автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.09, диссертация на тему:Совершенствование конструкций и методики расчета составных прокатных валков и роликов МНЛЗ с целью повышения их прочности, износостойкости и качества заготовок

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Белевская Елена Леонидовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СОСТАВНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ И РОЛИКОВ МНЛЗ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПРОЧНОСТИ, ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И КАЧЕСТВА ЗАГОТОВОК

Специальность 05.02.09 - Технологии и машины обработки давлением.

Технические науки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Кадошников Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации Кащенко Филипп Данилович

кандидат технических наук Полецков Павел Петрович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Южно-Уральский

государственный университет» г. Челябинск

Защита диссертации состоится 3 июля 2009 г. в 15час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.111.03 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу:

455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова

Автореферат разослан 2 июня 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Жиркин Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одна из фундаментальных проблем науки и техники третьего тысячелетия - ресурсосбережение. В нее входит и проблема экономии металла. Особенно актуальными эти задачи становятся в условиях мирового экономического кризиса. С целью экономии сырья и топлива для производства металлов необходимо разрабатывать рациональные конструкции. В первую очередь это относится к металлоемким изделиям, таким, как, например, прокатные валки. Валки больших размеров дороги и трудоемки в изготовлении. Однако при износе поверхностного рабочего слоя бочки, толщина которого составляет всего 5-7% от первоначального диаметра, а масса 13-14% от массы валка, валки отправляются в скрап. Аналогичная картина наблюдается и с роликами машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Основными причинами их списания являются: интенсивный износ поверхности, появление сетки разгара и развитие в этой зоне трещин, что непосредственно влияет на нормальное протекание процесса непрерывного литья и, главное, качество заготовок.

Следует отметить, что износ поверхности прокатных валков влияет на технологические процессы последующей прокатки слябов. Известно, что качество полосы закладывается в черновой группе клетей, и исправлять полученные дефекты в чистовых клетях затруднительно, а иногда, и невозможно. Таким образом, качество заготовок непосредственно влияет на качество готовой продукции.

Еще в начале прошлого века был предложен метод повторного использования списанных валков путем бандажирования. Бандажирован-ные ролики применялись на первых МНЛЗ ОАО «ММК» и используются на ряде заводов и в настоящее время.

Повышение прочности и износостойкости составных прокатных валков и роликов МНЛЗ - это актуальная задача, решение которой позволяет повысить качество продукции и производительность агрегатов.

Основные достоинства составных конструкций следующие:

- возможность изготавливать бандаж из износостойких материалов, а ось из сталей, способных выдерживать длительные циклические нагрузки;

- возможность замены изношенного бандажа при многократном использовании оси.

Использование составных прокатных валков и роликов МНЛЗ позволяет получить большой экономический эффект.

Несмотря на несомненные успехи в решении многих теоретических и практических задач, ряд проблем, связанных с расчетами, конструированием, повышением прочности и износостойкости составных валков и роликов еще далек от завершения.

Цель диссертации. Повышение прочности и износостойкости составных прокатных валков и роликов МНЛЗ путем совершенствования теоретических основ расчета и конструкций, позволяющих повысить производительность агрегатов, качество заготовок и продукции.

Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- разработать методику расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) составных опорных валков и роликов с помощью теории функций комплексного переменного (ТФКП) и СКМ (система компьютерной математики) МАТЬАВ (матричная лаборатория);

- разработать методику определения напряжений в бандажах рабочих валков и роликов методом граничных элементов;

- разработать методику расчета НДС составного ролика, собранного по посадке с зазором, с последующей наплавкой рабочей поверхности износостойким материалом;

- разработать новые конструкции составных валков и роликов и провести исследования их моделей;

- выбрать материал покрытия и разработать технологию его нанесения методом фрикционного плакирования (ФП) на сопрягаемые поверхности соединений с натягом с целью повышения их несущей способности;

- выбрать износостойкий материал для литых бандажей составных валков черновых клетей листовых станов горячей прокатки;

- провести промышленные испытания разработанных конструкций составных валков и роликов и внедрить результаты исследований.

Научная новизна. Разработана методика расчета НДС составных опорных валков и роликов с помощью ТФКП и СКМ МАТЬАВ.

Разработана методика определения напряжений в бандажах составных рабочих валков и роликов методом граничных элементов, позволяющая учитывать действие всех нагрузок на-бандаж.

Предложена методика расчета НДС составного ролика, собранного по посадке с зазором, с последующей наплавкой бандажа, способствующая разработке новой конструкции ролика, упрощению технологии его изготовления и сборки.

Впервые установлено, что при нанесении на посадочную поверхность ролика алюминиевого покрытия методом ФП толщиной 10-15 мкм, усилие распрессовки увеличивается в 2-2,3 раза, что существенно увеличивает несущую способность соединения с натягом.

Практическая значимость и реализация работы. Разработанная конструкция составного рабочего валка позволяет в 2,3-2,6 раза повысить износостойкость валков и почти в два раза снизить их стоимость. Конструкция ролика МНЛЗ с посадкой бандажа с зазором и последующей на-

плавкой износостойкого материала значительно упрощает изготовление роликов, повышает их износостойкость. Валки и ролики успешно прошли промышленные испытания и внедрены на ОАО «ММК». Результаты исследований, технология ФП и разработанные конструкции используются на ОАО «ММК», ООО «ЮжУралТехнотрейд» г. Магнитогорск, ООО «Южуралмашзавод» г. Орск и могут найти применение на металлургических и машиностроительных предприятиях и в других областях техники.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты диссертации доложены и обсуждены: на научно-технических конференциях: Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова (г. Магнитогорск, 2006-2009 г.), Proceedings of 12-th European Conference on Composite Materials, (Biarritz, France, Aug-Sept. 2006), симпозиуме: 12й' International Symposium on Metastable and Nano Materials (JSMANAM), (Paris, France, July, 2005), конгрессе: The draft paper accepted by the World Tribology Congress III, (Washington, DC, USA, Sept. 2005), расширенном заседании кафедры «Прикладная механика и графика» МГТУ (г. Магнитогорск, 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе монография, 8 статей (две статьи в изданиях, рецензируемых ВАК), получено 3 патента Российской Федерации на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 157 наименований и приложения. Работа содержит 121 страницу, иллюстрируется 70 рисунками и 5 таблицами.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечается, что в нашей стране и за рубежом выполнено большое количество исследований и опубликованы многочисленные работы в связанных между собой областях: расчет и конструирование составных валков и роликов, в которых используется соединение с натягом, влияние различных факторов на усталостную прочность соединений, явления фреттинга на сопряженных поверхностях, способы повышения несущей способности соединений с натягом и др. Широко известны работы B.C. Ивановой, И.В. Кудрявцева, Е.И. Берникера, J1.T. Балацкого, Е.С. Гречищева и др. Крупный вклад в решение теоретических и практических задач посвященных исследованию составных прокатных валков внесли П.И. Полухин, В.П. Полухин, В.А. Николаев, Ф.Д. Кащенко, А.Ю. Фиркович, П.П. Полецков и др. Вопросам совершенствования конструкций и повышения стойкости роликов MHJI3 и качества заготовок посвящены работы J1.B. Буланова, К.Н. Вдовина, В.М. Колокольцева, H.H. Шестакова и др. Тем не менее, ряд задач требует дальнейших исследований, что и послужило основанием для выполнения данной работы.

Первая глава посвящена изучению состояния проблемы повышения прочности и износостойкости составных прокатных валков и роликов МНЛЗ. Отмечается, что в их конструкциях используется, в основном, посадка с натягом. Проведен краткий обзор и анализ конструкций составных прокатных валков и роликов МНЛЗ.

Одним из главных вопросов увеличения стойкости составных валков и роликов, предотвращения случаев выхода их из строя, вследствие разрушения бандажей и осей, является снижение напряжений, возникающих при посадке, что требует снижения величины применяемых натягов.

Основная масса составных валков - это опорные валки клетей квар-то. Рабочие составные валки на листопрокатных станах практически не применяются. Несущая способность составного валка при использовании посадки с натягом при прочих равных условиях зависит от коэффициента трения на сопрягаемых поверхностях и теплопроводности контакта ось-бандаж.

Проведен краткий обзор методик расчета напряженного состояния и экспериментальных исследований составных прокатных валков и роликов МНЛЗ.

На основании проведенного обзора и анализа технической литературы обоснованы актуальность, практическая и теоретическая значимость работы, поставлена цель диссертации и сформулированы задачи для ее выполнения.

Во второй главе разработаны методики расчета НДС составных прокатных валков и роликов с использованием СКМ МАТЬАВ. Следует заметить, что условия работы и требования, предъявляемые к составным опорным и рабочим листопрокатным и, тем более, к роликам МНЛЗ, существенно отличаются. Поэтому, мы рассматриваем их раздельно. Сначала мы рассмотрим опорные валки клетей кварто. Заметим, что аналогичная схема нагружения будет и у валков клетей дуо, вертикальных валков клетей кварто и роликов МНЛЗ.

Определим напряжения в опорном валке в плоскости перпендикулярной его оси. Определение напряжений в этой области необходимо для расчёта напряжений в бандаже опорного валка.

Эпюра нормальных напряжений носит куполообразный характер и может быть аппроксимирована кривой второго порядка (рис. 1). Поэтому, примем далее следующую расчётную схему задачи: на поверхности опорного валка, в месте контакта, приложена реакция от рабочего валка, которая уравновешивается реакциями опор, представленных в виде равномерно распределенных по сечению валка объемных сил. Нормальная

составляющая от реакции рабочего валка симметрична и изменяется по закону:

4(0)=

И(2ас^{е) + Ь) -в. <в< +9.

~ж<в<-в,

в{<в<+л

К1 =0 ,■1,1 и

(I)

Три неизвестных параметра определяются из следующих условий: Х„'(-в1) = Х„'(+@/)~0, Х„'(0)=Ь. В комплексной форме внешнее напряжение на границе круга запишется так:

а1 {в) = Х1п 09) + /У' {в) = Ь(а(а + -) + £), ' сг

Л,

I

-0, <#<(

(2)

Рис. 1. Схема внешних нагрузок, действующих на плоское сечение валка

где взамен переменной у, введена новая переменная а=е", а и Ъ - геометрические характеристики эпюры нормальных напряжений.

При наличии объёмных сил, напряжения внутри валка найдём наложением двух напряженных состояний. Первое напряжённое состояние создаётся однородным полем сил и находится как любое частное решение уравнений равновесия, полученное с учётом объёмных сил. Известно частное решение уравнений статики для плоской задачи с объёмными силами в виде сил тяжести.

В принятой на рис. 1 системе координат, частное решение уравнений статики для плоской задачи с объёмными силами в виде сил тяжести имеет вид

Ч Ч

ах =~ёрх = —= —~гсо${в),ау =0,г„=0,

гдер - плотность кг/м3, q - погонная нагрузка МН/м, или, в полярных координатах

ст.

7ГЯ2

9

ГС03 3(#), сг'д

лЯ

— г эт 2 (в)со?,{в).

(3)

тгЛ"

г соз"(0)зт(<?).

На границе круга радиуса Я, эти напряжения определяют комплексное напряжение

а2(а) = Х2П += (-где Ф=еЮ 4 як о а

Второе напряжённое состояние находится как общее решение уравнения равновесия без учёта объёмных сил, но при новых краевых условиях. К исходным внешним напряжениям^), приложенным к границе контура, следует добавить напряжения & (сг), но с обратным знаком. На

границе круга действует внешнее напряжение /(а) = а\а)~а^(сх).

Для этого случая напряжённое состояние внутри диска определим с помощью ТФКП, которой впервые для расчета прокатных валков воспользовался В.П. Полухин. Для облегчения записей задачу рассмотрим в единичном круге, что сводится к замене обозначений

Напряжения определим по формулам Колосова-Мусхелишвили с учётом того, что

+ = ^ + " (5)

СГ сг

+ = 2(ф(£) + ф©).

В (5) черта над функцией указывает, что в формуле следует брать комплексно-сопряжённое значение функции. Неизвестные функции Ф, V определяются из решения следующей краевой задачи ТФКП:

Ф(ст) + Ф(о-)-(-Ф'(о-) +—^УЙЬЯсг). (6)

а сг

Считая, что краевое условие (6) выполняется на окружности единичного радиуса, формулы для функций Ф и ^получены Н.И. Мусхелишви-ли с использованием интегралов типа Коши:

2т ■'{а-^) 4т: а

и

=-!_[' '

Выражения (2) и (4) позволяют получить значение Да). Контурные интегралы следует вычислять по окружности единичного радиуса в положительном направлении. Для функций Ф(0) и Ф(ф получим, при конкретном/(У, следующие выражения:

В формулу для Ч-'(^) входит производная Ф(ф, которая равна:

(8)

и контурный интеграл, который равен

Таким образом, получены аналитические выражения для функций

По формулам (5) можно вычислить напряжения (Уггг,агве,тГгд в любой точке круга, который получается пересечением валка с плоскостью перпендикулярной его оси. Переменная £и постоянные о), комплексные величины и при вычислении выражений (5), (7), (8) можно вести вычисления непосредственно с комплексными числами. Такая возможность имеется в системах компьютерной математики.

Разработанная методика и полученные формулы позволили вычислить напряжения в бандаже опорного валка, которые найдём наложением напряжения от упругого сплющивания на напряжение от натяга. Это возможно, если напряжения и деформации связаны линейной зависимостью, а бандаж и ось деформируются совместно и не образуется зазора в месте их контакта. Расчетная схема представлена на рис. 2.

Рис. 2. Расчётные схемы нагружения бандажа: а - от натяга, б - от усилия прокатки

При расчёте напряжённого состояния приняты следующие данные: q~9.8-l.5MWM, диаметры рабочего и опорного валков соответственно 0г=0.5м и 0=2-Я=1.6м, внутренний диаметр бандажа От1=2-г 1 = 1.15м, модуль Юнга Е=21- 104МН/м2, коэффициент Пуассона /./=0.5, натяг 5=0.9-10'3м. Ширину полосы соприкосновения двух цилиндрических поверхностей определим по теории Герца и, применительно к принятым условиям контакта, она равна 2-Ь/=2-5,5б-10:<м. Угол под которым видна площадка контакта 2-0,=2-6//?, откуда в1~0.00695рад. Среднее напряжение на площадке контакта аср=д/(2-Ь/) и оно равно 1.322-103МН/лГ. Величина посадочного давления = 39.6МН / м2 •

На рис. 3-5 приведены графики для радиальных ап. =сг,.'+<т,2,., окружных а9в - а\в + сгда и касательных х\в напряжений.

На них они представлены в виде двумерных поверхностей. Поверхности хорошо передают качественный характер изменения напряжений. На них хорошо видны области, где напряжения принимают наибольшие значения. Радиальные и окружные напряжения достигают наибольших напряжений в середине линии контакта рабочего валка с опорным. На рис. 6 приведены линии равных значений окружных напряжений. Ещё более точную информацию о характере изменения напряжений можно получить, рассматривая изменение напряжений в функции одного параметра.

Выполнена подготовка данных для определения напряженного состояния рабочего валка методом граничных элементов. Предложены формулы для разбиения дуг наружной окружности кольца на отдельные участки и определения средних нормальных и касательных напряжений для прямолинейных граничных участков. Разработана методика расчета напряженного состояния бандажа рабочего валка с учетом напряжений от упругого сплющивания и натяга. Проведен расчет напряженного'состоя-ния бандажа рабочего валка черновой клети стана 2000. Для принятых нами параметров (г=450 мм, 11=590 мм, 5= 0,8 мм) установлено, что от действия внешних усилий (прокатки и от опорного валка) несущая способность рабочего валка (сопротивление осевому сдвигу и передача крутящего момента) увеличивается на 31,5%.

Предложена методика расчета методом граничных элементов напряженного состояния бандажа ролика МНЛЗ, собранного по посадке с натягом. Разработана специальная программа, позволяющая по известным исходным данным рассчитать нормальные и касательные напряжения. Установлено, что наибольшие напряжения от внешних усилий воз-

никают в месте контакта ролика со слябом. Для толстостенных бандажей (с!=230 мм, 0=330 мм) и максимальной нагрузке 0,882 МН/м радиальные и окружные напряжения на внутреннем диаметре бандажа определяются, в основном, натягом.

Предложена методика расчета НДС составного ролика, собранного по посадке с зазором, с последующей наплавкой бандажа износостойким материалом. Наплавленный слой условно рассматривается как наружный бандаж, при охлаждении которого происходит его усадка, в результате чего в соединении возникает натяг. Расчетным путем определены напряжения и перемещения в зависимости от температуры и других факторов.

-29Ю, -1500, •1000,

Рис. 3. Радиальные напряжения в бандаже опорного валка при г,<г<Я и -4е,<е<46,

Рис. 4. Окружные напряжения в бандаже опорного валка при г,<г<Я и -49|<9<49,

Грэфнк функции г=гл(',в)

Рис. 5. Касательные напряжения в бандаже опорного валка при Г|<Г<Я и -4е,<е<49,

Рис. 6. Линии равных значений окружных напряжений

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований моделей составных прокатных валков и роликов МНЛЗ.

Известно, что для увеличения коэффициента трения на сопрягаемых поверхностях соединений с натягом и, следовательно, их несущей способности, на поверхность оси рекомендуется наносить различные покрытия. Нами предлагается использовать для этих целей метод Ф.П. Схема нанесения покрытий вращающейся металлической щеткой (ВМЩ) приведена на рис. 7. При нанесении покрытия одновременно происходит и упрочнение поверхности обрабатываемого изделия. Металл покрытия прижимается к ворсу ВМЩ и разогревается в зоне контакта с ней до высокой температуры. Частички металла покрытия схватываются с концами ворсинок и переносятся на обрабатываемую поверхность.

Рис. 7. Схема нанесения покрытий методом ФП:

1 - заготовка из материала покрытия,

2 — вращающаяся металлическая щетка,

3 - обрабатываемое изделие

Проведены исследования влияния покрытий из различных материалов (алюминий, медь, латунь), нанесённых методом ФП, на усилие рас-прессовки соединений с натягом. Была изготовлена партия образцов с диаметром посадочной поверхности 63 мм, наружный диаметр втулки 87 мм, ширина 35 мм. Образцы были изготовлены из стали 45. Окончательная обработка посадочной поверхности ролика - чистовое точение, для втулок - развертывание. Микрогеометрию поверхности исследовали на приборе ТК-200. Исходная шероховатость посадочной поверхности вала и втулки Е1а=0,9-1 мкм. Нанесение покрытий на ролики производилось на круглошлифовальном станке. Вместо шлифовального круга на станок была установлена ВМЩ и приспособление для подачи металла покрытия. Толщина покрытия составила, в среднем, 10-15 мкм и контролировалась

толщиномером Роз1Тез1ог 6000. После нанесения покрытия все ролики имели шероховатость 11а~9-10 мкм.

Были проведены также металлографические исследования покрытий. На основании полученных данных можно сделать следующие выводы. Покрытие полностью заполняет впадины микропрофиля (рис. 8) и имеет прочное сцепление с основой. Прочность сцепления определялась адге-

Рис. 8. Алюминиевое покрытие между втулкой и валом (косой шлиф)

Сборка соединений производилась тепловым способом. Втулки нагревались в муфельной печи до температуры 300°С. Установлено; что в соединениях с алюминиевым покрытием усилие распрессовки и, следовательно, прочность посадки в 2-2,3 раза выше, чем у контрольных образцов без покрытия. При покрытии из меди и латуни усилия распрессовки увеличивались в 1,2-1,4 раза. При нанесении на посадочную поверхность, покрытую алюминием, обмазки из смеси жидкого стекла и порошка корунда, усилие распрессовки возрастало в 2-2,2 раза.

Проведено исследование прогиба под нагрузкой моделей составных | валков и роликов на специально изготовленной установке. Установлено,

что разработанные конструкции и определенные расчетом основные параметры обеспечивают необходимую жесткость.

Проведено исследование влияния режимов наплавки на усадку бандажей с различной толщиной стенки. Анализ результатов показывает, что даже при малых токах (120-180 А) усадка толстостенного бандажа составляет 0,2 мм. При увеличении тока до 320-330 А усадка увеличивается до 1 мм. Этого более чем достаточно для создания натяга. Усадка тонко-I стенных бандажей даже при малых токах достигает 3 мм.

В четвертой главе приведены данные об изготовлении, промыш-I ленных испытаниях и опыте эксплуатации составных прокатных валков и

роликов МНЛЗ.

В настоящее время в черновой группе клетей стана 2000 применяют рабочие валки П80><2000 мм, которые изготавливаются в основном из

кованой стали 60ХН. Бочка валка из-за низкой твердости подвержена интенсивному износу, что приводит к частым перевалкам и ухудшению геометрических параметров листа. На аналогичных зарубежных станах стойкость валков черновой группы в 2-3 раза выше. Валки изготавливаются из высокоуглеродистой легированной стали методом центробежного литья.

Проблема повышения износостойкости рабочих валков черновой группы может быть решена путем использования новых конструкций и технических решений. Предлагается изготавливать составные валки со сменным бандажом из литой заэвтектоидной стали 150ХНМ. Опыт эксплуатации валков из подобных материалов свидетельствует, что их износостойкость в 1,8-2,5 раза выше, чем кованых из стали 60ХН. При проектировании и изготовлении рабочих валков был учтен опыт эксплуатации составных опорных и вертикальных вапков на этом же стане.

На основании проведенных расчетов и исследований для горизонтальных валков 1180x2000 выбрана конструкция с "обратным" конусом (рис. 9, а), с относительным натягом сопрягаемых поверхностей оси и бандажа, равным 0,0008d, где d - диаметр сопрягаемых поверхностей. В качестве материала бандажа принята литая зазвтектоидная сталь 150ХНМ с твердостью 40-45 HSD после нормализации. Два таких составных валка были изготовлены на ООО «Южуралмашзавод». Ось валка изготавливалась из отработанного валка. После его переточки до необходимых размеров на посадочную поверхность оси методом ФП наносили алюминиевое покрытие. На участки, прилегающие к торцам бандажа, наносилось антифрикционное покрытие, для предотвращения возможных повреждений от фреттинга из-за проскальзывания торцов бандажа относительно поверхности оси.

Нанесение покрытия производилось на вальцешлифовальном станке "WALDRICH SIEGEN". Вместо шлифовального круга на станок была установлена ВМЩ и приспособление для подачи металла покрытия. Наружный диаметр ВМЩ-900 мм, длина ворса 60 мм, диаметр ворса 0,250,28 мм. Окружная скорость в зоне обработки (скорость скольжения) Vck=30 м/с, натяг (подача инструмента на обрабатываемую поверхность изделия) N=2-3 мм, число проходов п=3, продольная подача 5 мм/об. Толщина покрытия составила, в среднем, 15-20 мкм.

Валки прошли промышленные испытания на стане 2000 ОАО «ММК». Валок устанавливался во второй клети черновой группы в нижнем положении. В качестве верхнего использовался сплошной кованый валок из стали марки 60ХН. Составные валки отработали по 18 установок. Наработка составила 1410150 тонн и 1577580 тонн на каждый валок. Средняя наработка валков из стали 60ХН составляет 602 тыс. тонн.

В результате испытаний установлено, что износ бандажа из стали 150ХНМ характеризуется равномерностью: разность между максимальной и минимальной точкой износа составляет всего 0,7 мм, в то время как неравномерность износа из стали 60ХН составляет 2,7 мм. В среднем износостойкость (тонн/мм) составного валка оказалась в 2,3-2,6 раза выше, чем кованого. Стоимость составного валка, ось которого изготовлена из отработанного валка, составляет 64% от стоимости нового цельнокованого валка.

Рис. 9. Составной валок с «обратным» конусом (а) и цилиндрической посадочной поверхностью (б)

На основании опыта изготовления и эксплуатации составных валков разработана и запатентована конструкция составного валка с цилиндрической посадочной поверхностью, обеспечивающей более высокую точность изготовления и несущую способность (рис. 9, б).

На основании проведенных расчетов и экспериментальных исследований разработаны новые конструкции роликов МНЛЗ и проведены их промышленные испытания. Разработан проект конструкции бандажиро-ванного ролика. В качестве оси используется отработанный ролик, на который по посадке с натягом насаживаются три секции бандажа. Перед посадкой на поверхность оси методом ФП наносится алюминиевое покрытие. Четыре опытных ролика успешно прошли промышленные испытания на МНЛЗ-4 ОАО «ММК» (секция 9-1).

Предложена и запатентована конструкция бандажированного ролика с применением при сборке посадки с зазором (рис. 10), что значительно упрощает изготовление бандажей. Экспериментально установлено и подтверждено расчетами, что при последующей наплавке происходит усадка бандажей, т.е. уменьшение их внутреннего диаметра. В результате зазор между осью и бандажом выбирается и появляется натяг, достаточный для передачи крутящего момента и обеспечения теплопроводности контакта. Дополнительное крепление бандажей штифтами и сваркой повышает несущую способность конструкции. Изменена и запатентована новая, более эффективная система охлаждения, которая позволяет дополнительно охлаждать внутреннюю поверхность бандажа. Изготовлена опытная

Ш777777\

а

б

секция с бандажированиыми роликами. В настоящее время ролики находятся в эксплуатации и каких-либо замечаний по их работе не имеется.

Заключение. Повышение прочности и износостойкости составных прокатных валков и роликов МНЛЗ путем совершенствования теоретических основ расчета и конструкций имеет существенное значение для экономики, страны, особенно в период кризиса. Созданные новые методики расчета и полученные экспериментальные данные вносят существенный вклад в соответствующие отрасли знаний. Ниже изложены основные выводы по диссертации.

1. Одним из главных вопросов увеличения стойкости составных валков и роликов, предотвращения случаев выхода их из строя, вследствие разрушения бандажей и осей, является снижение напряжений, возникающих при посадке, что требует снижения величины применяемых натягов. Это возможно при повышении несущей способности соединений с натягом за счет увеличения коэффициента трения на- сопрягаемых поверхностях.

2. Разработана методика расчета НДС составных опорных прокатных валков и роликов с помощью ТФПК и СКМ МАТЪАВ.

3. Разработана методика расчета НДС бандажей рабочего валка и ролика методом граничных элементов. Установлено, что наибольшие напряжения от внешних усилий возникают в месте контакта ролика со слябом. Для толстостенных бандажей (с1=230 мм, 0=330 мм) и максимальной нагрузке 0,882 МН/м радиальные и окружные напряжения на внутреннем диаметре бандажа определяются, в основном, натягом.

4. Предложена методика расчета НДС составного ролика, собранного по посадке с зазором, с последующей наплавкой бандажа износостойким материалом. В результате происходит его усадка, и в соединении возникает натяг. Расчетным путем определены напряжения и перемещения в зависимости от температуры и других факторов.

5. В результате исследования влияния покрытий, нанесенных методом ФП, на усилие распрессовки соединений с натягом впервые установлено, что при нанесении на посадочную поверхность ролика алюминиевого покрытия толщиной 10-15 мкм, усилие распрессовки увеличивается в 2-2,3 раза, что существенно увеличивает несущую способность соеди-

Рис. 10. Ролик секции МНЛЗ

6. Впервые исследовано влияние режимов наплавки на усадку бандажей с различной толщиной стенки, что позволило разработать и запатентовать новую конструкцию ролика MHJI3. Наплавка роликов износостойким материалом повышает их износостойкость и качество заготовок.

7. Разработан проект конструкции бандажированного ролика. В качестве оси используется отработанный ролик, на который по посадке с натягом насаживаются три секции бандажа. Перед сборкой на ось ролика методом ФП наносится алюминиевое покрытие. Четыре опытных ролика успешно прошли промышленные испытания.

8. На основании проведённых расчётов и экспериментальных исследований разработана конструкция составного рабочего валка клети квар-то стана 2000 горячей прокатки, успешно прошедшая промышленные испытания. Материал бандажа - сталь 150ХНМ, по износостойкости превосходящая не менее чем в 2,3-2,6 раза сталь 60ХН. Равномерность износа по длине бочки валков клетей черновой группы уменьшает разнотол-щинность подката и позволяет повысить качество готовой продукции. Стоимость составного валка, ось которого изготовлена из отработанного валка, составляет 64% от стоимости нового цельнокованого валка. В России это первый опыт изготовления и эксплуатации составного рабочего валка для клети кварто стана горячей прокатки.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Кадошников В.И., Москвин В.М., Белевская E.J1. Напряжения в поперечной плоскости опорного валка. // Производство проката №8. 2007. -С 19-24.

2. Кадошников В.И., Москвин В.М., Белевская Е.Л. Методика определения напряжённого состояния рабочего валка методом граничных элементов. // Металлург. №10. 2008. - С. 63-66.

3. Москвин В.М., Кадошников В.И., Белевская Е.Л. Сопоставление двух схем нагружения опорного валка листового стана. // Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения. Международный сб. научн. трудов под ред. H.H. Огаркова - Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ, 2006. - С.117-124.

4. Белевский Л.С., Фиркович А.Ю., Белевская Е.Л. и др. Составные прокатные валки: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 206 с.

5. Белевский Л.С., Колбасин Г.Ф., Белевская Е.Л. и др. Определение напряжений в бандажах рабочих валков. // Процессы и оборудование металлургического производства. Сб. научн. трудов - Магнитогорск: МГТУ, 2003.-С. 104-110

6. Белевский Л.С., Фиркович А.Ю., Белевская Е.Л. и др. Исследование возможности применения составных рабочих валков в черновых клетях

7. Москвин В.М., Кадошников В.И., Белевская Е.Л. и др. Напряжение в бандаже опорного валка. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. №1. 2006. -С. 31-34.

8. Кадошников В.И., Куликов C.B., Белевская Е.Л. и др. Характеристика немагнитных покрытий, нанесённых на стальную подложку ударно-фрикционным способом. // Материалы 66-ой научно-технической конференции: Сб. докл., Т. 1. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. -С. 249-251.

9. Kadoshnikov V.l., Moskvin V.M., Belevskaya E.L. Procedure for determining the stress state of a work roll by the boundary-elements method. Metallurgist. Vol. 52, Nos. 9-10, Springer New York, 2008. - P 567-573.

10. Патент РФ на полезную модель №49743. Составной прокатный валок / Фиркович А.Ю., Клочков О.С., Белевская Е.Л. и др. Опбл. 10.12.2005. БИПМ №34.

11 Патент РФ на полезную модель №46693. Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок. / Фиркович А.Ю., Клочков О.С., Белевская Е.Л. и др. Опбл. 27.07.2005. БИПМ №21.

12. Патент РФ на полезную модель №78710. Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок. / Кадошников В.И., Завьялов В.И., Белевская Е.Л. и др. Опбл. 10.12.2008. БИПМ №34.

Подписано в печать 28.05.2009. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ 371.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ СОСТАВНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ И РОЛИКОВ МНЛЗ.

1.1. Обзор и анализ некоторых конструкций составных прокатных валков.

1.2. Составные ролики МНЛЗ.

1.2.1. Ролики конструкции ВНИИМЕТМАШ.

1.2.2. Ролики конструкции ПО "Уралмаш".

1.2.3. Конструкция бандажированного ролика с различными вариантами сопряжения колец.

1.2.4. Обзор и анализ некоторых патентов на конструкции роликов.

1.3. Краткий обзор методов расчета напряженно-деформированного состояния составных валков и роликов.

1.4. Обзор исследований соединений с натягом и способов повышения их несущей способности.

1.5. Выводы. Цель диссертации.

2. МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ СОСТАВНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ И РОЛИКОВ МНЛЗ.

2.1. Напряжения в опорном валке в плоскости перпендикулярной его оси.

2.2. Напряжения в бандаже опорного валка.

2.3. Подготовка данных для определения напряженного состояния рабочего валка методом граничных элементов.

2.4. Расчёт напряжённого состояния бандажа рабочего валка.

2.5. Расчет напряженного состояния роликов, собранных по посадке с натягом.

2.6. Расчёт напряжённо-деформированного состояния составного ролика, собранного по посадке с зазором, с последующей наплавкой бандажа.

2.7. Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ

СОСТАВНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ И РОЛИКОВ МНЛЗ.

3.1. Исследование влияния покрытий, нанесенных методом фрикционного плакирования, на повышение несущей способности соединений с натягом.

3.2. Экспериментальное исследование прогибов составных рабочих валков и роликов МНЛЗ.

3.3. Исследование влияния наплавки на усадку бандажей.

3.4. Выводы.

4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСТАВНЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ И

РОЛИКОВ МНЛЗ.

4.1. Выбор материала для бандажей составных валков листовых станов горячей прокатки.

4.2. Рабочие и вертикальные валки черновой группы стана 2000 горячей прокатки.

4.2.1. Составные вертикальные валки стана 2000 горячей прокатки.

4.2.2. Составные рабочие горизонтальные валки для черновых клетей кварто стана 2000 горячей прокатки.

4.3. Ролики МНЛЗ.

4.3.1. Разработка конструкции трехсекционного бандажированного ролика, собранного по посадке с натягом.

4.3.2. Разработка и испытание конструкции бандажированного ролика, собранного по посадке с зазором и с новой системой охлаждения.

4.4. Выводы.

Одна из фундаментальных проблем науки и техники третьего тысячелетия - ресурсосбережение. В нее входит и проблема экономии металла. Особенно актуальными эти задачи становятся в условиях мирового экономического кризиса. С целью экономии сырья и топлива для производства металлов, запасы которых невосполнимы, необходимо разрабатывать ресурсосберегающие технологии и рациональные конструкции. В первую очередь это относится к металлоемким изделиям, таким, как, например, прокатные валки. Валки больших размеров дороги и трудоемки в изготовлении. Однако при износе поверхностного рабочего слоя бочки, толщина которого составляет всего 5-7% от первоначального диаметра, а масса 13-14% от массы валка, валки отправляются в скрап. Эти цифры относятся к списанию по естественному износу. Однако немало валков списывается из-за выкрошек, отслоений, сколов и других дефектов. Аналогичная картина наблюдается и с роликами машин непрерывного литья заготовок (MHJI3). Основными причинами их списания являются: интенсивный износ поверхности, появление сетки разгара и развитие в этой зоне трещин, что непосредственно влияет на нормальное протекание процесса непрерывного литья и, главное, качество заготовок. Следует отметить, что износ поверхности прокатных валков влияет на технологические процессы последующей прокатки слябов. Известно, что качество полосы закладывается в черновой группе клетей и исправлять полученные дефекты в чистовых клетях затруднительно, а иногда и невозможно. Таким образом, качество заготовок непосредственно влияет на качество готовой продукции.

Еще в начале прошлого века был предложен метод повторного использования списанных валков путем бандажирования. Бандажированные ролики применялись на первых МНЛЗ ОАО «ММК» и используются на ряде заводов и в настоящее время.

Основные достоинства составных конструкций:

- возможность изготавливать бандаж из износостойких материалов, а ось из сталей, способных выдерживать длительные циклические нагрузки;

- возможность замены изношенного бандажа при многократном использовании оси.

Использование составных конструкций в металлургии и металлургическом машиностроении позволяет получить большой экономический эффект.

В большинстве конструкций бандажированных валков и роликов используется посадка с натягом. Соединения с натягом, в том числе и крупных деталей, широко используются в различных областях техники. Заметим, что при проектировании, изготовлении и эксплуатации составных конструкций, в которых используется посадка с натягом, возникает немало проблем, являющихся общими для изделий различного назначения. Как правило, такие соединения нагружены крутящим моментом, радиальными и осевыми силами, от действия которых происходят износ и (или) фреттинг сопрягаемых поверхностей, усталостные разрушения, сдвиг в осевом направлении или проворачивание насаженной детали и другие нежелательные явления.

В нашей стране и за рубежом выполнено большое количество исследований и опубликованы многочисленные работы в связанных между собой областях: расчет и конструирование соединений с натягом, влияние различных факторов на усталостную прочность соединений, явления фреттинга на сопряженных поверхностях, способы повышения несущей способности соединений с натягом и др. Широко известны работы B.C. Ивановой, И.В. Кудрявцева, С.В. Се-ренсена, Е.И. Берникера, JI.T. Балацкого, Е.С. Гречищева, и др. Крупный вклад в решение теоретических и практических задач посвященных исследованию составных прокатных валков внесли П.И. Полухин, В.П. Полухин, В.А. Николаев, Ф.Д. Кащенко, А.Ю. Фиркович, П.П. Полецков и др. Вопросам совершенствования конструкций и повышения стойкости роликов MHJI3 посвящены работы JI.B. Буланова, К.Н. Вдовина, В.М. Колокольцева, Н.И. Шестакова, и др.

Несмотря на несомненные успехи в решении многих теоретических и практических задач, ряд проблем, связанных с расчетами, конструированием, повышением прочности и износостойкости составных прокатных валков и роликов MHJ13 еще далек от завершения.

Основные выводы по диссертации

1. Одним из главных вопросов увеличения стойкости составных валков и роликов, предотвращения случаев выхода их из строя, вследствие разрушения бандажей и осей, является снижение напряжений, возникающих при посадке, что требует снижения величины применяемых натягов. Это возможно при повышении несущей способности соединений с натягом за счет увеличения коэффициента трения на сопрягаемых поверхностях.

2. Разработана методика расчета НДС составных опорных прокатных валков и роликов с помощью ТФПК и СКМ MATLAB.

3. Разработана методика расчета НДС бандажей рабочего валка и ролика методом граничных элементов. Установлено, что наибольшие напряжения от внешних усилий возникают в месте контакта ролика со слябом. Для толстостенных бандажей (d=230 мм, D=330 мм) и максимальной нагрузке 0,882 МН/м радиальные и окружные напряжения на внутреннем диаметре бандажа определяются, в основном, натягом.

4. Предложена методика расчета НДС составного ролика, собранного по посадке с зазором, с последующей наплавкой бандажа износостойким материалом. В результате происходит его усадка, и в соединении возникает натяг. Расчетным путем определены напряжения и перемещения в зависимости от температуры и других факторов.

5. В результате исследования влияния покрытий, нанесенных методом ФП, на усилие распрессовки соединений с натягом впервые установлено, что при нанесении на посадочную поверхность ролика алюминиевого покрытия толщиной 10-15 мкм, усилие распрессовки увеличивается в 2-2,3 раза, что существенно увеличивает несущую способность соединения. Применение обмазки из смеси жидкого стекла и корунда дополнительно увеличивает усилие распрессовки минимум в два раза.

6. Впервые исследовано влияние режимов наплавки на усадку бандажей с различной толщиной стенки, что позволило разработать и запатентовать новую конструкцию ролика МНЛЗ. Наплавка роликов износостойким материалом повышает их износостойкость и качество заготовок.

7. Разработан проект конструкции бандажированного ролика. В качестве оси используется отработанный ролик, на который по посадке с натягом насаживаются три секции бандажа. Перед сборкой на ось ролика методом ФП наносится алюминиевое покрытие. Четыре опытных ролика успешно прошли промышленные испытания.

8. На основании проведённых расчётов и экспериментальных исследований разработана конструкция составного рабочего валка клети кварто стана 2000 горячей прокатки, успешно прошедшая промышленные испытания. Материал бандажа — сталь 150ХНМ, по износостойкости превосходящая не менее чем в 2,3-2,6 раза сталь 60ХН. Равномерность износа по длине бочки валков клетей черновой группы уменьшает разнотолщинность подката и позволяет повысить качество готовой продукции. Стоимость составного валка, ось которого изготовлена из отработанного валка, составляет 64% от стоимости нового цельнокованого валка. В России это первый опыт изготовления и эксплуатации составного рабочего валка для клети кварто стана горячей прокатки.

9. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составных прокатных валков составил 40 млн. руб. (доля соискателя от общего экономического эффекта 2,8 млн. руб.).

Основные положения диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях, симпозиумах и конгрессах в России и за рубежом.

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе монография, 8 статей, из которых 2 - в издании, одобренном ВАК, получено 3 патента РФ на полезную модель.

Результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «ММК», ООО «ЮжУралТехнотрейд» г. Магнитогорск, ООО «Южуралмашзавод» г. Орск и могут быть использованы на других металлургических предприятиях, в железнодорожном транспорте, судостроении и др. областях техники.

Заключение

Повышение прочности и износостойкости составных прокатных валков и роликов MHJT3 путем совершенствования теоретических основ расчета и конструкций имеет существенное значение для экономики страны, особенно в период кризиса. Созданные новые методики расчета и полученные экспериментальные данные вносят существенный вклад в соответствующие отрасли знаний. Ниже изложены основные выводы по диссертации.

1. Полухин В.П., Полухин П.И., Николаев В.А. Составной рабочий инструмент прокатных станов. М.: Металлургия, 1977. 87 с.

2. Прочность прокатных валков / П.И. Полухин, В.А. Николаев, В.П. Полухин и др. Алма-Ата: Наука, 1984. 295 с.

3. Пат. 23823 Японии, МКИ 12 В 4. Способ изготовления валков для прокатки металла / Накано Йосиро (Япония).

4. Пат. 29095 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Производство составных опорных валков / Миеси Хадзимэ (Япония).

5. Пат. 14007 Японии, МКИ 12 С 2811, 4. Способ соединения бандажа с осью опорного валка клети кварто / Накагава Моро (Япония).

6. Пат. 31010 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Напряженный состав валков / Миеси Хадзиме и др. (Япония).

7. Пат. 15174 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Способ изготовления валков с применением связующих синтетических смол / Исода Сигэнобу (Япония).

8. Пат. 16418 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Способ производства бандажиро-ванных опорных валков / Миеси Хадзимэ и др. (Япония).

9. Пат. 18184 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Метод сборки бандажированных валков / Фукусимэ (Япония).

10. Пат. 975 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Бандажированный опорный валок / Миеси Хадзиме, Миура Кацусигэ (Япония).

11. Пат. 19772 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Метод производства бандажированных валков / Фукусима Масатака, Микиита Киеси (Япония).

12. Пат. 48-6380 Японии, МКИ 12 С 211, 3. Составной валок / Кадосэ Масуо (Япония).

13. Пат. 48-6022 Японии, МКИ 12 В 3 (В 23р). Способ изготовления бандажированных прокатных валков / Симэти Тадаси и др. (Япония).

14. Пат. 1321564 Великобритании, МКИ В 3 V (В21в 27/02, В23р 11.02). Бандажированный валок и способ его изготовления / Sekimoto Yasuhiro, Коrenage Jtsuo. Built-up rolling mill sleeve roll and method of making the same (Hitachi-Metals, Ltd.).

15. Пат. 3718956 США, МКИ 29-132 (В21в 31/03). Изготовление комбинированных валков / Sekimoto Yasuhiro. Built-up rolling mill sleeve roll and method of making the same (Hitachi-Metals, Ltd.).

16. Пат. 29094 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Составной опорный прокатный валок / Судзуки Сигэси и др. (Япония).

17. Пат. 16622 Японии, МКИ 12 В 3. Способ изготовления бандажирован-ных валков методом горячей посадки / Исода Сигэнобу (Япония).

18. Пат. 16572 Японии, МКИ 12 С 211, 4. Бандажированные валки станов холодной прокатки / Онодера Синсаку и др. (Япония).

19. Пат. 1148457 Великобритании, МКИ ВЗМ, B3V. Составные (бандажированные) валки / Iseki Takeshi. Sieeve roi. Kanto Special Steel Works, Ltd..

20. Пат. 9646 Японии, МКИ 12 С 211, 3. Способ изготовления комбинированных опорных валков / Онодэра Синсаку, Хори Киёси (Япония).

21. Пат. 9647 Японии, МКИ 12 С 211, 3. Способ изготовления комбинированных опорных валков / Онодэра Синсаку, Хори Киёси. Reinforced roll of sleeve type for rolling mill/ Кабусики кайся Хитати сэйсакусё.

22. Sleeve back-up roll. Hetachi Rev. 1973, V22, №3, p.124.

23. Кабаяси Кадзуеси. Тецу то хаганэ. Tetsu to hagane. J. Jron and Stee Jnst gap, 1971, 57, №5, p. 725-737.

24. Валки холодной прокатки. Свердловск: УЗТМ. 1963. 29с.

25. Nouveau cyindre de lamlnoir a chaud. (Soc Francfise des Cylindrts de Lami-noirs. Marichal Ketin ае).Франц. патент, кл. B216 27/10, В 22d 13/10, №2086561.

26. Build-up sleeve work roll for roughing stands in hot strip mills. Hetachi Rev. 1973, V22, №3, p.123-124.

27. Носков H.C. и др. Усовершенствование валков универсальных клетей. // Металлург. -1969. -№12. С. 29-30.

28. Пт. 2191648 РФ, МКИ В 21 В 27/03. Составной валок / Полецков П.П., Фиркович А.Ю., Тишин С.В. и др. (РФ).

29. Пат. 12991 РФ, МКИ В 21 В 27/02. Составной валок / Полецков П.П., Фиркович А.Ю., Антипенко А.И. и др. (РФ).

30. Пат. 2210445 РФ, МКИ В 2 В 27/03. Составной валок / Полецков П.П., Фиркович А.Ю., Антипенко А.И. и др. (РФ).

31. Фиркович А.Ю., Полухин В.П., Николаев В.А. и др. // Бюл. ин-та «Черме-тинформация». 1974. №23(739). С.44.

32. А.с. 668630 СССР, МКИ В 21 В 27/02. Составной валок / А.Ю. Фиркович, П.И. Полухин, В.П. Полухин и др. (СССР).

33. Фиркович А.Ю. Повышение долговечности составных опорных валков // Сталь. 1981. №10. С. 53-54.

34. Шестаков Н.И. Тепловые процессы при непрерывной разливке стали. М.: Черметинформация, 1992.268 с.

35. Буторов А.В., Шусторович В.М., Безукладов В.И. и др. Эксплуатация бандажированных роликов слябовых MHJI3 // Сталь. -1990. -№7. С. 49-51.

36. А.с. 1091991 (СССР). Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок / Целиков А.А., Шусторович В.М., Буторов А.В. и др. // Открытия. Изобретения. 1984. № 18. С. 26.

37. А.с. 1196117 (СССР). Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок / Буторов А.В., Шусторович В.М., Целиков А.А. и др. // Открытия. Изобретения. 1985. № 45. с 41.

38. А.с. 1379081 (СССР). Ролик зоны вторичного охлаждения / Нисковских В.М., Гельфенбейн Е.Ю., Буторов А.В., Шусторович В.М. //Открытия. Изобретения. 1988. №9. С. 62.

39. А.с. 1671403 (СССР). Ролик машины непрерывного литья заготовок / Нисковских В.М., Буланов JI.B., Суский Н.В. и др. //Открытия. Изобретения. 1991. №31. С. 36.

40. Заявка 57-85959 (Япония). Составной ролик для устройства непрерывного литья / Насикадзу Хадзимэ, Томоно Хироси, Каточи Кэн и др. 1982.

41. Патент 2237646 (ФРГ). Направляющий и ведущий ролик в установке непрерывной разливки / J.Eisen, H.Eichholz, G.Bollihg. 1978.

42. А.с. 1502176 (СССР). Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок / Савченко В.В., Потапов Р.П., Климов В.П., Лунев А.Г. // Открытия. Изобретения. 1989. № 31. С. 56.

43. Патент 4577674 (США). Направляющий ролик / Hiroshi Toyoda, Katsuhiko Honma, Shigeru Matsushita. 1986.

44. Заявка 59-218249 (Япония). Ролик для непрерывной разливки / Хираиси Хисаси, Аратани Кёнобу. 1984.

45. Заявка 59-107757 (Япония). Керамический валок для УНРС / Тэракадо Рёдзи, Сибата Мицукура, Миура Нобуёси, Кэйто Бундзи. 1984.

46. Заявка 57-112959 (Япония). Огнеупорный ролик или прокатный валок / Уэмура Мисао, Хираока Нобору, Накадзима Хирэо, Касо Осаму. 1982.

47. Патент 4577673 (США). Направляющий ролик / Harada Shinichi, Jshihara Voshinobu, Matsushita Shigeru. 1986.

48. A.c. 971564 (СССР). Ролик зоны вторичного охлаждения установки непрерывной разливки металлов / Буланов Л.В., Шусторович В.М., Карлинский С.Е. и др. 1982.

49. Напряженно-деформированное состояние ролика МНЛЗ со спиральным бандажом / Буланов Л.В., Шусторович В.М., Карлинский С.Е., Волегова В.Е. // Новая техника и технологии при производстве проката. Череповец: ЧФ СЗПИ. 1986. С. 97- 104.

50. А.с. 1276432 (СССР). Ролик машины непрерывного литья / Буланов Л.В., Шусторович В.М., Матюхин А.В. и др. // Открытия. Изобретения. 1986. № 46. С. 37.

51. Заявка 1429058 (Франция). Ролик поддерживающей и направляющей проводки слябовой УНРС. 1980.

52. Заявка 58-93549 (Япония). Комбинированные ролики, стойкие против разрушения / Тюдзи Кадзуо, Сакамото Коити, Ямамото Сотокио. 1983.

53. Патент 346004 (Австрия). Ролик установки непрерывной разливки. 1978.

54. А.с. 1407663 (СССР). Ролик машины непрерывного литья заготовок / Иванченко И.Ф., Матюхин А.В., Панина JI.B. и др. // Открытия. Изобретения. 1988. №25, С. 57.

55. А.с. 850283 (СССР). Ролик для направления и поддержания слитка /Крулевецкий С.А., Иванченко И.Ф., Матюхин А.В. и др. // Открытия. Изобретения. 1981. №28. С. 41.

56. Заявка 56-99060 (Япония). Ролики для УНРС и способ их изготовления / Ямагали Иосиаки, Иосимицу Арата. 1981.

57. Заявка 6444252 (Япония). Валок с насадными бочками для непрерывной отливки полосы / Дзиябо Ясухиро. 1989.

58. Заявка 56-99059 (Япония). Ролики для УНРС / Ямагами Иосиаки, Иосимицу Арата. 1981.

59. Заявка 55-81050 (Япония). Ролики, применяемые в установках непрерывной разливки / Ямагами Иосиаки, Иосимицу Син. 1980.

60. Патент 53-25685 (Япония). Ролики, применяемые в установке непрерывной разливки / Мурасэ Йосио, Иосимицу Син. 1978.

61. А.с.1614894 (СССР). Ролик машины непрерывного литья /Матюхин А.В., Глух B.C., Шевченко А.И. и др. //Открытия. Изобретения. 1990. №47. С. 29.

62. Закономерности усадки втулок типа бандажей прокатных валков при поверхностной электрозакалке / Гедеон М.В., Полухин В.П., Николаев В.А. и др. // Известия вузов. Черная металлургия. 1978. №5. С. 67-69.

63. Влияние состава стали на усадку втулок типа бандажей прокатных валков при поверхностной электрозакалке и отпуске / Полухин В.П., Гедеон М.В., Белецкий Н.В. и др. // Известия вузов. Черная металлургия, 1980. № 1. С. 88-90.

64. Полухин П.И. и др. Исследование прочности бандажированных опорных валков с неравномерной посадкой бандажа // Изв. вузов. Черная металлургия. 1965. №11. С .93-98.

65. Исследование работоспособности прессовых соединений типа вал-втулка в условиях статического и циклического знакопеременного нагружения / Фирсов В.Т., Морозов Б.А., Софронов Е.И. и др. // Вестник машиностроения. 1982. № 11. С. 29-33.

66. Фирсов В.Т., Софронов Е.И., Морозов Б.А. Экспериментальное исследование жесткости и остаточного прогиба бандажированных опорных валков // Прочность и надежность металлургических машин: Труды ВНИМЕТМАШ. Сб. №61. М., 1979. С. 37-43.

67. Колбасин Г.Ф. Исследование работоспособности составных прокатных валков со сменным бандажом: Автореф. дис. канд. техн. наук. Магнитогорск,1974. 22 с.

68. Белевский JI.C., Колбасин Г.Ф., Бухиник Г.В. Особенности передачи момента прокатки составным валком: Сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГМИ,1975. Вып. 155. С.121-123.

69. Применение составных прокатных валков / Белевский JI.C., Колбасин Г.Ф. и др. // Бюл. ин-та «Черметинформация». 1976. №7. С.89.

70. Белевский JI.C., Скороходов Н.Е., Колбасин Г.Ф. Исследование составных валков // Изв. вузов. Черная металлургия. 1977. № 5. С. 113-116.

71. Полухин В.П. и др. Оценка надежности посадки бандажей рабочих валков с гладкой бочкой // Изв. вузов. Черная металлургия. 1973. № 8. С.72-75.

72. Белевский JI.C., Фиркович А.Ю., Судоргин И.В., Колбасин Г.Ф., Цыбров С.В., Бледнова З.И., Белевская E.JL, Клочков О.С. Составные прокатные валки: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 206 с.

73. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Издательство академия наук СССР, 1954, -648 с.

74. Народецкий М.З. К выбору посадок колец подшипников качения //Инженерный сб. Института механики АН СССР. 1947. Т. III. Вып. 2. С. 15-26.

75. Полухин В.П. Математическое моделирование и расчёт на ЭВМ листовых прокатных станов. М.: Металлургия, 1972, -512 с.

76. Сафронов Ю.В. Приближенное решение некоторых задач о выборе оптимальных параметров прессовых и горячий посадок втулок и бандажей // Изв. вузов. Машиностроение. 1973. №10. С.27-31.

77. Сурков А.И., Монахов-Ильин Г.П. Исследование напряжений в деталях, соединенных посадкой с натягом, с применением «замораживания» // Заводская лаборатория. 1967. Т.ЗЗ. №6. С.755-756.

78. Mahter J. Ashrink fit desing optimization // Desing Engng. (Eng.) 1969, Oct. P. 141-143.

79. Берникер Е.И. Посадки с натягом в машиностроении. М.: Машиностроение, 1966.

80. Серенсен С.В. Прочность валов и осей в связи с напрессовкой деталей // Исследования в области машиноведения. М.: Изд-во АН СССР, 1944.

81. Кобрин М.М. Прочность прессовых соединений при повторно-переменной нагрузке. М.: Машгиз, 1954.

82. Кобрин М.М. Прочность соединения с гарантированным натягом в условиях кругового изгиба вала // Вестник машиностроения. 1962. №4.

83. Кузьменко B.C., Голубев С.Н. Расчет прочности соединения с натягом в условиях изгиба, кручения и осевого нагружения вала // Судовые силовые установки. 1970. №9. С.191-202.

84. Tomson A.S., Scott A.W., Ferguson W. Strength of Shrink fits in bending torsion//The Engineer. 1962. №5531. P.178-190.

85. Балацкий JI.T. Усталость валов в соединениях. Киев: Техника, 1972. 180 с.

86. Филимонов Г.Н., Балацкий JI.T. Фреттинг в соединениях судовых деталей. JL: Судостроение, 1973. 296 с.

87. Андреев Г.Я. Тепловая сборка колесных пар. Харьков: Изд-во Харьков, ун-та, 1965.

88. Дьяченко П.Е. Современные направления в области обеспечении высокого качества поверхностей деталей. М.: Машгиз, 1960.

89. Огнева Е.Г. Внутренние напряжения при посадках с натягом и их влияние на износ // Трение, изнашивание и качество поверхности. М.: Наука, 1973.

90. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов. Т.2. М.: Наука, 1965. 480 с.

91. Пономарев С.Д. и др. Расчеты на прочность в машиностроении / Под ред. Пономарева С.Д. М.: Машгиз, 1958. Т.2.

92. Савушкин Е.С. Распределение контактного давления в ступице колеса и оси при прессовой посадке // Вестник ВНИИЖТ. 1958. №1. С.49-53.

93. Заблонский К.И., Мак C.JI. Влияние конструктивных форм деталей машин на их долговечность. Киев: Техника, 1971.

94. Гречищев Е.С., Ильященко А.А. Соединения с натягом. М.: Машиностроение, 1981. 247 с.

95. Albert E.V. Do You Know About Fretting Corrosion? // Diesel Powerand Diesel Transportation. 1949. Vol. 27. No. 3. P. 38-43.

96. Фирсов B.T., Сафронов Е.И., Морозов Б.А. Экспериментальное исследование жесткости и остаточного прогиба бандажированных опорных валков // Прочность и надежность металлургических машин: Труды ВНИМЕТМАШ. Сб. №61. М, 1979. С.37-43.

97. Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения / Под ред. Д.Н. Гаркунова. М.: Машиностроение, 1978. 211 с.

98. А.с. 57162 СССР, МКИ С 23 С 26/2, В 05 D 1/28. Способ нанесения металлических покрытий / А.А. Абиндер (СССР).

99. Пат. 863087 Великобритании. Улучшение метода нанесения металлического покрытия на поверхность / А.Д. Джеймс (Великобритания).

100. А.с. 139892 СССР, МКИ С 23 С 26/00. Автомат для серебрения циферблатов часов методом натирания / И.М. Смирнов, Н.А. Николаев, С.Д. Крылов (СССР).

101. А.с. 1206068 СССР, МКИ В 24 В 39/00. Способ нанесения покрытий / JI.C. Белевский, В.И. Кадошников, Ю.В. Миронов (СССР).

102. Пат. 2015853 РФ, МКИ В 22 F 7/00. Способ получения покрытий на поверхности металлических изделий / Белевский JI.C., Харитонов И.М., Серов Н.В. (РФ).

103. Белевский JI.C. Повышение надежности машин и материалов нанесением покрытий механическим способом // Машиноведение. 1989. №3. С. 39-41.

104. Белевский JI.C. Пластическое деформирование поверхностного слоя и формирование покрытия при нанесении гибким инструментом. Магнитогорск: Лицей РАН, 1996. 231 с.

105. Tulupov S.A., Belevskiy L.S., Smirnov O.M., Belevskaya E.L. Enhancement of Reliability of Machines and Materials by Friction Plating. The draft paper accepted by the World Tribology Congress 111, Washington, DC, USA (Sept. 2005)

106. Проскуряков Ю.Г., Куликовских В.А. Обработка поверхностей проволочными щетками // Вестник машиностроения. 1963. № 2. С. 25-29.

107. Серебренник Ю.Б. Обработка деталей вращающимися металлическими щетками. Пермь: ЦБТИ Пермского совнархоза, 1960. 59 с.

108. Серебреницкий П.П. Обработка деталей механическими щетками. Л.: Лениздат, 1967. 132 с.

109. Перепичка Е.В. Очистно-упрочняющая обработка изделий щетками. М.: Машиностроение, 1989. 136 с.

110. Ершов B.C. Геометрия процесса чистовой обработки деталей механическими щетками // Технология производства сельскохозяйственных машин: Межвуз. сб. Ростов н/Д, 1969. С. 109-118.

111. Проскуряков Ю.Г., Ершов B.C. Исследование зоны контакта механической щетки с обрабатываемым изделием // Исследование технологических процессов упрочняюще-калибрующей и формообразующей обработки металлов: Межвуз. сб. Ростов н/Д, 1970. С. 144-154.

112. Кургузов Ю.И., Папшев Д.Д. Технологическое обеспечение качества поверхности при упрочнении механическими щетками // Вестник машиностроения. 1986. №4. С. 54-58.

113. Гавриленко И.Г., Семенов А.П. Исследование температуры в зоне обработки поверхности металла вращающейся проволочной щеткой // Исследование механического сопротивления материалов и конструкций: Сб. тр. М.: МИСИ, 1976. Вып. 20. С. 116-121.

114. Ершов B.C. Исследование процесса обработки деталей механическими щетками: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ростов н/Д, 1973. 23 с.

115. Клокова Д.К. О свойствах поверхностных слоев, образующихся при обработке металлической щеткой. Л.: ЛГУ, 1976. 76 с.

116. Пат. 1793977 РФ, МКИ В 21 В 45/06. Способ упрочнения поверхности металлов / Белевский Л.С., Стариков А.И., Фиркович А.Ю. и др. (РФ).

117. Пат. 2015853 РФ, МКИ В 22 F 7/00. Способ получения покрытий на поверхности металлических изделий / Белевский Л.С., Харитонов А.О., Кутлубаев И.М., Серов Н.В. (РФ).

118. А.с. 1344588 СССР, МКИ В 24 В 39/00. Устройство для нанесения покрытий на изделие / С.С. Дударев, П.Н. Смирнов, И.И. Ошеверов, Л.С. Белевский (СССР).

119. А.с. 1446194 СССР, С 23 С 26/02. Устройство для нанесения покрытия на поверхность/ В.А. Пиксаев, Л.С. Белевский, Г.М. Красовская, С.П. Гуров (СССР).

120. Пат. 1590364 РФ, МКИ В 24 В 39/00. Устройство для нанесения покрытий / В.П. Анцупов, Л.С. Белевский, В.А. Досманов, В.И. Кадошников (РФ).

121. Крагельский И.В., Виноградова И.Э. Коэффициенты трения. М.: Маш-гиз, 1962. 219 с.

122. Берникер Е.И. Посадки с натягом в машиностроении. M.;J1.: Машиностроение, 1966. 166 с.

123. Бобровников Г.А. Прочность посадок, осуществляемых с применением холода. М.: Машиностроение, 1971. 95 с.

124. Крагельский И.В. Трение и износ. М: Машиностроение, 1978. 480 с.

125. Саверин М.М. Соединения деталей с гарантированным натягом // Детали машин. М.: Машиностроение, 1977. Т.1. 168 с.

126. Виноградов О.Г. Статическая прочность прессовых соединений с гальваническими покрытиями // Вестник машиностроения. 1966. №3. С.23-25.

127. Лукашевич Г.И. Прочность прессовых соединений с гальваническими покрытиями. Киев: Гостехиздат, 1961. 60 с.

128. Пыженков И.Д., Железнов Ю.Д., Коцарь С.Л., Пыженков В.И. Радиальные деформации валков стана кварто. // Изв. вузов. Чёрная металлургия, 1972, №7, С. 83-85

129. Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке // Полухин П.И., Николаев В.А., Полухин В.П. и др. — М.: Металлургия, 1974, 200с.

130. Шевченко К.Н. Основы математических методов в теории обработки металлов давлением. -М.: Высшая школа, 1970, 352с.

131. Лурье А.И. Теория упругости. -М.: Наука, 1970, 940с.

132. Кадошников В.И., Москвин В.М., Белевская Е.Л. Напряжения в поперечной плоскости опорного валка. // Производство проката. 2007. №8. С. 19-24.

133. Пономарёв С.Д., Бидерман В.Л., Лихарев К.К. и др. Расчёт на прочность в машиностроении. Том 2. -М.: Машгиз, 1958, -975 с.

134. Кадошников В.И., Москвин В.М., Белевская Е.Л. Методика определения напряжённого состояния рабочего валка методом граничных элементов. // Металлург. 2008. №10. С.63-66.

135. Крауч С., Старфилд Метод граничных элементов в механике твёрдого тела. М.: Мир, 1987, -328 с.

136. Москвин В.М. Аналитическое выражение для радиального напряжения на границе круга. Математика. Приложение математики в экономических, технических и педагогических исследованиях. //Сб. науч. тр. Магнитогорск, МГТУ, 2005, С. 177-180.

137. Демидов СП. Теория упругости. -М.: Высшая школа, 1979. -431 с.

138. Полухин П.И., Железнов Ю.Д., Полухин В.П. Тонколистовая прокатка и служба валков. -М.: Металлургия, 1967 . -387 с.

139. Николаев В.А. Расчёт усилий при горячей прокатке. // Изв. вузов. Чёрная металлургия. 2005. №11.

140. Шишкин В.Ю., Храмов П.А. Приближенный метод расчета укорочения элементов металлоконструкций при сварке / Ленинград, 1968, -23с.

141. Крательский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.

142. Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений, М: Машиностроение, 1984. 280 с.

143. Вдовин К.Н., Гималетдинов Р.Х., Колокольцев В.М., Цыбров С.В. Прокатные валки: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 543 с.

144. Фиркович А.Ю. Разработка конструкций, технологии изготовления и исследование стойкости составных опорных валков с литыми бандажами. Авто-реф. дис. канд. техн. наук. Москва, 1975. 24 с.

145. Опыт восстановления опорных валков методом их бандажирования / Фиркович А.Ю., Черкасский Р.Н., Кушнарев И.В., Боровков, Носов В.Л., Су-доргин И.В. // Сб. науч. тр. Центр, лаборатории ОАО «ММК». Вып. 5. Магнитогорск, 2001. С. 219-222.

146. Кудрявцев И.В., Наумченков Н.Е., Савина Н.М. Усталость крупных деталей машин. М: Машиностроение, 1981. 240 с.

147. Эксплуатация высокопрочных прокатных валков на стане 2000 / Скорохватов Н.В., Глухов В.В., Смирнов B.C., Гостев К.А. // Сталь. 2002. № 3. С. 8890.

148. Разработка новой быстрорежущей стали с оптимизированным карбидным составом для валков/ Лекомт-Бекер, Чу-фанг Чуин-джан и др. // Сталь. 2003. №2. С. 88-91.

149. Штайнхофф К. Предотвращение повреждений и улучшение эксплутаци-онных свойств валков // Сталь. 2002. № 8. С. 37-40.

150. Мартини Ф., Гостев К.А. Опорные и рабочие валки фирмы «Готерман — Пайперс» для станов горячей прокатки // Сталь. 1998. № 1. С. 42-44.

151. Пат. на полезную модель №49743. Составной прокатный валок / Белев-ский JI.C., Клочков О.С., Фиркович А.Ю., Белевская E.JL и др. (РФ).

152. Пат. 35515 РФ, МКИ В 21 В 21/02. Составной прокатный валок / Морозов А.А., Тахаутдинов Р.С., Белевский J1.C. и др. (РФ).

153. Пат. на полезную модель №46693. Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок. / Белевский JI.C., Клочков О.С., Белевская E.JI. и др. (РФ).

154. Пат. на полезную модель №78710 Ролик зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок. / Кадошников В.И., Завьялов В.И., Белевская E.JI. и др. (РФ).