установление достижимой точности кольцевых деталей при калибровке их пластическим растяжением и обжатием. Исследование достижимой точности проводилось на кольцевых элементах с квадратным, круглым, прямоугольным и сложнопрсфияышм сечением. Материалом для исследуемых деталей служили конструкционные стали: ст.З, 16ГС, сталь 20, 12И8Н10Т, 12Н8Н9Т. Калибровка колец, заготовок фланцев и обечаек выполнялась в секционном разжимном штампе на гидропрессе П-476 и специальной лабораторной установке, оснащенной многооекторным разжимным устройством для калибровки кольцевых деталей раздачей и уста-. новке о кривошинно-шатунным механизмом со сходящимися секторами для калибровки кольцевых элементов обжатием (рис.2,в,ж).

На основании многочисленных экспериментов установлено, что калибруемый элемент частично восстанавливает имевиую место до калибровки овальность. Это упругое восстановление овальности носит наследственный характер. Она восстанавливается с той же направленностью, что и до калибровки, то есть наибольший ж наименьший размеры диаметра имеют место по тем же направлениям, что в у исходной детали.

Проведенные исследования показали, что зона стабильной калибровки для элементов с более жестким контуром (гщ- =1,08--1,25) наступает несколько раньше при £0 = 1,2-1,6 %, а для элементов с менее жестким контуром (тг*- = 1,01-1,08) насту-

паст несколько позднее при ¿о = 1,5-2,5 %. Наблюдается тенденция, что детали из более прочных сталей при одних и тех же условиях пластического растяжения ( £о ) имеют точность несколько выше, чем детали из менее прочных сталей (рис.3). Для деталей с достаточно жестким контуром овальность может быть сведена до минимума даже для элементов больших размеров

= 500-2000 мм (ДВ = 0,3 - 1,2 мм), а колебание величины развертки не превышает 0,05 %. Для элементов о нежестким контуром (типа обечаек) при-^ = 1,01-1,03 овальность наблюдается

несколько вше ( Ад =1,0-2 мм), но колебание величины развертки также не превышает 0,05 %. •

Хорошие результаты получены по повышению точности при калибровке тонкостенных колец пластическим обжатием и при калибровке цилиндрической части эллиптических днищ этим же методом. Так при обжатии колец из стали ст.З (Вм = 100 мм, б =3 мм) овальность удалось свести до 0,1-0,2 мм, при исходной овальности ДВ = 2-4 мм. Овальность цилиндрической части эллиптических днищ 350x3 при обжатии в многосекторном устройстве (£0 - 1,6 --2 %) не превышала I мм при исходной овальности 3-4 мм.

Точность кольцевых заготовок и деталей после калибровки может быть оценена отклонением контура детали от круглости (овальностью), величиной отклонения фактических размеров базового диаметра детали от размеров заданных чертежом, величиной огранки и величиной утонения стенки. Для кольцевых заготовок и деталей в химическом и нефтяном машиностроении определяющим критерием точности является овальность (ДЬ ).

Рассматривая ожидаемую точность кольцевых деталей после пластической раздачи или обжатия, слядуот отметить, что на овальность оказывает влияние степень деформации 8о , характер и величина исходной овальности, точность профиля детали,

Рис. 3. Зависимость овальности от степени деформации для кольцевых элементов.

механические свойства материала и геометрические размеры детали, способ калибрования и конструктивные особенности инструмента.

Точность контура, выражаемая овальностью, в общем случае может быть представлена как функция

ЛВ- Ь,-^,А$з>Кп.Ки), (3)

где М ~ механические свойства материала; £0 - остаточная относительная деформация; ДЙз т овальность исходной детали до калибровки; - геометрические размеры детали;

Кп - точность профиля, из которого сформована деталь;

К и - точность инструмента.

Процесс образования овальности кольцевых деталей после пластической растяжки или обжатия носит сложный характер и представляет большие трудности для математического исследования данного процесса. Причиной, которая вызывает некруглость кольцевой детали при пластической калибровке растяжением или обжатием, следует считать упругое восстановление исходной овальности за счет упругой доли деформации при пластическом изгибе контура (пластическом распрямлении овального контура в правильную окружность) и неравномерное напряженное соотояниа в поперечном сечении по длине контура.

После снятия калибрующей нагрузки деталь получает остаточную деформацию £0 , а упругая доля В у исчезает и длина контура детали уменьшится на величину:

Д^у (4)

где - диаметр детали на заключительной стадии калибровки;

Ва - диаметр детали после калибровки.

Овальнооть детали до калибровки известна и выражается ДВ3~])злт*-1>ал?йг ' Т0 ПРИ снятии калибрующей нагрузки величина овальности восстановится на величину доли упругой деформации.

Величиной £0 задаемся согласно данных, полученных в исследовании ранее экспериментальным путем в зависимости от материала, конструктивных особенностей и размеров детали. На основании линейного закона о разгрузке имеем:

г г 6Р £оЕ ч-6р £/? = £о £~ --^-> (5)

где ■ £п ~ полная деформация при пластическом деформировании; 6р - рабочее напряжение текучести, при ротором ведется процесс калибровки; Е - модуль упругости первого рода.

Тогда овальность после снятия калибрующей нагрузки может быть представлена:

где ДБз - овальность детали до калибровки; лВи у- овальность калибрующего инструмента, Л Кп - погрешность профиля детали по длине контура.

Была проведена экспериментальная проверка полученной математической зависимости (модели) образования овальности в части правомерности выражения величины упругого восстановления

исходной овальности пропорционально величине доли упругой деЛ

формации, а именно Ад*= $ . Эксперимен-

• си'

тальная проверка подтвердила правомерности принятого подхода. Рассмотрим механизм образования овальности кольцевой де-

Рис. 4. Схема образования огранки и утонение стенки при пластической раздаче в секционном разжимном штампе.

тали после пластического растяжения или пластического обжатия на основании теории кривых брусьев, а перемещения точек контура кольцевого элемента определим при помощи энергетических соотношений на основе общего выражения потенциальной энергии деформируемого бруса с учетом установленного ранее явления наследственности лри восстановлении овальности.

Кроме факторов, влияющих на овальность и точность, представленных в функции ( 3 ) на точность кольцевых заготовок и деталей после пластической раздачи или обжатия будет оказывать влияние огранка, изменение толщины стенки ( А в ) и изменение высоты калибруемой детали ( дБ ). На рис.4 представлена схема возникающих дефектов (огранка, изменение толщины стенки и высоты детали) при пластической раздаче в секционных разжимных штампах. Если рассмотреть возможность появления отмеченных выше дефектов при различных схемах калибровки (рис.2), то очевидно, что каадая схема имеет свои особенности.

Параметры огранки (2,6 (рис.4) могут быть получены из геометрических соотношений:

о.-у/?э-с-|-} I о---щ—• (7)

где

- внутренний радиус детали до калибровки и после калибровки; Пк - число калибрующих секторов.

В начальной отадии процесса калибровки калибрующие сектора первоначально вступят в соприкосновение с внутренним контуром детали в области минимального диаметра БзтСп и по мере продвижения этих секторов от центра будет происходить выгиб (вдет процесс правки контура) кольца до тех пор, пока кольцевая деталь не приблизится к формо окружности ( рис.5 ). За этот

Рис. 5. Схема образования овальности.

период контур заготовки по направлениям осей X и У преодолевает перемещения Схз и С уз .

Рассмотрим деформацию (перемещения) тонкого кольца,подвергающегося действию двух равных и прямопротивоположных сил Р , направленных наружу по диаметру. Тонкое круговое кольцо может быть физической моделью для процесса калибровки кольцевых деталей типа обечаек, бандажей. В качестве сил Р выступают равнодействующие сил давления разжимных секторов на внутреннюю поверхность калибруемой детали. Процесс правки кольца будет сопровождаться накоплением кольцом потенциальной энергии деформирования, которая может быть определена:

и-/-

-/о

(8)

2ЕЗг '

где интегрирование производится по всей длине кольца, М -изгибающий момент, Ог - момент инерции поперечного сечения.

В силу симметрии кольцевой детали достаточно рассмотреть только один квадрант кольца (рис.5). При этом можно констати- ■

ровать, что в поперечном сечении Я?Л нет касательных напряже-

р

ний и растягивающее усилие в этом сечении равно . Из ус-

ловий симметрии можно ввдеть, что поперечное сечение Ш/7 не поворачивается при изгибе кольца. Следовательно, перемещение, соответствующее Мо . равно нулю, и

где V - потенциальная энергия квадранта кольца, который мы рассматриваем. Для любого сечения Я?'/?' изгибающий момент ра-

вен

ао>

Представляя эти значения в выражение 8 получаем:

1 г

d *fMa?df

а

,-L

(II)

Откуда == » тогда можно получить

Полная потенциальная энергия, накопленная кольцом при деформировании в процессе правки кольца определится:

//-¿ММ м

и = Ч~1Т5Г' где М (13>

выражается зависимостью (12).

Приращение длины вертикального диаметра будет, следовательно, равно:

Принимаем С уз = Схз « (15)

тогда сила Р , которую нужно приложить, чтобы получить перемещение Суз определится:

р ¿СмзЕЗг Ч Г-'5*

Уменьшение горизонтального диаметра равно

Есть основание условно считать, что восстановление овальности может быть представлено как деформация кольца под действием сил Цд . Величина этих сил будет меньше величины сил Р при правке. Принимаем для дальнейшего решения, что величина силы Оъ равна части силы Р , которая соответствует доли упругой деформации в общей пластической деформации. Тогда

Рз-Р'-РО-^ш) (1в)

Окончательно решение по определению перемещения при восстановлении овальности после снятия калибрующей нагрузки при д!)3«"2СуЭ имеет ввд:

Принимая , ра получаем:

(20)

где, ^25 и Угд - моменты инерции поперечного сечения детали до калибровки (заготовки) и после калибровки. Момент инерции детали после калибровки следует определять с учетом изменения высоты детали и толщины детали в процессе растяжки. Зависимость (20) может быть рекомендована при = 1,0 - 1,08.

Для толстостенных деталей и заготовок, когда размеры поперечного сечения кольцевого элемента нельзя считать малыми по сравнению с радиусом осевой линии, то следует принять во внимание не только потенциальную энергию от изгибающего момента, но также и потенциальную энергию деформации от продольной и перерезывающих сил. Суммируя величины потенциальных энергий, накопленных элементом кривого стержня от действия изгибающего момента, продольной и перерезывающих сил, можно получить полную потенциальную энергию кольцевой детали:

II , Л/2 ММ ., ,от.

После ряда решений и преобразований величина упругого восстановления овальности после снятия калибрующей нагрузки для толстостенной кольцевой детали выразится:

Фактическая овальность кольцевого•элемента после калибровки будет представлять собой сумму величины, полученной по уравнению (22) с величиной овальности калибрующего инструмента А Вы и величиной огранки и выразится:

¿«с л

<¡2

где для прямоугольного сеченяя 9 » „_ ' ¿к =1,5.

12кя '

Зависимости (20) и (23) прошли экспериментальную проверку и показали достаточную хорошую сходимость расчетных и фактических результатов.

При степени деформации £о> 3 % неточность инструмента и огранка начинает превалировать над долей овальности, которая получается в процессе упругой осадки детали после снятия калибрующих усилий.

В конструкциях машин и аппаратов довольно распространенными элементами являются спиральные змеевики различных форм. Исходя из условий расчета на прочность и условий эксплуатации в подавляющем большинстве змеевики могут проектироваться и изготовляться из тонкостенных труб ( 5 = 1-3 мм), но это приводит к значительным технологическим трудностям при изготовлении. Автором работы бил предложен и разработан способ изготовления тонкостенных спиральных змеевиков навивкой на технологическую оправку с заполнением трубы гвдронаполнителем и созданием в ней внутреннего гидростатического давления с одновременным продольным натяжением трубы (рис.6 и 7). Данный способ изготовления спиральных змеевиков отнорится к формообразующим методам получения сложных кольцевых конструкций, позволяющий повысить качество изготовления (овальность трубы уменьшается в 1,2-2 раза) и добиваться значительного снижения металлоемкости. Указанный способ гибки труб, в том числе и навивки змеевиков спиральных, полно и подробно исследован и представлен в работах соискателя [1,2,3,4,5] . Теоретически вопрос об образовании овальности при различных способах гибки труб решается на основе гипотезы плоских сечений, гипотезы прямой нормали (гипотеза Кирхгофа-Лява) и принципа минимума полной энергии деформации. После определения полной энергии деформа-

Рис.6. Схема образования овальности и компоненты перемещения

точек срединного контура трубы при изгибе.

Рис. 7. Расчетная схема для определения контактных усилий при гибке труб наматыванием.

ции трубы с учетом всех действующих силовых факторов и перемещений получены зависимости:

при гибке на профильной оправке

I

I А, / -г" А, -"♦•а р —г\тгтт

при навивке на гладкой оправке

где

А 3'"Чп^) , д .

Р /\/2\п+' 1.5 Яг . г г , £

бвЫ «Г—дг. Лс-х;

¿-«-Во^^н; ^о--^;

0-ЫГ л/

Рп

К?* /.н * ^о^ '

_ , 1 -ГЧЛ'И

А/

гщ ■» _ „ _

Кг"? олйог/с ■

Подученные решения позволяют определять величину овальности трубы (Ло1) в зависимости от радиуса кривизны, геометрических размеров трубы (<1,$ ), механических свойств материала, способа навивки. Они представляют обобщенные решения для определения овальности при свободной навивке труб, навивке с гидронаполнителем и навивке с гидродавлением и натяжением. Разработаны алгоритм и рабочая программа решения для вычисления овальности трубы на ЭШ ЕС-1022 и . / ВМ РС.

Глава третья. "Механические свойства материалов и их конструкционная прочность при холодном пластическом деформировании". В связи с тем, что в данной работе рассматриваются вопросы повышения точности и несущей способности деталей машин и аппаратов на основе методов холодного пластического деформирования, то возникает необходимость рассмотрения и исследования поведения механических свойств металлов в зависимости от степени деформации и метода деформирования, влияния пластического упрочнения на конструкционную прочность деформированных металлов и на конструкционную прочность изделия. Холодная пластическая деформация приводит к значительному изменению механических и физических свойств материала (рис.8).

Вопросы пластического упрочнения металлов и конструкционной прочности рассматриваются в работах С.И.Губкина, В.Д.Кузнецова, Е.П.Унксова, Н.Н.Давиденкова, С.И.Ратнер, Е.А.Попова, • Н.Н.Мошнина, Б.Н.Арзамасова, Я.Б.Фридман, М.И.Лисова, Э.Зибе-ля, А.Падай, П.Брцджмена, Дж.Тейлора, В.А.Кроха и др.

В данном исследовании рассматривалось изменение механических характеристик сталей при пластическом изгибе, пластическом растяжении, пластическом сжатии и при наложении этих видов деформирования одного на другое. Исследование проведено в широком диапазоне степени деформации ( £0 до 20 %), на

Ркс.8. Зависимость механических характеристик стали Ст.З от

степени деформации при пластическом изгибе и растяжении.

углеродистых и нержавеющих сталях (ст.З, сталь 20, 16ГС, 09Г2С, 12Х18НЮТ, Г2Н8Н9Т).

Были проведены испытания упрочненных сталей (£0< 8 %) на усталость вращением круглых образцов в условиях чистого изгиба с построением кривых Велера. Для выявления работоспособности упрочненных деталей проводились испытания на малоцикловуто усталость фланцев аппаратов (до разрушения) в исходном состоянии (после сварки стыка), термообработаннкх и прошедших деформационное упрочнение пластическим растяжением ( £ор =1,2-2,5 %),

При холодном пластическом изгибе,■растяжении и сжатии и при сочетании этих видов деформирования происходит активное изменение механических свойств в зависимости от степени упрочнения, в том числе и предела прочности. Показатели прочности (6т,6б,Н8 ) увеличиваются, остаточное относительное удлинение ( & ) уменьшается. Остаточное относительное сужение ( У ) свою величину уменьшает в зависимости от степени деформации (£<>¿20 %) незначительно, а при небольших пластических деформациях (60«£ 8 %) оно оотается близким к исходному.

Данные по изменению механических характеристик пластичных сталей при одном из видов холодного пластического деформирования (пластический изгиб,-пластическое растяжение и сжатие) или при их сочетании в интервале степени деформации Со5? 8 $ могут быть использованы и для характеристики упрочнения другими перечисленными видами деформирования.

Ударная вязкость сталей (Кси.КСУ/) , прошедших холодное пластическое упрочнение, имеет тенденцию к снижению с увеличением степени деформации £0 • При степени деформации

8 % ударная вязкость свою исходную величину снижает незначительно (до 6 %), а у легированных нержавеющих сталей остается практически без изменения. Изменение ударной вязкооти (КСи,

KCV) при отрицательных температурах имеет тот же характер, что и при нормальной температуре

Усталостная прочность сталей после упрочнения холодной пластической деформацией повышается в зависимости от степени

деформации. Пластичные стали (ст.З, сталь 20) при степени деформации £0 < 8 % (предел исследования) повышают предел выносливости 6-1 на 10-15 %.

Несущая способность пластических сталей,упрочненных холодной пластической деформацией (при í«6 8 %) повышается на 15-20 %, что вцелом может приводить к повышению несущей способности конструкции и снижению ее металлоемкости.

Повышение показателей прочности ( 6т, 6б ) при холодном пластическом деформировании и увеличение предела выносливости ( 6~i ) при незначительном снижении ударной вязкости' для ряда сталей и ввдерживание этой характеристики практически на уровне исходного материала для легированных нержавеющих оталей позволяют ставить вопроо о повышении допускаемых напряжений для ряда материалов и конструкций, изготовление которых ведется с применением упрочняющих методов холодного пластического деформирования в области степеней деформации 6-8 %. Температура эксплуатации этих конструкций не должна превышать 200-250°С.

Глава четвертая. "Остаточные напряжения в кольцевых заготовках и деталях. Изменение характера и снижения уровня остаточных напряжений деформационными методами". Образование остаточных напряжений при изготовлении деталей и заготовок методами пластического формообразования и сварки носит довольно сложный характер. В основе же их возникновения обычно лежат объемные изменения в материале. Одним из наиболее типичных процессов является возникновение остаточных напряжений в ре-

зультате предварительной пластической деформации.

Значительное количество кольцевых заготовок и деталей в отрасли химического и нефтяного машиностроения изготовляется методами холодного пластического изгиба о последующей сваркой замыкающего стыка. Из теории и практики пластического изгиба известно, что в кольцевых деталях возникают остаточные напряжения, меняющиеся по высоте поперечного сечения как по величине, так и по знаку, если эти детали были изготовлены с применением холодной гибки. Сварка замыкающего стыка накладывает на уже имеющееся от изгиба поле остаточных напряжений новое поле остаточных сварных напряжений. Если заготовка или деталь была изготовлена горячей гибкой, то остаточные напряжения возникают и существуют в области сварного шва и в околошовной зоне.

Настоящая глава и посвящена проблеме остаточных напряжений в кольцевых базовых деталях машин и аппаратов и взаимодействию этих напряжений о напряжениями, возникающими в процессе эксплуатации оборудования.

Проблеме остаточных напряжений в деталях и узлах машин и агрегатов посвящены работы Малинина Н.Н., Лысова М.И., Виргера И.А., Даввденкова H.H., Кудрявцева И.В., Махониной Т.М., Винокурова В.А., Сагалевича В.М., Бакши O.A., Зайнуллина P.C., Макарова В.М., Байковой И.П. и других.

Опираясь на работы И.А.Биргера, Н.Н.Малинкна, И.П.Байковой, Т.М.Махониной было выдвинуто предположение о возможности деформационного преобразования и снятия остаточных напряжений в кольцевых заготовках и деталях. Это предположение в ходе выполношшх теоретических и экспериментальных исследований в полной мере подтверждено и доказано.

Деформационная обработка кольцевых деталей (типа заготовок фланцпв, колец жосткости, толстостенных обечаек) пластическим

растяжением или обжатием при степени деформации 6 о - = 1,2-2 % приводит к снижению уровня остаточных напряжений и изменению их характера (рис.9). Представляется возможность формировать остаточные напряжения,положительно влияющими на несущую опоообнооть и работоспособность деталей и узлов. Комплекс выполненных исследований позволил создать методы деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых заготовках и деталях. Операция по снятию остаточных напряжений пластическим растяжением и обжатием в кольцевых деталях может совмещаться о операцией калибровки этих деталей.

Для теоретического исследования характера и уровня остаточных напряжений в кольцевых деталях после деформационной обработки используем метод составления и совместного решения дифференциальных уравнений равновесия и условий пластичности.

(5г + <1Вг)(г*&) б^гск <¿^0 (26)

в - 6ьбг+6г = 6|

2 в

(27)

где - кольцевыо напряжения! 6? - радиальные напряжения; 61 - интенсивность напряжений.

Следуя А.Надаи, компоненты напряжений и О 2 могут быть выражены через интенсивность напряжений • Вс и тригонометрическую функцию некоторого угла ^ так, чтобы условие пластичности (27) товдествонно удовлетворялось:

>

(28)

®*«т (

(5и - остаточные кольцевые напряжении от изгисГа

бгост., бтвст - остаточные напряжения радиальные и кольцевые после пластической деформационной о&радотки

©

©

иЙМ

ри

©

© бист

В,

иОСЛ7

Рис91 Эпюры нагрузочных, разгрузочных и остаточных напряжений в толстостенном кольцевом элементе.

- 40 -

Условие совместности деформаций при степенной зависимости

ыевду 61 и £1 (СнвКЕ") может быть представлено: ^ ^ [ |

^¿пI¡ГлбТ£1г,(ч>-§) = 0 (30)

где О) - безрамерная величина. & ~ , где 2 - теку-

щий радиус, - внутренний радиус детали.

После комплекса выполненных решений получены зависимости, позволяющие определять остаточные напряжения (боол ) на всех этапах технологического процесса изготовления кольцевых деталей. Эпюры нагрузочных, разгрузочных и остаточных напряжений в толстостенном кольцевом элементе представлены на рис.9.

Экспериментальными исследованиями полностью подтвервдено выдвинутое положение о возможности снятия- (управления) остаточных напряжений в кольцевых деталях пластическим растяжением и пластическим обжатием.

Предложенная методика расчета остаточных напряжений после деформационной обработки обоснованна и дает расхождение о экспериментальными данными до 25 %.

Величина остаточной относительной деформации при применении деформационного метода снятия остаточных напряжений в кольцевых заготовках и деталях может быть рекомендована £0 = 1,2-2 %. Для малоуглеродистых сталей величину £0 следует назначать ближе к нижней границе, а для ауотенитных сталей - ближе к верхней границе интервала.

Остаточные напряжения в сварных швах кольцевого элемента после деформационной обработки имеют одинаковый характер с остаточными напряжениями в основном металле и примерно равную численную величину.

Управляемое поле остаточных напряжений при деформационной

обработке может на 10-12 % повышать несущую способность кольцевых, конструкций.

Глава пятая. "Металлосберегающие кольцевые конструкции л ресурсосберегающая технология их изготовления. Реализация результатов работы в производстве". На основе материалов и результатов исследований данной работы бшш разработаны и внедрены в производство реальные конструкции узлов, деталей и элементов машин и аппаратов. Изготовление этих прогрессивных металлосбере-гающих конструкций Еедется по технологии с применением калибрующих и упрочняющих операций на основе методов холодного пластического деформирования. В данной главе представлены внедренные в серийное производство конструкции роторов маятниковых центрифуг типа ФМБ и ФВД, фланцы аппаратов, облегченные змеевиковые конструкции из тонкостенных труб. Показано и представлено технологическое оборудование, созданное в процессе проведения исследований, представлен комплекс технологической оснастки. Объемы внедрения результатов работы, экономический эффект довольно полно отражены в начале автореферата.

ВЫВОДЫ И РЕКШЕНДАЩИ

1. Создана ресурсосберегающая технология изготовления базовых кольцевых деталей химических машин и аппаратов на основе методов пластического растяжения и обжатия со значительным снижением расхода металла и энергии при изготовлении. Установлены зоны стабильной калибровки в зависимости от степени деформации, даны рекомендации по выбору технологических параметров проведения калибровочных операций в зависимости от материала, размеров детали и особенностей её конструкции.

2. Установлена достижимая точность крупногабаритных кольце-

вых деталей при изготовлении их с применением калибровки пластической раздачей и обжатием. Овальность для жестких конструкций можно обеспечивать в пределах дВ = 0,3-1,2 мм (Dg =• 400-2000мм),

а колебание величины развертки не превышает 0,05 %. Лия элемен-

Dh

tob с нежестким контуром (типа обечаек, ^г = 1,01-1,03) овальность наблюдается несколько выше (AÖ = 1,0-2,0 мм), а колебание величины развертки также не превышает 0,05

3. Разработаны методы расчета для проектировочной оценки ожидаемой овальности кольцевых деталей после калибровки их пластическим растяжением и обжатием.

. 4. Выполнен анализ пластического упрочнения металла. Исследовано изменение механических характеристик сталей при плчстн-ческом растяжении, сжатии, пластическом изгибе и последовательном наложении этих ввдов деформирования. Высказано и обосновано предложение о возможности повышения допускаемых напряжений [б] для деталей, подвергавшихся в ходе изготовления пластическому упрочнению при условии их эксплуатации при температурах до 250°0 и отсутствии агрессивных сред, вызывающих коррозионное растрескивание.

5. Установлено, что усталостная прочность упрочненных углеродистых и нержавеющих сталей (при 8© 8 %) не понижается, а несколько увеличивается. Пластичные стали при степени деформации So ß % повышают предел выносливости б-i на 10-15 %.

Несущая способность материалов (пластичные стали) при выполнении операции калибровки кольцевых деталей пластическим растяжением или обжатием с оптимальной величиной остаточной относительной деформации (£0 =-- 1,2-2,5 %) повышается на 15-20 %, что можеа приводить к повышенно несущей способности конструкции и снижению ее металлоемкости.

6. Разработан способ холодного пластического обжатия цилиндрической части эллиптических днищ с целью повышения их точности по базовому диаметру. Разработаны рекомендации по его применению и выбору параметров проведения процесса обжатия.

7. Разработан способ навивки спиральных змеевиков из тонкостенных труб с применением внутреннего гидростатического давленая в трубе и продольного натяжения. Способ позволяет получать качественные змеевиковые конструкции из тонкостенных труб с радиусом кривизны 2,5 ¿н .

8. Предложены, разработаны и обоснованы методы деформационного снижения и управления остаточными напряжениями в колэцевых деталях машин и аппаратов. Выполнен анализ и дана оценка влияния остаточных напряжений на несущую способность кольцевых элементов. Обоснована возможность замены для некоторых кольцевн.. элементов термической обработки для снятия остаточных напряжений деформационной обработки при £0 = 1,2-2,5 %, что позврлявт создать более чистые в экологическом отношении технологичеокие процессы.

9. Созданы и внедрены в серийное, производство металлосбере-гающие конструкции кольцевых деталей и узлов на основе ресурсосберегающей технологии их изготовления с применением*калибровки пластическим растяжением и обжатием, навивкой тонкостенных труб с гидростатическим давлением и натяжением. Конструкции прошли длительные испытания эксплуатацией машин и агрегатов в производственных условиях, показали хорошую и надежную работоспособность. Получена значительная экономия металла и энергоресурсов.

10. Результаты исследований внедрены на ряде предприятий Минхиммаша, Минхимпрома, Мшшедбиопрома, а именно: курганском производственном объединении арматурного и химического машиностроения, Первомайском заводе химического машиностроения, Белгородском производственном объединении "Биовитамины", произволст-

венном объединении "Мостекстилъпрсм", Латвийском производственном объединении "Латвбиофарм" и других. Материалы разработок переданы для использования и внедрения 12 научно-производственным объединениям и предприятиям Минхиммаша, Минэнергомаша.

Экономически эффект от использования результатов исследований Составляет 1,08 млн.рублей.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Бубнов В.А. Расчет технологических оправок для навивки спиральных цилиндрических змеевиков // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1972.- ® 8 - с.12-13.

2. Бубнов В.А. Опыт навивки спиральных цилиндрических змеевиков // Химическое и нефтяное машиностроение.- IS73.-J& 4.-С. 40-11.

• 3. A.c. № 427759 СССР, МКИ В21Д 7/05. Способ гибки труб с внутренним гидростатическйм давлением / В.А.Бубнов, В.А;Овчинни-ков.- Опубл.- Бил.- 1974,- № 18.

4. Бубнов В.А., Катаев Ю.П., Найкрут Е.В. Изготовление гнутых элементов из труб гибкой о внутренним гидростатическим давлением и растяжением // Современные методы изготовлении фасонных деталей трубопроводов: Тез.докл. Всесоюзного научно-технического семинара. Пенза / ЦИНТИхимнефтемеш.- М., 1974.- С.9-12.

5. A.c. И 65Э236 СССР, МКИ B2I 11/06. Станок для навивки змеевиков/ А.И.Петровнин, В.А.Бубнов, П.Н.Коломиец, В.А.Шкер-дин, Р.Н.Фрйдман.- Опубл.- Бюл.- 1979,- № 16.

6. Бубнов В.А., Волкова Н.М., Солодовников A.C. Исследование условий штамповки двухслойной стали 16ГС - I2XI8H10T // Химическое и нефтяное машиностроение.-1980.- № 7,- С.29-32.

7. Бубнов В.А. "Комплексный подход к решению вопросов повышения эффективности производства и качества // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1980.- № 12.- С.4-6.

8. Бубнов В.А. Повышение точности заготовок и деталей, получаемых гибкой, повторным пластическим деформированием // Достижения и перспективы применения обработки металлов давлением

в машиностроении: Тез. докл.зональной (зона Урала) научно- практической конференции.- Курган, 1984.- С,63-65.

9. Бубнов В.А. Повышение точности обечаек и заготовок фланцев пластическим растяжением // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1985.- Я 10.- С.26-27.

10. Бубнов В.А., Вотанов В.А., Фалев В.А. Повышение точности эллиптических днищ пластическим обжатием // Роль молодых конструкторов и исследователей химического машиносгроения в реализации целевых комплексных программ, направленных на ускорение научно-технического прогресса в отрасли: Тез.докл. У Всесоюзной научно-технической конференции.- г.Северо-Донецк / ЦИНТИхимнефтемаш.- М., 1986,- С.72-73.

11. Бубнов В.А. Совершенствование конструкции и технологии изготовления роторов маятниковых центргфуг // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1986.- № 4,- С.28-29.

12. Бубнов В.А, Повышение точнооти колец при калибровке // Кузнечно-штамповочное производство,- 1387,- Ji 4.- С, 16-18.

13. Бубнов В.А; Изменение механических свойств сталей при пластическом изгибе и последующем пластическом растяжении // Ияв.вузов.- Машиностроение.- 1987,- № 12.- 0.3-6.

14. A.c. № 1308388.СССР, МКИ В04В 7/06. Опора центрифуги// В.А.Бубнов, В.М.Тимофеев, Ю.А.Мошков.- Опубл.- Епя,- 1987.-Л 17.

15. Бубнов В.А. Метаялосберегающая технология изготовления фланцев химического оборудования // Химическое я нефтяное мают-

ноотроение.- 1987,- № 5.- С.32-34.

16. Бубнов В.А. Повышение надежности и несущей способности конструкций машин и аппаратов методами пластического деформирования // Надежность оборудования, производств и автоматизированных систем в химических отраслях промышленности: Тез.докл. I Всесоюзной научно-техничеокой конференции.- Уфа.- 1987.- С.88-90.

17. Бубнов В.А., Вотинов В.А. Повышение несущей способности кольцевых здементов холодным пластическим деформированием // Сопротивление усталости и повышение несущей способности изделий методом поверхностной пластической деформации: Тез.докл.научно-технической конференции.- Пермь.- 1988.- С.44-45.

18. Бубнов В.А. Механические характеристики углероднотых

и нержавеющих сталей при холодном пластическом изгибе и растяжении // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1988,- №6,- С. 15-17.

19. Бубнов В.А., Вотинов В.А. Повышение точности эллиптических днищ плаотичеоким обжатием // Кузнечно-атамповочное производство.- 1988,- № 9.- С.21-22.

20. Бубнов В.А., Исаров Е.Г., Вотинов В.А. Металяосбере-гающиб конструкции роторов маятниковых текстильных центрифуг // Химическое и нефтяное машиностроение.- 1988.- № II.~ С.3-5.

21. Бубнов В.А., Макаров В.И. Остаточные напряжения в деталях кольцевой формы / Курганский машиностроительный инстшут.-Курган, 1988.- 8 е., Деп.в .ЦИНТИхзамнефтемаш 19.07 № 1854- ХН 88.

22. Бубнов В.А., Макаров В.И. Снижение остаточных напряжений деформационным методом / Курганский машиностроительный институт.- Курган, 1988.- 8 о,- Деп.в ЦИНТИхимнефтемаш 19.07.

# 1855 - ХН 88.

23. Бубнов В.А. Об ударной вязкоотк сталей при холодной пластической деформации // Изв.вузов. Машиностроение.- 1989.-

№ 3,- С.71-74.

24. Бубнов В.А. Методы деформационного управления остаточными напряжениями в кольцевых конструкциях // Повышение качества базовых деталей машин и аппаратов методами пластического деформирования: Тез.докл.научно-технического семинара. - Курган / ЦИНТИ-химнефтемаш.- М., 1989.- С.21-26.

25. Казаков С.И. и др. Исследование работоспособности сварных соединений фланцев хим.аппаратов, оваренных ЭШС / В.А.Бубнов, Д.А.Троценко, Л.Н.Лапшин, М.И.Мясоедов // Повышение качества базовых деталей машин и аппаратов методами пластического деформирования: Тез.докл. научно-технического оеминара. Курган / ЦИП-' ТНхимнефтемаш.- М., 1989.- С.44-45.

26. Бубнов В.А., Кутепов С.М. Ударная вязкость сталей при холодном пластичеоком деформировании // Химическое и нефтяное 'машиностроение.- 1989.- Л 4.- С.33-34.

27. Бубнов В.А. Повышение точности деталей и заготовок пластическим растяжением и обжатием // Изв.вузов. Черная металлургия,- 1989.- № 2.- С.41-44.

Подписано к печати «м. »V. ¿9, 'Л0//о/.

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная.

Печ. лиотовЛ, о . Тираж /я? экз. Заказ

Уфимский нефтяной институт Ротапринт Уфимского нефтяного института

Адрес института и полиграфпредприятия: 450062, Уфа, Космонавтов, I

Соискатель