|
|
Краткое теоретическое введениеСовременные ТЭСА представляют собой набор приводных рабочих клетей с профилированными специальным образом калибрами формовочного, сварочного, калибровочного, редукционно-калибровочного и профилегибочного станов. Характер построения приводных калибров определяется калибровкой или схемой формоизменения первоначально плоской заготовки по заданным изменениям кривизны до окончательно сформованной под сварку и последующего профилирования до заданных размеров. Вопросы разработки калибровок, способных обеспечивать получение качественно сформованных заготовок в линиях ТЭСА, всегда являлись достаточно сложными и трудоемкими. В 70-80-х годах сложилось мнение о том, что правильно рассчитанная и адекватно реализованная при помощи сменного технологического инструмента калибровка позволит исключить образование типовых дефектов заготовки и прежде всего таких, как гофрообразование, смещение стыковых кромок по углу и высоте и распружинивание. Однако несмотря на усовершенствование расчетного аппарата калибровки, усложнения и уточнения методик экспериментального исследования и повышения качества технологического внедрения и отладки их в производстве, типовые дефекты продолжают присутствовать в реальной технологии. В тот же период в Московском Институте Стали и Сплавов (МИСиС) возникло предположение о том, что одной правильно реализованной калибровки не достаточно для получения качественной продукции в линии ТЭСА, и что весомыми составляющими качественного производства являются энергосиловые показатели процесса, непосредственно связанные с контактными условиями взаимодействия приводного инструмента и заготовки. В связи с этим важным направлением исследования появилась разработка методик определения этих контактных площадей для различных по форме калибров станов ТЭСА и уточнения механизмов дефектообразования с этих позиций. При этом значительными условиями ведения процесса явились условия равномерного нагружения формуемой заготовки в сечениях деформационных калибров по всей линии агрегата. Проведенные МИСиС исследования, на ряде различных агрегатов, позволили утвердиться в таком предположении и позволили сформулировать некоторые направления исследования, позволяющие определить приоритеты в вопросах качественного производства труб. Эти приоритеты можно расставить следующим образом: - разработка методики выбора геометрических параметров очага деформации для данного типоразмера труб; - определение и оценка напряженно-деформированного состояния заготовки по критериям и коррекция параметров очага деформации в случае необходимости; - определение контактных условий взаимодействия приводного инструмента и заготовки по всей линии производства в конкретных климатических условиях; - определение зависимости текущих усилий по приводным калибрам, оценка их и разработка методики, позволяющей корректировать их до обеспечения уравновешенной схемы агрегата; - разработка нового инструмента, оборудования и компоновок станов ТЭСА. [3;4 ] На основании исследований, проведенных в МИСиС, был уточнен механизм образований типовых дефектов при производстве сварных труб. К таким дефектам следует отнести прежде всего гофрообразование, смещение кромок и распружинивание. Гофрообразование - наиболее значимый дефект из перечисленных, который не позволяет производить качественную сварку заготовки. Ранее механизм образования гофра сводился к неправильно рассчитанной схеме сворачивания, приводящей к локальным перегрузкам в приводных калибрах (как правило, открытых) с последующей разгрузкой с образованием гофрированных участков. В настоящее время механизм гофрообразования уточнен и кроме деформированной схемы сворачивания учитывает специфику контактного взаимодействия инструмента и трубной заготовки по всей длине очага. Исследования показали, что гофрообразование возникает на участках между приводными калибрами, создающих схему осевого сжатия сформованной заготовки. Такая схема возникает из-за кинематических условий контакта, при которых последующий калибр является не текущим, а тормозящим (см. рис.2).
Механизм образования гофра
Рис.2 Смещение кромок возникает при нарушении симметричности в контакте инструмента с заготовкой, что приводит к возникновению дополнительного изгибающего момента на плоскости контакта и вызывает нарушение осевого движения выходящего из калибра профиля. Причины нарушения симметрии могут быть различными (настройка инструмента, неравномерная выработка инструмента, состояние оборудования), но следствие – нарушение симметричного контакта всегда явно присутствует. Распружинивание кромок связано с выбором деформационной схемы сворачивания и также определяется контактными условиями в приводных калибрах. Контактное взаимодействие происходит следующим образом: трубная заготовка, выходящая из предыдущего калибра, входит в зону распружинивания приводной клети, а затем в зону внеконтактной деформации следующей. В этой зоне заготовка начинает изгибаться и формируется до определенной кривизны входящего в калибр профиля (по экспериментальным данным высота ее профиля составляет 94%). В начале очага сворачивания изгиб и формоизменение во внеконтактной зоне происходит интенсивно на участках непосредственно предшествующих началу контакта с приводным калибром. Контактная площадь заготовки с нижним валком моделируется треугольниками. Контактная площадь с нижним приводным валком определяется следующим образом. При подходе к контактной зоне, центральные волокна трубной заготовки депланируются по ходу формовки в продольном направлении до соприкосновения с верхним валком по дну и далее контактирует с ним по углу контакта и в зоне распружинивания по выходу из калибра (рис. 3).
Схема очага деформации.
Рис.3. В этот же момент периферийные волокна входят в контакт с ребордой нижнего валка и далее деформируются в контактной зоне. В сечении 1-1 начинается пластический изгиб полосы, при этом полоса контактирует по ребордам с нижним валком, по дну калибра с верхним (рис. 3б). Далее процесс гиба осуществляется с увеличением контактных площадей заготовки с валками по сечению 2-2 (рис.3б). Сформованная в приводном калибре заготовка полностью контактирует в сечении 3-3 (рис.3г). [6 ] Исходные данные Формовочный стан состоит из четырех приводных горизонтальных клетей и трех не приводных вертикальных клетей. Привод формовочного стана индивидуальный. Исходные данные штрипса приведены в таблице 9. Таблица 9 Исходные данные
Скоростные характеристики клетей формовочного стана, использующиеся для расчета кинематических параметров стана представлены в табл.10
Таблица 10
[ 3 ]   Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
