автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Разработка, исследование и освоение новой технологии и оборудования производства труб на агрегатах с трехвалковым раскатным станом

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ р ^ ^ГОСУД^ТВЕШАЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УКРАИНЫ

На правах рукописи

ГШЬДОЕЙН Игорь Львович

РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И ОСВОЕНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИ! И ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ НА АГРЕГАТАХ С ТРЕХВАЛКОШМ РАСКАТНЫМ СТАНОМ

Специальность 05.03.05. - Процессы и машины

обработки давлением

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Днепропетровск - 1993 г.

Работа выполнена в Государственной металлургической Академии Украины.

Научный руководитель - Лауреат Государственной премии

Украины, доктор технических наук, профессор Данченко В.Н.

Офвщиальные оппоненты: доктор технических наун,

профессор Комаров А.Н.;

кандидат технических наук Касьян Б.Х.

Ведущее предприятие; Никопольский Шнотрубный завод.

30

Защита состоится "2.3 " НОЯБРЯ 1993 г. в л /2 часов на заседании специализированного совета Д 068.02.01 при Государственной металлургической академии Украины (320535, г.Днепропетровск, пр.Гагарина, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Автореферат разослан "ОКТЯБРЯ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, ! ч! /

профессор у'1??/1 Сафьян М.Ь

________ОБЩ&Я .ШШЕРИСТИКА. РАБСШ

Актуальность работы. В трубном производстве широко -распространены станы поперечно-винтовой прокатки. Высокая производи--тельность процессов, компактность и маневренность оборудования обеспечивают эффективное применение- их в составе трубопрокатных и сортопрокатных агрегатов.

Между тем, существующее производство труб на агрегатах. с трехвалковым раскатным станом в значительной мере исчерпало свои возможности к дальнейшему росту качества и сокращен?® металлоемкости выпускаемой продукции. Основное технологическое оборудование не обеспечивает расширение сортамента в сторону получения тонкостенных труб с более высоким уровнем качества.

Разработка новых технологий и оборудования с широкой универсальностью для получения бесшовных груб с высокими потребительским! свойствами является актуальной задачей.

Представленная работа является частью комплексных научно-исследовательских и проектно-конструктсрских работ, проводимых ДМетИ и АО "ЭЗТМ", в рамках целевых шучно-технических программ "Металл" и Качество".

Цель работы. Разработка и внедрение новых Процессов и оборудования для винтовой прокатки труб с повышенными характеристиками качества.

Научная новизна. Разработана математическая модель процесса поперечно-винтовой прокатки с регулируемой схемой приложения внешнего силового воздействия и различным зспомогательным инструментом. Научно обоснованы критерии применения вспомогательного инструмента (ролик, диск, линейка) для различных процессов винтовой прокатки. Разработан принцип построения калибра косовал-кового стана с нестационарной осью прокатки.

Предложен метод получения равных мгновенных скоростей вращения рабочих валков станов поперечно-винтовой прокатки и способ регулирования ими. Дано определение пространственной карданной передачи главного привода стана и разработана кинематическая модель главной линии коссвалкового стана с индивидуальным и групповым приводом.

Практическая ценность. Теоретические и экспериментальные исследования положены в основу создания новых типов косовалковых станов с нестационарной осью прокатки. Научные положения работы

доведены до уровня конкретного оборудования двухвалкового стана холодного калибрования подшипниковых труб и грехвалкового стана горячей раскатки труб. Разработан тилсразмерный ряд шпиндельных устройств повышенной грузоподъемности и новые перспективные конструкции шпинделей.

Реализация в промышленности. Результаты работы внедрены на трубопрокатном агрегате 200 НДГЗ им.К.Либкнехта и обеспечивают снижение расхода металла на II кг/тонну подшипниковых труб и увеличение скорости прокатки на 8 %; проектные разработки диссертации используются на АО "ЭЗТМ" при выпуске современного оборудования линий косовалковых станов.

Апробация работы. ■ Материалы диссертации доложены, обсутвдены и получили одобрение на:

- научно-техническом Совете ПО "ЭТМ", 1990 г.

- научно-техническом Совете АО "ЭЗТМ", 1993 г.

- научном семинаре кафедры МОМЗ ДМетИ, Днепропетровск, 1993 г.

- объединенном научном семинаре кафедры обработки металлов давлением ДМетИ и прокатных отделов института черной металлургии, г. Днепропетровск, 1993 г.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 7 опубликованных в печати работах й 6 авторских свидетельствах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных ветодоз, библиографического списка из 85 наименований, приложений и содержит 147 страниц машинописного текста, 58 рисунков, 30 таблиц.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛА

Сортамент труб ТИА-200 условно классифицирован на две группы: первая - подшипниковые горячекатаные, поступающие на обточку наружной поверхности; вторая - товарные трубы после горячей и холодной прокатки. Для первой группы труб основным направлением снижения металлоемкости является калибрование подшипниковых труб в холодном состоянии после правки с обжатием по диаметру,составляющем лТ) = 1,5 г 2,8 мм.

. Сущность другого направления заключается в том, что после раскатки в трехвалковом раскатном стане трубу дополнительно обжимают в косовалковом стане по наружному диамет'ру и толщине стенки. Рациональный режим обжатий, обеспечивающий максимальный прирост производительности при минимальном обжатии по стенке л Б. и

рациональном обжатии'по диаметру Ас0 , определяется по формуле:

Рис. I

Установлено, что для производства второй группы труб рациональным является введение в технологию операции горячего редуцирования-калибрования с обжатием по наружному диаметру 3,54-5,0 мм и по толщине стенки 0,5+1,5 мм. При этом увеличение объема производства трубопрокатного агрегата составляет 14-37 %.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА БИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СХЕМОЙ ПРИЛОЖЕНИЯ ШЕШНЕГО СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Процесс винтовой прокатки с регулируемой схемой приложения внешнего силового воздействия - это процесс формоизменения металла s калибре, образованном рабочими валками и холостым вспомогательным инструментом, при котором варьируется центральный угол ме:зду смежным инструментом. Угол Л - угол между смежными основными меридиональными плоскостями обрабатываемого тела (рис.1). Теоретический диапазон изменения угла Л до 180°.

Для удобства проектирования, изготовления и эксплуатации станов поперечно-винтовой прокатки с нестационарной осью прокатки вводится угол скатывания К , как угловая координата центральной точки валка в цилиндрической системе координат, ось которой совпадает с осью обрабатываемого тела.

Условия равновесия металла в калибре определяются активны!®

и. реактивными силами, действующими на поверхностях контакта металла с рабочим и вспомогательным инструментом /я,п?р1 т*с/Е, +/{ргтР20>%+/{ггтът^т<#с1Рл- (2)

где /> - поверхность контакта металла с первым ( ^ =1), вторым ( </ =2) рабочим валком и вспомогательным {}=/!) инструментом;

и $ - нормальные и касательные напряжения на поверхностях контакта; и /77^' - напрввлшдое косинусы нормальных ( I = Р ) и касательных ( ¿' = Т ) сил в направлении вращения ( £ ) и осевого перемещения (/?? ) металла; Л - радиус металла по поверх -ности контакта.

Решение уравнений (2) основано на определении параметров взаимодействия металла с-рабочим валком при заданном типе вспомога- ■ тельного инструмента.

С целью упрощения итерационного процесса, действие элементарных сил по ширине контактной поверхности заменено равнодействующими, а изменение силы трения принято по закону Амонтона С ^

) с!у ; (3)

А ^ = //д ^ (¿РА ♦ ^.

где - ширина поверхности контакта.

Силовое воздействие со стороны вспомогательного инструмента противонаправлено давлению валков-на заготовку. Поэтому усилие воздействия металла на вспомогательный инструмент можно представить:

РлдЬл^гру&уСпр+М-з'мх-соз-Цг.

где / - угол скатывания рабочих валков; Ы' - угол меридионального сечения по валку; Ир и /%■ - направляющие косинусы нормальной (Р) и касательной (Т) силы в направлении радиального перемещения металла.

В результате замены продольного распределения сил по длине очага деформации равнодействующими, с известной точкой приложения нормальных и касательных сил, получена инженерная формула для расчета предельных услсрий процесса:

где С =-м (м-2?р) + р(р-2тр)-(м тр-Р?р)г.

P=(mPA+ío mu ) (np +//?<{) Sin Y- Oos ;

Pfli . кл Мл ,

- "дГ / Ml* ' ~ нормальное давление металла на

валок; Р* и Мд - сопротивление перемещению металла со стороны вспомогательного инструмента в осевом и тангенциальном направлении, соответственно.

Различие в кинематике вспомогатэльного инструмонта предопределяет следующие формулы для расчета сопротивления вспомогательного инструмента: ».

- при прокатке на ролике (холостом валке) в общем случае (инструмент повернут на угол подачи и имеет коническую образующего)

- при ярокатке на линейке

Р=(тр/1 +{n7)-Si,,lCcs-f ; (6)

М = + Äi НпР + )■ W-Cos ¥ ;

- при прокатке на диске

Р = трл(пР + {ъУ$Ы-Со*1£', (7)

м* (ерА+МглИпр+frkysúY-

Анализ параметров контактного взаимодействия металла со вспомогательным инструментом показывает: для каждого типа вспомогательного инструмента существует предельный угол скатывания, до которого процесс прокатки протекает стабильно. Предельный угол скатывания определяется сопротивлением вспомогательного инструмента в направлении движения металла, С увеличением угла скатывания валков скорость процесса снижается.

Изменение внешнего силового воздействия ограничено с одной стороны тем, что при достижения предельного угла скатывания валков, тянущих сил на поверхности рабочих валков недостаточно для преодоления сопротивления вспомогательного инструмента (равнодействующая сил контактного взаимодействия выходит за пределы конуса трения), с другой стороны - стационарностью положения заготовки в очаге деформации. Никний предел угла скатывания определяется обжатием заготовки и ее упругими свойствами (величиной овализации

в очаге деформации). Максимальная скорость прокатки достигается на углах скатывания близких к нижнему пределу,

ИССЛЕДОВАНИЯ ШШНИР0ВАНН0Г0 ПРОЦЕССА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

" Для проведения 'комплексных исследований нового процесса ре-душрования-калибрования труб создан экспериментальный стан с регулируемой схемой приложения внешнего силового воздействия и различным вспомогательным инструментом.

В исследованиях варьируемым параметром являлись размеры прокатываемых труб, углы подачи и скатывания валков, а критерием оптимизации - осевая скорость процесса и точность готового продукта.

Установлено, что приемлемый угол скатывания валков составляет: при прокатке на линейке % - 1-12°; на ролике X = 1-30°; на диске У = 6-12°. В рациональной области углов скатывания доминирующее влияние на кинематику процесса оказывает угол подачи валков, с увеличением угла скатывания скорость процесса снижается.

Анализ геометрии рабочей поверхности вспомогательного инструмента показал, что для выбранных критериев рациональной является образующая линейки и ролика, параллельная оси прокатки длиной, равной длине рабочей поверхности валков.

Исследованием точности показателей процесса прокатки на ролике, диске, линейке установлено, что точность наружного диаметра и стенки труб прокатанных на'-линейке и ролике увеличивается. При прокатке на углах поцачи сС > 10° и угле скатывания, близком к критическому, точностные показатели ухудшаются, профиль теряет радиальную устойчивость. При прокатке на диске, с увеличением углов подачи и скатывания валков, точность наружного диаметра не изменяется, а разностенность увеличивается.

При безоправочном редуцировании разностенность труб увеличивается, чем вше исходная овальность и гранность, тем больше уровень наведенной разносгенности. При обжатии по наружному диаметру более 2+3 % целесообразно применение удерживаемой профильной оправки. Установлено, что для выбранных критериев оптимизации рациональными являются:

- редукционно-калибровочный стчн, калибр которого образован двумя приводными валками с углом скатывания У = 5-10°, углом подачи сС = 5-7° и холостым роликом с образующей параллельной оси прокатки;

- стан холодного калибрования труб с калибром, образованным двумя приводными валками с ^ = 2-3°, оС = 5-7° и линейкой сД,=Сг'.

Установлено, что двухвалковый стан обладает более высокими деформационными параметрами, чем трехвалковый и обеспечивает более эффективное снижение овальности и гранности труб (до 0,2 мм).

Экспериментально установлено, что процесс холодного винтового калибрования, при котором каждый единичный объем металла получает 30-90 циклов знакопеременной деформации, обеспечивает снижение овэ-лизадай при порезке труб на кольца до 0,065 мм.

Теоретические, экспериментальные и промышленные исследования подтвердили необходимость введения в технологию производства подшипниковых труб нового процесса холодного винтового калибрования после опера! ш термообработки и правкк.

"РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СТАНА ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ СО СТАЦИОНАРНОЙ входной и выходаой СТОРОНОЙ

Основной принцип построения стана заключается в том, что базовым стационарным параметром принимается не ось прокатки, а ехсд-ная и выходная стороны гтана. Построение математической модели стана базируется на определении траектории перемещения рабочих залков, параллельно линии * проходящей через китшш образующую проката к образующую, лежалую в основной меридиональной плоскости обрабатываемого тела и отстояейто от нее на величину

9е - угол расточки станины; Йв - радиус рабочего валка в плоскости осей поворота валков на угол подачи (рис. 2).

Решение поставленной задачи сводится к следующему:

- для заданной конструкции входного-выходного желоба определяется траектория перемещения точек поверхности заготовки;

- на поверхности заготовки, для выбранного типа стана, назначается точка касания валков в определенном диаметральном сечении по длине очага деформации;

- на оснований совместного решения уравнений поверхности заготовки и валка определяется траектория перемещения центра валка для принятого сортамента готовой продукции.

На основании математической модели разработаны рабочие проекты станов: двухвалкового с нижней вспомогательной линеАкой для холодного калибрования подшипниковых труб ( V - образный стан,

В результате анализа математической модели установлено: искажение профиля валка в диаметральной плоскости металла не превышает 0,1 мм (0,04 % Rs ); с учетом овализации заготовки при холодной прокатке ( 2 мм) указанным искажением можно пренебречь; оптимальным является угол расточки станины Вс = 42°5l' , при этом занижение саморегулируется от 15 мм ( с/з = 200V».;) до 10 мм ( с/з = 70 мм); допускаемое изменение диаметре валков без коррекции положения линейки 10 мм; процесс прокатки может быть реализован в валках диаметром от 515 до 550 мм путем дискретной коррекции (через 5 мм) положения линейки от 0 до 15 мм; при этом перемещение нажимного винта при перемене сорта определяется по Формуле:

А = 0,7336-(200-ciz)-r 0,O5-Sa-(Sa+4)-,

где ¿/â - диаметр заготовки; Sa - перемещение линейки (толщина подкладки под линейку).

Максимальное -отклонение оси прокатки от оси входной-выходной стороны з горизонтальной плоскости составляет 0°21 . С учетом точности установки входной, выходной стороны стана, расчетной величиной искривления оси заготовки можно пренебречь.

Разработанная модель V - образного стана одобрена техническим советом завода им.К.Либкнехта, по ней разработан ПО "ЭГМ" рабочий проект оборудования стана холодного калибрования труб.

.РЕКОНСТРУКЦИЯ ЛИНШ ТРЕХБАЙТОВОГО РАСШНОГО СТЛНА

Анализ формоизменения гильзы при .раскатке вскрыл причины порождающие граненносгь: повышенный периметр трубы в калибрующей зоне очага деформации и неравномерность вращения валков в течении одного оборота.

Для ликвидации искажений прокатной щели между валком и оправкой разработаны основныз принципы модернизации клети трехвалкового раскатного стана: система высокоточной настройки валков, включающая три самостоятельуые подсистемы - настройка радиального положения валков, настройка валков на угол раскатки и настройка валков в осевом направлении. Создана новая клеть, которая снабжена устройствами для разведения двух нижних валков в процессе прокатки на регулируемую величину 0,2-2,0 мм и устройствами для тонкой регулировки угла раскатки в пределах + 1° и осевой регулировки валков для совмещения гребней в одну плоскость.

Технологические возможности новой клети позволили реализовать новый способ раскатки труб, обеспечивающий прокатку труб с15 и стабильную точность диаметра на трубах с различным отношением Ф/5 . Сущность способа заключается в том, что з процессе деформации переднего конца гильзы угол подачи валков увеличивают на 0°20 - 1°00' ; основную часть гильзы деформируют при постоянном угло подачи валков и дополнительно увеличивают угол подачи на 2-6° в процессе разведения валков на заднем конце гильзы. Стабилизация диаметра по длине трубы создает предпосылки для исключения из технологии операции горячего калибровзния, увеличивается на 10-12 ъ осевая скорость прокатки труб, сокращаются потери металла по причине концевой обрези на 12 кг/т готовой продукции.

На новой клети реализован способ настройки трехвалкового стана, обеспечивающий повышение срока эксплуатации валков. Сущность способа заключается в том, что установку валков на положительный или отрицательный угол раскатки периодически корректируют, причем положительный угол раскатки дополнительно увеличивают, а отрицательный - дополнительно уменьшают на 0°4 4 0°30 . Разработанный способ компенсирует изменение конусности валков, сохраняя первоначальный профиль калибровки и стабилизируя условия захвата, деформационную способность Балков и качество поверхности труб. Время работы одного комплекта увеличивается в 2-2,5 раза.

Повышение технологических возможностей клети обеспечивает

снижение волнистости труб до уровня 0,2-0,3 мм и поперечной раз-носгенности до уровня 0,4-0,7 мм.

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ГЛАВНЫХ ЛИНИЙ СТАНОВ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

Для обеспечения равенства мгновенных скоростей вращения рабочих валков разработана пространственная карданная передача, являющаяся кинематической мод?лью силовой цепи главной линии стана. Она содержит не менее двух карданных шарнирных валов, ведущие и ведомые концы которых симметрично расположены в пространстве вокруг общей оси, и жестко связывающий ведущие концы валов синхронизирующий элемент, при этом ведомые концы валов установлены с возможностью пространственного симметричного перемещения относительно оси, а карданные шарниры ведущих концов валов между собой к карданные шарниры ведомых концов между собой одинаково со-ориентированы в пространстве относительно общем оси.

Так как функция

Cos&Cosh [<f+U*(6y-SP)Cos%]L^t9z(Qv-SPl_ № {{СоsШ+ЦЧвь, :ЬР)Соs%}

* * Cos% [4 * Цг(В^-ЪрЩЩ } '

передаточного отношения между угловыми скоростями ведущего й^и ведомого "И^конца одинарной пространственной карданной передачи периодическая (период равен 5Г ), а симметричное расположение в пространстве относительно общей оси ведущих концов между собой и ведомых концов между собой определяет равенство абсолютных углов в шарнирах t1(= ^ - и У^ = Ко2 =lzi > а также равенство углов между плоскостями шарниров Ър{ = 5рг= bpi ; синхронизирующий элемент обеспечивает равенство мгновенных скоростей^ = Щг = Wl ведущих концов валов, а одинаковая ориентация одноименных шарниров относительно общей оси определяет равенство углов взаимного расположения вилок промежуточного вала 8ця = Qyf2 = вы1 , при этом, т.к. период ориентации карданного шарнира в пространстве в ||ункции от угла поворота ведущего конца равен 5Г , то одинаковая ориентация их в пространстве относительно общей оси обеспечивает совпадение периодов скоростей по фазе. Т.е. в разработанной карданной передаче значения мгновенных скоростей ведомых концов валов равны между собой it/j^ = Wzz - t^ki , что исключает непрерывное изменение векторов точек сечения заготовки и, в частности, из-

менение вектора скорости центра изделия, ликвидируя тем самым одну из причин гранеобразования и увеличения разностенности гильзы.

С целью реализации разработанной модели во всех типах главных линяй косовалковых станов, их силовые цепи классифицированы: по видам синхронизаторов скорости ведущих концов - с механическим синхронизатором Г (шестеренной клетью - групповой привод), с электрическим синхронизатором 2 (индивидуальный привод); по расположению универсальных шпинделей в пространстве - с симметричным 3 и несимметричным 4 расположением относительно оси прокатки.

Для каждого вира силовой цепи разработаны свои технические требования на изготовление синхронизатора скорости. Для вида 1-3 реализация разработанной модели может быть осуществлена несколькими путями: ;..) выбором соотношения чисел зубьев колес выводных валов и общего колеса шестеренной клети (число зубьев общего колеса должно быть кратно числу выводных валов); б) в шестеренных клетях с косозубыми-передачами коррекцией углового смещения уЦ периодов функций ^¿осевым смещением выводного вала с насаженной на него шестерней на величину 0 lfl-Z • Л .

= 2-ttf

где Z - число зубьев шестерни; W - модуль зацепления; j? -угол наклона образующей зуба;

в) установкой в силовой цепи механизмов доворота одного шпинделя относительно другого. Механизм устанавливается между ведущим концом шпинделя и выводным валом шестеренной клети и может быть выполнен в виде самотормозящей червячной пары. Механизмов устанавливается /7 - I, где h - число шпинделей.

Для вида силовой цепи 2-3 синхронизатор скорости выполнен в виде электрической замкнутой системы слежения за углом поворота валов двигателей, которая устраняет угол рассогласования iU между валами двигателей.

Для видов силовых цепей 1-4 и 2-4 (станы с "плавающей" осью прокатки, с "занижением" оси прокатки относительно технологической оси стана и др.) в кинематическую модель вводится регулируемый параметр /?/ , а в силовую цепь механические для цепи 1-4 либо электрические для цепи 2-4 регуляторы угла Л i (количество регуляторов 11-1), обеспечивающих

) « ьггг ¿otg + Л,) = ui¡Щ. - Л;) ■

либо добиваясь известными в технике способами равенства углов

~ ¥<г~ ' ~ , Бр- = по-

ложении шпинделей, находящихся в середине диапазонов регулирования параметров рабочих валков, обеспечивающих с очень малыми погрешностями во всем диапазоне регулирования раствора калибра, углов подачи, раскатки и скатывания валков равенства

ЩЛ*^)*- Ыгг +Я,) ~ Щ1 +?0-

Разработанный метод обеспечивает равенство мгновенных скоростей вращения рабочих валков в очаге деформации и открывает новые возможности по созданию перспективных косовалковых станов - станов с жестким регулированием'мгновенных скоростей вращения рабочих валков в очаге деформации, и используется на АО "ЭЗТМ" при создании главных линий современных станов.

СОЗДАНИЕ НОВОГО ТИПОРАЗЖРНОГО РВДА ШПИНДЕЛЕЙ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРШЩЙ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ШАРНИРОВ

Интенсификация процессов поперечно-винтовой прокатки требует создания нового типоразмерного ряда шпинделей и перспективных конструкций их универсальных шарниров, имеющих в 1,5-1,8 раза большую нагрузочную способность с повышенным сроком службы и позволяющих улучшить динамические характеристики приводов.

Основная отличительная особенность шарниров нового типоразмерного ряда состоит в том, что близлежащие к кинематическому центру шарнира кольца упорных подшипникое смонтированы в проуиинах полумуфт , а удаленные от него - на крестовине.

В настоящее время новый тилоразмерный ряд освоен в производстве АО "ЭЗТМ" и включает 6 типоразмеров, охватывающих диапазон передаваемых крутящих моментов от 40 до 400 кН-м.

Создание современных подшипников качения, нагрузочная способность которых в существующих габаритах почти в два раза выше прежней, потребовало приведения в соответствие с ними основных силовых элементов шарнира. Основная отличительная особенность разработанных конструкций в том, что подшипниковые узлы шарнира расположены в центральном кубическом блоке, выполняющем роль крестовины, при этом, они объединены единой картерной полостью, а несущие элементы (шипы) бывшей крестовины неподвижна смонтированы в проушинах полумуфт.

Перспективные модели универсальных шарниров наряду с компактностью, высокой грузоподъемностью, обеспечивают хорошие условия

смазки подшипников, отличаются легкостью сборки - разборки, возможностью обслуживания непосредственно в линии стана.

основные вывода.

1. В работе выполнен анализ по определению рациональных режимов формоизменения металла в технологической системе станов винто-зой прокатки на основе дифференцированного подхода к сортаменту агрегата.

2. Решена задача по разработке и освоению нового процесса бинтового редушравания-калибрования труб с регулируемой схемой приложения внешнего силового воздействия и различным вспомогатель-!!ш инструментом.

3. Приемлемый диапазон углов скатывания рабочих валков составляет: для линейки У = 1*12°; для ролика X = 1+30°; для диска % = 64-12°. С ростом Ф/в верхний предел углов скатывания снижается; доминирующее влияние на кинематику процесса оказывает угол подачи.

При прокатке в области максимальных углов скатывания деформационные параметры процесса снижаются для всех типов вспомогательного инструмента.

4. Новой схемой винтового редукционно-калибровочного стана является калибр, образованный двумя приводными валками с углом скатывания К = 5-10° и холостым роликом с углом конусности образующей = 0°; для стана холодного винтового калибрования подшипниковых труб - калибр, образованный двумя приводными валками с углом скатывания У ' 2-3° и линейкой с образующей, параллельной оси прокатки=0°.

5. Разработана геометрическая модель винтового стана "V -образного типа, у которой базовым сташонарным параметром принимается нижняя образующая обрабатываемого тела, при этом входная, выходная стороны стана и вспомогательный инструмент (нижний валок в трехвалковом стане) стационарны в пространстве.

6. На основе анализа операции раскатки гильзы определен ряд постоянно действующих факторов,- порождающих граненность и наведенную разностенность. В конструкцию созданной новой клети заложены системы высокоточной настройки валков на угол раскатки,-в осевом

и радиальном направлении,- •-■-•■Технологические возможности новой "раскатной нлэти позволяют реализовать способ раскатки, обеспечивающий прокатку труб с

D/5 ^ 15 и стабильной точностью наружного диаметра по длине.

7. Создана кинематическая модель силовой цепи тлавной линии косовалкового стана, на основе которой разработан метод обеспечения равенства мгновенных скоростей "вращения рабочих валков в очаге деформации, а также способ регулирования мгновенных скоростей вращения.

8. Разработаны технические требования на главные линии косовал-ковых станов всех типов с групповыми и индивидуальными приводами, создан новый типоразмерный ряд универсальных шпинделей с нагрузочной способностью в 1,5-1,8 раза вше прежней. Разработан ряд перспективных моделей универсальных шарниров шпинделей принципиально новой компановки.

9. В работе введены определения: углов скатывания рабочих валков; уточненное определение углов подачи и раскатки, охватывающее станы со стационарной и "плавающей" осью прокатки; дано определение пространственной карданной передачи главного привода стана; классификация силовых цепей главных линий косовалковых станов.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах:

1. Данченко В.Н., Есаулов Г.А.,, Гольдштейн И.Л. и др. Направления повышения Э'Мективности производства труб на агрегате с трех-валковым раскагным станом /./ Деп. в ин-те Черметинформация, 18.06.93, ,г» 5958.

2. Данченко В.Н., Есаулов Г.А., Гольдштейн И.Л. и др. Разработка и исследование математической модели процесса винтовой прокатки с регулируемой схемой приложения внешнего силового воздействия // Деп. в ин-те Черметинформация 18.06.93, '"= 5955.

3. Данченко З.Н., Есаулов Г.А., Гольдштейн И.Л. и др. Особенности геометрии станов винтовой прокатки // Деп. в ин-те Черметинформация 16.06.93, № 5955.

4. Данченкс В.Н., Есаулов Г.А., Гольдштейн И.Л. и др. Математическая модель стана винтовой прокатки со стационарной входной, выходной стороной для холодного калторования подшипниковых труб // Деп. в ин-те Черметинформация 18.06.93, f- 5959.

5. Гольдштейн И.Л., Кущинский Г.Н. * Кондратьев D.A. и др. Анализ формоизменения гильзы при раскатке ее в трубу // Деп. в ин-те Черметинформация 18.06.93, № 5954.

5. Путинский Г.К., Гольдштейн И.Л., Кондратьев D.A. и др.

Исследование влияния приводных элементов и механизмов настройки косовалкового стана на точность труб // Дел. в ин-те Черметинформация 18.05.93, № 5957. ' •

7. Данченко В.Н., Есаулов Г.А., Гольдштейн И.Л. и др. Исследование и разработка новых главных линий станов винтовой прокатки // Деп. в ин-те Черметин формация 18.06.93, № 5953.

8. A.c. 1678477 СССР. Индивидуальный привод рабочих валкоЕ стана поперечно-винтовой прокатки / И.Л.Гольдштейн, П.М.Финагин, Д.Б.Терентьев и др. - Опубл. Б.И., 1991, № 35.

9.,A.c. 1565555 СССР. Универсальный шарнир / И.Л.Гольдштейн, П.М.Финагин, Д.Б.Терентьев. - Опубл. Б.И., 1990, № 19.

10. A.c. 1507480 СССР. Универсальный шарнир / И.Л.Гольдштейн, П.М.Финагин, Д.Б.Терентьев. - Опубл. Б.И., 1989, » 34.

11. A.c. 1553228 СССР. Шпиндельное устройство и способ рассоединения-соединения шпинделя с валком прокатного стана/ И.Л.Гольдштейн, П.М.Финагин, И.Н.Потапов и др. г Опубл. Б.И., 1990, ¥ 12.

12. A.c. I53894I СССР. Универсальный шарнир / И.Л.Гольдштейн, П.М.Финагин, Д.Б.Терентьев. - Опубл. Б.И., 1990, »4.

13. A.c. I629I23 СССР. Универсальный шарнир / И.31.Гольдштейн, П.М.Финагин, Д.Б.Терентьев. - Опубл. Б.И., 1991., V 7.

Подписано к печати 18.10.1993.

Формат 60x84/16. Бумага тадагр. № 2. Печать офсетная. Фяз.п.л. 1,0. УЧ.-ИЗД.Л. 0,94. Усл.п.л. 0.83. Тираж 100 экз. Заказ 537. Бесплатно.

Государственная металлургическая академия Украины, 320635, Днепропетровск, пр. Гагарина, 4

03 ДМетИ, 320005, Лоцманское шоссе, 3-6.