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

Об'єкт дослідження. Технологічні режими та механічне обладнання процесу холодної полистової прокатки.

Предмет дослідження. Головні закономірності та методи розрахунку механізму формування напружено-деформованого стану і головних показників якості при холодній прокатці листів різного призначення.

Методи дослідження. В основу теоретичних досліджень були покладені методи теорії пружності та пластичності, включаючи інженерні та чисельні підходи, методи теорії імовірності і математичної статистики, методи теорії дослідження операцій, включаючи імітаційне математичне моделювання та рішення задач оптимізаційного плану, а також проектно-конструкторська розробка запропонованих технічних рішень.

Експериментальні методи дослідження містили в собі фізичне моделювання у лабораторних та промислових умовах, методи тензометрії, заміри геометричних параметрів та механічних властивостей, а також оцінку площинності, форми, якості поверхні та інших споживчих характеристик холоднокатаних листів.

Наукова новизна отриманних результатів. Наукову новизну дисертації складають наступні основні результати і положення:

- уточнені методи розрахунку енергосилових параметрів процесу холодної прокатки відносно товстих листів, які забезпечують можливість урахування реального характеру інтенсивності деформаційного зміцнення і дозволяють прогнозувати можливість появи внутрішніх мікро та макродефектів суцільності готового металопрокату;

- розроблені чисельні математичні моделі напружено-деформованого стану металу та ступеню використання його запасу пластичності при холодній прокатці відносно тонких листів, які основані на рекурентному рішенні кінцево-різницевої форми умови балансу енергетичних витрат, розглянутих у рамках виділеного елементарного об'єму осередку деформації, і дозволяють коректно врахувати реальні розподілення геометричних параметрів, механічних властивостей та умов контактного тертя при одночасному забезпеченні можливостей урахування немонотонного характеру пластичного формозмінення;

- одержали розвиток інженерні і вперше були розроблені чисельні методи розрахунку напружень, деформацій та основних показників якості щодо реалізації процесу холодної полистової прокатки на плоскопаралельній та профільованій плиті;

- уточнені інженерні і розроблені чисельні математичні моделі точності геометричних характеристик та ступеню стабільності результуючих механічних властивостей при холодній прокатці листів у попередньо напружених робочих клітях різноманітної конструкції;

- розширені та уточнені кількісно уявлення про характер впливу технологічних режимів роботи і конструктивних параметрів механічного обладнання станів холодної полистової прокатки, сформульовані та вирішені задачі щодо їх автоматизованого проектування;

- розроблені та апробовані практичні рекомендації, які спрямовані на розширення сортаменту та підвищення якості холоднокатаних листів при одночасній економії матеріальних ресурсів, необхідних для реконструкції діючого та створення нового механічного обладнання станів холодної полистової прокатки.

Практичне значення отриманих результатів. Практичне значення дисертаційної роботи складають наступні її основні результати:

- комплекс математичних моделей та програмних засобів по автоматизованому розрахунку та прогнозуванню напружено – деформованого стану, ступеню використання запасу пластичності, точності геометричних характеристик, а також рівню і ступеню стабільності результуючих механічних властивостей при реалізації різних технологічних схем процесу холодної полистової прокатки;

- програмні засоби по автоматизованому проектуванню технологічних режимів та конструктивних параметрів, що забезпечують зниження трудомісткості проектних робіт при одночасному підвищенні ступеню наукової обґрунтованості технічних рішень, що приймаються у рамках реконструкції діючого, а також створення та промислового освоєння нового механічного обладнання станів холодної полистової прокатки;

- технологічні та конструктивні рішення, а також практичні рекомендації, що спрямовані на підвищення техніко – економічних показників процесу промислового виробництва холоднокатаних листів різноманітного призначення.

Результати роботи у вигляді програмних продуктів, практичних рекомендацій та конкретних технічних рішень використані на АТ «Новокраматорський машинобудівний завод», ВАТ «Старокраматорський машинобудівний завод», ВАТ «Завод технологічного та спеціального обладнання», а також в Українському науково-дослідному інституті металургійного машинобудування і в Донбаській державній машинобудівній академії (ДДМА).

Окремі положення дисертації використовуються на кафедрі «Автоматизовані металургійні машини та обладнання» ДДМА у рамках викладання ряду спеціальних дисциплін, а також при виконанні курсових та дипломних проектів студентами спеціальності 8. 090218 «Металургійне обладнання».

Особистий вклад здобувача. Автор самостійно виконав теоретичні дослідження та проектно-конструкторську проробку, що складають основу дисертаційної роботи, прийняв участь у проведенні експериментальних досліджень і у промисловому впровадженні отриманих результатів. Розробив практичні рекомендації, спрямовані на удосконалювання технологій та обладнання процесу холодної полистової прокатки. В роботах, опублікованих у співавторстві, автору належить розробка математичних моделей, їх програмування та численна реалізація, а також обробка результатів теоретичних та експериментальних досліджень з формулюванням висновків та основних положень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи повідомлені та обговорені на міжвузівській науково-технічній конференції молодих вчених та спеціалістів «Проблеми техніки, технології та економіки машинобудівного виробництва» (м. Краматорськ, 1996) ; на міжнародній конференції «Металургійне, прокатне і ковальське обладнання АТ «НКМЗ». Перспективи розвитку (м. Краматорськ, 1997) ; на науково-технічній конференції «Проблеми розвитку наукомістких і маловідходних процесів обробки металів тиском» (м. Краматорськ, 1997) ; на науково-технічній конференції молодих вчених та спеціалістів «Перспективні технології та обладнання обробки металів тиском» (м. Краматорськ, 1997) ; на Всеукраїнській науково-технічній конференції «Удосконалювання процесів і обладнання обробки тиском в металургії та машинобудуванні» (м. Краматорськ, 1998) ; на науково-технічній конференції молодих вчених та спеціалістів «Перспективи розвитку крупних машинобудівних підприємств – обладнання, технології, організація виробництва» (м. Краматорськ, 1998) ; на Всеукраїнських науково-технічних конференціях «Перспективні технології та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні» (м. Краматорськ, 1999, 2000, 2001, 2002; м. Краматорськ-Слов'янськ, 2000; м. Краматорськ-Хмельницький, 2002) ; на науково – технічних радах ВАТ «НКМЗ» і УкрНДІМеталургмаша; на науково – технічних конференціях професорсько-викладацького складу ДДМА (м. Краматорськ, 1997-2002) ;