Шестироликовый режим предварительной правки стальной полосы на листоправильной машине фирмы Fagor Arrasate | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №14 (94) июль-2 2015 г.

Дата публикации: 06.07.2015

Статья просмотрена: 191 раз

Библиографическое описание:

Шинкин В. Н. Шестироликовый режим предварительной правки стальной полосы на листоправильной машине фирмы Fagor Arrasate // Молодой ученый. — 2015. — №14. — С. 205-213. — URL https://moluch.ru/archive/94/20984/ (дата обращения: 17.10.2018).

Предложен математический метод определения оптимальных параметров холодной правки стального листа из горячекатаного рулона на листоправильной машине испанской фирмы Fagor Arrasate. Расчеты позволяют определить вид и кривизну нейтральной линии стального листа при правке, а также остаточную кривизну листа после правки в зависимости от радиуса рабочих роликов, шага между роликами правильной машины, величины обжатия листа верхними роликами, толщины листа, а также модуля Юнга, предела текучести и модуля упрочнения металла листа. Результаты исследований могут быть использованы на металлургических заводах при производстве стального листа из горячекатанного рулона.

Ключевые слова: горячекатаный стальной рулон, остаточные напряжения, кривизна поверхности листа, многороликовые листоправильные машины, модель упругопластической среды.

 

Правка стального листа на шестироликовой листоправильной машине фирмы Fagor Arrasate. Основная задача технологии правки листа − рассчитать оптимальные режимы обжатия листовой заготовки рабочими роликами листоправильных машин таким образом, чтобы на выходе из машины лист имел минимальные остаточные напряжения и кривизну.

На рис. 1 показана кинематическая схема линии предварительной правки стального листа из горячекатаного рулона, где 1 − передвижной разматыватель рулона с четырехсекционным барабаном для фиксации рулона, 2 − горячекатаный стальной рулон, 3 − механизм для исправления кривизны рулона, 4 − устройство с выдвижным столом для раскрытия рулона и проводки листа, 5 − тянущие подающие ролики, 6 − шестироликовая листоправильная машина (верхние три ролика имеют независимое вертикальное перемещение, нижние три ролика неподвижны), 7 − гидроцилиндры.

Пусть t − шаг между нижними роликами, H2, H4 и H6 − величины обжатия срединной поверхности стального листа на втором, четвертом и шестом роликах, h − толщина стального листа, R − радиус рабочих роликов, R0 = R + h/2; σт, E, Пр и Пс − предел текучести, модуль Юнга и модули упрочнения стали при растяжении и сжатии; ρi и εi = 1/ρi − радиусы кривизны и кривизна срединной линии листа в точках касания листа с роликами, φi − углы точек касания листа и роликов (i = 1 … 6) (рис. 2).

Рис. 1. Разматыватель рулона и шестироликовая листоправильная машина

 

Коэффициент пружинения нейтральной линии листа при радиусе кривизны ρ равен [1-3]

Рис. 2. Расчетная схема модели правки листа на шести роликах

 

Введем пять локальных прямоугольных декартовых систем координат yz в точках касания листа с рабочими роликами листоправильной машины. Оси z направим по касательной к поверхности роликов слева направо, а оси y − перпедикулярно к оси z в сторону центров соответствующих роликов. Будем аппроксимировать в этих системах координат нейтральную линию листа (между соседними точками касания листа и роликов) с помощью кубических полиномов вида y(z) = a z2b z3 (метод Шинкина). Отметим, что первые два коэффициента этих полиномов равны нулю, так как лист касается роликов в начале систем координат. Обозначим ai и bi − коэффициенты кубических полиномов в i − ой системе координат. Составим уравнения для коэффициентов кубических полиномов, кривизны и радиусов кривизны нейтральной линии листа в точках касания листа с роликами.

Составим уравнения для коэффициентов кубических полиномов, кривизны и радиусов кривизны нейтральной линии листа в точках его касания с валками.

Первый и второй ролики:

Второй и третий ролики:

Третий и четвертый ролики:

Четвертый и пятый ролики:

Пятый и шестой ролики:

Граничные условия задачи имеют вид

Результаты расчетов. Решая систему уравнений при t = 0,27 м, R = 0,125 м, h = 0,01 м, E = 2∙1011 Па, σт = 500∙106 Па, H2 = 0,024 м, H4 = 0,012 м, H6 = −0,014 м и ρ1 = -1 м, получаем ρ2 = 0,160 м, ρ3 = -0,174 м, ρ4 = 0,284 м, ρ5 = -1,578 м, ρ6 = -25,517 м, φ1 = 15,57°, φ2 = 4,34°, φ3 = 5,99°, φ4 = 2,47°, φ5 = 7,49° и φ6 = -4,36° (рис. 3).

Рис. 3. Срединная линия листа между шестью роликами правильной машины

 

На рис. 4 показана зависимость кривизны нейтральной линии листа при правке на шестироликовой листоправильной машине. По оси абсцисс отложена продольная ось листа, а по оси ординат − кривизна продольных волокон срединной линии листа. Точки локальных экстремумов кривизны соответствуют точкам касания листа с рабочими роликами листоправильной машины.

Рис. 4. Кривизна срединной линии листа при правке на шести роликах

 

Особенности правки стального листа. При правильном подборе обжатий листа роликами и не очень большой начальной кривизне стальные листы при правке быстро «забывают» о своей первоначальной кривизне и после 4-го ролика кривизна всех листов становится практически одинаковой. Для этого величина обжатия листа первыми четырьмя роликами должна достигнуть некоторого оптимального значения, а доля пластической деформации по толщине листа должна составлять от 67% до 80%. После 4-го ролика обжатия стального листа подбираются так, чтобы свести кривизну листа на 6-ом ролике практически к нулю. При этом остаточные напряжения в стенке листа также уменьшаются. При очень большой начальной кривизне полностью выправить лист на правильной машине не представляется возможным, однако кривизна листа в процессе правки существенно уменьшается.

Особого внимания требует правка толстых высокопрочных стальных листов, для которых отношение предела текучести к пределу прочности превышает 85-90%. В этом случае металл листа становится более «хрупким», при правке листа сложнее попасть в зону оптимальных значений пластических деформаций и легко приблизиться к пределу прочности металла на поверхности стального листа, что в свою очередь может вызвать появление нежелательных дефектов металла.

Возможны разные сочетания величин обжатия на роликах листоправильной машины. Например, можно задавать максимальное обжатие не на втором ролике, а на четвертом ролике, постепенно увеличивая кривизну листа от первого ролика к четвертому ролику. Это позволяет легче «заправить» лист в правильную машину и избежать резких нежелательных изменений кривизны листа в начале процесса правки.

Производство труб из стального листа. В практике производства труб большого диаметра для магистральных газонефтепроводов утвердился процесс формовки трубной заготовки из толстого стального листа по схеме JСOE [1-39]. Перед формовкой труб стальной лист правят на многороликовых (многовалковых) листоправильных машинах [35-38]. Дефект образования гофра продольной кромки стального листа на кромкогибочном прессе изучался в работах [1, 2, 11-23], вредное влияние остаточных напряжений в стенке стального листа после трубоформовочного пресса на процесс экспандирования трубы − в [1, 2, 24], дефект «точка перегиба» при изгибе стального листа на трубоформовочном прессе − в [1, 2, 26], дефект несплавления сварного продольного шва при сборке трубы − в [1, 2, 33], дефект стального листа раскатной пригар с риской - в [1, 2, 34], процессы прокатки стального листа для производства труб - в [40-49].

 

Литература:

 

1.      Шинкин В. Н. Механика сплошных сред для металлургов. - М: Изд. Дом МИСиС, 2014. - 628 с.

2.      Шинкин В. Н. Сопротивление материалов для металлургов. - М: Изд. Дом МИСиС, 2013. - 655 с.

3.      Шинкин В. Н. Сопротивление материалов. Простые и сложные виды деформаций в металлургии. - М: Изд. Дом МИСиС, 2008. - 307 с.

4.      Шинкин В. Н. Теоретическая механика для металлургов. - М: Изд. Дом МИСиС, 2012. - 679 с.

5.      Шинкин В. Н. Математическая модель правки стальной полосы на пятироликовой листоправильной машине фирмы Fagor Arrasate // Молодой ученый. 2015. № 8 (88). С. 344-349.

6.      Шинкин В. Н. Правка толстой стальной полосы на одиннадцатироликовой листоправильной машине линии поперечной резки фирмы Fagor Arrasate // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 359-365.

7.      Шинкин В. Н. Расчет технологических параметров правки тонкой стальной полосы на пятнадцатироликовой листоправильной машине фирмы Fagor Arrasate // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). С. 361-366.

8.      Шинкин В. Н. Холодная правка толстого стального листа на девятироликовой машине фирмы SMS Siemag на металлургическом комплексе стан 5000 // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). С. 467–472.

9.      Шинкин В. Н. Четырехроликовый режим холодной правки толстого стального листа на пятироликовой листоправильной машине фирмы Fagor Arrasate // Молодой ученый. 2015. № 12 (92).

10.  Шинкин В. Н. Упругопластическая деформация металлического листа на трехвалковых вальцах // Молодой ученый. 2015. № 13 (93).

11.  Шинкин В. Н., Уандыкова С. К. Гибка стальной листовой заготовки на кромкогибочном прессе при производстве труб большого диаметра // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. 2009. № 16. С. 110−112.

12.  Шинкин В. Н. Гофр продольной кромки листа при его формовке на кромкогибочном прессе // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2009. Вып. 6. С. 171−174.

13.  Шинкин В. Н., Коликов А. П. Моделирование процесса пластического формоизменения листовой заготовки для производства труб большого диаметра // Обработка металлов давлением, 2011. № 3(28). С. 7-11.

14.  Шинкин В. Н., Коликов А. П. Формовка листовой заготовки в кромкогибочном прессе и условие возникновение гофра при производстве труб магистральных трубопроводов // Производство проката. 2011. № 4. С. 14−22.

15.  Шинкин В. Н., Коликов А. П. Упругопластическое изменение металла на кромкогибочном прессе при формовке труб большого диаметра // Сталь. 2011. № 6. С. 53-56.

16.  Shinkin V. N., Kolikov A. P. Elastoplastic shaping of metal in an edge-ending press in the manufacture of large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 6. P. 528-531.

17.  Шинкин В. Н., Коликов А. П. Модель пластического формоизменения кромок листовой заготовки при производстве труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Известия вузов. Черная металлургия. 2011. № 9. С. 45-49.

18.  Шинкин В. Н. Математическое моделирование процессов производства труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. № 4 (62). Вып. 4. С. 69−74.

19.  Шинкин В. Н., Коликов А. П., Барыков А. М. Технологические расчеты процессов производства труб большого диаметра по технологии SMS Meer // Металлург. 2011. № 11. С. 77−81.

20.  Shinkin V. N., Kolikov A. P. Engineering calculations for processes involved in the production of large-diameter pipes by the SMS Meer technology // Metallurgist. 2012. Vol. 55. Nos. 11-12. P. 833-840.

21.  Шинкин В. Н., Коликов А. П. Моделирование процесса формовки заготовки для труб большого диаметра // Сталь. 2011. № 1. С. 54−58.

22.  Shinkin V. N., Kolikov A. P. Simulation of the shaping of blanks for large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 1. P. 61-66.

23.  Шинкин В. Н., Барыков А. М. Расчет формы трубной заготовки при гибке на кромкогибочном и трубоформовочном прессах фирмы SMS Meer при производстве труб большого диаметра по схеме JCOE // Производство проката. 2014. № 12. С. 13−20.

24.  Шинкин В. Н., Коликов А. П., Мокроусов В. И. Расчет максимальных напряжений в стенке трубы при экспандировании с учетом остаточных напряжений заготовки после трубоформовочного пресса SMS Meer // Производство проката. 2012. № 7. С. 25−29.

25.  Шинкин В. Н., Коликов А. П. Моделирование процессов экспандирования и гидроиспытания труб большого диаметра для магистральных трубопроводов // Производство проката. 2011. № 10. С. 12−19.

26.  Шинкин В. Н. Критерий перегиба в обратную сторону свободной части листовой заготовки на трубоформовочном прессе SMS Meer при производстве труб большого диаметра // Производство проката. 2012. № 9. С. 21−26.

27.  Шинкин В. Н. Гибка стального листа на трубоформовочном прессе при производстве труб большого диаметра // Сталь. 2015. № 4. С. 38−42.

28.  Шинкин В. Н. Производство труб большого диаметра по схеме JCOE фирмы SMS Meer для магистральных трубопроводов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 3 (74). Часть 1. С. 64-67.

29.  Шинкин В. Н. Расчет технологических параметров кромкогибочного пресса фирмы SMS Meer // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 4 (75). Часть 1. С. 114-119.

30.  Шинкин В. Н. Математический критерий возникновения гофра при формовке стальной листовой заготовки на кромкогибочном прессе SMS Meer // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 5 (76) Часть 1. С. 96–99.

31.  Шинкин В. Н. Расчет усилий трубоформовочного пресса SMS Meer при изгибе плоской толстой стальной заготовки при производстве труб большого диаметра // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 6 (77).

32.  Шинкин В. Н. Оценка усилий трубоформовочного пресса SMS Meer при изгибе стальной цилиндрической заготовки // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 7 (78).

33.  Шинкин В. Н., Барыков А. М., Коликов А. П., Мокроусов В. И. Критерий разрушения труб большого диаметра при несплавлении сварного соединения и внутреннем давлении // Производство проката. 2012. № 2. С. 14−16.

34.  Шинкин В. Н., Мокроусов В. И. Критерий разрыва труб газонефтепроводов при дефекте «раскатной пригар с риской» // Производство проката. 2012. № 12. С. 19-24.

35.  Шинкин В. Н., Федотов О. В. Расчет технологических параметров правки горячекатаной рулонной полосы на пятироликовой машине линии Fagor Arrasate // Производство проката. 2013. № 9. С. 43-48.

36.  Шинкин В. Н., Барыков А. М. Расчет технологических параметров холодной правки стального листа на девятироликовой машине SMS Siemag металлургического комплекса стан 5000 // Производство проката. 2014. № 5. С. 7-15.

37.  Шинкин В. Н. Расчет технологических параметров правки стального листа на одиннадцатироликовой листоправильной машине линии поперечной резки фирмы Fagor Arrasate // Производство проката. 2014. № 8. С. 26-34.

38.  Шинкин В. Н. Математическая модель правки тонкого стального листа на пятнадцатироликовой листоправильной машине линии поперечной резки фирмы Fagor Arrasate // Производство проката. 2015. № 1. С. 42−48.

39.  Пермичев Н. Ф., Барыков А. М., Палева О. А. Управление инновационным потенциалом предприятия. - Нижний Новгород: Изд. ВВАГС, 2008. - 83 с.

40.  Скороходов В. Н., Чернов П. П., Мухин Ю. А., Бельский С. М. Математическая модель процесса свободного уширения при прокатке полос // Сталь. 2001. № 3. С. 38−40.

41.  Скороходов В. Н., Мухин Ю. А., Бельский С. М. Нейтральные углы при прокатке в валках неравных диаметров, вращающихся с одинаковой угловой скоростью // Производство проката. 2006. № 5. С. 2−6.

42.  Скороходов В. Н., Мухин Ю. А., Бельский С. М. Контактное давление при тонколистовой прокатке в валках неравных диаметров, вращающихся с одинаковой угловой скоростью // Производство проката. 2007. № 2. С. 15−20.

43.  Мухин Ю. А., Бельский С. М. О допустимости одного упрощения при анализе процесса несимметричной тонколистовой прокатки // Производство проката. 2007. № 7. С. 11−13.

44.  Скороходов В. Н., Мухин Ю. А., Бельский С. М. Энергетический баланс и величина нейтральных углов при прокатке в валках неравных диаметров // Производство проката. 2007. № 9. С. 15−18.

45.  Бельский С. М., Мухин Ю. А. Нейтральные углы и контактное давление при тонколистовой прокатке со скоростной асимметрией // Производство проката. 2007. № 11. С. 13−17.

46.  Скороходов В. Н., Мухин Ю. А., Бельский С. М., Мазур С. И. Особенности профилировок рабочих валков для клетей с осевой сдвижкой. Сообщение 1 // Производство проката. 2007. № 12. С. 17−19.

47.  Бельский С. М. Влияние формы эпюры переднего удельного натяжения на распределение давления прокатки и выходных напряжений по ширине полосы // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2008. № 1. С. 43-46.

48.  Скороходов В. Н., Мухин Ю. А., Бельский С. М., Мазур С. И. Особенности профилировок рабочих валков для клетей с осевой сдвижкой. Сообщение 2 // Производство проката. 2008. № 1. С. 21-24.

49.  Бельский С. М. О некоторых эффектах применения осевой сдвижки рабочих валков // Производство проката. 2008. № 7. С. 21−24.

50.  Бельский С. М., Мухин Ю. А., Мазур И. П. Теоретический анализ влияния натяжений на уширение металла при тонколистовой прокатке // Производство проката. 2008. № 11. С. 13-17.

Основные термины (генерируются автоматически): стальной лист, ролик, касание листа, нейтральная линия листа, машина, радиус кривизны, срединная линия листа, правильная машина, кривизна листа, кривизна.


Похожие статьи

Математическая модель правки стальной полосы на...

стальной лист, ролик, касание листа, машина, нейтральная линия листа, SMS, срединная линия листа, производство труб, деформация листа, широкий толстый стальной лист.

Ключевые слова: стальной лист, кривизна поверхности листа...

Коэффициент пружинения нейтральной линии листа при радиусе кривизны ρ равен [8, 9].

Основные термины (генерируются автоматически): ролик, стальной лист, машина, правильная машина, касание листа, правка листа, максимальное обжатие листа, срединная линия...

Расчет технологических параметров правки тонкой стальной...

стальной лист, ролик, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, срединная линия листа, тонкий стальной лист, машина, поверхность листа, SMS.

Правка толстой стальной полосы на одиннадцатироликовой...

стальной лист, касание листа, ролик, рабочий, машина, нейтральная линия листа, радиус кривизны, горячекатанный рулон, кинематическая схема, толстый стальной лист.

Четырехроликовый режим холодной правки толстого стального...

стальной лист, касание листа, ролик, машина, радиус кривизны, нейтральная линия листа, толстый стальной лист, режим правки, система координат, срединная линия листа.

Холодная правка толстого стального листа на девятироликовой...

и εi = 1/ρi − радиусы кривизны и кривизна срединной линии листа в точках касания листа с роликами, φi − углы точек касания листа и роликов (i = 1 …

Будем аппроксимировать в этих системах координат нейтральную линию листа (между соседними точками касания листа и...

Упругопластическая деформация металлического листа на...

металлический лист, валок, валец, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, стальной лист, срединная линия листа, валок вальцов, система координат.

Математическая модель правки стальной полосы на...

стальной лист, ролик, касание листа, машина, нейтральная линия листа, SMS, срединная линия листа, производство труб, деформация листа, широкий толстый стальной лист.

Ключевые слова: стальной лист, кривизна поверхности листа...

Коэффициент пружинения нейтральной линии листа при радиусе кривизны ρ равен [8, 9].

Основные термины (генерируются автоматически): ролик, стальной лист, машина, правильная машина, касание листа, правка листа, максимальное обжатие листа, срединная линия...

Расчет технологических параметров правки тонкой стальной...

стальной лист, ролик, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, срединная линия листа, тонкий стальной лист, машина, поверхность листа, SMS.

Правка толстой стальной полосы на одиннадцатироликовой...

стальной лист, касание листа, ролик, рабочий, машина, нейтральная линия листа, радиус кривизны, горячекатанный рулон, кинематическая схема, толстый стальной лист.

Четырехроликовый режим холодной правки толстого стального...

стальной лист, касание листа, ролик, машина, радиус кривизны, нейтральная линия листа, толстый стальной лист, режим правки, система координат, срединная линия листа.

Холодная правка толстого стального листа на девятироликовой...

и εi = 1/ρi − радиусы кривизны и кривизна срединной линии листа в точках касания листа с роликами, φi − углы точек касания листа и роликов (i = 1 …

Будем аппроксимировать в этих системах координат нейтральную линию листа (между соседними точками касания листа и...

Упругопластическая деформация металлического листа на...

металлический лист, валок, валец, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, стальной лист, срединная линия листа, валок вальцов, система координат.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Математическая модель правки стальной полосы на...

стальной лист, ролик, касание листа, машина, нейтральная линия листа, SMS, срединная линия листа, производство труб, деформация листа, широкий толстый стальной лист.

Ключевые слова: стальной лист, кривизна поверхности листа...

Коэффициент пружинения нейтральной линии листа при радиусе кривизны ρ равен [8, 9].

Основные термины (генерируются автоматически): ролик, стальной лист, машина, правильная машина, касание листа, правка листа, максимальное обжатие листа, срединная линия...

Расчет технологических параметров правки тонкой стальной...

стальной лист, ролик, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, срединная линия листа, тонкий стальной лист, машина, поверхность листа, SMS.

Правка толстой стальной полосы на одиннадцатироликовой...

стальной лист, касание листа, ролик, рабочий, машина, нейтральная линия листа, радиус кривизны, горячекатанный рулон, кинематическая схема, толстый стальной лист.

Четырехроликовый режим холодной правки толстого стального...

стальной лист, касание листа, ролик, машина, радиус кривизны, нейтральная линия листа, толстый стальной лист, режим правки, система координат, срединная линия листа.

Холодная правка толстого стального листа на девятироликовой...

и εi = 1/ρi − радиусы кривизны и кривизна срединной линии листа в точках касания листа с роликами, φi − углы точек касания листа и роликов (i = 1 …

Будем аппроксимировать в этих системах координат нейтральную линию листа (между соседними точками касания листа и...

Упругопластическая деформация металлического листа на...

металлический лист, валок, валец, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, стальной лист, срединная линия листа, валок вальцов, система координат.

Математическая модель правки стальной полосы на...

стальной лист, ролик, касание листа, машина, нейтральная линия листа, SMS, срединная линия листа, производство труб, деформация листа, широкий толстый стальной лист.

Ключевые слова: стальной лист, кривизна поверхности листа...

Коэффициент пружинения нейтральной линии листа при радиусе кривизны ρ равен [8, 9].

Основные термины (генерируются автоматически): ролик, стальной лист, машина, правильная машина, касание листа, правка листа, максимальное обжатие листа, срединная линия...

Расчет технологических параметров правки тонкой стальной...

стальной лист, ролик, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, срединная линия листа, тонкий стальной лист, машина, поверхность листа, SMS.

Правка толстой стальной полосы на одиннадцатироликовой...

стальной лист, касание листа, ролик, рабочий, машина, нейтральная линия листа, радиус кривизны, горячекатанный рулон, кинематическая схема, толстый стальной лист.

Четырехроликовый режим холодной правки толстого стального...

стальной лист, касание листа, ролик, машина, радиус кривизны, нейтральная линия листа, толстый стальной лист, режим правки, система координат, срединная линия листа.

Холодная правка толстого стального листа на девятироликовой...

и εi = 1/ρi − радиусы кривизны и кривизна срединной линии листа в точках касания листа с роликами, φi − углы точек касания листа и роликов (i = 1 …

Будем аппроксимировать в этих системах координат нейтральную линию листа (между соседними точками касания листа и...

Упругопластическая деформация металлического листа на...

металлический лист, валок, валец, радиус кривизны, касание листа, нейтральная линия листа, стальной лист, срединная линия листа, валок вальцов, система координат.

Задать вопрос