Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Исследование условий работы и режимов динамического нагружения редукционного стана ТПА 30-102 с целью повышения надежности рабочей клети

Диссертация: Исследование условий работы и режимов динамического нагружения редукционного стана ТПА 30-102 с целью повышения надежности рабочей клети
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современное развитие трубного производства характеризуется широким распространением высокопроизводительных непрерывных процессов, обеспечивающих получение экономичных труб высокого качества. Одним из таких процессов является редуцирование труб с натяжением, осуществляемое на редукционно-растяжных станах. Эти станы устанавливают в линии современных агрегатов для производства труб, что обеспечивает… Читать ещё >

Содержание

  • 1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ РЕДУКЦИОННЫХ СТАНОВ С ГРУППОВЫМ ПРИВОДОМ
    • 1. 1. Конструкция станов с групповым приводом
      • 1. 1. 1. Групповой привод
      • 1. 1. 2. Дифференциально-групповой привод
      • 1. 1. 3. Дифференциально-гидравлический привод
      • 1. 1. 4. Конструкция рабочих клетей
    • 1. 2. Особенности нагружения клетей станов
    • 1. 3. Конструкция исследуемого стана и его характеристика
    • 1. 4. Общие вопросы динамики прокатных станов
    • 1. 5. Постановка задачи исследования
  • ВЫВОДЫ
  • 2. ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРИВОДОВ СТАНОВ С ГРУППОВЫМ ПРИВОДОМ
    • 2. 1. Нагрузки в приводе стана
    • 2. 2. Построение расчетной динамической модели
    • 2. 3. Определение приведенных масс и жесткостей
    • 2. 4. Дифференциальные уравнения движения масс
  • ВЫВОДЫ
  • 3. ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
    • 3. 1. Методика расчета внешних нагрузок 60 3.1.1 Определение функции момента прокатки
    • 3. 2. Решение системы дифференциальных уравнений
    • 3. 3. Влияние зазора в системе
  • ВЫВОДЫ
  • 4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕШЕНИЙ
    • 4. 1. Исходные данные и диапазоны изменения параметров
    • 4. 2. Исследование влияния параметров на динамические нагрузки
    • 4. 3. Методика расчета срока службы детали
    • 4. 4. Рекомендации по повышению надежности рабочей клети
  • ВЫВОДЫ
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
  • СПИСОК
  • ПРИЛОЖЕНИЯ

Исследование условий работы и режимов динамического нагружения редукционного стана ТПА 30-102 с целью повышения надежности рабочей клети (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Современное развитие трубного производства характеризуется широким распространением высокопроизводительных непрерывных процессов, обеспечивающих получение экономичных труб высокого качества. Одним из таких процессов является редуцирование труб с натяжением, осуществляемое на редукционно-растяжных станах. Эти станы устанавливают в линии современных агрегатов для производства труб, что обеспечивает повышение их технико-экономических показателей. В результате применения редукционно-растяжных станов увеличивается производительность агрегата и расширяется сортамент выпускаемых трубобеспечивается получение широкого диапазона труб по диаметру и толщине стенки из одной заготовкидостигается значительное суммарное обжатие трубы по диаметру и уменьшение толщины стенкиулучшается качество труб.

Редукционные станы при поштучном редуцировании в момент захвата переднего конца и при выходе заднего конца трубы испытывают повышенные динамические нагрузки. Однако эти процессы до настоящего времени не исследованы в полной мере. Актуальной задачей является снижение динамических нагрузок в приводе рабочей клети скобы, повышение ее надежности и долговечности, увеличение производительности стана за счет снижения простоев, роста выпуска продукции, снижения стоимости труб.

Целью настоящей работы является:

1. Создание новой приведенной и математической модели клети скобы на основе многомассовой многосвязной системы, испытывающей переменные нагрузки с целью снижения уровня динамической загруженности.

2. Описание методики расчета внешних нагрузок и построение зависимостей момента силы упругости от времени действия пиковой нагрузки на основе решения системы дифференциальных уравнений движения, определение максимальных амплитуд моментов крутильных колебаний, нахождения наиболее опасных участков привода рабочей клети редукционного стана.

3. Определение рациональных значений параметров упругой системы для повышения надежности клети.

4. Методика расчета срока службы детали для наиболее опасных участков.

С использованием анализа известных теоретических данных разработана математическая модель скобы. Математическая модель скобы редукционного стана 30−102 включает в себя восьмимассовую механическую систему, учитывающую зазоры, параметры зубчатых передач и электропривод. Созданная математематическая модель включает определение приведенных масс и жесткостей, закона действия внешних нагрузок, составление дифференциальных уравнений движения.

Проведенная численная реализация, полученной математической модели, позволила оценить нагруженность зубчатых передач, определить конструктивные и динамические параметры привода клети скобы.

Научной новизной работы является:

1. Создание приведенной и математической модели привода скобы, позволяющей определить приведенные массы и жесткости, закон действия внешних нагрузок, составить дифференциальные уравнения движения.

2. Описание методики расчета внешних нагрузок и построение зависимостей момента силы упругости от времени действия пиковой нагрузки на основе системы дифференциальных уравнений движения, а так же определение рациональных значений параметров упругой системы.

Практическая ценность работы:

Снижение динамических нагрузок в приводе скобы, повышение надежности и долговечности скобы, создание возможности увеличения производительности стана за счет снижения простоев, увеличение выпуска продукции.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Приведенная модель привода, новая математическая модель привода скобы, позволяющая определить приведенные массы и жесткости, закон действия внешних нагрузок, составить дифференциальные уравнения движения.

2.

Введение

новых понятий для определения динамической нагружен-ности стана.

3. Описание методики расчета внешних нагрузок и результаты теоретических исследований зависимостей момента силы упругости от основных параметров, определение рациональных значений параметров упругой системы.

С целью получения наиболее полной характеристики процесса были построены функциональные зависимости момента силы упругости от времени действия пиковой нагрузки при различных условиях деформирования с использованием пакета для научных и инженерных расчетов «MathCAD-8 Professional».

Главы 2, 3 и 4 тоже выполнены в этом пакете.

Результаты решения системы дифференциальных уравнений дают возможность определить наиболее опасные участки, провести параметрический анализ и подобрать рациональные значения для снижения динамической загруженности привода клети.

Результаты проведенного анализа позволили сформулировать конкретные рекомендации по снижению динамической загруженности привода и повышению надежности рабочей клети и переданы для внедрения на ОАО «Первоуральский новотрубный завод», а также используются в учебном процессе УГТУ-УПИ при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам «Математическое моделирование» и «Исследование металлургических машин».

Результаты работы переданы для внедрения на ОАО «Первоуральский новотрубный завод».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Для определения динамической нагруженности стана введено несколько основных понятий: коэффициент технологической перегрузки и коэффициент перегрузки.

В ходе теоретических исследований разработаны приведенная и математическая модель скобы, позволяющая оценить нагруженность зубчатых передач, определить конструктивные и динамические параметры привода в целях снижения уровня динамических нагрузок. Созданная математическая модель включает определение приведенных масс и жесткостей, закона действия внешних нагрузок, составление дифференциальных уравнений движения.

Получены формулы для определения функции момента прокатки. Созданная методика расчета внешних нагрузок позволяет составить любые формулы для определения функции момента прокатки.

Решение системы дифференциальных уравнений показало, что наиболее нагруженной является центральная ветка клети участок 23.

Численная реализация созданной математической модели позволила исследовать влияние различных параметров на динамические нагрузки в средней группе клетей.

Исследование влияния основных параметров на динамические нагрузки позволило определить рациональные значения. Результаты расчета срока службы муфты подтверждают данные по выходам из строя деталей редукционного стана агрегата 30−102 ПНТЗ, что позволяет сделать вывод об адекватности разработанной приведенной и математической моделей.

Результаты проведенного анализа позволили сформулировать конкретные рекомендации по снижению динамической загруженности привода и повышению надежности рабочей клети.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ф.А., Глейберг А. З., Балакин В. Г. Горячая прокатка и прессование труб. М.: Металлургия, 1972. 576 с.
  2. Г. И., Ившин П. Н., Ерохин И. Н. Технология непрерывной безопра-вочной прокатки труб. М.: Металлургия, 1975. 264 с.
  3. Jurgen Ammerling W. Implementation of a new 3-roll Reducing and Sizing block in a wire rod and bar mill. Millennium, 2004.
  4. Emst O.B. New developments in rod mills. Iron and Steel Engineer, December, 1986.
  5. Tosini Riccardo, Toschi Francesco. New stainless and speciality steel long products mini-mill for Baosteel. Millennium, 2004.6. 24ex клетьевой редукционный стан//Техно — рабочий проект. ВНИИМЕТМАШ, 1971.
  6. В.П., Зельдович JI.C., Курганов В. Д., Шпигельман P.M., Ивоботенко В. А. Редукционные станы. М.: Металлургия, 1971. 256 с.
  7. P.M. Материалы конференции по теории и практике редуцирования труб. Свердловск, 1965. С. 45−49.
  8. А.И., Полухин П. И., Гребеник В. М. Машины и агрегаты металлургических заводов. М.: Металлургия, 1988. Т 3. 680 с.
  9. Iron and Steel Engineer, 1956. N 2. P. 76.
  10. B.A., Глейберг A.3., Никитин А. С. Трубопрокатные станы. М.: Металлургия, 1983. 240 с.
  11. А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. М.: Металлург-издат, 1962. 494 с.
  12. А.П., Ваткин Я. Л. Основы прокатки труб в круглых калибрах. М.: Металлургиздат, 1962. 222 с.
  13. П.Т., Шевченко А. А., Борисов С. И. Трубопрокатное и трубо сварочное производство. М.: Металлургиздат, 1954. 496 с.
  14. А.А. Непрерывная прокатка труб. Харьков. Металлургиздат, 1954. 268 с.
  15. Курганов В. Д//Труды ВНИИМЕТМАШ. Москва, 1965. № 15. С. 163.
  16. Анисифоров В. П//Бюлл. «Черметинформация», 1966. № 11. С. 51.
  17. В.П., Зельдович Л.С// Бюлл. ЦИИН ЧМ, 1965. № 19. С 49.
  18. Ф.К., Полухин П. И., Тылкин М. А., Полухин В. П. Динамика и прочность прокатного оборудования. М.: Металлургия, 1970. 486 с.
  19. Ф.К., Красношапка В. А. Динамика металлургических машин. М.: Металлургия, 1983. 295 с.
  20. О.С. Оптимизация машин для деформации непрерывно-литых заготовок. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1995. 182 с.
  21. Г. С. Расчеты колебаний валов. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1968. 270 с.
  22. О.С., Волегов И. Ф. Динамика линий горизонтальных клетей непрерывно-заготовочных станов. Изв. вузов ЧМ, 1977. № 6. С. 170−173.
  23. Ф.К., Красношапка В. А. Прикладные задачи динамики машин. Киев: Высшая школа. Головное издательство, 1983. 200 с.
  24. B.C., Фотов А. А., Алешин В. А. Холодное волочение труб. М.: Металлургия, 1979. 240 с.
  25. А.И. Теория расчета усилий в прокатных станах. М.: Металлург-издат, 1962. 494 с.
  26. В.Н., Федосиенко А. С., Крайнов В. И. Процесс непрерывной прокатки. М.: Металлургия, 1970. 286 с.
  27. В.Н. Динамика прокатных станов. Свердловск, 1960. 255 с.
  28. Материалы конференции по теории и практике редуцирования труб. ЦБТИ, Свердловск, 1965.
  29. А.С. Обзор конструкций редукционных станов. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1969. 1−69−8.
  30. П.М. Новые конструкции клетей редукционных станов. НИИИНФОРМТЯЖМАШ, Металлургическое оборудование, 1967. 1−67−1.
  31. В.В. Опыт освоения непрерывного редуцирования труб снатяжением. ЦБТИ, Свердловск, 1966.
  32. В.А. Современные редукционные станы. Обзор ЦИНТИМАШ, 1962, серия IV.
  33. В.Н., Никитин Г. С. Расчет усилий при непрерывной горячей прокатке. М.: Металлургия, 1986. 286 с.
  34. С.Н. Метод упрощения динамических моделей при расчете приводов металлургических машин//Машиноведение. 1981. № 1. С. 3−6.
  35. О.С. Динамические нагрузки в линии привода обжимных станов. М.: Машиностроение, 1975. 184 с.
  36. В.К., Шилов В. А., Инатович Ю. В. Калибровка прокатных валков. М.: Металлургия, 1987. 368 с.
  37. А.П., Мутьев М. С., Машковцев Р. А. Калибровка прокатных вал ков. М.: Металлургия, 1971. 101 с.
  38. Д. Слабые места приводов прокатных станов/Чер. металлы. 1974. № 23. С. 26−32.
  39. Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. Учеб. для втузов. В 2-х т. Т. II. М.: Интеграл-Пресс, 2002. 544 с.
  40. П.Е., Попов А. Г., Кожевникова Т. Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. В 2-х ч. Ч. II. Учебное пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1997.416 с.
  41. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95./Перевод с англ. М.: Информационно-издательский дом «Филин», 1996. 712 с.
  42. А.И. Основы теории прокатки. М.: Металлургия, 1965. 247 с.
  43. А.И., Гришков А. И. Теория прокатки. М.: Металлургия, 1970. 358 с.
  44. О.А., Гуляев Г. И., Девятисильный В. И. Производство бесшовных труб. М.: Металлургия, 1972. С 22−29.
  45. Ю.М., Самарянов Ю. В., Гилев П. Г. Новые процессы производства труб. М.: Металлургия, 1969. 264 с.
  46. И.П. Производство сварных и бесшовных труб. М.: Металлургия, 1966. С 121−125.
  47. Ю.И., Ломаченко А. Н. Производство бесшовных труб. М.: Металлургия, 1972. С 34−42.
  48. Г. И., Иванов И. П., Гринев А. Ф. Новые редукционно-растяжной и калибровочно-редукционный станы в ГДР. М.: Черметинформация, 1969. 22 с.
  49. В.В., Грабарник Л. М. Производство сварных и бесшовных труб. М.: Металлургия, 1967. С 142−147.
  50. В.В., Блинов Ю. И., Фридман Д. С., Грабарник Л. М. Теория редуцирования труб. Свердловск, 1970. 230 с.
  51. В.В., Левина З. М. Расчет жесткости станков. М.: Машиностроение, 1983. 47 с.
  52. В.М. Расчет металлургических машин и механизмов. К.: Высшая школа, 1988. 448 с.
  53. Ф.К., Красношапка В. А. Динамика металлургических машин. М.: Металлургия, 1983. 295 с.
  54. В.Н., Гус А.В. Продольная прокатка труб. М.: Металлургия, 1984. 136 с.
  55. Ю.Б. Основы расчета деталей машин. Учебное пособие. Екатеринбург, УГТУ, 1994. 76 с.
  56. П.К. Прокатное и трубопрокатное производство. М.: Металлургиздат, 1959. С 162−180.
  57. В.Л., Глейберг А. З. Прокатное и трубопрокатное производство. М.: Металлургиздат, 1959. С 171−179.
  58. Я.Л. Обработка металлов давлением. М.: Металлургия, 1965. С 332−342.
  59. А.А. Производство труб. М.: Металлургия, 1965. С 5−10.
  60. В.И. Производство труб. М.: Металлургия, 1964. С 10−17.
  61. О.А. Производство труб. М.: Металлургия, 1967. С 5−10.
  62. Я.Jl., Суконник Н. М. Производство сварных и бесшовных труб.
  63. М.: Металлургия, 1968. С 87−92.
  64. М.А. Производство сварных и бесшовных труб. М.: Металлургия, 1966. С 73−79.
  65. Я.С. Производство сварных и бесшовных труб. М.: Металлургия, 1964. С 74−80.
  66. М.А. Режимы деформации и усилия при горячей прокатке. М.: Металлургиздат, 1960. 301 с.
  67. И.Я., Поздеев А. А., Меандров Л. В. Механические свойства стали. М.: Металлургиздат, 1960. 264 с.
  68. В.И., Бровман М. Я., Мельников А. Ф. Сопротивление деформации сталей при горячей прокатке. М.: Металлургия, 1964. 270 с.
  69. А.В., Зюзин В. И. Механические свойства металлов при обработке давлением. Справочник. М.: Металлургия, 1973. 224 с.
  70. .Е., Гарцман С. Д., Филатов А. А. Повышение работоспособности прокатного оборудования за счет снижения динамических нагрузок. Металлургическое оборудование. 1982. № 33. 42 с.
  71. О.С., Малахов А. В., Жигалин А. Г. Оптимизация параметров многомассовых систем главных линий прокатных станов//Изв. вузов. Чер. металлургия. 1986. № 12. С. 122−126.
  72. О.С., Волкова Т. А. Оптимизация конструктивных параметров главных линий прокатных станов//Изв. вузов. Чер. металлургия. 1982. № 2. С. 135−137.
  73. О.С. Динамические нагрузки в линии привода обжимных станов. М.: Машиностроение, 1975. 184 с.
  74. С.Н. Динамика машин с упругими звеньями. Изд.-во Академии наук Украинской ССР, Киев, 1961. 300 с.
  75. Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. М.: Машиностроение, 1957. 336 с.
  76. Н.М. Сопротивление материалов. М.: Изд.-во «Наука», 1976. 608 с.
  77. П.А. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1988. 367 с.
  78. С.А., Снесарев Г. А., Козинцов Б. С. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие для втузов. М.: Машиностроение, 1984. 560 с.
  79. Л.М. Методика усталостных испытаний. Справочник. М.: Металлургия, 1978. 304 с.
  80. И.А., Шорр Б. Ф., Иосилевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. М.: Машиностроение, 1993. 640 с.
  81. Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989. 496 с.
  82. В.Н. Детали машин. Л.: Машиностроение, 1980. 464 с.
  83. Г. Б. Детали машин. М.: Машиностроение, 1988. 367 с.
  84. Д.Н., Иванов А. С., Фадеев В. З. Надежность машин. М.: Высшая школа, 1988. 238 с.
  85. С.В., Катаев В. П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. 488 с.
  86. А.Ф. Детали машин. Словарь-справочник. М.: Машиностроение, 1992. 479 с.
  87. В.П., Дроздов Ю. Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991. 319 с.
  88. B.C., Чумакова Л. А. Анализ конструкций приводов редукционных станов. Тез. докл. VI научно-технической конференции молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2004. С. 429.
  89. B.C., Чумакова Л. А. Влияние натяжения на толщину стенки трубы при редуцировании. Тез. докл. VI научно-технической конференции молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2004. С. 430.
  90. B.C., Чумакова Л. А. Особенности динамики редукционных станов. Тез. докл. VI научно-технической конференции молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2004. С. 431.
  91. B.C., Чумакова Л. А. Методика расчета формирования технологических нагрузок при заполнении трубой редукционного стана. Тез. докл.
  92. VIII научно-технической конференции молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2005. С. 63.
  93. B.C., Чумакова JI.A. Основные причины возникновения пиковых нагрузок в редукционно-растяжном стане и их расчет. Тез. докл. VIII научно-технической конференции молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2005. С. 64.
  94. JI.A. Методика расчета формирования технологических нагрузок при заполнении трубой редукционного стана//Конструирование и технология изготовления машин. Вестник УГТУ-УПИ № 18(70). Сборник научных трудов. Часть 1. С. 271−279.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!