Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Курсова робота

Розробка технології холодної прокатки вуглецевих труб на стані ХПТ-55 в умовах ТВЦ ЗАТ НЗСТ "ЮТіСТ"

Вміст

ВСТУП

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Сортамент труб стана ХПТ 55

1.2 ДЕСТ на труби

1.3 Технологічний процес виробництва труб

1.4 Теоретичні основи деформації металу

1.5 Техніка безпеки та протипожежна техніка

2. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1 Розрахунок маршруту прокатки

2.2 Розрахунок калібровки робочого інструменту стана ХПТ

2.3 Розрахунок річної продуктивності

2.4 Розрахунок на механічну міцність валка стану ХПТ 55

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

плющення деформація метал вуглецева труба

ВСТУП

Холодна прокатка застосовується для виробництва високоякісних труб малих та середніх розмірів, тонкостінних та товстостінних, труб підвищеної точності з вуглецевих, легованих, нержавіючих марок сталі, а також кольорових металів і сплавів.

До переваг методу відноситься:

- можливість отримання великого обтиснення по площі 75-90%;

- можливість отримання великого обтиснення по діаметру 40...45 мм;

- можливість отримання великого обтиснення по стінці 50-60%;

- великий коефіцієнт витягання м=3...4 (2...5);

- можливість прокатування конічної труби.

До недоліків методу відноситься:

- складне обладнання станів холодної прокатки;

- низька продуктивність в порівнянні з волочінням;

- багато підготовчих та допоміжних операцій.

Найбільш перспективними засобами виробництва сталевих труб є в першу чергу такі, які мають високу продуктивність, здатність створення безперервних поточних ліній й автоматизації виробничих процесів, висока якість продукції при мінімальному використанні металу.

Значний технічний прогрес в області виробництва труб був досягнутий у нашій країні завдяки найбільш влаштованим схемам розподілу деформації між основними агрегатами, застосування раціональних калібровок прокатного інструменту, використання обчислювальних апаратів, для розрахунків технологічних процесів й маршрутів виробництва, втілення заходів, які забезпечують комплексну автоматизацію і механізацію процесів.

В дипломному проекті пропонується технологія холодної прокатки вуглецевих труб розміром 38х1,6 мм з використанням валка і калібра підковообразної конструкції на стані ХПТ 55.

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Сортамент труб стана ХПТ 55

На станах ХПТ 55 виготовляють труби такого сортаменту:

Таблиця 1.1 - Сортамент стану ХПТ 55

Зовнішній діаметр, мм	Товщина стінки, мм	Марка сталі	ГОСТ
25...55	0,75...10	10, 20, 35, 45, 30ХГСА, 15ХМ, 15Х, 20Х, 40Х, 09Г2С	8734-75

Для дипломного проектування вибрана труба 38х1,6 мм, яка виготовляється по ГОСТ 8734-75 зі сталі 20.

1.2 ДЕСТ на труби

Труби загального призначення діаметром =38 мм і товщиною стінки S_т=1,6 мм зі сталі 20 виготовляється по ГОСТ 8734-75 (сортамент) і ГОСТ 8733-74 (технічні вимоги)ГОСТ 8734-75

Труби сталеві безшовні холоднодеформовані.

Сортамент

Труби розміром 45 мм виготовляються з товщиною стінки 0,4...7,0 мм.

За довжиною труби виготовляються:

немірної довжини - в межах від 1,5 до 11,5 м;

мірної довжини - в межах 4,5...9 м з граничними відхиленнями по довжині +10 мм;

довжини кратної мірної - від 1,5...9 м з припущенням на кожній різ по 5 мм (якщо інше припущення не обговорено у замовленні) і з граничними відхиленням на загальну довжину не більше обговорених для труб мірної довжини. В кожній партії труб мірної довжини допускається не більш 5% труб немірної довжини не менш 2,5м.

Граничні відхилення по зовнішньому діаметру і товщині стінці труб не повинні перевищувати вказаних в таблиці 1.2

Таблиці 1.2 - Граничні відхилення по діаметру і товщині стінці труб

Розмір труб	Граничні відхилення
Зовнішній діаметр
від 5 до 10 мм	мм
більш 10 до 30 мм
більш30 до 50 мм
більш 50 мм
Товщина стінки
до 1,0 мм
більш1,0 до 5,0 мм
більш 5,0 мм

Граничні відхилення діаметра і товщині стінки для труби 28х5,5 мм:

, (1.1)

38,3мм;

, (1.2)

, (1.3)

мм;

, (1.4)



де допустимий діаметр готової труби, мм;

;

номінальний діаметр готової труби, мм;

?D -граничне відхилення по діаметру, мм;

максимально допустима товщина стінки готової труби, мм;

мінімально допустима товщина стінки готової труби, мм;

номінальна товщина стінки готової труби, мм;

?S -граничне відхилення по товщині стінки, %.

Овальність і різностінність труб неповинна виводити їх розміри за граничні відхилення, відповідно по зовнішньому діаметру і товщині стінки.

Кривизна будь-якої ділянки труби на 1м довжини не повинна перевищувати:

3 мм - для труб діаметрів від 5 до 8 мм;

2 мм- для труб діаметрів від 8 до 10 мм;

1,5 мм- для труб діаметром більш 10 мм.

За вимогами споживоча кривизна труб діаметром 20-90 мм не повина перевищувати 1 мм на 1 м довжини.

Умовне позначення труби:

Труба з зовнішнім діаметром 38 мм, з товщиною стінки 1,6 мм, довжиною, кратній 6000 мм, із сталі марки 20:

Труба

ГОСТ 8733-74

Труби сталеві, безшовні, холоднодеформовані.

Технічні вимоги

Механічні властивості труб із марки сталі 20 приведені у таблиці 1.3

Таблиця 1.3 - Механічні властивості труб із сталі 20

Марка сталі	Тимчасовий опір ув, МПа	Границя текучості ут, МПа	Відносне подовження уз, %
	не менш
20	411,6	245	21

На поверхні труб не допускається тріщин, пльонів, рванин, раковин і закатів. Окремі незначні забоїни, окалина, незаважаюча огляду вм'ятин, сліди виправлення, риски та сліди очистки дефектів допускається, якщо вони не виводять розміри труб за граничні відхилення.

По замовленню споживача поверхня труб повинна бути очищена від окалини. Кінці труб повинні бути обрізані під прямим кутом і зачищені від заусенців. Допускається утворення фаски при вилученні заусенців.

Труби працюючи під тиском (що повинно обговорюватись за замовленням) повинні витримувати без утворення течі випробувальний гідравлічний тиск (Р) у МПа, величину якого розраховуємо за формулою:

P, (1.5)

де D- зовнішній діаметр готової труби, мм;

-номінальна товщина стінки труби, мм;

-товщина стінки труби за мінусовим відхиленням, мм;

R-допустима напруга, МПа, що дорівнює 40% від тимчасового опіру

для даної марки сталі, МПа,

R=0,4=0,4411,6=164,64 МПа. (1.6)

Для труби 381,6 мм:

Р= =13,62 МПа.

Труби повинні витримувати випробування на згин. Зразок вважається витриманим випробування, якщо після згину на ньому немає візуальних пошкоджень цілісності металу з металевим блиском.

Випробування на роздачу повинні витримувати труби діаметром не більш 160 мм з товщиною стінки не більш 8 мм на оправці з конусністю 1:10 до збільшення зовнішнього діаметра вказаного в таблиці 1.4

Таблиця 1.4-Збільшення діаметра труби при роздачі

Марка сталі	Збільшення зовнішнього діаметра труби, % з товщиної стінки, мм
	До 4	більше 4
20	8	5

Випробування на сплющування повинні витримувати труби діаметром 22 мм і більше з товщиною стінки не більш 10 мм до отримання між поверхнями відстані (Н) в мм, розраховуємой за формулою:

H , (1.7)

де S- номінальна товщина стінки, мм; D-номінальний зовнішній діаметр труби, мм. Для труби 381,6 мм:

Н

Випробування на бортовання повинні витримувати труби зовнішнім діаметром не менш 25 мм і не більш 160 мм з товщинної стінки:

не більш 10 % зовнішнього діаметра - для труб з зовнішнім діаметром до 60 мм;

не більш 8 % зовнішнього діаметра - для труб з зовнішнім діаметром більш 60 до 108 мм.

Ширина отгинаємого борту, відмірина від внутрішнього діаметру труби повинно бути не менш 12 % внутрішнього діаметру труби і не менш 1,5 товщини стінки.

Кут отбортовання повинен складати для труб зі сталі марок 20.

1.3 Технологічний процес виробництва труб

Схема технологічного процесу приведена на рисунку 1.1

Рисунок 1.1 - Технологічний процес виробництва холоднокатаних вуглецевих труб

Перелік операцій:

1) Прибуття заготовок на склад;

2) Інспекція труб-заготовок;

3) Порізка згідно з завданням ПРБ (при необхідності);

4) Набирання пакетів труб;

5) Травлення в сірчаній кислоті;

6) Промивання з брандспойту;

7) Промивання в проточній воді;

8) Нейтралізація в лужному розчині;

9) Сушка труб;

10) Інспекція труб;

11) Ремонт (при необхідності);

12) Омилення;

13) Прокатування на стані ХПТ;

14) Знежирення;

15) Відпал;

16) Виправлення;

17) Обрізання кінців, порізка, торцювання;

18) Відбирання зразків для випробувань;

19) Огляд ВТК;

20) Оформлення документів та здача в збут.

Описування операцій:

Прибуття заготовок на склад

Пакети труб-заготовок, які надходять у цех повинні мати ярлик та пред'яви з указуванням на них даних передбачених СТП на переробку заготовки: номер цеху виготовлювача, марка сталі, номер плавки, розмір заготовки, номер огляду і іскріння ВТК, клеймо ВТК, клеймо пуску.

Інспекція труб-заготовок

Пакети заготовки спочатку перевіряють на відповідність супровідним документом, також контролюють фактичну вагу, сертифікатні дані і стан поверхні труб. Порізка згідно з завданням ПРБ

Розрізання виконують у випадку необхідності по завданню ПРБ. Ріжуть на трубовідрізних станках різцем. При цьому труба обертається а різець зрізає метал. Для отримання необхідної довжини використовують оближувач з допуском по довжині 20 мм.

Також ріжуть на механізованих агрегатах для різання труб диском, які працюють за принципом тиску диска на обертаючу трубу.

Набирання пакетів труб

Прийняту трубу-заготовку формують у пакети відповідно із завданням ПРБ і зважують. До кожного пакета докладають супровідну технологічну карту у якій вказують: кількість заготовок, маршрут виготовлення труб та перелік основних технологічних операцій по черзі їх виконання. У технологічній картці відповідальний виконавець відмічає найменування виконаної операції.

На задані у виробництво пакети навішують ярлики згідно Т3242 ПРТБ5-35-93 з указуванням на ньому марки сталі, номеру маршруту, номеру пакету, номеру плавки, розміру заготівки, клеймо ВТК про завдання у виробництво.

Кількість труб-заготовок та їх метраж у кожному пакеті береться з максимальної ваги пакета 5 т і довжини заготовки 5 м.

Таблиця 1.5 - Метраж та кількість труб в пакеті

Розміри заготовки, мм	Кількість	Вага пакету, т	Довжина заготовки, мм	Густина сталі, г/см3
	Метрів	Штук
57х4,0	410	82	5	5000	7,85

Травлення в сірчаній кислоті

Труби які підлягають обробці в травильному відділі, набирають у металеві скоби з нержавіючої сталі чи в контейнера. Підрівняні сторони труб повинні знаходитися у спеціальних ваннах з розчинами кислот чи луг.

Ванну перед заливанням розчину очищують від шламу та бруду й промивають водою. Приготовлений розчин перемішують пакетом і після цього береться проба на хімічний аналіз, у випадку невідповідності коректують за представленими схемами травлення та характеристики травильних розчинів.

Характеристика сірчаного розчину дана у таблиці 1.6

Таблиця 1.6 - Характеристика розчинів для хімічної обробки труб

Розчин	Свіжого	Робочого
	Найменування компонентів	Кількість	Кількість компонентів, г/дм3	Загальна кислотність, г/дм3	t°С
		г/дм3	В 1м3 розчину, л, кг
Травильний Сірчано-соляний	Сірчана кислота Соляна кислота Піноутворювач Прискорювач Залізо загальне Вода	160±20 80±20 2 4 - зал	105 л 230 2 кг/м3 4 кг - зал	Fe заг 100	280±10	60±10
Нейтралізуючий лужний	Їдкий натрій Вода	40 зал	40 зал	40-30	-	65±10
Знежирюючий	Їдкий натрій Тринатрійфосфат Рідке скло Вода	40 40 30 зал	80 кг 40 кг 30 кг зал	40-30 40-30 30-20	-	85±5

При обробці пакет труб повинен бути повністю занурений у розчин. Травлення проводиться до повного видалення окалини з поверхні труб. К процесі травлення періодично підіймають труби, не менше одного разу, для огляду на присутність окалини. Травлення вважається закінченим, якщо на поверхні труб спостерігається травильний шлам, легко видалений протиркою, після неї з'являється сіра поверхня металу.

Промивання з брандспойту

Промивання з брандспойту проводиться струменем води під тиском 1,2 МПа у продовж 7-9 хвилин з метою видалення з поверхні металу шламу.

Промивання в проточній воді

Промивання в ванні проводиться з метою прибирання з поверхні труб продуктів травлення, бруду, кислотного розчину. Промивають у проточній воді при температурі 75±15°С шляхом занурювання у ванну.

Нейтралізація в лужному розчині. Нейтралізація в лужному розчині здійснюється для нейтралізації кислотних залишків з поверхні труб. Проводиться шляхом занурювання пакету в ванну з розчином характеристика якого приведена в таблиці 1.7.

Таблиця 1.7 - Характеристика лужного розчину

Характеристика розчину
Свіжого	Робочого
Найменування компоненту	Кількість	Кількість компоненту, г/дм3	t°С
	г/дм3	В 1м3 розчину,л
Їдкий натрій Вода	40 зал	40 зал	40-30	65±10

Сушка труб

Сушку труб виконують після різних хімічних операцій чистим повітрям, повітря очищується від масел і механічних домішок через матерчаті фільтри.

Інспекція труб

Інспекція позбавлених окалин труб-заготовок проводиться для відбраковки дефектних.

Ремонт труб

Ремонт проводиться при необхідності на підвісних наждачних чи стрічкових машинах.

Омилення

Омилення пакетів труб для станів ХПТ проводять у розчині господарського мила, методом занурення пакетів труб у ванну з розчином на 7-10 хвилин при температурі 60. Сушку труб проводять на стелажах при температурі 45-60?С - до повного висихання мастила.

Прокатування на стані ХПТ

Прокатка труб на стані ХПТ проводиться на конічній жорстко закріпленої оправці, за допомогою валків зі спеціальним профілем калібру. При цьому труба залишається нерухомою, а кліть рухається зворотньо-поступово за допомогою кривошипно-шатунного механізму. Технічні характеристики стану ХПТ-55 приведена в таблиці 1.9.

Під час прокатування труба періодично, при відкритті зеву подавання, подається до осередку деформації за допомогою механізму подавання та обертання. Величина лінійного зміщення при прокатуванні приведена в таблиці 1.8.

Таблиця 1.8 - Лінійне зміщення труби з марки сталі 20 при прокатці на стані ХПТ-55

Діаметр готової труби, мм	Товщина стінки, мм	Лінійне зміщення, мм
Усі діаметри	5 і менше	45...55
Усі діаметри	Більш 5	40...45

При прокатуванні оправка вводиться в лежачу на люнетах трубу. Величина на яку діаметр циліндричної частини оправки більше менше внутрішнього діаметру труби-заготовки приведено в таблицях 1.10

Таблиця 1.9 - Технічна характеристика стану ХПТ-55

Показники	Значення
1	2
ДНО ведених шестерень, діаметр валка і калібру ДНО ведучих шестерень Відношення ДНО ввідного до ДНО ведучих Довжина ходу кліті Кут повороту валків, ° Довжина робочої частини калібру (по катаючій) Довжина зева подавання (по караючій) Довжина зева повертання (по катаючій) Максимальний діаметр заготовки Максимальна товщина стінки заготовки Максимальна довжина заготівки Максимальний діаметр готової труби Мінімальний діаметр готової труби Мінімальна стінка готової труби Кут повороту заготовки, ° Кількість подвійних ходів кліті в хвилину (максимальне) Потужність головного електродвигуна, кВт Найбільше зменшення поперечного січення заготівки при прокатці, % а) вуглецевих, б) легованих Найбільше зменшення зовнішнього діаметру заготовки Найбільше зменшення товщини стінки, % Подавання: а) найбільша, б) найменша Найбільший добуток витяжки на подавання Швидкість патрону гільзи, м/с Швидкість патрону стержня, м/с Діаметр стержня: а) найбільший, б) найменший Діаметр оправки найбільший, мм Час перезарядки найбільший, с Витрати емульсії на стан, л/хв. Виробництво насосної станції, л/хв. Маса робочої кліті стана без калібрів, т Діапазон регулювання швидкості двигуна механізмів повороту, об/хв. Діапазон регулювання швидкості двигуна механізмів повороту, об/хв. Діапазон регулювання величини подавання, град	364 336 1,088 625 492 6,1 9,2 73 12 5 55 25 0,5 30 95 110 88;70 33 70 30;2 45 0,5 0,7 60;20 67 30 96 140 4,2 - - -

Таблиця1.10-Значення мінімального зазору між внутрішнім діаметром заготовки та діаметром циліндричної частини оправки стана ХПТ-55

Товщина стінки заготовки, мм	Величина зазору, мм
до 4 більш 4,0	2,0 2,5

Між ребордами калібрів при прокатуванні обов'язково повинні бути зазори величина яких приведена в таблиці 1.11

Таблиця 1.11 - Величини зазору між ребордами при прокатці на ХПТ55

Товщина стінки готової труби, мм	Величина зазору, мм	Максимальне відхилення по довжині рівчака , мм
до 2,0 вкл більше 2,0	0,05...0,45 0,05...0,80	0,4

Для отримання продукції високої якості при прокатці велике значення мають справність обладнання та правильність наладки стану на даний розмір труб. Якщо при прокатці розміри труб виходять за граничні відхилення, то їх коректують за допомогою: натисних гвинтів та клину - для зовнішнього діаметру; гвинта для переміщення супорту патрону стержня - для товщини стінки. Дані для коректування розмірів готових труб приведені відповідно в таблицях 1.12 та 1.13.

Таблиця 1.12 - Кількість обертів натискних гвинтів для змінення зовнішнього діаметру на 0,1 мм

Тип стану	Кількість обертів
ХПТ 55	0,55

Таблиця 1.13 - Кількість обертів супорта патрону стержня для змінення товщини стінки труби на 0,1 мм на стані ХПТ-55

dц-dп, мм	5	6	8	9	10	11	12	14	16	18	20	22	24
Кількість обертів	3,6	3,0	2,3	2,0	1,8	2,2	1,5	1,3	1,1	1,0	0,9	0,8	0,7

Знежирення проводиться з метою вилучення технологічного мастила з поверхні труб перед термічною обробкою для запобігання отримання навуглецьованого шару на поверхні металу.

Проводиться методом занурювання пакету труб до ванни з знежируваючим розчином, при цьому через кожні 20 хвилин роблять зміну розчину у середині труб похитуванням пакету мостовим краном. Перед витяганням пакету необхідно прибрати жир з поверхні розчину, а потім пакет витримують над ванною до повного стікання розчину характеристика якого приведена в таблиці 1.14

Таблиця 1.14- Характеристика знежируваючего розчину

Компоненти	Характеристика розчину
	Свіжий	Робочий
	Кількість	Вміст комп. г/дм3	°С
	г/дм3	В 1 м3, л, кг
Їдкий натрій Тринатрійфосфат Рідке скло Вода	40 40 30 Зал	80 кг 40 кг 30 кг Зал	40-30 40-30 30-20	80+/-5

Знежирення проводиться протягом 45 хвивилин.

Після знежирювання труби, промивають у ванні з гарячою водою шляхом багаторазового занурення у воду.

Відпал

Відпал проводиться з метою зняття наклепу й надання металу потрібних по технічним умовам експлуатаційних якостей. Режим термообробки приведений у таблиці 1.15.

Таблиця 1.15 - Режим термообробки труб марки сталі 20 у прохідній печі №3

М/с	ДЕСТ	Sт, мм	Шв. руху, м/хв.	tпечі °С±10°С	tмет °С±10°С	Охолодження
				І	ІІ	ІІІ
20	ГОСТ 8733-74 ГОСТ 11017-80	4	2,4-1,7	870	850	830	790	Повітря Вентилятор

Виправлення

Виправлення проводиться для зменшення кривизни труб які наслідком короблення після термообробки або викривлення в наслідок прокатки.

Правлення проводиться на косовалкових чи роликових машинах шляхом багаторазового перегинання, а якщо кривизна дуже велика то попередньо труби правлять на кучаткових пресах.

Обрізання кінців, порізка, торцювання

Обробляємі труби при необхідності ріжуть на мірні довжини та обрізають кінці на радіаках або БТС з припуском по довжині +10 мм. Після порізки труби торцюють на станах або вручну.

Відібрані зразки розкреслюють для всіх випробувань, а потім маркерують (тавром). Відбирають труби на образці з загального потоку.

Огляд ВТК

Перед ВТК їх описковують потім проводять огляд на якому перевіряють геометричні розміри, стан поверхні.

Оформлення документів та здача в збут

Після цього труби зв'язують в пакети, зважують, оформляють супровідні документи та здають до збуту.

1.4 Теоретичні основи деформації металу

Холодну прокатку тонкостінних труб виробляють на станах періодичної дії ХПТ. На рисунку 1.2 показані три основних моменти процесу холодної прокатки труб.

Рисунок 1.2а відповідає крайньому задньому положенню кліті, коли калібр 1 звільняє робочий конус 2 і виконується подача металу. При цьому між робочим конусом і конічною оправкою 3 утвориться зазор. Для вільного подавання труби у даному положенні на калібрах і частково на робочих валках передбачені ділянки з великою глибиною рівчака. Ділянка з великою глибиною рівчака має назву - зева подачі.

На рисунку 1.2б показано один з моментів робочого ходу. Деформація металу здійснюється коли перекатуються калібри. Калібри представляють собою навпівдиски, які закріплені у вирізах робочих валків. По півколу калібрів нарізаний робочий рівчак перемінного січення. Деформація поданої порції металу починається з зменшення діаметру труби та недуже великим збільшенням товщини стінки. Після цього, як внутрішня поверхня робочого конусу доторкається з конічною оправкою, починається обтисненням стінки труби. З метою підвищення точності геометричних розмірів і рівномірного обтиснення металу на станах ХПТ передбачено механізм повороту труби. Труба може повертатися на 70...90° так, як в крайньому передньому положенні кліті, як на рисунку 1.2в. Важливою особливістю процесу холодної прокатки труб в порівнянні з холодним волочінням є те, що за один робочий цикл може бути проведена деформація до 75...95% від початкового січення заготовки, так як процес здійснюється з 14...18 кратним витягненням.

Для процесу холодної прокатки труб характерна висока пластичність металу. На рисунку 1.3 показані дві схеми напруженого стану металу по периметру січення, які можуть бути при холодній прокатці труб за час прямого ходу робочої кліті. При схемі, показаній на малюнку 1.3а у січеннях робочої ділянки, відповідно гребню рівчака діє активне розтягуючи напруження в подовжньому напрямку, що викликано безконтактною областю деформації труб. Ця схема може бути при прокатці труб в рівчаку з невеликим розвалом. По схемі, показаній на рисунку 1.2б у січення робочої ділянки, за виключенням випусків, схема напруженого стану наближається до нерівномірного усестороннього стиснення. Схема 1.2б більш ймовірна при прокатці в рівчаку з великим розвалом.

Рис. 1.2 - Схема деформації при холодній прокатці труб



Рис. 1.3 - Напружений стан металу по периметру січення а - при прямому ході кліті; б - при зворотному ході кліті

Дрібність деформації значно збільшує пластичність металу. Розберемо вплив дрібності деформації на пластичність металу в умовах холодної прокатки труб. Збільшення дрібності деформації зменшує величину деформації в кожному січенні труби за один цикл і зменшує величину залишкових напружень в робочій ділянці, які виникають під час деформації. В час попереднього циклу, з додатковим напруженням, з'являється при деформації металу під час даного циклу. При цьому величина подовжнього розтягуючого напруження, обмежуючого пластичного металу, зменшується. Таким чином, чим більше дрібність деформації при холодній прокатці труб, тим вища пластичність металу. Збільшення довжини робочої частини рівчака і поворот труби в крайніх положеннях робочої кліті підвищують дрібність деформації і пластичність металу, а збільшення розвалу рівчака знижує пластичність та властивості металу.

Значить висока пластичність металу при холодній прокатці труб обумовлена двома факторами:

- дрібністю деформації і схемою напруженого стану, головним з яких є, дрібність деформації.

1.5 Техніка безпеки та протипожежна техніка

Техніка безпеки

Описуємо проти хода виробництва труб.

На ділянці обробки труб існують слідуючи небезпечні операції:

а) правка на валковому правильному стані;

б) вирізання дефектів;

в) розрізка труб станом “Радіак”;

г) продувка;

д) торцювання;

У процесі виконання цих робіт необхідно дотримуватись слідуючи заходів з техніки безпеки.

Забороняється виконувати ремонт, змазку, чистку і прибирання обладнання в процесі роботи з метою уникнення травмування, також обов'язкове застосування захисних засобів (окуляри, рукавиці і т.п.).

Під час правки не слід задавати наступну трубу в калібр доки не вийшла попередня, не можна правити труби довшу за вихідний жолоб.

Вирізання дефектів виконують без рукавиць, а також забороняється тримати труби під час шліфовки, користуватися необхідно дерев'яною прокладкою.

Під час розрізання труб на пилах “Радіак” працюють в рукавицях і з захисними окулярами. Перед установкою наждачного диска упевніться в його цільності, справністю захисного кожуха, при зміні диску користуються гайковим ключем.

При порізані необхідно прокрутити диск в холосту не менш 1 хвилини, не можна стояти проти обертаючого диску. При порізані труби, диск необхідно опускати повільно, не допускати його ударів об трубу. Слідкувати за справністю пиловловлюючого приладу пил “Радіак” і не допускати його переповнення. Після оформлення пакетів, оформлення супроводжуючих ярликів труби потрапляють до правильного відділення.

У технологічний процес входить також термообробка, яку виконують у прохідній печі. Перед роботою на ній необхідно перевіряти:

а) справність і кріплення огорожок;

б) справність обладнання, стелажів, рольгангів, настилів та інших приладів;

в) нарахування видимого справного заземлення (ковпака і муфілей прохідних печей);

г) справність інструмента (молотки, ключі, крючки).

Необхідно обов'язково слідкувати за герметичністю газопроводу печі.

Забороняється переміщувати метал транспортними засобами у гарячому стані. Тому необхідно охолоджувати труби після ТО промисловими вентиляторами, до температури робочої зони.

Основними заходами боротьби з тепловиділенням вважається аерація, вентиляція.

Далі труби поступають на склад готової продукції при необхідності здійснюється ТО з послідуючим травленням.

Технічна операція на складі готової продукції аналогічна операціям на відділку.

У травильному відділі застосовують слідуючи операції, які використовують у технологічному процесі:

а) усунення змазки і покриття;

б) піскоструминна установка;

в) усунення окалини;

Робота по травленню, обезжирюванню та мідненню труб пов'язана з застосуванням сильних кислот, лужних розчинів, солей та інших хімікатів. Необережне і неправильне застосування веде до травмування.

У процесі обробки труб, у розчинах виділяються шкідливі пари і гази. Тому необхідно слідкувати за систематичною роботою приточно-витяжної вентиляції.

Після нанесення мастильних покриттів труби потрапляють на прокат.

В процесі роботи на станах ХПТ необхідно виконувати слідуючи правила:

а) при запуску стана необхідно перевірити чи немає сторонніх речей в кліті;

б) знаходитись проти прокатуємої труби і використовувати замір стінок труби, настройку підоймової системи на ходу стана заборонено;

в) задавати заготівку в стан і пересувати прокатані труби, опиратися руками в її торець забороняється;

г) не можна виконувати пересування кліті стана електродвигуном при незакритому сепараторі.

Дана технологія виробництва труб передбачає використання станів ХПТ при виробництві готових розмірів.

Згідно переліку технологічних операцій необхідних для виробництва труб по ГОСТ 8734-75 розміром 453,0 мм, марки сталі 20 труби повинні спочатку оброблятись у відділку підготовки виробництва.

Протипожежна безпека

Згідно з технічними вимогами пожежної безпеки об'єкта забезпечують системою запобігання пожежі, системою пожежного захисту і заходів організаційного характеру.

При усіх умовах повинна бути забезпечена пожежна безпека об'єкту і людей.

Для ліквідації пожеж існує професійна воєнізована пожежна охорона.

На підприємствах існують пожежно-технічні комісії, в склад яких входять: головний інженер, головний енергетик, головний механік, представник відділу капітального будівництва, головний технолог, начальник пожежної охорони, інженер по охороні праці та інші. Ці комісії проводять обстеження цехів і служб підприємства і розробляють необхідні заходи по усуненню пожеж і вибухів.

Пожежі і вибухи на металургійних заводах відбуваються в ході слідуючи основних причин:

нераціонального проектування металургійних цехів, технологічних процесів, агрегатів і обладнання без належного обліку вимог пожежної безпеки;

-порушення нормальних режимів технологічних процесів;

-неполадки в роботі для очистки, транспортування і споживання газу;

-нераціональне обладнання і нераціональне експлуатування електромережі і електрообладнання;

-неполадки і аварії при експлуатації основних та допоміжних агрегатів і обладнання;

-невірне ведення робіт по ремонту металургійних агрегатів і обладнання;

-самозаймання;

-розрядів атмосферної і статичної електрики;

-викидів іскор із труб металургійних печей і паровозів;

-порушення елементарних вимог пожежної безпеки.

Класифікація виробництва по пожежній безпеці

До категорії Д відносять виробництва, перероблюючи неспалимі речовини в холодному стані.

При проектування промислових підприємств повинні бути забезпечені необхідні вимоги безпеки.

Протипожежні перестороги вживають для попередження розповсюдження пожежі. До них відносяться неспалимі перекриття і протипожежні стінки. Двері, ворота, вікна в протипожежних стінах повинні виконуватись із неспалимих або важко спалимих матеріалів з межою вогнестійкості не менш 1,2 годин, при цьому загальна площа промів не повинна перевищувати 25% площі протипожежної стінки.

Протипожежні стінки спираються на фундамент або фундаментальні балки, при цьому протипожежні стінки будуються вище покрівлі при спалимому покритті в будівлях зі спалимим або важко спалимими зовнішніми стінами повинні виступати за площину зовнішніх стін, а також за карнизи і завіси дахів не менш ніж на 30 см, або ж примикати до неспалимих ділянок зовнішніх стін з неспалимими карнизами шириною в плані не менш 1,8 м з однієї і з другої сторони від протипожежної стінки.

При проектування виробничих, допоміжних і інших помешкань застерігається можливість безпересторожнього виходу із приміщення при виникненні пожежі, вибухів і інших аварій.

До основних засобів гасіння пожеж, які застосовують на металургійних підприємствах, відносять воду, водні емульсії галоідованих вуглеводом, водяний пар, повітряно-механічну і хімічну піну, інертні гази, вуглекислоту, стиснене повітря, сухі вогнегасні речовини і покривала.

Вогнегасники призначені для гасіння полум'я і пожеж в початковій стадії їх утворення до прибуття пожежних підрозділів. В залежності від умов загорання створені різні типи вогнегасників.

Пінні вогнегасники. Хімічні пінні, призначені для подачі хімічної піни, отриманих із водяних розчинів лугів і кислот. Вони бувають декількох тинів: ОХП-10, ОП-М (морський) і ОП-9ММ (малогабаритний).

Газові вогнегасники - вуглекислотні. Призначені для гасіння полум'я вуглекислотою в газо- або снігообразному виді. Для отримання газообразної вуглекислоти застосовують стаціонарні установки або пересувні установки.

Ручні вуглекислотні вогнегасники ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 призначені для різноманітних матеріалів і електрообладнань що знаходяться під напругою.

Вогнегасник складається з балону, в горловину якого ввернуті вентилі з сифонними трубками. Вуглекислота в балоні знаходиться в рідкому і газообразній фазі. При повертанні маховичка вентиля відбувається вибракування вуглекислоти з утворенням вуглекислотного снігу через розтруб. Час дії 35 с, довжина струму 2 м.

2. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1 Розрахунок маршруту прокатки

Вихідні дані:

Розміри заготовки:D_зS_з=574,0 мм

Розміри готової труби: D_тS_т=381,6 мм

Марка сталі:Сталь 20

Розрахунок

Визначаємо площу поперечного перерізу заготовки:

F_з=·S_з·(D_з-S_з), (2.1)

де - відношення довжини кола по діаметру;

D_з - зовнішній діаметр заготовки, мм;

S_з - товщина стінки заготівки, мм.

F_з=3,14·4·(57-4)=665,68 мм²

Визначаємо площу поперечного перерізу готової труби:

F_т=·S_т·(D_т-S_т), (2.2)

де - відношення довжини кола по діаметру;

D_т - зовнішній діаметр готової труби, мм;

S_т - товщина стінки готової труби, мм.

F_т=3,14·1,6·(38-1,6)=182,8 мм²

Визначаємо сумарний коефіцієнт витягання:

, (2.3)

де F_з - площа поперечного перерізу заготівки, мм²;

F_т - площа поперечного перерізу готової труби, мм²,

Коефіцієнт витягання на станах ХПТ знаходиться у границях =2...5, прокатування проводимо в один прохід на стані ХПТ 55.

Перевіримо чи допустиме зменшення діаметру труби (мм) по технічним характеристикам стана [11], с 85, табл. 7.14

Для стану ХПТ 55b=33 мм

b (2.4)

bмм.

Зменшення діаметру труби допустиме.

Розрахунок довжини труби за прохід

Задаємося довжиною заготовки l_з=5 м з даних технічної характеристики стана [11], с 84, табл.7.14

Задаємося втратою металу за прохід. [1], с 378

Травлення 0,5%

Брак при прокатуванні1,0%

Обрізання кінців труб1,0%

₁=2,5%

Визначаємо масу однієї заготовки:

Р_з=0,0246·S_з·(D_з-S_з)·l_з, (2.5)

де l_з - довжина заготовки, м;

зовнішній діаметр і товщина стінки заготовки, мм,

Р_з=0,0246·4·(57-4)·5=26,07 кг.

Визначаємо масу втрат:

, (2.6)

Визначаємо масу труби за відрахуванням втрат:

Р₁=Р_з-Р_вт1, (2.7)

26,07-0,65=25,42 кг.

Визначаємо лінійну густину готової труби:

м_т=0,0246·S_т·(D_т-S_т), (2.8)

м_т=0,0246·1,6·(38-1,6)=1,43 .

Визначаємо довжину труби після прокатування:

, (2.9)

=18,23 м

Ріжемо трубу на дві частини ( за вимогами ГОСТ 8734-72)

Оздоблення готової труби

Задаємося втратою металу [1], с 378

Термообробка0,75%

Обрізання кінців2,5%

Брак1,5%

Відбір зразків для випробувань1,0%

_гот=5,75%

Визначаємо масу труби перед обробленням:

Р_гот=м_т·l_т, (2.10)

де 1_т - довжина труби, м;

м_т - лінійна густина труби після другого проходу,

Р_гот=1,43·9,11=13,02 кг.

Визначаємо масу готової труби:

, (2.11)

де Р_гот - маса труби перед обробленням, кг;

_гот - втрата металу при оздобленні, %.

=12,28 кг.

Визначаємо довжину готової труби:

, (2.12)

м.

де Р_гот - маса готової труби, кг ;

g_т - лінійна густина труби, .

Отримані дані зводимо до таблиці 2.1

Таблиця 2.1 - Технологічна карта холодної прокатки вуглецевих труб 28х5,5 мм марки сталі 20 в умовах ТВЦ ЗАТ „НЗСТ “ЮТіСТ”

№	Розмір труби	Довжина труби, м	Коефіцієнт витягання	Тип стану	Проміжні операції	Кількість труб	Вага, кг	Втрати по масі
	Дт,	Sт,	Fт,
	мм	мм	мм2						1метр	однієї труби	Усіх труб	%	кг
О	57	4	665,68	5	-	ХПТ 55	-	1
1	38	1,6	182,87	18,23	3,22		травення, нейтралізація, сушка, омилення,	1	4,48	25,42	25,42	2,5	0,65
гот	38	1,6	182,87	8,58	-		Знежирення термообробка, виправлення, обрізка кінців, відбір зразків	2	4,48	12,28	24,56	5,75	0,80

2.2 Розрахунок калібровки робочого інструменту стана ХПТ

Вихідні дані:

Розміри заготовки:

Розміри готової труби:

Марка сталі: Сталь 20

Тип стану: ХПТ 55

Характеристика калібровки

Сумарний коефіцієнт витягання:

, (2.13)



Відносне обтиснення площі:

·100%=(1-)·100%, (2.14)

·100%=73%.

Відносне обтиснення стінки труби:

·100%, (2.15)

·100%=60%

Абсолютне обтиснення діаметра:

?D, (2.16)

?Dмм.

Розрахунок

Визначаємо конусність оправки:

При ?Dмм - 2tмб0,02 [3], с 148, табл. 14

де 2tgб - конусність оправки.

Визначаємо діаметр оправки у перетисканні:

(2.17)

·



Рис. 2.1 - Оправка стану ХПТ

Рис. 2.2 - Розгорнення гребня рівчака

Визначаємо довжину калібруючої частини:

l_кал = m·м·k, (2.18)

де m - величина подавання, мм;

м - коефіцієнт витягання;

m·м - величина лінійного зміщення труб, мм,

m·м = 50 мм [11] c.68, табл.7.2;

k - коефіцієнт поліровки ,

k = 2...4 - для холодної прокатки;

l_кал=50·(2...4)=100...200 мм

Приймаємо l_кал=100 мм.

Визначаємо діаметр циліндричної частини оправки:

d_ц = d_п+2tgб·(l_кон - l_кал), (2.19)

де l_кон - довжина конічної частини оправки, мм

l_кон = 500 мм[5] c 7, табл.1,

d_ц = 34,8+0,02(500-100) = 42,8 мм.

Визначаємо довжину частини редукування:

, (2.20)

де 2tм - конусність калібра у зоні редукування, для холодної прокатки 2tм=0,18…0,25;

?P - зазор між заготовкою та оправкою, мм,

?P, (2.21)

?P = (57-2·4)-42,8 =6,2 мм,

Приймаємо l_ред = 30 мм

Визначаємо довжину обтискуємої частини:

l_обт= l_роб - l_ред - l_кал, (2.22)

де l_роб - довжина робочої частини рівчака калібру, мм

l_роб=510 мм[5] c 7 табл.1,

l_обт = 510-30-100 = 380 мм.

Довжину обтискуємої частини розбиваємо на десять однакових частин:

,

Визначаємо приростання діаметра оправки у кожному контрольному перерізі:

д_1...10 = l_1...10·2tgб, (2.23)

д_1...10 = 29,0·0,02 =0,76 мм.

Визначаємо діаметри оправки у контрольних перерізах:

d₀ = dп = 34,8 мм (2.24)

d₁ = d₀ + д = 34,8+ 0,76 = 35,38 мм

d₂ = d₁ + д = 35,38 + 0,76 = 35,96 мм

d₃ = d₂ + д = 35,96+ 0,76 = 36,54 мм

d₄ = d₃ + д = 36,54+ 0,76 = 37,12 мм

d₅ = d₄ + д = 37,12+ 0,76 = 37,7 мм

d₆ = d₅ + д = 37,7+ 0,76 = 38,28 мм

d₇ = d₆ + д = 38,28+ 0,76 = 38,86 мм

d₈ = d₇ + д =38,86 + 0,76 = 39,44 мм

d₉ = d₈ + д = 39,44+ 0,76 = 40,02 мм

d₁₀ = d₉ + д =40,02+ 0,76= 40,6 мм.

Визначаємо товщину стінки заготовок за урахуванням її потовщення при редукуванні у 10 перерізі:

S₁₀ = S_з+S = (2.25)

S₁₀ = 4+(0,05...0,07)·(49-40,6) = 4,42…4,58мм

де d_з - внутрішній діаметр заготовки, мм

Приймаємо: S₁₀ = 4,5 мм.

Визначаємо сумарне витягання по стінці:

, (2.26)

Визначаємо часткові коефіцієнти витягання в контрольних перерізах по номограмі:

Таблиця 2.2 - Часткові коефіцієнти витягання у контрольних перерізах

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
мх	1,00	1,055	1,120	1,199	1,296	1,419	1,578	1,793	2,097	2,561	3,35

Визначаємо товщину стінки у контрольних перерізах:

S_x = S_т·м_х, (2.27)

S₁ = S_т·м₁ = 1,6·1,055 = 1,69 мм

S₂ = S_т·м₂ = 1,6·1,120 = 1,79 мм

S₃ = S_т·м₃ = 1,6·1,199 = 1,91 мм

S₄ = S_т·м₄ = 1,6·1,296 = 2,07 мм

S₅ = S_т·м₅ = 1,6·1,419 = 2,27 мм

S₆ = S_т·м₆ = 1,6·1,578 = 2,52 мм

S₇ = S_т·м₇ = 1,6·1,793 = 2,86 мм

S₈ = S_т·м₈ = 1,6·2,097 = 3,35 мм

S₉ = S_т·м₉ = 1,6·2,561 = 4,09 мм.

S₁₀ = S_т·м₁₀ = 1,6·3,35 = 5,36 мм.

Діаметри рівчака калібру у початку і кінці калібруючої частини приймаємо однаковим зовнішньому діаметру труби на мінусовому допуску:

Діаметр рівчака калібру у початку частини редукування дорівнюється зовнішньому діаметру труби-заготовки:

Визначаємо діаметри рівчака калібру у контрольних перерізах?

= d₂+2S₂ = 35,96 + 2·1,79 = 39,54 мм

= d₃+2S₃ = 36,54 + 2·1,91= 40,36 мм

= d₄+2S₄ = 37,12 + 2·2,07 = 41,26 мм

= d₅+2S₅ = 37,7 + 2·2,27 = 42,24 мм

= d₆+2S₆ = 38,28 + 2·2,52 = 43,32 мм

= d₇+2S₇ = 38,86 + 2·2,86 = 44,58 мм

= d₈+2S₈ = 39,24 + 2·3,35 = 45,94 мм

= d₉+2S₉ = 40,02 + 2·4,09= 48,2 мм

= d₁₀+2S₁₀ = 40,6 + 2·5,36 = 51,32 мм.

Визначаємо глибину калібрів у контрольних перерізах

2h_x = D_х-л, (2.29)

де л - значення величини зазору між калібрами, мм

л= 0,05...0,80 мм [11] с.72, табл.7.4.Приймаємо л= 0,2 мм.

2h_кал = D_кал-л = 38-0,2 = 37,80 мм

2h₀ = D₀-л = 38-0,2 = 37,80 мм

2h₁ = D₁-л = 38,76-0,2 = 38,56 мм

2h₂ = D₂-л = 39,54-0,2 = 39,34 мм

2h₃ = D₃-л = 40,36-0,2 = 40,16 мм

2h₄ = D₄-л = 41,26-0,2 = 41,06 мм

2h₅ = D₅-л = 42,24-0,2 = 42,04 мм

2h₆ = D₆-л = 43,32-0,2 = 43,12мм

2h₇ = D₇-л = 44,58-0,2 = 44,38 мм

2h₈ = D₈-л = 45,94-0,2 = 45,74 мм

2h₉ = D₉-л = 48,02-0,2 = 48,0 мм

2h₁₀ = D₁₀-л = 51,32-0,2 = 51,12 мм

2h_ред = D_ред-л = 57-0,2 = 56,80 мм.

Визначаємо ширину калібрів за допомогою емпіричних коефіцієнтів

В_кал = D_кал+(0,3...0,5) = 38+0,3 = 38,30 мм (2.30)

В₀ = D₀·(1,012…1,018) = 38·1,012 = 38,34 мм

В₁ = D₁·(1,015…1,020) = 38,76·1,015 = 39,34 мм

В₂ = D₂·(1,018…1,025) = 39,54·1,018 = 40,25 мм

В₃ = D₃·(1,023…1,030) = 40,36·1,023 = 41,28 мм

В₄ = D₄·(1,028…1,038) = 41,26·1,028 = 42,41 мм

В₅ = D₅·(1,035…1,048) = 42,24·1,035 = 43,71 мм

В₆ = D₆·(1,043…1,060) = 43,32·1,043 = 45,18 мм

В₇ = D₇·(1,054…1,075) = 44,58·1,054 = 46,98 мм

В₈ = D₈·(1,067…1,090) = 45,94·1,067 = 49,01 мм

В₉ = D₉·(1,081…1,120) = 48,02·1,081 = 51,90 мм

В₁₀ = D₁₀·(1,10…1,120) = 51,32·1,10 =56,45 мм

В_ред = D_ред·(1,10…1,120) = 57·1,10 = 62,70 мм.

Таблиця 2.3 - Параметри розгорнення рівчака калібру

	Кал.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Ред.
lx, мм	100	33	33	33	33	33	33	33	33	33	33	80
Dх, мм	38,0	38,76	39,54	40,39	41,26	42,24	43,24	44,58	45,94	48,2	51,32	57
dx, мм	34,8	35,38	35,96	36,54	37,12	37,7	38,28	38,82	39,44	40,02	40,6	49
Вх, мм	38,30	39,34	40,25	41,28	42,21	43,71	45,18	46,98	49,01	51,90	56,45	62,70
2hx, мм	37,80	38,56	39,54	40,16	41,06	42,04	43,12	44,38	45,74	48	51,12	56,80

Рис. 2.3 - Калібр стану ХПТ

2.3 Розрахунок річної продуктивності

Вихідні дані:

Розміри готової труби:D_тхS_т=38х1,6 мм

Марка сталі: Сталь 20

Розрахунок

Визначаємо годинну продуктивність стану ХПТ 55 у метра:

, (2.28)

де m - величина подавання, мм;

- коефіцієнт витягання;

m·µ - величина лінійного зміщення, мм,

Приймаємо m· = 50мм[11], с.68, табл.7.2;

n - кількість двійних ходів кліті у хвилину, ,

Приймаємо n = 85 [11], с.71, табл.7.3;

k - коефіцієнт використання стану,

За цеховими даними k = 0,85.

Визначаємо годину продуктивність стану у тонах:

, (2.29)

де - лінійна густина труби, ,

= 0,0246·S_т·(D_т-S_т) , (2.30)

= 0,0246·1,6·(38-1,6) =1,43

Визначаємо річний фонд робочого часу:

Ф (2.31)

де С₁ - кількість святкових днів в році,

С₁=11 діб;

С₂ - кількість діб планово-попереджувальних ремонтів,

За цеховими даними С₂=18,4 діб;

С₃ - кількість діб капремонту;

За цеховими даними С₃ = 5 діб;

Е - кількість годин роботи стану у добу;

За цеховими даними Е = 24 години;

- текучі простої,%,

За цеховими даними = 12,5%,

Ф)6902,93 год.

Визначаємо річну продуктивність стануХПТ-55:

·Ф, (2.32)

·6902,93=2139,58

2.4 Розрахунок на механічну міцність валка стану ХПТ 55

Вихідні дані стану ХПТ 55

P_max=1500 кH; M_пр.max=83 kH·м; D_в.ш.=336 мм; l₁=317,5 мм; l₂=337,5 мм; l₃=202,5 мм; l₄=135 мм; l₅=100мм; d=364 мм; d₁=180мм; d₂=205мм; d₃=195мм; d₄=220 мм; h=160 мм; r=182 мм; b₂=140 мм; b₃=80 мм; b=33 мм.

Розрахунок

Крутній момент діючий на одну шийку робочого валка:

, (2.33)

· Н·мм.

Оточуюче зусилля на ведучої шестерні:

Т, (2.34)

Т·Н.

Розпіркове зусилля:

В·tg, (2.35)

де -кут прямозубого зачеплення, ,

В··0,364·Н.

Опорні реакції у вертикальній площині:

+В, (2.36)

+0,091·

Опорні реакції у горизонтальній площині:

·Н.

Визначаємо напруження в перетині 1-1: -загальний момент у вертикальній площині

·, (2.37)

Н

-згинаючий момент у горизонтальній площині

-сумарний загальний момент

, (2.39)

-напруження згинання

, (2.40)

-напруження кручення

(2.41)

-cумарне напруження у перетині 1-1

(2.42)

де []-допустиме напруження згинання для матеріалу валка, МПа

[], (2.43)

тут у_т - границя текучості матеріалу валка, для сталі 30ХГСА

у_т=850 МПа

К - коефіцієнт запасу міцності, уважає роботу валка при великих навантаженнях, приймаємо К=2,5,

[]

Умови міцності виконуються

Визначаємо напруження у перетині 2-2:

-згинальний момент вертикальної площини

(2.44)

Н·мм;

-згинальний момент у горизонтальній площини

-сумарний згинальний момент

(2.45)



-напруження згинання

(2.46)

-напруження кручення

, (2.47)

-cумарне напруження у перетині 2-2

(2.48)

=117,06 МПа,

Умови міцності виконуються

Визначаємо напруження у перерізі 3-3

Переріз 3-3 валка зображує собою півкола, послаблений у середині отвором центового болта і з країв - зевами.

Момент інерції перерізу відносно вісі Х-Х:

, (2.49)

де І_ХХ - момент інерції півкола,

(2.50)

;

І_ХХ - момент інерції трикутника,

+ (2.51)

де tg (2.52)

(2.53)

sin (2.54)

, (2.55)

Ю (2.56)

І_ХХ - момент інерції прямокутника.

Момент інерції трикутника замінює момент інерції фігури, що утворює зев. Цей трикутник має висоту h, та площину рівну площині фігури, який утворює зев. Із умови рівняння циз площин визначається основа b₁ трикутника.

(2.57)

.

Тоді

Момент інерції перерізу відносно вісі у-у:

(2.58)

де І_уу - момент інерції півкола,

І_уу - момент інерції трикутника,

, (2.60)

;

І_уу - момент інерції прямокутника,



Тоді 438,88.

Момент опору перерізу відносно вісі Х-Х:

Момент опору перерізу відносно вісі у-у:

Максимальне зусилля прокатки діє на валок, коли переріз 3-3 повернутий відносно зображеного на кут приблизно 70...80°. при розрахунку цього перерізу на максимальне зусилля прокатки приймаємо, що максимальне зусилля прокатки діє перпендикулярно вісі у-у, а оточувальне зусилля - перпендикулярне вісі х-х.

Згинальний момент у вертикальній площині:

(2.64)

Згинальний момент у горизонтальній площині:

(2.65)

Напруження згинання у перерізі 3-3 от моменту діючого у вертикальній площині:

, (2.66)

Умови міцності виконуються

Напруження згинання у перерізі 3-3 від моменту діючого у горизонтальній площині:

(2.67)

Умови міцності виконуються.



Рисунок 2.4 - Розрахункова схема робочого валка стану ХПТ

Рисунок 2.5 - Розрахункова схема перерізу 3-3 робочого валка стану ХПТ

ВИСНОВКИ

Наслідком даної роботи є проект технологічного процесу виробництва холоднокатаних труб на станах ХПТ в умовах ТВЦ ЗАТ НЗСТ «ЮТіСТ».

Складено схему технологічного процесу виробництва холоднокатаних вуглецевих труб. Зроблено технологічні розрахунки маршрута прокатки труб, калібровки робочого інструменту стану ХПТ-55 та річної продуктивності стану.

Розглянуто вимоги діючих ДЕСТів на холоднодеформовані вуглецеві труби і теоретичні основи деформації металу на станах ХПТ.

Наведено заходи щодо охорони праці, які здіснюються при виробництві труб, а також протипожежні заходи у трубоволочільному цеху.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Розов Н.В. Производство труб - М, “Металлургия”, 1974. - 598 с.

2. Виноградов А.Г. Трубное производство - М, “Металлургия”, 1981. - 343 с.

3. Станкевич В.О. и др. “ Холодная прокатка труб “- М, Металлургия, 1982. 148с.

4. Технологическая инструкция ТИ НЗСТ В-2-05 “Производство холоднодеформированных труб вТВЦ” ЗАО НЗСТ “ЮТиСТ”-2006г.

5. Технологическая инструкций ТИ №24-5в12-80 Определения размеров рабочих поверхностей деформируемого инструмента станов ХПТ (калибровка) для холодной и теплой прокатки ЮТЗ -1980г.

6. Васильев Г.А. Основы безопасности труда на предприятиях черной металлургии - М, “Металлургия”, 1983.

Размещено на Allbest.ru