Удосконалювання технологічних режимів роботи та конструктивних параметрів механічного обладнання станів для холодної полистової прокатки

Автоматизоване проектування і розробка рекомендацій удосконалювання технологічних режимів та конструктивних параметрів механічного обладнання станів холодної полистової прокатки

Використаний на основі результатів чисельної реалізації отриманих математичних моделей і відповідних їм програмних засобів, аналіз впливу початкових технологічних параметрів та конструктивних виконань механічного обладнання процесу холодної полистової прокатки, дозволив встановити наступне:

- зниження імовірності внутрішнього дефектоутворення та ступеню використання запасу пластичності листів при фіксованих значеннях їх початкової та кінцевої товщини може бути забезпечено за рахунок збільшення радіусів робочих валків і коефіцієнтів зовнішнього тертя, а також за рахунок збільшення одиничних обтиснень при одночасному зменшенні загальної кількості проходів, що є ефективним з даної точки зору, як і з точки зору покращення умов захвату, є використання процесу прокатки на плиті;

- розширення технологічних можливостей та зниження експлуатаційних витрат при прокатці на профільованих плитах які можуть бути одержані за рахунок використання механізмів зміни модулю жорсткості робочої кліті і, як наслідок, за рахунок прокатки різних типорозмірів на плиті однієї і тієї ж конструкції;

- зниженню спадкоємної складової результуючої різнотовщинності холоднокатаних листів, визначеної варіаціями початкових технологічних параметрів, сприяють зниження радіусів робочих валків та коефіцієнтів зовнішнього тертя, збільшення загальної кількості і перерозподіл обтиснень у бік перших проходів, а також збільшення приведеного до одиниці ширини модулю жорсткості   та створення попереднього напруження робочої кліті (мал. 3), одночасно з цим реалізація вказаних дій приводить до підвищення ступеню нестабільності кінцевої довжини та результуючих механічних властивостей, і має місце у цих випадках, за виключенням створення попереднього напруження по буртам робочих валків (див. мал. 2в), та підвищення ступеню негативного впливу розмаху стохастичного змінення величини попереднього міжвалкового зазору  , обумовленого радіальним биттям робочих валків і похибок відпрацювання натискного механізму.

Виходячи з суперечного характеру впливу початкових технологічних та конструктивних параметрів сформульований загальний критерій оптимальності  , що враховує за допомогою відповідних вагових коефіцієнтів кінцеву різнотовщинність, розмах зміни кінцевої довжини та результуючих механічних властивостей, ступінь використання запасу пластичності, а також величину додаткових витрат, пов'язаних з удосконалюванням технологій та обладнання процесу холодної прокатки. На основі даного критерію і з використанням одержаних математичних моделей в якості цільових функцій розроблено комплекс програмних засобів, які забезпечують рішення наступних основних задач:

 

Мал. 3 Розрахункові розподіли кінцевої різнотовщинності при холодній прокатці листів зі срібла в попередньо напружених по буртах (), в попередньо напружених по подушках (?) та в традиційних () робочих валках.

 

(  мм;   мм;   мм;  ;   мм;   мм;   Н/мм2;   кН/мм)

- вибір раціональних технологічних схем, які включають традиційну прокатку, прокатку на плиті та в попередньо напружених робочих клітях, а також їх можливі сполучення;

- автоматизоване проектування технологічних режимів обтиснень виходячи з умов забезпечення мінімуму   або з умов відповідності даної крітеріальної оцінки потрібному значенню   при мінімальних додаткових витратах;

- вибір раціональних значень радіусів робочих валків та призначення науково обгрунтованих вимог щодо точності їх обробки і монтажу;

- оптимізація модулю жорсткості робочої кліті та автоматизований вибір основних конструктивних параметрів механічного обладнання листопрокатних станів, включаючи еханізми зміни модулю жорсткості, створення попереднього напруження.

З урахуванням узагальнення одержаних теоретичних та експериментальних результатів розроблено, досліджено та апробовано ряд технологічних і конструктивних рішень, які включають нові конструкції плит, станків для обробки вузла станин без демонтажу і т. д., спрямованих на розширення сортаменту і підвищення якості холоднокатаних листів з одночасним забезпеченням всілякої економії матеріальних ресурсів.

 

 

В дисертації виконані нові науково-технічні розробки щодо розвитку методів автоматизованого розрахунку та проектуванню, а також по вдосконаленню технологій і обладнання процесу холодної полистової прокатки і рішенню на цій основі актуальних задач, що мають практичне значення, спрямованих на розширення сортаменту, підвищення якості і економію матеріальних ресурсів при виробництві холоднокатаних листів різноманітного призначення.

1. Аналіз стану питання в області технології та обладнання процесу холодної полистової прокатки показав, що їх подальший розвиток нерозривно зв'язаний з підвищенням ступеню наукової обґрунтованості технічних рішень, які здійснюються на основі уточнення та розширення математичних моделей напружено-деформованого стану і основних показників якості холоднокатаних листів, підвищення ступеню автоматизації проектно-конструкторських та проектно-технологічних робіт, а також на основі розробки, дослідження та промислового впровадження конкретних практичних рекомендацій.

2. З використанням чисельної інтерпретації методу верхньої оцінки та методу полів ліній ковзання одержали розвиток методи розрахунку напружено-деформованого стану і прогнозування імовірності внутрішнього дефектовиникнення при холодній прокатці відносно товстих листів. Стосовно щодо холодної прокатки відносно тонких листів аналогічні математичні моделі були отриманні на основі чисельно рекурентного рішення кінцево-різностної форми умов балансу енергетичних витрат у межах кожного окремого виділеного елементарного об'єму осередку деформації. Нарівні з урахуванням реальних розподілів геометричних параметрів, механічних властивостей та умов контактного тертя реалізація даних підходів дозволила урахувати і немонотонний характер пластичної формозміни металу, при цьому ступінь уточнення склав 15% і більше.