автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии прокатки трамвайных желобчатых рельсов

На правах рукописи

СМЕТАНИН Сергей Васильевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОКАТКИ ТРАМВАЙНЫХ ЖЕЛОБЧАТЫХ РЕЛЬСОВ

Специальность: 05.16.05 - Обработка металлов давлением

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк - 2009

003461894

Работа выполнена на кафедре «Технология и автоматизация кузнечно-штамповочного производства» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» (СибГИУ), г. Новокузнецк.

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор ПЕРЕТЯТЬКО Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

ТЕМЛЯНЦЕВ Михаил Викторович

кандидат технических наук КУЗНЕЦОВ Иван Семенович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Алтайский государственный

технический университет им. И.И. Ползунова»

Защита состоится 4 марта 2009 г. на заседании диссертационного совета Д212.252.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу: г. Новокузнецк, ул. Кирова 42, ГОУ ВПО «СибГИУ».

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет».

Автореферат разослан 29 января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного / / ь . совета Д212.252.01, д.т.н., профессор у Д. 1/ Нохрина О.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Прокатка, как один из видов обработки металлов давлением, занимает важнейшее место в общем цикле металлургического производства. Несмотря на большое разнообразие типов рельсов, применяемых в промышленности, методы их калибровки практически одинаковы. Однако калибровка желобчатых рельсов, применяемых в основном для трамвайных путей, в отличие от обычных рельсов имеет свои особенности в формировании желоба.

В соответствии с особенностями профиля и технологическими возможностями рельсобалочного стана ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» в разработанной калибровке трамвайных рельсов типов Т62 и Т58 образование желоба и окончательное оформление профиля выполняется в двух последних калибрах. В предотделочном калибре с помощью вертикального ролика головка рельса разрезается на собственно головку и губу, причем основная масса металла идет на оформление головки, а формирование губы встречает значительные трудности, окончательное оформление головки и профиля в целом осуществляется в чистовом калибре.

Порядка 40% бракованных трамвайных рельсов и рельсов второго сорта связанно с оформлением головки профиля разрезными роликами предчистового и чистового калибров. Способ установки разрезного ролика в предчистовой клети достаточно сложен и трудоемок, происходит быстрый износ вкладышей разрезного ролика предчистового калибра и как следствие этого - остановка стана.

Исходя из сказанного, представляется актуальным совершенствование технологии прокатки трамвайных желобчатых рельсов на основе анализа деформированного состояния в существующих условиях рельсобалочного цеха ОАО «НКМК».

Цель работы. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса прокатки трамвайных рельсов на основе анализа деформированного состояния. Разработка и научное обоснование рекомендаций для совершенствования технологического процесса.

Задачи исследования.

1. Анализ формоизменения металла при прокатке трамвайных рельсов в процессе разрезки головки профиля за один и два прохода.

2. Исследование деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля.

3. Теоретическое и экспериментальное определение усилия необходимого для разрезки головки рельса.

4. Разработка и внедрение новой технологии прокатки трамвайных рельсов.

Методы выполнения работы. Обобщение отечественного и зарубежного опыта модернизации технологии прокатки трамвайных рельсов; лабораторные и промышленные экспериментальные исследования; экспериментальное определение усилий на вертикальных разрезных роликах, с использованием метода тензометрии; статистические методы обработки

данных; анализ формоизменения течения металла с построением изолиний деформации в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Анализ формоизменения металла при прокатке трамвайных рельсов по существующей и предлагаемой технологии.

2. Исследование деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

3. Силовые параметры прокатки трамвайных рельсов.

4. Разработка новой технологии прокатки трамвайных желобчатых рельсов.

Научная новизна.

1. Получены новые научные знания по влиянию глубины внедрения и диаметра разрезного ролика на формоизменение трамвайного рельса при разрезке головки профиля.

2. Получены математические зависимости по нахождению усилия разрезки головки рельса в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

3. Получены математические зависимости по распределению значений деформаций от поверхности к центральным слоям головки рельса при образовании желоба.

Практическая значимость.

1. Разработана новая технология прокатки трамвайных рельсов с образованием желоба за один проход в чистовом универсальном калибре.

2. Спроектирована новая конструкция кассеты универсального четырехвалкового калибра для прокатки трамвайных рельсов.

3. Предложена новая калибровка трамвайных рельсов.

4. Разработана новая конструкция чистового универсального четырехвалкового калибра.

5. Результаты исследований внедрены в технологический процесс прокатки трамвайных желобчатых рельсов в рельсобалочном цехе ОАО «НКМК».

Апробация работы. Основные положения, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих конференциях: на сорок пятой научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НКМК» (г. Новокузнецк, 2006 г.); на пятой международной научно-технической конференции молодых специалистов на базе ГОУ ВПО СибГИУ (г. Новокузнецк, 2006 г.); на шестой международной научно-технической конференции молодых специалистов на базе ОАО «ММК имени Ильича» (Украина, г. Мариуполь, 2006 г.); на сорок шестой научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НКМК» (г. Новокузнецк, 2007 г.); на шестой международной научно-технической конференции молодых специалистов на базе ОАО «ЗСМК» (г. Новокузнецк, 2007 г.); на седьмой международной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, 2007 г.); на семнадцатой научно-

практической конференции по проблемам механики и машиностроения на базе ГОУ ВПО СибГИУ (г. Новокузнецк, 2007 г.).

Личный вклад. Предложена новая технология прокатки трамвайных рельсов на основе разрезки головки профиля за один проход в наклонном чистовом четырехвалковом калибре. Спроектирована новая кассета чстырехвалкового калибра для чистовой универсальной клети «850» рельсобалочного цеха ОАО «НКМК». Подана заявка на изобретение кассеты универсальной четырехвалковой клети для прокатки трамвайных рельсов. Спроектирован универсальный четырехвалковый калибр для лабораторного стана дуо «175»; спроектирована матрица с оснасткой для получения заготовки имитирующая раскат предчистового калибра в масштабе 1:4. Проведены лабораторные эксперименты по исследованию деформированного состояния трамвайного рельса с построением изолиний деформаций. Получены математические зависимости по определению усилия разрезки головки трамвайных рельсов.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 8 научных работах, в том числе в 2 статьях в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских и кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 101 наименования и приложения. Общий объем работы - 222 страницы, содержит 78 - рисунков, 40 - таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертационной работе обоснована актуальность проведенного исследования и дано краткое описание содержания разделов диссертации.

1 Современное состояние вопроса по прокатке трамвайных рельсов

Приведена классификация разрезных калибров и их отличия от предчистового и чистового калибров трамвайных рельсов. Представлен обзор существующих зарубежных калибровок, обзор существующей литературы по прокатке трамвайных рельсов.

Новокузнецкий металлургический комбинат является ведущим производителем рельсовой продукции в России и единственным предприятием, выпускающим трамвайные рельсы. В 1945г. Кузнецкий комбинат приступил к массовому производству трамвайных рельсов с шириной подошвы 150 мм и высотой 180 мм. Профиль трамвайного рельса имеет характерные особенности и значительно отличается от профиля обычного железнодорожного рельса (рисунок 1): глубокий желоб, отделяющий головку от губы; высокую и относительно тонкую шейку; широкую подошву с тонкими фланцами при незначительных радиусах

сопряжения шейки с головкой и подошвой; большие накладочные пространства; асимметрию не только в горизонтальном, но и в вертикальном сечениях.

Для образования желоба на головке рельса и фиксирования высоты профиля необходимо специальное приспособление - разрезающий ролик, располагаемый в плоскости прокатки предчистового и чистового калибров. В связи со значительной высотой профиля, большим накладочным пространством и наличием желоба приходится увеличивать общее количество рельсовых калибров по сравнению с прокаткой обычных рельсов.

В соответствии с особенностями профиля и технологическими возможностями рельсобалочного стана ОАО «НКМК» в разработанной калибровке трамвайных рельсов •типов Т62 и Т58 образование желоба и окончательное оформление профиля выполняется в двух последних калибрах. Глубина разрезки в предотделочном калибре достигает 36

- 38 мм при ширине желоба 35 мм. По своим размерам и форме черновой разрезающий гребень близок к профилю отделочного, что существенно облегчает работу последнего, оформление головки и фиксирование высоты рельса производится отделочным вертикальным роликом. Разрезающее приспособление предотделочного калибра размещается между шейками нижнего и среднего валков.

Недостатками данной технологии являются: разрезка головки рельса, осуществляется в двух калибрах (предчистовом и чистовом); способ установки разрезного ролика в предчистовой клети достаточно сложен и трудоемок при перевалке валков; происходят частые поломки бронзовых вкладышей разрезного ролика в предчистовом калибре и как следствие этого

- остановка процесса прокатки; при прокатке возможно несовпадение желобов головки рельса, что приводит к поверхностным дефектам профиля, т.е. появляются «ступеньки» - это брак.

Вопросы калибровки, исследования процесса прокатки трамвайных рельсов отражены в работах И.И. Кучко, Б.П. Бахтинова, М.М. Штернова, М.Г. Серкина, И.Б. Рапопорта, И.А. Критинина, В.А. Кошкина, Р.И. Дарушина, П.И. Пшеничнова, Н.П. Кудрявцева, Х.М. Сапрыгина, И.А. Шарапова, И.И. Могилевского, И.К. Лысенко, Г.Н. Юнина, В.В. Павлова, В.В. Дорофеева, Е.М. Пятайкина, В.В. Ерастова. Первая статья, встречающаяся в отечественной научной литературе, Кучко И.И «Производство трамвайных рельсов типа «Феникс»» опубликована в 1946 г.

ssj 35_23*

во]'

Рисунок 1 - Профиль трамвайного рельса Т62.

В ней представлен опыт производства первых в стране партий трамвайных желобчатых рельсов произведенных на «КМК» и трудностях связанных с разрезкой головки профиля.

На сегодняшний день в литературе отсутствуют данные по характеру течения металла в калибре при разрезке головки рельса с применением разрезных роликов различного диаметра; не исследовано деформированное состояние металла при разрезке головки рельса; отсутствует экспериментальное исследование по замерам усилий при образовании желоба головки рельса в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

2 Методика исследования

Приведено обоснование выбора материала заготовок для экспериментального исследования.

Исследование деформированного состояния металла в чистовом калибре при прокатке трамвайного рельса выполнено на лабораторном прокатном стане дуо «175» с использованием метода координатной сетки. Для лабораторного стана был спроектирован и изготовлен универсальный калибр, в масштабе 1:4, моделирующий промышленный чистовой универсальный калибр клети «850» рельсобалочного цеха ОАО «НКМК». На стойках станины при помощи болтов закреплялись внутренняя и наружная скобы. Для внутренней скобы было изготовлено два разрезных ролика диаметрами 75 и 120 мм формирующих головку рельса и один цилиндрический ролик диаметром 102 мм для формирования подошвы профиля. Величина обжатия вертикальными роликами регулировалась при помощи системы болтов и клиньев, обжатие горизонтальными валками осуществлялось нажимным механизмом клети.

В качестве материала исходной заготовки использовали сурьмянистый свинец. Профиль для последующей прокатки получали путем прямого выдавливания на гидравлическом прессе из специально спроектированной и изготовленной пресс-формы при комнатной температуре, благодаря чему формировалась более измельченная структура, повышалась плотность отливки и обеспечивалось выравнивание механических свойств металла. Выдавленный профиль в масштабе 1:4 соответствует профилю раската прсдчистового калибра клети «800-И» рельсобалочного цеха, без предварительной разрезки головки. Полученные заготовки длинной 150 мм распиливали пополам, поверхности зачищали до шероховатости 1^40. Координатную сетку наносили при помощи специальной плиты с насечками. Параметры ячеек координатной сетки: 2x2 мм2, ширина и глубина линий ~ 0,5 мм. Половинки заготовок спаивали сплавом Вуда и прокатывали при комнатной температуре со степенями деформации равными 25, 50, 75 и 100% от общей глубины желоба, разрезными роликами диаметром 75 и 120 мм.

После прокатки обработка деформированной координатной сетки, нанесенной на поперечное сечение заготовки и расчет основных параметров деформации, осуществляли с помощью программы для ЭВМ разработанной

по методике Шестакова H.A., Власова A.B., которая была оптимизирована под конкретные условия прокатки трамвайного рельса.

Экспериментальное измерение усилий при образовании желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины внедрения, методом тензометрии, выполнено на гидравлическом прессе усилием 250 тс. На стол пресса устанавливали тензометр, на него укладывали стальную пластину, которая служила опорной поверхностью. На стальную пластину устанавливали свинцовый брусок, а на него разрезной ролик. Затем производили внедрение разрезного ролика в свинец с шагом 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба. После каждого внедрения фиксировали значение перемещения тензометрической штанги по динамометру и глубину внедрения ролика. Таким образом, моделировали процесс образования желоба при прокатке с замерами для двух разрезных роликов диаметрами 75 и 120 мм. Значения усилия при прокатке будет соответствовать половине дуги контакта полученной на прессе.

3 Результаты исследования

3.1 Анализ формоизменения металла при прокатке трамвайных рельсов в процессе разрезки головки профиля за один и два прохода

Оценивали формоизменение металла при прокатке трамвайных рельсов с образованием желоба за один и два прохода в существующей и предлагаемой технологии прокатки.

Анализируя условия захвата раската по существующей технологии прокатки и выполнив разверзание предчистового калибра в десяти сечениях с шагом 40 мм от оси валков установили, что металл первоначально соприкасается по подошве с верхним горизонтальным валком (закрытый фланец), затем открытый фланец. На расстоянии 140 мм от оси валков (рисунок 2, а), происходит одновременное соприкосновение разрезного ролика с головкой и верхней внутренней части головки с горизонтальным валком.

а б

Рисунок 2 - Разверзание предчистового калибра: а- соприкосновение разрезного ролика с головкой раската; б - сечение калибра по оси валков.

При дальнейшем внедрении разрезного ролика увеличивается обжатие по подошве с внешней и внутренней стороны и незначительное обжатие верхней части головки. Разрезной ролик внедряется на 33 мм (40 мм от оси валков) и происходит соприкосновение нижней части головки с горизонтальным валком, причем в нижней части головки наибольшая деформация осуществляется с торца, а верхняя часть головки наиболее интенсивно деформируется с внутренней ее части. После того как профиль интенсивно обжимается по опорной части подошвы, начинается ее обжатие по ширине и по головке, в последнюю очередь происходит соприкосновение горизонтальных валков с шейкой профиля. Таким образом, разрезка головки начинает осуществляться при неполном контакте горизонтальных валков с фланцами профиля, что неблагоприятно сказывается на положении раската в калибре, который, от действия разрезного ролика, стремится изогнуть раскат на подошву.

Выполнили анализ вытяжек по элементам профиля по существующей технологии для предчистового калибра. В сечении предчистового калибра по оси валков (рисунок 3) с разрезкой желоба на 36 мм, вытяжка головки составляет Х.п=1,37, по подошве - Хл=1,14 и по шейке - 1ш=1,26. Вытяжка по головке больше на 16,8% чем вытяжка по подошве и больше на 8% чем по шейке профиля. Эти перепады по вытяжкам элемента профиля при выходе из предчистового калибра вызывают

значительный изгиб раската на подошву. С увеличением глубины разрезки желоба, как заявлено в калибровке, до 38 мм увеличится вытяжка по головке на 5,2%, что в свою очередь вызовет увеличение перепада вытяжек по остальным элементам профиля с увеличением величины изгиба раската на подошву.

Выполнив разверзание существующего чистового калибра с предварительной разрезкой головки профиля в предчистовом калибре на 3638 мм установили: что на расстоянии 120 мм от оси происходит соприкосновение внутренней части подошвы с горизонтальными валками и нижней внутренней части головки с горизонтальным валком; затем происходит обжатие верхней части головки с внутренней ее части; далее, на расстоянии 40 мм от оси валков, происходит обжатие боковых поверхностей желоба. В сечении по оси валков чистового калибра происходит соприкосновение опорной части подошвы, практически без обжатия, с цилиндрическим вертикальным валком, незначительное обжатие по шейке профиля, более интенсивное обжатие нижней части головки с внутренней

Рисунок 3 - Распределение вытяжек по элементам профиля в существующем предчистовом калибре.

стороны по сравнению с верхней. Происходит незначительное обжатие желоба по всему его периметру и касание нижней части головки, с ее торца, с горизонтальным валком. Верхняя часть головки с торца не соприкасается с горизонтальным валком, а заполнение этого пространства осуществляется лишь за счет уширения металла.

Для чистового калибра при прокатке по существующей технологии также проводился анализ вытяжек по элементам профиля (рисунок 4). По оси валков чистового четырехвалкового калибра с предварительной разрезкой желоба в предчистовом калибре на 36 мм вытяжки составляют: по головке -Хг=1,1; по подошве - Хп=1,17 и по шейке - Хш=1,12.

Анализируя существующую калибровку чистового калибра можно отметить, что вытяжка в правой и левой части чистового калибра практически одинаковы, разность составляет 6%, диаметры вертикальных роликов одинаковы, вытяжки близки друг к другу.

Но ситуация на практике отличается от калибровки. При предварительной разрезке

головки возникают значительные усилия на разрезной ролик предчистового калибра. В силу того, что крепление разрезного приспособления достаточно сложно и трудоемко в настройке, а от значительных усилий возникающих при разрезке головки происходит быстрый износ подкладочных колец разрезного приспособления предчистового калибра. Для уменьшения усилий действующих на разрезной ролик, его отводят, уменьшая величину разрезки желоба и обжимают значительно меньше от назначенной, что составляет порядка 20-25 мм, вместо 36-38 мм согласно калибровке. В чистовом калибре разрезному ролику приходится обжимать вместо 2-4 мм, как указано в калибровке, на практике 15-20 мм, что приводит к значительному изменению вытяжек в правой и левой частях вызывая увеличение усилия со стороны разрезного ролика тем самым вызывая горизонтальное смещение валков.

На основании приведенных недостатков существующей технологии прокатки, описанной в литературе, предложена новая технология прокатки трамвайных рельсов с разрезкой головки профиля за один проход. Предлагается увеличить величину обжатия по опорной части подошвы до 4 мм, с целью уровнять вытяжки в левой (со стороны подошвы) и в правой (со стороны головки) части профиля, используя резервные силы привода, которые в настоящее время тратятся на износ фланцев подшипника.

Для выравнивания усилий в чистовом калибре в горизонтальном направлении предлагается: чистовой четырехвалковый калибр врезать

элементам профиля в существующем чистовом калибре.

наклонно к осям горизонтальных валков под максимальным углом наклона, что позволит дополнительно высвободить осевые составляющие от усилия прокатки горизонтальных валков компенсирующие их осевое смещение. Угол наклона калибра вытекает из исходного положения раската на роликах рольганга, но с таким расчетом, чтобы при наклоне калибра по стороне профиля наиболее приближенного к вертикали обеспечивался выпуск калибра не менее 1°, тем самым исключить поднутрение по всем элементам профиля. С целью выравнивания усилий между вертикальными роликами предлагается уменьшить диаметр разрезного ролика в два раза, что составит 325 мм, вместо существующего диаметра 650 мм, а ролик со стороны подошвы оставить прежним диаметром с целью увеличения усилия прокатки. При наклонном расположении чистового калибра более благоприятные условия для разрезного ролика. Уменьшается действие осевых усилий на разрезной ролик за счет того, что углы между горизонтальной линией, проходящей через вершину гребня и хордой боковой поверхности желоба, становятся более приближены друг к другу: в верхней половине - 30,47°, в нижней - 29,8°, что составляет разницу в 2,2%, вместо существующих 35,1° и 21,8° - 37,9% соответственно.

Выполнено разверзание предлагаемого калибра: раскат начинает соприкасаться с верхней частью подошвы по внутренней ее поверхности и нижней внутренней частью головки с горизонтальными валками, затем происходит начало внедрения разрезного гребня на расстоянии 100 мм, вместо 140 мм в существующей технологии, то есть очаг деформации разрезного ролика приближается к очагу деформации горизонтальных валков, что благоприятно сказывается на положении раската в калибре. Во время начала внедрения разрезного ролика раскат надежно диагонально зажат в калибре (верхняя часть по подошве, нижняя часть по головке), вместо существующей технологии в которой раскат, в момент соприкосновения с разрезным роликом, зажат только на верхнем валке. Затем металл головки полностью соприкасается с горизонтальными валками, после чего происходит соприкосновение нижней части подошвы с торца и горизонтальным валком, а затем и с коническим роликом. В последнюю очередь происходит обжатие шейки профиля.

Использование paзpieзнoгo ролика меньшего диаметра позволит уменьшить усилие прокатки на разрезной ролик. Использование конического ролика, со стороны подошвы и использование по подошве больших обжатий вместо существующих, позволит уравновесить усилия со стороны головки и со

Ап=1'37

кг=136

Рисунок 5 - Распределение вытяжек по элементам профиля в предлагаемом чистовом калибре.

стороны подошвы профиля. Применение наклонного калибра также направлено на уменьшение осевых усилий на горизонтальные валки, что позволит исключить силы трения между валком и фланцем текстолитового подшипника.

Анализ вытяжек по элементам предлагаемого профиля раската (рисунок 5) в предлагаемом наклонном четырехвалковом калибре с разрезкой желоба за один проход: вытяжка по головке Х,г=1,36, вытяжка по подошве лп=1,37 и по шейке ).ш=1,29. Так вытяжка по подошве больше чем вытяжка по головке на 0,7%, а вытяжка по головке больше чем по шейке на 5,1%. Предложенный профиль раската с предчистового калибра максимально сбалансирован по вытяжке металла со стороны подошвы и головки, что позволит выходить раскату из калибра без изгиба на подошву, как в существующей технологии.

3.2 Исследование деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля

Приведены результаты по исследованию деформированного состояния металла при образовании желоба головки рельса. В результате проведенных экспериментов с разрезкой губы головки рельса с применением разрезных роликов диаметрами 75 и 120 мм и степеням деформации 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба, были построены изолинии деформации по сечению головки рельса, а именно: интенсивности деформации, деформации от обжатия разрезным роликом, деформации от обжатия горизонтальными валками и деформации по ходу прокатки. На рисунке 6 представлены два сечения головки рельса с изолиниями интенсивности деформации при полной разрезке желоба роликами диаметрами 75 мм (рисунок 6, а) и 120 мм (рисунок 6, б).

Рисунок 6 - Изолинии интенсивности деформации: (на линиях-выносках показаны значения деформации) а - для ролика диаметром 75 мм; б - для ролика диаметром 120 мм.

На основании полученных значений были построены соответствующие графики распределения деформаций по оси желоба головки рельса.

При использовании разрезного ролика диаметром 75 мм с глубиной внедрения 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба, интенсивность деформации убывает от поверхности к внутренним слоям и имеет прямолинейную зависимость. По мере приближения очага деформации к оси валков значения интенсивности деформации возрастают по всему сечению. Максимальная интенсивность деформации соответствует сечению 4-4 в поверхностных слоях желоба и равна 3,56; интенсивность деформации во внутренних слоях (последняя ячейка координатной сетки) составляет 0,68.

4

3,5

3

5

я 2.5

Б о. 2

4«> 1,5

1

0,5

0

✓ у»

//

>

25 50 75 100 глубина желоба, %

о ролик 75 мм

х ропик120мм

-Линейный (ролик 75

мм)

--Линейный (ролик 120

мм)_

у75 = 0Ш64х - 0.0705 ^ = 0.9869

125

у120 = 0.0285* + 0.0055 И2 = 0.9976

а

25 50 75 100 глубина желоба, %

о ролик 75 мм

х ролик 120 мм

-Линейный (ролик 75

мм)

--Линейный (ролик 120

_мм)_ _

у75 = 0.0318х+ 1.1706 Р:2 = 0.9497

у120 = 0.0306х + 1.0825 Я2 = 0.9956

Рисунок 7 - Результирующие графики деформации по оси желоба на его поверхности в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного

ролика:

а - интенсивность деформации; б - деформация от обжатия разрезным роликом.

При использовании ролика диаметром 120 мм с глубиной внедрения 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба, интенсивность деформации также убывает от поверхности к внутренним слоям. При глубине внедрения 75% и 100% графики интенсивности деформации убывают, но имеют более пологий вид по сравнению с применением ролика диаметром 75 мм в этих же сечениях. При образовании желоба на полную глубину наибольшая интенсивность деформации соответствует поверхностным слоям желоба и равна 2,89, интенсивность деформации во внутренних слоях (последняя ячейка координатной сетки) составляет 1,14.

Из вышесказанного следует: что при использовании разрезного ролика меньшего диаметра в 1,6 раза, интенсивность деформации в поверхностных слоях увеличивается на 18,8%, а интенсивность деформации во внутренних слоях, наоборот, уменьшается на 40,4% (рисунок 7 а).

Из графиков деформации от разрезки головки рельса при использовании разрезного ролика диаметром 75 мм с глубиной внедрения 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба, величина деформации убывает от поверхности к внутренним слоям, а вид графика близок к линейному. С увеличением обжатия значения деформации увеличиваются по всему сечению. Наибольшие значения деформации соответствуют сечению 4-4 по оси валков. Максимальное значение деформации соответствует поверхностным слоям и равно 4,561; минимальное значение соответствует внутренним слоям и равно 1,592.

При использовании разрезного ролика диаметром 120 мм с глубиной внедрения 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба, величина деформации от разрезки разрезным роликом также убывает от поверхности к внутренним слоям и значения деформации близки к значениям, как при использовании разрезного ролика диаметром 75 мм. Наибольшие значения деформации соответствуют сечению по оси валков в поверхностных слоях и равно 4,09; минимальное значение соответствует внутренним слоям 1,798.

Из вышесказанного следует: что величина деформации от обжатия разрезными роликами различного диаметра (75 и 120 мм) убывают от поверхности к внутренним слоям, наибольшее значение соответствует сечению по оси валков, причем значение деформации в поверхностных слоях от разрезки разрезным роликом меньшего диаметра больше на 10,3%, чем при использовании разрезного ролика большего диаметра. В центральных слоях величина деформации при использовании разрезного ролика меньшего диаметра меньше на 11,5% (рисунок 7 б).

4 Использование результатов исследования

4.1 Теоретическое и экспериментальное определение усилия необходимого для разрезки головки рельса

Для внедрения результатов исследования в технологический процесс требуется знать усилия необходимые для разрезки головки рельса. Приведен анализ силовых параметров прокатки по существующей технологии. Для предварительной разрезки желоба в предчистовом калибре с разрезным

Рп.В.2Ш

—С

Рисунок 8

- Усилия в предчистовом калибре.

роликом диамепром 540 мм на глубину 38 мм необходимо Рр.р=0,74 МН. Усилие прокатки со стороны подошвы профиля в предчистовом калибре Рп=0,23 МН (рисунок 8). Усилие прокатки со стороны головки больше на 68,9% чем со стороны подошвы.

На практике при предварительной разрезке головки профиля осевого смещения горизонтальных валков не происходит по следующим причинам: во-первых, предчистовой разрезной калибр трехвалковый и смещению горизонтальных валков друг относительно друга препятствуют соприкасающиеся поверхности

опорных конусов, что приводит к их выработке, и они воспринимают на себя осевые усилия; во-вторых, как говорилось ранее, при

предварительной разрезке головки возникают значительные усилия на разрезной ролик и в силу того, что крепление разрезного приспособления достаточно сложно и трудоемко разрезку головки производят на меньшую глубину желоба от назначенной калибровкой.

Далее приведен расчет усилия прокатки необходимого для окончательного оформления головки профиля со стороны разрезного ролика диаметром 650 мм чистового четырехвалкового калибра с обжатием по желобу 2 мм. В результате расчетов получили усилие со стороны разрезного ролика Ррр=0,38 МН, усилие со стороны подошвы Рп=0,15 МН (рисунок 9), что составляет разность усилий в 60,5%. Из вышесказанного ясно, что как в

чистовом калибре, так и в предчистовом, из-за неравномерности деформации со стороны головки и со стороны подошвы на горизонтальные валки действуют значительные осевые усилия, приводящие к смещению горизонтальных валков, раздавливанию фланцев подошвы и истиранию фланцев текстолитовых подшипников.

Рассчитано усилие прокатки необходимое для обжатия горизонтальными валками чистовой клети, которое составило 3,27 МН.

Проведен расчет усилия прокатки со стороны существующего разрезного ролика чистового калибра диаметром 650 мм с условием разрезки желоба за один проход, которое составило Ррр=0,86 МН.

Ф650

Рп=о.кт

Рисунок 9 - Усилия в существующем чистовом калибре.

Как видно из приведенных расчетов существующей технологии прокатки при разрезке головки рельса и образовании желоба за два прохода, как в предчистовом, так и в чистовом калибре существует значительная неравномерность деформаций и усилий в горизонтальном направлении. На верхний горизонтальный валок действуют осевые силы, стремящиеся его сдвинуть в сторону подошвы, а нижний горизонтальный валок в сторону головки.

Далее проведен расчет усилий прокатки в горизонтальном направлении по предлагаемой технологии. При уменьшении диаметра разрезного ролика в 2 раза (с 650 до 325 мм) усилие прокатки уменьшается с 0,86 МН до 0,68 МН, т.е. в 1,26 раза, что составляет уменьшение усилия на 20,9%. Рассчитывалось усилие прокатки от вертикального ролика со стороны подошвы, которое составило 0,46 МН. Так как предлагается врезать калибр наклонно то дополнительно получаем проекцию касательных усилий на ось горизонтальных валков, что составляет 0,45 МН (рисунок 10).

Рисунок 10-Распределение усилий в предлагаемом калибре.

На рисунке 10 показаны расчетные усилия от вертикальных роликов и осевые усилия, действующие на горизонтальные валки в наклонном калибре. Чтобы не было перемещения (сдвига) в осевом направлении горизонтальных валков должно обеспечиваться условие: осевые усилия со стороны головки должны быть равны осевым усилиям со стороны подошвы. Получаем для верхнего горизонтального валка усилие со стороны подошвы равно усилию со стороны головки, которое составляет 0,68 МН. Таким образом верхний горизонтальный валок полностью уравновешен, вместо существующего. Для нижнего горизонтального валка в левой части со стороны подошвы: 0,46/2=0,23 МН и дополнительно усилие 0,11 МН, возникающее из-за разности обжатий по фланцам подошвы, а со стороны головки 0,45 МН. Таким образом, усилие со стороны головки больше на 24,4%, чем со стороны подошвы.

По полученным экспериментальным значениям усилий разрезки, переведенным через масштабные и поправочные коэффициенты были получены действительные значения усилий необходимых для образования желоба головки рельса для существующего разрезного ролика - диаметром 650 мм и предлагаемого разрезного ролика диаметром 325 мм, которые представлены в таблице 1 и графически выражены на рисунке 11.

Таким образом получили действующие значения усилий:

- для ролика диаметром 650 мм усилие расчетное 0,86 МН; усилие экспериментальное 0,92 МН. Разность в значениях 6,52%

- для ролика диаметром 325 мм усилие расчетное 0,68 МН; усилие экспериментальное 0,69 МН. Разность в значениях 1,45%

Таблица 1 - Значения действующих усилий разрезки головки рельса

ГЛУБИНА ВНЕДРЕНИЯ РАЗРЕЗНОГО РОЛИКА, мм УСИЛИЕ РАЗРЕЗКИ, H

Разрезной ролик -0650 мм Разрезной ролик -0325 мм

10(25%) 129600 32290

20 (50%) 251640 117450

30 (75%) 365040 222720

40(100%) 924480 690780

Опытные данные по определению усилия разрезки в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика, представленные на рисунке 11, аппроксимированы уравнениями:

- для разрезного ролика диаметром 650 мм, (Н):

/>(650) = 1093,5х2 -29695*+ 339930; R2 = 0,9721, (1)

- для разрезного ролика диаметром 325 мм, (Н):

/>(325) = 957,25х2 - 27055* + 224250; R2 = 0,9773, (2) где х - глубина внедрения разрезного ролика, мм.

1000000 900000 800000 700000 ^ 600000 | 50ОООО ^ 400000 300000 200000 100000 о

О 10 20 30 40 50 глубина внедрения, мм

Рисунок 11 - Графики усилий по образованию желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика.

Таким образом, получаем уменьшение момента прокатки с 51,6 кНм -для ролика диаметром 650 мм, до 27,2 кНм - для ролика диаметром 325 мм, что составляет уменьшение момента на 47,3%. С увеличением глубины внедрения разрезного ролика усилие разрезки возрастает по квадратичной зависимости. При образовании желоба головки рельса с уменьшением диаметра разрезного ролика в два раза с 650 до 325 мм усилие разрезки уменьшается:

- по расчетным данным на 20,9%,

- по экспериментальным данным на 25,3%.

4.2 Разработка и внедрение новой технологии прокатки трамвайных рельсов

В результате проведенных исследований была разработана и внедрена новая технология прокатки трамвайных желобчатых рельсов типа Т58 и Т62 в условиях РБЦ ОАО «НКМК», что подтверждено актом внедрения. В новой технологии прокатки уменьшилось количество рельсовых калибров, а именно, отсутствует необходимость в использовании предчистового 7-го калибра с предварительной разрезкой головки профиля, а оформление головки и полную разрезку губы головки профиля осуществляют только в чистовом калибре, наклоненном в сторону головки на 8° к горизонтали, с использованием разрезного ролика уменьшенного диаметра. Профиль

х ролнк 650 мм

о ролик 325 мм

--Полиномиальный (ролик

650 мм)

-Полиномиальный (ролик

325 мм)

раската, поступающего в чистовой калибр для окончательного оформления, представляет собой модификацию существующих раскатов 6-го и 7-го калибров с утолщенной подошвой, для выравнивания горизонтальных усилий.

Для предлагаемой технологии прокатки, а именно для чистового четырехвалкового калибра, была спроектирована новая конструкция кассеты с уменьшенным диаметром разрезного ролика, при условии сохранения исходных габаритных размеров корпуса кассеты. Кассета устанавливается со стороны головки рельса. Включает разрезной ролик на игольчатом подшипнике через который проходит ось, оснащенная, со стороны противоположной очагу деформации, сверху и снизу, двумя рядами цилиндрических подпорных катков различного диаметра закрепленных в обойме и соприкасающихся с разрезным роликом по специальным проточкам соответствующим его нерабочим поверхностям. Подпорные катки большего диаметра смонтированы на роликоподшипниках и располагаются под углом 45° к действию радиальных сил, катки меньшего диаметра, смонтированы на подшипниках скольжения и располагаются под углами 15° и 75°, обеспечивая равномерное распределение усилия разрезки губы головки рельса между подпорными катками и осью разрезного ролика.

В результате предложенных мероприятий уменьшилось количество бракованных рельсов и рельсов второго сорта на 40%, уменьшилось количество рельсовых калибров и увеличилась производительность стана. Общая годовая экономия от предложенных мероприятий составляет 2299833 руб./год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследовано формоизменение металла при прокатке трамвайных желобчатых рельсов; установлено влияние на него диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

2. Получены различные параметры в виде изолиний деформаций и различных графиков зависимостей значений деформации от величины обжатия и диаметра разрезного ролика. Установлено что: при разрезке существующим и уменьшенным роликом наибольшую деформацию в направлении разрезки испытывают поверхностные слои ячеек желоба, причем величина деформации убывает от поверхности к внутренним слоям. За счет местной деформации металла наблюдается вынужденное уширение ячеек по границе желоба. Интенсивность деформации по оси желоба в поверхностных слоях при разрезке меньшим роликом больше на 18,8%, чем при разрезке большим и с увеличением обжатия интенсивность деформации монотонно возрастает. Уменьшение интенсивности деформации соответствует периферии желоба с меньшей величиной смещения узловых точек координатной сетки. Значения деформаций в поверхностных слоях, возникающие при разрезке разрезным роликом меньшего диаметра, больше

на 10,3%, чем при образовании желоба большим роликом и с увеличением обжатия значения деформаций возрастают по прямолинейной зависимости.

3. Теоретически рассчитаны и экспериментально определены усилия необходимые для образования желоба в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика. Установлено что усилие прокатки с использованием разрезного ролика меньшего диаметра уменьшается по расчетным данным на 20,9%, по экспериментальным на 25,3% .

4. Предложена новая технология прокатки трамвайных рельсов, которая дает следующие преимущества:

- разрезка головки рельса осуществляется только в чистовом калибре;

- уменьшается количество рельсовых калибров, отсутствует необходимость в использовании предчистового калибра, в котором осуществлялась предварительная разрезка губы;

- уменьшается момент прокатки на 47,3%, обеспечиваемое за счет уменьшения диаметра разрезного ролика в два раза;

- уменьшается время простоя стана, при перевалке валков предчистовой клети, за счет настройки и ремонта разрезного ролика предчистового калибра;

- отсутствует необходимость в затратах, связанных с изготовлением и ремонтом приспособлений для разрезного ролика предчистовой клети;

- применение новой технологии прокатки позволяет сократить количество бракованных рельсов и рельсов второго сорта на 40%;

- улучшаются условия захвата раската;

- повышается качество геометрии поверхности рельса;

- сокращается время, необходимое для прокатки рельса и увеличивается производительность стана.

5. На основе проведенных исследований была спроектирована, изготовлена и внедрена в технологию новая конструкция разрезного приспособления.

В результате проведенных исследований были получены новые, ранее не существующие, научные знания о деформированном состоянии трамвайных желобчатых рельсов, выведены уравнения зависимостей усилия необходимого для образования желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины его внедрения, предложена новая технология прокатки трамвайных желобчатых рельсов. На основании новых данных полученных в результате исследований в приведенной работе можно усовершенствовать существующие и прогнозировать новые технологии прокатки аналогичных профилей.

РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1 Сметании C.B. Возможности современных расчетных модулей по трехмерному моделированию процессов обработки металлов давлением [Текст] / C.B. Сметании, Н.С. Большаков // Материалы семнадцатой науч.-практ. конф. по проблемам механики и машиностроения / под ред. Л. Т. Дворникова, Э. Я. Живаго ; Сиб. гос. индустр. ун-т. - Новокузнецк, 2007. - С. 97- 102.

2. Сметаиин C.B. Универсальная клеть. Разрезной ролик [Текст] // Тезисы 45-й научно-технической конференции молодых специалистов. -Новокузнецк, 2006. - С. 52 - 53.

3. Сметании C.B. РБЦ. Участок стана. Универсальная клеть. Разрезной ролик [Текст] // Тезисы V-й совместной науч.-техн. конф. .молодых специалистов. - Новокузнецк, 2006. - С. 32.

4. Сметаннн C.B. Непрерывная чистовая группа клетей [Текст] // Тезисы 46-й науч.-техн. конф. молодых специалистов. - Новокузнецк, 2007. -С. 26.

5. Сметаннн C.B. РБЦ. Участок стана. Непрерывная чистовая группа клетей [Текст] // Тезисы Vl-й совместной науч.-техн. конф. молодых специалистов. - Новокузнецк, 2007. - С. 22.

6. Перетятько В.Н. Исследование технологии прокатки трамвайных рельсов в рельсобалочном цехе ОАО «НКМК» [Текст] / В.Н. Перетятько, С. В. Сметании, В.В. Дорофеев ; Сиб. гос. индустр. ун-т // Вестник горнометаллургической секции РАЕН. Отделение металлургии : сб. науч. тр. -Вып. 21 - М. ; Новокузнецк, 2008. - С. 78 - 82.

7. Перетятько В.Н. Деформация металла в чистовом разрезном калибре при прокатке трамвайных желобчатых рельсов [Текст] / В.Н. Перетятько, С. В. Сметанин, М.В. Филиппова // Известия вузов. Черная металлургия. - 2008. - № 10.-С. 68-69.

8. Большаков Н.С. Исследование технологического процесса ломки прутков на заготовки [Текст] / Н.С. Большаков, C.B. Сметанин // Заготовительные производства в машиностроении. - 2008. - № 8. - С. 50-51.

Изд. лиц. ИД №01439 от 05.04.2000_

Подписано в печать 22.01.2009 г. Формат бумаги 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,22 Уч. - изд. л. 1,37 Тираж 100 экз. Заказ 02

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Издательский центр ГОУ ВПО «СибГИУ»

Введение.

Раздел 1. Современное состояние вопроса по прокатке трамвайных рельсов.

1.1 Особенности профиля трамвайного рельса.

1.2 Разрезные калибры.

1.3 Обзор существующих калибровок трамвайных рельсов.

1.4 Обзор литературы по производству трамвайных рельсов.

1.5 Описание существующей технологии прокатки трамвайных рельсов.

1.6 Постановка задачи исследования.

Раздел 2. Методика исследования.

2.1 Выбор материала заготовки.

2.2 Лабораторное оборудование.

2.3 Нанесение координатной сетки.

2.4 Обработка координатной сетки.

Раздел 3. Результаты исследования.

3.1 Анализ формоизменения металла при прокатке трамвайных рельсов в процессе разрезки головки профиля за один и два прохода.

3.2 Исследование деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля.

Раздел 4. Использование результатов исследования.

4.1 Теоретическое и экспериментальное определение усилия необходимого для разрезки головки рельса.

4.2 Разработка и внедрение новой технологии прокатки трамвайных рельсов.

4.3 Расчет экономической эффективности.

Прокатка, как один из видов обработки металлов давлением, занимает важнейшее место в общем цикле металлургического производства. Через прокатные цехи проходит около трех четвертей всего выплавляемого металла и только одна четверть его потребляется для фасонного литья, ковки и прессования из слитков. Продукция прокатных цехов чрезвычайно разнообразна — от листов до сложнейших фасонных профилей. I

Вопросы повышения эффективности производства в черной металлургии, коренного улучшения качества, энерго- и ресурсосбережения имеют важное практическое значение. Применительно к прокатному производству расширение сортамента, увеличение выпуска экономичных профилей проката и внедрение прогрессивных способов производства — главные направления в решении этих задач. Они могут быть успешно решены при разработке и практическом освоении новых технологических процессов прокатки. Прокатка в горячем состоянии является самым распространенным видом обработки металлов давлением и представляет собой технологический процесс, имеющий целью изменить форму металла и сообщить ему определенные свойства. Наряду с совершенствованием прокатных станов за счет рационального расположения клетей и их конструкций, расширение сортамента и освоение новых профилей, с предъявляемым к ним все более высоким требованиям, в современных условиях, невозможно без четкого понимание процесса течения металла в калибре, анализа его деформированного состояния — вот без чего нельзя грамотно построить прокатное дело.

Разработка основ теории прокатки была начата в середине XIX в., более 100 лет тому назад. Первой крупной теоретической работой, не потерявшей своего значения до настоящего времени, явилась статья С. Финка «Теория работы прокатки», опубликованная в 1874 г. Большой вклад в развитие и становление этой дисциплины внесен трудами отечественных ученых: И.А. Тиме, Р.Р. Тонкова, Н.С. Верещагина, А.Ф. Родзевича-Белевича, С.Н. Петрова,

В.Е. Грум-Гржимайло, А.Ф. Головина, А.П. Виноградова, И.М. Павлова, С.И. Губкина, А.И. Целикова, А.Я. Хейна, А.П. Чекмарева, B.C. Смирнова, И.Я. Тарновского, В.Н. Выдрина, П.И. Полухина и многих других. [93, 94, 95, 96 и др.] Получили признание исследования зарубежных ученых: С. Финка, К. Кодрона, В. Тафеля, Э. Зибеля, Т. Кармана, С. Экелунда, В. Тринкса, В. Люега, А. Помпа, А. Падай, Э. Ороуона, Г. Форда, Р. Симса, М. Стоуна, А. Гелей, 3. Вусатовского и других. [89, 90, 91, 92 и др.]

Основные вопросы рассматриваемые в теории прокатки: изучение и формулировка условий захвата полосы прокатными валками; определение скорости относительного взаимного перемещения точек полосы и валков, а также других кинематических параметров прокатки; исследование соотношения между продольной и поперечной деформациями при заданной высотной деформации полосы; анализ распределения напряжений и деформаций во всем объеме деформируемого тела; определение энергосиловых параметров процесса: силы прокатки, крутящих моментов на валках, расхода работы и мощности.

Современная теория прокатки интенсивно развивается, опираясь на достижения математики, физики, механика сплошной среды, металловедения и других фундаментальных наук. Для решения численных задач и математического моделирования все более широко применяют электронные вычислительные машины. Выводы теории прокатки используют при разработке оптимальных режимов деформации, конструирования оборудования и проектирования прокатных цехов.

Рельсы (англ. rails, множественное число от rail — рельс, от лат. regula — прямая палка, брусок, планка), стальные профилированные прокатные изделия в виде полос; предназначены для движения подвижного состава железных дорог и метрополитена, трамвая, локомотивов и вагонеток рудничного транспорта и монорельсовых дорог, крановых тележек, подъёмных кранов и др. передвижных, поворотных и вращающихся конструкций.

Первые металлические рельсы были изготовлены в Великобритании в 1767. В России чугунные рельсы для рудничных и заводских путей применены в 1788 (Александровский пушечный завод в Петрозаводске). Со 2-й половины 19 в. начали распространяться катаные стальные рельсы (в России изготовлялись на Путиловском и др. заводах). Предприятия современного прокатного производства выпускают рельсы из специальной рельсовой стали, химический состав которой определён государственным стандартом.

Рельсы для городских железных дорог (трамвайные желобчатые рельсы) относятся к специальным типам прокатываемых рельсов. Трамвайные рельсы производятся аналогично железнодорожным, но имеют желобчатый профиль, отличаются большей высотой и площадью поперечного сечения. Выпускают рельсы длиной 12,5 м; при укладке их обычно сваривают.

Новокузнецкий металлургический комбинат является ведущим производителем рельсовой продукции в России и единственным предприятием, выпускающим трамвайные рельсы.

Актуальность проблемы. Несмотря на большое разнообразие типов рельсов, применяемых в промышленности, методы их калибровки фактически одинаковы. Однако калибровка желобчатых рельсов, применяемых в основном для трамвайных путей, в отличие от обычных рельсов имеет свои особенности в формировании желоба.

В соответствии с особенностями профиля и технологическими возможностями рельсобалочного стана ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» в разработанной калибровке трамвайных рельсов типов Т62 и Т58 образование желоба и окончательное оформление профиля выполняется в двух последних калибрах. В предотделочном калибре с помощью вертикального ролика головка рельса разрезается на собственно головку и губу, причем основная масса металла идет на оформление головки, а формирование губы встречает значительные трудности, окончательное оформление головки и профиля в целом осуществляется в чистовом калибре.

Порядка 40% бракованных трамвайных рельсов и рельсов второго сорта связанно с оформлением головки профиля разрезными роликами предчистового и чистового калибров. Способ установки разрезного ролика в предчистовой клети достаточно сложен и трудоемок, происходит быстрый износ вкладышей разрезного ролика предчистового калибра и как следствие этого - остановка стана.

Исходя из сказанного, представляется актуальным совершенствование технологии прокатки трамвайных желобчатых рельсов на основе анализа деформированного состояния в существующих условиях рельсобалочного цеха ОАО «НКМК».

Цель работы. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса прокатки трамвайных рельсов на основе анализа деформированного состояния. Разработка и научное обоснование рекомендаций для совершенствования технологического процесса. Задачи исследования.

1. Анализ формоизменения металла при прокатке трамвайных рельсов в процессе разрезки головки профиля за один и два прохода.

2. Исследование деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля.

3. Теоретическое и экспериментальное определение усилия необходимого для разрезки головки рельса.

4. Разработка и внедрение новой технологии прокатки трамвайных рельсов.

Методы выполнения работы. Обобщение отечественного и зарубежного опыта модернизации технологии прокатки трамвайных рельсов; лабораторные и промышленные экспериментальные исследования; экспериментальное определение усилий на вертикальных разрезных роликах, с использованием метода тензометрии; статистические методы обработки данных; анализ формоизменения течения металла с построением изолиний деформации в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Анализ формоизменения металла при прокатке трамвайных рельсов по существующей и предлагаемой технологии.

2. Исследование деформированного состояния трамвайного рельса при разрезке головки профиля в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

3. Силовые параметры прокатки трамвайных рельсов.

4. Разработка новой технологии прокатки трамвайных рельсов.

Научная новизна.

1. Получены новые научные знания по влиянию глубины внедрения и диаметра разрезного ролика на формоизменение трамвайного рельса при разрезке головки профиля.

2. Подучены математические зависимости по нахождению усилия разрезки головки рельса в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

3. Получены математические зависимости по распределению значений деформаций от поверхности к центральным слоям головки рельса при образовании желоба.

Практическая значимость.

1. Разработана новая технология прокатки трамвайных рельсов с образованием желоба за один проход в чистовом универсальном калибре.

2. Спроектирована новая конструкция кассеты универсального четырехвалкового калибра для прокатки трамвайных рельсов.

3. Предложена новая калибровка трамвайных рельсов.

4. Разработана новая конструкция чистового универсального четырехвалкового калибра.

5. Результаты исследований внедрены в технологический процесс прокатки трамвайных желобчатых рельсов в рельсобалочном цехе ОАО «НКМК».

Апробация работы. Основные положения, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на следующих конференциях: на сорок пятой научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НКМК» (г. Новокузнецк, 2006 г.); на пятой международной научно-технической конференции молодых специалистов на базе ГОУ ВПО СибГИУ (г. Новокузнецк, 2006 г.); на шестой международной научно-технической конференции молодых специалистов на базе ОАО «ММК имени Ильича» (Украина, г. Мариуполь, 2006 г.); на сорок шестой научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НКМК» (г. Новокузнецк, 2007 г.); на шестой международной научно-технической конференции молодых специалистов на базе ОАО «ЗСМК» (г. Новокузнецк, 2007 г.); на седьмой международной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, 2007 г.); на семнадцатой научно-практической конференции по проблемам механики и машиностроения на базе ГОУ ВПО СибГИУ (г. Новокузнецк, 2007 г.).

Личный вклад. Предложена новая технология прокатки трамвайных рельсов на основе разрезки головки профиля за один проход в наклонном чистовом четырехвалковом калибре. Спроектирована новая кассета четырехвалкового калибра для чистовой универсальной клети «850» рельсобалочного цеха ОАО «НКМК». Подана заявка на изобретение кассеты универсальной четырехвалковой клети для прокатки трамвайных рельсов. Спроектирован универсальный четырехвалковый калибр для лабораторного стана дуо «175»; спроектирована матрица с оснасткой для получения заготовки имитирующая раскат предчистового калибра в масштабе 1:4. Проведены лабораторные эксперименты по исследованию деформированного состояния трамвайного рельса с построением изолиний деформаций. Получены математические зависимости по определению усилия разрезки головки трамвайных рельсов.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 8 научных работах, в том числе в 2 статьях в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторских и кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 101 наименования и приложения. Общий объем работы — 222 страницы, содержит 78 - рисунков, 40— таблиц.

Вывод:

Рассчитывалось усилие разрезки головки профиля по существующей и по предлагаемой технологии. Установили что в существующей технологии усилия как в предчистовом, так и в чистовом калибре со стороны головки больше чем со стороны подошвы, что в свою очередь вызывает смещение верхнего горизонтального валка и это подтверждается в книге С. 198-200 «Разработка програссивных калибровок и технологий прокатки на станах Новокузнецкого металлургического комбината».

Произведен расчет энергосиловых параметров прокатки трамвайного рельса Т62 в чистовой универсальной клети с условием разрезки губы головки рельса только в чистовом калибре. Рассчитывалось необходимое усилие для разрезки губы головки рельса для существующего ролика (об50 мм) и для предлагаемого разрезного ролика меньшего диаметра (0325 мм). Из формулы усилия прокатки видно Р = Рср-Р, что одним из важных определяющих факторов усилия прокатки является площадь контактной поверхности (К), таким образом, уменьшая диаметр разрезного ролика, уменьшается площадь контактной поверхности, в результате чего усилие прокатки, необходимое для разрезки губы головки рельса, снижается с 0,86 МН до 0,68 МН, что составляет уменьшение усилия на 20,9%. Расположение чистового калибра под углом позволило высвободить дополнительные осевые усилия, препятствующие смещению верхнего горизонтального валка в сторону подошвы, а нижнего валка в сторону головки. В результате проведенной работы получили сбалансированный калибр по усилиям, что позволит рационально использовать энергию привода и предотвратить смещение горизонтальных валков.

4.1.9 Экспериментальное определение усилия разрезки головки рельса

На гидравлическом прессе усилием 250 тс проводился замер усилия необходимого для образования желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины внедрения. Схема по определению усилия представлена на рисунке 4.8.

На стол пресса устанавливали тензометр, как показано на рисунке 4.8, затем на тензометр укладывали стальную пластину с размерами 150x80x5, которая служит опорной поверхностью. На стальную пластину устанавливали свинцовый брусок с размерами 130x60x40, а на него устанавливался разрезной ролик 0120 мм, а потом 075 мм. Затем производили внедрение разрезного ролика в свинец с шагом 25, 50, 75 и 100% от глубины желоба. После каждого внедрения фиксировалось значение перемещения тензометрической штанги по динамометру (цена деления 0,01 мм), затем свинцовый брусок снимался с пресса, с помощью штангенциркуля (размер отсчета 0,1мм) линейкой глубиномера измерялась глубина внедрения ролика. Таким образом проводились замеры для двух роликов 0120 и 075.

Рисунок 4.8 - Схема по определению усилия необходимого для образования желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины внедрения. 1 - пресс; 2 - тензометр; 3 - стальная пластина; 4 - свинцовый брусок; 5

- разрезной ролик (0120 и 075) со

5 § x P r s 5

I I i a) с К s

X 01 X ra x Д

600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

График перемещения динамометра при разрезке желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины внедрения

X--ролик 120 мм

О--ролик 75 мм — Экспоненциальный (- ролик 120 мм)

-Экспоненциальный

- ролик 75 мм) у120 = 39.626е' R2 = 0.991

0 2698Х

3 4 5 6 7 8 глубина внедрения ролика, мм у75 = 9.3654е R2 = 0.9609

04088Х

Рисунок 4.9 - График перемещения шкалы тензометра

На рисунке 4.9 представлены графики перемещения индикатора динамометра в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины внедрения. По тарировочной кривой тензометра (рисунок 4.10), представленной в паспорте динамометра, определяли усилие необходимое для образования желоба в зависимости от глубины внедрения разрезного ролика.

Полученные значения усилий разрезки представлены в таблице 4.1. Таким образом, получили значения усилий при образовании желоба в свинцовой заготовке на гидравлическом прессе с помощью разрезных роликов 075 и 0120 мм. Но так как мы моделировали процесс прокатки, то значения усилия при прокатке будет соответствовать половине дуги контакта полученной на прессе. В таблице 4.1 в столбце «значения усилий» представлены половина от значений в скобках, которые получены от надавливания разрезным роликом и соответствуют дуге контакта при прокатке представленной на рисунке 3.59.

Тарировочная кривая тензометра

X .Г о —

-И I s

- !

-—тарировочная кривая

- ролик 120 мм

9 ! 0 - ролик 75 мм

X s у —

Г" у — — s у

У

Ч : к

О 100 200 300 400 500 600 ТОО 000 300 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1

30 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2ЛЮ 20СЮ 2SOO ЭОСЮ 3100 3200 3303 3400 Э500 36СО 3700 3000 3000 ССО 4100 «00 4300 действительные перегрузки в кгс

Рисунок 4.10 - Тарировочная кривая с отметками перемещений тензометра в зависимости от диаметра ролика.

Заключение

Диссертация посвящена совершенствованию технологии прокатки трамвайных желобчатых рельсов на основе анализа деформированного состояния, в которой впервые: получены новые научные знания по исследованию деформированного состояния трамвайного рельса при разрезки головки профиля в зависимости от глубины внедрения и диаметра разрезного ролика; получены математические зависимости по нахождению усилия разрезки головки рельса в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика; получены математические зависимости по распределению значений деформаций от поверхности к центральным слоям головки рельса при образовании желоба.

В данной работе представлены следующие решения:

1. Исследовано формоизменение металла при прокатке трамвайных желобчатых рельсов; установлено влияние на него диаметра и глубины внедрения разрезного ролика.

2. Получены различные параметры в виде изолиний деформаций и различных графиков зависимостей значений деформации от величины обжатия и диаметра разрезного ролика. Установлено что: при разрезке существующим и уменьшенным роликом наибольшую деформацию в направлении разрезки испытывают поверхностные слои ячеек желоба, причем величина деформации убывает от поверхности к внутренним слоям. За счет местной деформации металла наблюдается вынужденное уширение ячеек по границе желоба. Интенсивность деформации по оси желоба в поверхностных слоях при разрезке меньшим роликом больше на 18,8%, чем при разрезке большим и с увеличением обжатия интенсивность деформации монотонно возрастает. Уменьшение интенсивности деформации соответствует периферии желоба с меньшей величиной смещения узловых точек координатной сетки. Значения деформаций в поверхностных слоях, возникающие при разрезке разрезным роликом меньшего диаметра, больше на 10,3%, чем при образовании желоба большим роликом и с увеличением обжатия значения деформаций возрастают по прямолинейной зависимости.

3. Теоретически рассчитаны и экспериментально определены усилия необходимые для образования желоба в зависимости от диаметра и глубины внедрения разрезного ролика. Установлено что усилие прокатки с использованием разрезного ролика меньшего диаметра уменьшается по расчетным данным на 20,9%, по экспериментальным на 25,3% .

4. Предложена новая технология прокатки трамвайных рельсов, которая дает следующие преимущества:

- разрезка головки рельса осуществляется только в чистовом калибре;

- уменьшается количество рельсовых калибров, отсутствует необходимость в использовании предчистового калибра, в котором осуществлялась предварительная разрезка губы;

- уменьшается момент прокатки на 47,3%, обеспечиваемое за счет уменьшения диаметра разрезного ролика в два раза;

- уменьшается время простоя стана, при перевалке валков предчистовой клети, за счет настройки и ремонта разрезного ролика предчистового калибра;

- отсутствует необходимость в затратах, связанных с изготовлением и ремонтом приспособлений для разрезного ролика предчистовой клети;

- применение новой технологии прокатки позволяет сократить количество бракованных рельсов и рельсов второго сорта на 40%;

- улучшаются условия захвата раската;

- повышается качество геометрии поверхности рельса;

- сокращается время, необходимое для прокатки рельса и увеличивается производительность стана.

5. На основе проведенных исследований была спроектирована, изготовлена и внедрена в технологию новая конструкция разрезного приспособления.

В результате проведенных исследований были получены новые, ранее не существующие, научные знания о деформированном состоянии трамвайных желобчатых рельсов, выведены уравнения зависимостей усилия необходимого для образования желоба в зависимости от диаметра разрезного ролика и глубины его внедрения, предложена новая технология прокатки трамвайных желобчатых рельсов. На основании новых данных полученных в результате исследований в приведенной работе можно усовершенствовать существующие и прогнозировать новые технологии прокатки аналогичных профилей.

1. Полухин П.И. Прокатка и калибровка двутавровых балок. -М.:Металлургиздат, 1956.- 176 с.

2. Бахтинов Б.П., Штернов М.М. Калибровка прокатных валков. М.: Металлургиздат, 1953. - 783 с.

3. Клименко В.М. Захват в разрезных калибрах // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. Вып. 4. Обработка металлов давлением. Киев: Техника, 1966. С. 91 - 101.

4. Технологические и силовые резервы прокатных станов / В.М. Клименко, В.И. Погоржельский, B.C. Горелик, JI.B. Коновалов. М.: Металлургия, 1976. - 240 с.

5. Захватывающая способность прокатных валков. Грудев А.П. М.: «СП Интермет Инжиниринг», 1998. -283 с.

6. Павлов И.М., Астахов И.Г., Межауров М.М. Захват металла в трапециевидных разрезных калибрах // Сб. «Новые процессы прокатки металлов и сплавов»: Тр. МИСиС. Вып. XLIII. М.: Металлургия, 1966. С. 97 -116.

7. Бейнон Росс Е. Калибровка валков и расположение прокатных станов.- М.: Металлургиздат, 1960. 204 с.

8. Френкель В.Я. Пауль Эрнест / Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Атомиздат, 1977. - 192 с.

9. Мец Н. Горячая прокатка и калибровка валков. Москва - Ленинград: ОНТИ НКТП СССР. - Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937.-332 с.

10. Dehez J. Калибровка валков /Пер. с нем. Крикента Э.К. г. Каменское Днепропетровского округа, 1928. - 48 с.

11. Тринкс В. Калибровка прокатных валков / Пер. с англ. Ч. II. Москва- Ленинград Свердловск: ОНТИ НКТП СССР. - Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937. - 332 с.

12. Сапрыгин Х.М., Шарапов И.А., Нестеров Д.К. и др. Освоение прокатки трамвайных желобчатых рельсов с узкой подошвой // Бюллетень НТИ 4M. 1981. -№11. -С. 57-59.

13. Калибровка валков для прокатки желобчатых рельсов // Бюллетень ЦИИ 4M. 1955. - №13. - с. 26 - 29. (Блэст Фарнес энд стил Плеэнт, 1953. — т.41, №9. - с. 10040).

14. Илюкович Б.М. Прокатка и калибровка: В 6-ти т.: Справочник. Т.6 : Калибровка двутавровых профилей, рельсовых профилей и профилей особо сложной формы. Днепропетровск: РВА"Дшпро-ВАЛ", 2004. - 824с.

15. Кучко И.И. Производство трамвайных рельсов типа «Феникс» // Бюллетень НТИ 4M 1946. №17(61). - с.28-31.

16. Бахтинов Б.П., Штернов М.М. Калибровка прокатных валков. Металлургиздат, 1953, 784 с.

17. Кучко И.И., Серкин М.Г., Рапопорт И.Б. Производство трамвайных рельсов новых типов // Сталь. 1956. №8 с. 708 716.

18. Кучко И.И. Бюллетень ЦНИИЧМ, 1955 г. № 19 20, с. 63 - 64

19. Критинин И.А., Кошкин В.А., Дарушин Р.И. Повышение качества трамвайных желобчатых рельсов // Сталь. 1969. - №1. - с.52-53

20. Сапрыгин Х.М., Шарапов И.А., Могилевский И.И. Промышленное производство облегченных трамвайных рельсов // Сталь. 1982. - №2. - с.56-57

21. Мец Н. Горячая прокатка и калибровка валков. Москва-Ленинград: ОНТИ НКТП СССР. - Главная редакция литературы по черной металлургии, 1937.-332 с.

22. Dehez J. Калибровка валков / Пер. с нем. Крикента Э.К. г. Каменское Днепропетровского округа, 1928. - 48 с.

23. Тринкс В. Калибровка прокатных валков / Пер. с англ. 4.II. Москва - Ленинград - Свердловск: ОНТИ НКТП СССР. - Главная редакция литературы по черной металлургии, 1939. - 136 с.

24. Френкель В.Я. Пауль Эрнест / Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Атомиздат, 1977- 192 с.

25. Прокатка и калибровка. Илюкович Б.М. Днепропетровск: РВА «Днипро-ВАЛ», 2004. - 824 с.

26. Павлов В.В., Дорофеев В.В., Пятайкин Е.М., Ерастов В.В. Разработка прогрессивных калибровок и технологий прокатки на станах Новокузнецкого металлургического комбината. Новосибирск: Наука, 2006. - 224 с.

27. A.c. 1776469 СССР. Трехвалковый калибр для прокатки трамвайных рельсов //В.В. Дорофеев, И.А. Шарапов, Е.Л. Кравченко // Открытия. Изобрет.- 1992. -№43.-с. 19

28. Пат. №2233716 Р.Ф. Валковый узел универсального четырехвалкового калибра / В.В. Дорофеев, Е.Л. Кравченко, А.Г. Кочетков и др. // Открытия. Изобрет. 2004. - №22.

29. Перетятько В.Н. Пятайкин Е.М., Марамзин B.C., Шарапов И.А. Деформация металла в наклонных разрезных калибрах. // Изв. вузов. Чер.металлургия. 1999 - №4 - с.23 - 25

30. Перетятько В.Н. Деформация металла в разрезном рельсовом калибре при прокатке рельсов Р65 / В.Н. Перетятько, Е.М. Пятайкин, Е.Р. Браунштейн // Изв. вузов. Чер.металлургия. 1998. - №4. - с 23-25

31. Рождественский Ю.В. Совершенствование технологии прокатки рельсов // Изв. вузов. Чер.металлургия. 1995. - №9. - с74

32. Смирнов В.К. Исследование прокатки рельсов в универсальных клетях / В.К. Смирнов, А.Р. Бондин, A.M. Михайленко // Производство проката.- 2004. №12. - с. 24-30

33. Формоизменение металла при прокатке в двухручьевых разрезных калибрах / Г.П. Перунов, В.К. Смирнов, Ю.В. Инатович, В.В. Лиманкин // Производство проката. — 2006. №6. — С. 8 — 10

34. Смирнов В.К. прокатка рельсов с применением универсальных клетей / В.К. Смирнов, А.Р. Бондин, A.M. Михайленко // Труды пятого конгресса прокатчиков. / МОО «Объединение прокатчиков», ОАО «Черметинформация». -М., 2004.-С. 218-223.

35. Энергосиловые параметры процесса деформации металла при прокатке / С.М. Жучков, А.П. Лохматов, Л.В. Кулаков, Э.В. Сивак // Изв. вузов. Чер.металлургия. 1998. - №4. - с. 14- 17

36. Найзабеков А.Б. Исследование процесса прокатки в рельефных валках / А.Б. Найзабеков, С.Н. Лежнев, Ж.А. Ашкеев // Изв. вузов. Чер.металлургия. -2001.-№2.-с. 25-26

37. Чекмарев А.П., Мутьев М.С., Машковцев P.A. // Калибровка прокатных валков. — М.: Металлургия, 1971. 625 с.

38. Дорофеев В.В., Громов В. Е., Шарапов И.А., Бердышев В.А. Рациональная система калибров для прокатки рельсов в черновых пропусках. // Изв.вузов.Чер.металлургия. 1997. - № 6.-С.61-62.

39. Мутьев М.С. Калибровка черновых валков. М.: Металлургия, 1964. -190 с.

40. Полухин П.И., Грдина Ю.В., Зарвин Е.Я. Прокатка и термическая обработка рельсов. М.: Металлургиздат, 1962. - 510 с.

41. Технология прокатного производства: Справочник: В 2-х книгах. Кн.1 / М.А. Беняковский, К.Н. Богоявленский, А.И. Виткин и др. М.: Металлургия, 1991.-440 с.

42. Технология прокатного производства: Справочник: в 2-х книгах. Кн. 1 / М.А. Беняковский, К.Н. Богоявленский и др. М.: Металлургия, 1991. - 440 с.

43. Технология прокатного производства: Справочник: в 2-х книгах. Кн. 2 / М.А. Беняковский, К.Н. Богоявленский и др. М.: Металлургия, 1991. - 423 с.

44. Технология прокатного производства / В.М. Клименко, A.M. Онищенко и др. Киев: Выща школа, 1989. - 311 с.

45. Вусатовский 3. Основы прокатки. М.: Металлургия, 1967. - 582с.

46. Павлов И.М. Теория прокатки. М.: Металлургиздат, 1950 - 610 с.

47. Смирнов B.C. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1967. - 460 с.

48. Данченко В.Н., Миленин A.A., Кузьменко В.И.,Э Гринкевич В.А. Компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением. Численные методы. Днепропетровск: «Системные технологии», 2005. - 448 с.

49. Колмогоров В.Л., Федотов В.П., Горшков A.B. Трехмерный анализ напряженно-деформированного состояния в процессах обработки металлов давлением // Кузнечно-штамповочное производство. 1998. - №8. - С.23 - 28.

50. Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред: Пер. с англ. М.: Мир, 1976. - 464 с.

51. Флетчер К. Численные методы на основе метода Галеркина: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 352 с.

52. Шайдуров В.В. Многосеточные методы конечных элементов. М.: Наука, 1989.-288 с.

53. Биба Н.В. Математическое моделирование процесса прокатки с применением метода конечных элементов: Дисс. канд. техн. наук: 05.16.05. -М., 1983.-207 с.

54. Миленин A.A. Разработка научных основ и развитие технологий трехмерного пластического формоизменения металлов с применением методов компьютерного моделирования / Автор, дисс. д.т.н., Днепропетровск, 2001, 36 с.

55. Калашников В.Д. Математическое моделирование процесса прокатки полос прямоугольного сечения с учетом уширения // Тез. докл. Всес. научн. конф. «Теоретические проблемы прокатного производства». Ч. 1. -Днепропетровск. - 1988. - С. 11-12.

56. Миленин A.A. Исследование численных свойств алгоритмов метода конечных элементов применительно к трехмерным задачам обработки металлов давлением // Известия РАН. Металлы. 1998. - №5. - С. 33 - 37.

57. Миленин A.A. Сравнительный анализ возможностей метода граничных элементов и метода конечных элементов при математическом моделировании процессов обработки металлов давлением // Изв. АН России. Металлы. 1997. - №2. - С. 65 - 72.

58. Гунн Г.Я. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением. — М.: Металлургия, 1983. — 352 с.

59. Хензель А., Шпиттель Т. Расчет энергосиловых параметров в процессах обработки металлов давлением / Справ, изд.: Пер. с нем. — М.: Металлургия, 1982. 360 с.

60. Цоухар Г. Силовые воздействия при прокатке в вытяжных калибрах. — М.: Металлургия, 1963.

61. Шестаков H.A., Власов A.B. Расчеты параметров обработки металлов давлением в среде MathCad. Учебное пособие. М.: МИСИС, 2000. 273 с.

62. Неравномерность деформации при ковке. Охрименко Я.М., Тюрин В. А. М.: Машиностроение, 1969, 184 с.

63. Смирнов — Аляев Г.А., Розенберг В.Н. Теория пластических деформаций металлов. М.: Машгиз, 1956, 374 с.

64. Булгаков Б.С. Ковка крупных поковок из титанового сплава. JL: Дом научно-технической пропаганды, 1963 —320 с.

65. Рубенкова JI.A., Казаков Л.П. Анализ процесса вытяжки деталей сложной формы в условиях производства. М.: НТО Машпром, 1963 — 243 с.

66. Тарновский И.Я. Формоизменение при пластической обработке металла. М.: Металлургиздат, 1954 540 с.

67. Унксов Е.П. Инженерные методы расчета усилий при обработке металлов давлением. М.: Машгиз, 1966 475 с.

68. Чиченев H.A., Кудрин А.Б., Полухин П.И. Методы исследования процессов обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1977 311 с.

69. Смирнов — Аляев Г.А., Чикидовский В.П. Экспериментальные исследования в обработке металлов давлением. Л.: Машиностроение, 1972 — 360 с.

70. Бабичков В.А. Об экспериментальных и теоретических основаниях механической теории прочности. М.: Труды МИИТ, 1951.

71. Полухин П.И., Воронцов В.К., Кудрин А.Б., и др. Деформации и напряжения при обработке металлов давлением (применение методов муар и координатных сеток). М.: Металлургия, 1974 — 336 с.

72. Ренне И.П. Экспериментальные методы исследования пластического формоизменения в процессах обработки металлов давлением с помощью делительной сетки. Тула: НТО Машпром, 1970 164 е., ил

73. Смирнов-Аляев Г.А. Механическое основы пластической обработки металлов. JL: Машиностроение, 1968 272 с.

74. Сухарев И.П., Ушаков Б.Н. Исследование деформаций и напряжений методом муаровых полос. М.: Машиностроение, 1969 208 е., ил

75. Веденянин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1967 180 с.

76. Ильюшин A.A. Пластичность. M.-JL: Гостехиздат, 1948 348 с.

77. Фридман Я.Б., Зилова Т.К., Демина Н.И. Изучение пластической деформации и разрушения методом накатанных сеток. М.: Оборонгиз, 1946 — 430 с.

78. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии. Пер. с нем. М.:Металлургиздат, 1934 400 с.

79. Полухин П.И., Воронцов В.К., Кудрин А.Б., Чиченев H.A. Деформация и напряжения при обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1974. — 336 с.

80. Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в механике. 6-е изд., М.: Наука, 1967-428 с.

81. Смирнов B.C. Григорьев А.К., Карачунский А.Д. Методы подобия в теории прокатки. Л.: Наука, 1971 178 с.

82. Полухин П.И. и др. Прокатное производство. М.: Металлургия, 1982.-696 с.

83. Литовченко Н.В. Калибровка профилей и прокатных валков. — М.: Металлургия, 1990. 432 с.

84. Терехова Л.В. Очерки по истории Кузнецкого металлургического комбината. Новокузнецк: Кузнецкая крепость, 2002. 547 с.

85. Гун Г.Я., Полухин П.И., Полухин В.П., Прудковский Б.А., Пластическое формоизменение металлов. М.: Металлургия, 1968. - 416 с.

86. Качанов J1.M. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969. - 420

87. Чижиков Ю.М. Теория подобия и моделирования процессов обработки металлов давлением. -М.: Металлургия, 1970. 125 с.

88. Грудев А.П. Теория прокатки. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 280 е.: ил

89. Гоффман О., Закс Г. Введение в теорию пластичности для инженеров. М.: Машгиз, 1957. - 279с.

90. Хилл Р. Математическая теория пластичности. М.: Гостехтеоретиздат, 1956. - 286 с.

91. Гелей Ш. Расчет усилий и энергии при пластической деформации металлов. -М.: Металлургиздат, 1965. 500 с.

92. Зибель Э. Обработка металлов в пластическом состоянии: Теоретическое обоснование процессов ОМД / Пер. с нем. М.: ОНТИ, 1935. -320 с.

93. Процесс прокатки / М. А. Зайков, В. П. Полухин, А. М. Зайков, Л. Н. Смирнов. М.: МИСИС, 2004. - 640с.

94. Машины и агрегаты металлургических заводов: В 3-х томах. Т. 3: Машины и агрегаты для производства и отделки проката: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребенник и др. -М.: Металлургия, 1988. 680 с.

95. Целиков А.И., Зюзин В.И. Современное развитие прокатных станов. -М.: Металлургия, 1972.-399 с.

96. Тарновский И.Я., Поздеев A.A., и др. Прокатка на блюминге. М.: Металлургиздат, 1963. - 390 с.

97. Аристов Н.П, Благосклонский Т.И и др. Справочник металлиста. В 5-ти томах. Т.З. книга первая. М.: Машгиз, 1959. - 560 с.

98. Сорокин В.Г., Волосникова A.B. и др. Марочник сталей и сплавов. -М.: Машиностроение, 1989. 640 с.

99. Пат. 2233716 С1 Российская Федерация, МПК В 21 В 1/08//В 21 В 108:02. Валковый узел универсального четырехвалкового калибра, заявл. 04.01.2003.

100. A.c. 1776469 AI СССР, MICH В 21 В 1/08. Трехвалковый калибр для прокатки трамвайных рельсов, заявл. 21.22.89. A.c. 1676690 AI СССР, МКИ В 21 В 1/08. Универсальный четырехвалковый калибр. Заявл. 23.10.89185