Снижение количества брака в трубопрокатном цехе

5.2 Исследование влияния угла подачи при прокате трубы O325 мм

5.2.1 Исследование влияния диаметра бочки валка и угла подачи на нагрузку на главные привода

Для определения нагрузки на главный привод пересчитаем энергосиловые параметры при прошивки гильзы из стали 20 O443 мм, S_Г=58 мм из непрерывно литой заготовки O400 мм. При этом уменьшим нагрузку на главные привода, изменив диаметр валка в пережиме с D_п=1363 мм до D_п=1197 мм. Появившийся резерв направим на увеличение угла с ?=5,5⁰ до ?=6,5⁰. Все формулы для расчета взяты из пункта 4.3.

Определим коэффициент осевого скольжения по формуле Пляцковского:

где - обжатие заготовки перед оправкой. Обжатие перед носиком оправки определим по формуле:

,

Подставив известные значения получим:

.

Определим радиусы валка и соответствующие радиусы заготовки в характерных сечениях конуса прошивки. Найдем радиус валка в первом сечении R₀ по формуле:

Тогда, радиусы валка в зоне прошивки можно рассчитать по формуле:

,

где - изменение радиуса валка на участке прошивки, определяется по формуле:

мм.

Определим соответствующие радиусы заготовки по формуле:

,

где - изменение радиуса заготовки на участке прошивки, определяется по формуле:

мм.

Определим длину прошивной зоны по формуле:

Разобьем на 5 участков:

.

Пользуясь данной методикой определим ширину контактной поверхности для каждого сечения в конусе прошивки, подставив все известные и найденные значения в известные формулы. Результаты расчета приведены в таблице 11.

Таблица 11. Таблица результатов расчета

Рассчитаем ширину контактной поверхности в конусе раскатки аналогично.

Найдем радиус валка R₁₀:

Тогда, радиусы валка в зоне раскатки можно рассчитать по формуле:

,

где - изменение радиуса валка на участке раскатки, определяется по формуле:

Определим соответствующие радиусы заготовки по формуле:

,

где - изменение радиуса заготовки на участке прошивки, определяется по формуле:

мм.

Определим длину прошивной зоны по формуле:

Разобьем на 5 участков:

.

Результаты расчёта ширины контактной поверхности для конуса раскатки приведены в таблице 12.

Таблица 12. Таблица результатов расчета

Определим площадь контакта металла с валком по формуле:

,

где F_пр - площадь контакта металла с валком в конусе прошивки, мм;

F_раск - площадь контакта металла с валком в конусе раскатки, мм.

Определим площади контакта металла с валком для конусов прошивки и раскатки по формуле:

.

Определим среднее нормальное давление в конусе прошивки по формуле:

.

Подставив рассчитанные значения в формулу, имеем:

.

Рассчитаем нормальное давление в конусе раскатки по формуле:

.

Подставив рассчитанное значение в формулу:

.

Тогда полное усилие на валок рассчитаем по формуле:

.

Подставим найденные значения в формулу, получим:

.

Рассчитаем момент прокатки по формуле:

.

Подставим рассчитанные значения в формулу, получим:

.

Мощность прокатки определим по формуле:

Нагрузка на главные привода:

Допустимая нагрузка на главные привода стана I_пр=6,4КА

Как видно из расчётов при изменении диаметра валка и угла подачи нагрузка на главные привода стана остаётся в допустимых пределах, что позволяет без сбоев работать оборудованию прошивного стана.

5.2.2 Конструктивные изменения рабочей клети

Изначально минимальный диаметр бочки валка прошивного стана составлял 1427 мм. При меньшем диаметре не было возможности правильно настроить стан (свести валки до нужного уровня) из-за того, что подушка левого валка упиралась в стул, на котором стоит вводная проводка. Для решения данной проблемы было предложено:

1) сфрезеровать подушки валков (рис. 13);

2) подрезать стул вводной проводки (рис. 14).

Изменение конструкции подушки валка прошивного стана

После того как была сфрезерована подушка левого валка, диаметр пережима составил 340 мм. В этом случае уже появляется возможность прокатывать на данных валках гильзы для трубы O245 мм, O273 мм и O325 мм.

5.2.3 Результаты промышленного эксперимента

Из практических данных (таблица 13), полученных с завода, можно сделать вывод, что при работе на валках меньшего диаметра снижается нагрузка на главные привода прошивного стана. При этом появляется определенный резерв (до максимально-возможной нагрузки 6,4кА), который дает возможность устанавливать больший угол подачи.

Таблица 13. Результаты промышленного эксперимента при прокате трубы O325 мм

Для того чтобы оценить влияние диаметра валков прошивного стана на количество внутренних дефектов приводятся статистические данные (табл. 14).

Таблица 14. Сравнительный анализ работы при диаметре валков 1493 мм с 04.07.11 по 10.07.11 и диаметре 1374 мм с 26.07.11 по 31.07.11

В таблице 14 отражается снижение внутренней плены на трубе O325 мм при переходе с валков диаметром 1493 мм к минимально-возможному на данный момент - 1374 мм. Уровень брака снизился на 0,67% (с 0,90% до 0,23%), уровень вторых сортов - на 3,95% (с 5,47% до 1,52%).

5.3 Практические результаты проведённых мероприятий

В ТПЦ №1 после того были завалены валки с резьбой (19.03.11) и был осуществлён переход на меньший диаметр валков (19.04.11), отмечается существенное снижение уровня брака и вторых сортов по дефекту «внутренняя плена прокатная».

Заключение

дефект трубопрокатный брак гильза

В результате внедрения предложений по переходу на малый диаметр валков и нарезке резьбы на их входной конус довелось добиться следующих положительных результатов:

1) измененная конструкция входного конуса валков прошивного стана обеспечивает стабильный захват заготовки; происходит снижение нагрузки на главные привода, что позволяет увеличивать углы подачи и, как следствие, уменьшается осевое скольжение металла, благодаря чему, снижается количество дефекта «внутренняя плена» на переднем конце гильзы;

2) за счет уменьшения диаметра валков прошивного стана снижается нагрузка на главные привода, при этом появляется возможность повернуть валки на больший угол подачи, вследствие чего происходит уменьшение уровня внутренних дефектов на трубах;

3) стойкость валков увеличилась в 2 раза;

4) нагрузка на привод распределяется равномерно без скачков, что улучшает надежность работы оборудования прошивного стана;

5) исключается возможность поломки суппорта станка при переточке валков на меньший диаметр.

Библиографический список

1. Данилов Ф.А., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка и прессование труб. М.: Металлургия, 1972. 576 с.

2. Шевакин Ю.Ф., Глейберг А.З. Производство труб. М.: Металлургия, 1968. 440 с.

3. ГОСТ Р 53383-2009 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические условия.

4. Третьяков А.В., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1972. 224 с.

5. Шилов В.А., Инатович Ю.В. Расчеты рабочих клетей прокатных станов (методика и примеры). Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. 65 с.

6. Горшков А.Г., Трошин В.Н., Шалашилин В.И. Сопротивление материалов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 544 с.

7. Чернавский С.А., Боков К.Н. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1988. 416 с.

Размещено на Allbest.ru