автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Повышение эффективности процесса холодной прокатки труб переменного профиля на основании установки рациональных параметров и разработки новых конструктивных решений основного технологического оборудования

од

"ЙЯПГОГЕТНВСШМ ОРДЕНА ТРУДОВОГО ЧЕРЗОНОГО ПРАПОРА МЕТАЛУРПЙШ 1НСШУТ

На правах рукопису

САФОНОВ Леон1д Аркадьович

ШДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСП ПРОНЕСУ ХОЛ0ДНО1 ПРОКАТКИ ТРУБ ЗМ1НН0Г0 ПЕРЕР13У НА П1ДСТАВ1 БСТАНОВЛЕННЯ РАЩОНАЛЬНИХ ПАРАМЕТР1В ТА РОЗРОБКИ НОВИХ КОНСТРУКТИВНЫХ Р1ШЕНЬ ОСНОЗНОГО ТЕХНОЛОГ1ЧНОГО УСГАТКУВАННН

Сяец1альн1сть 05.03.05 - "Процеси та машини обробки

" тиском"

АВТОРЕФЕРАТ даоеггзиП на здобуття наухового ступеня ¿"ндогзтэ тезпичних наук

£Д1лропегровськ - 1993

Робота виконана в Дн1пропетровському ордена Трудового Чврвоного Прапора металург!йному 1нстигут1

Науковия кер1вяик - доктор техн1чних наук професор

ТКАЧЕНКО А.С.

0ф1д12н1 оподанти: доктор техн!чнга наук професор ДАНЧЕНКО В.М.

кандвдат техн1чних наук доцэнт лееПА 1.1.

Пров1дна установа - НПО ВНД11

Загкст в1д5удеться " 1993 року о " годкн!

на зас1данн! спец1ал1зовано1 ради Д.068.02.01 при Дн1пропетровсько-му ордена Трудового Червоного Прапора металурПйному 1нститут1. Адреса: 320835, м.ДнЗлропегровськ, пр.Гагарина,4.

3 дисертац1ею можна ознааомитися в б1бл1отец! 1нституту

Автореферат розХслано "

О* _1993 р.

Вчений секретзр стец1ал1зовано1 рада, доктор техн!чних наук, професор

САФ ЯН М.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн!сть робота. Довгом1рн1 безшовн! труби зм1нного горэ-р!зу е одним 1з ввд1л еконсм1чних проф!лзг, щ,о дозволять досягнути 1стотно1 економИ метаду при використанн! 1х в якост1 Еесучих еле-мвнт1в металоконструкц!й або для виготовленвя деталей машин. 1нод1 труби зм1нного порер1зу вживаться для досягнення говного техн1чно-го ефекту, наприклад для трубопровод^ зм!нно! швидкост! руху сере-довица. Особливе значения так! трубн1 вироби мають в объектах оборонно! та косм1чно! промисловост!.

Нзгб!льш1 технолог!чн1 можливост! для виробнидаза трубяих ви-роб!в зм1нного шрер1зу макггь стани холодяо1 прокатки кон1чних труб (ХПТК). Розширення попиту на холоднокатан! труби зм1нного шрер1зу та п1двишэння вимог до 1х як!сних показник1в вимагашъ пост1йного розвигку 1 удосконалення устаткування ! технолог!! стан1в ХПТК, а також 1нтвнсиф!кац11 1х технолоПчних режим 1в. Тому досл!джеяня, що спрямован! на створення нового технолог!чного устаткування цих ста-н!в ! пЩвишрння 1х ефективност!, шляхом встановлення взаемозалеж-ност! технолог!чних параметр!в процесу формування вироб!в з к!нема-тичними характеристиками основних кзхан1зм!в стан1в ХПТК, е акту-зльним зазданням.

Мета робота. П!дзицення ефективност1 стан!в ХПТК на п1дстав1 розробки методик розрахунку комплексу основних настроювальних параметров, а також створення нового вксокоефективного устаткування цих стан!в.

В1дпов1днс до вказано! мети в робот! поставлен! та розв'язан! наступи! задач1:

- розробка математичних моделей процесу формоутворення трубних вироб!в змгнвого перер!зу на станах ХПТК, що враховутъ взаемоза-лежн!сть технолог!чних пзраметр!в пронесу з к1нематичними характеристиками устатк,уваЕНя;

- розробкэ уетодики розрахунку комплексу настроювальних пара-мэтров стану, що ззбездачукггь прокатку Еироб1в заданих розм1р1в ! форки;

- встановлення теоретичних особливостеа к!нематичного синтезу рэгульованих иехзя!зм1в, закремз, розробка методики синтезу привод-них мэхан1зм!з (ПМ) стан1в ХПТК, як1сн! характеристики котрих най-краще в1дпов1дають технолог1чному процесу;

- розробка методики поэтапного будування принципових к1нема-тичних схем приводних механ!зм!в з вар!ввальними вих!дними пара-

метрами;

- удосконалення засоб1в локал!зац!1 1 зр!вноважуванвя 1нерц!й-н"я нзвантажень у вузлах тер1одично1 д!1 поворотво-подаззльнкх пристрой (ПШ) стан1в ХПГК;

- розробка нових високоефективних приводите механ!зм!в 1 зр!вновзжувальних пристро1в ППП стан1в ХПГК.

Наукова новизна. В якост1 елзм9нт!в наукозо! новизни на захист виносяться:

1) узагальвення основних особливостея технологичного процвсу прокатки труб зм1нного шрвр!зу на станах ХПГК;

2) математичн1 модел1 процесу формуванвя трубних вироб1в зн1н-ного шрер1зу задано! форми 1 розм!р1в з використанням прокатного !нструменту з Л1н!йно-конусною 1 раЩональною кал!бровками;

3) методика розрахунку настроювальк.пс параметра основного устаткування стан1в Х1ТГК, що забезгачуктгь прокатку трубних вироб1в ■задано! форми 1 розм!р1в:

4) методика к!нематичного синтезу механ!чних систем регульова-них привод1в стан1в ХПТК з врзхуванням взаемозз-язку технолог1чних параметр!в процосу з механ1чними характеристиками устаткування;

5) визначення сортаменту стан!в ХПГК з взж!льниш приводшми механ1змами, як! забезпечують прокатку кон!чних труб задано! точ-ност1 форми;

6) методика спрямовзного поетапного синтезу принципових канэ-матичнях схем приводам кехан!зм1в стан1в ХПТК з нластивостями 1 характеристиками, як! пргнозуються;

7) методика оптим1зац1! проф1яю програкяих кулзчк!в зр!внова-жувзльних пристро !б щшйчних механ1зм!в поворотно-подзвальних комшекс!в стан1в ХПТК 1 ХПТР.

В робот! виконано ряд конструктизних розробок, теоретичних 1 ексгориментальних досл!даевь, котр1 пропонукггься до захисту як еле-менти техн!чно! новизни:

1) ззхищев! авторськими св!дотствами принципов! схеми привод-нкх механ!зм1в 1 ззсоб1в зр1вноважування поворотно-подавальних пристрой стан!в ХПТК;

2) результата екешриментально! перев!рки розроблених моделей на стан1 ХПТК-75 та випробувакь зр!вноважувального пристрою з торо-образним навантзжувачем малкПгського механ!зку поворотно-подавального пристрою стану ХПТР 20-80;

3) результата к!нематичного синтезу 1 досл!дкень по структур!

та складу приводах мехак1зм1в р1зного типу.

Практична ц!нн1сть та рээл!зац1я результат^ робота. Розроблэ-н1 в дисертацИ науксво-техн1чн1 ршонкя i методики спркнсзан! на п1двищ9ння ефективност! стан1в ХПТК 1 покращэняя якгсних показник1в вирой1в.

Методика розрзхуяку комплексу настроввальних парзметр1в стая1в ХПТК впровадаена у пров!дя1й установ! - НПО ВНДТ1 i використовуеть-ся при прокагц1 трубних вироб1в зм!нного шрер1зу з п1двищеними ви-могами до точност1 форми.

Методика поэтапного синтезу к1нематачних схем регульованих мэ-хан1зм1в використовувалась при створенн1 та проектуванн! приводного мэхзн1зму еп1цикл1чного типу стану ХШ'К-15, призначеного для прокатки трубних вироб1в зм!нного перер!зу сгоц1альних енергетичних установок.

Результата досл1д»8нь, спрямованих на п1двищення ефективност1 засоб!в локал1зац11 та зр1вноважувзння 1нерц1йних навантажень у вузлах шр1одичзо! д11, впровадкен1 у зр1зцовзжувальному пристро! ППП стану ХПТР 20-60 (НПО ВЦЩМЕТМАШ).

Результата робота використовукггься в НПО ВНДП, ВЦЩМЕТМАШ, АЗТМ, ТЕХНОМАЗ, IA Укра1ни при проектуванн! нових стан1в, а також при рсзробц! нових технолог!чких процес!в прокатки довгом1ршп пе-р!одичних проф!лея. Розроблэн1 в дисертацИ положения можуть бути використан! при створенн! та проектуванн! механ!зм!в з вар!ювальни-ми вих1дними характеристиками для пол!граф1чних машин, двигун!в внутршнього згоряння, ман1цулятор1в, ковальсько-штакпувального устаткування i т.п.

Апробац1я робота. Матер1али дисертацИ викладен! на Уральськ12 зонэльн!й конферетШ "Пути повышения надежности и ресурса систем машин" (Свердловск,1983) ; Сьом1г Всесоюзна науково-техн!чн1й кон-ференцИ по керованта i автоматичном кехан1чЕЮ! приводам i передачам пружнкми зв'язками (0досз,1986); на наукозо-техн!чних сем!на-рах: кзфедри теоретично! механ1ки ДМетГ (ДнШропетровськ, 1987, 1992), конструкторського в!дц1лу ВЦЦТ1 (Дн1проштровськ,1884,1988, 1990), кафедри МАХВ Дв1гродзержинського 1ндустр1ального 1нстатуту (1992); на техн!чних нзрадаг НТС НПО ТЕХНОМАИ (Москва,1990), Алма-Атинського заводу вэжкого машивсбудування (1985,1990), Ншопольсь-кого Швденнотрубного заводу (1990,1991 ), С1нарського трубного заводу (Камвнськ-Уральськиа,1991 ), ПридкШровського Е1дд1лення 1нжэ-нерЕо! АкадемИ Укрз1ни (Дн1прогатровськ,1931 ); на об-сднаному на-

- в -

уховому С8м1вар1 кафедр обробки метал1в тлском, машин i агрегат!в металургЮного виробництва ДМет! та прокатних в!дд1л1в 1ЧМ АН Укра-1ни (1992).

Публ1кац11. 3 теш дасертацИ опубл1ковано 25 друкованга праць, в тому числ1 13 авторських св1дотств.

Обсяг дисергацИ. Дисертац1гна робота складаеться з вступу, .П'яти розд1л!в, висновку, списку л1тератури з 124 нагменувань, до-датку. Бм1щуе 150 стор. машинописного тексту, 62 малинка, 7 таблвдь 1 в додатк1в.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

У вступ! коротко обгрунтовано актуальнХсть досл!даення i роз-робок з удосконалення технолог!чного процесу холодно! прокатки трубних вирой1в зм1яногс перер!зу i основного устаткування стан!в ХПТК. Визначено мету робота та конкретн! завдання, що забезпечують досягнення мети. Наведено nepejiiK отриманих в podoTi вових техйч-них i наукових результат що складають предает захисту.

В гордому розд1д! проанал!зовано техволоПчв! процеси виробницгва безшовних трубних вироб1в зм1нного пврер1зу. Показано, що стани ХПТК волод!ють широкими технолог1чнимк можливостями i здатЕ! забезпечити достатв1й р!вень як1сних показник1в готово! продукц!!. На п1дстав1 вивчення механ!зму формоутворення вироб!в в рухомих ка-л!брах зм1нного рад1усу, встановлено. що розн!ри i форма труби виз-начаюггься комплексом настроювальних параметр 1в технолоПчного процесу 1 механ1чними характеристиками основного устаткування. Тому один з шлях1в пЗдвищэння ефективност! станов ХПТК е створення методики розрахунку комплексу настроювальних параметров, що врзховуе взаемозв'язок технолог1чних i кехан!чних характеристик процесу i устаткування. Основним з комплексу параметров е Игтенсивйсть змгки довншни юду робочо! кл!т1, котриг потрОбний дяя знаходкення величин настройки д!ючих i проекгуванзя нових стан!в ХГГГК, створекня високоефективного технолог!чного устаткування, прокатки труб з п1д-бищэвими вимотами до точност! p03MlpiE i форми.

Проанал1зовано шляхи удосконалення i розвитку основного устаткування стан1в ХПТК - регульованного ПМ i ППП з мальт1гським хрестом.

Друтий розд!л присвячено опращванню методики розрахунку комплексу настроювальних параметр1в стан1в ХПТК при прока+щ трубних вироб!в зк1нного шрер1зу задзних posMipis i форми.

Запропоновано розглядати готовив вир1б ях посл1довн!сть еле-

ментарних кон1чних в1др1зк!в, кояший з яких сформованиа протягом одного подвитого ходу робочо! кл!т1. Геометричн! розм!ри передньо-го та заянього торц!в елэментарного в1др1зку визначаються розм1рами прокатного 1нструменту (кал1бр!в для зовн1шньо1 поверхн1 та оправки - для внутр1лгаьо1) в перор1зах, розташованих на л1н!1 центр!в рсбо-чих взлк1в в 1х пэредньому положепн! в1дпов1дао погоредяього та розглядаемого подв1йного ходу кл1т1. а довжгаа в!др!зка як сума величин л1л1®ного зм!щення труби I зм1ки довжини ходу.

Конусн!сть елементарного в!д|э!зку визначаеться залвжн!спо

1= -^- . (1)

ш ц(х) + Дх

де - усереднена кояусн1сть р!вчакз нал!бр1в на в1др1зку (х^.х-Дх); х- поточне значения довжини ходу робочо! кл!т1; Дх^-зм1ла довжини 1-того подвитого ходу; и- величина подач! заготовки; ц(хи>- максимальне значения ксоф1ц!ента витяжки нэ протяз1 1-того подв!аного ходу. . •

Нэ п1дстав! дискретного п1дходу процесу прокатки труби зм1нного перер!зу отриу.зно загалъну р1вн1сть, що зв'язуе основа! тохнолог!чн! парзкетри процосу з к1нематичними характеристиками устаткування 1 лроф!лем виробу, якиа формусться

' З1«п(х .^-х) г*) :(х.1]+-Г7--Дх

=0, (2)

Дх]

R^xJ i г^с] - залежност!, що огшсуоть розгортку гребня р1вчака кал!бр1в 1 тв1рну оправки в1дгов1яцо; z.- в!дстань в1д переднього торця виробу до горзр!з.у, якия розглядаеться; Y^zJ - функц!я, ¡цо' встзновлюе форму зовнжзьо! погорхн! труби ; R^ i гэ - рад!уси зов-в1шнъо1 та ВЕутр1шньо1 поверхн! заготовки; z- залежнЮть, ш,о визначаеться з умови Y(z.)=R(xi) р!вност! рад!ус!в зовн1шньо! по-верхн! труби i кал!бр!в в ix крааньсму передньому положенн! на л!-Hil иентр!в робочих валк!в.

Шсф1яь оправки обчисл-петься по в!дяошэкню г(х) = yTz(x)] -tjz<x)j, яа п1дстяв1 задано! з«!ни t{z) товищаи ст!нки труби.

При прокаттд кон!чних труб на 1нструмэнт1 з л1н1йно-конусною кал!броБкою, загзльна р!вн1сть (2) приймае вигляд

-ВО^ а)х%[ш,-2С(Кн+ а)]х*+[2С01-Б<Кн+ а^х.+^т + Ба )=0, (3)

Й —йИ тН

т ^Тр

А=Г^ - г*; В=аг-Ъ2; С=Не-гЬ; В=йг-г2;

Б. --=- + Б ;

Вас*_1 + 201.^ + Б

Б.

+ Б

Бо=0, 1=1,2,3...И.

Тут Й 1 й : г 1 максииалъниг 1 м1н!мальний рад!уси зовн1шьо! 1 внутр!шньо1 повврхн! кон1чно1 труби; 1ц. р- довжина труби; хп- максимальна довжина робочо1 частини кал!бр!в.

Огриман1 математичн1 модел1 процесу формоутворення вироб1в зм1нного горер!зу дозволили розробиги комплекс прогрзм (душ 1ЕМ су-' м1сних ЕОМ) дяя розрахунку оснавних техполог!чних параметр!в пропз-су прокатки на станах ХПТК трубних вироб!в дов!льно! форми. 3!став-лення результат!в числового моделювааня прсцесу з експержевтальни-ми даними, що отриман! в ход1 сер11 досл1дних прокаток, п!дгвердало достов1рн1сть результат^ моделювання 1 ефективн1сть розроблених моделей.

Модел! процесу формоутворення вироб!в зм!нного перзр!зу вико-ристовуються в розроблвн!а методиц! розрахунку оснавних параметр!в настройки механ1чно! скстеми ПМ стан1в ХПТК. Така методика враховуе розм1ри 1 форму виробу, що прокатуеться, кал1бровку робочого Инструменту, розм1ри заготовки, величину разово! подач!, спос!б регулю-вання к!некатичних характеристик устаткування, що дозволшга п!дви-аити точн1сть вироб1в, усунути досл!да! прокатки парт!! настрою-вальних труб, розширити технолоПчн! можливост! стану ! зменшиги витрати, пов'язан! з його налагодавнням.

Трет!й розд!л присвячено розробц! теоретичних питань к!нема-ткчного синтезу механ!зм!в з вар!ювальними параметрами вих!дно! ланки, зохремз механ1чних систем приьлд!в стан!в ХПТК.

Задачу к1нематичного синтезу пов'язано з визначенйям геомет-ричних параметр!в ланок механ!чно! системи ПМ стану ХПТК, якиа проекту еться, при котрих в1дробляемиа приводом закон зм!ни довжини ходу кл!т1 зб!гаеться з законом, необх!даим для прокатки виробу зада-них розм!р!в 1 форки.

Для досл1да:ення ¡тских к!нематичних характеристик розгляда-еться коеф1ц1ент £(х) вЩюсно1 зм!ни довжини ходу кл!т1, р1вниа вЮТоиеннга всличини зм!ни довжини ходу робачо! кл1т1 на 1-тому (з початку прокатки заданого виробу) подводному ход! 1т1т1 до в 1що-в!дао! яого зм1ни на гаршому подв!аному ход1. Це дозволило задачу к!нематичного синтезу регульованих кехан!зм1в звести до вир!шення математично! задач! з набликання функц!я, тобто до, розв'язання сис-теми вигляду

1=1,2,3,„.,п ;

де ^[х-.р/.р/,...^] - в1дгворювания приводим кехан!змом коеф1д1-снт в1даосно! зм!ни довжини ходу кл1т1, залежния в1д п геометричних параметр1в р1;рг;...;рп його механ!чно! системи.

Величина коеф!д!ента в1дносно! зи!ни довжини ходу кл1т1,

необх!дна для формування труби задзно1 форми, розраховуеться по розроблвЕим моделям дроцесу фсрмоутвор^аня вироб!в зи!нного шрзр!-зу. Зокрема показано, що для прокатки кон!чних труб на !вструмент1 з л1н!гно-конусною кал!бровкою

=

При розгляд1 п+1 - м!рного простору парамэтр!в механ!зм1в з вар1ювальними вихЩними характеристиками розроблено загальн1 п!дхо-ди та отримано залзжност! для визначення величини СН1 [х;р, ;р2;...;рп]. Показано, шо цея параметр е пропорц!ональним частинн!® пох1дн!2 вЗд першо! тредаточно! функц11 ПьГфо;Ф1;р;м;,..;рп^ по поточн1я координат! $ положения регулюваль-нс! ланки ПМ:

II (ф )

-5-•

до фо- координата положения ведучо! ланки ПМ, яка в!дпов!даБ край-ньому положению ведено! ланки; и (1^) - передаточне в1дношэння к!-нсмзтачного лзнцюга, що зв'язуе регудювзльну та ведучу ланки ПМ; Сь- пост1йнк2 параметр, який визначаеться по формул1

1 эпъ

— =-=-- . (в)

Сь Эф

П1дмножина коордааат фо знаходиться з умови досягнення поршою шредаточною функЩею глобального максимуму на мнонсин1 координат ф. що дозволяе, з врахуванням залвжностеи (Б),(6), звэсти систему р!в-нянь (4) до вигляду

Эф

.1 = 1,2,3,„.,п .

На п1дстав1 розроблених законом1рностея к!нематичного синтезу мэхав1зм!в з вар!ювальною довнмною ходу ведено! ланки отримзно за-лежност! та розроблоно програму для к!нематичного синтезу ваплъких ЕМ, котр1 дозволяюгь (п!сля вибору або будування принципово! к!не-матично! схеми ИМ) визначати розм!ри ланок його механ!чно! системи, що забездачують зм!ну довжини ходу кл!т!, необхЩну дяя прокатки труби задано! форми ! геометричних розм1р1в. При цьому в залвжност! в1д типу вибрано! схеми м8хан!зму, задача к1вематичного синтезу мо-же бути розв'язаною анал!тично, або числовими методами з викорис-танням ЕОМ.

При прокати! р!зних тшорозм1р!в труб на станах ХПТК, в1дхи-лення форми вироб1в можуть досягати 65-80% (через незбгг закон!в зм!ни величини що ввдгворюеться ПМ, ! величини ^(х^), не-

обх!дао! дая формування визначено! труби). Тому при к!нематичному синтез! механ!чно! системи ПМ ун!версального стану ХПТК запродано--вано встановлювати додустимий сортамент труб, що прокатукггься на цьому стан! з задании в!дхиленням форми.

Як показник в!дхилення форми виробу в!д задано1 (кон1чно!) введено в!дносну величину, яка дорХвнюс в!дношенню конусностеи зов-н1шн!х поверхень розглядаемого та першого елементарних в!др1зк1в. 3 вшсористанням цього параметру розроблено посл!довн1сть будування д!аграм оптимального сортаменту сер!! стан!в ХПТК, що забезпечують прокатку вироб!в задано! точност! форми. При встановленн! допустимого сортаменту враховуеться ращонэльве використання мЩн1сних властивостев кожного стану 1 пластичних характеристик металу, цо прокатуеться. Наприклад зд!аснено будування сортаменту стан1в ХПТК-32, ХПТК.-55, ХПТК-75, що визначен! для прокатки кон1чних труб з в1дхиленням форми не вище 102.

ЭПьКЛ'Р^'-Рп]

= 0 ;

(7)

Четверти! розд!л ггрисвячено створенню методики поетапного синтезу нових приндипових к!нематичних схем приводних механ1зм1в ста-н1в ХПТК.

Ефективн1сть стан!в ХПТК в значн1я м1р1 залежигь в1д як!сних показник1в ПМ, однак пошук нових к!нематичних схем ПМ зд1йснюеться в основному 1нту1тивним шляхом, без погоредаього прогнозування 1х як1сних показник1в.

Для створення методики поетапного синтезу нових к1нематичних схем узагальнено вимоги до ПМ, котр1 тд1лено на функц1ональн1 та технЦко-економ!чн!. В результат! анал!зу складу в!домих 1 розробле-них ПМ р!зного типу встановлено, що технолог!чн1 (функц!ональн1) вимоги до устаткування визначають його струкгурниа склад. П1д складом 1 структурою технолог!чного пристрою запропоновано розглядати комплекс механ!зм1в (вузл!в) в 1х взэемозв'язку, да кожниа з елэ-мент!в реал1зуе вкзначен! функц1ональн1 вимоги. Як!сн1 показники механ1зму, як комплексу структурних складаючих, повн!стга залежать в!д в1дпов1дних 1х характеристик та способу з'ЕДнання.

Реал1зац!я такого п1дходу на приклад! ПМ стан1в ХПГК показала, що пей складний технолоПчний пристр1й може розглядатися як визна-чвна комб1нац!я пост1йних структурних елвмент!в: ведучо! та ведено1 ланок, механ!зму основного руху (МОР), механ!зму зм!ни довжини ходу (МЗХ), механ1зму ф!ксац11 крайнього положения (МФКП), пристро!в настройки 1 узгодаування швидкостей. Кожний з елемент1в в!дпов!даБ одному чи дек1льком функц!ональним вимогам 1 реал1зуе 1х. Взаемо-зв'язок ведучих ланок складаючих елемент!в зд12снюеться по розроб-лен1й структуря!я блок-схем!.

Синтез нових принципових к1нематичних схем ПМ вм!дуе поетапне сполучення окремих елемент!в з визначеними властивостями в!щюв1дно з розробленою схемою. Методику поетапного синтезу було використано при створенн! високоефективного ПМ стану ХПТК-15, якия в!дпов!даЕ задании вимогам 1 обмеженням.

П'яткя розд1л присвячено питаниям п!двищэння ефективност! по-воротно-подавальнкх пристро!в з мальт1йським хрестом.

Певн!сть настроювання та стаб!льн!сть фунгадовування ППП з мальт!йським хрестом обумовлюБ переважне 1х використання в станах ХПТК. В умовах 1нтенсиф1кац!! силових 1 швидк!сних режим!в процесу прокатки, шдвищення вимог до точност! готовке вироб1в динам1чна навантажен1сть вузл!в ППП потребуБ розробки сучасних засоб!в лока-л!зац!1 зони пульсац!! надлишкових навантажень на п!дстав! програм-

ного 1х зр1вноважувэнвя.

В результат! анал!тичних ! ексшриментальних досл1дшнь функ-цюнування пневматичних зр!вноважувзльних пристро!в ППП стан!в ХП1К 1 ХПТР розроблено посл!довн1сть будування проф1шо програмонос!я, що забезпечуе задания розпод1л зр1вноважувального моменту та в1дсут-н1сть несприягливих динам1чних явщ (типу "м'якиа" та "жорсткиа" удар) в мехзн!чн1я систем! ЗП 1 мальт1йського хреста. Сформульовэно ! розв'язано вар!ац!гну задачу з опгим1зац11 проф!лю програмного кулачка, осаащэного в1др!зками верхнього та нижнього вистоювання.

Разроблено та випробувано ЗП пневматичного типу з торообразним навантажувачем у вигляд! замкнутой герметично! оболонки, яка вм!-щуе п1д тиском робоче речовину. Результата випробувань пристрою на стан1 ХПТР 20-60 показали иого високу ефективн!сть, при цьому ЗП фушайонував автономно, без пЩключення до пов1тряно! маг!страл! п1двищэного тиску. Використання торообразного навантажувача дозволило 1стотно зменшити габарита! розм1ри пристрою (д!аметр корпусу ЗП - 440 мм, ширина - 220 мм).

ВИСНОВКИ

1. Розглянуто нов! теоретичн! питания з пронесу формоутворення довгом!рних вироб!в зм!яного шрер!зу на станах холодно! прокатки кон!чних труб <ХПТК), як1 вм!дують розробку математичних моделей, що описують формування трубних вироб!в зм1нного перер!зу з враху-ванням взаемозалежност! технолог!чних параметр!в процесу ! кехан!ч-нкх характеристик устаткування.

2. Показано, що форма ! розм!ри вироб1в, що прокатуються на станах ХПТК, визначаються законом зм!ни довжини очага деформац!! заготовки (законом зм1ни довжини ходу робочо! кл!т!), величиною разово! подач1 та кал!бровкою прокатного 1нструменту.

3. Запропоновано розглядати готовиа вир!б як посл1довн!сть елементарних кон1чних в1др!зк1в, кожний з яких сформования на про-тяз! одного подвишого ходу робочо! кл!т1. Отримано залежност!, що описувть процес формування елементарних кон!чних в1др!зк1в виробу, який п1дцано прокатц! з використанням, як рац!онально!, так ! л!-н!йно-конусно! кал!бровки Лнетрументу. Розроблено програми дам ЕОМ, на п!дстав1 котрих змодульоваво процес прокатки труб змЛнного перерву. 3!ставлешя результат!в числового моделювання з експеримен-. тальними дашаи п1дгвердало'правом1рн!сть створених моделей.

4. Разроблено методику "розрахунку технолог!чних параметр!в на-строювання мбхан!чних систем приводних махан!зм!в стан!в ХПТК. На-

строювання приводних механ1зм1в за розрахованими параметрами забез-печуе прокатку вироб!в зм1нного перер1зу з в!дхилепням форми не ви-ше величгаи допуску на д1аметр зовн1шньо1 поверхн1. Еикористання методики забезпечуе зниження витрат, пов'язаних з настроюванням стану ХПТК на прокатку зздавого виробу.

5. Розглянуто нов1 питания к1нематичного синтезу приводних ме-'хан1зм1в стан1в ХГОК з варИовальними параметрами вих!дно1 ланки.

Показано, що при введена! в розглядання хоеф!ц1ента в1дносно! зм1ни вар!ювального параметра (наприклад, довжини ходу кл1т1) к1нематич-ниа синтез регульованих механ!зм1в зд1йснюсться при розв'язанн1 математично! задач! з наближаяня функц!2. Отримгно залэжност!, що дозволять описати та розв'язати задачу синтезу для приводних меха-н!зм!в р1зного типу. Разроблено програму для к!лематичного синтезу важ1льних привод1в.

6. Разроблено методику встановлэння оптимального сортаменту стан!в ХПТК р!зного типорозм!ру, що забезпечушъ прокатку вироб1в зм!нного перер!зу задано! точност! форми. При цьому рацЮнзльно ви-користовуються мЩн!стн! характеристики основного устаткування 1 пластичн! властивост! металу, що прокатуеться. Встановлэно опти-кэльния сортамент стан!в ХПТК-32, ХПТК-55 ! ХПТК-75 для прокатки кон!чних труб з в!дхиленням форми не вишэ ЮЖ.

7. 0сновн1 вимоги до приводних мэхан1зм!в стан1в ХПТК, розпо-д1лено на функд!ональн! та еконо>^!ко-тегн1чн1. На п!дстав1 анал!зу вхдомих 1 розробленкх схем приводних механ!зм1в р!зного типу вста-новлено, що технолог!чн! виксги до устаткування визначгють аого структурния склад. П1д складом та структурою пристрою запропоновано розгхчдати комплекс механ!зм!в (вузл!в) в 1х взасмозв'язку, кожний з елем.8нт1в котрого резл!зуе визначен! функц!ональн1 вимоги. Як1сн! показники кехгЕ!зму, як комплексу структурних елемент!в, залежать в!д характеристик складгючих.

8. Запропоновано к!нематичн1 схеми приводних механ!зм!в стан1в ХПТК розглядати як комбхнацЮ пост!яних структурних елеменПв, що в!дпов1дз1сггь задании функц!ональним вимогам. При цьому синтез ново! схеми пристрою зд1гснюетьсп як псетапне "наслоювання" окремих еле-мент!в з визначеними властивостями по структурно схем!. Блок-схема приводного механ!зму стану ХПТК зключув наступи! структурн1 склада-юч!: ведуча та ведена ланки, кехан1зм основного руху (МОР), меха-н!зм зм1ни довжини ходу вих1дао! ланки (МЗХ), механ!зм ф1ксац!1 крайнього положения (МФКП), пристро! настройки ! узгодаування швид-

костей.

9. Розроблено методику поетапного синтезу принципових к!нема-тичних схем приводних нехан!зм!в, що в!дпов!дзють задания вимогам та обмеженням. Методику було використовано для створення приводного механ!зму стану ХПТК-15 з врахуванням вимог з м1н!муму данам1чно1 навантаженост! ланок, можливост1 досягнення нульово! довжини ходу робочо! клШ, заданим габаритним розм!рам приводу та нер1вном!р-ност! зм1ни довжини ходу не б1льш як 1:2.

10. Технолог1чв! особливост! процосу прокатки, достов!рн1сть настроювзння, стаб1льн1сть величини разово1 подач! заготовки обумо-вили переважне використання в станах ХПГК 1 ХПТР поворотно-подавальних пристро!в з мэльт!йським хрестом. Нарапцзння швидк!сних режим 1в прац1 стан1в ! п1двищення точност! вироб!в змышого перер1-зу можлив! при знижэнн! динам!чно! навантаженост! мальт!йського ме-хан1зму за рахунок використання пристро!в програмного зр!вноважу-вання, як засоб!в локал1зац1! надшшкових навантажень.

В результат! теоретичних ! експериментальних досл!джень показано, що Шдоадення ефективност! фунюдонування зр!вноважувальних пристроив може бути досягнуто шляхом оптимально! проф!л1ровки прог-рамонос!я, яка ззбезшчуе як заданна розпод!л зр!вноважувального моменту на вс!х фазах руху мальт!йського хреста (розг!н та гальму-вания) , так ! в!дсутн!сть несприятливих динам!чних явищ. в механ!ч-н!й систем! зр!вноважувального пристрою.

11. Отримано залекност!, що описують оптимальней проф!ль прог-рамонос1я. Разроблено посл1довн!сть розрахувху програмного кулачка зр1вноБажувального пристрою мгльт!йського кехан!зму стан!в ХПТК ! ХПТР.

Оптикальний проф!ль реал!зовано в зр1вновзжувальному пристро! поворотно-подавального механ!зму стану ХПТР 20-60. який оснащений торообразним замкнутом пневмонавантзжувачэм. Результата випробувань показали, що пристрой забезпечуе знкження моменту на ведучому кривошип! хреста в дар!од разгону в 8,3 рази, гальмування- 2,8 рази.

12. Результата робота вихористано: - у Всесоюзному вауково-досл!дному !нститут! трубно! прокисловост! (ВЗД11) при проектуванн! стану холодно! прокатки труб зм!нного лерер1зу ХПТК-15 та розрахун-ку технолоПчних режим!в прокатки сгоц!альних трубних вироб!в зм!н-ного перер!зу; - у Всесоюзному науково-досл!дному йститут! мэта-лург!йного машнобудування (ВНД1МЕТМАШ) при виготуванн! ! досл1дно-промисловому випробуванн! зр!вноважувального пристрою поворотно-

подавального механ!зму стану ХГГГР 20-60.

Осноенкй зм1ст дасертаци опубл1ковано в працях:

1. Сафонов Л. А, Горюн А.П, Вышинский В.Т. Некоторые вопросы оптимизации структурных и кинематических схем главных приводов станов холодной прокатки конических труб (ХПТК)//Пути повышения надежности и ресурса систем машин: Тезисы докладов Уральской _зональной конф.-Свердловск,1983.-с.203.

2. Ткаченко A.C., Мороз М.С., Орещенко В.Ф., Воронько В.Г., Крышин С.И. и Сафонов Л.А. Модернизация поворотно-подающего механизма стана KPW 1 1/2"/ Днепропетр.металлург.ин-т.-Днепропетровск, 1984.-12с.-Деп.в Черметинформ.-W 1262 ЧМ-84 Деп.

3. Ткаченко A.C., Носаль В.В., Орещенко В.Ф., Головкин В.Т., Крышин С.М. и Сафонов Л.А. Синтез параметров уравновешивающих устройств поворотно-подающих механизмов станов ХПТР с учетом неравномерности движения ведущего звена //Днепропетр.металлург.ин-т.-Днепропетровск, 1984.-12с.-Деп.в Черметинформ.-К 1256 ЧМ-84 Деп.

4. Сафонов Л.А.,Крышин С.М., Орещенко В.Ф. Построение плавно-регулируемых приводных механизмов с улучшенными динамическими харак-теристиками//Управляемые и автоматические механические привода и передачи гибкой связью: Тез. докл. на VI Всесоюзной научно-технич. конф.-Одесса,1988.-часть 1.-е.58.

5. Сафонов Л.А., Крышин С.М., Орещенко В.Ф. К вопросу кинематического синтеза приводных механизмов с бесступенчато-регулируемой данной хода ведомого звена//Управляемые и автоматические механические привода и передачи гибкой связью: Тез. докл. на VI Всесоюзной научно-технич. конф.- Одесса, 1986.- часть I.- с.82.

6. Сафонов Л.А..Ткаченко A.C., Горюн А.П., Крышин С.М. Определение закона изменения длины хода рабочей клети стана холодной прокатки конических труб при формировании изделия заданных параметров/ Днепропетр. металлург, ин-т.- Днепропетровск, 1988.- 12с. - Деп. в ЦЯИИТЭИТЯЖАШ.Ш 10 ТМ-84 Деп.

?. Сафонов Л.А. Выбор рациональных режимов работы приводного механизма стана холодной прокатки конических труб/Днепропетр.металлург. ин-т.- Днепропетровск, 1988.- 8с.-Деп. в ЩШТЭИТШМАШ, № 171 ТМ- 84 Деп.

8. Сафонов Л.А. Кинематический синтез приводных механизмов с регулируемой длиной хода ведомого звена/Днепропетр.металлург.ин-т.-Днепропетровск,1988.-7с.-Деп. в ЦНИИТЭИТЯЖМАШ,® 169 ТМ-84 Деп.

9. Сафонов Л.А., Ткаченко A.C., Нарбут H.A. и др. Регулируемые

приводные механизмы с улучшенными динамическими характеристиками / Днепропетр. металлург, ин-т.- Днепропетровск, 1988.- Юс,- Деп. в ЩЖГЭИТШШ, К 170 IM-84 Деп.

10. Сафонов Л.А., Ткаченко A.C., Крышин С.М. и др. Определение технологических параметров .настройки привода рабочей клети стана холодной прокатки конических труб при прокатке заданного изделия /Днепропетр. металлург, ин-т.- Днепропетровск, 1988.- 14 е.- Деп. в ЩЮГГЭИТЯЖМАШ.» 168 ТМ-84 Деп.

11. A.c. 1152874 СССР, МКИ4 В21В 21/00,35/00. Привод стана холодной прокатки труб/ Сафонов Л.А, Ткаченко A.C., Горюн А.П, и др. (СССР).-» 3674755/22-02; Заявл.20.12.83; Опубл.30.04.85// Открытия. Изобрет.-1885.-J6 16.-4с.:ил.

12. A.C. 1148860 СССР, МКИ4 В21В 21/00, 31/30. Рабочая клеть стана холодной прокатки труб/ Ткаченко A.C.., Крышин С.М., Орещенко В.Ф., Сафонов Л.А, и др.(СССР). - № 3674757/22-02; Заявл.20.12.83; Опубл. 07.04.85//0тщшш. Изобрет. - 1985.-к 13.-3с.:кл.

13. A.c. 1163928 СССР,МКИ* В21В35/06.21/10. Устройство для перемещения рабочей клети стана холодной прокатки труб/Ткаченко A.C., Горюн А.П, Сафонов Л.А. и Вышинский В.Т.(СССР).-к 3557350/22-02 ;За-явл.28.02.83;0публ.30.06.85//0ткрьгтая.Изобрет.-1985.-№ 24.-4с.:ил.

14. A.c. 1183212 СССР,МКИ* В21В21/00,35/06.Привод клети холодной прокатки труб переменного профиля/Сафонов Л.А., Ткаченко A.C., Горюн А.П. и др.(СССР).-К 3674754/22-02;Заявл. 20.12.83; Опубл. 07. 10.85//0ткрытия.Изобрет.-1985.-« 37.-2с.:ил.

15. A.c. 1245386 СССР,МКИ*В21В 21/04. Подающе-поворотный механизм стана холодной прокатки труб/Ткаченко A.C..Гонгадзе 0.Л..Орещенко В.Ф., Крышин С.М., Сафонов Л.А. и Рахманов С.Р.(СССР). 3783306/22-02; Заявл.01.06.84; Опубл.23.07.86 // Открытия.Изобрет.-1986.-JÉ 27.-Зс. :ил.

16. A.c. 1251989 СССР,МКИ4 В21В 21/00,35/06. Привод стана холодной прокатки труб / Ткаченко A.C., Горюн А.П., Сафонов Л.А. и др.(СССР).-к 3861955/22-02;Заявл.О4.0Э.85;0публ. 23.08.86 // Открытия.Изобрет.-1986.- » 31.- Зс.:ил.

17. A.c. 1370874 СССР,МКИ4 B2<,4 21/00, 35/06. Привод рабочей клети стана холодной прокатки труб/Сафонов Л.А..Ткаченко A.C..Крышин С.М. и Орещенко В.Ф.(СССР).-К 4071628/31-02;3аявл. 26.05.86.

18. A.c. 1362887 СССР, МКИ4 Г16Н 27/06. Уравновешивающее устройство мальтийского механизма /Ткаченко A.C.«Сафонов Л.А..Орещенко В.Ф.и др.(СССР).-№ 4111213/25-28; Заявл.26. 05.86; Опубл.30.12.87//

Открытия.Изобрет.-1987,- и 48.- 2с:ил.

19. A.c. 1346284 СССР, МНИ* В21В 21/00,35/06. Привод стана холодной прокатки труб/Горюн А.П..Верещагин А.Д.,Чубарь А.Г. и Сафонов Л.А. (СССР).- £ 4075101/22-02;Заквл.04.06.88; Опубл.23.10.87 // Открытия.Изобрет.-1987,- se 39.- Зс.:ил.

20. A.c. 1364803 СССР.МКИ* Г16Н 27/06. Уравновевенныя мальтиг-скиа механизм / Ткаченко A.C., Сафонов Л.А., Орещенко В.Ф. и др. (СССР).-К 4105003/25-28; Заявл.26.05.88; Опубл.07.01.88//Открытия. Изобрет.-1988.-S1 .-Зс.

21. A.c. 1419768 СССР.МКИ* В21В 21/00. Стан холодной прокатки труб/Ткаченко A.C., Вышинский В.Г., Сафонов Л.а. и др. (СССР).-» 4168537/31-02; Заявл.26.12.86; Опубл.30.08.88// Открытия.Изобрет.-1988.- к 32.- Зс.:ил.

22. A.c. 1442766 СССР.МКИ4 Г16Н 27/06. Уравновешивающее устройство мальтийского механизма/ Носаль В.В..Ткаченко A.C., Сафонов Л.А.и др.(СССР).-К 4169547/25-28; Заявл.26.12.86; Опубл. 07.12.88// Открытия.Изобрет.-1988.-к 45.-4с.

23. А.с.1595599 СССР,ОТ* В21В35/06,21/00. Привод рабочей клети стана холодней прокатки конических труб/ Ткаченко A.C., Сафонов Л.А..Крышин С.М.и др.(СССР).-» 4497636/31-02;3аявл.24.10.88; Опубл. 30.09.80//0ткрытия.Кзобрет.-1990.~№ 36.-Зс.:ил.

24. A.c. 1734902 СССР. МКИ5 В21 Ь21/00. Привод стана холодной прокатки труб/ Крышн С.М., Ткаченко A.C.. Крыхта В.П., Сафонов Л.А.и др.(СССР).-» 4796563/22-02; Заквл.?8.02.90.; Опубл.23.05.92// Открытия.Изобрет.-1992.-К19.-2с.:ил.

25. A.c. 1703211 CCCP.Ktüf В21 Ь21/00,35/08. Приводной механизм стана холодной прокатки конических труб/Сафонов Л.А..Ткаченко A.C., Крыш® С.М.и др. (СССР).- S 4785853/02; Заявл. 23.01.90; Опубл. 07.01.92 // Открыли.Изобрет.-1992.- »1.- Зс.:ил.

Шплясшю по друку 15.03.1993.

Формат 00x3-1/16. Пап1р друк. К} 2. Друх офсетний. Ф1з.друк.ар1С. 1,0. Обл1 к.-вид.орк. 0,94, Умов.друк.арк'. 0,93. Тираж 100 пр. Замовленяя 210. Бозкоштовно.

Дн1пропетрозсышй металург1йний 1нстптут, 320(Í35, Дн1пролотророьк, пр. ГаГ9р1на, 4

ДЗ ДМет1, 320005, Лоомшськэ шосе, З-б.