автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.04, диссертация на тему:Комплекс работ по проектированию и созданию агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки

ОД

О ¿) ФГ :

На правах рукописи

Потапенков Александр Петрович

КОМПЛЕКС РАБОТ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СОЗДАНИЮ АГРЕГАТОВ РЕЗКИ ЛИСТОВ КАТОДНОГО НИКЕЛЯ НА МАЛОМЕРНЫЕ ЗАГОТОВКИ

Специальность 05.04.04 - Машины и агрегаты металлургического

производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 1998

Работа выполнена в Норильском индустриальном институте

Официальные оппоненты: член-корреспондент РАН,

доктор технических наук, профессор ЕФИМЕНКО С. П. доктор технических наук, профессор СИНИЦКИЙ В. М. доктор технических наук, профессор СМИРНОВ О.М.

Государственный научный центр "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт имени академика А. И. ЦЕЛИКОВА"

заседании диссертационного совета Д 063.07.01 в Московском государственном вечернем металлургическом институте по адресу: 111250, г. Москва, Е-250, Лефортовский вал, 26. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Ведущее предприятие:

Защита состоится

■26

1998 г. в 15.00 часов на

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н„ доцент

БОРИСОВ А.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производство цветных металлов связано с большими трудовыми, энергетическими и материальными затратами, поэтому, в условиях рыночных отношений, очень важным является повышение качественных характеристик поставляемой продукции, удовлетворяющих возрастающие требования потребителей. Значительное место в продукции из цветных металлов занимают изделия из листа, в частности, маломерные прямоугольные заготовки из никеля, тантала, ниобия, кадмия, ванадия и др: Высокая вязкость материалов приводят к значительным трудностям при их резке, что требует применения специального оборудования и технологических приемов. Учитывая, что в общем объеме металлов наибольший удельный вес занимает никель, то в работе, в основном, рассматриваются вопросы, связанные с повышением эффективности изготовления маломерных заготовок из листов катодного никеля.

Высококачественный никель обычно получается электролизом чернового никеля в виде листов размером 985х885х(4...12) мм и после дополнительной обработки, повышающей' его служебные характеристики, используется при производстве коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов, для нанесения гальванических покрытий и других целей. Одним из основных процессов в технологии обработки листов катодного никеля является резка с целью получения маломерных заготовок размером от 25x25 мм до 100x100 мм.

В основе известных линий резки листов на маломерные заготовки лежит принцип двухоперационной резки, согласно которому лист сначала разрезается на узкие полосы (первая операция - продольная резка), а затем полосы разделяют на прямоугольные или квадратные заготовки (вторая операция - поперечная резха). Такие линии имеют большой набор основного и вспомогательного оборудования, занимают значительные производственные площади, имеют низкую производительность, трудно поддаются автоматизации. Удельная производительность линий не превышает 60 т/год на тонну установленного оборудования, а стоимость затрат на резку составляет не менее 3% стоимости получаемых заготовок.

Более перспективным для производства маломерных заготовок является

применение принципа однооперационной резки, при котором операции продольной и поперечной резки осуществляются в одном блоке. Это позволяет создать более компактные, экономичные и надежные агрегаты резки листов катодного никеля. Широкое внедрение однооперационной резки сдерживается отсутствием научно-обоснованных конструктивных решений и методик расчета основных параметров нового оборудования. Работа направлена на разработку основ проектирования и создание новых конструкций агрегатов резки листов катодного никеля.

Представленный комплекс работ выполнялся в период 1981-1997 гг. в соответствии с координационными планами Минцветмета СССР, межвузовской научно-технической программой "Металл", планами новой техники ведущих металлургических заводов и комбинатов ("Днепроспецсталь", Норильский горнометаллургический комбинат, "Североникель"), планами госбюджетных научно-исследовательских работ Запорожского (ЗапИИ) и Норильского (НорИИ) индустриальных институтов.

Цель работы. Теоретическое обобщение и развитие основных методов проектирования и создания агрегатов для однооперационной резки листов на маломерные заготовки; разработка новых конструкций однооперационных блоков резки повышенной надежности и удельной производительности с электромеханическим и гидравлическим приводом; развитие теории резания листов наклонными ножами и расчета силовых параметров процесса резки; разработка новых методов расчета и конструкций основных элементов привода блока резки и устройств для подачи листов в зону резания.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи.

1. На основе анализа научно-технической и патентной литературы определены перспективные направления развития методов расчета и конструирования оборудования для резки листов катодного никеля на маломерные заготовки.

2. Разработаны новые методы проектирования и создания агрегатов однооперационной резки листов с высокой удельной производительностью и повышенной надежностью.

3. Развита теория резания листов наклонными ножами, обеспечивающая повышенную точность расчета силовых параметров процесса резки.

4. Разработаны и исследованы новые конструкции блоков однооперационной резки с электромеханическим и гидравлическим приводом.

5. Разработаны методики расчета и конструирования основных элементов привода блоков резки.

6. Проведены лабораторные и промышленные испытания новых конструкций агрегатов однооперационной резки.

Научная новизна. На основании совокупности полученных в работе теоретических и экспериментальных результатов, разработанных методик расчета и новых конструкций агрегатов резки металлических листов, развития и теоретического обобщения методов проектирования и создания агрегатов повышенной надежности и высокой удельной производительности для однооперационной резки листовой металлопродукции, решена крупная научно-техническая проблема в области машин и агрегатов металлургического производства, имеющая важное народнохозяйственное значение - повышение технико-экономической эффективности оборудования для производства маломерных заготовок из листов катодного никеля.

На защиту выносятся следующие основные положения:

• анализ, систематизация и классификация оборудования для резки металлических листов и, на этой основе, научное обоснование принципа однооперационной резки для разработки агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки;

• новые конструкции однооперационных блоков резки и результаты их исследований в лабораторных и промышленных условиях;

• новые теоретические положения процесса резки металлических листов наклонными ножами, обеспечивающие более высокую точность расчета силовых параметров процесса резки, и результаты экспериментальных исследований процесса резки;

• методика расчета силовых параметров одно- и двухбарабанного режущих блоков, разработанная на основе уточненной теории процесса резки;

• новые методы расчета и проектирования основных параметров и элементов блоков резки и устройств подачи листов в зону резания;

• методика расчета и проектирования электромеханического привода однобарабанного блока резки и усовершенствованные методы расчета и конструкции шпиндельных устройств с шарнирами скольжения и качения;

• методика расчета и новая конструкция многоцилиндрового бесстанинного силового блока с маслонасосным редукгорно-мультипликаторным приводом;

• новые конструкции и результаты испытаний промышленных агрегатов с однобарабанным блоком резки и электромеханическим приводом, предназначенные для резки листов катодного никеля толщиной до 10 мм на * заготовки размером £0x50 и 95x95 мм;

• новые конструкции и результаты испытаний промышленных агрегатов с блоком резки штампового типа и гидравлическим приводом, предназначенные для резки листов катодного никеля толщиной до 12 мм на заготовки размером 32x32 мм.

Методы исследования. Теоретические исследования проведены с использованием методов теории упругости, механики сплошной среды, теорий износа и разрушения, резания и надежности, а также с применением современного математического аппарата и вычислительной техники.

Экспериментальные исследования выполнены на разработанных автором лабораторных и опытно-промышленных агрегатах резки с использованием апробированных и достоверных методов измерения силовых и кинематических параметров работы механического оборудования и математических методов обработки опытных данных.

Практическое значение работы. Практическая ценность полученных результатов исследований определяется комплексным решением вопросов, связанных с проектированием и созданием принципиально новых конструкций агрегатов однооперационной резки листов катодного никеля на маломерные заготовки, и сводится к следующему:

® разработка новых конструкций однооперационных боков резки, многоцилиндрового бесстанинного силового блока, насосного редукторно-мультипликаторного привода, универсальных шпинделей с шарнирами скольжения и качения, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения . и патентами;

• разработка аналитических методов расчета силовых, кинематических и конструктивных параметров агрегатов и однооперационных блоков резки, основных элементов электромеханического и гидравлического приводов и устройств подачи листов в зону резания;

• создание и результаты испытаний лабораторных и опытно-

промышленных однооперационных агрегатов резки, имеющих более высокие технико-экономические показатели по сравнению с известными агрегатами двухоперационной резхи.

Реализация работы. Основные результаты работы прошли опытно-промышленное опробывание на предприятиях цветной металлургии:

• для Норильского горно-металлургического комбината (НГМК) разработан рабочий проект агрегата с однобарабанным блоком резки с электромеханическим приводом, по которому изготовлен агрегат резки листов катодного никеля на заготовки размером 50x60 мм; испытания показали, что по производительности агрегат в 3 раза превышает установку двухоперационной резки;

• для комбината "Североникель" разработан рабочий проект агрегата с однобарабанным блоком резки с электромеханическим приводом и изготовлен агрегат резки листов катодного никеля на заготовки размером 95x95 мм; испытания показали, что по производительности агрегат в 3,6 раза превышает установку двухоперационной резки;

• для комбината "Североникель" разработан рабочий проект агрегата с блоком резки штампового типа с насосным редукгорно-мультипликаторным приводом для резки листов катодного никеля на заготовки размером 32x32 мм.

Результаты диссертации используются в учебном процессе ряда вузов РФ (НорИИ, МИСИС, МГТУ им. Н.Баумана, МГВМИ и др.), ведущих подготовку студентов по специальности 1703 "Металлургические машины и оборудование", при изучении оборудования цехов обработки металлов давлением.

Апробация работы. Основные положения и отдельные разделы работы докладывались и обсуждались на республиканской научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности металлургического оборудования" (Днепропетровск, 1985 г.), на региональной научно-технической конференции "Крайний север - 96. Технологии, методы, средства" (Норильск, 1996 г.), на всероссийской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии обработки металлов давлением в машиностроении" (Иркутск, 1996 г.), на ежегодных научно-технических конференциях НорИИ <1991-97г,г), на научно-технических советах и совещаниях металлургических предприятий ("Днепроспецсталь", 1982-1966 гг. ; НГМК, 1992-1996 гг.; "Североникель", 19931996 гг.)> на научных семинарах кафедры машин и агрегатов металлургических предприятий МИСиС и кафедры обработки металлов давлением и

металлургического оборудования МГВМИ (1997г.)

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 39 работах, в том числе 19 статьях, 2 учебных пособиях для вузов, 15 авторских свидетельствах на изобретения и 3 патентах.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных итогов и выводов, библиографического списка и приложения. Изложена на 309 страницах машинописного текста, включающего 106 рис., 11 табл., библиографический список из 92 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

В этом разделе рассматриваются и анализируются известные технологии и конструкции оборудования, применяемого для резки листов катодного никеля на предприятиях цветной металлургии, а также технологии и оборудование, применяемое для резки металлических листов на прямоугольные заготовки в машиностроении.

Основным поставщиком никеля в виде маломерных заготовок в РФ является комбинат "Североникель", на котором используются поточные линии резки на основе отечественных гильотинных ножниц (модель НБ-483), установленных на различных высотных отметках, и поточные автоматические линии, примером которых может служить линия фирмы "Лютер-Верке" (ФРГ). На этом же комбинате прошла производственные испытания и поточная автоматическая линия конструкции Старокрамоторского машиностроительного завода (линия СКМЗ), выполненная на основе дисковых ножниц. На всех указанных поточных линиях технология получения маломерных заготовок включает две основные операции резки, а именно раскрой листа на полосы и последующая резка полос на заготовки.

Из перечисленных линий резки, по уровню автоматизации и механизации, по надежности работы, наиболее эффективна линия фирмы 'Лютер-Верке". Линия содержит кромкообрезные ножницы, двое ножниц для резки листов на полосы, шесть ножниц для резки полос и систему транспортного оборудования для перемещения листов, пластин и заготовок, а также оборудование для затаривания

заготовок в металлические бочки. При массе оборудования 140 т. линия обеспечивает годовую производительность 7500т. Автоматическая работа и этой линии часто нарушается из-за коробления полос. По этой причине на вторую операцию резки одновременно подают только две полосы.

Этот недостаток планировалось устранить при создании линии СКМЗ путем установки дополнительного агрегата - правильной машины. Эта линия содержит дисковые ножницы для резки листа на полосы, дисковые ножницы для резки полос на заготовки, систему транспортного и подающего оборудования и оборудования для затаривания заготовок в деревянные контейнеры. При массе оборудования 170 т. линия должна была обеспечить годовую производительность 26000т. По проекту предусматривалась работа линии в автоматическом режиме. Длительные наладочные работы (1989-1994гг.) не обеспечили запуск линии из-за невозможности на данном этапе решения отдельных технических проблем. Главная из них "налипание" никеля на плоских поверхностях дисковых ножей в зоне режущих кромок. Это вызывало заклинивание полос, рост усилий и моментов резания и, как следствие, поломку привода ножниц.

Основной принцип работы существующих линий резки листов катодного никеля - двухоперационный. Кажущееся упрощение технологии, за счет разделения резки на две несложные операции, на самом деле приводит к использованию большого количества оборудования и усложняет управление процессом.

Оборудование, обеспечивающее резку заготовок из листовых материалов и используемое в машиностроении, по принципу работы можно разделить на две группы: линии, работающие по принципу двухоперационной резки (рассмотрены выше), и установки (устройства), работающие по принципу однооперационной резки.

Установки однооперационной резки имеют блок резки, обеспечивающий совмещение операций продольной и поперечной резки, необходимых для резки заготовок. По конструкции этого блока их можно разделить на:

- однобарабанные, имеющие блок резки, выполненный в виде неподвижного ножа и подвижных ножей, закрепленных на вращающемся барабане;

- двухбарабанные, имеющие блок резки, выполненный в виде подвижных ножей, закрепленных на вращающихся навстречу друг другу барабанах;

- устройства на основе штампов для вырубки пластин, имеющие блок резки, выполненый в виде неподвижной матрицы и подвижных ножей-пуансонов.

Выполнений анализ показал, что ни одно из известных однооперационных реиущих устройств не может быть непосредственно использовано для резки листов на маломерные заготовки, ввиду наличия в их конструкциях существенных недостатков. При этом каждое их рассмотренных устройств имеет несколько недостатков из полной их совокупности, приведенной ниже:

- для однобарабанных устройств - действие больших усилий резания; трудность подачи и фиксации при резке штучных листов; изгиб листов при резке в диапазоне толщин катодного никеля (4...12мм) и в диапазоне необходимых размеров заготовок (25х25...100х100мм), вследствие того, что на отдельных этапах и в отдельных зонах лист режет только одна кромка подвижного ножа без опоры на кромку неподвижного ножа. Последнее делает эти устройства практически неработоспособными;

- для двухбарабанных устройств - сложность конструкции; возможное застревание заготовок в матрицах; изгиб заготовок при резке в диапазоне толщин листа катодного никеля, что также может нарушить их работоспособность;

- для устройств на основе штампов - действие больших усилий резания; сложность конструкции; трудность шаговой последовательной подачи штучных листов в зону резания; трудность фиксации листов при резке (особенно при первой и последней подачах); наличие соединительных перемычек смежных заготовок.

Принципиально все три вида однооперационных режущих устройств можно использовать для разработки работоспособных конструкций агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки. Совмещение в едином блоке операций продольной и поперечной резки листа, необходимых для резки заготовок, способствует возможностям создания на их основе высокопроизводительных линий резки, удельная производительность которых может быть увеличена на порядок, по сравнению с известными линиями двухоперационной резки.

На основе анализа известных устройств выявлены конструктивные решения, представляющие интерес для дальнейших разработок:

- для однобарабанного режущего устройства - выполнение неподвижного * ножа в виде гребенки с прямоугольными пазами и выступами; смещение ножей по

винтовой линии барабана;

- для двухбарабанного устройства - выполнение барабанов в виде чередующихся дисковых ножей разного диаметра;

.- для устройств на основе штампов - расположение ножей-пуансонов в шахматном порядке в двух смежных рядах.

Выполненый сравнительный анализ позволил принять принцип однооперационной резки в качестве базового направления в создании оборудования для резки листов катодного никеля на маломерные заготовки, обеспечивающий агрегатам и линиям резки, на его основе, по сравнению с линиями двухоперационной резки, такие преимущественные показатели как:

- компактность оборудования и уменьшение производственных площадей;

- сокращение числа агрегатов резки и вспомогательного оборудования, повышение надежности их работы, снижение капитальных и эксплуатационных затрат;

- повышение производительности при одновременном уменьшении массы установленного оборудования, что приводит к значительному увеличению удельной производительности (ориентировочно на порядок), по сравнению с линиями двухоперационной резки;

- обеспечение устойчивости процессов резки и соответствующее повышение надежности работы в автоматическом режиме.

В совокупности анализ показал, что достигнутый в настоящее время научно-технический уровень в освоении процеса и оборудования однооперационной резки листов является недостаточным для непосредственного внедрения их в инженерную практику проектирования и создания агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки. Для этого необходимо решить следующие основные задачи:

- определить принципы проектирования и на их основе разработать надежные технологичные конструкции однооперационных блоков резки, обосновать выбор типа приводов, установить рациональный состав оборудования и синтезировать компактные схемы агрегатов;

- разработать научно-обоснованные методики расчета параметров агрегата и его основных элементов, включая блок резки, их приводы и устройства подачи листов в зону резания, с проведением необходимых теоретических и экспериментальных исследований и конструкторских разработок.

2. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ АГРЕГАТОВ ОДНООПЕРАЦИОННОЙ РЕЗКИ ЛИСТОВ.

При производстве маломерных заготовок из листов выполняются основные операции продольной и поперечной резки и взаимосвязанные с ними подача листов в зону резания и уборка заготовок из зоны резания,- а также система вспомогательных транспортных операций и операций по затариванию продукции.

Разрабатываемый агрегат однооперационной резки листов катодного никеля на маломерные заготовки создается для выполнения основных операций и потому при проектировании рассматривается как комплекс оборудования, состоящий из однооперационного блока резки, привода, устройства для подачи листов в зону резания и уборки заготовок.

По аналогии с 'базовыми однооперационными режущими устройствами разрабатываемые однооперационные блоки резки разделили на три вида: однобарабанный, двухбарабанный и блок резки штампового типа. При этом для однобарабанного и двухбарабанного блоков рациональным является использование электромеханического привода, поскольку их рабочие элементы совершают вращательное движение, а для блока резки штампового типа -гидравлического привода, поскольку его рабочие элементы движутся поступательно.

Основные принципы проектирования и создания агрегатов однооперационной резки в работе изложены как требования к разрабатываемому оборудованию и охватывают вопросы обеспечения высокой надежности и производительности, снижения габаритов и массы оборудования, снижения капитальных и эксплуатационных затрат, технологичности конструкций.

Учитывая неразделимость основных операций резки, подачи листов и уборки заготовок, разработку блоков резки, устройств подачи листов и уборки заготовок необходимо выполнять комплексно с обеспечением максимально возможного совмещения их элементов, что позволяет разработать агрегаты с минимальными габаритами и минимальной металлоемкостью.

При разработке однобарабанного блока резки были использованы известные решения - это выполнение неподвижного ножа в виде гребенки (нож-гребенка) с прямоугольными пазами и выступами и смещение подвижных ножей по винтовой линии барабана. Последнее позволяет обрабатывать одновременно

только одну заготовку, что обеспечивает снижение силовых нагрузок и создает условия для надежного разделения смежных при резке заготовок.

Предложено барабан изготавливать в виде чередующихся дисков двух размеров по диаметру, закрепленных на общем валу шпонками. Подвижные ножи (их размер соответствует размеру вырезаемых заготовок) закреплены на выступах, а их смещение по винтовой линии барабана достигается последовательным угловым смещением дисков. В проекции на плоскость ножи имеют шахматное расположение.

При вращении барабана ножи больших дисков входят во впадины ножа-гребенки, а ножи меньших дисков взаимодействуют с лобовыми кромками на выступах ножа-гребенки. При первой подаче лист упирается в диски большого размера и перекрывает нож-гребенку. В резании при этом участвуют только ножи больших дисков, которые, сдвигая участки листа во впадины ножа-гребенки, вырезают заготовки и этим образуют гребенку на листе. При последующих подачах выступы гребенки листа входят в пространство между большими дисками и попадают под ножи меньших дисков, а очередная зона листа перекрывает нож-гребенку. Теперь ножи меньших дисков обрезают выступы гребенки листа, а ножи больших дисков снова образуют гребенку на листе. В обоих случаях вырезаются заготовки заданных размеров.

Изменяя форму подвижных ножей и положение ножа-гребенки, можно обеспечить на их кромках резание наклонными и параллельными ножами, или только наклонными ножами.

Разработан вариант компоновки блока резки с подающими роликами и вариант совмещения блока резки с подающим устройством, в котором движущая сила при подаче создается массой листа. Последний вариант ввиду надежности и простоты принят как базовый (рис. 1). Для повышения надежности процесса резки блок оборудован рычажным прижимом-фиксатором и устройством для "шевеления" листа перед подачей.

При работе агрегата лист 22, предварительно уложенный на поворотный стол 6, при повороте последнего, по направляющим 5 попадает в зону между неподвижным ножом 1 и прижимной гребенкой 7. При вращении барабана 3 опоры 14 набегают на выступы кулачковых дисков 15 и рычаги 13 совершают качательные движения вместе со штангами 8 и прижимной гребенкой, что обеспечивает прижим листа усилием пружин 9 при резании или его освобождение при подаче. При прижиме листа упруго прогибается верхняя полка уголка 20 на

Рис.1 Схема компоновки однобарабанного блока резки с устройством для подачи листов и уборки заготовок.

величину 6 и совершается процесс резания вращающимися ножами 4 (как изложено выше) с образованием заготовок 24, которые падают на устройство 23 для их уборки. При освобождении листа пружинами 10 прижимная гребенка 7 смещаатся вверх и лист усилием упругого прогиба верхней полки уголка 20 отрывается от режущих элементов 19 ножа-гребенки 16 и свободно под действием составляющей силы, создаваемой массой листа, скользит е зону резания на величину подачи.

При разработке двухбарабанного блока резки был использован технологичный вариант изготовления барабана в виде чередующихся на общем валу однотипных дисковых ножей с дополнительными поперечными режущими кромками (рис. 2).

Диски 4 на цилиндрических рабочих поверхностях имеют впадины 5 и выступы 6 с поперечными режущими кромками 7 и 8 и продольными - 9 и 10.

Рис.2 Схема двухбарабанного блока резки

Диски закреплены на валах 1 и 2 так, что впадины (выступы) дисков верхнего вала, располагаются против выступов (впадин) дисков нижнего вала и обеспечивается чередование впадин и выступов по длине валов. Для выталкивания пластин в зоне впадин выполнены сверления 11, в которых помещены штоки 12, опирающиеся на пружины 13. Обосновано смещение сверлений с центра впадин в сторону противоположную направлению вращения валов. Лист 14 перемещается при резании силами сцепления. При этом кромки 7 и 8 режут как параллельные ножи, кромки 9 и 10 - как дисковые ножи. Возможен вариант совмещения продольных и поперечных кромок с расположением их под углом 45° к образующей барабана. В этом случае кромки будут резать только как дисковые ножи, что обеспечит снижение усилия и момента резания.

По принципу работы двухбарабанный блок обеспечивает непрерывный процесс резки и для этого достаточно ввести лист в контакт с барабанами, а дальнейшее его перемещение осуществляется силами сцепления. Устройство подачи листов можно при этом выполнить в виде транспортера любой конструкции. Недостаток разработанного и других известных двухбарабанных блоков заключается в одновременной резке всех заготовок, расположенных по ширине листа и в ограниченной величине их относительного смещения. В таких случаях могут образовываться соединяющие заготовки перемычки, особенно при резке вязких металлов.

При разработке блока резки штампового типа принят вариант расположения ножей-пуансонов в шахматном порядке в двух смежных рядах. Это позволило применить матрицу (неподвижный нож), выполненую в виде ножа-гребенки, как у однобарабанного блока. Ножи-пуансоны первого ряда перекрывают сверху пазы ножа-гребенки, а ножи-пуансоны второго ряда примыкают к лобовым плоскостям ее выступов, Пуансонодержатель состоит из двух гребенок, в пазах которых и располагаются ножи-пуансоны.

При первой подаче лист перекрывает нож-гребенку и упирается в выступы задней удлиненной гребенки пуансонодержателя или в специальные упоры, установленные в лобовой плоскости ножа-гребенки по оси пазов. При этом в резании участвуют только ножи-пуансоны первого ряда, которые, сдвигая участки листа во впадины ножа-гребенки, вырезают заготовки и образуют гребенку на листе. При последующих подачах выступы гребенки листа входят в зону ножей-пуансонов второго ряда, а очередная полоска листа перекрывает нож-гребенку.

Теперь ножи-пуансоны второго ряда отрезают выступы листа, а ножи-пуансоны первого ряда образуют гребенку на листе.

Изменяя наклон торцовой плоскости ножей-пуансонов можно обеспечить резание параллельными или наклонными ножами. По высоте ножи-пуансоны располагаются ступенчато, что обеспечивает снижение усилий резания и создает условия надежного разделения смежных заготовок. Важным для блока резки штампового типа является и условие центрального приложения равнодействующей сил резания. С учетом этого ступенчатые каскады ножей-пуансонов располагаются симметрично относительно продольной оси листа; минимальное количество каскадов равно двум.

Разработан вариант компоновки блока резки с подающими роликами и вариант совмещения блока резки с подающим устройством, в котором движущая . сила при подаче создается массой листа. Последний вариант, как более простой и надежный, принят в качестве базового. Схема компоновки блока резки с устройством для подачи листов и уборки заготовок соответствует рис 1 (при замене однобарабанного блока резки на блок резки штампового типа). Соответствует этой схеме и порядок работы агрегата, поскольку оба названных блока имеют подобную конструкцию. Принципиальное отличие только в характере движения подвижных режущих элементов.

Результаты конструктивных разработок сводятся к следующему:

1. Разработаны технологичные конструкции однобарабанного и двухбарабанного однооперационных блоков резки с электромеханическим приводом и блока резки штампового типа с гидроприводом. Во всех блоках реализована надежная схема резки с одновременным участием в этом процессе двух взаимодействующих кромок ножей.

2. Для агрегатов с однобарабанным блоком резки и с блоком резки штампового типа, работающих с периодической подачей листов, разработана надежная и простая схема подачи и фиксации штучных листов, которая основана на совмещении подающего устройства, выполненого в виде наклонно-поворотного стана, с блоком резки, и при которой масса листа создает движущую силу при его подаче, а элементы блока резки, находящиеся в зоне резания, используются в качестве упоров при фиксации листа. Устройство для уборки заготовок выполнено а виде наклонного стола, перекрывающего снизу зону резания. В агрегате с двухоперационным блоком резки обеспечивается непрерывная подача листа силами его сцепления с барабанами.

3. Повышенная надежность агрегата с однобарабанным блоком резки обеспечивается использованием системы прижима и "шевеления" листа при подаче и одновременной резкой только одной заготовки, что отвечает требованиям снижения силовых параметров и надежного резделения смежных заготовок.

4. Повышенная надежность агрегата с блоком резки шгампового типа обеспечивается использованием прижима-выталкивателя листа и одновременной резкой четного числа заготовок, расположеных симметрично относительно продольной оси листа, что отвечает требованиям снижения силовых параметров, надежного резделения смежных заготовок и центрального приложения сил резания.

5. В агрегатах с двухоперационным блоком надежность разделения смежных заготовок требует обязательной экспериментальной проверки, поскольку величина их относительного смещения ограничена.

6. С учетом возможных вариантов ориентации взаимодействующих кромок ножей в разработаных блоках резки могут происходить процессы резания наклонными, параллельными или дисковыми ножами. Исследование и расчет силовых параметров блоков резки необходимо увязывать с этими процессами резания.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЛИСТОВ НАКЛОННЫМИ НОЖАМИ.

Основной задачей исследований явилось уточненение методики расчета усилий процесса резания наклонными ножами широких и узких полос, имеющего место при работе всех трех разработанных однооперационных блоков резки.

Известная методика оценки усилий резания наклонными ножами базируется на допущении, что касательное напряжение при резании постоянно по всей длине зоны резания и имеет максимальное значение. При расчете усилия резания узких полос не учитывается также угол наклона ножей. Все это приводит к значительному завышению расчетных величин.

При резании наклонными ножами волокна металла имеют различное напряженное состояние по длине зоны резания и для точного определения усилия

резания необходимо знание зависимости т=/(е), где т - касательное напряжение при резании; е - относительное внедрение ножей.

В работе изложен анализ процесса резания для трех вариантов зависимости т=/(е):

т=[тт.х(1-бв)(2еве-е2)]/[ев2(1-е)], при 0<к<ев и т=ттах, при ев<е<бн; (1) 1=Тт«х[1-А/(А+е)]; (2)

т=тт„(Ье-ве), (3)

где ев - коэффициент смятия; £н - коэффициент надреза; ттах - максимальное значение касательного напряжения резания; А и В - постоянные параметры.

Используя эти зависимости, выведены три варианта формул для расчета усилий резания наклонными ножами отдельно для случая резки узких и широких полос. Для этого принят параметр Еа=(Ь^дф)/Ь, где Ь - ширина полосы, <р- угол наклона ножей, И - толщина листа. Для широких полос с»>ен, для узких - £»<£„.

Проведенный сравнительный анализ показал, что наиболее удобна для инженерных расчетов формула первого варианта (1), с использованием которой получены следующие зависимости для максимальной силы резания Р:

при резании узких полос

Р=кП2тт11Х[2(1-ев)£о3-ЗБв(2-ев)в02+6(1-еа)ев2ео+е2(бЕа-Зеа2-2ев--Ев2)]/(б£в^дср); (4)

при резании широких полос

Р=кЬ2тта* (бЕн-3£„2-2£П-ев2)/(6Ъд<р), (5)

где к - коэффициент, учитывающий затупление ножей, боковой зазор, изгиб полосы; Бо - наименьшая величина относительного внедрения по ширине узкой полосы.

Максимальное значение усилия резания узкой полосы соответствует оптимальному значению величины,

еоопт={ев/[2(1-ев)]}[2-ев-^; + 4еа(1-св)]. (6)

В соответствии с известной методикой для расчета усилий резания Рк наклонны..- , , ножами используются зависимости;

при резании узких полос

Рк=кЬЬттвх(1-ев); (7)

при резании широких полос

РквкИ21т<0,ен(2-Ен)/(21дф). (в)

Сравнительные расчеты по этим и полученым зависимостям, с использованием опытных значений коэффициентов ев и е„, подтвердили, что известная методика дает значительные завышения расчетных усилий. Для широких полос соотношение Рц/Р возрастает при увеличении соотношения £в/£м, а также при увеличении с„. Так, например, при увеличении ен с 0,25 до 0,45, а соотношения Ев/пи с 0,4 до 0,6, соотношение Рк/Р увеличивается с 1,2 до 1,41. Для узких полос эти соотношения также увеличиваются с увеличением ен, практически не зависят от соотношения Св'ен.

Теоретические выводы о соотношении Рк/Р проверены экспериментально. Исследования проводили на гидравлической разрывной машине с усилием ЮОкН с использованием режущего устройства и приспособления, обеспечивающего установку режущего устройства на разрывной машине.

Исследования проводили в два этапа. Вначале резание осуществляли параллельными ножами с записью графиков Р=/(х), где X - относительное перемещение зажимных патронов машины. Анализ этих графиков и графика Р=/(А), где А - деформация элементов устройства, позволил установить характеристики материалов заготовок, необходимых при расчете усилий резания. На втором этапе осуществляли резание заготовок наклонными ножами с фиксацией максимального усилия резания, как с области широких, так и в области узких полос.

В работе приведены результаты экспериментальных исследований и их анализ для четырех углов наклона ножей (ф=0,175-0,110-0,137-0,070 рад.). Полученные результаты подтвердили теоретические выводы и позволили уточнить значение коэффициента, учитывающего изгиб полосы при резании.

Итогом проведенных исследований явилось:

1. Теоретическим анализом получены новые зависимости для расчета усилий резания наклонными ножами широких и узких полос при трех вариантах

распределения касательных напряжений по длине зоны резания, которые представлены как функции относительного внедрения ножей.

2. Сравнительными расчетами установлено, что известная методика, по сравнению с разработанной, может давать завышения расчетных усилий свыше 40%. Завышения растут с увеличением коэффициента надреза и с увеличением отношения коэффициента смятия к коэффициенту надреза.

3. Результаты теоретических выводов подтверждены экспериментальными исследованиями. В выполненной серии экспериментов расчетные усилия для широких полос по известной методике превышали экспериментальные в 1,35...1,57, в то время как усилия, рассчитанные по предлагаемым зависимостям, превышали экспериментальные только в 1.02...1,09 раза.

4. Сравнительным анализом показано, что из трех групп выведенных зависимостей наиболеее рациональными для инженерных расчетов являются зависимости, полученные из условия, что т—Ттах/С^в» е), при 0<е<еви при Ев<£<е„. При этом коэффициент, учитывающий изгиб полосы, можно принимать равным единице, при резании узких полос, и равным (1,1...1,15), при резании широких полос.

4. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ АГРЕГАТОВ ОДНООПЕРАЦИОННОЙ РЕЗКИ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ.

К данной фуппе относятся агрегаты с однобарабанным и двухбарабанным блоком резки. Для этих блоков разработана методика расчета силовых параметров (усилие и момент резания).

Для двухбарабанного блока резки характер процесса резки определяется расположением режущих кромок на барабане. Рассмотрены два варианта. При первом варианте (рис.2) режущие кромки на выступах ножей продольную резку выполняют как дисковые ножи и поперечную резку - как параллельные ножи. При втором варианте продольные и поперечные кромки совмещаются и располагаются под углом 3 к образующей барабана. С использованием разработанной методики расчета усилий резания наклонными ножами, выведены зависимости расчета максимальных усилий резания для первого Р| и для второго Ри варианта:

Рг{[Ях(Вл/а+1)1(6ен.Зен2-2ев.ев2)Н2/{12едф)+ВлИ(1-ев)}кттах;

Рн={Ах[Вя/{2а51пр)+1]кЬхт,х(бЕн-Збн2-2ев-ев2)}/(61дфС08Р),

где fix - функция, отделяющая целую часть числа; Вл - ширина листа; а - размер стороны заготовки.

Для однобарабанного режущего блока при расположении подвижных ножей в двух рядах по винтовой линии барабана максимальные усилия действуют при резании одним ножом 1 первого ряда (рис. 3) и представляют собой сумму усилий на двух или на трех парах кромок (1п,н - Зп,н). При этом одна пара кромок занимает как бы базовое положение и усилие резания на ней определяется с использованием зависимостей (4) и (5) при наклонных кромках и зависимости (7) при параллельных кромках (параллельными могут быть кромки поперечной резки 2н и 2п). Положение остальных пар кромок увязывается с этим базовым положением. Данные фиксированные положения кромок определяют частные случаи расчетов и для них получены соответствующие зависимости (при Ео=0 и Ео=ев). Изложены условия суммирования усилий резания и оценки углов наклона (<Pi) режущих кромок.

Ножи второго ряда режут одной лобовой кромкой при взаимодействии с кромками 4н (рис. 3). При этом кромка подвижного ножа может быть выполнена с наклоном к образующей барабана или параллельно ей. С учетом этого и выбирается расчетная зависимость.

Работоспособность блоков резки и достоверность расчетных зависимостей силовых параметров проверяли на лабораторных установках.

Исследуемые установки с двухбарабанным блоком резки имели диаметр барабанов 120 мм (1-ый вариант ножей) и 132 мм (2-ой вариант ножей) и обеспечивали резку заготовок с размером стороны 50 мм и 35 мм, соответственно, из листов толщиной до 3 мм. Экспериментальные измерения усилий резания производили с использованием месдоз с тензодатчиками. Лабораторные исследования показали возможность использования двухбарабанного блока для резки листов на заготовки. Однако, для обеспечения эксплуатационной надежности его работы необходима высокая точность изготовления и установки ножей. Иначе не обеспечивается точность сопряжения кромок и имеет место неполное разделение заготовок.

ь

_

к3н 0 . 2н N «ч

А

\

1 ^^^^^^^

А-А

.п

.л а

моЯ-

О - центр бараЬона 1н,3н 2н

\-X\-5~

)П

1л.

У//у/

Рис.3 Схема взаимодействия ножей и листа. 1-подвижный нож; 2-лист;3-неподвижный нож.

Исследуемая установка с однобарабанным блоком имела ножевые диски диаметром 250мм и 200мм и обеспечивала вырезку заготовок с размером стороны 25мм при толщине листов до 4,5мм. Измерение усилия резания выполняли косвенно по мощности, развиваемой приводным электродвигателем. Исследовали вариант установки с подающими роликами и с наклонным столом для подачи листов в зону резания.

Результаты всего комплекса лабораторных исследований позволили рекомендовать установку с однобарабанным блоком и с подачей листов по наклонному столу как базовый вариант при разработке промышленных агрегатов, схема которых соответствует рис. 1.

Для однобарабанного блока резки разработаны конструкции рабочих узлов и изложена методика расчета, которая включает расчет параметров ножевых дисков и условий их взаимной ориентации (данный расчет согласуется с расчетом вала); расчет параметров кулачковых дисков прижима-фиксатора и условий их ориентации с ножевыми дисками; расчет силовых параметров прижима-фиксатора; расчет условий компоновки блока с подающим устройством.

I фи толщине дисков, равной размеру стороны заготовки а, размеры дисков по диаметру определяются прочностью кольца меньшего диска и прочностью еала

барабана. Для определения диаметра d вала и наружного диаметра кольца D меньшего диска решаем систему уравнений:

P6(D + 4a)-0,4d3[Tl= О

2 2 2 ' <11> 4РМ (О + 2а) - [cr] a(D2 - k!fd2 ) = О

где Ре и Рм - усилие при резании соответственно ножами 1-ого и 2-ого ряда; [т]-допускаемое касательное напряжение для материала вала; [ст] - допускаемое нормальное напряжение для материала диска; к^ - коэффициент, учитывающий наличие шпоночного паза.

Систему уравнений (11) решали приближенными методами с использованием ЭВМ. При известном D наружные диаметры ножевых дисков: D6=2Re=D+4a; DM=2Ru=D+2a.

Рассматривая выступ на диске как консоль длиной а, из условия прочности на изгиб и срез определяли его высоту hs,

H»=-JAb+ -JaI + 4Вв , (12)

где Ав=ЗР2/(а2[о]2); Вв=36Р2/[а]2 - обобщенные величины; Р= Рб - для большего диска; Р= Рм - для меньшего диска.

При известной величине h» и толщине ножа h„, размер угловой зоны фн, приходящийся на нож и выступ,

9H=arcsin(hB/R)+arctg(hH/R), (13)

где R - радиус диска.

Угловое смещение ножей смежных дисков Дф , A<ps2Ah/DM. (14)

где Ah - линейное смещение ножей.

Для надежности разделения заготовок Ah выбираем из условия -max, гДв Пщ«х ■ максимальная толщина листа. Следовательно, угловая зона группы выступов с ножами на барабане, осуществляющих резку листа за одну подачу (зона резания, фр), равна

Фр=Дср(г-1)+фн=Дф[Ах(Вл/а+1)+фн, (15)

при числе дисков на барабане г=0х(Вл/а+2), принимается с учетом резки кромок листа.

Угловая зона группы впадин (зона подачи <р„) на барабане

<рп»{2л-фрг„)г„, (16)

где гн - число выступов (ножей) на диске.

Взаимная угловая ориентация выступов и шпоночных пазов различна для каждого диска и определяется углом фа (отсчитывается от оси паза до опорной плоскости ножа, расположенного в диаметральной плоскости барабана

фа=фс1±Л<р(М),

где фс1 - угол смещения пазов и выступов для 1-ого диска (принимается); ] -порядковый номер диска.

У кулачковых дисков, как и у ножевых, по окружности чередуются впадины и выступы. При этом, угловому размеру зоны резания на барабане соответствует угловой размер (ррк впадин на кулачковом диске, а угловому размеру зоны подачи на барабане - угловой размер фПк выступов на кулачковом диске.

Для повышения надежности подачи листа и его удержания в период резания угловую зону впадин на кулачковом диске увеличиваем, а угловую зону выступов соответственно уменьшаем на величину угла угловой зоны листа фл=агС51п(Ьтах/К)» по отношению к размерам соответствующих угловых зон на барабане, и переходы от впадин на кулачковом диске выполняем в угловой зоне выступов. Тогда

фрк=фр+фл; Фпк=фп+фл; Г=фп«-2ас, (17)

где у - угловая зона, соответствующая свободной подаче листа; а0 - угловая зона перехода от впадин к выступу.

ао^Кп-^О-Кв)2]'*^, (18)

где - радиус подшипниковой опоры (поз. 14, рис. 1); Яо - радиус расположения центра опоры; Яв - радиус выступов дисков.

Необходимая ориентация кулаковых и ножевых дисков определяется острым углом <рш между осями шпоночного паза и выступа кулачкового диска,

фшя2п/2и-л/4±фС1^фрн+фпк/2, (19)

где фрн=(Ьи+Ьтах±Ьо)/Ям - угол начала резания; размер (+Ио) на рис. 3; -срС1 -при отсчете угла по направлению вращения барабана; +<рс1 - лри отсчете протцв направления вращения барабана.

Габариты рычажной секции прижима-фиксатора определяются размерами кулачкового диска, а прочность ее элементов максимальным усилием О, ; развиваемым пружинами,

а=с(Ьо+н), ' (20)

где С - коэффициент жесткости пружины; Хо - предварительное сжатие пружины; Н>2Ьтах - ход прижимной гребенки.

При резании для удержания листа пружины должны развивать расчетное усилие

(Зр=С{Хо+ Ьтах). (21)

Ограничивая диапазон изменения усилия соотношением к2=0/0р=1,5...2 (тарельчатые пружины) и решая два последних уравнения находим,

С=<ар(к2-1)/(Н-Ь1ти); Х0=(Н-к2Ьтах)/( к2-1). (22)

При оценке усилия исходим из того, что консольная нагрузка на лист имеет место при резании выступов гребенки листа ножами диска меньшего диаметра. Крутящий момент, действующий в этих условиях на лист, определяли как предельный, равный моменту пластического изгиба выступа листа в плоскости реза в момент, когда усилие резания достигает максимума. Удерживающий момент создается силой сжатия пружин, приложенной на плече, равным г/2. Из этих условий

Ор=0,5к3ствЬ2тах(1-£В)2, (23)

где кз=0,8...0,9 - соотношение плеч прижимной гребенки; ат - предел текучести никеля.

Угол а наклона столов подающего устройства и угловая скорость о вращения барабана должны отвечать требованию где 1е - время поворота барабана на угол у; - время перемещения листа на величину подачи а. Из условий равномерного вращения барабана и ускоренного движения листа из состояния покоя по наклонной плоскости следует

ю<у -^(вша - цсоза) / (2а), (24)

где д -ускорение свободного падения; // -коэффициент трения скольжения.

Для электромеханического привода блока резки разработана методика расчета мощности приводного двигателя по эквивалентному моменту и обосновано использование в приводе универсальных шпинделей с шарнирами на вкладышах и шпинделей с закрытыми шарнирами (шариковые, роликовые) при обеспечении их радиальной сборки.

При определении эквивалентного момента Мэ принято, что время цикла 1Ц определяется временем поворота барабана на угол, занимаемый одной группой ножей

^=2л/(гню). (25)

Принято также, что весь период резания 1р одной группой ножей периодически действуют постоянные моменты Мм=ЯмРм и Мб-Ре^б' С учетом этого,

1р={агс5Ш (Итах / Ям)+ Д(р[Пх(Вл / а +1)]} /а ; (26)

Мгу/ол* +м2)0,51рЛц (27)

Для уточнения расчета силовых параметров универсального шарнира на вкладышах выполнена оценка влияния монтажных зазоров, величины износа и жесткости вкладышей на распределение давлений на рабочих поверхностях. Анализ выполнен при допущении, что вкладыш при передаче крутящего момента сжимается между абсолютно жесткими лопастью и щекой вилки шарнира. Получены зависимости для расчета величин давлений на контактных поверхностях, равнодействующих и их плеча.

Для оценки жесткости вкладыша введено понятие "удельная жесткость" кж (коэффициент жесткости вкладыша единичной длины). Получены зависимости для определения удельной жесткости с использованием абсолютных и относительных размеров (отнесенных к радиусу шарнира) сечения вкладыша. Первая из них -

кж=[2 Е а„ 1п(т8/пв)]/(тв-пв), (28)

где а„ - половина ширины вкладыша; Е - модуль упругости материала вкладыша; т„ и П„ - соответственно максимальный и минимальный размер сечения

вкладыша по высоте. Выполнена экспериментальная проверка полученных зависимостей.

Доказано, что суммарное положительное влияние на долговечность вкладышей оказывают уменьшение величины монтажных зазоров, снижение удельной жесткости вкладышей, улучшение условий их приработки. Предложен вариант уменьшения удельной жесткости вкладышей путем изготовления их с продольными полостями. Изложена методика расчета полых вкладышей на прочность. Разработана новая конструкция шарнира с полыми вкладышами и новая конструкция вкладыша со скосами на плоской поверхности, обеспечивающие снижение давлений на контактных поверхностях на 30...50% (в первом случае) и уменьшение максимальных давлений в 1,5...2,0 раза.

Установлено, что вследствие износа вкладышей силовые параметры шарнира имеют "плавающее* состояние и по мере износа постепенно выходят на опасные для прочности элементов шарнира величины. Этому соответствует трапециедальная форма эпюры давлений по длине вкладыша и связанная с ней минимальная величина плеча равнодействующей и максимальная величина равнодействующих давлений.

Предложена уточненная методика расчета вилки шарнира, при которой силовая нагрузка на щеку вилки представлена как равномерно распределенная по ширине вкладыша. В расчетах используются относительные размеры, что позволяет распространить полученные результаты на другие типоразмеры шарниров. Предложенная методика позволила уточнить места опасных сечений.

Для шариковых (роликовых) шпинделей разработана новая конструкция, обеспечивающая их радиальную сборку и алгоритмы расчетов параметров шарниров.

В работе приведено описание двух агрегатов с однобарабанным блоком резки. Первый из них, спроектированный в соответствии с выполненными разработками, был изготовлен и испытан на НГМК, с подтверждением его работоспособности. Агрегат обеспечивает резку листов никеля толщиной до 10 мм на заготовки размером 50x50 мм. Время резки одного листа - 60 с, при массе установленного оборудования 7,8 т и мощности приводных двигателей 110 кВт.

Второй агрегат был изготовлен на комбинате "Североникель" и "обеспечивает резку листов никеля толщиной до 10 мм на заготовки размером 35x95 мм. Время резки одного листа 50 с. При массе установленного оборудования 20 т агрегат обеспечивает удельную производительность 750т/(год

т). Масса оборудования линии резки на основе данного агрегата не превысит 40 т и ее удельная производительность составит 375 т/(год т), что в 7 раз превышает удельную производительность известной линии двухоперационной резки фирмы "Лютер-Верке".

При испытании агрегата на комбинате "Североникель" выполнены

экспериментальные измерения усилий резания, результаты которых в дополнение к лабораторным исследованиям подтвердили пригодность разработанной методики расчета силовых параметров однобарабанного блока резки для инженерных расчетов. При исследованиях использовали дополнительный "плавающий" привод, связанный с основным цепной передачей, и весовое устройство.

5. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ АГРЕГАТОВ ОДНООПЕРАЦИОННОЙ РЕЗКИ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ.

Основу данного агрегата (рис. 4) составляют блок режущего инструмента 1, силовой блок (пресс) 2, подающее устройство 3. Автоматическая работа агрегата обеспечивается насосным гидравлическим приводом и электрической схемой управления.

Основу блока режущего инструмента" составляют неподвижный нож-гребенка 4 и ножи-пуансоны 5. Нож-гребенка закреплен на неподвижной траверсе 6, а ножи-пуансоны - на подвижной траверсе 7. Установлены ножи-пуансоны в блоке подвижных гребенок 8 в шахматном порядке двумя рядами. Ножи-пуансоны первого рода (пробивные) перекрывают пазы ножа гребенки, а ножи-пуансоны второго ряда (отрезные) примыкают к выступам ножа-гребенки. В блок режущего инструмента входят также роликовая опора 9 и выталкивающе - прижимное устройство 10. Последнее состоит их двух цилиндров 11, закрепленных на опорах 12, подвижной траверсы 13 с упорами 14. Роликовая опора воспринимает распорные усилия при резке отрезными ножами-пуансонами, а выталкивающе-прижимное устройство обеспечивает прижим листа при резке и выталкивание выступов листа из зоны ножей-пуансонов при их подъеме.

Для уменьшения усилия резания смежные ножи-пуансоны смещены по высоте на величину П^Нтахен, а для обеспечения равномерной нагрузки силовых

А-А

Рис. 4 Схема агрегата резки с гидроприводом

гидроцилиндров ступенчатые каскады ножей-пуансонов расположены симметрично относительно продольной оси.

Силовой блок - многоцилиндровый, бесстанинной конструкции, состоит из неподвижной траверсы 6, подвижной 7, двух или четырех рабочих цилиндров 15 и двух возвратных цилиндров 16. Данная конструкция удобна для установки блока режущего инструмента и имеет небольшую высоту.

Лист 20, при повороте стола 17 цилиндрами 18, по наклонному столу 19 скатывается до упора в выступ гребенок 8, где ножи-пуансоны 5 движутся вверх-вниз вместе с траверсой 7 и корпусами рабочих цилиндров 15. При движении вниз пробивные ножи-пуансоны делают на переднем конце листа гребенку, а отрезные - срезают ранее образованные выступы этой гребенки. При движении вверх гребенка листа упорами 14 снимается с ножей-пуансонов.

Для блока режущего инструмента изложена методика расчета силовых и конструктивных параметров. Учитывая возможность получения значительных усилий при применении гидропривода, используем ножи-пуансоны, у которых торцевая плоскость перпендикулярна продольной оси. Это упрощает восстановление их режущих кромок и уменьшает величину рабочего хода. Тогда усилие резания Рп пробивным ножом-пуансоном,

Рп=Зак»1т,хов, (29)

и - Р0 отрезном ножом-пуансоном,

Р0вакЬта*ов, (30)

где к=0,6—0,8 ; ав - предел прочности никеля.

С учетом обеспечения резки кромок листа, общее число ножей-пуансонов, г=Пх(Вл/а+2) (31)

При большом числе ножей-пуансонов целесообразна их установка несколькими одинаковыми каскадами симметрично расположенными относительно центральной оси. При этом два внутренних каскада имеют общий центральный нож-пуансон (отрезной или пробивной). Общее число каскадов 2К четно и определяется как

2к=(2+1)/г0, (32)

где г0 -число ножей-пуансонов в каскаде.

Целесообразно в одном каскаде устанавливать нечетное число ножей-пуансонов. Это обеспечивает уменьшение суммарного максимального усилия резания Ртах, которое а этом случае определяется как:

|РпГ1х[(гк + 2)М]+Р0Г1х[(7.к + 2) / 4,5]} (33)

При определении полного максимального усилия Рс, необходимого для

перемещения ножей-пуансонов при рабочем ходе, нужно учитывать и дополнительное усилие Рд для проталкивания пробивных ножей-пуансонов между выступами листа:

Ра=М2-1)Р„/2, (34) где кПр=0,05...0,1 и

Рс=Рт«+Р0 (35)

В работе приведены также зависимости для определения распорного усилия Ро и усилия Рв, необходимого для выталкивания выступов листа при обратном ходе.

Полный ход Н ножей-пуансонов определяется как

где Сх=15...30 мм - минимальная высота от нижнего ножа-пуансона до листа; <1* = 3...5 мм - перекрытие неподвижного ножа и верхнего ножа-пуансона в конце резания.

При резке заготовок малого размера установка ножей-пуансонов каскадами приводит к увеличению максимального усилия резания по отношению к базовому двухкаскадному варианту, но уменьшает рабочий ход и позволяет использовать силовой блок для резки листов на заготовки большего размера, что достигается увеличением сечения ножей-пуансонов и уменьшением числа их каскадов в блоке. Так, например, 6-ти каскадный блок ножей-пуансонов для резки заготовок размером 30x30 мм в пределах одного силового блока можно переоборудовать в 4-х каскадный - для резки заготовок размером 60x60 мм - или в 2-х каскадный -для резки заготовок -90x90 мм.

Для разработанной бесстанинной конструкции силового блока изложена методика оценки прочности его элементов, увязанная с параметрами и прочностью элементов рабочих цилиндров.

Поставленная задача решена в общем случае, когда силовая нагрузка (рис. 5) представлена как совокупность сосредоточенных сил Р1 и участков равномерно-распределенной нагрузки С]}, действующих на верхнюю и нижнюю траверсу, а рабочие цилиндры испытывают внутреннее давление р. Принято также, что силовая и геометрическая схемы симметричны относительно вертикальной оси. Суммарное усилие 2Рр, действующее на траверсы силового блока:

тжх

(36)

п! к 1

2Рр=Рс=2 £Р1+5>(Ьф-Ьо1)

(37)

где П1 и К1 - соответственно, число сосредоточенных сил и число участков распределенной нагрузки, действующих на одну половину верхней (нижней) траверсы.

Рис.5 Расчетная схема бесстанинного силового блока 1-верхняя траверса; 2-нижняя траверса; 3-рабочий цилиндр; 4-возвратный цилиндр; 5-плунжер рабочего цилиндра (стойка).

При жестком соединении верхней траверсы с рабочими цилиндрами и нижней траверсы со стойками, прогиб траверс приведет к выбору зазоров Дв и Дс

и появлению усилий N и Т, для определения которых составлены уравнения деформаций:

ДОв-+ДавО; Г1)+^+Ас=0, (38)

где 1С - соответственно перемещения точек А,В,О и С в направлении

соответствующих сил (М или Т); А„ и Дс- соответстсенно зазоры между точками А и В; С и й (принимаются с учетом сопряжения ОН8/е9).

В работе приведено решение уравнений (38) с определением перемещений точек и составлены условия прочности опасных сечений для траверс и стойки.

Наружный диаметр Омц рабочих цилиндров оценивали, исходя из формулы

Ляме,

Онц=0А/[ац]/([сти]-р>/3), (39)

где [сг,(] - допускаемое напряжение для материала цилиндра; Р - внутренний

диаметр цилиндра, величина которого с учетом растяжения стойки (плунжера) равна,

D=2VPp([сс]+ krp) /(якгр[ас]), (40)

где [а с]-допускаемое напряжение для материала стойки; кг- коэффициент,

учитывающий потери давления на участке "насос-цилиндр".

Предложена оптимизация рабочих цилиндров при совместном рассмотрении выражений (39) и (40) и при условии, что [oc]=k„[an], где к„ -

коэффициент пропорциональности (0,25<kn<1,0). Получены зависимости для расчета оптимального давления, минимального размера наружного диаметра цилиндра, внутреннего диаметра цилиндра и диаметра стойки Dc. Дополнительное действие на стойку изгибающего момента учитывали при определении необходимого предела техучести атс материала стойки. Этот коэффициент кс рассчитывается при замене действия момента на действие эквивалентной растягивающей нагрузки. В итоге получено:

аТс= ОпдМкнкс), (41)

где Отц - предел текучести материала цилиндра; к„=пц/пс; пс и пц -соответственно коэффициенты запаса прочности (по пределу текучести) для цилиндра и для стойки; kc=k3tJDc/(kciDc+8kp); k^di/Dd kp=Mp/Pp; d< -диаметр стойки в расчетном сечении; Мр - расчетный изгибающий момент.

Необходимый угол а наклона столов подающего устройства определяется из условия tn<tK, где tn - время движения листа по наклонному столу на величину подачи; tx - время холостого хода ножей-пуансонов. Исходя из равномерного движения ножей-пуансонов со скоростью Vx и ускоренного движения листа из состояния покоя, получено,

a=arcs1n{2Vx2a co8p/fe(kxHx+Vxts)z3>+p, (42)

где р - угол трения при скольжении листа; кх - коэффициент, учитывающий коробление листа; Нх=Сх - величина холостого хода; t3s0,01...0,3 с - время переключения гидрораспределителей.

Анализом основных рабочих параметров блока резки показана рациональность использования маслонасосного привода. Проанализированы системы синхронизации с учетом условий приложения сил резания, на основе чего обосновано использование двойного мультипликатора для синхронизации движения цилиндров силового блока при рабочем ходе. Одновременно мультипликатор используется по прямому назначению, для повышения давления, что целесообразно при насосном приводе.

Для обеспечения синхронизации во все периоды движения силового блока в схему введен редуктор (холостой ход) и принят способ зарядки редуктора и мультипликатора возвратным ходом силового блока. Разработана новая схема редукторно-мультипликаторного насосного привода, представленная на рис. 6, где приняты обозначения: РУ - силовой блок; М - двойной мультипликатор; Р -двойной редуктор; ЗПУ - подающее устройство. В схеме используются гидрораспределители с электромагнитным управлением. Сигналы на переключение режимов работы поступают от датчиков контроля положения подвижных элементов (КВВ.КВМ и т.д.) и от рзле давления Рй и Р01. Разработана электросхема, которая совместно с гидравлической схемой обеспечивает автоматическую работу агрегата.

При холостом ходе жидкость от насосов поступает через распределители 1, 13 и 8 в цилиндр 7 редуктора и вытесняется из цилиндров 6 в рабочие цилиндры 4 силового блока. Из возвратных цилиндров 2 жидкость сливается через распределители 14 и 1. Одновременно жидкость поступает в цилиндры прижима 22, через распределитель 20.

При рабочем ходе жидкость от насосов поступает в цилиндр 11 мультипликатора через распределители 1, 13 и 12 и вытесняется из цилиндров 10 в цилиндры 4.

При возвратном ходе жидкость от насосов поступает в цилиндры силового блока через распределитель 1 и обратный клапан 3. и вытесняется из рабочих цилиндров 4. Вытесняемая жидкость используется для зарядки редуктора и мультипликатора. Сначала происходит зарядка редуктора (жидкость из цилиндров 4 поступает в цилиндры 6 редуктора и вытесняется из цилиндра 7 через распределители 8 и 9), а затем мультипликатора (жидкость поступает в цилиндрыЮ мультипликатора и вытесняется из цилиндра 11 через распределители 12 и 9),

Рис.6 Гидравлическая схема насосного редукторно-мультипликаторного привода агрегата резки.

Схема обеспечивает также компенсацию утечек и слив избыточной жидкости из замкнутых объемов "рабочий цилиндр силового блока - рабочий цилиндр редуктора (мультипликатора)".

Для редукторно-мультипликаторного привода разработана соосная конструкция редуктора и мультипликатора с подвижными дозирующими

цилиндрами. Такая конструкция обеспечивает благоприятные условия силового нагружения и позволяет легко устанавливать коэффициент редукции Кр, для редуктора, и коэффициент мультипликации Км, для мультипликатора.

КР=с1,2/(2с1„2); К„=0и2/(20в2) , (43)

где da, с!н, Ом, Ов - соответственно диаметры плунжеров цилиндров 7, 6, 11 и 10 (рис. б).

По аналогии с редуктором и мультипликатором введено понятие коэффициент усиления силового блока,

(44)

где Р - общая площадь плунжеров рабочих цилиндров; Ро- полощадь плунжера возвратного цилиндра.

Указанные коэффициенты Кр, Км и Кс приняты как исходные величины для расчета параметров редуктора, мультипликатора и возвратных цилиндров силового блоха. В свою очередь, для определения этих коэффициентов выполнен анализ холостого, рабочего и возвратного хода силового блока.

Для каждого анализируемого случая составлены уравнения равновесия, отвечающие условиям равномерного движения подвижных элементов силового блока, и выполнено их преобразование с учетом потерь давления. При определении потерь давления на участках трубопроводов исходили из условия ламинарного течения рабочей жидкости. Учитывая сравнительно невысокие скорости элементов силового блока и сравнительно небольшие размеры его цилиндров, эти допущения оправданы и позволяют использовать для определения потерь давления закон Пуазейля и не учитывать шероховатость труб.

В результате преобразований исходных уравнений получили кубические канонические уравнения относительно Кр (холостой ход), К« (рабочий ход), Кс(эарядка редуктора и мультипликатора), которые решали методом последовательных приближений.

Принятые конструктивные решения и методы расчетов проверены на лабораторной установке агрегата, привод которого выполнен на основе пластинчатого насоса БГ-12-41, обеспечивающего подачу в количестве 10,4 л/мин при максимальном рабочем давлении 10 МПа.

Силовой блок установки имеет четыре рабочих цилиндра с суммарной площадью плунжеров Р=126,4 см2 и два возвратных с площадью плунжера Ро=44,2 смг (Кс=1,43). В блоке режущего инструмента установлено 11 ножей-пуансонов размером 25x25 мм двумя каскадами. Ход силового блока - 30 мм.

Мультипликатор имеет К„=2 и при котором скорость рабочего хода - Ур=6,5 мм/с; редуктор с Кр=0,4 обеспечивает скорость холостого хода Ух=33 мм/с. Установка режет листы никеля толщиной до 2 мм и стали - до 3 мм в автоматическом режиме.

Результаты сравнительных (по сравнению с данными эксперимента) расчетов, применительно к лабораторной установке, приведенные в работе, подтверждают пригодность разработанных методик для инженерной практики.

В работе приведены основные расчеты и описание конструкций основных элементов агрегата резки листов катодного никеля толщиной до 12 мм на заготовки размером 32x32 мм, спроектированного для комбината "Североникель". Конструктивно агрегат выполнен в виде блока резки с подающим устройством и блока привода , связанных системой трубопровода.

Привод спроектирован на основе пластинчатых насосов БГ-12-25 АМ (Ои=102 л/мин; Рн=12,5 МПа). В систему привода входит мультипликатор с К„=2,58 и редуктор с Кр=0,5.

Блок режущего инструмента имеет 29 ножей-пуансонов, установленных 6-ю каскадами. Полный ход ножей-пуансонов Н=75 мм, полное усилие Рс=2,5 МН.

Основу силового блока составляют четыре рабочих цилиндра с общей площадью плунжеров Р=0,116 м2 и два возвратных цилиндра с площадью плунжера Ро=0,031 м2 (Ке=1,845).

При трех работающих насосах скорость рабочего хода \АР=17 мм/с, при одном работающем насосе скорость холостого хода Ух=30 мм/с и скорость обратного хода \/ц=27 мм/с.

При массе оборудования ~15 т агрегат обеспечивает удельную производительность ~ 370 т/(год т). Масса оборудования линии резки на основе данного агрегата не превысит 35 т, а ее удельная производительность составит ~ 157т/(год т), что в три раза превышает удельную производительность известной линии двухоперационной резки фирмы "Лютер-Верке".

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ

В результате комплексного изучения теоретических и прикладных основ проектирования и создания агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки достигнуты следующие результаты:

1. Разработано новое направление в проектировании агрегатов резки листов катодного никеля, в соответствии с которым агрегат рассматривается как совокупность однооперационного блока резки, привода блока резки и устройства для подачи штучных листов в зону резания.

1.1. Изучено и классифицировано оборудование для резки^листов на прямоугольные заготовки, выделен принцип однооперационной резки как основа для создания надежных, малогабаритных и высокопроизводительных агрегатов резки.

1.2. Конструктивными разработками и лабораторными исследованиями блоков резки (однобарабанных, двухбарабанных и штампового типа) определена перспективность использования однобарабанного блока резки с электромеханическим приводом и блока резки штампового типа с гидроприводом, как базовых, при создании промышленных агрегатов, обеспечивающих надежную схему резки наклонными, параллельными или дисковыми ножами.

1.3. Разработана и испытана на лабораторных установках новая схема подачи в зону резания и фиксации штучных листов, которая основана на совмещении подающего устройства с блоком резки и при которой масса листа создает движущую силу при его подаче, а элементы блока резки используются в качестве упоров при фиксации листа.

2. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование процесса резания листа наклонными ножами и разработана методика расчета силовых параметров однооперационных блоков резки.

2.1. Сформулирована и решена задача определения усилий резания широких и узких полос при трех вариантах распределения касательных напряжений по длине зоны резания, которые представлены как функции относительного внедрения ножей,

2.2. Расчетами установлено и экспериментально подтверждено, что известные зависимости, полученные при условии постоянства касательных

напряжений по длине зоны резания, дают завышенные (до 40%) значения усилий резания, причем ошибка расчетов возрастает с увеличением коэффициента надреза и отношения коэффициентов смятия и надреза.

2.3. На основе новых формул расчета усилий резания наклонными ножами разработана методика определения силовых параметров для однобарабанного и двухбарабанного однооперационных блоков резки, достоверность которой подтверждена измерениями усилий резания при испытаниях лабораторных установок и опытно-промышленных агрегатов.

3. Разработаны новые методики определения параметров основных элементов агрегата с однобарабанным блоком резки для случая изготовления одной маломерной заготовки из листа, зафиксированного прижимом, и периодической подачи листа в зоне резания.

3.1. Для барабана блока резки, выполненного как совокупность ножевых и кулачковых дисков, разработана методика расчета силовых параметров и предложены методы определения параметров ножевых дисков и условий их взаимной ориентации.

3.2. Для прижима-фиксатора, выполненного в виде пружинно-рычажной кулачковой системы с устройством для "шевеления" листа при подаче, разработана методика расчета силы прижима листа, параметров кулачковых дисков и их угловой ориентации.

3.3. Разработана методика расчета кинематических и энерго-силовых параметров привода барабана блока резки, учитывающая конструктивные особенности падающего устройства.

4. Усовершенствованы методы расчета на прочность и разработаны надежные конструкции шпиндельных устройств с шарнирами скольжения и качения в электромеханическом приводе блоков резки.

4.1. Для универсального шпинделя с шарниром скольжения разработаны: новая методика определения силовых параметров шарнира с учетом величины монтажных зазоров, величины износа и жесткости вкладышей; методики расчета и новые конструкции вкладышей с продольными полостями и со скосами на плоской рабочей поверхности, обеспечивающие снижение давлений на контактных поверхностях на 30...50% (в первом случае) и уменьшение максимальных давлений в 1,5...2,0 раза (во втором случае).

4.2. Для шариковых (роликовых) шпинделей уточнена методика и разработан алгоритм расчета параметров шарниров качения и создана новая

конструкция шпинделя, обеспечивающая радиальную сборку и повышение эксплуатационных характеристик.

5. Разработаны новые методики определения основных параметров элементов агрегата с блоком резки штампового типа для случая одновременного изготовления четного количества заготовок, симметрично расположенных относительно продольной оси листа.

5.1. Для блока резки, включающего неподвижный нож-гребенку и подвижный блок ножей-пуансонов, обосновано применение многокаскадной установки ножей-пуансонов с четным числом каскадов и нечетным числом ножей-пуансонов в каждом каскаде, и разработана методика расчета его основных параметров: усилий резания, количества и условий ориентации каскадов, числа ножей-пуансонов в каскаде и величины их хода.

5.2. В качестве привода блока резки штампового типа предложено использование маслонасосного гидравлического привода с многоцилиндровым силовым блоком, снабженным двойными мультипликатором и редуктором.

5.3. Для подающего устройства разработана методика расчета угла наклона стола, которая учитывает скоростной режим работы силового блока.

6. Развита теория проектирования бесстанинных многоцилиндровых силовых блоков, предназначенных для использования в гидроприводе агрегата с блоком резки штампового типа.

6.1. Разработана новая конструкция многоцилиндрового силового блока, в котором стойки станин одновременно являются плунжерами рабочих цилиндров, а сами цилиндры совмещаются с подвижной траверсой, что уменьшает металлоемкость и габариты конструкции по высоте в 1,5..,2,0 раза.

6.2. Сформулирована и решена статически неопределимая задача расчета элементов блока на прочность с оптимизацией параметров рабочих цилиндров.

7. Разработан метод повышения эффективности работы насосного гидропривода, основанный на введении в его схему гидравлического редуктора давления.

7.1. Разработана принципиально новая схема редукторно-мультипликаторного привода многоцилиндрового силового блока, в которой рабочий ход обеспечивается использованием двойного мультипликатора, холостой ход - использованием редуктора, а зарядка мультипликатора и редуктора осуществляется обратным ходом силового блока. Предложенная схема

обеспечивает автоматическую работу агрегата, включая гидроприводы подающего устройства и прижима-выталкивателя.

7.2. Проведены расчеты параметров двойного редуктора и двойного мультипликатора, которые базируются на определении коэффициентов редукции и мультипликации при анализе соответственно холостого и рабочего хода силового блока с известным коэффициентом усиления, при условии ламинарного течения рабочей жидкости в трубопроводах.

7.3. Проведены расчеты параметров возвратных цилиндров силового блока, базирующиеся на определении коэффициента усиления, при анализе режимов зарядки редуктора и мультипликатора.

б. Разработаны, изготовлены и испытаны а лабораторных и в производственных условиях однооперационные агрегаты резки листов катодного никеля с электромеханическим и гидравлическим приводом.

8.1. Спроектированы, изготовлены и испытаны на НГМК и на комбинате "Североникель" агрегаты с однобарабанным блоком для резки листов катодного никеля толщиной до 10 мм на заготовки размером (50x50 мм) и (95хЭ5 мм) соответственно. Линии резки на основе этих агрегатов имеют удельную производительность в пределах 400 т/год на 1 т оборудования, что в 7...В раз превышает удепьную производительность известных линий двухоперационной резки.

8.2. Разработан, изготовлен и испытан в лабораторных условиях агрегат с гидроприводом для резки листов катодного никеля толщиной до 3 мм на заготовки размером 25x25 мм. Испытания подтвердили высокую надежность работы агрегата в автоматическом режиме, а также пригодность разработанных в диссертации методик для инженерных расчетов.

8.3. Для комбината "Северникель" спроектирован агрегат с гидроприводом для резки листов катодного никеля толщиной до 12 мм на заготовки размером 32x32 мм. Удельная производительность линии на основе этого агрегата составит около 160 т/год на 1 т оборудования, что в 3 раза превышает удельную производительность известных линий двухоперационной резки.

8.4. По сравнению с применяемыми в настоящее время линиями двухоперационной резки, эффективность разработанных и созданных агрегатов однооперационной резки обеспечивается компактностью конструкции, сокращением единиц оборудования, повышением надежности работы оборудования, снижением эксплуатационных затрат, повышением удельной

производительности, устойчивости процесса резки и автоматизацией работы агрегата.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1.Г)отапенков А.П., Чорнобай В.М., Серебренникоа Ю.Г.. Способы обработки катодного никеля / Норильский индустриальный ин-т. -Норильск, 1990-1 Зс.-ДеП. в ЦНИИцветмет экономики и информации 23.03.90г^ 1920-90ДеП.

2 AC.N1625596 СССР,МКИ5 В23Д 19/00. Устройство для вырезки прямоугольных деталей из листовых материалов/А.П.Потапенков, Л.ИДанилов, Д.П.Притыкин, С.Ф.Ершов, В.М.Чернобай.-Ы4608617/27; Заявлено 24.11.88. 0публ.07.02.91. Бюл^ 5-Зс.

3.А.С.М 1655670 СССР, МКИ5 В23Д 31/00. Устройство для вырезки деталей из листового материала/А.П.Потапенков, Л.И.Данилов, Д.П.Притыкин, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников.-Ы4363279/27; Заявлено 13.01.88. Опубл. 15.06.91. Бюл.М22-4с.

4.Патент N 20557633 РФ, МКИ6 В23Д 19/00. Устройство для вырезки прямоугольных деталей/ А.П.Потапенков, В.И.Чзбаненко, В.М.Чернобай.-Ы 5068111/08;Заявлено 06.10.92. Опубл. 10.04.96. Бюл.М0-5с.

5.Потапенков А.П.,Чернобай В.М. Разработка и исследование однооперационных режущих устройств/ Крайний Север,96. Технологии,методы,средства.Механика; Сборник докладов региональной научно-технической конференции/Норильский индустр. ин-т.-Норильск, 1996.-c.3-9.

6. А.С.Ы 1614293 СССР, МКИ5 В21Д28/14. Штамп последовательного действия для вырубки прямоугольных пластин / А.П.Потапенков, С.Ф.Ершов, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, ААДенисенко. - N4700136/31; Заявлено 05.06.89. Зарегистрировано 15.08.90-5с.

7.А.С.N1704887 СССР, МКИ5 В21Д28/14. Устройство для малоотходной штамповки плоских прямоугольных деталей / А,П.Потапенков, Л.Н.Данилоэ. С.Ф. Ершов, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников.^ 4745776/27;Заявлено 05.10.89;0публ. 15.01.92. Бюл^2-4с.

8.A.C.N1773534 СССР. МКИ5 В21Д 28/14. Устройство для последовательной малоотходной вырубки / А.П.Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, А.В.Полуянов.-М913731/27; Заявлено 21.02.91. Опубл.07.11.92. Бюл.Ы 41-6с.

9.Патент N 2011457 РФ, МКИ5 В21Д 28/14. Устройство для штамповки листовых прямоугольных деталей/А.П.Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, В.Д.Живага, В.П.Юркин.-N 5009352/27;3аявлено 04.07.91. Опубл. 30.04.94. Бюл.Ы8-5с.

М.Потапенков А.П.,Миняков О.В.,Чернобай В.М. Оценка усилий резания наклонными ножами.// Сборник научных трудов. Строительство. Механика/Норильский индустр.ин-т-Норильск.1995.-с.59-64.

И.Потапенков А.П., Слюсарь A.C. Исследование усилий резания наклонными ножами.//Крайний Север, 96. Технологии, методы, средства. Механика: Сборник докладов региональной научно-технической конференции/Норильский индустр.ин-т.-Норильск, 1996.- с.9-18.

12.Г!отапенков А.П., Слюсарь A.C. Исследование усилий резания наклонными ножами./Жрайний Север, 96. Технологии, методы, средства. Механика.Строительство: сборник тезисов докладов региональной научно-технической конференции/Норильский индустр. ин-т.-Норильск, 1996, -с.4-5.

13.Поталенков А.П., Чернобай В.М..Исследование процесса и оборудования однооперационной вЫрезки прямоугольных листовых заготовок//. Механика деформируемых сред в технологических процессах: сб.научных трудов.-Иркустк: ИрГГУ, 1997.-С.143-149.

14.Потапенков А.П., Чернобай В.М. Разработка и исследование однооперационных режущих устройств.// Крайний Север, 96. Технологии, методы, средства. Механика. Строительство: Сборник тезисов докладов региональной научно-технической конференции/Норильский индустр.ин-т- Норильск, 1996.-c.3-4.

15.Потапенков А.П., Чернобай В.М..Исследование процесса и оборудования однооперационной вырезки прямоугольных листовых заготовок// Прогрессивные технологии обработки металлов давлением в машиностроении: Сборник тезисов научных докладов/ ИрГТУ.-Иркустк, 1996,-с. 47-48.

16.A.C.N 1256829 СССР, МКИ4 В21В 35/14. Муфтовое соединение/ А.П.Потапенков, Э.П.Касаероэич, В.М.Приходько.-N3678292/22; Заявлено 26.12.83. Опубл. 15.09.86. Bion.N 34-3с.

17.Потапенков А.П. Совершенствование элементов линейного прокатного стана/ Запорожский индустр.ин-т.- Запорожье,1986-9с.-ДеП. в УкрНИИНТИ 02.09.86, Ы2032-УК 86.

18.Потапенков А.П. Основное оборудование прокатных цехов: учебное пособие/Норильский индустр. ин-т.-Норильск, 1996-96 с.

19.Потапенков А.П.,Касперович Э.Б. Распределение удельных давлений в шарнире универсального шпинделя//Изв.вузов.Черная металлургия.-1983. N 4,-с.132-136.

20 .A.C. N1103914 СССР, МКИ3 В21В35/14. Вкладыш шарнира универсального шпинделя. / А.П.Потапенков, Э.Б.Касперович, ААТкаченко- - N 3511064/22;3аявпено 17.11.82. Опубл. 23.07.84. Бюл. N27-3C.

21.Потапенков А.П., Канюк В.Н. Влияние жесткости вкладышей на силовые параметры шарнира// В кн.: Металлургия и коксохимия: Респ межвед.научн.-техн.сб. Вып.ЭЗ-Киев: Техника,1987-C.83-88

22.А.С. N1033245 СССР, МКИ3 В21В35/14. Шарнир универсального шпинделя/ А.П.Потапенков, Э.Б. Касперович.- N 4427149/33; Заявлено 30.04.82. Опубл. 07.08.83 Бюп.М 29-Зс.

23. A.C. N 1528591 СССР, МКИ4 В21В35/14 Шарнир универсального шпинделя./А.П.Потапенков, В.Л.Романченко, А.Г.Куэьмешо, О.А.Гук, ВАНезговоров, В.Н. Канюк-Ш968848/22; Заявлено 28.10.85 Опубл.15.12.89. Бюл. N 46-Зс.

24.А.С.N1293442 СССР, МКИ4 F16 N 9/02, В21В 35/14. Устройство для автоматической смазки шарниров универсальных шпинделей/А.П.Потапенков, А.Г.Кузьменко, 0-А.Гук, В.А.Незговоров, В.Н.Канюк, В.Л.Романченко, В.ВЛось.-N3971078/25; Заявлено 28.10.85 Опубл. 28.02.87. Бюл. N8-4C.

25.Потапенков А.П. Оценка прочности элементов универсального шарнира на вкладышах.// Изв.вузов. Черная металлургия,-"! 995-N12,- с.57-61.

26.Потапенков А.П., Чернобай В.М., Серебренников Ю.Г. Установка для резки никелевых катодов на карточкиУ/Цветная металлургия.-1993.-М1- с.35-39.

27 А С. N275973 СССР, МКИ2 В21В13/00. Бесстанинная прокатная клеть/ А.П.Потапенков, В.З.Штепенко,- N1127606/22;3аявлено 27.01.67 0публ.14.07.70 Bron,N23-2c.

28.Потапенков А.П., Чернобай В.М., Миняков О.В. Оценка прочности элементов бесстанинной клети// Цветная металлургия.-1995.^7-8.-с.26-30.

29.Потапенков А.П..Оборудование трубопрессовых и прессово-волочильных цехов: Учебное пособие/Завод-втуз при НГМК.-Норильск, 1981 .-108с.

30. Иванченко Ф.К., Полухин П.Н., Тылкин Н. А., Полухин В. П., Потапенков

A.П. Установочные механизмы верхнего валка обжимных реверсивных станов.// В кн. Динамика и прочность прокатного оборудования/ Ф.К.Иванченко, П.Н.Полухин, Н. А,Тылкин, В. П,Полухин.-М.: Металлургия, 1970. -с. 129-137.

31 .Потапенков А.П., Штепенко В.З Элементы гидравлического нажимного механизма реверсивного стана// Изв. вузов. Черная металлургия. -1969.-N1-c.168-172

32.А.С.Ы1435343 СССР, МКИ4 В21В31/32.Гидравлическое установочное устройство прокатного стана/ А.П.Потапенков, А.Г.Кузьменко, Д.П.Притыкин,

B.М.Чернобай, О.А.Гук, Ю.Г.Серебренников.- N 4221954/31 ¡Заявлено 06.04.87 Олубл. 07.11.88 Бюл.Ы41-5с.

33.А.С. N1328017 СССР. МКИ4 В21В31/32. Гидромеханическое установочное устройство рабочего валка. I А.П.Потапенков, ВЛ.Романченко, А.Г.Кузьменко, Ю.Л. Левин, В.А.Незговоров, О.А.Гук, В.Н.Канюк - N 4042171/31 ¡Заявлено 24.03.86 Опубл. 07.08.87 Бюл.М29-5с.

34.А.С.Ы1733140 СССР МКИ5 В21В31/32 Гидромеханическое устройство установки рабочего валка / А.П.Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников,

C.И.Ерошкин.- N 4847720/27; Заявлено 30.05.90 0лубл.15.05.92 Бюл^ 1В-4с.

35.А.С. N 1761549 СССР, МКИ5 В30В15/24. Гидравлический пресс / А.П.Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников. А.В.Полуянов - N 4829769/27; Заявлено 29.05.90. Опубл. 15.09.92. Бюл. N 34-4С.

36.Потапенков А.П., Усачёв В.П., Ильченко В.И., Кызродев В.П. Перекос валка, движущегося в период прокатки// Изв.вузов.Черная металлургия.-1977.N 5.-с.135-139.

37. Потапенков А.П. Исследование системы управления гидравлическим установочным устройством верхнего валка обжимного стана/ Металлургическая и горнорудная промыишенность:Научн.-техн. и производств. Сб.-Днепропетровск,1969.-Ы2-с.72-75.

38.Потапенков А.П. Исследование и совершенствование гидравлического установочного устройства обжимного стана / Норильский индустриальный ин-т.-Норильск,1906-13с.-Деп.в ЧЕРМЕТинформация.25.01.96.Ы 6016/01.

ЗЭ.Патент N 2084348 РФ, МКИ6 В30В15/24. Гидравлический пресс/ А.П.Потапенков, В.И.Чабаненко, В.М.Чернобай, О.В.Миняков. А.В.Гончарук. -N95104268/02; Заявлено 23.03.95. Опубл. 20.07.97. Бюл. N 20,-5с.

Подписано в печать 05.01.1993 г. Формат 60x84 1/16. Бумага тип №2. Плоская печать. Объем 2 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ 1

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Оборудование и технологии резки листов катодного никеля на предприятиях цветной металлургии.

1.2. Анализ существующих конструкций агрегатов резки листов на прямоугольные заготовки.

1.2.1. Классификация агрегатов резки листов.

1.2.2. Устройства двухоперационной резки.

1.2.3. Устройства однооперационный резки.

1.3. Выводы и задачи исследования.

2, ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ АГРЕГАТОВ ОДНООПЕРАЦИОННОЙ РЕЗКИ ЛИСТОВ.

2.1. Основные принципы проектирования и создания агрегатов однооперационной резки листов.

2.2. Конструирование агрегатов с однобарабнным блоком резки.„

2.3. Конструирование агрегатов с двухбарабнным блоком резки.

2.4. Конструирование агрегатов с блоком резки штампового типа.

2.5. Выводы.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЛИСТОВ НАКЛОННЫМИ НОЖАМИ.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Разработка уточненных методов расчета усилий резания.

3.3. Экспериментальное исследование усилий резания.

3.3.1. Методика исследования.

3.3.2. Результаты исследований процесса резания параллельными ножами.

3.3.3. Результаты исследований процесса резания наклонными ножами.

3.4. Анализ результатов исследований.

3.5. Выводы.

4. РАЗРАБОТКА QCHOB ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ АГРЕГАТОВ ОДНООПЕРАЦИОННОЙ РЕЗКИ С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ.

4.1. Методика расчета силовых параметров блока резки.

4.1.1. Двухбарабанный блок резки.

4.1.2. Однобарабанный блок резки.

4.2.Лабораторные исследования конструкций блоков резки и агрегатов.

4.3. Методика расчета основных параметров элементов агрегата с однобарабанным блоком резки.

4.3.1. Конструктивные элементы агрегата резки.

4.3.2. Расчетные параметры блока резки, прижима-фиксатора и подающего устройства.

4.4. Методика определения основных параметров элементов привода.

4.4.1. Методика расчета мощности привода.

4.4.2. Совершенствование конструкций и методик расчета шпинделей с шарниром скольжения.

4.4.3. Совершенствование конструкций и методик расчета шпинделей с шарниром качения.

4.5. Агрегаты резки и их опытно-промышленные испытания.

4.5.1. Агрегат резки листов катодного никеля на заготовки размером 50x50 мм.

4.5.2. Агрегат резки листов катодного никеля на заготовки размером 95x95 мм.

4.6. Выводы.

5. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЕ И СОЗДАНИЕ АГРЕГАТОВ ОДНООПЕРАЦИОННОЙ РЕЗКИ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ.

5.1. Методика расчета основных параметров агрегата.

5.1.1. Конструктивные элементы агрегата.

5.1.2. Силовые параметры и конструктивные элементы блока резки штампового типа.

5.1.3. Расчетные и конструктивные параметры силового блока.209 5.1.4. Расчетные и конструктивные параметры подающего устройства.

5.2. Методика расчета основных параметров привода.

5.2.1. Обоснование типа гидропривода.

5.2.2. Разработка схемы управления насосным редукторно-мультипликаторным приводом.

5.2.3. Расчет параметров двойного редуктора, двойного мультипликатора и возвратных цилиндров силового блока.

5.3. Лабораторные испытания агрегата.

5.4. Рабочий проект опытно-промышленного агрегата резки листов катодного никеля на заготовки размером 32x32 мм.

5.5. Выводы.

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ.

Производство цветных металлов связано с большими трудовыми, энергетическими и материальными затратами, поэтому в условиях рыночных отношений очень важным вопросом является повышение качественных характеристик поставляемой продукции, направленных на удовлетворение возрастающих требований потребителей. Значительное место в продукции из цветных металлов занимают изделия из листа, в частности, маломерные прямоугольные заготовки из таких материалов, как никель, кадмий, ванадий и др. Высокая прочность и вязкость таких материалов приводят к значительным трудностям при их резке, что требует применения специального оборудования и технологических приемов. Учитывая, что в общем объеме указанной группы металлов наибольший удельный вес занимает никель, то в данной работе, в основном, рассматриваются вопросы, связанные с повышением эффективности производства маломерных заготовок из листов катодного никеля.

Высококачественный никель обычно получается электролизом чернового никеля в виде листов размером 985х885х(4.12) мм и после дополнительной обработки, повышающей его служебные свойства, используется при производстве коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов, для нанесения гальванических покрытий и других целей. Одним из основных процессов в технологии дополнительной обработки листов катодного никеля является процесс их резки с целью получения маломерных заготовок размером от 25x25 мм до 100x100 мм, которые представляют наибольший интерес для потребителей никеля.

В основе известных линий резки листов на маломерные заготовки лежит принцип двухоперационной резки, согласно которому лист сначала разрезается на узкие полосы (первая операция - продольная резка), а затем полосы разделяют на прямоугольные или квадратные заготовки (вторая операция - поперечная резка). Такие технологические линии имеют сравнительно большой состав основного и вспомогательного оборудования, занимают значительные площади, имеют низкую производительность, трудно поддаются автоматизации из-за неустойчивой работы в автоматическом режиме. Особо следует отметить трудности, которые возникают при передаче узких длинных полос на вторую операцию резки ввиду их коробления; по этой причине одновременно разрезаются одна или две полосы. Удельная производительность указанных линий не превышает 60 т/год на тонну установленного оборудования, а стоимость затрат на резку составляет не менее 3% от стоимости получаемых заготовок.

Более перспективным для производства маломерных заготовок представляется использование принципа однооперационной резки, при котором операции продольной и поперечной резки осуществляются в одном блоке. Это позволит создать более компактные, экономичные и надежные агрегаты резки листов катодного никеля. Однако, широкое внедрение агрегатов однооперационной резки сдерживается из-за отсутствия научно-обоснованных конструктивных решений и методик расчета основных параметров. Поэтому тема данной работы, направленной на разработку основ проектирования и создания конструкций агрегатов резки листов катодного никеля, является актуальной и представляет значительный теоретический и практический интерес.

Представленный комплекс работ выполнялся в течение 1981-1997 гг. в соответствии с координационными планами Минцветмета СССР, межвузовской научно-технической программой "Металл", планами новой техники ведущих металлургических заводов и комбинатов ("Днепроспецсталь", Норильский горно-металлургический комбинат, "Североникель"), планами госбюджетных научно-исследовательских работ Запорожского (ЗапИИ) и Норильского (НорИИ) индустриальных институтов.

Основная цель работы заключена в теоретическом обобщении и развитии основных методов проектирования и создания агрегатов для однооперационной резки листов на маломерные заготовки; в разработке новых конструкций однооперационных блоков резки повышенной надежности и удельной производительности с электромеханическим и гидравлическим приводом; в развитии теории резания наклонными ножами и расчета силовых параметров процесса резки; в разработке новых методов расчета и конструкций основных элементов привода блока резки и устройств для подачи листов. Для достижения поставленной цели были сформированы и решались следующие задачи:

1.На основе анализа научно-технической и патентной литературы определить перспективные направления развития методов расчета и конструирования оборудования для резки листов катодного никеля на маломерные заготовки.

2. Разработать новые методы проектирования и создания агрегатов однооперационной резки листов с высокой удельной производительностью и повышенной надежностью.

3. Развить теорию резания листов наклонными ножами, обеспечивающую повышенную точность расчета силовых параметров процесса резки.

4. Разработать и исследовать новые конструкции блоков однооперационной резки с электромеханическим и гидравлическим приводом.

5. Разработать методику расчета и конструирования основных элементов привода блоков резки.

6. Провести лабораторные и промышленные испытания новых конструкций агрегатов однооперационной резки.

Сформулированные цель и задачи определяют научную новизну работы и обеспечивают решение крупной научно-технической проблемы в области машин и агрегатов металлургического производства, имеющей важное народнохозяйственное значение - повышение техноко-экономической эффективности оборудования для производства маломерных заготовок из листов катодного никеля.

На защиту, в связи с этим, выносятся следующие основные положения:

•анализ, систематизация и классификация оборудования для резки металлических листов, и на этой основе научное обоснование принципа однооперационной резки для разработки агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки;

• новые конструкции однооперационных блоков резки и результаты их исследований в лабораторных и промышленных условиях;

• новые теоретические положения процесса резки металлических листов наклонными ножами, обеспечивающие более высокую точность расчета силовых параметров процесса резки, и результаты экспериментальных исследований процесса резки;

• методика расчета силовых параметров одно- и двухбарабанного блоков резки, разработанная на основе уточненной теории процесса резки;

• новые методы расчета и проектирования основных параметров и элементов блоков резки и устройств подачи листов в зону резания;

• методика расчета и проектирования электромеханического привода однобарабанного блока резки и усовершенствованные методы расчета и конструкции шпиндельных устройств с шарнирами скольжения и качения;

• методика расчета и новая конструкция многоцилиндрового бесстанинного силового блока с маслонасосным редукторно-мультипликаторным приводом;

• новые конструкции и результаты испытаний промышленных агрегатов с однобарабанным блоком резки и электромеханическим приводом, предназначенных для резки листов катодного никеля толщиной до 10 мм на заготовки размером 50x50 и 95x95 мм;

• новые конструкции и результаты испытаний промышленных агрегатов с блоком резки штампового типа и гидравлическим приводом, предназначенных для резки листов катодного никеля толщиной до 12 мм на заготовки размером 32x32 мм.

Теоретические исследования проведены с использованием методов теории упругости, механики жидкости, теорий изнашивания, резания и надежности, а также с применением современного математического аппарата и вычислительной техники.

Экспериментальные исследования выполнены на разработанных автором лабораторных и опытно-промышленных агрегатах резки с использованием хорошо апробированных и достоверных способов измерения силовых и кинематических параметров механического оборудования и математических методов обработки опытных данных.

Практическая ценность полученных результатов исследований определяется комплексным решением вопросов, связанных с проектированием и созданием принципиально новых конструкций агрегатов однооперационной резки листов катодного никеля на маломерные заготовки, и заключается в следующем:

• разработка новых конструкций однооперационных боков резки, многоцилиндрового бесстанинного силового блока, насосного редукгорно- мультипликаторного привода, универсальных шпинделей с шарнирами скольжения и качения, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения и патентами, что подтверждает новизну предлагаемых технических решений;

• разработка аналитических методов расчета силовых, кинематических и конструктивных параметров агрегатов и однооперационных блоков резки, основных элементов электромеханического и гидравлического приводов и устройств подачи листов в зону резания;

• создание и результаты испытаний ряда лабораторных и опытно-промышленных однооперационных агрегатов резки, имеющих более высокие технико-экономические показатели по сравнению с известными агрегатами двухоперационной резки.

Основные результаты работы прошли опытно-промышленное опробывание на предприятиях цветной металлургии:

• для Норильского горно-металлургического комбината (НГМК) разработан рабочий проект агрегата с однобарабанным блоком резки с электромеханическим приводом, по которому был изготовлен агрегат резки листов катодного никеля на заготовки размером 50x50 мм; испытания показали, что по производительности он примерно в 3 раза превышает агрегат двухоперационной резки;

• для комбината "Североникель" разработан рабочий проект агрегата с однобарабанным блоком резки с электромеханическим приводом, по которому был изготовлен агрегат резки листов катодного никеля на заготовки размером 95x95 мм; испытания показали, что по производительности он в 3,6 раза превышает агрегат двухоперационной резки;

• для комбината "Североникель" разработан рабочий проект агрегата с блоком резки штампового типа с насосным редукторно-мультипликаторным приводом для резки листов катодного никеля на заготовки размером 32x32 мм.

Результаты диссертации используются в учебном процессе ряда вузов РФ (НорИИ, МИСИС, МГТУ им. Н.Баумана, МГВМИ и др.), ведущих подготовку студентов по специальности 1703 "Металлургические машины и оборудование", при изучении оборудования цехов обработки металлов давлением.

Основные положения и отдельные разделы работы докладывались и обсуждались на республиканской научно-технической конференции "Повышение надежности и долговечности металлургического оборудования" (Днепропетровск, 1985 г.), на региональной научно-технической конференции "Крайний север - 96. Технологии, методы, средства" (Норильск, 1996 г.), на всероссийской научно-технической конференции "Прогрессивные технологии обработки металлов давлением в машиностроении" (Иркутск, 1996 г.), на ежегодных научно-технических конференциях НорИИ (1991-97г.г), на научно-технических советах и совещаниях металлургических предприятий ("Днепроспецсталь", НГМК, "Североникель"), на научных семинарах кафедры машин и агрегатов металлургических предприятий МИСиС и кафедры обработки металлов давлением и металлургического оборудования МГВМИ (1997г.).

Основные положения диссертации опубликованы в 39 работах, в том числе 19 статьях, 2 учебных пособиях для вузов, 15 авторских свидетельствах на изобретения и 3 патентах.

ОСНОВНЫЕ ИТОГИ И ВЫВОДЫ

В результате комплексного изучения теоретических и прикладных основ проектирования и создания агрегатов резки листов катодного никеля на маломерные заготовки достигнуты следующие результаты:

1. Разработано новое направление в проектировании агрегатов резки листов катодного никеля, в соответствии с которым агрегат рассматривается как совокупность однооперационного блока резки, привода блока резки и устройства для подачи штучных листов в зону резания.

1.1. Изучено и классифицировано оборудование для резки листов на прямоугольные заготовки, выделен принцип однооперационной резки как основа для создания надежных, малогабаритных и высокопроизводительных агрегатов резки.

1.2. Оригинальными конструктивными разработками и лабораторными исследованиями блоков резки (однобарабанных, двухбарабанных и штампового типа) определена перспективность использования однобарабанного блока резки с электромеханическим приводом и блока резки штампового типа с гидроприводом, как базовых, при создании промышленных агрегатов, обеспечивающих надежную схему резки наклонными, параллельными или дисковыми ножами.

1.3. Разработана и испытана на лабораторных установках новая схема подачи в зону резания и фиксации штучных листов, которая основана на совмещении подающего устройства с блоком резки и при которой масса листа создает движущую силу при его подаче, а элементы блока резки используются в качестве упоров при фиксации листа.

2. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование процесса резания листа наклонными ножами и разработана методика расчета силовых параметров однооперационных блоков резки.

2.1. Сформулирована и решена задача определения усилий резания широких и узких полос при трех вариантах распределения касательных напряжений по длине зоны резания, которые представлены как функции относительного внедрения ножей.

2.2. Расчетами установлено и экспериментально подтверждено, что известные зависимости, полученные при условии постоянства касательных напряжений по длине зоны резания, дают завышенные (до 40%) значения усилий резания, причем ошибка расчетов возрастает с увеличением коэффициента надреза и отношения коэффициентов смятия и надреза.

2.3. На основе новых формул расчета усилий резания наклонными ножами разработана методика определения силовых параметров для однобарабанного и двухбарабанного однооперационных блоков резки, достоверность которой подтверждена измерениями усилий резания при испытаниях лабораторных установок и опытно-промышленных агрегатов.

3. Разработаны новые методики определения параметров основных элементов агрегата с однобарабанным блоком резки для случая изготовления одной маломерной заготовки из листа, зафиксированного прижимом, и периодической подачи листа в зоне резания.

3.1. Для барабана блока резки, выполненного как совокупность ножевых и кулачковых дисков, разработана методика расчета силовых параметров и предложены методы определения параметров ножевых дисков и условий их взаимной ориентации.

3.2. Для прижима-фиксатора, выполненного в виде пружинно-рычажной кулачковой системы с устройством для "шевеления" листа при подаче, разработана методика расчета силы прижима листа, параметров кулачковых дисков и их угловой ориентации.

3.3. Разработана методика расчета кинематических и энергосиловых параметров привода барабана блока резки, учитывающая конструктивные особенности падающего устройства.

4. Усовершенствованы методы расчета на прочность и разработаны надежные конструкции шпиндельных устройств с шарнирами скольжения и качения в электромеханическом приводе блоков резки.

4.1. Для универсального шпинделя с шарниром скольжения разработаны: новая методика определения силовых параметров шарнира с учетом величины монтажных зазоров, величины износа и жесткости вкладышей; методики расчета и новые конструкции вкладышей с продольными полостями и со скосами на плоской рабочей поверхности, обеспечивающие снижение давлений на контактных поверхностях на 30.50% (в первом случае) и уменьшение максимальных давлений в 1,5.2,0 раза (во втором случае).

4.2. Для шариковых (роликовых) шпинделей уточнена методика и разработан алгоритм расчета параметров шарниров качения и создана новая конструкция шпинделя, обеспечивающая радиальную сборку и повышение эксплуатационных характеристик.

5. Разработаны новые методики определения основных параметров элементов агрегата с блоком резки штампового типа для случая одновременного изготовления четного количества заготовок, симметрично расположенных относительно продольной оси листа.

5.1. Для блока резки, включающего неподвижный нож-гребенку и подвижный блок ножей-пуансонов, обосновано применение многокаскадной установки ножей-пуансонов с четным числом каскадов и нечетным числом ножей-пуансонов в каждом каскаде, и разработана методика расчета его основных параметров: усилий резания, количества и условий ориентации каскадов, числа ножей-пуансонов в каскаде и величины их хода.

5.2. В качестве привода блока резки штампового типа предложено использование маслонасосного гидравлического привода с многоцилиндровым силовым блоком, снабженным двойными мультипликатором и редуктором.

5.3. Для подающего устройства разработана методика расчета угла наклона стола, которая учитывает скоростной режим работы силового блока.

6. Развита теория проектирования бесстанинных многоцилиндровых силовых блоков, предназначенных для использования в гидроприводе агрегата с блоком резки штампового типа.

6.1. Разработана новая конструкция многоцилиндрового силового блока, в котором стойки станин одновременно являются плунжерами рабочих цилиндров, а сами цилиндры совмещаются с подвижной траверсой, что уменьшает металлоемкость и габариты конструкции по высоте в 1,5.2,0 раза.

6.2. Сформулирована и решена статически неопределимая задача расчета элементов блока на прочность с оптимизацией параметров рабочих цилиндров.

7. Разработан метод повышения эффективности работы насосного гидропривода, основанный на введении в его схему гидравлического редуктора давления.

7.1. Разработана принципиально новая схема редукторно-мультипликаторного привода многоцилиндрового силового блока, в которой рабочий ход обеспечивается использованием двойного мультипликатора, холостой ход - использованием редуктора, а зарядка мультипликатора и редуктора осуществляется обратным ходом силового блока. Предложенная схема обеспечивает автоматическую работу агрегата, включая гидроприводы подающего устройства и п рижима-в ыта л ки вате л я.

7.2. Проведены расчеты параметров двойного редуктора и двойного мультипликатора, которые базируются на определении коэффициентов редукции и мультипликации при анализе соответственно холостого и рабочего хода силового блока с известным коэффициентом усиления, при условии ламинарного течения рабочей жидкости в трубопроводах.

7.3. Проведены расчеты параметров возвратных цилиндров силового блока, базирующиеся на определении коэффициента усиления, при анализе режимов зарядки редуктора и мультипликатора.

8. Разработаны, изготовлены и испытаны в лабораторных и в производственных условиях однооперационные агрегаты резки листов катодного никеля с электромеханическим и гидравлическим приводом.

8.1. Спроектированы, изготовлены и испытаны на НГМК и на комбинате "Североникель" агрегаты с однобарабанным блоком для резки листов катодного никеля толщиной до 10 мм на заготовки размером 50x50 мм и 95x95 мм соответственно. Линии резки на основе этих агрегатов имеют удельную производительность в пределах 400 т/год на 1 т оборудования, что в 7.8 раз превышает удельную производительность известных линий двухоперационной резки.

8.2. Разработан, изготовлен и испытан в лабораторных условиях агрегат с гидроприводом для резки листов катодного никеля толщиной до 3 мм на заготовки размером 25x25 мм. Испытания подтвердили высокую надежность работы агрегата в автоматическом режиме, а также пригодность разработанных в диссертации методик для инженерных расчетов.

8.3. Для комбината "Северникель" спроектирован агрегат с гидроприводом для резки листов катодного никеля толщиной до 12 мм на заготовки размером 32x32 мм. Удельная производительность линии на основе этого агрегата составит около 160 т/год на 1 т оборудования, что в 3 раза превышает удельную производительность известных линий двухоперационной резки.

8.4. По сравнению с применяемыми в настоящее время линиями двухоперационной резки, эффективность разработанных и созданных агрегатов однооперационной резки обеспечивается компактностью конструкции, сокращением единиц оборудования, повышением надежности работы оборудования, снижением эксплуатационных затрат, повышением удельной производительности, устойчивости процесса резки и автоматизацией работы агрегата.

1. Потапенков A.n., Чернобай В.М., Серебренников Ю.Г. Способы обработки катодного никеля / Норильский индустриальный ин-т. -Норильск, 1990-1 Зс.-ДеП. в ЦНИИцветмет экономики и информации 23.03.90r,N 1920-90ДеП.

2. A.C.N 1278122 СССР. МКИ4 В23Д15/08, 33/02. Автоматическая линия раскроя листового материала / Г.Л.Вексельман, Н.Е.Костылев, В.А.Терюшнов, А.В.Доскинская.-N 3852675/25; Заявлено 02.06.85. Опубл.23.12.86.Бюл^47-4с.

3. А.С.N1400800 СССР. МКИ4 В23Д 15/08,33/02. Автоматическая линия раскроя листового материала / Г.Л.Вексельман, Н.Е.Костылев, А.А.Суворов-М4158671/25;Заявлено 10.12.86. 0публ.07.06.88 Бюл.М21-5с.

4. А.С.N166567 СССР. МКИ2 В23Д 19/00. Автоматическое устройство П.А.Бессонова для нарезки листового материала / П. A.Becc0H0B.-N741505/25; Заявлено 12.08.61г. Опубл.22.11.65 Бюл.Ы22-2с.

5. А.С. N564107 СССР. МКИ2 В23Д 19/00,31/00.Автоматическое устройство П.А.Бессонова для нарезки листового материала / З.Р.Зелинский, Ю.М.Плужников.- N 2321136/02; Заявлено 02.02.76. Опубл.17.10.77. Бюл-N 25,-Зс.

6. А.С. N1192914 СССР. МКИ4 В23Д 31/00. Устройство для раскроя листового материала / И.Н.Страшненко, Г.Р.Хейфец, Б.Н.Сидоренко и др.-N 3787379/25; Заявлено 28.05.84. Опубл.23.11.85. bKm.N43.-6c.

7. А.С.N167737 СССР.МКИ2 В23Д 15/00. Устройство для резки листов из ленты / В.А.Кирьянов, В.П.Рощупкин, А.Д.Цеханович и др. N837731/25; Заявлено 22.05.63. 0публ.20.03.65. Бюл^2-2с.

8. А.С.N774833 СССР. МКИ3 В23Д 31/00,33/00.Установка для раскроя листового материала/В.И.Нагорнов, В.И.Дубенчук, В.Г.Кабушка, Н.С.Павленко-N 2663120/25; Заявлено 18.09.78.0публ.30.10.80 Bkwi.N 40-6с.

9. Э.Терентьев В.С.,Цалюк М.Б.Адьюстаж тонколистовых станов. Отделочные машины.-Свердловск; Металлургиздат, 1961-344с.

10. А.С. N872056 СССР, МКИ3 В23Д 15/08, 19/06,33/02. Автоматическая линия раскроя листового материала на прямоугольные заготовки/В.И.Нагорнов,В.И.Дубенчук, В.Г.Кабушка, Н.С.Павленко. N 2853724/25;Эаявлено 17.12.79. Опубл. 15.10.81. Бюл. N 38.-6с,

11. A.C.N 264123 СССР, МКИ2 В23Д 31/00.33/10. Установка для получения прямоугольных пластин/В.В.Штейнман, И.И.Болотов,-N1291595/25;Заявлено 19.12.68.0публ .24.06.70.

12. А.С.N281401 СССР,МКИ2 В23Д 19/00.Устройство для вырезки деталей из листового материала/А.С.Короленко, А.С.Александров, В.К.Винокуров.-М274715/25;Заявлено 03.10.68. Опубл.5.11.71.Бюл^ 29,-Зс.

13. Металлические конструкции: учебник для вузов по спец. "Пром. и гражд.стр-во'7Е.И.Беленя, В.А.Балдин,Г;С;Ведерников и др.: Под общ.ред.Е.И.Беленя.-6-ое изд.,перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1986.-559с.

14. Королев A.A. Конструкции и расчет машин и механизмов прокатных станов: Учеб.пособие для вузов.-2-e изд.,перераб. и доп,-М: Металлургия, 1985.-376С.

15. А.С. N998018 СССР, МКИ3 В23Д 31/00.Устройство для резки листового материала/ Л.Г.Курбатов, Л.И.Левина, В.Ф.Уткин-N3358110/25;3аявлено 07.08.81 ;Опубл.25.02.83. Бюл. N7-4c.

16. А.С. N1181794 СССР, МКИ4 В23Д 31/00.Устройство для резки листового материала/ А.Ю.Пышминцев.-№776622/25; Заявлено3107.84; Опубл.30.09.85 Бюл.Ы 36-4с.

17. А.С. N1248731 СССР, МКИ4 В23Д 31/00. Устройство для резки листового материала/А.Ю.Пышминцев.-Ы3807850/25;Заявлено 31.10.84. Опубл.07.08.86.Бюл.N29.-30.

18. А.С. N1473914 СССР, МКИ4 В23Д 31/00. Устройство для резки листового материала/А. Ю.Пышминцев, Б.А.Евсеев, В.И.Портнятян, Ю.С.Решетников.^4286787/25; Заявлено 17.07.87; 0публ.23.04.89. Бюл.N15.-60.

19. А.С.N1218731 СССР,МКИ4 В23Д 31/00.Устройство для резки листового материала/А. Ю.Пышминцев, В.И.Портнятин Б.А.Евсеев-N3837868/25; Заявлено 31.Ю.84;Опубл.28.02.86.Бюл.№-4с.

20. А.С.М96113 СССР, МКИ2 В23Д 19/06. Устройство для вырезки деталей/ Н.А.Полипцев, Г.Д.Тимофеев N 2054918/25; Заявлено 26.08.74. Опубл. 25.12.75. Бюл.№7-5с.

21. А.С. N 659245 СССР, МКИ2 В21Д28/36. Валковое устройство для штамповки деталей из листового материала,/ А.Г.Посякин, А.И.Пылаев.- N2449392/25; Заявлено 03.02.77. Опубл. 30.04.79 Бюл.М6-4с.

22. А.С^ 1172631 СССР, МКИ4 В21Д 28/36;В26Р 1/20. Устройство для вырубки деталей из листового материала/А.В.Козельский.^ 3650992/25; Заявлено 26.08.83. Опубл. 15.08.85. Бюл^30-3с.

23. А.С. N871907 СССР, МКИ3 В21Д28/00. Способпоследовательной штамповки прямоугольных заготовок / В.И.Шиндин,А.Г.Сластенов, В.Е.Данилюк.^ 2811158/25;Заявлено 15.08.79. Опубл.15.10.81. Бюл.М38-2с.

24. А.С. N 1080903 СССР, МКИ3 В21Д28/00.Способ последовательной штамповки прямоугольных пластин/Г.А.Емелин. -Ы 3524034/25;3аявлено 16.12.82г. 0публ.23.03.84. Бюл.Ж1-4с

25. А.С.N1041193 СССР, МКИ3 В21Д28/14. Устройство для многорядной малоотходной штамповки деталей без междетальных перемычек из листового материала/А. И.Сергеев^ 2062240/25; Заявлено 23.09.74. Опубл. 15,09,83. Бюл.N34-30.

26. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке.-М.: Машиностроение, 1979-520с.

27. Волосатое В.Н. Безотходная и малоотходная штамповка листовых деталей.-М.-Л.:Машгиз,1961.-148с.

28. А.С. 239192 СССР, МКИ2 В21Д28/14, 28/06. Штамп для многорядной безотходной штамповки/В. Б.Любушин, Г.Е.Скороход, Р.С.Горовой и др.^ 1192452/25; Заявлено 19.10.67.0публ.18.03.69 Бюл.Ы11-2с.

29. А.С^ 1625596 СССР,МКИ5 В23Д 19/00. Устройство для вырезки прямоугольных деталей из листовых материалов/А.П.Потапенков, Л.И.Данилов, Д.П.Притыкин, С.Ф.Ершов, В.М.Чернобай.^4608617/27; Заявлено 24,11,88, 0публ,07,02,91, Бюл^ 5-Зс,

30. А.С^ 1655670 СССР, МКИ5 В23Д 31/00. Устройство длявырезки деталей из листового материала/А.П.Потапенков, Л.И.Данилов, Д.П.Притыкин, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников.^4363279/27; Заявлено 13.01.88. Опубл. 15.06.91. Бюл^22-4с.

31. Патент N 20557633 РФ, МКИ6 В23Д 19/00. Устройство для вырезки прямоугольных деталей/ А.П.Потапенков, В.И.Чабаненко, В.М.Чернобай.^ 5068111/08;3аявлено 06.10.92. Опубл. 10.04.96. Бюл.1\110-5с.

32. А.С.М 1614293 СССР, МКИ5 В21Д28/14. Штамп последовательного действия для вырубки прямоугольных пластин / А.П.Потапенков, С.Ф.Ершов, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, А.А.Денисенко. N4700136/31; Заявлено 05.06.89. Зарегистрировано 15.08.90-5С.

33. A-C.N1704887 СССР, МКИ5 В21Д28/14. Устройство для малоотходной штамповки плоских прямоугольных деталей /

34. A.П.Потапенков, Л.Н.Данилов. С.Ф. Ершов, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников.^ 4745776/27;Заявлено 05.10.89;0публ.15.01.92. Бюл^2-4с.

35. ЗЭ.А.С^ 1773534 СССР. МКИ5 В21Д 28/14. Устройство для последовательной малоотходной вырубки I А.П.Потапенков,

36. B.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, А.В.Полуянов.^4913731/27; Заявлено 21.02.91. 0публ.07.11.92. Бюл^ 41-6с.

37. Патент N 2011457 РФ, МКИ5 В21Д 28/14. Устройство для штамповки листовых прямоугольных деталей/А. П. Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, В.Д.Живага, В.П.Юркин.^5009352/27;3аявлено 04.07.91. Опубл. 30.04.94. Бюл.М8-5с.

38. Ковка и штамповка. Справочник: в 4 томах/Ред.совет: Е.И.Семёнов и др.Т.4: Листовая штамповка// А.Ю.Аверкеев и др. Под ред.А.Д.Матвеева.-М: Машиностроение, 1985,-544с.

39. Королев A.A. Конструкции и расчёт машин и механизмов прокатных станов.-М: Металлургия, 1969.-464с.

40. Потапенков А.П.,Миняков О.В.,Чернобай В.М. Оценка усилий резания наклонными ножами.// Сборник научных трудов. Строительство. Механика/Норильский индустр.ин-т-Норильск.1995,-с.59-64.

41. Потапенков А.П., Слюсарь A.C. Исследование усилий резания наклонными ножами.//Крайний Север, 96. Технологии, методы, средства. Механика: Сборник докладов региональной научно-технической конференции/Норильский индустр.ин-т.-Норильск, 1996.-с.9-18.

42. Потапенков А.П., Чернобай В.М.Исследования процесса и оборудования однооперационной вырезки прямоугольных листовых заготовок//. Механика деформируемых сред в технологических процессах: сб.научных трудов.-Иркустк: ИрГГУ, 1997,-с.143-149.

43. Электрические измерения. Средства и методы измеренийобщий курс)/К.П.Дьяченко. Д.И.Зорин, Н.В.Новицкий, Е.Г.Шрамков и др.// Лод.ред.Е.Г.Шрамкова. Учебное пособие для вузов.-М: Высшая школа, 1972-520С.

44. А.С.М 1256829 СССР, МКИ4 В21В 35/14. Муфтовое соединение/ А.П.Потапенков, Э.П.Касперович, В.М.Приходько,-М3678292/22; Заявлено 26.12.83. Опубл. 15.09.86. Бюл.М 34-3с.

45. Потапенков А.П. Совершенствование элементов линейного прокатного стана/ Запорожский индустр.ин-т.- Запорожье, 1986-9с.-ДеП. в УкрНИИНТИ 02.09.86, М2032-УК 86.

46. Потапенков А.П. Основное оборудование прокатных цехов: учебное пособие/Норильский индустр. ин-т.-Норильск, 1996-96 с.

47. Целиков А.И., Смирнов В.В. Прокатные станы. -М.: Металлургиздат, 1958.-432с.

48. Потапов Н.М., Свирский И.Б., Денисов А.А. Исследование шпиндельных соединений// Вкн: Эксплуатация и ремонт металлургического оборудования.-М.: Металлургия, 1983-с.42-48.

49. Потапенков А.П„Касперович Э.Б. Распределение удельных давлений в шарнире универсального шпинделя//Изв.вузов.Черная металлургия.-1983. N 4.-е. 132-136.

50. Платонов В.Ф. Исследование подшипниковых опор//. Автомобильная промышленность.-1960.-М7- с.24-27.

51. Валугин К.Н. Расчет шпиндельных соединений// В кн.: Конструирование машин и оборудования.-М.-Свердловск:

52. Машиздат, 1956-с. 128-132.

53. Крагельский И.В.,Добычин Н.М., Комбалов B.C. Основы расчётов на трение и износ.- М.: Машиностроение, 1977-526с.

54. А.С. N1033245 СССР, МКИ3 В21В35/14. Шарнир универсального шпинделя/ А.П.Потапенков, Э.Б. Касперович.- N 4427149/33; Заявлено 30.04.82. Опубл. 07.08.83 Бюл.Ы 29-Зс.

55. A.C. N 1528591 СССР, МКИ4 В21В35/14 Шарнир универсального шпинделя./А.П.Потапенков, В.Л.Романченко,

56. A.Г.Кузьменко, О.А.Гук, В.А.Незговоров, В.Н. KaHK)k-N3968848/22; Заявлено 28.10.85 Опубл. 15.12.89. Бюл. N 46-Зс.

57. A.C.N 1293442 СССР, МКИ4 F16 N 9/02, В21В 35/14. Устройство для автоматической смазки шарниров универсальных шпинделей/А.П.Потапенков, А.Г.Кузьменко, О.А.Гук, В.А.Незговоров,

58. B.Н.Канюк, В.Л.Романченко, В.В.Лось.-Ы3971078/25; Заявлено 28.10.85 Опубл. 28.02.87. Бюл. N8~4c.

59. Иванченко Ф.К., Полухин П.И., Тылкин М.А., Полухин В.П, Динамика и прочность прокатного оборудования М.: Металлургия, 1970-487с.

60. Бронштейн И.Н,,Семендяев К,А, Справочник по математике.-М. Наука, 1967.-608С.

61. Потапенков А.П. Оценка прочности элементов универсального шарнира на вкладышах.// Изв.вузов. Черная металлургия,-1995-М2.с.57-61.

62. Бейзельман Р.Д., Цыпкин В.В., Перель Л.Я. Подшипники качения: Справочник.-М.: Машиностроение, 1967.-564с.

63. Потапенков А.П., Чернобай В.М., Серебренников Ю.Г. Установка для резки никелевых катодов на карточки//Цветная металлургия.-1993.-1М1- с.35-39.

64. Иванченко Ф.К., Красношапка В.А. Динамика металлургических машин.- М., Металлургия, 1983.-295с.

65. Бидерман В.П. Теория механических колебаний: М.: Высшая школа, 1980.-408с.

66. A.C. N275973 СССР, МКИ2 В21В13/00. Бесстанинная прокатная клеть/ А.П.Потапенков, В.З.Штепенко.- Ы1127606/22;3аявлено 27.01.67 Опубл. 14.07.70 BKm.N23-2c.

67. Потапенков A.n., Чернобай В.М., Миняков О.В. Оценка прочности элементов бесстанинной клети// Цветная металлургия.-1995.-N7-8.-C.26-30.

68. Писаренко Г.С. и др.: Справочник по сопротивлению материалов/Г.С.Писаренко, А.П. Яковлев, В.В.Матвеев.-Киев: Наук, думка, 1988-734C.

69. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов. -М,: Машиностроение, 1975-222с.

70. Потапенков А.П.Оборудование трубопрессовых и прессово-волочильных цехов: Учебное пособие/Завод-втуз при НГМК.-Норильск, 1981.-108с.

71. Потапенков А.П., Штепенко В.З Элементы гидравлического нажимного механизма реверсивного стана// Изв. вузов. Черная металлургия. -1969.-N 1-е. 168-172

72. Розанов Б.В. Гидравлические прессы. -М.: Машгиз, 1959-428с.

73. Свешников В.К., Усов A.A.; Станочные гидроприводы:

74. Справочник-2-ое изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение ,1988-512с.

75. Аврутин Р.Д. Справочник по гидроприводам металлорежущих станков.-М.-Л,: Машиностроение, 1965.-268с.

76. А.С. N902990 СССР, МКИ3 В23Д15/14, В26Д5/04. Система управления подвижной траверсой гидравлических ножниц./В.К.Викторов.- N 2948479/25; Заявлено 30.06.80. Опубл. 07.02.82. Бюл.Ы 5-Зс.

77. А.С.N979033 СССР, МКИ3 В23Д15/14. Система управления подвижной траверсой гидравлических ножниц./И. В. Становой, Л. Н. Кузьменков 2953945/25; Заявлено 09.07.80 Опубл. 07.12.82 Бюл. N45-40.

78. А.С.N1435343 СССР, МКИ4 В21В31/32. Гидравлическое установочное устройство прокатного стана/ А.П.Потапенков,

79. A.Г.Кузьменко, Д.П.Притыкин, В.М.Чернобай, О.А.Гук, Ю.Г.Серебренников,- N 4221954/31 ;Заявлено 06.04.87 Опубл. 07.11.88 Бюл. N41-5с.

80. А.С. N1328017 СССР, МКИ4 В21В31/32. Гидромеханическое установочное устройство рабочего валка. / А.П.Потапенков,

81. B.Л.Романченко, А.Г.Кузьменко, Ю.Л. Левин, В.А.Незговоров, О.А.Гук, В.Н.Канюк N 4042171/31 ;Заявлено 24.03.86 Опубл. 07.08.87 Бюл^29-5с.

82. А.С.N1733140 СССР МКИ5 В21В31/32 Гидромеханическое устройство установки рабочего валка / А.П.Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников, С.И.Ерошкин.- N 4847720/27; Заявлено 30.05.90 Опубл. 15.05.92 Бюл^ 18-4с.

83. А.С. N 1761549 СССР, МКИ5 В30В15/24. Гидравлический пресс / А.П.Потапенков, В.М.Чернобай, Ю.Г.Серебренников. А.В.Полуянов N 4829769/27; Заявлено 29.05.90. Опубл. 15.09.92. Бюл. N 34-4с.

84. Потапенков А.П., Усачёв В.П., Ильченко В.И., Кызродев В.П. Перекос валка, движущегося в период прокатки// Изв.вузов.Черная металлургия.-1977-N 5.-е. 135-139.

85. Потапенков А. П. Исследование системы управления гидравлическим установочным устройством верхнего валка обжимного стана/ Металлургическая и горнорудная промышленность:Научн.-техн. и производств.Сб.-Днепропетровск, 1969.-N2-C.72-75.

86. Патент N 2084348 РФ, МКИ6 В30В15/24. Гидравлический пресс/ А.П.Поталенков, В.И.Чабаненко, В.М.Чернобай, О.В.Миняков. А.В.Гончарук. -N95104268/02; Заявлено 23.03.95. Опубл. 20.07.97. Бюл. N 20.-5с.

87. Задачник по гидравлике, гидромашинам и гидроприводу: Учебное пособие для машиностроит.спец.вузов / Б.В.Некрасов, И.В.Фатеев, Ю.А.Беленков и др.:под ред. Б.В.Некрасова-М: Высш. шк., 1989-129с.

88. Потапенков А.П. Исследование и совершенствование гидравлического установочного устройства обжимного стана / Норильский индустриальный ин-т.-Норильск,1996-13с.-Деп.в ЧЕРМЕТинформация.25.01.96.N 6015/01.

89. Элементы гидропривода: Справочник / Абрамов Е.И., Колесниченко К.А., Маслов В.Г.- Киев: Техника, 1977.-380с.