автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Особенности циклического формоизменения при прошивке заготовок в косовалковых станах разных типов с учетом положения направляющего инструмента в очаге деформации

На правах рукописи

Чепурин Максим Владимирович

ОСОБЕННОСТИ ЦИКЛИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ПРОШИВКЕ ЗАГОТОВОК В КОСОВАЛКОВЫХ СТАНАХ РАЗНЫХ ТИПОВ С УЧЕТОМ ПОЛОЖЕНИЯ НАПРАВЛЯЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ

Специальность 05.16.05 - «Обработка металлов давлением»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре «Технология металлов» Московского энергетического института (технического университета)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Голубчик P.M.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Коликов А.П.

кандидат технических наук, доцент Леняшин В.Б.

Ведущее предприятие: ОАО «Первоуральский Новотрубный завод»

Защита состоится «_»_мая_2004г. в 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 002.060.02 в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва. Ленинский проспект, 49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН.

Автореферат разослан «_» апреля_2004 года.

Справки по телефону 135-96-29.

Ученый секретарь диссертационного Совета

Шелест А.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В технологических процессах производства горячекатанных труб, важное место занимают станы винтовой прокатки, в которых осуществляется прошивка заготовок. Работа этих станов в значительной мере определяет сортамент, качество поверхности и точность размеров труб, стабильность работы агрегатов в целом и их производительность. Роль винтовой прокатки существенно возрастает при изготовлении труб из высоколегированных сталей, когда прошиваемость металла, стойкость технологического инструмента, конструкция и параметры станов определяют принципиальную возможность получения продукции экономичным способом прокатки.

В связи с этим при создании прогрессивных технологий производства труб высокого качества одна из первоочередных задач заключается в разработке методов оценки различных станов винтовой прокатки, типа и положения направляющего инструмента при производстве труб ответственного назначения эта задача приобретает решающее значение.

Создание и освоение новых технологий и конструкций станов, оптимизация процессов винтовой прокатки требуют развития теории винтовой прокатки и на ее основе — новых методов расчета рациональных режимов деформации, разработки новых типов и режимов работы направляющего инструмента.

Данная работа выполнена по плану фундаментальных исследований Минобразования РФ в области инженерных наук (гранты Минобразования № 01200102640 и 01200304631).

Цели и задачи работы. Целью настоящей работы является исследование процесса прошивки заготовок в станах различного конструктивного исполнения при разном типе и положении в очаге деформации направляющего инструмента, с привлечением математического моделирования, результатов экспериментальных исследований и анализа распределения параметров циклического формоизменения по длине очага деформации.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка математической модели для обобщенного описания станов разного конструктивного исполнения;

- установление влияния разного типа направляющего инструмента и его положения в очаге деформации на параметры циклического формоизменения;

- определение геометрических, кинематических и деформационных параметров их распределения по длине очага деформации и по отдельным участкам;

- проведение анализа существующих промышленных станов и разработка рекомендаций по уменьшению дефектов.

Научная новизна. Разработана математическая модель, позволившая рассчитать параметры циклического формоизменения при прошивке заготовок в различных прошивных станах.

Выявлено влияния пространственного положения осей заготовки и валков и типа направляющего инструмента и его установки в очаге деформации на параметры циклического формоизменения.

Получены зависимости геометрических, кинематических и деформационных параметров при каждом единичном обжатии и на отдельных участках очага деформации в зависимости от настройки стана, калибровки направляющего инструмента и его положения в очаге деформации, размеров исходных заготовок и получаемых гильз и других факторов.

Методами планирования эксперимента выявлена значимость параметров процесса прошивки на величину накопленной деформации сдвига на различных участках очага деформации.

Практическая значимость. Научные разработки диссертации и технические решения направлены на снижение расхода металла, повышение точности геометрических размеров труб и снижение поверхностных дефектов. Они включают усовершенствованные технологические режимы прошивки заготовок и рекомендации по получения труб.

Реализация результатов в промышленности. Результаты теоретических исследований и обобщений явились научной основой технологических решений, внедряемых лабораторией горячей прокатки труб ЦЗЛ в условиях ОАО «Первоуральский Новотрубный завод» и ОАО «Волжский трубный завод» на различных трубопрокатных агрегатах 220,140-1 и 200.

Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждаются соответствием отдельных зависимостей общим положениям теории обработки металлов давлением и механики сплошных сред достаточно точным совпадением ряда рекомендаций с заводскими данными по разбраковке труб, полученных на агрегатах с различными прошивными станами.

Апробация работы. Отдельные разделы работы доложены, обсуждены и одобрены на:

- пятой международной научно-технической конференции «Теоретические проблемы процессов прокатки» в г. Днепропетровск (2000 г.);

- третьем, четвертом и пятом международных конгрессах прокатчиков г. Липецке (1999 г.), в г. Магнитогорске (2001 г.), в г. Череповеце (2003 г.);

- пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой всероссийских научных конференциях аспирантов и студентов. Москва, МЭИ (19992004 г.);

- международной научно-технической конференции «Трубы России. 2004». (г. Екатеринбург, 2004 г.).

Публикации.Основное содержание работы опубликовано в _7_ статьях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, _5_ глав,

сводки общих выводов, изложена на_121_страницах машинописного текста,

содержит _33_ рисунка, _16_ таблиц; библиографический список включает _126_ наименований отечественных и зарубежных авторов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- обоснование и выбор теоретических методов расчета основных параметров при циклическом формоизменении прошиваемой заготовки в различных косовалковых станах;

- установленные закономерности циклического формоизменения заготовок в зависимости от типа стана и его настройки, калибровки валков и направляющего инструмента, размеров заготовок и гильз и других факторов;

- оценка влияния различных параметров на накопленную степень деформации сдвига, полученного методами планирования активного эксперимента;

- сопоставление расчетных данных с результатами разбраковки готовых труб, полученных на различных трубопрокатных агрегатах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Развитие процесса прошивки заготовок связано с именами таких известных российских и украинских ученых как П. Т. Емельяненко, А. И. Целиков, И. М. Павлов, В. С. Смирнов, А. П. Чекмарев, П. И. Полухин, П. К. Тетерин, Ю. М. Матвеев, А. О. Пляцковский, И. А. Фомичев, Ю. Ф. Шевакин, В. Я. Осадчий, И. Н. Потапов, А. А. Богатов, В. М. Друян, М. И. Ханин, А. П. Коликов, Р. М. Голубчик, Б. А. Романцев, С. П. Галкин, Б. Н. Матвеев, Д. В. Меркулов, В. Б. Леняшин, а также ученых-производственников А. 3. Глейберга, Н. С. Кирвалидзе, Е. Д. Клемперта, В. Н. Умеренкова.

Ими решены многие важные вопросы теории и технологии процесса прошивки: геометрия очага деформации, ряд задач кинематики, напряженно-деформированного состояния и образования центрального разрушения, теория условий захвата, определение силовых условий и др.

Вместе с тем отсутствовали методики сравнения прошивных станов различных типов при сопоставимых настройках, оценки видов направляющего инструмента и его положения в очаге деформации.

При всем многообразии факторов, влияющих на процесс прошивки, оценка их воздействия была весьма ограничена. Отсутствовали заводские данные по разбраковке труб, полученных на различных трубопрокатных агрегатах из исходных заготовок различных поставщиков.

В предлагаемой работе сделаны попытки в какой то мере восполнить эти пробелы.

б

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА И АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ СТАНОВ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ РАЗНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

При производстве бесшовных труб используются двухвалковые прошивные станы с грибовидными, чашевидными и дисковыми валками, хотя форма очага деформации является общей.

Станы винтовой прокатки описываются по взаимному положению осей валков и заготовки: углами подачи'а и раскатки ¡3, расстоянием между осями валка и заготовки в вертикальном д и горизонтальном Ьс направлениях, функцией изменения формы валка Щ8) (8 - координата по оси валка). Вместо Щ8) могут указываться углы конусности валка на входе и выходе (р1, фг и радиус валка в пережиме Двп Существующие другие параметры - угол поворота планшайбы и т. п., являются альтернативными и пересчитываются в вышеназванные.

Для любых косовалковых станов оси валка и заготовки в пространстве являются скрещивающимися прямыми. Именно это обстоятельство является физическим обоснованием винтового движения заготовки во вращающихся приводных валках.

Рис. 1. Пространственное положение осей валка (^э и заготовки Ох: Ф, ¥ - фронтальные, Г, Н - горизонтальные, 0, П - профильные плоскости в системах координат ОэШ и Охуг; Фх - плоскость, проходящая через ось Ох и параллельная Ф; С^, С^'1, С^11 - проекции оси валка на координатные плоскости заготовки; <3*, - проекция точки С> на плоскости ¥ и Н

На рис. I показаны координатные системы валка (Qstu) и заготовки (Охуг), начало координат выбрано в точке качания (поворота) оси валка относительно оси заготовки, начала координат жестко связаны между собой.

В станах с бочковидными валками расстояние между осями валка и заготовки равно ¿с. Валки поворачивают на угол подачи а (точку поворота принимают за начало координат валка Q). Расстоянию между точкой Q на оси валка и точкой О на оси заготовки, и будет расстоянием между скрещивающимися прямыми. Такое положение оси валка относительно оси заготовки назовем каноническим (расстояние между скрещивающимися прямыми ас=Ьс, угол скрещивания 5=а). После дополнительного поворота валков относительно точки Q на угол раскатки (3 точки, соответствующие минимальному расстоянию между скрещивающимися прямыми, переместятся в другое место на расстояние по осям валка и заготовки. В зависимости от знака угла раскатки переместятся вправо или влево. Для краткости эти точки назовем точками "скрещивания".

При помощи инвариантных геометрических преобразований для стана любого типа, системы координат валка и заготовки можно перевести в каноническое положение: путем поворота системы координат валка относительно оси заготовки Ох на угол у и переноса начала координат в точку поворота по оси валка т.е. можно перейти от параметров

конструкции стана к параметрам скрещивания. Очаг деформации можно полностью определить при помощи четырех параметров: угла скрещивания и расстояния между скрещивающимися прямыми смещения

начала координат Zs и функции формы валка. R(S) (прямая задача) ил" заготовки г{х) (обратная задача). Координата Zs на оси валка имеет большое значение. Величина Zs для существующих станов, для министанов МИСиС (Б. А. Романцев, С. П. Галкин, С. М. Горбатюк) и углы раскатки ß будут иметь большие отличия, что бесспорно отразится на характере циклического формоизменения.

Угол скрещивания можно вычислить через параметры стана по формуле:

(1)

расстояние между скрещивающимися прямыми:

g-tgfi + Ъ, -tga '

(2)

смещение точки поворота:

Zs. = q' / sinb,

О)

Угол поворота системы

На рис 2 показана рассчитанная по формуле (1) зависимость угла скрещивания от угла раскатки (крестиками показаны существующие станы) Так как при отрицательном угле подачи угол скрещивания поменяет только свой знак, то эта область не показана Из рис 2 следует, что при постоянном угле раскатки влияние угла подачи а на угол скрещивания 8 заметнее при меньших значениях Р При постоянном же значении а чем больше р, тем выше значения На станах винтовой прокатки прошивают заготовки

различных диаметров Для анализа иногда используют передаточное отношение

25 30 Угол раскатки валка Р, град Рис 2 Зависимость угла скрещивания от

) глов подачи а и раскатки р (х - значения р для действующих станов)

диаметр заготовки и валка в пережиме) Области существующих промышленных прошивных станов (включая прошивные станы установок с пилигримовыми раскатными станами, на которых в качестве заготовки используют слитки) охватывают следующие значения ДзгрбОСМЗОО мм, »=0,1-1, а=7°-15°, значения Р принимали равными 0°, ±7°, ±17°, ±30°, ±85° Значение эксцентриситета д для дисковых прошивных станов принимали для получения очага деформации эквивалентного для валковых станов при углах подачи 7°-15°.

Для того чтобы станы разных типов можно было сравнивать друг с другом взяты относительные параметры скрещивания На рис 3 показаны факторные плоскости на которые нанесены области

существующих станов (показаны только бочковидные, чашевидные и дисковые станы для грибовидных и дисковых станов с

отрицательным углом раскатки факторная плоскость б-йс/Овп останется неизменной, а факторная плоскость отобразится зеркально

относительно оси При Р=0 отношепие а.Овп приближенно можно

1+1

представить в виде

в таком виде оно характеризует известное

передаточное отношение г Выбор относительных величин позволил на факторных плоскостях разместить все существующие прошивные станы и

выявить области с бочковидными -1, чашевидными (грибовидными) - И, III IV (Р=7°, 17°, 30°) и дисковыми V валками.

Рис. 3. Зависимость угла скрещивания 5(а) и отношения ZJDm (б) от отношения aJDün'-1 - угол подачи а=7°; 2 - а=11 3 - а=15°;— /=0.1; - • - /=0.5;- - /=1.0; I -а*0°, ß=0°; II - а*0°, ß=7°; III - а*0°, ß=17°;IV - a*0°,ß=30°; V - а=0°, ß=85°

Области I-V показывают на существование свободных зон на факторных плоскостях. Очевидно, что под кривыми 1 новых станов существовать не может, так как углы подачи меньше 7° не применяются. Возможность существования станов в других зонах требует учета и обоснования по многим конструктивным и технологическим факторам, параметрам циклического формоизменения (шаг подачи, вытяжка, частные обжатия, параметр Одквиста и т. п.). Однако для анализа новых конструкций прошивных станов, использование подобных факторных плоскостей целесообразно.

Отношение и угол скрещивания оказывают влияние и на

величину направляющих косинусов скорости заготовки.

Направляющий косинус осевой скорости заготовки (в точке минимального расстояния М от оси заготовки до поверхности валка) после математических преобразований можно записать в виде: sin 5

1.=

лМ?.-«ьу'

расстояние

(5)

между

скрещивающимися прямыми (осями валка и заготовки см. рис. 1), Лв — радиус валка в данном сечении, <р — текущий угол конусности валка в данном сечении, 5 - координата по оси валка, у - расстояние от оси заготовки до проекции точки М в плоскости Н.

В работе получены зависимости направляющего косинуса /х в зависимости от 5 и Это позволило выявить отличия в значениях /х для

действующих прошивных станов, министанов МИСиС для прокатки прутков и планетарных раскатных трех- и четырехвалковых станов.

ОСОБЕННОСТИ ЦИКЛИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ПРОШИВКЕ ЗАГОТОВОК С РАЗЛИЧНЫМ НАПРАВЛЯЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ

При производстве бесшовных труб широко используются двухвалковые прошивные станы с различным направляющим инструментом: линейками, роликами и дисками.

При настройке стана направляющий инструмент характеризуется не только своим профилем, но и положением в очаге деформации. Положение инструмента в очаге деформации, например линеек, определяется двумя параметрами: расстоянием между ними а и смещением гребня /смгр относительно пережима валков.

На производстве при настройке станов считают коэффициент овализации в пережиме £,п=а/Ь, параметры Ь И а (рис. 4) измеряются в пережиме валков и по гребню линеек. При смещении гребня получают неточное значение коэффициента овализации в пережиме хотя его величина влияет на накопленную степень деформации. При смещении гребня линеек коэффициент овализации в пережиме следует считать по формуле:

где: ^ - угол наклона линейки (см. рис. 4) на входе или на выходе.

Для оценки влияния смещения гребня направляющего инструмента /смгр. и расстояния между линейками а на процесс прошивки, японскими исследователями было предложено располагать варианты отдельных настроек на факторной плоскости абсолютных параметров ¡¡м^-а. Однако для того чтобы оценить все существующие режимы, надо перевести абсолютные параметры в относительные величины, так как, например, расстояние между линейками зависит от диаметра исходной заготовки. £>■}, в данной работе предложено использовать относительные параметры. Относительное расстояние между линейками в виде Ах=а/£)з.

Смещение гребня направляющего инструмента относительно

пережима валков на некоторых заводах позиционируют с выдвижением носка оправки за пережим с. Поэтому в данной работе предложено относительное смещение гребня в виде

Значения Аг и Кг можно выразить через параметры конечного формоизменения овализацию в пережиме и смещение гребня

направляющего инструмента /см.гр.. В конечном виде

Кг =-^-^-. (8)

D,-(uB-uJ + 0.5-kn-tg4>} (8)

Был проведен анализ заводских таблиц прокатки и найдены параметры мо> и п. ^п, ¡от, используемые при прошивке, их численные значения: мо=5-7%, ип=9-12%, §,=1.05-1.1, /CMJP= 2СК-20 мм.

По формулам (7) и (8) рассчитаны параметры Az и Кг. На факторной плоскости Az~Kz были выявлены области с минимальными и максимальными значениями накопленной степени деформащш для ответственных сечений В, С и F (C M. рис. 4) Подбирая значения параметров щ, «п, /сыгр, можно найти режимы, отвечающие поставленной задаче: минимизации или максимизации значений накопленной степени деформации.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОШИВКИ НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

МОДЕЛИ Влияние угла раскатки

После приведения конструкций различных станов к каноническому положению были рассчитаны параметры циклического формоизменения. Шаг подачи за каждый цикл поворота заготовки на угол

рабочих валков) зависит от калибровки всего технологического инструмента, параметров настройки и условий процесса (химический состав материала заготовки, температура и скорость прокатки). В связи с этим история циклического деформирования от сечения захвата заготовки (рис 4, сечение А) до сечения выхода изделия (рис. 4, сечение F) при одних и тех же геометрических размерах заготовки и гильзы может быть различной.

Рис. 4. Расчетная схема для определения граничных точек контакта заготовки-гильзы с линейкой и валком при прошивке в бочковидном стане (Оз=110 мм,

Г)гх8г=113x11 мм): 1 - валок; 2 - оправка, 3 - линейка; 4 - стержень оправки; 5 - заготовка; б -

гильза

Для выявления особенностей циклического формоизменения в прошивных станах разных типов для конкретности в качестве примера был взят очаг деформации прошивного стана ТПА 140-1 ОАО «ПНТЗ» без смещения пережима. В качестве сопоставляемых станов были взяты станы с грибовидными и с чашевидными валками,

т. е. по сравнению с бочковидным станом (Р=0) угол раскатки измели от -30° до +30° (рис. 5).

Если исходная форма очага деформации, рассматриваемая при а=0, соответствовала схеме с разными углами раскатки р, то фактическая конусность фл и фр в сечениях А и F(cм. рис. 4) вместо 2,5 и 3,75 изменялась до Фа=3,06° и фр=4,43°, причем значения фд больше изменялись при Р>0, а значения фр при р<0.

Изменение угла раскатки Р от -30° до +30° приводило к смешению точек встречи заготовки с валками в сторону входа (грибовидные валки) и в сторону пережима валков (чашевидные валки) по сравнению с бочковидными валками. Для точек выхода гильзы из валков Г эти смещения носят обратный характер.

В работе выявлено влияние схемы стана на параметры циклического формоизменения. Приведен пример (рис. 5) для прошивки заготовки В3=\05 мм в гильзу 113x8,5 мм (труба 102x5) мм из стали 12Х18Н10Т на станах разных типов.

С увеличением угла раскатки от -30° до +30° накопленная степень деформации Л^ (параметр Одквиста) уменьшается по всей длине очага деформации (рис. 5, а) идо отдельных участков очага деформации (значение на рис. 5, б). Для других режимов наблюдаются аналогичные зависимости.

Полученные данные представляют большой практический интерес. При прошивке заготовок из сталей с пониженной пластичностью чашевидная схема явна предпочтительнее, чем грибовидная, так как необходимо минимизировать значения Для-непрерывнолитых пластичных заготовок, где требуется проработка литой структуры или ее остатков, необходимо максимизировать значение что делает более предпочтительной

грибовидную схему.

Анализ изменения величины шага подачи и числа циклов от угла раскатки показывает, что отличия в значениях обусловлены изменением геометрического положения очага деформации и влиянием ширины поверхности контакта. Это приводит к изменению времени и скорости деформации, что и влияет на накопленную степень деформации Л.

Для проверки полученных зависимостей параметра Одквиста Л от угла раскати р были обработаны заводские данные, полученные в ЦЗЛ на различных трубопрокатных агрегатах. Для труб из стали 20, полученных из заготовок разных поставщиков (ОХМК, Н-Тагил, Златоуст, ЧМК, Серов, ОЭМК), отмечено, что по наружным пленам, количеству труб второго сорта и общему количеству дефектов лучшие показатели имеет стан ТПА 30-102 (прошивной стан с чашевидными валками, Р>0), затем ТПА 140-1 и ТПА 220, где используют прошивные станы с боковидными валками

Эти данные корреспондируются с полученными на математической модели расчетными зависимостями хотя здесь возможно влияние и

других факторов.

Влияние типа направляющего инструмента и его положения в очаге

деформации'

С использованием математической модели были рассчитаны режимы циклического формоизменения при прошивке (для ТПА 220 с использованием линеек, роликов и дисков. Точки встречи заготовки и выхода гильзы из контакта с линейкой, роликом и диском, а также длина контакта с ними различны. В табл. 1 в качестве примера приведены данные для прошивки заготовки диаметром 150 мм в гильзу 166x15 мм.

С линейкой заготовка встречается и отрывается раньше, чем с роликом и диском. Как правило, заготовка сначала встречается с направляющим инструментом, а потом с носком оправки. Исключение составляет диск при Дмгрмм. Заготовка отрывается от направляющего инструмента после схода с оправки. Исключение составляет значение /см гр = —40 мм для линейки и ролика. Величина смещения гребня выбрана исходя из того, чтобы заготовка касалась направляющего инструмента после встречи с валком и отрывалась от направляющего инструмента до выхода из контакта с валком, при смещении гребня /смгр=40, положение сечений Б и Бп для диска почти одинаковы.

Uj>

s s

я te м

s §

и

0

1 5 s я s

r> О

1.1 1.09 1.08 1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 1

г

г' Ч \ Г

й-' С/ / » » 1 « 1 1

i у 1 1 • 1 • /3

к ! v i i • i \ д

i i > > i \ / 1

i i « i i и

i t i i «

i i i « i V

i t t i i

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 Длина очага деформации, мм

Рис. 6. Изменение коэффициента овализации % по длине очага для различного

направляющего инструмента при 1см гр=0 мм 1 - линейка; 2 - ролик; 3 - диск; □ - точка встречи заготовки с инструментом; о - точка отрыва гильзы от инструмента

Закон изменения коэффициента овализации 4(х) по длине очага деформации для линейки, диска и ролика будет разным (рис. 6). График зависимости является функцией без разрывов, изменения угла наклона кривой связанно с тем, что изменение углов конусности валка и направляющего инструмента не совпадают.

При смещении гребня направляющего инструмента в сторону входа заготовка раньше встречается с направляющим инструментом и раньше отрывается от него (см. табл. 1), при смещении гребня в сторону выхода характер контакта меняется.

Таблица 1

Координаты, мм, точек встречи и выхода заготовки с направляющим

инструментом

\|см гр Сеченшк. -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

Ал -155,3 -151,6 -147,2 -143,4 -139,1 -135,1 -131,2 -127,2 -123,3

Рл 140,2 145,3 150,5 155,7 160,8 165,9 171,1 176,2 181,34

Ар -146,7 -142,2 -137,6 -133,1 -128,6 -124,1 -119,6 -1151 -110,6

РР 142,5 147,7 152,9 158,1 163,2 168,4 173,5 178,6 183,8

Ал -143,9 -137,6 -131,2 -124,8 -118,3 -111,8 -105,1 -98,5 -87,4

Ид 151,8 158,3 164,7 171,2 177,6 183,8 193,1 196,3 201,4

Примечание: положение сечений относительно пережима валков, мм: А=-181,6; В=-95,97; С=0,0; 0=107,1; Е=147,2; Г=205,5 (см. рис. 4)

Зависимости £(х) у ролика и линейки (рис. 6, кривые 1, 2) практически совпадают по численным значениям и по характеру изменения графиков. Зависимости £(х) для диска (см. рис. 6, кривая 3) отличаются от линейки и ролика, так как у диска другая калибровка.

Коэффициент овализации оказывает существенное влияние на параметры циклического формоизменения, на число циклов N и накопленную степень деформации Лг (параметр Одквиста). Накопленная степень деформации Л^ для ролика и линейки практически совпадает. Накопленная степень деформации Лед у диска до точки В (см. рис. 4) совпадают с линейкой, от точки В до С незначительно возрастает, после точки С (в конусе раскатки) Лед растет значительно быстрее, чем у ролика и диска

В табл. 2 сведены параметры циклического формоизменения до граничных точек В,С и см. рис. 4), при разном направляющем инструменте и варьировании /смгр. При смещении гребня из конуса прошивки (/с«гр= -40 мм) в конус раскатки (/СМгр=40 мм) число циклов до точек В и С - Л^в и Л^ возрастает.

Зависимость параметра Одквиста Лх значения /шгр имеет другой характер по сравнению с числом циклов N что также согласуется с полученными ранее данными о влиянии коэффициента овализации.

Таблица 2

Параметры циклического формоизменения __

^^ч^смгр Парамеф\ -40 ' -30 -20 -10 0 10 20 30 40

ЛВ 1,19* 1,18 1Д5 1,13 1,13 1,11 1,11 1,09 1,08

1,19 1,17 1,16 1,13 1,12 1,11 1,09 1,06 1,05

1,33 1,29 1,25 1,19 1,14 1,14 1,09 1,08 1,06

Лс 8,76 8,65 8,48 8,29 8,15 7,97 7,83 7,69 ■/,j5

8,78 8,61 8,40 8,21 8,040 7,95 7,69 7,53 7,40

9,32 9,11 8,88 8,61 8,41 8,27 8,03 7,89 7,80

Af 14,29 14,48 14,66 14,84 15,08 15,41 15,89 16,55 17,56

14,45 14,60 14,87 14,97 15,25 15,60 16,12 17,17 18,64

16,98 17,46 18,03 19,19 19,55 20,17 20,84 21,52 21,94

NB 9,00 9,03 9,06 9,08 9,10 9,12 9,14 9,16 9,18

9,04 9,07 9,09 9,12 9,14 9,17 9,18 9,20 9,22

9,00 9,05 9,09 9,13 9,14 9,16 9,19 9,23 9,24

Ne 15,67 15,69 15,71 15,75 15,79 15,84 15,89 15,94 15,99

15,69 15,72 15,75 15,80 15,85 15,91 15,97 16,02 16,07

15,59 15,62 15,68 15,74 15,81 15,89 15,94 15,97 16,01

Nf 23,68 23,58 23,55 23,53 23,52 23,49 23,48 23,48 23,48

23,62 23,62 23,60 23,59 23,57 23,56 23,55 23,53 2 J ,52

23,27 23,26 23,25 23,25 23,22 23,21 23,20 23,19 23,18

* Первая строчка - параметры при прошивке с линейкой, вторая - с роликом, третья - с диском.

Применение дисков ограниченно их габаритами, что практически исключено для действующих прошивных станов с другим направляющим инструментом. Однако, отмеченные особенности в распределении коэффициента коэффициента овализации, в характере накопления параметра Одквиста позволяют рекомендовать изменение профиля линеек или роликов: вместо функции типа у(х) = к*Х + b для линейки и биконических роликов на профиль ближе к профилю диска, с возможным смещением "гребня" в конус раскатки. Это позволит получить лучшую проработку литой структуры за счет повышения накопленной степени деформации при прошивке.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА НАКОПЛЕННУЮ СТЕПЕНЬ ДЕФОРМАЦИИ (ПАРАМЕТР ОДКВИСТА)

Для оценки воздействия на процесс прошивки различных параметров был использован аппарат методов планирования эксперимента. Для этого было предложено все факторы разбить по общим признакам на семь групп. Параметры: валка ф|, ф2, Ain, Кц; линейки /см гр (см. рис. 4); скрещивания

а, Р, /сч пр; установки валков и линеек Ь, а; оправки da, Lf, заготовки-гильзы £>з, Dr, 5Г; коэффициенты осевой и тангенциальной скорости Г|ь т]о-

Бьши проведены семь полнофакторных экспериментов вида n2 (2J, 23 24). В качестве функций отклика была выбрана накопленная стелень деформации сдвига Л (параметр Одквиста) в сечениях В, С и F (см. рис. 4), которую рассчитывали с использованием математической модели.

Нижний и верхний уровень параметров (значения соответствующие +1 и -1) выбирались так, чтобы при любом чередовании параметров в эксперименте величины конечного формоизменения лежали в пределах: u0=4,5-7%, ип=8-11%, овализация £=1,05-1.1.

После проведения расчетов, методами регрессионного анализа были найдены зависимости функций отклика от варьируемых параметров, проведена опенка значимости (по нуль гипотезе и критерию Стьюдента) каждого параметра в опыте для всех функций отклика, так как значимыми для могут быть разные параметры.

Было проведено ряд итераций отдельно для каждой функции отклика и выявление наиболее значимых параметров.

Схема проведения опытов показана на рис. 7.

Результаты исследования представлены уравнениями регрессии:

Лд = 1,14575 - 0,0685• <р2+0,0919-Ъ,+0,0716-кп-0,103-Т,

Д- = 9,0948—1,987- Sr+1,325 • 1,131 • ~кп ,

Af = 16,742 -1,098 • Sr+0,8325 • ~q>0,7087 -la,

значок указывает на нормализацию величины: Z- — , где

z^ = Z*' , z+i и z.i соответственно верхний и нижний уровень величины,

показаны только линейные эффекты.

По уровню значимости параметры настройки располагаютг следующим образом (по мере убыванию значимости, знак «-» поред параметром указывает на то, что при возрастании параметра функция отклика уменьшается): Лв=>-Ь, D3, кп, -ф2, Sr, "Лт. ¿o» Ф» А, пР -Уи-Дзп, -а, —фь Л о, Lf, -р; Лс=> -Sr, фг, -tfm b, -a, -dB, гр, -а, —yi, -г|0, -7СМ пр. фь ¿р> -Дщ, Ih, г|т, -у2, -р, -Д-; Af=> -5Г, у2) Ф2, -*п. -а, Ъ, 1ШГ7, ср,, -у,, Du а, Eh, 1"|т, Л о, -р, -do, Азп, -Lcu np.

Данные исследования позволяют оценить влияние различных параметров настройки прошивного стана на параметр Одквиста (Лв, Лс и Лр).

Используя полученные ряды значимости параметров можно производить настройку стана, для получения необходимой проработки структуры на различных участках очага деформации

Если параметрами настройки прошивного стана (b, a, Donp, а, Р; /с«гр.) не удалось добиться поставленных задач, то следует перейти на другие размеры заготовки-гильзы.

Рис. 7. Схема проведения опытов

Геометрические параметры стана и инструмента (ф|, ф2, £>вп> кп> /СМпр. Уь Уг) как правило нельзя менять на существующем стане, их нужно учитывать на стадии проектирования или модернизации-реконструкции стана.

Данные исследования позволяют оценить влияние параметров настройки прошивного стана на степень накопленной деформации.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЗАВОДСКИХ РЕЖИМОВ ПРОШИВКИ

На производстве при отсутствии нужного диаметра заготовки используют заготовки других диаметров, имеющиеся на складе -альтернативные режимы прошивки. Для оценки влияния геометрических размеров заготовки-гильзы было проведено планирование эксперимента в качестве изменяемых параметров были взяты Лз=105—115 мм, Д—108-112 мм, Sr^lO-M мм. В таблицах прокатки были выбраны восемь режимов

прошивки с указанными геометрическими параметрами. Режимы прошивки подбирались так, чтобы параметры конечного формоизменения и коэффициент овализации лежали в следующих пределах: и0=5-7%, мп=9+12%, £„=1.05-1.1.

После проведения опытов методами регрессионного анализа были найдены зависимости функций отклика от варьируемых параметров.

Результаты исследования на реальных режимах представлены уравнениями регрессии:

Лв = 1.125+0,366 • Е>з + 0,01896 • Г)г - 0,0641 • £ г,

Лс =10,85346 + 0.181 •Бз-0Д341-Бг-0.8379-!Зг ,

Лр = 14,331-0,809-¿з + 0,2709 ■ 5г -1,4173 • 5 г.

Из геометрических размеров заготовки - гильзы на накопленную степень деформации перед носком оправки наиболее сильно влияет диаметр заготовки, потом стенка и диаметр гильзы. На накопленную степень деформации в пережиме валка и в сечении выхода из валков наиболее сильно влияет стенка гильзы, потом диаметр заготовки и диаметр гильзы.

В табл. 3 показаны заводские и предлагаемые режимы, полученные изменением настройки прошивного стана - расстояний между валками Ъ и линейками диаметра оправки

Таблица 3

Характеристика заводских (сверху) и предлагаемых (снизу) режимов прошивки заготовок из стали 12Х18Н10Т на ТПА 140-1 ОАО «ПНТЗ», (ф1=2,5°, ф2=3,75°, а=10°,£>г=108 мм)

Параметры Толщина стенки гильзы готовой т рубы, 5г, мм

8 10 12

1 2 3 4 5 6 7

Диаметр заготовки £)■}, мм НО 115 110 115 110 115

Размеры гильзы £>гх£г, мм 113x11,0 114x11,5 114x13.5 114x14,0 115x15.5 114x16,0

Расстояние между валками Ъ, мм 97 102 98 102 99 102

99 103 99 103 99 103

Расстояние между линейками а, мм 106 111 106 111 108 111

108 112 108 ■ 112 108 112

Диаметр оправки <1а, мм 85 86 81 82 79 78

85 88 79 82 74 п7

Фактические углы конусности в точках В (числитель) и (знаменатель), ° 2.67 4,22 2.79 4.05 2.63 4,39 2.74 4,05 2.78 4,54 2.69 4.05

2.69 4,12 2.76 4.04 2.68 4,29 2.88 4,04 2.72 4,34 2.76 4,04

Установка оправки У*, мм 138.7 131,7 154,6 146,5 135.7 128.7 151Л 143,1 129,1 122,5 151.0 143.1

154.0 146.1 150.0 142,2 159.6 151,4 158.6 150,4 167,2 158,8 165.2 156,8

1 2 3 4 5 6 7

Толщина стенки гильзы 5г**, мм 11,25 11,62 13,75 14,16 15,81 16,16

11,16 11,66 13,62 14,12 15,59 16,08

Обжатие перед носком оправки и0*, % 8.64 8,28 5.93 5,59 8.09 7,63 7,053 6,79 7.99 7,75 7.86 7,48

5,64 5,21 5.58 5,09 5.67 5,27 5.91 5,49 5.46 5,07 5.86 5,46

Обжатие в пережиме валков ы„, % 11,82 11,3 10,91 11,3 10 11,3

10 10,43 10 10,43 10 10,43

Отношение Л7£>з 0,87 0,59 0,81 0,74 0,81 0,79

0,53 0,53 0,54 0,57 0,52 0,57

Параметр Одквиста перед воском оправки Лв 1,82 1,72 1,54 1,44 1,63 1,89

1,04 1,27 1,12 1,38 1,05 1,02

Параметр Одквиста в пережиме валков Лс 7,68 10,89 6,99 8,49 5,83 7.39

9,27 11,16 8,34 8,99 7,99 8,61

Параметр Одквиста на выходе заготовки из очага деформации Лр 13,15 14,11 12,19 11,93 9,92 10,69

13,22 15,76 11,56 11,93 10,93 10,87

* - Числитель параметры рассчитанные без учета фактического угла конусности, знаменатель - с учетом фактического угла конусности.

** - Толщина стенки гильзы получаемая при расчете без учета фактического угла конусности.

В табл. 3 дана оценка искажения очага деформации (углов фч и ф2Л вызванных поворотом валка на угол подачи 10°. Показано влияние этого искажения на установку стержня оправки, толщину стенки гильзы и обжатие перед носком оправки.

Во всех предлагаемых, настройках получено уменьшение отношения ЛУДь что снижает число циклов до носка оправки, уменьшающее склонность к образованию поверхностных дефектов.

По сравнению с заводскими режимами произведено перераспределение параметров циклического формоизменения по длине очага деформации: уменьшены значения параметра Одквиста до носка оправки на 4-5-46% и увеличить на остальной части очага деформации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведено совершенствование математической модели МЭИ, позволившее расчетным путем определять параметры циклического формоизменения при прошивке заготовок на станах разных типов при использовании в качестве направляющего инструмента линеек, роликов и дисков с их различным положением в очаге деформации.

2. Установлено, что при одном и том же значении параметров скрещивания 8 и ас (но при разном знаке например при р= -30° и +30° (а=10°), величины накопленной степени деформации имеют существенные отличия. В этом случае сопоставление станов следует проводить по углу раскатки Построены факторные плоскости параметров скрещивания

и выявлены области существующих станов и области поиска для разработки новых конструкций прошивных станов.

3. Исследованы возможности станов разных типов в зависимости от исходной пластичности и типа прошиваемых заготовок.

4. Предложен метод выбора положения направляющего инструмента в очаге деформации на основе анализа режимов настройки станов с использованием разработанной факторной плоскости Показаны области настроек направляющего инструмента, обеспечивающие воздействие на проработку структуры.

5. Для увеличения проработки структуры предложено изменить профиль линейки на «дисковый», с возможным смещением «гребня» в конус раскатки.

6. Проведена оценка влияния различных групп параметров на характер циклического формоизменения по длине очага деформации. Параметры воздействия на процесс прошивки включали калибровку валков (ф|, ф2, £>вп> Кп), линеек (уь у2, ¡ш.гр) и оправки (¿4, £р), характеристику скрещивания (а, Р, пр.)> положение валков и линеек (Ъ, а), размеры заготовки и гильзы (Бз,

коэффициенты осевой и тангенциальной скорости

7. После исследования с использованием математической модели методами статистической обработки проведено ранжирование по значимости указанных варьируемых параметров по их влиянию на накопленную деформацию в сечениях перед носком оправки, в пережиме валков и выхода из очага деформации.

8. Для реальных заводских режимов получено влияние размеров заготовок и гильз на параметры циклического формоизменения, что позволило методами статистической обработки установить, что на накопленную степень деформации сдвига основное влияние оказывает: до носка оправки диаметр заготовки, в сечениях пережима валков и выхода гильзы - толщина стенки гильзы.

9. Разработаны настройки стана для прошивки заготовок из высоколегированных сталей, позволившие по сравнению с заводскими режимами перераспределить параметры циклического формоизменения: уменьшены значения параметра Одквиста до носка оправки на 4/46% и увеличить на остальной части очага деформации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Меркулов Д. В., Голубчик Р. М., Чепурин М. В. Совершенствование алгоритма расчета параметров циклического формоизменения при винтовой прокатке. Производство проката. 1999 № 6, с. 19-24.

2. Меркулов Д. В., Голубчик Р. М., Чепурин М. В. Особенности расчета параметров формоизменения при винтовой прокатке. Труды III

международного конгресса прокатчиков. -М.: АО «Черметинформация», 2000,стр. 450-453.

3. Меркулов Д.В., Чепурин М. В. Особенности прошивки заготовок в косовалковых станах разного конструктивного исполнения. Труды IV международного конгресса прокатчиков, т. 2, -М.: АО «Черметинформация», 2002, стр. 82-87.

4. Уланов С. В., Чепурин М. В., Меркулов Д.В. Направляющие косинусы скоростных и силовых параметров винтовой прокатки с учетом физических особенностей процесса. Труды IX международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. - М.: МЭИ-ТУ, 2003, с. 237-238.

5. Голубчик P.M., Меркулов Д.В., Чепурин М. В. Особенности циклического формоизменения при прошивке заготовок с различным направляющим инструментом. Труды V международного конгресса прокатчиков, т. 2, М.: АО «Черметинформация», 2004 (в печати).

6. Голубчик Р. М., Клемперт Е. Д., Меркулов Д. В., Титова С. В., Чепурин М. В. Совершенствование режимов прошивки заготовок из коррозионностойких сталей. Достижение в теории и практике трубного производства. Сб научных трудов конференции «Трубы России. 2004». Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ - УПИ», 2004, с. 277-281.

7. Оценка перспективных промышленных станов разных конструкций.

1 Чикалов С. Г., Меркулов Д.В., Титова С. В., Новиков В. М. Сталь. 2004. №

3, с. 44-47. '

Подписано в печать^ зак. /У? Тир.* W Пл. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

í- 624 ?

Введение.

1. Литературный обзор.

2. Особенности расчета прошивных станов разных типов.

2.1. Системы координат заготовка и валков.

2.2. Решение прямой геометрической задачи винтовой прокатки

2.3. Факторные плоскости параметров скрещивания для существующих прошивных станов.

2.4. Влияние параметров скрещивания на направляющие косинусы скорости прошиваемой заготовки.

2.5. Расчет установки оправки с учетом фактической конусности очага деформации.

3. Количество дефектов и тип прошивного стана.

3.1. Характеристика прошивных станов и заводские данные по разбраковке труб.

3.2. Обработка заводских данных по различным дефектам.

4. Математическое моделирование процесса прошивки заготовок.

4.1. Основные положения.

4.2. Пример распечатки одного варианта для прошивного стана ТПА 220 ОАО «ПНТЗ».

4.2.1. Исходные данные и настройка стана.

4.2.2. Параметры циклического формоизменения по длине очага деформации.

4.3. Тип прошивного стана и параметры циклического формоизменения.

4.4. Влияние типа направляющего инструмента и его положения в очаге деформации на параметры циклического формоизменения.

4.5. Применение методов планирования эксперимента для оценки влияния параметров процесса прошивки на накопленную степень деформации сдвига.

4.5.1. Основные положения проведения эксперимента. j- ■'

4.5.2. Калибровка инструмента прошивного стана.

4.5.3. Параметры настройки прошивного стана.

4.5.4. Коэффициенты осевой и тангенциальной скорости.

4.5.5. Размеры заготовки-гильзы.

4.5.6. Анализ результатов планирования первой итерации.

4.5.7. Результаты планирования.

5. Существующие и предлагаемые режимы прошивки заготовок на ТПА 140-1 ОАО «ПНТЗ».

Для обеспечения многих отраслей народного хозяйства, особенно, машиностроения, энергетики, оборонной промышленности и др. большое значение приобретает производство труб, получаемых на трубопрокатных агрегатах, имеющих в своем составе прошивные станы различных типов: с бочковидными, грибовидными и чашевидными валками. Выявление' возможностей различных типов прошивных станов, определяющих во многом качество готовых труб, представляет теоретический и практический интерес в связи с использованием непрерывнолитых заготовок с литой структурой или ее остатками, а также использованием заготовок из сталей с различной степенью легированности.

Широко применяемые на отечественных заводах методы расчета настройки прошивных станов [1-4] базируются на параметрах конечного формоизменения и не учитывают перекос валков в вертикальной плоскости, не отражают особенности очага деформации при разной форме рабочих валков, при разном типе направляющего инструмента и его положении в очаге деформации относительно пережима валков.

Указанный подход, был предложен в работе [1] и пригоден для заготовок из пластичных сталей. Для сталей с пониженной пластичностью использование рекомендаций работ [1-4] не всегда позволяет получать гильзы без поверхностных дефектов.

Известно, что гильзу одного и того же размера из заготовки одного и того же диаметра можно получить при разных настройках стана (разном взаимном положении технологического инструмента: валков, оправки и направляющего инструмента). Однако изменение настройки стана приводит к различной истории циклического формоизменения [5].

Это' обусловлено изменением силового взаимодействия технологического инструмента с прошиваемой заготовкой. Перенастройка стана (изменение расстояния между валками и линейками, перемещение оправки в осевом направлении) приводит к другому силовому взаимодействию. Именно это и оказывает влияние на цикличность процесса.

Так как до носка оправки происходит обжатие сплошной заготовки, а затем происходит деформация с участием оправки, то, по-видимому, необходимо так настраивать стан, чтобы перераспределять параметры циклического формоизменения по длине очага деформации [6]^

Решение подобной задачи требует определения цикличности процесса при математическом описании винтового движения прошиваемой заготовки. Если для станов с бочковидными валками решение этой задачи было предложено Меркуловым Д. В. [6], то для станов с другой формой валков подобного решения не было. Поэтому совершенствование процесса прошивки заготовок в станах с различными валками и направляющим инструментом с учетом распределения параметров : циклического формоизменения по длине очага деформации при производстве горячекатаных труб из сталей с различной исходной пластичностью является актуальной задачей.

Решение подобных задач стало возможным благодаря основополагающим работам советских ученых Емельяненко П. Т., Тетерина П. К., Фомичева И. А., Чекмарева А. П., Целикова А. И., Полухина П. И., Шевченко А. А., Остренко В. Я., Швейкина В. В., Шевакина Ю. Ф., Пляцковского О. А., Финкельштейна Я. С., Жаворонкова В. А., Потапова И. Н., Осадчего В. Я., Друяна В. М., Ханина М. И., Коликова А. П., Голубчика Р. М., Романцева Б. А., Галкина С. П., Белевитина В. А., Миронова Ю. М., Урина Ю. JL, Леняшина В. Б. и др. и научным разработкам известных ученых-производственников Данилова Ф. А., Глейберга А. 3., Кирвалидзе Н. С., Клемперта Е. Д., Умеренкова В. Н. и др.

Краткому обзору основных работ по процессу прошивки заготовок в станах разных типов и посвящена следующая глава.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР J

При производстве бесшовных труб одним из основных технологических процессов является прошивка — получение полой гильзы из сплошной заготовки. Рабочим инструментом (рис. 1) при прошивке являются: приводные валки 1, осуществляющие движение и деформацию заготовки-гильзы 5 и 6; оправка 2, обеспечивающая образование внутренней полости; направляющий инструмент 3, служащий для получения замкнутого профиля в поперечном сечении.

Конструкция станов может быть разной. На производстве применяют (рис. 2) трубопрокатные агрегаты (ТПА) с прошивными станами с бочковидными валками (рис. 2, а), чашевидными (рис. 2, б), грибовидными (рис. 2, в), и дисковыми (с симметричными и несимметричными очагами деформации, рис. 2, г и д). Тетерин П. К. [7] предложил схемы станов классифицировать по параметрам настройки: углу подачи а, углу раскатки Р, расстоянию между валками Перемещению оси заготовки относительно оси станов q (эксцентриситет) и формой валка R(s) (зависимость изменения радиуса валка относительно его оси). Эти параметры дают однозначное определение пространственного положения валка и заготовки через характеристики настройки.

Существуют и другие параметры стана: угол поворота планшайбы 9, расстояние между валками на входной и выходной стороне стана £>н и £>к, углы конусности и т.п., которые можно пересчитать в параметры, предложенные Тетериным П. К.

Исследованию процесса прошивки заготовок в станах разных типов посвящено достаточно много работ. Однако подавляющее большинство этих исследований рассматривает только один тип стана.

В качестве примеров укажем многочисленные и интересные исследования, выполненные под руководством Павлова И. М., Осадчего В. Я. и Коликова А. П. по грибовидным станам [8-18].

Рис. 1. Расчетная схема очага деформации при прошивке в стане с бочковидными валками (объемы подач получены расчетным путем для 10 мм, Dfx5r=l 13x11 мм): 1 - валок; 2 - оправка; 3 - линейка; 4 - стержень оправки; 5 - заготовка; 6 - гильза направление прокатки

Рис. 2. Схемы расположения валков относительно оси заготовки в прошивных станах винтовой прокатки: а - бочковидные валки; б - чашевидные; в - грибовидные; г, д - дисковые с симметричным и несимметричным очагами деформации

В этих работах рассмотрены вопросы силовых и деформационных условий, калибровки инструмента, скольжения и скручивания прошиваемых заготовок и др. Однако характер винтового движения заготовки, единичные обжатия авторами не рассматривались.

Также обособленно рассмотрен процесс прошивки в дисковых станах: несимметричном Зеленцовым А. Н. [19, 20], симметричном Ротенбергом Ж. Я [21-24]. При всех достоинствах этих исследований в них не рассматривались вопросы циклического формоизменения.

Наиболее интересными для сравнения прошивных станов разных типов являются работы Потапова И. Н. [25-28]. В этих работах в сопоставимых условиях даны сравнения прошивных станов с грибовидными, бочковидными и чашевидными валками по скоростным, деформационным и энергосиловым параметрам. Из деформационных параметров укажем скручивание прошиваемых заготовок, шаг винтовой линии на поверхности гильзы, ширину контактной поверхности.

Особенно ценными являются данные, полученные для широкого диапазона углов подачи [29]. Однако особенности циклического формоизменения в этих станах также не рассмотрены.

В литературе исследование прошивных станов рассмотрено в роботах [30-40].

При всем многообразии схем прошивных станов, все станы имеют один очаг деформации: он характеризуется сужающимся раствором валков на входе и расширяющимся на выходе. Впервые такая схема приведена Фомичевым И. А. [30]. На рис. 3 показан общий очаг деформации при прошивке и выделены прошивные станы с валками: бочковидными 1, чашевидными 2, грибовидными 3 и дисковыми 4.

Емельяненко П. Т в своей работе [31] дал описание винтового движения прошиваемой заготовки в очаге деформации стана с бочковидными валками. Миронов Ю. М. [32, 33] и Умеренков В. Н. [34, 35] показали, что при винтовой прокатке оси заготовки и валка по отношению друг к другу являются скрещивающимися прямыми, положение которых в

Рис. 3. Обобщенный очаг деформации станов разных типов: 1 - бочковидные валки; 2 - чашевидные; 3 - грибовидны^ 4 - дисковые пространстве определяется двумя параметрами: углом скрещивания 5 и расстоянием между скрещивающимися прямыми ас. При таком пространственном расположении осей заготовка будет вращаться и двигаться в осевом направлении, что в итоге дает винтовое (геликоидальное) движение.

В работах Голубчика Р. М. [36, 5] проведено сравнение геометрических и кинематических характеристик существующих прошивных станов через параметры скрещивания, и предложена методика сравнения по деформационным параметрам.

Однако в исследованиях [30-36] рассмотрены в основном станы с бочковидными валками.

В работах Горбатюка С. М. [37- 40] была сделана попытка сравнения разных станов по геометрическим и кинематическим характеристикам через параметры скрещивания для выбора оптимальной конструкции стана для прокатки вольфрамовых прутков. Но рассмотрены не все типы станов и выбрано избыточное число параметров для однозначного определения положения валков и заготовки. В диссертации Горбатюк G. М. сравнивал дисковые и грибовидные станы с углом раскатки и эксцентриситетом относительно оси заготовки. И поэтому им были предложены параметры только для этих станов (не учитывался угол подачи по Тетерину П. К. и не рассмотрены бочковидные и чашевидные станы). Нет сравнения и по деформационным параметрам. Горбатюк С. М. ограничился рассмотрением только направляющих косинусов скорости заготовки.

Для получения замкнутого профиля в поперечном сечении при прошивке заготовок в двухвалковом стане используют направляющий инструмент (рис. 4). Это могут быть линейки (рис. 4, а), ролики (рис. 4, б) и диски (рис. 4, в).

Положение направляющего инструмента в очаге деформации характеризуется расстоянием между направляющим инструментом в наивысшей точке инструмента ("гребне") (см. рис. 4, а) и смещением a - линейка; б - ролик; в - диск гребня" направляющего инструмента 1См.ц>. (у линеек "гребень" — это точка с максимальной высотой, у ролика — с максимальным диаметром) относительно пережима валков.

В литературе были рассмотрено влияние направляющего инструмента на процесс прошивки.

В работах Вольфовича В. В. [41-47] проведено сравнение направляющих линеек и приводных роликов. Показано, что применение в качестве направляющего инструмента роликов уменьшается количество дефектов и осевое сопротивление, по сравнению с использованием линеек. Даны рекомендации по выбору углов наклона роликов, скорости вращения и угла разворота ролика относительно оси валка.

В работах Матуриной JI. Ф. [48-53] проведено сравнение направляющих линеек и неприводных дисков. В работах Ханина М. И. и др. [54-57] попарно сравнивали направляющие линейки с роликами и линейки с дисками. Исследовано влияние сил трения, скоростных условий процесса и образование дефектов, но все типы направляющего инструмента не сравнивались, не было также проведено сравнение по параметрам циклического формоизменения, являющимися одной из основных характеристик процесса.

В работах Меркулова Д. В. и Голубчика Р. М. [58-60] было проведено исследования влияния коэффициента овализации (отношение расстояний между валками и направляющим инструментом alb (см. рис. !)) на параметры циклического формоизменения.

В работе японских исследователей [61, 62] были даны предпосылки (нет расчетов и цифр) для анализа влияния смещения "гребня" направляющего инструмента /см.гр. относительно пережима валков на параметры проработки структуры и была предложена факторная плоскость "а-/см гр" (рис. 5) для анализа влияния положения направляющего инструмента на образование различных дефектов. Однако использование абсолютных величин а и /см.гр. искажает выводы. Более правильно вести

Расстояние между дисками а

-:-:—►

ТЗ Я о

U\ е р о ■тз я я и о о я о Г

•d О

П) В

CD а я п>

Я Р я о о о я ч

CD Й U1

Я 43 О Р

-н »

Э а s я о

3 р W я о ю tj Я о Я Р о К

•э я я

О CD

Я 43 с л г xft"'';';'. r J>J .* «/' «• • /■ Л . л «*• J> • ."«/ » «• > /5Л Л. ,<-Л < Ч «А » Ч <4 «'« • Ч >'■ . гЛ" Л'"V Л" Л* Л" ,Л>\»А «А <4 "Ч «V «Л. »". Л ч«ч»ч 'V • ч"Л "Л '." "Л 'Л "Л •, гЛ? Л" 'г А* Л" Л" Л* Л* «J Л* Л* Л" , Л <л • ч • ч < v • ч > ч .ч • ч < ч • ч • ч -ч >ч .ч Ч « Ч « Ч " Ч » Ч • Ч«Ч ■ Ч » Ч * V » Ч « Ч " ч«ч • ч» ,

Л«А"Ч"Ч«Ч>Ч>Д «А«V«А>4»А«А"Ч•/■» Ч«Л»А« , V. • •• «Ч «V <А .V >4 «А «А «А «А «А «А "А «А >А >4 >4 ■А «'

Л"Л? Л" «V Л" Л" «.* «V Л' Л" Л">." Л-1 "Л >А "А «А «А «А «А «Л "A «Art «А "Ч »А "А »А «V 1. « ,»•.«. /• > J. ,». лл л. л. ["Л "А ■ V <А "А «А «А «А «А «А "Ч •• "А «А "А «А >А "А

I "Ч >А «А »А «А »А «А "А »А«А "А "Ч «А ■ N • V-Ч >Д ■„ Л' ЛЛ » / < / «Л л л и I "Л "Л "Л "Л 'Л 'Л "Л "Л "Л "Л *Л "Л "Л "Л "Л "Л • ч ■ ч • ч»ч«ч«ч«ч • ч • ч»ч • ч ■ ч ■ ч»■ ч • ч • -/<••»w • «.»• л «*-<■> л «•«1 *.Ч "А "А «V «А «А >А>А «А "А ••• "Ч "Ч-Ч «\« Ч» . "Ч >А «А • \ «А «А «А »А «А «А «А «А «А "А «А »А1 •V >4 »А «А «А «А «А «А »А «А »А «А «А »А

• • "Л 'Л >л "V *л«% «А »ч«л «А >ч«л ^ '»л л л* А* ••• /««• */»Л' /»/у^ ■ 'Л "Л 'Л <Л "А "А »А «А <А «А «А

•А »А «А «А «А «А »А ч wyj/vyir \.ч.ч.ч анализ положения направляющего инструмента через параметры конечного формоизменения, например обжатий в пережиме и перед носком оправки, коэффициента овализации, связав ихсаи /см.гр.

Для того чтобы уменьшить количество опытов на промышленных станах, применяют аппарат математического моделирования процесса [63, 64]. Впервые использовать расчетные методики для процесса прошивки предложил Урин Ю. JI. [65, 66], в работах которого математическая модель строилась после статистической обработки результатов опытов на лабораторном стане в виде уравнений регрессии. Однако на таких моделях можно делать расчеты в очень узких пределах - только для анализируемого стана и только для режимов прошивки, стоящих рядом с расчетными. Подобный подход использовал Белевитин В.А. [67]

Другой подход для построения математической модели процесса базируется на рассмотрении процесса прошивки, как процесса с циклическим формоизменением. Шаг цикла определялся из условия постоянства объема подачи.

Впервые эта идея рассмотрена Тетериным П. К. при определении профиля рабочей части оправки в работе [68] и в его докторской диссертации [69]. Эти же подходы нашли свое отражение в последующих монографиях Тетерина П. К. [70, 7]. Однако во всех перечисленных работах [68-70, 7] отсутствуют данные о численной реализации разработанного подхода. Указанный подход был реализован в работе [71] и развит в диссертации [5]; В этих исследованиях вычисляли объем подачи на выходе гильзы из валков. Геометрически сечение выхода находится без больших затруднений. Кинематика процесса с учетом коэффициента осевой скорости г|ог позволяет определить осевую скорость выходящего сечения гильзы, найти время одного цикла за 27и/п оборота заготовки (п - число валков).

Одними из первых работ, в которых численно определены параметры циклического формоизменения, были исследования [72, 73, 36], в которых более точно определены единичные обжатия. Достоинством этих работ j ' было то, что в них авторы получили численные значения трещиноватости ц/ по Колмогорову В. Л. и др. [74-78] для процесса прошивки заготовок.

Общим недостатком таких работ [72, 73] является желание получить аналитическое выражение для определения шага подачи в явном виде. '

Более правильный подход, основанный на постоянстве объемов подач по длине очага деформации [68-70, 7], был использован в работах [5, 71], что позволило численно определить параметры циклического формоизменения и разработать практические рекомендации [79-82].

Несмотря на целый ряд достоинств, решения задачи об определении параметров циклического формоизменения в работах [5, 71] были сделаны допущения, снижающие точность конечных результатов. Прежде всего, в работах [5, 71] в качестве закона изменения коэффициента овализации Н,(х) по длине очага деформации принята аппроксимация экспериментальной кривой из работы [83].

Одной из причин принятия такого закона изменения ^(х) явилось то, что отсутствовали решения, позволяющие определить продольную границу очага деформации при контакте с направляющей линейкой.

В работах [6, 58, 59] в математическую модель процесса были внесены утонения для учета действия линеек. Работы [58, 59] были выполнены с участием автора данной работы. Но в работах [6, 58, 59] не исследовались разные конструкции прошивных станов, тип и положение направляющего инструмента в очаге деформации (расчеты проводились на бочковидных станах ПНТЗ 140-1 и 220 с линейкой).

На основании изложенного в предлагаемой работе сделана попытка: - для всех существующих станов определить параметры скрещивания, однозначно определяющих положение не только осей заготовки и валка, но и пространственное положение заготовки и валков как тел вращения; " - определить влияние параметров скрещивания на кинематические и деформационные характеристики при прошивке заготовок; определить влияние параметров скрещивания на кинематические и деформационные характеристики при прошивке заготовок; определить влияние параметров воздействия на процесс прошивки: калибровки валков (ф!, ф2, Азпь к"п)5 линеек (уь 42, 4м.Ф) и оправки (d0, L?), характеристик скрещивания (а, р, /см.пР.), положения валков и линеек (b, а), размеров заготовки и гильзы^ (D3, Dr, Sr), коэффициентов осевой и тангенциальной скорости (rj0, Г)т); оценить влияние типа направляющего инструмента' и его положения в очаге деформации на параметры циклического формоизменения; усовершенствовать математическую модель процесса, для учета разных конструкций прошивных станов, типа и положения направляющего инструмента в очаге деформации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

J '

1. Проведено совершенствование математической модели МЭИ, позволившее расчетным путем определять параметры циклического формоизменения при прошивке заготовок на станах разных типов при использовании в качестве направляющего инструмента линеек, роликов и дисков с их различным положением в очаге деформации. ,

2. Установлено, что при одном и том же значении параметров скрещивания

5 и ас (но при разном знаке Zs), например при Р= -30° и +30° (а=10°), величины накопленной степени деформации Л имеют существенные отличия. В этом случае сопоставление станов следует проводить по углу раскатки р. Построены факторные плоскости параметров скрещивания Ъ-aJD^u и Zs/DBn-ac/DBn и выявлены области существующих станов и области поиска для разработки новых конструкций прошивных станов.

3. Исследованы возможности станов разных типов по их влиянию на значение параметра Одквиста.

4. Предложен метод выбора положения направляющего инструмента в очаге деформации на основе анализа режимов настройки станов с использованием разработанной факторной плоскости Az~Kz. Показаны области настроек направляющего инструмента, обеспечивающие требуемое воздействие на проработку структуры.

5. Для увеличения проработки структуры предложено изменить профиль линейки на "дисковый", с возможным смещением "гребня" в конус раскатки.

6. Проведена оценка влияния различных групп параметров на характер циклического формоизменения по длине очага деформации. Параметры воздействия на процесс прошивки включали калибровку валков (фЬ ф2, ^вп, кп), линеек (уь у2, /см.гр) и оправки (d0, LP), характеристику скрещивания (а, р, /см.пр.)5 положение валков и линеек (Ъ, а), размеры заготовки и гильзы (Дз, Dr, iSr), коэффициенты осевой и тангенциальной скорости (г|о> г|т)

7. После исследования с использованием математической модели методами статистической обработки проведено ранжирование по значимости указанных варьируемых параметров на накопленную деформацию в сечениях перед носком оправки, в пережиме валков и выхода из очага деформации.

8. Для реальных заводских режимов получено влияние размеров заготовок и гильз на параметры циклического формоизменения, что позволило методами статистической обработки установить, что на накопленную степень деформации сдвига основное влияние оказывают: до носка оправки диаметр заготовки, в сечениях пережима валков и. выхода гильзы - толщина стенки гильзы.

9. Разработаны настройки для прошивки заготовок из высоколегированных сталей, позволившие по сравнению с заводскими режимами перераспределить параметры циклического формоизменения: уменьшены значения параметра Одквиста до носка оправки на 4ч-46% и увеличения на остальной части очага деформации.

10. Предложенные режимы прошивки позволяют снизить количество • поверхностных дефектов, что уменьшит потери металла при ремонте обточке) с целью удаления дефектного слоя. С учетом стоимости заготовки и изменения количества дефектов условная экономия для отдельных размеров готовых труб составляет 631-720 руб/т.

1. Данилов Ф. А., Глейберг А. 3., Балакин В. Г. Производство стальных труб горячей прокаткой. -М.: Металлургиздат, 1954. 597 с.

2. Потапов И. Н., Коликов А. П., Данченко В. Н. и др. Технологии производства труб. М.: "Металлургия", 1994. - 528 с.

3. Виноградов А. Г. Трубное производство. -М.: "Металлургия", 1981. -343 с.

4. Друян В. М., Чукмасов А. С., Гуляев Ю. Г. Теория и технология трубного производства. -Днепропетровск, изд. Днепр -ВАЛ., 2000. -574 с.

5. Голубчик Р. М. Теоретические основы технологии прокатки и калибровки инструмента косовалковых станов для совершенствования производства горячекатаных труб. Москва, 1996 (докторская диссертация).

6. Меркулов Д. В. Процессы прошивки заготовок с различной исходной пластичностью с оптимальным распределением параметров• циклического формоизменения по длине очага деформации. Москва, 2002 (кандидатская диссертация).

7. Тетерин П .К. Теория поперечно-винтовой прокатки. (2-е издание). — М.: "Металлургия", 1983. 270 с.

8. Мухин Ю. А. Исследование процесса прошивки на грибовидном стане. Москва, 1968 (кандидатская диссертация).

9. Мухин Ю. А. Исследование процесса винтовой прокатки на прошивном стане с грибовидными валками. Бюлл. ЦНИИН ЧМ, 1967, №22, с. 22-25.

10. Мухин Ю. А. Качество труб на трубопрокатных установках с грибовидным и валковым станами. Металлург, 1968, № 11, с. 31-35.

11. Кривошеев А. И. Исследование силовых и скоростных параметров прокатки на прошивном стане с грибовидными валками. Москва, 1969 (кандидатская диссертация).

12. Кривошеев А. И. Исследование процесса прошивки на станах винтовой прокатки. Известия вузов, черная металлургия, 1969, № 11, с. 40-42.

13. Рябченко Bi В. Совершенствование технологии производства труб на установках с грибовидным станом. Москва, 1973 (кандидатская диссертация).

14. Рябченко В. В. Разработка калибровки валков, грибовидных прошивных станов. Сталь, 1972, № 9, с. 10-13.

15. Рябченко В. В. Исследование процесса прошивки на стане с грибовидными валками. Известия вузов, черная металлургия, 1972, № 3, с. 19-21.

16. Рябченко В. В. Исследование калибровки валков грибовидных прошивных станов. Сб. научных трудов МИСиС «Исследование процессов прокатного и трубного производства», изд. —М.: "Металлургия", 1972, вып. LXV, с. 33-35.

17. Быков Ф. М. Исследование энергосиловых и скоростных условий процесса поперечно-винтовой прокатки. Москва, 1968 (кандидатская диссертация).

18. Быков Ф. М. Новая калибровка инструмента грибовидного прошивного стана. Производство сварных и бесшовных труб. Сб. статей УралНИТИ, вып. 5. -М.: "Металлургия", 1965, с. 50-55.

19. Быков Ф. М. Кинематические и силовые параметры поперечно-винтовой прокатки в различных условиях деформации. Производство сварных и бесшовных труб. Сб. статей УралНИТИ, вып. 6. -М.: "Металлургия", 1965, с. 10-102.

20. Зеленцов А. Н. Исследование и совершенствование процесса прошивки на трубопрокатных агрегатах с автоматическим станом. Москва, 1975 (кандидатская диссертация).

21. Полухин П. И., Потапов И. Н., Зеленцов А. Н. и др. Технологический инструмент дискового прошивного стана. Авторское свидетельство № 443691. Бюлл. «Изобретения, промышленные образцы, товарные знаки», 1974, № 35, с. 45-48.

22. Ротенберг Ж. Я. Разработка и освоение технологии прошивки с дисковом стане с симметричным очагом деформации. Челябинск, 1985 (кандидатская диссертация).

23. Нодев Э. О., Ротенберг Ж. Я. Применение прошивного дискового стана • с симметричным очагом деформации для производства котельныхтруб. В кн.: Производство труб для энергетики. Тематический отраслевой сборник.-М.: "Металлургия", 1981, с. 9-13.

24. Ротенберг Ж. Я., Осадчий В. Я., Нодев Э. О. и др. Аналитические модели процесса винтовой прокатки В кн.: Совершенствование процессов обработки металлов давлением. -М.: "Металлургия", 1982, с. 78-92.

25. Потапов И. Н. Исследование и совершенствование технологии и конструкций станов поперечно-винтовой прокатки труб. Москва, 1970 (докторская диссертация).

26. Тартаковский И. К., Финагин П. М., Потапов И. Н. Новая конструкция прошивного стана с грибовидными валками. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1967, № 8, с. 40-44.

27. Потапов И. Н, Финагин П. М.,. Терентьев Д. В. Двухвалковый универсальный стан поперечно-винтовой прокатки. В сб. "Пластическая деформация металлов и сплавов", Труды МИСиС, № 47,-М.: "Металлургия", 1970, с. 60-62.

28. Потапов И. Н., Полухин П. И. Технология винтовой прокатки (2-е издание). М.: «Металлургия», 1990. - 344 с.

29. Полухин П. И., Потапов И. Н. и др. Прошивка заготовок в валковых станах с повышенными углами подачи. Известия вузов, черная металлургия, 1968, № 11, с. 20-22.

30. Фомичев И. А. Косая прокатка. Харьков, Металлургиздат, 1963. 262 с.

31. Емельянёнко П.Т., Теория косой и пилигримовой прокатки. -М.: Металлургиздат, 1949.-491 с.

32. Миронов Ю. М. Геометрические и силовые параметры процесса косой Прокатки. Днепропетровск, 1966 (кандидатская диссертация).

33. Миронов Ю. М. Геометрические параметры процесса косой прокатки. В сб. «Производство труб» (УкрНИТИ), вып. 6. -М.: Металлургиздат, 1962, с. 20-23.

34. Умеренков В. Н. Иследование и усовершенствование процесса раскатки труб на трехвалковом стане. Днепропетровск, 1969 (кандидатская диссертация).

35. Чекмарев А. П., Ваткин Я. Л., Умеренков В. Н. Определение геометрических параметров очага деформации в станах косой прокатки. В сб. «Обработка металлов давлением» (ДМетИ), вып. LII. -М.: "Металлургия", 1967, с.124-141.

36. Потапов И. Н., Ларин Э. Н., Горбатюк С. М. и др. Анализ геометрических параметров процесса винтовой прокатки. В сб. «Пластическая деформация металлов и сплавов» (МИСиС), вып. 150. -М.: "Металлургия", 1983, с. 48-54.

37. Горбатюк С. М. Разработка новых технологий, оборудования и инструмента для производства изделий из тугоплавких металлов. Москва, 2004 (докторская диссертация).

38. Горбатюк С. М. Проектирование валков стана винтовой прокатки. Сталь, 1999, № 12, с. 54-57.

39. Горбатюк С. М. Проектирование клетей станов винтовой прокатки на основе анализа кинематических параметров процесса. Сталь, 2000, № 10, с. 61-63.

40. Вольфович В. В. Разработка, исследование .и внедрение направляющего инструмента качения станов винтовой, прокатки. Днепропетровск, 1977 (кандидатская диссертация).

41. Вольфович В. В., Ханин М. И. Стабильность процесса при прошивке с направляющими роликами. Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции молодых инженеров-металлургов.

42. Ваткин Я. JL, Ханин М. И., Коробочкин И. Ю., Кирвалидзе Н. С., Вольфович В. В. и др. Разработка новой конструкции направляющих роликов В сб. «Обработка металлов давлением» (ДметИ), вып. 57. -М.: "Металлургия", 1971, с. 274-278.

43. Чекмарев А. П., Ханин М. И., Вольфович В: В. Интенсификация косой прокатки путем рациональной установки направляющих роликов. В сб. «Обработка металлов давлением» (ДметИ), вып. 58. -М.: "Металлургия", 1972, с. 221-231.

44. Ханин М. И., Вольфович В. В., Коробочкин И. Ю и др. Вторичная прошивка в косовалковом стане с различным направляющим инструментом. В сб. «Обработка металлов давлением» (ДметИ), вып. 69. -М.: "Металлургия", 1973, с. 320-330.

45. Матурина JI. Ф. Исследование и совершенствование процесса г винтовой прошивки в стане с направляющими дисками. Москва, 1978кандидатская диссертация).

46. Потапов И. Н., Полухин П. И., Шейх-Али А. Д., Романцев Б. А., • Финагин П. М., Матурина JI. Ф. Исследование процесса прошивкизаготовок на стане МИСиС-100 с направляющими дисками. В сб. Трудов МИСиС, вып. 76. -М.: "Металлургия", 1974, с. 101-105.

47. Потапов И. Н., Шейх-Али А. Д., Романцев Б. А., Скворцова Е. В., •Матурина JI. Ф. Диски направляющий инструмент прошивного станавинтовой прокатки. В сб. Трудов МИСиС, вып. 81. -М.: "Металлургия", 1975, с. 262-267.

48. Потапов И. Н., Шейх-Али А. Д., Романцев Б. А., Финагин П. М., Матурина Л. Ф. Прошивка заготовок в стане с направляющими дисками. В сб. Трудов ВНИИМЕТМАШ, вып. 37. Москва, 1974, с. 4857.

49. Потапов И. Н., Ханин М. И., Матурина Л. Ф., Романцев Б. А. Скоростные параметры процесса прошивки с направляющими линейками и неприводными дисками. Известия вузов, черная металлургия, 1976, № 5. с. 133-136.

50. Потапов И. Н., Романцев Б. А., Матурина Л. Ф., Попов В. А., Шейх-Али А. Д. Направляющие диски стана винтовой прокатки. Авторское свидетельство № 556856. Бюлл. изобретений, 1977, №17.

51. Ханин М. И. Теоретические основы и разработка прогрессивной технологии стационарных и нестационарных процессов винтовой прокатки. Днепропетровск, 1987 (докторская диссертация).

52. Ханин М. И. Осевое действие направляющих роликов прошивных станов. Металлургия и коксохимия, Республиканский межведомственный научно-технический сборник, №23. Минвуз УССР, Киев, 1970, с. 87-92.

53. Ханин М. И., Вольфович В. В., Коробочкин И. Ю. и др. Исследование процесса прошивки гильз широкого сортамента с применением направляющего инструмента качения. В сб. «Обработка металлов давлением» (ДметИ), вып. 58. -М.: "Металлургия", 1972, с. 217-221.

54. Ханин М. И., Коробочкин И. Ю., Кирвалидзе Н. С. и др. Энергосиловые и скоростные параметры прошивки с неприводными дисками Металлургия и коксохимия, Республиканский межведомственный научно-технический сборник, №46. Минвуз УССР, Киев, 1975, с. 72-75.

55. Голубчик Р. М., Меркулов Д. В., Чепурин М. В. Совершенствование алгоритма расчета параметров циклического формоизменения при винтовой прокатке. Производство проката, 1999, № 6, с. 19-24.

56. Голубчик Р. М., Меркулов Д. В., Чепурин М. В. Особенности •sрасчета параметров формоизменения при винтовой прокатке. Труды III межд. конгресса прокатчиков. М.: «Черметинформация», 2000, с. 450-453.

57. Golubchik R. М., Merkulov D. V. Features of calculation of cyclic forming • at billet piecing in screw-roll piercing mill. Acta Metallurgica Slovaca.

58. Kosice, 1999, № 1, p. 217-220.

59. Hayashi C., Yamakawa T. New methods piercing mills setting relaring. ISIJ. Intern, 1998, v. 37, № 11, p. 1255.

60. Матвеев Б. H., Голубчик Р. М. Новые исследования процесса прошивки заготовок в косовалковых станах. Сталь, 2000, № 9, с. 53-58.

61. Тетерин П. К. Недостатки процесса косой прокатки и пути их устранения. В. Сб. «Современные достижения прокатного производства». Труды конференции, ЛИИ, т. 2. Ленинград, Машгиз, 1959, с. 40-45.

62. Урин Ю. Л. Исследование процесса поперечно-винтовой прокатки и разработка комплексного расчета его параметров. Челябинск, 1969 (кандидатская диссертация).

63. Белевитин В. А. Исследование объемного течения металла и оптимизация режимов деформирования при поперечно-винтовой прокатки. Москва, 1977 (кандидатская диссертация).

64. Тетерин П. К. Калибровка отправок прошивных станов. Сб. «Обработка металлов давлением» (МИСиС), вып. III. -М.: Металлургиздат, 1954, с. 254-267.

65. Тетерин П. К. Вопросы теории косой прокатки. Москва, 1958 (докторская диссертация).•70. Тетерин П. К Теория поперечно-винтовой прокатки. —М.: "Металлургия", 1971. 368 с.

66. Golubchik R. М., Lebeclev А. V. New methods piercing mills setting relating to the cyclic forming of hollows. History and future of seemless steel tubes (7-th International Conference)/ Karlovy Vary, 1990, November, p. 1/8-117.

67. Блохин В. В. Исследование условий деформируемости без разрушения при прошивке трубной заготовки. Москва, 1972 (кандидатская диссертация).

68. Голубчик Р. М., Полухин П. И., Блохин В. В. Математическое моделирование процесса прошивки. В кн.* «Теория прокатки». —М.: "Металлургия", 1975, с. 312-317.

69. Колмогоров В. JI. Напряжения. Деформации. Разрушение. —М.: "Металлургия", 1970. 230 с.

70. Воронцов В. К. Напряжения, деформации и оптимальные режимы пластического формоизменения. Москва, 1971 (докторская диссертация).

71. Колмогоров В. JI, Богатов А. А., Мигачев Б. А. и др. Пластичность и разрушение. -М.: "Металлургия", 1977. — 336 с.

72. Богатов А. А., Межирицкий О. И., Смирнов С. В. Ресурс пластичности металла при обработке металлов давлением. -М.: "Металлургия", 1984. 144 с.78/ Колмогоров В. JI. Механика обработки металлов давлением. —М.: "Металлургия", 1986. -688 с. ,

73. Голубчик Р. М. Применение ЭВМ для оптимизации режимов • формоизменения при винтовой прокатке. Труды научно-технической конференции "Теория и технология процессов пластической деформации",-М.: МИСиС, 1997, с. 289-294.

74. Голубчик Р. М., Клемперт Е. Д., Лебедев А. В., Меркулова Н. Е.

75. Совершенствование режимов прошивки заготовок из высоколегированных сталей. Известия вузов, черная металлургия, 1997, № 5-6, с. 35-39.

76. Голубчик Р. М., Клемперт Е. Д., Лебедев А. В., Меркулов Д. В., Меркулова Н. Е., Васильев С. Л. Совершенствование режимов и оправок при производстве горячекатаных труб. Известия вузов, черная металлургия, 1998, № 7-8, с. 35-41.

77. Остренко В. Я., Миронов Ю. М., Барсук Ю. А. Определение шага подачи при прошивке заготовок. В сб. «Производство труб», ВНИТИ, №22. -М.: «Металлургия», 1969, с. 19-24.

78. Фролов С. А. Начертательная геометрия. Учебник для Втузов. —М.: Машиностроение, 1978.-240 с.

79. Бронштейн И. Н. Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров. -М.: Государственное ■ издательство физико-математической литературы, 1962.— 608 с.

80. Маневич В. А., Котов;И. И., Зенгин А. Р. Аналитическая геометрия с теорией изображений. -М.: Высшая школа, 1969. —211 с.

81. Матвеев Ю. М., Быков Ф. М., Финкельштейн Я. С. Аналитический метод расчета площади контактной поверхности соприкосновения металла с валками при поперечно-винтовой прокатке. Труды УралНИТИ, вып. 8. -М.: «Металлургия», 1968. с 90-95.

82. Финкельштейн Я. С. Урин Ю. Л. Определение границ контактной поверхности по линии отрыва металла от валков при винтовой прокатке. Производство сварных и бесшовных труб. В сб. «Производство труб», ВНИТИ, вып. 19. -М.: «Металлургия», 1967. с 13-18.

83. Пляцковский О. А., Павловский Б. Г. Площади поверхностей соприкосновения металла с валками и оправкой при прошивке. В сб. «Производство труб», ВНИТИ, вып. 19. -М.: «Металлургия», 1967. с 18-121.

84. Чекмарев А. П., Биба В. И. Контактная поверхность очага деформации стана косой прокатки. В сб. «Прокатное производство". Научные труды ИЧМ, т. XXI. -М.: «Металлургия», 1965. с 169-192.

85. Умеренков В. Н. Определения профиля валков станов косой прокатки при любом законе изменения радиуса заготовки. Металлургия и коксохимия, Республиканский межведомственный научно-технический сборник, №6. Минвуз УССР, Киев, 1968, с. 108-109.

86. Голубчик P.M., Нодев Э.О., Белевитин В.А., Королев В.И. Совершенствование режимов прошивки заготовок на косовалковых станах. Известия вузов, черная металлургия, 1985, № 9 (989), с. 39-41.

87. Голубчик P.M., Меркулов Д.В., Чепурин М. В. Особенности циклического формоизменения в прошивных станах различных конструкций. Тезисы докладов VIII международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. -М.: МЭИ-ТУ, 2002, с. 266.

88. Голубчик P.M., Меркулов Д.В., Чепурин М. В. Интеграция косовалковых прошивных станов разного конструктивного исполнения. Тезисы докладов IX международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. -М.: МЭИ-ТУ, 2003, с. 236-237.

89. Осадчий В. Я. и др. Качество труб на трубопрокатных установках с грибовидными и валковыми прошивными станами. -М.: Металлург,1968, № 12, с. 27-29.•99. Носик В. И. К вопросу о выборе типа трубопрокатной установки. —М.: Металлург, 1967, № 2. с. 37-39.

90. Reinbold Н., Н. Bialecki. Methode zur bestimmung der Walzkrafte beim Schragwalzlochen mit Zwei- und Dreiwalzenanordnung. Bander Bleche Rohre. 1998, p. 7-8.

91. Кюммерлинг P. Поперечно-винтовая прокатка труб. Известия вузов, черная металлургия, 1989, № 10, с. 9-16.

92. Звягинцев А. М., Глейберг А. 3. Расчет настройки прошивных станов. Сталь, 1951, № 8. с. 723-725.

93. Меркулов Д. В., Голубчик Р. М., Чепурин М. В. Особенности расчета единичных обжатий при прошивке заготовок в станах винтовой прокатки. Тезисы докладов V международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. -М.: МЭИ-ТУ, 1999, с. 357.

94. Чикалов С. Г., Меркулов Д.В., Титова С. В., Новиков В. М., Чепурин М. В. Оценка перспективности прошивных станов разных конструкций. Сталь. 2004, № 3, с. 44-47.

95. Пляцковский О.А. Деформация металла в станах винтовой прокатки. Москва, 1963 (докторская диссертация).

96. Фомичев И. А., Луста Г. И. Графический метод определения формул направляющих линеек для станов косой прокатки. Производство труб (УкрНИТИ), вып. 9, Металлургиздат, 1963, с. 19-25.

97. Потапов И. Н. Определение радиуса заготовки и фактических углов наклона ее боковой поверхности при винтовой прошивке. Известия вузов черная металлургия, № 11, 1966. с. 40-45.

98. Круг Г. К. Лабораторный практикум по курсу "Теоретические основы планирования экспериментальных исследований". -М.: Изд. МЭИ, 1969.-215 с.

99. Налимов В. В., Голикова Т. И. Логические основания планирования эксперимента. —М.: "Металлургия", 1981. -152 с.

100. Зедгидзе И. Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. —М.: "Наука", 1976. -390 с.

101. Федоров В. В. Последовательные методы планирования эксперимента при изучении механизма явления. -М.: "Наука", 1986. -45 с.

102. Ваткин Я. Л., Бибик Г. А. Пути повышения качества труб. Днепропетровск.-Промшь, 1969. 78 с.

103. Ларен X. Р. Влияние некоторых факторов на прошивку заготовки в стане Маннесман. Bander Bleche Rohre, 1968, p. 10-15.

104. Чекмарев А. П., Ваткин Я. Л., Ханин М. И., Биба В. И., Кирвалидзе Н. С. Прошивка в косовалковых станах. -М.: «Металлургия», 1967. 240

105. Осадчий В. Я., Павлов И. М., Филев В. С. Исследованияj е .тангенциального скольжения при поперечно-винтовой прокатке методом следящего кольца. Известия вузов черная металлургия, 1969, № 7, с. 42-46.

106. Пляцковский О. А. Исследования скольжения в станах косой прокатки. Бюлл. ЦИИНЧМ, 1950, № 17, с. 11-15.

107. Кирвалидзе Н. С. Деформация металла в станах косой прокатки и улучшение качества гильз из легированных и высоколегированных сталей. Днепропетровск, 1965 (кандидатская диссертация).

108. Ваткин Я. Д., Гуляев И. Н., Слесарчик С. Д. и др. Влияние диаметра заготовки на качество труб. Сталь, 1964, № 10, с. 917-922.

109. Жаворонков В. А. Теоретические, и экспериментальные исследования процесса винтовой прокатки круглых профилей переменного сечения на трехвалковых станах. Москва, 1972 (докторская диссертация).

110. Жаворонков В. А., Мухин Г. Г., Леваева Г. В. Исследование процесса винтовой прокатки круглых профилей из 'литых заготовок. Известия вузов, машиностроение, 1974, № 4, с. 139-141.

111. Воронцов В. К., Полухин П. И., Белевитин В. А., Бринза В. В. Экспериментальные методы механики деформируемых твердых тел (технологические задачи обработки давлением). М.: «Металлургия», 1990.-480 с.

112. Голубчик P.M., Шелест А.Е., Меркулов Д.В. Использование методологии И. М. Павлова при анализе формоизменения полых заготовок. Труды конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика И. М. Павлова. -М.: МИСиС, 2002, с. 21-22.