автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Теоретичне та експериментальне дослiдження формозмiнювання у таврових калiбрах i розробка методiв розрахунку калiбровок

РГ6 од

2 1 !ШІ 1933

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО ЧЕРВОНОГО ПРАПОРУ МЕТАЛУРГІЙНИЙ ІНСТИТУТ

На правах рукопису

Романовський Ігор Георгійович

ТЕОРЕТИЧНЕ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ФОРЮЗМІНЮВАННЯ У ТАВРОВИХ КАЛІБРАХ І РОЗРОБКА МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ КАЛІЕРОВОК

Спеціальність 05.16.05 - "Обробка металів тиском"

Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук

Дніпропетровськ

1993

Дисертацію виконано на кафедрі обробки металів тиском Дніпропетровського ордена Трудового Черврного Прапору металургійного інституту

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор О. П. Грудєв

Офіційні опоненти

доктор технічних наук, професор Гринавцев В.Е

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Дучков С. М.

Провідна установа:

завод їм. Г. І. Штровського

Захист відбудеться ’• {гР,ОІЬХ 1993 року о '/Д годЗ^св. в аУД-з^ на засіданні спеціалізованої ради К 068.02.02 для захисту кандидатьских дисертацій на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук при Дніпропетровському Трудового Червоного Прапору металургійному інституті.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці інституту.

Відгук у двох примірниках, засвідчений гербовою печаткою, просимо направляти за адресою: 320600, м. Дніпропетровськ, ГСП, пр. Гагарі на, 4, вченому секретареві ради інституту.

Автореферат розосланий " «2 5 " 7рц'?-&т/і993 року.

Вчений секретар спеціалізовано! ради, кандидат технічних наук,

доцент Л' П. Л. Клименко

Актуальність роботи Розвиток ринкової економіки зумовив істотне підвищення вартості металу та металопродукці1. У зв’язку з цим набувають актуальності розробки, спрямовані на освоєння економічних, у тому числі спеціальних профілів прокату, які забеспечу-кггь зниження витрат металу та підвищення якості металопродукці 1. Серед нових профілів, пр дозволяють поліпшити показники роботи машин та механізмів, значне місце посідають профілі таврового типу.

Основним засобом виробництва таврових профілів є прокатка в системах ребрових та пластових калібрів, що чергуються. Як показав аналіз промислових технологій виробництва таврових профілів, найбільші труднощі при проектуванні калібровок викликає розрахунок параметрів формозмінювання у ребрових калібрах: величини мінімально необхідного висотного обтиску стінки та розширення полиць.

Ці величини не можуть бути досить точно визначені без урахування істотної вертикальної асиметрії в калібрі. У зв’язку з цим застосування існуючих методик приводило до необхідності поступового встановлення остаточних розмірів на протязі 2-3 опробувань.

В даній роботі розглянуто комплекс питань, пов'язаних із дослідженням формозмінювання у ребрових таврових калібрах з урахуванням впливу вертикальної асиметрії та розробкою ефективної технології прокатки таврових профілів, щр характеризують її актуальність.

Мета роботи Теоретичне та експериментальне дослідження формозмінювання металу при прокатці у ребрових таврових калібрах. Розробка методики розрахунку калібровок валків та промислової технології прокатки таврових профілів.

Наукова новина Новими є такі істотні результати роботи:

1. Методика розрахунку геометричних параметрів осередку деформації при прокатці у ребрових таврових калібрах з урахуванням впливу на розкат вертикальної асиметрії.

2. Методика побудови кінематично можливого поля швидкостей переміщень часток металу у геометричному осередку деформації, яка враховує відмінність швидкостей переміщення поверхень валків, що деформують розкат; регресійні залежності, що дозволяють визначити величини коефіцієнтів розширення полиць та мінімально необхідного прямого обтиску стінки в залежності від геометричних, кінематичних та фрикційних параметрів осередку деформації з урахуванням несиметричності процесу.

3. Спосіб визначення додаткового випередження, пов'язаного із

вертикальним вигином штаби на виході з валків нерівного діаметру.

4. Експериментальні залежності висотної деформації стінки при прокатці в ребрових таврових калібрах при різній величині вертикальної асиметрії.

5. Технологія прокатки та калібровки нових таврових профілів СП 120.70.22.8 та СП 160. >18.8 на промисловому стані 630 / 420 Виробничого об'єднання "Ленінградський завод турбінних лопаток "

( ВО"ЛЗТЛ", м. Санкт-Петербург ).

Апробація Матеріали дисертації докладено на республіканській науково-практичній конференції "Союз науки та практики до 100-річчя Петровки” ( Дніпропетровськ, 1987 ); Всесоюзному науково-дослідному семінарі "Шліпшення я кос? і та економії металу шляхом підвищення точності сортових профілів"; на об'єдненому науковому семінарі кафедри обробки металів тиском та прокатних відділів Інституту чорної металургії АН України ( 1990, 1991, 1992, 1993 ).

Публікації Матеріали дисертаційної роботи відображено в 9 друкованих працях.

Об'єм роботи Дисертаційну роботу викладено на 205 сторінках машинописного тексту; робота складається із вступу, 4 розділів, списку використованої літератури з ш; найменувань, додатків; її ілюстровано малюнками.

СТАН ПИТАННЯ, МЕТА І ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ

Аналіз опублікованих в літературі робіт показав, пр в цей час вивченню процесу прокатки в таврових калібрах, у тому числі ребрових, приділяється багато уваги, фоте теоретичні та експериментальні дослідження зводяться до спрощення даного процесу, бо не враховують істотну специфіку деформації, обумовлену впливом вертикальної асиметрії. .

Як визначається в роботах О. П. Чекмарьова, А. А. Нефедова,

О. Е Грудєва, Е А. Теряєва, інших авторів, вплив вертикальної асиметрії пов’язаний, в першу чергу, з різницею швидкостей переміщень деформуючих розкат поверхень валків, а також різною кривизною ціх поверхень. Тому для вирішення поставленої задачі обрано відомий в літературі метод полей швидкостей часток в осередку деформації, бо він найбільш повно враховує кінематичні особливості процесу асиметричної прокатки розкату в калібрі.--'

В літературі є роботи І. Я. Тарновського, Б. М. Ілюковича,

0. а Скороходова, В. М. Клименка та ряду інших авторів, які дозволяють, на основі побудови кінематично можливого поля явидкостей пере міщень визначити параметри формозмінювання в ребровому тавровому калібрі з достатньою для практичного використання точністю.

Разом з тим, в цих роботах не враховується істотня закономірність прокатки в калібрах - різниця діаметрів валків по верхньому та нижньому контурах калібра та різна швидкість переміщення часток металу по висоті осередку деформації. При побудові поля швидкостей переміщень приймається рівність горизонтальних швидкостей переміщень часток металу. .

Таким чином, в літературі відсутні залежності для визначення параметрів формозмінювання в ребрових таврових калібрах з урахуванням вертикальної асиметрії.

Проведений аналіа опублікованих робіт та вимоги щодо скорочення числа коштовних опробувань при сортаменті таврових профілів, який постійно розширюється, були покладені в основу формулювання основних завдань теоретичних та експери«' гальних досліджень.

1. Визначити межі осередку деформації при прокатці таврових профілів у ребрових калібрах з урахуванням можливості встановлення розката у валках з урахуванням впливу вертикальної асиметрії.

2. Теоретично дослідити процес прокатки у ребрових таврових калібрах з урахуванням впливу вертикальної асиметрії. Одержати залежності для розрахування величини мінімально необхідного прямого обтиску стінки та розширення полиці при прокатці '•аврового профіля в ребровому тавровому калібрі з урахуванням вертикальноі асиметрі і.

3. Експериментально дослідити залежність формозмінювання в ребрових таврових калібрах від умов впливу вертикальної асиметрії.

4. Розробити та опробувати на практиці інженерну методику розрахування калібровок та рекомендацій по технологи прокатки економічних таврових профілів.

ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ПРОКАТКИ У РЕБРОВИХ ТАВРОВИХ КАЛІБРАХ При постанові умов задачі визначення параметрів формозмінювання у ребрових таврових калібрах з урахуванням впливу вертикальної аси метрії виявляється необхідність розподілу розката на ділянки, поле швидкостей переміщень часток в межах кожной з котрих може бути

- б -

представлено однаковими залежностями.

Використана для цього схема поділу профіля на ділянки заснована на висновках експериментальних досліджень І. Я. Тарновського, Б.М. Ілюковича, ф.А. Писаренка, та ряду інших авторів (Мал. 1).

З урахуванням обраної схеми деформації була визначена протяжність поверхні контакту штаби з валками по всім ділянкам профіля. Довжина осередка деформації на кожній ділянці визначена спільним вирішенням рівнянь поверхні валків і заготовки з урахуванням положення розката у калібрі та відповідного розподілу обтисненни між валками по всіх ділянках профіля.

Для визначення співвідношення контактних напруг між валками, по всій протяжності осередка деформації використані наявні в літературі результати експериментальних досліджень асиметричної прокатки в калібрах, які виконав П П Маменко.

При побудові поля швидкостей переміщень полиці прийнято, ІДО величина обтиснення циліндричними поверхнями валків нерівного діаметра і відповідна протяжність поверхні контакта загалом не рівні (більший діаметр має валок, у який врізан рівчак що, формує стінку).

Відмітной особливості) одержаного поля швидкостей переміщень часток в геометрічному осередку деформації є введення вар’їруємого параметра т , який враховує несиметричність деформації.Параметр ЇЇІ визначає положення горизонтальної поверхні, в якій швидкості переміщень часток метала відповідно вертикальної осі рівні нулю. Відповідно введеному параметру Ш геометричний осередок деформації полиці поділяється горизонтальною площиною на дві зони - верхню й нижню - поле швидкостей переміщень в кожній з котрих зв’язується з окружною швидкістю відповідного валка.

При побудові кінематично можливого поля швидкостей переміщень використані слідуючи умови:

- нестисливості;

- сполучення на межі двох сусідніх дільниць;

- рівності горизонтальних швидкостей по елементах профіля у площині виходу штаби з валків.

З метою спрощення вирішення поставленої задачі прийняті отакі припущення: .

- позаконтактні зони деформації відсутні;

- зміна коефіцієнта висотного обтиску верхньої та нижньо! зон дільниці полиці по довжині геометричного осередка деформації відбувається за лінейною залежністю;

- метал є жорстко-пластичним середовищем.

Одержане поле швидкостей переміщень часток метала на дільниці полиці описується отакими рівняннями.

Дільниця 1. Верхня зона

„ _ (^/¿у)і 7х_ _ _х2 / / _ ))

чві тіїміїв \ів С8\Чв " (1)

ь-а&а-їаґХ'іїМ"

Чиї-'тСк, з і

де - окружна швидкість гладенького валка меншого діаметру,

що формує полицю;

^ - протяжність поверхні контакту полиці із валком . більшого діаметру;

0/( - координата критичного перерізу по полиці;

X — їіїЬоп ( 4 )

Чй МНаг —А Ь.&

Дільниця 1. Нижня зона

V ______________(А. _х2Д_ Л

т (і-п)ЬмХн ( Чі 9СК Кін % м ( 5)

— = (*'***

Р СШік,-лк„ <в)

. Дільниця 2. Верхня зона . Швидкість переміщення часток металу в напрямі витяжки

визначається з обліком умови Ущ =У/$2 ПРИ х ” 0

3// ЛЄп/<- ..і/ І .

( 9 )

( б )

*( 7 )

•і» яьХ (*Ь Щ (їв

УгтІ^е({в~7в 10

* (г.- т коп -0,5л А в)-і] 1 1

Дільниця 2. Нижня зона

к = V» ґхг _*? /і • лш: ні/ І

ш 0-т)копКн (і>ін ЗЄ* (їм Чпи' тН 12

^ ¥%кл (і' т„ (іґКи Шф? <

^іГ(ТЩл(Іі т/іІШЩ, н)^

«(г-(і-ш)ки-!і,і^„}-г ] ‘14 >

Побудову поля тидкостей переміщень часток металу на дільницях стінки здійснено з урахуваннгм різночасності початку деформації по її висоті. Значення компонент поля швидкостей визначене а

13 ) і/ґ

урахуванням бокового обтисненпя стінки наклоними твірнйми замкнутого рівчака при вирішенні рівняння нестисливості відносно відповідно мекоЕим умовам на межах ділянок.

З урахуванням одержаного поля швидкостей переміщення часток металу в осередку деформації по відомим рівнянням механіки суцільних середовищ одержані поля швидкостей деформації та інтенсивності швидкостей деформації по всіх ділянках профіля.

■Хункціональні залежності ЇЇІ і JiA , необхідні для

численого визначення компонент швидкостей переміщень часток металу по всіх ділянках, знаходились при умові мінімума повноі■ потужності деформації прокатки. Відповідно даним робіт І. Я.Тарновського,

Б. М. Ілюковича та 0. R Скороходова , повна потужністьпрокатки визна- . чалася як сума потужності пластичної деформації, потужності зрізу по поверхням зрізу та потужності сил тертя для ВСІХ дільниць профіля.

Потужності сил тертя по контактній поверхні КОЖНОЇ ДІЛЬНИЦІ визначались з урахуванням ї і поділу на з.-.ш випередження та відставання. С цією метою використовувались залежності, що дозволвють при прокатці в калібрі визначати усереднене відношення нейтрального кута до кута захвату для кожной поверхні контакту.

Мінімізацією рівняння повної потужності прокатки одержано функціонали їїї та JtA- . При цьому для отримання числених залежностей при пропонованій постанові задачі повна потужність прокатки розглядалась з урахуванням 20 безрозмірніх параметрів, відображаючих геометричні, кінематичні та фрикційні особливості формозміни при прокатці в ребровому тавровому калібрі з урахуванням вплива вертикальної асиметрії.

Підстановок) одержаних залежностей ГИ і в вирази, які

описують компоненти швидкостей переміщення часток металу на всіх ділянках профіля, одержано кінематично можливе поле швидкостей переміщень часток металу в ребровому тавровому калібрі.

Спільним вирішенням диференціальніх рівнянь ліній струму й диференціальних рівнянь приросту переміщень на межах дільниць одержані регрес ійні залежності, які дозволяють розрахувати коефіцієнти висотної деформації стінки Че та розширення полиці / при прокатці у ребровому тавровому калібрі з урахуванням вертикальної асиметрії

/]» = +1,830 - 9,875— -0,067-^+1,1414^-0,098%-^’-

1 і, ,*в * ' 0< 6і

-0,07031-^+0,007-р- -0,453-|і +1,002 Р +0,048^-0,3242-^ -

І.В пса /Ц ~Г Лц

-1.164-—- +1,094-^- +0,102-^- +0,210—^-0,0811^ -0,02783-^- +

<*с Вс \"°ґ Ч

+0,3121-—^ +1,2501 % - 0,1062-^ +0,0506-^ ( 15 )

Ш № блг

/З - +0,439 +4,501-^- -О.иїД^-І,123^^+1,006^-^’-

А Й ^ ^ Р

-0,29694^ -0,002-5— -6,509— +1,746 £ - 1,298^^-0,003906— -О /<Ел7 пи у КЦ

-2,1309-^-^ +б,9811-^+0,2469-|^ -0,3188^ +0,0619^ -0,0127-^- -

' • & /7> /&, Н УН

-0,5181-—^ -0,8154 % + 1,0217^ +1,2141-—# (16)

Ш ° Г/ї ¿?>/У

Коефіцієнт висотної деформації стінки ^ дозволяє визначити мінімально необхідний абсолхлний обтиск стінки, щр забеспечує заповнення закритого рівчака ребрового калібра.

Це забезпечує мінімальний вріз в валки при надійному досягненні заданих розмірів профіля.

З використанням одержаних залежностей визначення геометричних параметрів осередка деформації та регресійніх рівнянь ( 15 ) і ( 16 ) розроблено алгоритм розрахунку калібровок таврових профілів.

Цей алгоритм було реалізовано на промисловому стані 630 / 420 ВО " ЛЗТЛ " при проектуванні калібровок двох таврових профілів. Профілі одержано з першего опробування.

Виконані теоретичні дослідження можуть бути застосовані для широкого кола сортових профілів і в цьому знаходиться висновок, який узагальнює характер підходу вирішеного завдання, що було поставлено.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЇОРШЗМІНШАННЯ В РЕБРОВИХ . ТАВРОВИХ КАЛІБРАХ

Мета експериментальних досліджнь - вивчення характеру течії металу в ребрових т_лрових калібрах з урахуванням впливу вертикальної асиметрії, перевірка обгрунтованості припущень, вдр були

- 11 - ,

використовані при побудові поля швидкостей переміщень а також

перевірка залежностей, щр отримано. .

Експериментальне дослідження проведено на лабораторному стані 150 кафедри обробки металів тиском Дніпропетровського металургійного інституту. Використовувались спеціально зроблені прямокутні і таврові зразки; матеріал зразків - свинець.

Для перевірки обгрунтованості припущення, що було використано при побудові поля швидкостей переміщень часток, про рівність горизонтальних швидкостей по ділянках у площині виходу штаби з валків нерівних діаметрів розроблена спеціальна методика. Вона базується на отаких положеннях.

При прямолінійному виході штаби з Еалків зберігається рівність швидкостей пластичної течії металу у шарах штаби, які обтискують валки більшого ( А» ) та меншого ( т>ґ ) діаметр" Иг = И. с„,

При рівності кутових швидкостей валків вираз ( 17 ) можна представити у такому вигляді

(18>

де *5)^ 6/> ~ випередження на валках більшого та меншого діамет-5 рів.

При прямолінійному виході штаби _з валків нерівного діаметру достатньо екпериментально визначити випередження на одн му з валків ( допускаємо ), щоб разрахувати величину випередження

на другому важу

(,9)

Якщр окружні швидкості по перерізу штаби у площині виходу відрізняються ( штаба вигинається у вертикальній площині ), то вираз ( 18 ) можна представити у вигляді

Х>*(МЯ ‘201

де - випередження на валку більшого діаметру, яке розра-

ховано по формулі ( 19 ) при припущенні при рівністі горизонтальних швидкостей по перерізу штаби у площині виходу;

4$ - додаткове випередження, пр викликано вигином штаби.

У ступінчатих валках із співвідношеннями діаметрів по гладеньких ділянках 1,08; 1,13; 1,19; 1,30 була прокатана серія прямокутних штабин. При зміні міжезлкового зазору абсолютне обтис-нення змінювалась на всіх ділянках на однакову величину.

Залежно від степені деформації значення випередження на кожній ділянці валків визначалось керновим методом по кожній поверхні контакту. Величина А 3 визначалась як різність міх експреримен тальним значенням випередження на валку більшого діаметру і значен ням випередження на цьому ж валку, що було розраховано при під-станові експериментального значення У вираз ( 19 ).

При зміні степені деформації по всьому діапазону обтиску (від 9 до 40 відсотків ) на чотирьох ділянках валків з різними співвідношеннями діаметрів, величина Д$> не перевищує 7 X .

При аналогічному дослідженні випередження на протилежних поверхнях полиці таврових розкатів при прокатці у ребрових калібрах з різними співвідношеннями діаметрів по ціліндричним ділянкам, величина не перевищує 5 % .

З цього витікає, що припущення про рівність горизонтальних швидкостей по елементам в площині вихода із валків, яке було використано при побудові поля швидкостей переміщень часток у ребровому тавровому калібрі, обгрунтовано і підтверджується результатами експерименте.

Для визначення характеру впливу вертикальної асиметрії на висотну деформацію гтінки була проведена прокатка таврових зразків в трьох однакових по розміру калібрах, які були врізані у ступій-чаті валки з співвідношенням діаметрів ціліндричних ділянок 1,13; 1,20; 1,30. •

Для оцінки степені впливу вертикальної асиметрії на фзрмозмі-нювання була обрану форма розкатів, яка відповідала розмірам замкнутого рівчака. Зміною міжвалкового зазору передбачалась зміна абсолютного обтиснення по ширині всіх трьох калібрів на однакову величину.

Встановлено, що при інших рівних умовах вертикальна асиметрія оказує значний вплив на висотну деформацію у замкнутому рівчаку ребрового таврового калібра

При незначних степенях деформації ( до 25 X ) з ростом коефіцієнта несиметричності при переході від першого ка-

лібра до третьго висота розката у центральній частині збільшуєть-

ся, тому пр утягнення стінки'зменшується. Ця залежність зберігаєть ся до £ - 28 - ЗО X . .

При подальшому збільшуванні £ більш інтенсивне утягнення стінки відбувається у калибрах з більшою вертикальною асиметрією. Такой вплив вертикальної асиметрії на висотну деформацію пояснюється слідуючим.

Із збільшенням разності діаметрів валків, ир формують полицю, зростає нерівномірність деформації, яка зв’язана з різницею швидкостей течії металу на поверхнях контакту полиці з валками. Виникнення розтягуючих напруг у шарах метала, ¡до прилегають до більшого валка, веде до знижування контактних напруг на цій ділянці поли ці. Вирівнювання зусиль поміж валками відбувається за рахунок збільшування об'єма металу, що зміщується верхнім валком. Це веде до підвищування зусиль деформації. При цьому збільшується об’єм ме тала, щэ зміщується у закритий рівчак, і стінка одержує деякий додатковий приріст.

У зв’язку з цим при прокатці з £ < 28 - ЗО X зниження утягування стінки відбувається у калібрах з більшою вертикальною асимет рієй.

З підвищенням £ до ЗО - 35 X відбувається перерозподіл обтиснення полиці між валками. Менша кривизна полиці і твірних нахиленого рівчака затруднюють продольну течію металу внаслідок діючих підпираючих зусиль тертя. Це приводить до здебільшення контактних напруг на валкові більшого діаметру і зменшував я об'єма метала, що зміщується у замкнутий рівчак. .

Тому при£ > ЗО - 35 7. більше утятаннл стінки відбувається у калібрі з більшою вертикальною асиметрією.

Таким чином, експериментально підтверджено істотний вплив вер тикальної асиметрії процесу прокатки на формозмінювання.

Я метою перевірки одержаних залежностей для визначення коефіцієнтів висотної деформації стінки та розширення полиці р , параметри, розраховані по залежностях ( 15 ) та ( 16 ), порівнювались з відповідними значеннями, одержаними експериментально.

Задовільна східність порівняння ( 15 ) - 7. ..9 7. для ^

та порівняння ( 16 ) - 10... 12 % для р дозволила зробити висновок про можливість використання отриманих залежностей для роз робки калібровок таврових профілів.

- 14 -

РОЗРОБКА І ВПРОВАДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГИ ПРОКАТКИ ДВОХ НОВИХ ТАВРОВИХ ПРОФІЛІВ Одним з найбільш перспективних напрямів транспортного машинобудування є розвиток підвесних монорейкових доріг ( ІВД ). їх застосування в металургії, важкому машинобудуванні, інших галузях промисловості має ряд переваг порівняно з іншими транспортними засобами. Високими техніко-економічними показниками характерно експло-тування двоколійної монорейкової дороги, візок якої котиться по нижніх полицях двутаврової чи таврової рейки.

Дніпропетровським металургійним інститутом разом з проектно-конструкторським інститутом конвейєробудування і фірмой "Політранс" ( м. Львів ) розроблена конструкція універсальної монорейки типу ПБС вантажопідйомністю до' 20 т .

Розроблена конструкція представляє зварну двотаврову балку на основі нових гарячекатаних профілів СП 120.70.22.8 та Сп 160. 48.8 Новий профіль СП 120.70.22.8, щр являє собою тавр шириною 120 мм та висотою 70 мм із зносостійкої сталі 15ХСНД використовується як нижня робоча частина , по якої переміщуються колеса транспортного візка. Використання зносостійкої сталі, наявність трикутних виступів на внутрішніх гранях полиць підвищує втричі термін експлуатації монорейки ПВС порівняно до інших діючих конструкцій, бо у даному випадку відбувається більш повільний та рівномірний знос поверхні катання.

Використання тонкостінного широкотаврового профіля СП 160.48.8 як кріпильної частини балки дозволило набагато підвищити характеристики тривкості монорейки при її відносно невеликій металомісткості порівняно до існующих конструкцій монорейкових профілів.

З урахуванням потреби в профілях СП 120.70.22.8 і Сп 160.48.8, складності їх конфігурації та особливих умов к якісним показникам робочих поверхнь ( верхньої основи стінки та внутрьошніх граней полиць ) для освоєння технологій прокатки обох профілів було обрано трьохклітьовий стан 630 / 420 виробничого об’єднання ” ЛЗТЛ "

(м. Санкт-Петербург ). При проектуванні промислової калібровки валків кожного профіля використовувався алгоритм розрахунку, щр розроблено у цій роботі. Для передчистового та чистового проходів при прокатці кожного профіля використовувались реброві калібри, коефіцієнти висотного обтиску стінки та розширення полиці розраховувались по одержаним в даній роботі залежностям.

Технологічний процес прокатки кожного профіля було освоєно з першої спроби без додаткової коректировки калібровки прокатних валків.

Приймальна комісія представників ВО " ЛЗТЛ ", Інституту кон-вейєробудування ( м. Львів ) та Дніпропетровського металургійного інституту підтвердила відповідність якості профілів технічним умовам.

Річний економічний ефект на ВО "Конвейєр” ( м. Львів ) від використання профілів СП 120.70.22.8 та Сп 160.48.8 для виготовлення універсальної монорейки ПБС склав у 1990 році 314 тисяч карбованців.

ВИСНОВОК

Для випадків прокатки в ребрових таврових калібрах з урахуванням впливу вертикальної асиметрії на основі спільного вирішення рівнянь поверхні розкату і калібру одержані аналітичні залежності, що описують протяжність поверхні контакту штаби із валками по всіх ділянках профіля.

З використанням одержаних залежностей протяжності осередку деформації по всіх ділянках профіля одержано кінематично можливе поле швидкостей переміщень часток металу. Для урахування впливу вертикальної асиметрії на переміщення часток металу уведен вар’ює-мий параметр , який враховує розділ профіля по вертикалі на зони, швидкість переміщення часток у яких зв’язується з окрук-ю» швидкістю валка, шр і і деформує.

З урахуванням різночасності початку деформації по висоті стінки і відповідно межовим умовам на межах дільниць одержано поле швидкостей переміщень часток металу на дільниці стінки.

Для забезпечення рівності горизонтальних швидкостей переміщень часток на всіх ділянках профіля в площині вихода уведено, як вар’кє-мий параметр, коефіцієнт витягування /А .

Визначення функціоналів вар’юємих параметрів здійснювалось мінімізацією рівняння повної потужності прокатки по /72 і .

Повна потужність прокатки визначалась як функція 20 безрозмірних параметрів, які ураховують геометричні, кінематичні та фрикційні особливості процесу прокатки у ребровому тавровому калібрі в умовах вертикальної асиметрії.

Спільним вирішенням диференціальних рівнянь ліній струму і ди-

ференціальних рівнянь приросту переміщень на межах дільниць одержані вирази для розрахунку коефіцієнтів висотної деформації стінки у замкнутому рівчаку та коефіцієнта розширення полиці з урахуванням впливу вертикальної асиметрії. У відомих методиках розрахунків параметрів калібровки не враховувався вплив вертикальної асиметрі ї на формозмінювання у ребровому тавровому калібрі.

Проведені експериментальні дослідження при прокатці прямокутних і таврових пггабин на лабораторному стані 150. Встановлено і пояснено характер впливу вертикальної асиметрії на висотну деформацію стінки таврового профіля у замкнутому рівчаку ребрового калібру. Досліджена залежність кривизни внртикального вигину розкатів на виході з валків від стенені деформації при різній асиметричності процесу прокатки. '

■ Розроблена експериментальна методика визначення величини додаткового випередження, обумовленого вигином штаби у вертикальній площині.

Порівнянням розрахункових і експериментальних коефіцієнтів висотної деформації стінки і розширення полиці встановлена точність розробленої методики розрахунків параметрів формозмінювання в ребрових таврових калібрах. Порівняння результатів показує достатню вірогідність теоретичних розрахунків з експериментальними даними.

На основі існуючої системной моделі розрахунку калібровок з використанням розробленої методики побудови поля швидкостей переміщень часток і визначення параметрів формозмінювання, отриманих регресійних залежностей коефіцієнтів висотної деформації стінки і розширення полиці, розроблено алгоритм розрахунку калібровки валків для прокатки таврових профілів. Алгоритм1 реалізовано при проектуванні калібровок нових таврових профілів СП 120.70.22.8 та Сп 160.48.8 на промисловому стані 630 / 420 Ю "ЛЗТЛ”.

Успішне освоєння згаданих профілів за одне опробування підтвердило .справедливість виявлених залежностей і працездатність запропонованої методики.

Основний вміст дисертації опубліковано в таких виданнях:

1. Деформація в фасоних калібрах при прокатці таврового профіля/

Б. С. Шлатовський, В. О. Голубев, І. Г. Романовський //Металургійна та горнорудна промисловість. - 1989р. -ІС. - с. 24 - 25.

2. Калібровка таврового профіля для підйомнотранспортних систем /

В. С. Полатовський, В. О. Голубев, I. Г. Романовський, М. О. Мамаев,

Л. А. Горохов // Сталь, 1989р. -N9. - с. 56 - 57. .

3. Маменко П.П., Романовський I. Г. Визначення положення деформірує-мих розрізів при прокатці в калібрах складно! конфігурації // Вісті ВУЗів Чорна металургія. - 1986.-N3.- с. 145 - 146.

4. Освоєння спеціального таврового профиля на стані 630 / 420 /

Б. С. Полатовський, В. О. Голубев, І. Г. Романовський, М. 0. Мамаєв,

Я А. Горохов // Проблеми металургійного виробництва, 1990р.-N 103.- с. 17 - 20.

5. Полатовський Б. С., Голубев В. О., Романовський І. Г. Технологічні особливості прокатки профілів тавровго типа,- Дніпропетровськ,1989. -12с. - Деп. В ЦНІІТЕІТЯЖБУД 15.03.89 N 387 - ТМ 89

6. Голубев В. 0., Романовський 1.Г. Досліди процесу прокатки низько-таврових профілів.- Дніпропетровськ- 9с. - Деп. В ЦНІІТЕІТЯЖБУД 12.05.88 N 211 - ТМ 89

7. Маменко П.П., Романовський І. Г., Левкіна І. В. Застосування чистового контрольного калібру ДЛЯ ПІДВИЩ :ля икості деяких елементів фланцевого профіля // Підвищення якості та економія металу шляхом підвищення точності прокатки фасоних профілів: Тез.докл. Всесоюзн. наук.-технічн. семінару 9-13 лютого 1987 p. - М. , 1987,- с. 18-19.

8. Полатоьський Б. С., Романовський І.Г. Геометричні параметри осередка деформації при прокатці таврового спецпрофіля// Союз науки і практики до 100-річчя Петровки. Тез. докл. Респ. наук.-практ. конф. 21 - 22 травня 1987 p.- Дніпропетровськ, 1987.- с.8" - 87.

9. Романовський Í. Г., Бергеман Г. В., Кострикев Г. П Аналіз сучасних засобів прокатки таврових профілів // Союз науки 1 практики до 100-річчя Петровки. Тез. докл. Респ. наук.-практ. конф. 21 - 22 травня 1987 p.- Дніпропетровськ, 1987. - C. 87 - 89.

Підписано до друку-49^3.1993.

Формат 60x84/137 Парїріарух. N? 2, Друк офсетний. ФІз.дру&йр^Гд), СК^і1к;.Цпд»дрк. ^ді^УмоБн,д^уЕ»аркг'0'І'93. Тяріщ'\00/Ь}(з. Зв9/,БЬзкотзвноТ~у

Дій пропетровбький метялургііший Іистіп^^^

320Q35/Дні проп'утровсьг, пр, Гвгаріва, 4

ДЗ ДМєтІ, 320005, Лоцманське шосе, 3*6.