Автореферат Альпеисова А.Т.


 УДК 621

УДК 621.9:539.219.2(043)                                                       На правах рукописи

 

 

 

 

 

АЛЬПЕИСОВ АЗАМАТ ТУРУСБЕКОВИЧ

 

Снижение износа роликов отводящего рольганга путем

стабилизации распределения в нем остаточных напряжений

 

05.03.01 – Технологии и оборудование механической

                 и физико-технической обработки

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

 

 

Республика Казахстан

Алматы,  2009

Работа выполнена в Казахском национальном техническом университете имени К.И.Сатпаева

 

Научный руководитель                            - доктор технических наук,

                                                                            Мендебаев Т.М.

 

 

Официальные оппоненты                          - доктор технических наук,

                                                                     Аликулов Д.Е.   

                                                              - кандидат технических наук,

                                                                     Самсалиев А.А.                                                                                       

 

Ведущая организация                                - Карагандинский государственный

                                                                          технический университет                                      

                                                                                                                                      

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

Защита состоится 30 сентября  2009 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д14.17.02  в  Казахском национальном техническом университете имени К.И.Сатпаева по адресу: 050013, г. Алматы, ул.Сатпаева 22, ауд.304 ИМС, телефон (7272) 577183.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университета имени К.И.Сатпаева.

Автореферат разослан  «28» августа 2009 года.

 

Ученый секретарь

диссертационного совета                                                           Б.Т.Сазамбаева

      Введение

 

Общая характеристика работы.  Диссертация посвящена вопросам снижения износа роликов  отводящего рольганга  путем стабилизации распределения в нем остаточных напряжений.

Актуальность работы. В программе «Казахстан – 2030» посланной народу Казахстана президентом  Республики Казахстан Н.А.Назарбаевым предусмотрено стратегическое направление по индустриализации страны, в частности  в машиностроительной промышленности.

В связи с принятой программой развития приоритетным направлением машиностроительной отрасли становится актуальным глубокое изучение и создание новых технологий для узких мест производства особо ответственных металлоемких, трудоемких и дорогостоящих изделий машиностроения.

Развитие машиностроения в последние годы привело к уделению особого внимания к обработке сопрягаемых поверхностей этих изделий. В мировой практике все большое внимание уделяется созданию методик, технологических процессов, специальных инструментов и др., которые бы привели к снижению трудоемкости и повышению качества обработки, а также сборки функционально-связанных поверхностей деталей и соединений.

Технологическое обеспечение качества машиностроительной продукции является важной задачей машиностроения. Одной из проблем прокатного производства стоит выпуск качественной продукции, а именно тонколистовых изделий , соответствующих нормативным требованиям.

Однако, на качество листового материала существенное влияние оказывает состояние поверхностей прокатных роликов, их рельеф, который напрямую зависит от остаточных напряжений в теле бочки ролика, возникающих как от действий технологических воздействий на предыдущих операциях - изготовления заготовки и ее обработки, так и за счет влияния способа изготовления посадочных соединений «ступица  - бочка ролика».

Такими поверхностями у узлов рольгангов НШПСГП – 1700 являются внутренние поверхности бочек роликов и наружные поверхности ступицы. Явление, проявляющиеся в этих стыках существенно влияют на виброустойчивость узлов стана и качество обрабатываемых поверхностей деталей. Изучение контактных явлений, их влияние на жесткость станов в целом развиваются и в настоящее время, несмотря на большой объем научных исследований.

От выбора технологии обработки зачастую зависит как  долговечность работы роликов отводящих рольгангов, так и всего рольганга в целом.  Неправильно выбранные режимы обработки роликов рольгангов, вследствие наличия  в них больших по величине внутренних напряжений приводит, в дальнейшем, к чрезмерному деформированию тонколистовых изделий, к их поломкам при эксплуатации, к неравномерному износу.

Следовательно, обеспечение снижения износа роликов отводящего рольганга  путем стабилизации распределения в нем остаточных напряжений является актуальной задачей.

В связи с вышеизложенным, возникает проблема разработки выбора оптимальных режимов  механический обработки функционально-связанных поверхностей деталей и соединений узла роликов рольганга стана -1700.

Цель работы. Обеспечение  снижения износа роликов отводящего рольганга  путем стабилизации распределения в нем остаточных напряжений.

 В соответствий с поставленной целью, необходимо решение следующих задач исследования:

- анализ современного состояния вопроса исследования остаточных напряжений в роликах рольганга;

- исследование  условий работы и причин выхода из строя тонкостенных изделий – роликов отводящего рольганга широкополосного стана горячей прокатки 1700 КарМК ( ныне Алселор-Митал Темиртау);

- экспериментальные исследования распределения остаточных напряжений

в роликах рольганга в зависимости от режимов и видов механической   обработки;

- разработка способа измерений  остаточных напряжений в бочке ролика отводящего рольганга и рекомендаций по совершенствованию технологии изготовления  и эксплуатации ролика  в условиях цеха горячей прокатки.

Научная новизна:

- выявлены  причины выхода роликов отводящего рольганга  из строя, основными из которых  являются технологические - износ поверхности бочек роликов, возникновение дебаланса вследствие деформации ролика в процессе эксплуатации, заклинивание подшипников  и, вследствие дефектов их изготовления, проявляющиеся  в образовании трещин в местах посадки ступиц;

- установлено, что распределение остаточных напряжений в теле бочки ролика зависит от технологических факторов их изготовления – скорости резания, подачи, предельного износа инструмента и дефектов посадок, вызванных чрезмерным натягом в сопряжениях «ступица – бочка ролика», а также состоянием материала;

- обосновано, что снижение величины износа роликов рольганга до нормативных пределов обеспечивается технологической наладкой роликов, при выставке на один уровень верхнюю образующую бочек роликов, с помощью прокладок под подушки подшипников и  непрерывным тензометрическим контролем;

- экспериментально установлена аналитическая зависимость остаточных напряжений от скорости резания V м/мин, подачи S мм/об и износа инструментов по задней грани h3 мм для стали 25Л ступицы ролика отводящего рольганга.  

Методы исследования. Применены известные и разработаны  новые методики исследования остаточных напряжений при механической обработке деталей  и объемных напряжений в теле заготовки бочки роликов рольганга.

Микроструктура поверхностного слоя и наклеп поверхности исследуемых сталей, проводились известными методами металлографии, путем исследования микрошлифов на приборе  УИМ-21.Обработку результатов экспериментов проводили методами математической статистики.

Личное участие соискателя заключается в постановке задачи исследования, выборе методик, проведении экспериментальных исследований, обработке и обсуждении результатов, выводов по работе, написаний статей и участьях в Международных конференциях.  

Объект исследования. Ролики отводящего рольганга, изготовленные на заводе АЗТМ и исследование качества функционально-связанных поверхностей деталей и соединений данного узла.  

Реализация работы. Разработаны технологии изготовления деталей роликов отводящего рольганга. Предложены рекомендации по режимам термической обработки роликов отводящего рольганга, способствующие рациональному распределению остаточных напряжений и тем самым, увеличению срока их службы в условиях листопрокатного стана 1700. 

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций потверждается:

-       высокой сходимостью результатов расчетов и натурных эксперименталь-

ных исследований в условиях АО «АЗТМ» и в лабораторных условиях КазНТУ им.К.И.Сатпаева;

-      широкая апробация работы на международных, республиканских и региональных научных конференциях, совещаниях и публикациях основных научных положений в открытой печати.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международных научно-технических конференциях:

- «Состояние и перспективы развития механики и машиностроения в Казах-

   стане», Алматы, КазНТУ им.К.И.Сатпаева,2007;

- «Проблемы и перспективы индустриально-инновационного развития»,

   Алматы, АГТУ,2007;

- «Наука и образование –ведуший фактор стратегии «Казахстан- 2030»»,

-  Караганда, КарГТУ,2008;

- «Актуальные проблемы механики и машиностроения»,Алматы,

   КазНТУ им.К.И.Сатпаева,2009;

- «Интерстроймех - 2009», Бишкек, КГУСТ и А,2009;

-  научных семинарах кафедры «Стандартизация, сертификация и техноло-

   гия машиностроения» КазНТУ им.К.И.Сатпаева,2007-2009.

Основные положения выносимые на защиту:

- основными  причинами выхода роликов отводящего рольганга НШПСГП-1700 из строя являются технологические, а именно - износ поверхности бочек роликов, возникновение дебаланса вследствие деформации ролика в процессе эксплуатации, заклинивание подшипников  и, вследствие дефектов изготовления, проявляющиеся  в образовании трещин в местах посадки ступиц;

- распределение остаточных напряжений в теле бочки ролика зависит от технологических факторов их изготовления – скорости резания, подачи, предельного износа инструмента и дефектов посадок, вызванных чрезмерным натягом в сопряжениях «ступица – бочка ролика», а также состоянием материала;

- снижение величины износа роликов рольганга до нормативных пределов обеспечивается технологической наладкой роликов при выставке на один уровень верхнюю образующую бочек роликов с помощью прокладок под подушки подшипников и  непрерывным тензометрическим контролем;

- экспериментально полученная эмпирическая зависимость остаточных напряжений от скорости резания V м/мин, подачи S мм/об. и износа инструментов по задней грани h3 мм для стали 25Л, описываемая уравнением:  

= 37,3 × V0,6533 × S0,0329 × h 0,1870   МПа.

 Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано и изложено четырнадцати  научных работах, из них четыре статьи в журналах рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки МОН РК и десять в трудах Международных научных  конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, рисунков, таблиц, списка литературных источников и приложения.

 

Основная часть

 

 Во введении в соответствии с обоснованием актуальности темы определяются идея, цель и задачи исследования, обозначаются методологические и теоретические основы исследования, практическая значимость работы, формулируется научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе приведено современное состояние исследований остаточных напряжений от различного характера их образования.

Остаточные напряжения могут возникать после механической обработки (точения, фрезерования, шлифования и др.). Особенность  этих  остаточных напряжений состоит в том, что они действуют практически только в поверхностных слоях глубиной в несколько десятых долей миллиметра. Возникновение остаточных напряжений связано с пластической деформацией при воздействии режущего инструмента и нагреванием поверхностных слоев выделяющейся теплотой резания. При силовом воздействии инструмента возникает пластическая деформация растяжения, и после снятия этого воздействия в поверхностном слое образуются остаточные напряжения сжатия. При резании действуют два основных фактора – силовой и температурный – действуют в противоположные стороны, что и объясняет существенную зависимость величины и знака остаточных напряжений от технологического режима обработки.

Технологические факторы (способы и режимы обработки поверхности, состояние инструмента, системы и степень охлаждения и др.) оказывают определяющее влияние на величину и знак остаточных напряжений. Обработка резанием (точение) поверхности заготовки детали обычно вызывает появление растягивающих напряжений величиной до 70 МПа. Глубина распространения их находится в пределах 50…200 мкм и зависит от условий формообразования поверхности. При фрезеровании возникают как растягивающие, так и сжимающие напряжения. При шлифовании чаще всего возникают растягивающие напряжения.

Фазовые превращения металла (в процессе его кристаллизации и остывания, термической обработки и распада твердого раствора), сопряженные с увеличением или уменьшением объема отдельных зерен, порождают значительные остаточные напряжения. При изменении температуры микронапряжения могут возникнуть из-за наличия в металле различных компонентов с различными коэффициентами линейного расширения, а также из-за анизотропии свойств отдельных зерен, особенно для металлов с некубической решеткой, обусловливающей различие в величине линейного расширения по разным кристаллографическим осям. Например, при охлаждении чугуна напряжения около зерен графита составляют 14…140 МПа, так как коэффициенты линейного расширения сильно различаются: для углерода 0,000003; для феррита 0,000015; для цементита 0,000012.

Наиболее ярко физические особенности процесса резания проявляются при сверхвысокой скорости. При скоростях резания, составляющих примерно несколько сотен метров в секунду, возникают предельные условия для перехода материала из одного состояния в другое, резко изменяются физические характеристики и механические свойства. При исследованиях отожженной стали, проводимых на специальном ротационном копре, было установлено, что пластическая деформация отожженной стали (0,2 % С) прекращается при скорости около 50 м/с. понятия «хрупкость» и «пластичность» условны: чем выше скорость нагружения, тем больше пластичный материал приближается к хрупкому и тем меньше доля пластического деформирования в работе резания.

В экстремальных условиях резания нарушается равновесие между тепловыми явлениями и агрегатным состоянием материала. Скорость протекания процесса настолько велика, а время взаимодействия инструмента и заготовки так мало (доли секунды), что материал в зоне деформации находится в нескольких фазовых состояниях. При рассмотрении послойного (по толщине) течения материала температура на верхней границе температурного интервала при сверхскоростном резании возрастает до температуры кипения в контактной с резцом зоне (для железа θкип= 2740º С).

Наблюдаемое в последние десятилетия развитие прогрессивных процессов сварки и штамповки потребовало значительного увеличения производства листового проката и улучшения его качества.  Преимущества листового проката при изготовлении различных видов изделий определяют непрерывное увеличение его доли в общем объеме производства проката.

Доля листовой стали в общем производстве металла определяет эффективность использования металла в народном хозяйстве, динамика производства листа (в том числе тонкого) в ведущих промышленных странах мира. Уже  в I960 году более 70% полосовой стали прокатывалось    на  широкополосных   станах   (ШПС)   горячей  прокатки.  В настоящее время на долю ШПС приходится более 80% мирового производства горячекатаной листовой стали.

Особенностью отводящих рольгангов непрерывных широкополосных станов горячей прокатки (НШСГП) является применение пустотелых роликов (рисунок 1) с чугунной бочкой, что связано с высокими требованиями к качеству поверхности листа, способностью хорошо сопротивляться износу при работе на трение, высокими литейными свойствами.

Работам, посвященным совершенствованию весьма громоздкого и сложного агрегата, каким является отводящий рольганг, уделяется сравнительно мало внимания. В отечественной и зарубежной технической литературе отсутствуют данные о целенаправленных и комплексных исследованиях в этой области. В ходе проведенного анализа литературных источников установлено, что:

- в процессе изготовления изделий из металлов в их теле возникают остаточные напряжения, которые в процессе эксплуатации могут привести  к изменению формы и даже к разрушению.

Природа возникновения остаточных напряжений различна. Они появляются в результате механической обработки резанием, в результате пластической деформации металла, при сборке узлов машин, в результате кристаллизации металла при литье и при термической обработке:

- величина остаточных напряжений в значительной мере определяется технологией изготовления отдельных деталей и особенностями сборки узлов конструкции;

-  при изготовлении отдельных деталей и при сборке их в узлы агрегатов большое значение имеет точность изготовления с соблюдением заданных параметров.

Большой вклад в исследований природы образования остаточных напряжений внесли ряд зарубежных и отечественных ученых:А.М.Дальский, А.И.Исаев,Б.А.Кравченко,В.С.Корсаков,М.К.Курмангалиев,Т.М.Мендебаев,   Д.Д.Папшев, М.Р.Тусупбеков, К.С.Тундыбаев и др.

Во втором разделе приведены методы исследования объемных остаточных напряжений и их измерения.

Долговечность и работоспособность непрерывного широкополосного стана 1700 во многом зависит от технологии изготовления узла ролика отводящего рольганга, состоящего из весьма ответственных формообразующих деталей процесса прокатки тонколистовых изделий.

 

    1-ступица; 2- бочка ролика; 3- вал; 4- подшипник; 5-раструб.

Рисунок 1- Сборочный чертеж ролика рольганга НШПСГП-1700

 

Обеспечение снижения износа ролика отводящего рольганга  во многом определяется уровнями распределения объемных остаточных напряжений возникающих как в теле бочки ролика, так и в сопряжений «ступица – ролик рольганга». Поэтому нами поставлена задача исследовать закономерность формирования объемных остаточных напряжений в теле бочки ролика и поверхностных окружных остаточных напряжений в ступице, формируемых после механической обработки. Эскизы узла отводящего рольганга, бочки ролика и сварной ступицы приведены на рисунках 1,2 и 3.Технологические процессы изготовления бочки ролика и ступицы и их режимы проведения построены с учетом стабилизации формируемых остаточных напряжений. В связи с этим для исследования остаточных напряжений в теле бочки ролика было изготовлено переносное тензометрическое устройст- во с полупроводниковым усилителем и визуальной регистрацией с использованием стрелочного прибора .

 

Рисунок 2- Эскиз бочки ролика рольганга

Рисунок 3- Эскиз сварной ступицы

 

Устройство представляет собой скобу (рисунок 4), состоящую из жесткой Г – образной планки 1 и упругой тензометрической балки равного сопротивления 2 с индентором 3. На балку наклеены проволочные тензодатчики сопротивления (тензорезисторы) 4 типа ПКБ 20 – 200 с базой 20 мм и сопротивлением 200 Ом. Наклейку проводили клеем БФ – 2 с последующей полимеризацией в сушильном шкафу при температуре 180 С в течение двух часов.

 

 

1 - Г-образная планка; 2 - балка равного сопротивления;

                3 - индентор;  4 - тензорезисторы.

Рисунок 4 -Тензометрическая скоба

 

С использованием данного прибора были выполнены измерения диаметром бочек роликов на рольганге во время кратковременных остановок стана на планово – предупредительный ремонт. Повторные измерения, выполненные через определенное время работы рольганга, позволили оценить величину износа бочек роликов и определить скорость изнашивания.

Для изучения величин  напряжений  в  теле  бочки  ролика, возникающих в процессе изготовления,  нами  использован  метод Закса . Сущность его заключается в послойном растачивании цилиндрических   образцов   с   последующим   измерением   его геометрических размеров и пересчетом по теории упругости.  При этом   принимаются   следующие   допущения:   считается,   что деформации, возникающие при снятии внутренних напряжений, имеют упругий характер; внутренние  напряжения  в  любом  поперечном сечении распределяются  осесимметрично;  внутренние  напряжение удовлетворяют  следующим  условиям  равновесия   (рисунок 5)   и граничным условиям по контуру цилиндра и его концах:

а)  Осевые  внутренние  напряжения σ L  уравновешиваются   по площади поперечного сечения F цилиндра, т.е.

                                                        (1)

б) Касательные внутренние напряжения σm уравновешиваются вдоль радиуса цилиндра r, т.е.

                                                         (2)

в) Радиальные внутренние напряжения  σ r  обращаются в нуль  на наружной поверхности цилиндра, т.е.

                                                                                                          (3)                                           

   

г) Касательные и  радиальные  внутренние  напряжения  имеют равную величину:

 

Рисунок 5 - Схемы, поясняющие условия равновесия

                    и граничные условия для внутренних напряжений

 

 

Опуская основные выводы, приводим конечные формулы для определения внутренних напряжений и введя следующие обозначения:

 

                                                                                                (4)

                                                                                                           (5)

где  Ѳ- температура;

         µ- коэффицент Пуассона; 

        ε- деформация;

         δ-относительное удлинение;

       λ-теплопроводность.

получим следующие расчетные формулы:

 

                                                                     (7)

                                                         (8)

                                                                                       (9)

где Е- модуль упругости;

 

При подготовке к проведению исследований напряжений в теле бочки ролика отводящего рольганга была использована тензометрическая  установка, изготовленная в КазНТУ, позволяющая регистрировать попеременно изменение   сопротивлений тензодатчиков (рисунок 6).

 

Рисунок 6- Блок-схема электрических соединений для измерения

                   напряжений в теле бочки ролика

Для исследований заводом-изготовителем (АЗТМ) были выделены серийный ролики, прошедшие различную термическую обработку, на которые наклеили тензодатчики сопротивления ПКБ 20-200 с длиной базы 20 мм и сопротивлением 200 Ом. Датчики разместили  вдоль образующей  бочки ролика  и поперек  таким образом, чтобы получить возможно более полные сведения о напряжениях  в  теле бочки ролика, возникающих в процессе  изготовления (рисунок 7).

 

Рисунок 7 -Расположение тензодатчиков на бочке  исследуемого ролика

 

Для определения усилий на опоры роликов разработан метод измерения при помощи мембранных датчиков (рисунок 8).

1, 2, 3, 4 – мембранные датчики; 5 – опора ролика; 6 – ролик.

Рисунок 8 - Схема установки мембранных датчиков на опорах ролика

 

       Предложенные методы и приборы позволили произвести замеры следующих величин: остаточные напряжения в теле бочки ролика, скорости вращения ролика и усилия, действующие на опоры ролика.

В третьем разделе исследовано влияния способа механической обработки на величину остаточных напряжений.

Исследования  остаточных напряжений в поверхностных слоях (ПС) глубоких отверстий диаметром  16,3 мм в деталях из стали 25Л показали следующее. После сверления сверлами одностороннего резания в ПС глубиной  до 0,1…0,2 мм могут формироваться тангенциальные и осевые остаточные напряжения как сжатия, так и растяжения (рисунок 9) величиной до 140… 150 МПа. При работе сверлом с небольшим  износом (h<0,25мм) формируются остаточные напряжения сжатия, и глубина их проникновения  не превышает  0,03 мм. С увеличением  износа сверла по задней грани  и уголку до 0,4 мм глубина залегания остаточных напряжений в поверхностных слоях увеличивается до 0,15...0,2мм. Из-за нестабильного процесса в зоне резания и формирования ПС могут образовываться как остаточные напряжения сжатия,так и растяжения величиной до 40...50 МПа. Уменьшение скорости резания сопровождается снижением остаточных напряжения и переходом их в напряжения сжатия при V=30…40м/мин. Снижение подачи с 0,04мм/об до 0,02мм/об привело к уменьшению тангенциальных остаточных напряжений растяжения от 117МПа до 50МПа.

Сверление отверстий диаметром 15,8мм со скоростью резания 62м/мин и подачей 0,04мм/об  с последующим зенкерованием с V=26м/мин и S=0,04мм/об сформировало в тонком  ПС до 0,05мм тангенциальные остаточные напряжения сжатия величиной до 180МПа. Однако на глубине 0,03мм они уменьшились до 10МПа. В осевом направлении образовались небольшие остаточные напряжения растяжения, в слое 0,01мм они состовляли 10МПа, а наглубине 0,02мм-70МПа (максимальные).

При исследовании влияния разных способов и режимов обработки на  величины остаточных напряжений было сделаны следующие выводы:

1 Установлено, что при одинаковых режимах  механической обработки различных материалов возникают отличные по величине остаточные напряжения.

2 Величины напряжений могут достигать пределов текучести исследо-          ванных материалов, и ,следовательно, приводить к пластической деформации изделий, к изменению их формы.

3 Путем изменения режимов обработки возможно уменьшение величины остаточных напряжений или изменение их знака.

4 Установлено, что наибольшее влияние на величину остаточных напряжений оказывает подача: при увеличение подач с 0,04 до 0,08 мм/зуб при фрезеровании сопровождается резким повышением толщины срезаемого слоя на участке траектории зуба фрезы, это приводит как к увеличению глубины проникновения начальных напряжений на стальных образцах с 0,2 до 0,28 мм, так и к росту их максимальных значений со 180 МПа до 340 МПа.

 

а - тангенциальные, б – осевые

Рисунок 9 - Остаточные напряжения в поверхностном слое ступицы                     из стали 25Л

 

5 Изменение скорости резания  при встречном фрезеровании образцов из стали 25Л  привело к росту напряжений растяжения от 120 МПа до 310МПа  и  к  уменьшению глубины их залегания от 0,26 мм до 0, 12 мм.      

В четвертом разделе приведены исследование состояния отводящего рольганга непрерывного широкополосного стана горячей прокатки НШПСГП-1700.

Выборка сведений о количестве поломок и замен роликов из журналов за 2005-2008 г.г. показала, что всего за эти годы по различным причинам было демонтировано с отводящего рольганга 842 шт. роликов, в том числе по следующим причинам:

 - дебаланс роликов – 63 шт. (7.5%);

       - трещины по бочке – 308 шт. (36,6%);

       - заклинивание подшипников – 11 шт. (1,54%);

       - разрушение посадки – 11 шт (1,36%);

       - по неустановленным причинам – 447 шт. (53%).

Анализ статистических данных показывает, что ролики по длине рольганга работают в различных условиях эксплуатации. Наилучший режим работы, несомненно, у роликов, которые не имеют ни одной поломки за все время наблюдения  за рольгангом. Сам факт столь длительной работы этих роликов свидетельствует о возможности создания условий, при которых абсолютное  большинство роликов имело бы такие же характеристики наработки.

 

На отводящем рольганге НШСГП-1700 ежемесячно заменяют до 30 роликов. Таким образом, в течение года  заменяли  свыше  300 роликов. Необходимость   замен большого количества роликов значительно усложняет и удорожает обслуживание   и  ремонт   стана,   приводит   к    повышению себестоимости проката.

С целью получения достоверных данных было принято решение о регистрации замены всех  вышедших из  строя роликов и определении скорости изнашивания всех  установленных на рольганге роликов. Для этого было  использовано  переносное тензометрическое устройство.   Экспериментальные данные показали, что наружный диаметр  бочек колеблется  от  300 мм  до  257  мм. Это  соответствует  толщине  стенки бочки от номинальных 25 мм до 3,5 мм.  Также  выяснилось,  что износ ролика по  длине  бочки  является  неравномерным. 

Измерения показали,  что  на  рольганге  находятся ролики с различной степенью износа бочки. Для удобства  оценки условно приняли, что ролики с толщиной бочки от 20 мм и  более относятся к мало изношенным, от 10 мм до 20 мм - к средне изношенным и менее 10 мм - к сильно изношенным.

Практически на  всех  участках рольганга  имелись  ролики  различной  степени износа  бочек. Количество мало изношенных роликов составляет от 13,3% до  65%. А на участке № 0 их количество доходит до 89%. Это,  очевидно, объясняется  тем,  что  на  данном  участке  все  ролики  были заменены в апреле 2006г. Количество средне изношенных роликов колеблется от 20% до 86,7%, а  сильно изношенных  -  до  41,2%. Наиболее изношенным участком рольганга является  участок № 6 (ролики № 182-211), где  количество  сильно изношенных роликов составляет до 41,2%, а имеющих среднюю  степень  износа  -  до 46%. К изношенным следует отнести также участки № 8 - № 10.

Измерения показали, что ролики, имеющие толщину стенку бочки до  10 мм, составляют от 20% до 30%, а ролики с толщиной бочки  10-20 мм от 20% до 65% от их общего количества. За вышеуказанный период наблюдений в целом  по  отводящему рольгангу стана 1700 количество  роликов  с  сильной  степенью износа бочек колебалось от 13,9% до 14,6%, со средней степенью износа - от 44,6% до 62,8%, а с малой степенью износа - от 22,6% до 41,5%. При этом необходимо  заметить,  что  нахождение  на рольганге одновременно роликов, имеющих степень  износа  бочек от  0 до 86%  (толщина  стенок  бочек  3,5 25  мм)  не препятствует   транспортировке   проката,    практически   не отражается в целом на  работе  отводящего  рольганга.  Поэтому требования

ТУ 14.1.720-92, допускающие колебания верха роликов в пределах ±1 мм по  условию  устойчивого  транспортирования переднего конца  полосы  и минимальных контактных  давлений, являются,  завышенными и на практике не соблюдаются.

Как показали наши наблюдения, на рольганге  всегда  находится определенное количество роликов (12÷15 роликов в июне  2006г., 2007г. в августе)  с  продольными  трещинами,  обычно  в  местах расположения  ступиц.  Вероятно, момент   трещинообразования определяется посадочными напряжениями и качеством чугуна.

Основной причиной выхода  из  строя  роликов  отводящего рольганга НШСГП - 1700   следует считать износ роликов.  В настоящее  время  в  практике  эксплуатации  принято   считать предельно допустимой степенью износа ролика такую, при которой ролик теряет свою конструктивную прочность, т.е.  разрушается. При оценке причин  выхода  роликов  из строя представляется неправомерным разрушения сильно изношенных роликов относить к поломкам, а следует считать их как  случаи предельного износа. С учетом этого доля  износа,  как  причины выхода из строя роликов, значительно возрастает и может  быть ориентировочно  рассчитана.  Повторные   измерения   диаметров роликов, выполненные во время остановок стана на планово-предупредительные   ремонты позволили  оценить скорость изнашивания бочек.   

Средняя скорость изнашивания   бочек роликов составляет 0,085÷0,114  мм/сут.  Ролики различной степени износа  имеют  разную скорость  изнашивания: от 0,042÷0,1 мм/сут - у сильно изношенных, до 0,086÷0,118 мм/сут - у мало изношенных. Вышеприведенные  данные  позволили  оценить количество роликов, вышедших из строя из-за износа бочек.

При такой скорости изнашивания и допустимом износе бочки 40 мм на диаметр в  течение  года  из  строя  выходят  280÷330 роликов.  Для  отводящего  рольганга НШСГП -  1700   это составляет 65÷80% от годового расхода роликов. Суммируя вышесказанное, можно отметить следующее.  Велико количество выходов роликов из строя, в течение года заменяется до 90% от их количества, установленного на рольганге. При этом примерно 70% роликов заменяется по  причине  износа  бочек,  а остальные 30% - из-за заклинивания подшипников, поломки бочек, дебаланса.

В пятом разделе приведены результаты экспериментальных исследований остаточных напряжений бочек роликов отводящего рольганга.

Обработку   роликов   проводили  на   расточном   станке. Поскольку вылет шпинделя данного станка составлял  1400 мм, то для обработки роликов на всю длину, стол  станка  разворачивали на 1800, проводя дополнительную центровку  детали  относительно инструмента после каждого разворота.

Обработку роликов  начали  с  расточки  цапф при помощи сверлильной коронки с наружным диаметром 150 мм. Затем  резцом удалили  стальные  ступицы,   увеличивая   диаметр   отверстия следующим образом: 170 мм, 180 мм, 200 мм, 210 мм, 230 мм, 240 мм.

Результаты экспериментальных исследований остаточных напряжений  приведены в таблицах 1-3.  При  этом  напряжения  в бочке ролика, возникшие при запрессовке  ступиц,  рассчитывали не по каждой расточке, а как  результат  суммарного  действия. Литейные напряжения в теле бочки определяли для  внутренней и наружной поверхностей и в четырех  сечениях,  по   которым проводили расточку. Дополнительно в  одном  сечении  (290  мм) напряжения  определяли расчетным  путем, получив значения коэффициентов θ и λ  графически, экстраполируя  опытные  данные для других сечений по общепринятой методике. Сравнение абсолютных значений аксиальных σ L , радиальных σ r  и тангенциальных σ T    напряжений показало,  что  радиальные напряжения, действующие в теле бочки,  более  чем  на  порядок меньше других. Аксиальные  напряжения  достигают  250  МПа,  а тангенциальные - до 350 МПа. Относительно невелики напряжения в  теле  бочки,  связанные  с расточкой   цапф.   Величины    радиальных,    аксиальных    и тангенциальных напряжений соответственно достигают -5 МПа, 20 МПа, 1,5 МПа. Значительно  большие  напряжения  возникают  при  горячей посадке ступиц.

Таблица 1- Напряжения в бочке ролика от воздействия цапф, МПа

Точки

замеров

σ L

σ T

σ r

Точки

замеров

σ L

σ T

σ r

1

-

-

-

12

4,8

-1,38

1,33

2

12,7

-1,75

1,69

13

5,2

-1,4

1,35

3

16,7

-2,82

2,74

14

4,4

-1,4

1,35

4

22,0

-3,50

3,38

15

-

-

-

5

8,60

-2,76

2,26

16

6,0

-2,96

2,87

6

      16,10

-2,9

2,82

17

-

-

-

7

7,16

-1,86

1,80

18

4,8

-1,38

1,33

8

17,5

-6,2

6,0

19

3,5

-1,19

1,14

9

13,1

-3,45

3,45

20

3,45

-1,12

1,08

10

-

-

-

21

2,9

-0,93

0,9

11

9,7

-1,8

1,73

-

-

-

-

 

 Таблица 2 - Напряжения в бочке ролика от воздействия ступиц, МПа

Точки

замеров

σ L

σ T

σ r

Точки

замеров

σ L

σ T

σ r

1

-

-

-

12

25,0

-5,7

5,5

2

111,0

-28,0

34,5

13

15,7

-4,2

4,0

3

145,0

-52,0

50,6

14

7,0

-2,46

2,36

4

90,0

-22,0

21,7

15

-

-

-

5

83,0

-16,6

17,1

16

5,5

-0,81

0,78

6

133,0

-42,0

41,0

17

-

-

-

7

51,0

-23,0

21,9

18

-

-

-

8

87,5

-39,0

37,6

19

6,7

-3,78

3,6

9

58,0

-14,0

13,6

20

15,5

-6,47

6,2

10

-

-

-

21

21,6

-14,5

13,2

11

43,6

-7,0

6,8

-

-

-

-

 

Причем, напряжения, возникшие в  исследованном ролике  с  приводной и  не приводной  стороны   отличаются   в несколько раз. Если напряжения с приводной стороны составили:  σ r =50 МПа, σ L  = 150 МПа, σ T = -52 МПа, то с неприводной  стороны соответственно 13 МПа, 25 МПа, -15 МПа.

Результаты исследований  показали,  что   для   многих   слоев радиальные и тангенциальные напряжения  максимальны  в  местах расположения ступиц и несколько ниже в середине бочки. Наибольшие литейные напряжения в бочке ролика  приходятся  на  внутренние слои. В процессе исследований  выяснилось,  что  бочка  ролика состоит  из  слоев   с   различным   характером   напряженного состояния. Явно выделяется слой  2,  в  котором действуют сжимающие радиальные σ r и аксиальные σ L ,  напряжения  и растягивающие   тангенциальные σ T. Большинство  из  замеченных   закономерностей  изменения напряжений  в  теле  бочки,  видимо,  связаны  с   технологией изготовления роликов рольгангов.

Таблица 3-Тангенциальные литейные напряжения σ Т

                        в бочке ролика, МПа

Точки замеров

 

Сечения бочки

1

2

3

4

5

6

7

1

-

-

-

-

-

-

-

2

-25,1

77,1

42

-47,6

2,3

3,4

-7,4

3

-20,7

112

63

-3,6

-19,2

-32,1

-43,5

4

-0,2

8,0

66,0

7,2

-12,2

-18,8

-28,6

5

7,6

35

56,5

-0,1

-10,5

21,6

-29,7

6

-97

355

59,7

20,7

-19,2

-62,6

-81,5

7

-16,3

79

37,8

8,9

-6,9

-22,2

-36,0

8

-3,8

46,6

65

-14,8

-13,8

-75,8

-30,2

9

-11,5

-99

61

-29,2

-0,1

-15,9

-20,8

10

-

-

-

-

-

-

-

11

-27,4

-54,6

151

8,0

-12,6

-35,4

-51

12

-4,6

-27

165

4,8

-2,8

-37,6

-55,1

13

82,8

-182

22,2

88,3

-26,4

-35,4

-40,2

14

-

-

-

-

-

-

-

15

-

-

-

-

-

-

-

16

54,5

-128

46,1

35,8

-1,2

-22,2

-36

17

-

-

-

-

-

-

-

18

-

-

-

-

-

-

-

19

39,6

-76,8

20,1

-16,6

-1,3

-4,7

-6,4

20

45,6

-120

35

2,4

-1,8

-7,5

-11

21

131

-308

34

117

-21,2

-53

-70

 

Так цапфы в процессе  сборки свободно входят в  отверстия  ступиц и фиксируются  сваркой.  Соответственно    малы    напряжения,    регистрируемые    при высверливании цапф. Горячая  посадка  ступиц   может   вызвать   значительные напряжения в  теле  бочки ролика. 

Таким образом, тензометрические  исследования  напряжений подтверждают наличие  значительных  сил,  возникающих  в  теле бочки ролика в процессе изготовления и близких по  значению к предельным для данной марки  чугуна. Напряжения неравномерны как по  сечению бочки, так и по длине, что может приводить к короблению ролика и  возникновению  трещин.  Дополнительное  влияние  посадочных напряжений  усугубляет  состояние  бочки  ролика.  Термические напряжения, возникающие в  процессе  эксплуатации  роликов  на отводящем рольганге  стана,  вносят  дополнительные деформации,  в результате происходит  поломка  бочки  или  заклинивание подшипников.

                                              

Заключение

 

 На основе теоретических и комплексных экспериментальных исследований процессов образования остаточных напряжений выявлены закономерности образования остаточных напряжений при различных видах обработки материалов, и на основании полученных результатов разработаны рекомендаций обеспечивающих снижение износа и тем самым увеличение долговечности деталей и соединений ролика рольганга. 

Основные научные и практические выводы, полученные в результате завершенных исследований, заключается в следующем.

1  Установлено, что величины остаточных напряжений в теле бочки ролика, возникающих при различных видах механической обработки деталей могут достигать пределов текучести исследованных материалов (σѳ =560 МПа)  и, следовательно, приводить к поверхностному разрушению, однако путем регулирования режимов обработки возможно их уменьшение (σѳ =130 МПа),а также и изменение знака напряжения (σѳ =- 90МПа). 

2  Разработана методика для исследования состояния отводящего рольганга и изготовлены специальные приборы для измерения остаточных напряжений в теле бочки ролика, скорости их вращения , тензометрические датчики для измерения нагрузки на ролики в процессе прокатки металла, прошедшие апробацию в условиях производства, подтвердив свою надежность и работоспособность и  переданы в цех ЛПЦ-1 Карагандинского металлургического комбината для внедрения.

3  Исследования состояния отводящего рольганга НШПСГП-1700 показали, что основными причинами выхода роликов отводящего рольганга из строя могут быть технологические, а именно - износ поверхности бочек роликов, возникновение дебаланса вследствие деформации ролика в процессе эксплуатации, заклинивание подшипников  и, вследствие дефектов изготовления, проявляющиеся  в образовании трещин в местах посадки ступиц.

4  Установлено, что интенсивность суточного износа роликов в пределах до 0,1 мм обеспечивается технологической наладкой роликов при выставке на один уровень верхнюю образующую бочек роликов отводящего рольганга с помощью прокладок под подушки подшипников.

5   Анализ образцов чугуна, взятых на Карагандинском металлургическом комбинате  от поломанных роликов свидетельствует о том, что наибольший износ, а следовательно и более длительное время работы на рольганге, имеет место у более «мягких» чугунных бочек, в теле которой величина остаточного тангенциального напряжения равное σт = -240МПа достигается при высоком отпуске, а твердость поверхности бочки находится в пределах  НВ 170-190 единиц.

6  Исследование остаточных напряжений в теле бочки ролика полностью подтвердило причинную зависимость  образования трещин в бочках роликов в местах горячей  посадки цапф в процессе эксплуатации, достигающих  предельных значений  для данной марки чугуна, что  создает  чрезмерный натяг при горячей посадке стальных ступиц и  приводит к уменьшению надежности сопряжений   диаметра  245 Н7/п6.

7  Экспериментально установлен характер распределения остаточных напряжений в поверхностном слое деталей, выявлены их  максимальные значения для исследуемой стали 25Л в зависимости от предельного износа инструментов по задней грани равным h3 = 2мм, равном  = 613 МПа.

8  Получена эмпирическая зависимость величины остаточных напряжений от скорости резания V м/мин, подачи S мм/об. и износа инструментов по задней грани h3 мм для стали 25Л:  

= 37,3 × V0,6533 × S0,0329 × h 0,1870   МПа.

9  Заводу АЗТМ передан руководяще-технический материал (РТМ) по механической обработке роликов рольгангов, обеспечивающие стабилизацию распределения остаточных напряжений в теле бочки роликов.

10 Ожидаемый эффект от данного предложения – сокращение количества замен роликов не менее чем на 50 шт. в год. При весе ролика 580 кг и стоимости до 750 тг. за кг. ожидаемый экономический эффект составит порядка 21,75 млн.тг в год.

 

Список опубликованных работ по теме диссертации

      1 Мендебаев Т.М.,Габдуллина А.З.,Альпеисов А.Т., Исследование окружных остаточных напряжений при точений нержавеющих сталей. // Вестник КазНТУ им. К.Сатпаева.№6 (56). – Алматы.-2006.- С.73-76.

2 Мендебаев Т.М.,Габдуллина А.З.,Альпеисов А.Т., Модернизированная установка модели ТОН-3А для исследования остаточных напряжений после механической обработки. // Вестник КазНТУ им. К.Сатпаева.№1.-Алматы.-2007. С.68-71.

      3 Альпеисов А.Т. Исследование остаточных напряжений при фрезеровании плоских поверхностей // Материалы Международной научно-практической  конференции «Проблемы и перспективы индустриально-инновационного развития». – Алматы.- 2007.С.69-71.

     4 Альпеисов А.Т. Формирование остаточных напряжений при различных методах обработки - // Материалы  Международной научно-практической  конференции «Проблемы и перспективы индустриально-инновационного развития», – Алматы.- 2007.С.79-80.

 

5 Бимен Д.М., Альпеисов А.Т. Факторы, действующие в процессе резания. // Материалы Международной научной  конференции « Состояние и перспективы развития механики и машиностроения в Казахстане » - Алматы.- 2007.-

Том 2.С.225-230.

      6 Бимен Д.М., Альпеисов А.Т. Виды остаточных напряжений и образование остаточных напряжений после пластической деформации // Материалы Международной научной  конференции «Состояние и перспективы развития механики и машиностроения в Казахстане» - Алматы.-2007.-Том 2.С.235-239.

      7 Бимен Д.М., Альпеисов А.Т.,Тусупбекова Г.М. Образование остаточных напряжений после механической обработки  // Труды Международной научной  конференции «Наука и образование –ведущий фактор стратегии «Казахстан -2030»»-Караганда. -2008.-Вып.2.С.99-101.

      8 Бимен Д.М.,Альпеисов А.Т.,Тусупбекова Г.М., Комплексное исследование процесса резания // Труды Международной научной  конференции «Наука и образование –ведущий фактор стратегии «Казахстан -2030»» -Караганда. -2008.-Вып.2.С.102-105.

     9 Альпеисов А.Т. Исследования влияния упрочнения на изностойкость роликов отводящего рольганга //  Ізденістер,нәтижелер.Исследования, результаты. №2.- Алматы.-2009.- С.201-204.

     10 Мендебаев Т.М.,Курапов Г.Г., Альпеисов А.Т. Физико-технические основы пластической деформации // Материалы 3-й  Международной научной  конференции «Актуальные проблемы механики и машиностроения» - Алматы.- 2009.- С.230-232.

     11 Альпеисов А.Т. Определение остаточных напряжений в теле бочки ролика отводящего рольганга // Ізденістер,нәтижелер.Исследования, результаты. №2. - Алматы.-2009.- С.204-206.

     12 Мендебаев Т.М.,Курапов Г.Г., Альпеисов А.Т. Тенденции развития листопрокатного производства // Материалы 3-й  Международной научной  конференции «Актуальные проблемы механики и машиностроения» - Алматы.- 2009.- С.233-237.

     13 Мендебаев Т.М.,Курапов Г.Г., Альпеисов А.Т. Конструкции отводящих рольгангов широкополосных станов // Труды Международной научно-технической конференции «Интерстроймех - 2009»».- Бишкек.-2009.

    14 Мендебаев Т.М.,Курапов Г.Г., Альпеисов А.Т. Анализ технологии изготовления роликов и химического состава чугуна бочек роликов // Труды Международной научно-технической конференции «Интерстроймех - 2009»».- Бишкек.- 2009.

 

 

 

 

 

 

«Алып кететін рольгангтың роликтерінің тозуын ондағы қалдық кернеулердің  үлестіріуін тұрақтандыру арқылы төмендету»

 

Альпеисов Азамат Турусбекұлының 05.03.01 – Механиқалық және физика-техниқалық өндеудің технологиялары мен жабдықтары мамандығы бойынша техника ғылымдарының кандидаты ғылыми дәрежесін алу үшін жазған диссертациясының авторефераты

Түйін

Жұмыстың жалпы сипаттамасы. Диссертация алып кететін рольгангтың роликтерінің тозуын оңдағы қалдық кернеулердің  үлестіріуін тұрақтандыру арқылы төмендету мәселеріне арналған.

Жұмыстың мақсаты. Алып кететін рольгангтың роликтерінің тозуын оңдағы қалдық кернеулердің  үлестіріуін тұрақтандыру арқылы төмендетуді қамтамасыз ету.  

Қойылған мақсатқа сәйкес зерттеудің келесі міндеттері шешілуі тиіс:

-       рольгантың роликтеріндегі қалдық кернеулерді зерттеу мәселесінің қазіргі күнгі жағдайын талдау;

-       1700 ыссы илемдейтін кең жолақты орнақтың алып кететін рольгангның роликтерінің – жұқа қабырғалы бұйымдардың – жұмыс жағдайларын және істен шығу себептерін зерттеу;

-       рольгангтың роликтеріндегі қалдық кернеулердің үлестірілуін механикалық өңдеудің режимдері мен түрлеріне байланысты тәжірибелік зерттеулер;

-       алып кететін рольгангтың ролигінің бөшкесіндегі қалдық кернеулерді өлшеу тәсілін және роликті жасау технологиясын жетілдіру мен роликті ыссы илемдеу цехы жағдайында пайдалану бойынша ұсыныстар жасау.

Зерттеудің объектісі.«ААМЖЗ» АҚ жасалған алып кететін рольгангтың роликтері және тетіктердің қызметтік-байланыс беттердің сапасын зерттеулер.

Зерттеу әдістері.Тетіктердің қалдық тартылыстарын және қаңылтыр алу кезінде металлды деформациялау тартылыстарын зерттеу әдістемелерін қолданған және жаңаларын жасаған.Зерттелетін болаттардың беткі қабатының микроқұрылымы және беттің қақталмасы УИМ-21  кұралында микросылмаларды жасау арқылы металлографияның белгілі әдістерімен өткізілген.

Жұмыстың жүзеге асырылуы.1700 қаңылтыр илемдейтін орнақта жұмыс қабілеттілігін арттырып және қалдық тартылыстардың қолайлы үлестірілуіне себеп болатын алып кететін рольгангтың роликтерін термиялық өндеу режимдері бойынша ұсыныстар берілген.

Қорғауға ұсынылатын негізгі ғылыми қағидалар және нәтижелер:

-       алып кететін рольгангтың роликтерінің істен шығу себептерін анықтау (роликтер бөшкелерінің беттерінің тозуы, пайдалану барысында роликтің деформациясы салдарынан дебаланстың пайда болуы, мойынтіректердің сыналануы, күпшектердің қондыру орындарында жарықтардың пайда болуы);

-       ролик бөшкесінің денесіндегі қалдық кернеулердің үлестірілуі оларды жасаудың технологиялық факторларына (кесу жылдамдығы, беріліс аспаптың шекті тозуы және «күпшек – ролик бөшкесі» жанасуларындағы шамадан тыс керіліспен шақырылған қондырулардың кемістіктері сондай-ақ материалдың күйі);

-       рольганг роликтерінің тозу мөлшерін нормативті шектерге дейін төмендету роликтерді технологиялық баптаумен қамтамасыз етілетіні негізделген (роликтердің бөшкелерінің жоғарғы құраушысын бір деңгейге мойынтіректердің жастықтарының астына төсем салу арқылы және ұздіксіз тензометриялық бақылаумен орнықтырады);

-       алып кететін рольгангтың ролигінің күпшегінің 25Л болат үшін қалдық кернеулердің кесу жылдамдығынан V м/мин, берілістен S мм/айн  және h3  артқы жақ бойынша аспаптардың тозуынан аналитикалық тәуелділігі тәжірибелік түрде анықталған.

Қолданылатын саласы. Машина жасау.

Жұмыстың өзектілігі. Машина жасау өнімінің сапасын технологиялық қамтамасыз ету машина жасаудың маңызды міндеті болып табылады. Илемдеу өндірісінің мәселерінің бірі болып сапалы өнім шығару, атап айтқанда нормативті талаптарға сәйкес келетін жұқа қаңылтырлы бұйымдарды шығару тұр.Қанылтыр материалдың сапасына дайындаманы жасау және оны өндеудің алдыңғы операцияларындағы технологиялық әрекеттердің әсерінен пайда болатын ролик бөшкесінің денесіндегі қалдық кернеулерге тәуелді илемдеу роликтьерінің беттерінің жағдайы, олардың бедері аса үлкен әсер етеді.

1700- орнақтың рольгангтарының тораптарының осындай беттері болып роликтердің бөшкелерінің ішкі беттері және күпшек сырткы беттері табылады. Орнақтың тораптарының дірілге орнықтылығына және тетіктердің өңделінетін беттерінің сапасына осы жіктерде көрінетін құбылыстар аса үлкен әсер етеді. Ғылыми зерттеулердің көптігіне қарамай түйіспе құбылыстарды зерделеу, олардың орнақтардың қатаңдығына әсері қазіргі кезде де дамуын табуда.

Жалпы өндеу технологиясын таңдаудан алып кететін рольгантардың сонымен қатар бүкіл механизмнің сенімділігі мен жұмыс істеу ұзақ тұрақтылығы тәуелді болады. Мөлшері үлкен ішкі тартылыстардың салдарынан рольгангтарды өңдеу режимдерін дұрыс таңдамау жұқа қабырғалы бұйымдардың шамадан тыс деформациялануына, бірқалыпты емес тозуына , сондай-ақ коррозиясына әкеледі. Сипатталып отырған жағдайлар көпе-кернеу ақаудың себебі болып табылады, осының салдарынан сапа мен қондыру дәлдігі бұзылады.

Сондықтан, алып кететін рольгангтың роликтерінің тозуын ондағы қалдық кернеулердің үлестірілуін тұрақтандыру арқылы төмендетуді қамтамасыз ету өзекті мәселе болып табылады.

«Reduced wear roller diverter roller

by stabilizing the distribution of residual stresses »

 

 Abstract of dissertation of Alpeisov Azamat Turusbekovich to research scientific staff of candidate technical science by specialists 05.03.01 - Technologies and the equipment mechanical and physical-technical processings

 

 

The resume

 

 

 Overview of the work. The thesis is dedicated to reducing the wear of rollers diverter roller through the stabilization of the distribution of  residual stresses.

The aim of this work.Ensuring the reduction of wear of rollers diverter roller through the stabilization of the distribution of residual stresses.

 In accordance with its purpose,need to address the following research objectives:

       - analysis of the current state of studies of residual stresses in roller-skates;

        - research conditions and causes of failure of the thin-walled products - roller di

         verter roller broadband hot rolling;

        - experimental study the distribution of residual stresses in roller-skates, depen-

         ding on the modes and types of mechanical processing;

        - develop ways of measuring residual stresses in the barrel roller diverter roller

          and recommendations for the improvement of manufacturing technology and

         the exploitation of video in a hot rolling plant.

Object of the research.Roller diverter roller manufactured at the plant AZTM and functional study of the quality of the surfaces of parts and connections of the node.

Methods of research.Apply well-known and new methods of study of residual stresses in the machined parts and volumetric strains in the body of the workpiece roller barrel rolls.Microstructure of surface layer and the surface naklep investigated steels were well-known methods of metallography, through research on the device Wim mikroshlifov-21.

The main provisions made to protect:

- Major causes of exit rollers diverter roller NSHPSGP-1700 of the technology are, namely - the wear surface of the barrels of rollers, the emergence of debalansa due to deformation of the video during the operation, jamming bearings and, because of manufacturing defects,manifested in the formation of cracks in the ground landing hubs;

 - The distribution of residual stresses in the body of the drum roller depends on technological factors of production - cutting speed, feed, limit the wear of tools and planting of defects caused by excessive natyagom in the pairing «hub - drum roller», as well as the condition of the material;

- Reducing the size of the wear of rollers and roller regulatory limits provided by the technological adjustment of rollers with an exhibition at one level of the upper forming rolls barrels through the pads under the pillow bearings and continuous control of resistance strain gauges;

- Experimentally obtained empirical dependence of residual stresses from the cutting speed V m / min, feed S mm / rev. and tool wear on the back of the verge h3 mm for steel 25L described by the equation.

Implementation of work. The technologies of manufacturing of parts reels diverter roller.Recommendations for the regimes of heat treatment of roller diverter roller, promote the rational distribution of residual stresses and thus increase their service in a flatting mill 1700.

Place of application. Mechanical engineering.

The relevance of the work.Technological quality of machine-building products is an important task of engineering.One of the problems of rolling release is the production of quality products, namely, sheet products, the relevant regulatory requirements.

However, the quality of the sheet material is substantially affected by the state of the surfaces of rolling rollers, their relief, which is directly dependent on the residual stresses in the body of the drum roller,arising from both the technological effects of actions in previous operations - the manufacture of harvesting and processing,and through the influence of the method of manufacture passenger connections «hub - butt video».

   These surfaces with nodes roller NSHPSGP - 1700 is the internal surface of barrel rolls and the outer surface of hub. The phenomenon, seen in these joints significantly affect the vibration nodes of the camp and the quality of treated surfaces.The study of contact phenomena and their influence on the stiffness of mills in general are developing at present, despite the large amount of scientific research.

   From the choice of processing technology often depends as durability of the roller outlet roller, and the whole table as a whole.Wrong mode selected clips roller, due to the presence of large amount of internal strains results in the future, to the excessive deformation sheet products, to their breaking during operation, to uneven wear.

Consequently, the study of stress-strain state of the drum roller and technological assessment of its impact on the quality of the manufacture of sheet products is the challenge.

               

 

 

 

 

 

 

 

 

Альпеисов Азамат Турусбекович

 

 

 

Снижение износа роликов отводящего рольганга путем

стабилизации распределения в нем остаточных напряжений

 

 

 

 

05.03.01 – Технологии и оборудование механической

              и физико-технической обработки