Оптимизация

  • 03 марта 2011 г.
  • 1962 Слова
28 МЕХАНИКА

УДК 621.774.38
С.Р. Рахманов, доцент, канд. техн. наук
Национальная металлургическая академия Украины, ООО НПФ «Восток Плюс»
49027, ул. Фучика, 18, г. Днепропетровск, Украина
E-mail: vostok@dnipro.ru
ДИНАМИКА СТЕРЖНЯ МЕХАНИЗМА УДЕРЖАНИЯ ОПРАВКИ СТАНОВ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Рассмотрена задача о динамической устойчивости стержня оправки с учетом реальных параметров станавинтовой прокатки труб и влияния очага деформации. Получено дифференциальное уравнение движения системы в рамках модели "стержневая система - трубная заготовка" в параметрической форме. Для оценки динамического состояния стержня оправки уравнение движения системы представлено в виде известного уравнения Матье.

Одним из путей интенсификации технологического процесса и повышения качествапрокатываемых труб является совершенствование существующих конструкций трубопрокатных станов. Для получения научно-обоснованных предложений по модернизации оборудования и совершенствования технологии необходимо более глубоко вскрыть их взаимосвязь и установить качественное и количественное влияние различных параметров и технологических особенностей на поведение системы и качество готовой продукции (рисунок 1)[1].
Технология производства бесшовных труб на станах винтовой прокатки трубопрокатного агрегата (ТПА) предусматривает образование продольных полостей прошивкой отверстий в сплошной цилиндрической заготовке с последующей раскаткой ее на оправке, упирающейся в стержневую систему. Динамические особенности процессов прошивки и раскатки труб на трубопрокатном агрегате савтоматическим станом приобретают в силу протекающих процессов особую форму. Для решения такого рода задач зачастую приходится обращаться к рассмотрению математической модели исследуемого агрегата станов винтовой прокатки труб, адекватно отражающего реальные процессы, происходящие в
Рисунок 1 – Распределение продольной
разностенности готовых труб:
1 – ТПА140; 2 – ТПА 250; 3 – ТПА 350исходной системе с учетом особенностей технологии.
При прошивке и раскатке трубных заготовок в стержне, удерживающем оправку в очаге деформации,
возникают значительные по величине и изменяющиеся во времени динамические нагрузки. Это обуславливает отклонение формы стержня от прямолинейной, что значительно усиливает колебательные явления в стержневой системе и отрицательно сказывается напроцессе прокатки.
Колебания стержневой системы в ходе реализации необходимых технологических процессов на станах винтовой прокатки передаются на оправку, что приводит к ухудшению качества прокатываемых труб. Изменение со временем положения и массы трубы или гильзы, перемещающейся в процессе прошивки или раскатки вдоль стержня, значительно усложняет динамические процессы.
Во избежание появлениязначительных прогибов стержней и их вибраций в процессе вращения на действующих станах большинства ТПА используются специальные опорные механизмы – центрователи.
Изучение поведения динамической модели "стержневая система – трубная заготовка" позволит оценить динамическое состояние стержневой системы с оправкой в течение всего процесса прошивки или раскатки. Решить задачу по модернизации ивыбору рациональных параметров этой системы становится возможным на основе выбранной модели механической системы (рисунок 2).
Полное исследование динамической модели стержневой системы прошивных и раскатных
трубопрокатных станов является весьма сложной задачей. Более того, в ряде случаев в этом нет необходимости. Поэтому перейдем от реальной динамической системы к некоторойупрощенной ее динамической расчетной схеме, учитывая главные особенности системы и пренебрегая всеми менее существенными факторами. Такая расчетная схема позволяет получить более простую математическую модель стержневой системы механизма удержания оправки стана винтовой прокатки труб и дает возможность наглядно исследовать необходимые динамические характеристики системы.
Целью работы...
tracking img