عمل دبلوماسي حول الموضوع:
إنتاج الأنابيب
1. نوع ومتطلبات المستندات التنظيمية للأنابيب
1.1 نطاق الأنابيب
KresTrubZavod OJSC هي واحدة من أكبر الشركات المصنعة للأنابيب في بلدنا. تباع منتجاتها بنجاح محليًا وخارجيًا. المنتجات المصنعة في المصنع تلبي متطلبات المعايير المحلية والأجنبية. يتم إصدار شهادات الجودة الدولية من قبل منظمات مثل: American Petroleum Institute (API) ، مركز الشهادات الألماني TUV - Rayland.
متجر T-3 هو أحد المتاجر الرئيسية للمؤسسة ، ومنتجاته تلبي المعايير الواردة في الجدول. 1.1
الجدول 1.1 - معايير الأنابيب المصنعة
تنتج الورشة الأنابيب من درجات الكربون والفولاذ المخلوط وعالي السبائك بقطر D = 28-89mm وسماكة جدار S = 2.5-13mm.
في الأساس ، الورشة متخصصة في إنتاج الأنابيب والأنابيب ذات الأغراض العامة والأنابيب للمعالجة الباردة اللاحقة.
يجب أن تتوافق الخواص الميكانيكية للأنابيب المنتجة مع تلك الموضحة في الجدول. 1.2
1.2 المتطلبات التنظيمية
يتم إنتاج الأنابيب في ورشة T-3 KresTrubZavod وفقًا للوثائق التنظيمية المختلفة مثل GOST و API و DIN و NFA و ASTM وغيرها. ضع في اعتبارك متطلبات DIN 1629.
1.2.1 الفرز
ينطبق هذا المعيار على سلس الأنابيب المستديرةمن الفولاذ غير الممزوج. التركيب الكيميائييتم إعطاء الفولاذ المستخدم في إنتاج الأنابيب في الجدول 1.3.
الجدول 1.2 - الخواص الميكانيكية للأنابيب
الجدول 1.3 - التركيب الكيميائي للفولاذ
يتم استخدام الأنابيب المصنوعة وفقًا لهذا المعيار بشكل أساسي في العديد من الأجهزة لتصنيع الخزانات ومد خطوط الأنابيب ، وكذلك في الهندسة الميكانيكية العامة وصنع الأدوات.
يتم إعطاء الأبعاد والانحرافات القصوى للأنابيب في الجدول 1.4. ، الجدول 1.5 ، الجدول 1.6.
يتم تحديد طول الأنبوب من خلال المسافة بين نهاياته. يتم إعطاء أنواع أطوال الأنابيب في الجدول 1.4.
الجدول 1.4 - أنواع الأطوال وانحرافات الطول المسموح بها
الجدول 1.5 - التفاوتات في القطر
الجدول 1.6 - الانحرافات المسموح بها في سمك الجدار
يجب أن تكون الأنابيب مستديرة قدر الإمكان. يجب أن يكون الانحراف الدائري ضمن التفاوتات المسموح بها للقطر الخارجي.
يجب أن تكون الأنابيب مستقيمة بالعين ، إذا لزم الأمر ، يمكن تحديد متطلبات خاصة للاستقامة.
يجب قطع الأنابيب بشكل عمودي على محور الأنبوب ويجب أن تكون خالية من نتوءات.
يتم إعطاء قيم الكتل الخطية (الأوزان) في DIN 2448. يُسمح بالانحرافات التالية عن هذه القيم:
لأنبوب منفصل + 12٪ - 8٪ ،
لعمليات التسليم التي لا يقل وزنها عن 10 طن + 10٪ -5٪.
يشير التعيين القياسي للأنابيب المطابقة للمواصفة DIN 1629 إلى:
التسمية (الأنابيب) ؛
الرقم الرئيسي لمعيار الحجم DIN (DIN 2448) ؛
الأبعاد الرئيسية للأنبوب (القطر الخارجي × سمك الجدار) ؛
العدد الرئيسي لشروط التسليم الفني (DIN 1629) ؛
الاسم المختصر لدرجة الفولاذ.
مثال على رمز لأنبوب حسب DIN 1629 بقطر خارجي 33.7 مم وسمك جدار 3.2 مم مصنوع من الفولاذ St 37.0:
الأنبوب DIN 2448-33.7 x 3.2
DIN 1629 - شارع 37.0.
1.2.2 المتطلبات الفنية
يجب تصنيع الأنابيب وفقًا لمتطلبات المواصفة القياسية ووفقًا للوائح التكنولوجية المعتمدة بالطريقة المقررة.
على الأسطح الخارجية والداخلية للأنابيب والوصلات ، يجب ألا يكون هناك أسر ، وأحواض ، وغروب الشمس ، وتفريغ ، وشقوق ، ورمال.
يسمح بقطع وتنظيف العيوب المشار إليها بشرط ألا يزيد عمقها عن الحد الأقصى للانحراف في سمك الجدار. لا يُسمح باللحام أو السد أو ختم البقع المعيبة.
في الأماكن التي يمكن فيها قياس سماكة الجدار مباشرة ، يمكن أن يتجاوز عمق الأماكن المعيبة القيمة المحددة ، بشرط الحفاظ على الحد الأدنى لسمك الجدار ، والذي يُعرّف على أنه الفرق بين سمك جدار الأنبوب الاسمي وحد الانحراف السالب له.
يُسمح ببعض النكات الطفيفة والخدوش والمخاطر وطبقة رقيقة من المقياس والعيوب الأخرى الناتجة عن طريقة الإنتاج ، إذا لم تجعل سماكة الجدار تتجاوز الانحرافات السالبة.
يجب أن تتوافق الخواص الميكانيكية (قوة الخضوع ، مقاومة الشد ، الاستطالة عند الكسر) مع القيم الواردة في الجدول 1.7.
الجدول 1.7 - الخواص الميكانيكية
1.2.3 قواعد القبول
يتم تقديم الأنابيب للقبول على دفعات.
يجب أن تتكون الدفعة من أنابيب من نفس القطر الاسمي ، وسمك جدار واحد ومجموعة قوة ، من نفس النوع وتصميم واحد ، ويجب أن تكون مصحوبة بوثيقة واحدة تؤكد أن جودتها تفي بمتطلبات المعيار وتحتوي على:
اسم الشركة المصنعة ؛
قطر الأنبوب الاسمي وسماكة الجدار بالمليمترات وطول الأنبوب بالأمتار ؛
نوع الأنابيب
مجموعة القوة ، العدد الحراري ، الكسر الكتلي للكبريت والفوسفور لجميع درجات الحرارة المتضمنة في الدُفعة ؛
أرقام الأنابيب (من - إلى لكل حرارة) ؛
نتائج الإختبار؛
التعيين القياسي.
يجب فحص كل أنبوب من الدُفعة من حيث المظهر وحجم العيوب والأبعاد والمعلمات الهندسية.
يجب فحص الكسر الكتلي للكبريت والفوسفور من كل حرارة. بالنسبة للأنابيب المصنوعة من المعدن من مؤسسة أخرى ، يجب أن يكون الجزء الكتلي للكبريت والفوسفور معتمدًا من خلال وثيقة تثبت جودة مؤسسة الشركة المصنعة للمعادن.
للتحقق من الخواص الميكانيكية للمعدن ، يتم أخذ أنبوب واحد من كل حجم من كل حرارة.
للتحقق من التسطيح ، خذ أنبوبًا واحدًا من كل حرارة.
يجب إجراء اختبار ضغط هيدروليكي داخلي على كل أنبوب.
عندما يتم الحصول على نتائج اختبار غير مرضية لأحد المؤشرات على الأقل ، يتم إجراء اختبارات متكررة على عينة مزدوجة من نفس الدفعة. تنطبق نتائج إعادة الاختبار على المجموعة بأكملها.
1.2.4 طرق الاختبار
يتم فحص الأسطح الخارجية والداخلية للأنابيب والوصلات بصريًا.
يجب فحص عمق العيوب بالحفظ أو بطريقة أخرى في مكان إلى ثلاثة أماكن.
يجب إجراء فحص الأبعاد والمعلمات الهندسية للأنابيب والوصلات باستخدام أدوات قياس عالمية أو أجهزة خاصة تضمن دقة القياس المطلوبة ، وفقًا للوثائق الفنية المعتمدة بالطريقة المحددة.
يتم تحديد الانحناء في أقسام نهاية الأنبوب بناءً على قيمة سهم الانحراف ، ويتم حسابه على أنه حاصل قسمة سهم الانحراف بالمليمترات من خلال المسافة من نقطة القياس إلى أقرب نهاية للأنبوب بالأمتار.
يجب أن يتم فحص الأنابيب بالوزن عند وسائل خاصةللوزن بدقة تفي بمتطلبات هذه المواصفة.
يجب إجراء اختبار الشد وفقًا لـ DIN 50 140 على عينات طولية قصيرة.
للتحقق من الخواص الميكانيكية للمعدن ، يتم قطع عينة واحدة من كل أنبوب محدد. يجب قطع العينات على طول أي من طرفي الأنبوب باستخدام طريقة لا تغير الهيكل والخصائص الميكانيكية للمعدن. يُسمح بتقوية أطراف العينة للإمساك بها بواسطة مشابك آلة الاختبار.
يجب ألا تقل مدة اختبار الضغط الهيدروليكي عن 10 ثوانٍ. عند الاختبار ، يجب عدم وجود تسرب في جدار الأنبوب.
1.2.5 الوسم والتعبئة والنقل والتخزين
يجب أن يتم وضع علامات على الأنابيب في النطاق التالي:
يجب تمييز كل أنبوب ، على مسافة 0.4-0.6 متر من نهايته ، بوضوح من خلال التأثير أو التخريش:
رقم الأنابيب
علامة تجارية للشركة المصنعة ؛
شهر وسنة الإصدار.
يجب أن يكون مكان وضع العلامات محاطًا بدائرة أو مسطّحًا بطلاء خفيف ثابت.
يجب أن يكون ارتفاع العلامات 5-8 مم.
باستخدام الطريقة الميكانيكية لتمييز الأنابيب ، يُسمح بترتيبها في صف واحد. يُسمح بتمييز رقم الحرارة على كل أنبوب.
يتم تمييز كل ماسورة بطلاء متين فاتح اللون بجانب علامات الإيقاع أو العلامات المخرشة:
قطر الأنبوب الاسمي بالمليمترات ؛
سمك الجدار بالمليمترات ؛
نوع التنفيذ
اسم الشركة المصنعة أو علامتها التجارية.
يجب أن يكون ارتفاع العلامات 20-50 مم.
يجب وضع جميع علامات الوسم على طول شبكة الأنبوب. يُسمح بوضع علامات تمييز عموديًا على المولد بطريقة التخريش.
عند التحميل ، يجب أن تحتوي عربة واحدة على أنابيب من دفعة واحدة فقط. يتم نقل الأنابيب في عبوات مربوطة بإحكام في مكانين على الأقل. يجب ألا يزيد وزن العبوة عن 5 أطنان ، وبناءً على طلب المستهلك - 3 أطنان ، ويسمح بشحن عبوات الأنابيب على دفعات مختلفة في سيارة واحدة بشرط فصلها.
2. تكنولوجيا ومعدات لإنتاج الأنابيب
2.1 وصف المعدات الرئيسية لورشة العمل T-3
2.1.1 وصف وخصائص تقنية موجزة لفرن الموقد المتحرك (WB)
تم تصميم فرن الموقد المتحرك لورشة العمل T-3 للتدفئة الفراغات المستديرةبقطر 90 ... 120 مم ، بطول 3 ... 10 أمتار من الكربون ، والسبائك المنخفضة ، والفولاذ المقاوم للصدأ قبل ثقب TPA-80.
يقع الفرن في مبنى ورشة العمل T-3 في الطابق الثاني في الممرات A و B.
تم تنفيذ مشروع الفرن بواسطة Gipromez من مدينة سفيردلوفسك في عام 1984. تم تنفيذ التكليف في عام 1986.
الفرن عبارة عن هيكل معدني صلب مبطن من الداخل بمواد مقاومة للحرارة وعازلة للحرارة. الأبعاد الداخلية للفرن: الطول - 28.87 م ، العرض - 10.556 م ، الارتفاع - 924 و 1330 مم ، الخصائص التشغيلية للفرن معروضة في الجدول 2.1. يتم تصنيع تحت الفرن على شكل عوارض ثابتة ومتحركة ، يتم من خلالها نقل قطع العمل عبر الفرن. الحزم مبطنة بمواد عازلة للحرارة ومقاومة للحرارة ومؤطرة بمجموعة خاصة من الصب المقاوم للحرارة. الجزء العلوي من الحزم مصنوع من MK-90 كتلة موليت-اكسيد الالمونيوم. سقف الفرن مصنوع من مواد مقاومة للحرارة ومعزول بمادة عازلة للحرارة. لخدمة الفرن وإجراء العملية التكنولوجية ، تم تجهيز الجدران بنوافذ عمل ونافذة تحميل ونافذة تفريغ معدنية. جميع النوافذ مزودة بمصاريع. يتم تسخين الفرن بالغاز الطبيعي ، والذي يتم حرقه بواسطة مواقد GR (موقد إشعاع منخفض الضغط) مثبتة على السطح. الفرن مقسم إلى 5 مناطق تسخين كل منها 12 شعلة. يتم توفير هواء الاحتراق من خلال مروحتين من طراز VM-18A-4 ، يعمل أحدهما كنسخة احتياطية. تتم إزالة غازات المداخن من خلال مجمّع دخان موجود على السطح في بداية الفرن. علاوة على ذلك ، من خلال نظام المداخن والخنازير المبطنة بالمعدن بمساعدة اثنين من عوادم الدخان VGDN-19 ، يتم تصريف غازات المداخن في الغلاف الجوي. تم تركيب جهاز التعافي الحلقي الأنبوبي ذو الاتجاهين المكون من 6 أقسام (SR-250) لتسخين الهواء المزود للاحتراق على المدخنة. من أجل استخدام أكثر اكتمالاً لحرارة غاز العادم ، فإن نظام إزالة الدخان مُجهز بفرن تسخين ذو حجرة واحدة.
يتم تسليم القضيب المسخن من الفرن باستخدام منضدة أسطوانية داخلية مبردة بالماء ، تحتوي أسطواناتها على فوهة مقاومة للحرارة.
الفرن مجهز بنظام تلفاز صناعي. يتم توفير اتصال مكبر الصوت بين لوحات التحكم ولوحة الأدوات ولوحة التحكم.
تم تجهيز الفرن بأنظمة للتنظيم التلقائي للنظام الحراري ، والسلامة التلقائية ، ووحدات لمراقبة معلمات التشغيل والإشارة إلى انحراف المعلمات عن القاعدة. تخضع المعلمات التالية للتنظيم التلقائي:
درجة حرارة الفرن في كل منطقة ؛
نسبة الغاز إلى الهواء حسب المناطق ؛
ضغط الغاز أمام الفرن ؛
الضغط في مساحة عمل الفرن.
بالإضافة إلى الأوضاع التلقائية ، يتم توفير وضع التحكم عن بعد. يشمل نظام التحكم الآلي:
درجة حرارة الفرن حسب المنطقة ؛
درجة الحرارة عبر عرض الفرن في كل منطقة ؛
درجة حرارة الغازات الخارجة من الفرن ؛
درجة حرارة الهواء بعد الانتعاش حسب المناطق ؛
درجة حرارة غاز المداخن أمام جهاز التعافي ؛
درجة حرارة الدخان أمام العادم ؛
استهلاك الغاز الطبيعي للفرن ؛
استهلاك هواء الفرن
كنس الخنزير أمام العادم ؛
ضغط الغاز المتشعب المشترك
ضغط الغاز والهواء في مجمعات المنطقة ؛
ضغط الفرن.
الموقد مزود بقطع للغاز الطبيعي مع إنذار ضوئي وصوتي عندما ينخفض ضغط الغاز والغاز في مجمعات المنطقة.
| استهلاك الغاز الطبيعي لكل فرن (كحد أقصى) نانومتر 3 / ساعة | 5200 |
| منطقة واحدة | 1560 |
| 2 المنطقة | 1560 |
| المنطقة 3 | 1040 |
| 4 منطقة | 520 |
| 5 منطقة | 520 |
| ضغط الغاز الطبيعي (الحد الأقصى) ، كيلو باسكال من قبل | |
| فرن | 10 |
| حارق | 4 |
| استهلاك هواء الفرن (كحد أقصى) نانومتر 3 / ساعة | 52000 |
| ضغط الهواء (الحد الأقصى) ، كيلو باسكال من قبل | |
| فرن | 13,5 |
| حارق | 8 |
| الضغط تحت السقف ، Pa | 20 |
| درجة حرارة تسخين المعدن ، درجة مئوية (الحد الأقصى) | 1200...1270 |
| التركيب الكيميائي لمنتجات الاحتراق في المنطقة الرابعة ،٪ | |
| ثاني أكسيد الكربون | 10,2 |
| حوالي 2 | 3,0 |
| كو | 0 |
| درجة حرارة منتجات الاحتراق أمام وحدة التعافي ، ° С | 560 |
| درجة حرارة تسخين الهواء في جهاز التعافي ، درجة مئوية | ما يصل إلى 400 |
| معدل تسليم قطع العمل ، ثانية | 23,7...48 |
| إنتاجية الفرن ، طن / ساعة | 10,6... 80 |
يتم أيضًا تشغيل الإنذار المسموع في الحالات التالية:
زيادة درجة الحرارة في المنطقتين الرابعة والخامسة (t cp = 1400 درجة مئوية) ؛
ارتفاع درجة الحرارة غاز المداخنأمام جهاز التعافي (t مع p = 850 درجة مئوية) ؛
زيادة درجة حرارة غازات المداخن أمام عادم الدخان (t cp = 400 درجة مئوية) ؛
انخفاض ضغط ماء التبريد (p cf = 0.5 atm).
2.1.2 الخصائص التقنية الموجزة لخط القطع على الساخن
تم تصميم خط القطع الساخن لقطعة العمل لمهمة القضيب المسخن في المقصات ، وقطع قطعة الشغل للأطوال المطلوبة ، وإزالة قطع الشغل من المقص.
يتم عرض الخصائص التقنية الموجزة لخط القطع الساخن في الجدول 2.2.
تشتمل معدات خط القطع على الساخن على المقصات نفسها (تصميمات SKMZ) لقطع الشغل ، وتوقف متحرك ، وطاولة بكرة نقل ، وشاشة واقية لحماية المعدات من الإشعاع الحراري من نافذة تفريغ PSHP. تم تصميم المقص لقطع المعادن بدون نفايات ، ولكن إذا تم تشكيل الخردة المتبقية نتيجة لأي أسباب طارئة ، يتم تركيب مجرى وصندوق في الحفرة بالقرب من المقص لتجميعها. على أي حال ، يجب تنظيم عمل خط القطع على الساخن بحيث يستبعد تكون الخردة.
| معلمات الشريط المراد قطعه | |
| الطول ، م | 4,0…10,0 |
| القطر ، مم | 90,0…120,0 |
| الوزن الأقصى ، كجم | 880 |
| طول الشغل ، م | 1,3...3.0 |
| درجة حرارة القضيب ، О درجة مئوية | 1200 |
| الإنتاجية ، جهاز كمبيوتر شخصى / ساعة | 300 |
| سرعة النقل ، م / ث | 1 |
| توقف الحركة المتحركة ، مم | 2000 |
| مقطع فيديو | |
| قطر البرميل ، مم | 250 |
| طول البرميل ، مم | 210 |
| قطر المتداول ، مم | 195 |
| خطوة الأسطوانة ، مم | 500 |
| استهلاك الماء لأسطوانة مبردة بالماء ، م 3 / ساعة | 1,6 |
| استهلاك الماء لأسطوانة مبردة بالماء مع صناديق محور مبردة بالماء ، م 3 / ساعة | 3,2 |
| استهلاك المياه لكل شاشة ، م 3 / ساعة | 1,6 |
| مستوى الصوت ، ديسيبل ، لا أكثر | 85 |
بعد تسخين القضيب وتوزيعه ، فإنه يمر عبر ترموستات (لتقليل انخفاض درجة الحرارة على طول قطعة العمل) ، ويصل إلى نقطة التوقف المنقولة ويتم تقطيعه إلى قطع عمل بالطول المطلوب. بعد إجراء القطع ، يتم رفع السدادة المتحركة عن طريق أسطوانة تعمل بالهواء المضغوط ، ويتم نقل قطعة العمل على طول منضدة الأسطوانة. بعد مرورها خلف التوقف ، يتم إنزالها إلى وضع العمل وتتكرر دورة القطع. لإزالة القشور من أسفل بكرات منضدة الأسطوانة ، مقصات القطع على الساخن ، يتم توفير نظام لإزالة الترسبات المائية ، لإزالة الزركشة - مجرى وصندوق استقبال. بعد مغادرة منضدة أسطوانة القطع على الساخن ، تذهب قضبان الحديد إلى الناقل الأسطواني المستقبِل لمطحنة التثقيب.
2.1.3 التصميم والخصائص التقنية للمعدات الرئيسية والإضافية لقسم مطحنة الثقب
تم تصميم مطحنة التثقيب من أجل ثقب قطعة العمل الصلبة في غلاف مجوف. تم تجهيز TPA-80 بمطحنة ثقب ذات أسطوانتين مع أسطوانات على شكل برميل أو على شكل كوب وقضبان توجيه. يتم عرض الخصائص التقنية لطاحونة الثقب في الجدول 2.3.
أمام طاحونة التثقيب ، توجد طاولة أسطوانية مبردة بالماء ، مصممة لتلقي قطعة العمل من خط القطع الساخن ونقلها إلى آلة التمركز. يتكون ناقل الأسطوانة من 14 بكرة مبردة بالماء مع محركات فردية.
| مقاسات الشغل المراد خياطتها: | |
| القطر ، مم | 100…120 |
| الطول ، مم | 1200…3350 |
| حجم الكم: | |
| القطر الخارجي ، مم | 98…126 |
| سمك الجدار ، مم | 14…22 |
| الطول ، مم | 1800…6400 |
| سرعة القيادة الرئيسية ، دورة في الدقيقة | 285…400 |
| نسبة والعتاد | 3 |
| قوة المحرك ، كيلوواط | 3200 |
| زاوية التغذية ، ° | 0…14 |
| قوة اللف: | |
| أقصى شعاعي ، كيلو نيوتن | 784 |
| أقصى محوري ، كيلو نيوتن | 245 |
| أقصى عزم دوران للفة ، كيلو نيوتن متر | 102,9 |
| قطر لفة العمل ، مم | 800…900 |
| برغي الضغط: | |
| أكبر ضربة ، مم | 120 |
| سرعة السفر ، مم / ثانية | 2 |
تم تصميم جهاز التمركز لإخراج أخدود مركزي بقطر 20 ... 30 مم وعمق 15 ... 20 مم في نهاية قطعة الشغل المسخنة وهي عبارة عن أسطوانة تعمل بالهواء المضغوط بها قاذف ذو طرف الشرائح.
بعد التمركز ، يدخل القضيب المسخن الشبكة من أجل نقله لاحقًا إلى أخدود المنضدة الأمامية لمطحنة التثقيب.
تم تصميم الجدول الأمامي لمطحنة التثقيب لاستقبال قطعة عمل ساخنة تتدحرج على طول الشبكة ، ومحاذاة محور قطعة العمل مع محور التثقيب وإمساكها أثناء الثقب.
على جانب الخرج من المطحنة ، يتم تثبيت أجهزة تمركز الأسطوانة لقضيب المغزل ، والتي تدعم وتوسيط القضيب ، قبل الثقب وأثناء عملية التثقيب ، عندما تعمل قوى محورية عالية عليها ويكون التواءها ممكنًا.
توجد آلية ضبط الدفع الثابتة برأس الفتح خلف أجهزة التمركز ؛ وهي تعمل على إدراك القوى المحورية التي تعمل على القضيب باستخدام مغزل ، لتصحيح موضع المغزل في منطقة التشوه وتمرير الجلبة خارج الثقب مطحنة.
2-1-4 التصميم والخصائص التقنية للمعدات الرئيسية والإضافية لقسم المطحنة المستمرة
تم تصميم المطحنة المستمرة لدرفلة الأنابيب الخشنة التي يبلغ قطرها 92 مم وسمك الجدار 3 ... 8 مم. يتم الدرفلة على مغزل عائم طويل بطول 19.5 متر ، وترد الخصائص التقنية الموجزة للمطحنة المستمرة في الجدول 2.4 ، في الجدول 2.5. يتم إعطاء نسب التروس لعلب التروس.
أثناء الدرفلة ، تعمل المطحنة المستمرة على النحو التالي: يقوم الناقل الأسطواني الموجود خلف مطحنة الثقب بنقل الجلبة بسرعة 3 م / ث إلى نقطة التوقف المتحرك ، وبعد التوقف ، يتم نقله إلى الشبكة أمام المطحنة المستمرة عن طريق الوسائل من ناقل سلسلة ويتدحرج إلى أذرع القياس.
| اسم | الحجم | |
| القطر الخارجي للأنبوب الخام ، مم | 91,0…94,0 | |
| سمك جدار الأنابيب الخشنة ، مم | 3,5…8,0 | |
| الحد الأقصى لطول الأنبوب الخام ، م | 30,0 | |
| قطر مغزل المطحنة المستمرة ، مم | 74…83 | |
| طول مغزل ، م | 19,5 | |
| قطر الذئاب ، مم | 400 | |
| طول برميل لفة ، مم | 230 | |
| قطر لفة العنق ، مم | 220 | |
| المسافة بين محاور المدرجات ، مم | 850 | |
| شوط برغي الضغط العلوي مع لفات جديدة ، مم | فوق | 8 |
| الطريق | 15 | |
| شوط برغي الضغط المنخفض مع لفات جديدة ، مم | فوق | 20 |
| الطريق | 10 | |
| سرعة الرفع للفة العلوية ، مم / ث | 0,24 | |
| تردد دوران محركات القيادة الرئيسية ، rpm | 220…550 | |
في حالة وجود عيوب في الغلاف ، يقوم المشغل بتوجيهه يدويًا إلى الجيب عن طريق تنشيط أجهزة التداخل والمنفعة يدويًا.
عندما يتم خفض أذرع الموزع ، يتم دحرجة الغلاف المناسب في المزلق ، ويتم الضغط عليه بواسطة رافعات التثبيت ، وبعد ذلك يتم إدخال مغزل في الغلاف باستخدام بكرات القيادة. عندما يصل الطرف الأمامي للشياق إلى الحافة الأمامية للكم ، يتم تحرير المشبك ، ويتم دفع الجلبة إلى المطحنة المستمرة باستخدام بكرات الدفع. في هذه الحالة ، يتم ضبط سرعة دوران بكرات السحب للمغزل والغطاء بطريقة أنه بحلول الوقت الذي يمسك فيه الغلاف بالحامل الأول للمطحنة المستمرة ، يتم تمديد الطرف الأمامي للشياق بمقدار 2.5 ... 3 م.
بعد الدحرجة على مطحنة مستمرة ، يذهب الأنبوب الخشن مع مغزل إلى مستخرج مغزل ، يتم تقديم خاصية فنية موجزة في الجدول 2.6. بعد ذلك ، يتم نقل الأنبوب بواسطة ناقل أسطواني إلى المنطقة التي يتم فيها قطع الطرف الخلفي ويأتي إلى نقطة توقف ثابتة في القسم حيث يتم قطع الطرف الخلفي للأنبوب ؛ الخصائص التقنية لمعدات قسم POSC هي الواردة في الجدول 2.7. بعد الوصول إلى نقطة التوقف ، يتم إلقاء الأنبوب بواسطة قاذف المثقاب على الشبكة أمام طاولة أسطوانة التسوية. بعد ذلك ، يتم لف الأنبوب على طول الشبكة على طاولة بكرة التسوية ، ويصل إلى نقطة التوقف التي تحدد طول القطع ، ويتم نقله بواسطة المعبئ من طاولة أسطوانة التسوية إلى الشبكة أمام طاولة بكرة التفريغ ، بينما يتم نقل الجزء الخلفي يتم قطع نهاية الأنبوب أثناء الحركة.
يتم نقل الطرف المقطوع للأنبوب بواسطة ناقل خردة إلى حاوية خردة معدنية موجودة خارج الورشة.
الجدول 2.5 - نسبة التروس لعلب تروس المطحنة المستمرة وقوة المحرك
2.1.5 مبدأ تشغيل المعدات الرئيسية والإضافية لقسم مطحنة الاختزال والثلاجة
تم تصميم معدات هذا القسم لنقل الأنبوب الخام من خلال التثبيت. التدفئة التعريفي، الدرفلة على مطحنة الاختزال والتبريد ونقلها إلى قسم مناشير القطع على البارد.
يتم تسخين الأنابيب الخشنة أمام مطحنة الاختزال في منشأة التدفئة INZ - 9000 / 2.4 ، والتي تتكون من 6 كتل تسخين (12 محثًا) تقع مباشرة أمام مطحنة الاختزال. تدخل الأنابيب وحدة الحث واحدة تلو الأخرى في تدفق مستمر. إذا لم يكن هناك توريد للأنابيب من المطحنة المستمرة (عند توقف الدرفلة) ، يُسمح بتزويد الأنابيب "الباردة" المترسبة إلى وحدة الحث واحدًا تلو الآخر. يجب ألا يزيد طول الأنابيب المراد تركيبها في التركيب عن 17.5 متر.
نوع مطحنة التخفيض - 24 حاملًا ، 3 بكرات مع بكرتين للدعم ومحرك فردي.
بعد دحرجة مطحنة الاختزال ، يدخل الأنبوب إما البخاخ ومنضدة التبريد ، أو مباشرة إلى طاولة التبريد للمطحنة ، اعتمادًا على متطلبات الخصائص الميكانيكية للأنبوب النهائي.
يعد التصميم والخصائص التقنية للرش ، بالإضافة إلى معلمات أنابيب التبريد الموجودة فيه سرًا تجاريًا لشركة KresTrubZavod OJSC ولم يتم تقديمها في هذا العمل.
الجدول 2.8. الخصائص التقنية لوحدة التسخين معروضة في الجدول 2.9.- خاصية فنية موجزة لمطحنة الاختزال.
الجدول 2.8 - الخصائص التقنية الموجزة لوحدة التدفئة INZ-9000 / 2.4
2.1.6 معدات قطع الأنابيب للطول
لقطع الأنابيب إلى أطوال مُقاسة في ورشة العمل T-3 ، يتم استخدام منشار دفعة Wagner ، طراز WVC 1600R ، وترد خصائصه الفنية في الجدول. 2.10. كما يتم استخدام مناشير طراز KV6R - الخصائص التقنية في الجدول 2.11.
| اسم المعلمة | الحجم | |
| قطر الأنابيب المراد قطعها ، مم | 30…89 | |
| عرض الأكياس المقطوعة ، مم | 200…913 | |
| سمك الجدار لقطع الأنابيب ، مم | 2,5…9,0 | |
| طول الأنابيب بعد القطع ، م | 8,0…11,0 | |
| طول قطع الأنابيب ينتهي | الجبهة ، مم | 250…2500 |
| الخلفية ، مم | ||
| قطر شفرة المنشار ، مم | 1600 | |
| عدد الأسنان على نصل المنشار ، جهاز كمبيوتر شخصى | القطاعي | 456 |
| كربيد | 220 | |
| سرعة القطع ، مم / دقيقة | 10…150 | |
| الحد الأدنى لقطر شفرة المنشار ، مم | 1560 | |
| تغذية دعم المنشار الدائري ، مم | 5…1000 | |
| أقصى مقاومة شد للأنابيب ، N / مم 2 | 800 | |
2.1.7 معدات تقويم الأنابيب
يتم إرسال الأنابيب المقطوعة حسب الطلب لتقويمها. يتم إجراء الاستقامة على آلات التسوية RVV320x8 ، المصممة لتقويم الأنابيب والقضبان المصنوعة من الكربون ودرجات الفولاذ منخفض السبائك في حالة باردة مع انحناء أولي يصل إلى 10 مم لكل متر واحد. الخصائص التقنية لماكينة فرد الشعر RVB 320x8 موضحة في الجدول. 3.12.
| اسم المعلمة | الحجم |
| عرض الكيس أحادي الصف ، مم | لا يزيد عن 855 |
| عرض فتح المشبك الشغل ، مم | 20 إلى 90 |
| الممر في الاتجاه الرأسي لقط الشغل ، مم | لا يزيد عن 275 |
| شوط دعم شفرة المنشار ، مم | 650 |
| سرعة تغذية شفرة المنشار (بدون خطوات) مم / دقيقة | لا يزيد عن 800 |
| ضربة رجوع سريعة لشفرة المنشار ، مم / دقيقة | لا يزيد عن 6500 |
| سرعة القطع ، م / دقيقة | 40; 15; 20; 30; 11,5; 23 |
| طول لقط حزمة الأنبوب على جانب المدخل ، مم | لا تقل عن 250 |
| طول لقط حزمة الأنبوب على جانب المخرج ، مم | لا تقل عن 200 |
| قطر شفرة المنشار ، مم | 1320 |
| عدد القطع على شفرة المنشار ، أجهزة الكمبيوتر | 36 |
| عدد الأسنان لكل قطعة ، جهاز كمبيوتر شخصى | 10 |
| قطر الأنابيب المعالجة ، مم | 20 إلى 90 |
| اسم المعلمة | الحجم | |
| قطر الأنابيب المستقيمة ، مم | 25...120 | |
| سماكة جدار الأنابيب المستقيمة ، مم | 1,0...8,0 | |
| طول الأنابيب المستقيمة ، م | 3,0...10,0 | |
| قوة الخضوع لمعدن الأنابيب المستقيمة ، kgf / مم 2 | قطر 25 ... 90 ملم | حتى 50 |
| قطر 90 ... 120 ملم | حتى 33 | |
| سرعة تقويم الأنابيب ، م / ث | 0,6...1,0 | |
| الملعب بين محاور البكرات ، مم | 320 | |
| قطر اللفات في العنق ، مم | 260 | |
| عدد الرولات ، القطع | قيادة | 4 |
| الفردي | 5 | |
| زوايا تركيب اللفات ° | 45 درجة ... 52 درجة 21 ' | |
| أكبر حركة لللفات العلوية من الحافة العلوية للأسفل ، مم | 160 | |
| محرك دوران لفة | نوع المحرك | D-812 |
| الجهد ، الخامس | 440 | |
| الطاقة ، كيلوواط | 70 | |
| سرعة الدوران ، دورة في الدقيقة | 520 | |
2.2 التكنولوجيا الحالية لإنتاج الأنابيب في TPA-80 JSC "KresTrubZavod"
يتم تخزين القضبان على شكل قضبان تصل إلى الورشة في المستودع الداخلي. قبل بدء الإنتاج ، يتم إخضاعها لفحص عشوائي على رف خاص ، وإذا لزم الأمر ، يتم إصلاحها. في منطقة تحضير القضبان ، يتم تثبيت موازين للتحكم في وزن المعدن الذي يتم إدخاله في الإنتاج. يتم تغذية القضبان من المستودع بواسطة رافعة جسرية كهربائية إلى شبكة التحميل أمام الفرن وتحميلها في فرن التسخين بموقد متحرك وفقًا للجدول الزمني ومعدل الدرفلة.
يتم تنفيذ التوافق مع مخطط تكديس قطع العمل بصريًا بواسطة الغراس المعدني. يتم تحميل القضبان في الفرن واحدًا تلو الآخر في كل واحدة ، من خلال خطوة واحدة أو عدة خطوات للوحات التوجيه للعوارض المتحركة ، اعتمادًا على معدل اللف وتكرار القطع. عند تغيير درجة الصلب والذوبان وحجم الأنبوب ، يفصل المجرب درجات الصلب ويذوب على النحو التالي: بطول 5600-8000 مم ، يتم فصل الذوبان عن طريق إزاحة أول قضيبين على طول عرض الفرن ؛ يتم فصل درجات الصلب عن طريق تحريك القضبان الأربعة الأولى على طول عرض الفرن ؛ بطول 9000-9800 مم ، يتم فصل درجات الصلب ، التسخين عن بعضها البعض عند الهبوط بفاصل 8-10 خطوات ، وكذلك عن طريق حساب كمية الشغل المزروعة في PSHP والصادرة ، والتي يتم التحكم بها بواسطة سخان معدني PSHP وقاطع مقصات القطع على الساخن عن طريق التحقق من خلال لوحات التحكم ... TPA-80 ؛ عند تغيير حجم الأنابيب المدلفنة (إعادة تحميل الطاحونة) ، يتوقف هبوط المعدن في الفرن "5-6 خطوات" قبل توقف الطاحونة ؛ وعند التوقف لإعادة الشحن ، فإن المعدن "يتراجع 5-6 خطوات". يتم نقل قطع العمل من خلال الفرن بواسطة ثلاث عوارض متحركة. في فترات التوقف المؤقت لدورة الحركة ، يتم تثبيت الحزم المتحركة على مستوى الموقد. يتم ضمان وقت التسخين المطلوب عن طريق قياس وقت دورة الخطوة. الضغط الزائدفي مساحة العمل يجب أن يكون من 9.8 Pa إلى 29.4 Pa ، ومعدل تدفق الهواء = 1.1 - 1.2.
عندما يتم تسخين قضبان من درجات مختلفة من الفولاذ في فرن ، يتم تحديد مدة التسخين بواسطة المعدن ذي أطول فترة مكوث في الفرن. يتم ضمان تسخين المعدن عالي الجودة من خلال المرور المنتظم للفراغات بطول الفرن بالكامل. يتم تسليم القضبان المسخنة إلى ناقل أسطوانة التفريغ الداخلي ، ويتم تسليمها إلى خط القطع على الساخن.
لتقليل تبريد قطع العمل أثناء فترة التعطل ، يتم توفير منظم حرارة على طاولة الأسطوانة لنقل قطع العمل المسخنة إلى المقصات ، فضلاً عن إمكانية إرجاع قطعة عمل غير مقطوعة (عن طريق قلبها إلى الخلف) إلى الفرن وإيجادها أثناء الوقت الضائع.
يمكن إيقاف الفرن أثناء التشغيل. يعتبر الإيقاف الساخن للفرن بمثابة توقف دون إغلاق إمدادات الغاز الطبيعي. أثناء التوقفات الساخنة ، يتم تثبيت عوارض الفرن المتحركة على مستوى العوارض الثابتة. يتم إغلاق نوافذ التحميل والتفريغ. يتم تقليل معدل تدفق الهواء باستخدام وحدة "الوقود-الهواء" من 1.1-1.2 إلى 1.0: -1.1. يصبح ضغط الفرن عند مستوى الموقد موجبًا. عندما تتوقف الطاحونة: حتى 15 دقيقة - يتم ضبط درجة الحرارة في المناطق على الحد الأدنى ، ويتم "تراجع" المعدن بخطوتين ؛ من 15 دقيقة إلى 30 دقيقة - تنخفض درجة الحرارة في المناطق III و IV و V بمقدار 20-40 درجة مئوية ، في المناطق الأولى والثانية بمقدار 30-60 درجة مئوية من الحد الأدنى ؛ أكثر من 30 دقيقة - تنخفض درجة الحرارة في جميع المناطق بمقدار 50-150 درجة مئوية مقارنة بالحد الأدنى ، اعتمادًا على مدة الخمول. قطع العمل "خطوة للوراء" 10 خطوات. مع فترة توقف من 2 إلى 5 ساعات ، من الضروري تحرير مناطق الفرن IV و V من الفراغات. يتم تفريغ قطع العمل من المنطقتين الأولى والثانية في الجيب. يتم تفريغ المعادن بواسطة معالج معدني مع PU-1. تنخفض درجة الحرارة في المنطقتين V و IV إلى 1000-I050 0 درجة مئوية. وعند التوقف لأكثر من 5 ساعات ، يتم تحرير الفرن بالكامل من المعدن. يتم رفع درجة الحرارة تدريجياً بمقدار 20-30 درجة مئوية ، بمعدل ارتفاع درجة الحرارة 1.5-2.5 0 درجة مئوية / دقيقة. مع زيادة وقت تسخين المعدن بسبب انخفاض معدل التدحرج ، تنخفض درجة الحرارة في المناطق I ، II ، III بمقدار 6 0 درجة مئوية ، 40 0 درجة مئوية ، 20 0 درجة مئوية ، على التوالي ، من الحد الأدنى ، ودرجة الحرارة في المناطق الرابعة والخامسة عند الحدود الدنيا. بشكل عام ، مع التشغيل المستقر للوحدة بأكملها ، يتم توزيع درجة الحرارة على المناطق على النحو التالي (الجدول 2.13).
بعد التسخين ، تدخل قطعة العمل إلى خط القطع الساخن لقطع الشغل. تشتمل معدات خط القطع على الساخن على المقصات نفسها لقطع الشغل ، وتوقف متحرك ، وطاولة بكرة نقل ، وشاشة واقية لحماية المعدات من الإشعاع الحراري من نافذة التفريغ في فرن موقد المشي. بعد أن يتم تسخين القضيب وتوزيعه ، فإنه يمر عبر منظم الحرارة ، ويصل إلى نقطة التوقف المتحركة ويتم تقطيعه إلى قطع عمل بالطول المطلوب. بعد إجراء القطع ، يتم رفع السدادة المتحركة بواسطة أسطوانة تعمل بالهواء المضغوط ، ويتم نقل قطعة العمل على طول منضدة الأسطوانة. بعد مرورها خلف التوقف ، يتم إنزالها إلى وضع العمل وتستمر دورة القطع.
الجدول 2.13 - توزيع درجة الحرارة في الفرن حسب المناطق
يتم نقل الشغل المقاس إلى آلة التمركز بواسطة ناقل الأسطوانة خلف المقص. يتم نقل قطعة العمل المركزية بواسطة القاذف إلى الشبكة أمام المطحنة الثاقبة ، حيث يتم لفها على طول التجنيب ، وعندما يكون جانب الخروج جاهزًا ، يتم نقله إلى المزلق الذي يتم إغلاقه بغطاء. بمساعدة دافع ، عندما يتم رفع الإيقاف ، يتم ضبط قطعة العمل في منطقة التشوه. في منطقة التشوه ، يتم ثقب الشغل على مغزل مثبت بواسطة قضيب. يستقر القضيب على زجاج رأس الدفع لآلية ضبط الدفع ، والتي لا يسمح فتحها بالقفل. يتم منع الانحناء الطولي للشريط من القوى المحورية الناشئة أثناء التدحرج بواسطة أجهزة تمركز مغلقة ، محاور موازية لمحور الشريط.
في وضع العمل ، يتم تقليل البكرات حول القضيب بواسطة أسطوانة تعمل بالهواء المضغوط من خلال نظام الروافع. مع اقتراب الطرف الأمامي للغطاء ، يتم فصل بكرات التمركز بشكل تسلسلي. بعد نهاية الثقب الفارغ ، يتم إسقاط البكرات الأولى بواسطة أسطوانة تعمل بالهواء المضغوط ، والتي تحرك الكم من الأسطوانات لتكون قادرة على إمساك القضيب بواسطة رافعات المعترض ، ثم يتم طي القفل والرأس الأمامي للخلف ، يتم إسقاط بكرات الإخراج ويتم إصدار الجلبة بسرعة عالية خلف رأس الدفع على طاولة الأسطوانة خلف مطحنة التثقيب ...
بعد الوميض ، يتم نقل الجلبة على طول منضدة الأسطوانة إلى المحطة المتحركة. ثم يتم نقل الغلاف بواسطة ناقل سلسلة إلى جانب مدخل المطحنة المستمرة. بعد الناقل ، يتم دحرجة الغلاف على طول الشبكة المائلة إلى جهاز القياس ، والذي يحتفظ بالغطاء أمام جانب المدخل للمطحنة المستمرة. يوجد جيب أسفل أدلة الشبكة المائلة لجمع الأكمام المعيبة. من الشبكة المائلة ، يتم إسقاط الغلاف في مجرى الاستقبال للمطحنة المستمرة مع المشابك. في هذا الوقت ، يتم إدخال مغزل طويل في الغلاف باستخدام زوج واحد من بكرات الاحتكاك. عندما يصل الطرف الأمامي للشياق إلى الطرف الأمامي للبطانة ، يتم تحرير مشبك البطانة ، ويتم إحضار زوجين من بكرات السحب إلى البطانة ، ويتم تثبيت البطانة مع المغزل في مطحنة مستمرة. في هذه الحالة ، يتم حساب سرعة دوران بكرات السحب للمغزل وبكرات السحب للجلبة بحيث يتم في لحظة التقاط الجلبة بواسطة الحامل الأول للمطحنة المستمرة ، تمديد المغزل من العمود الكم هو 2.5-3.0 م وفي هذا الصدد ، يجب أن تكون السرعة الخطية لبكرات السحب للمغياض 2.25-2.5 مرة السرعة الخطية لبكرات سحب البطانة.
يتم نقل الأنابيب الملفوفة ذات المغزل بالتناوب إلى محور أحد الشياطين. يمر رأس المغزل عبر حامل المستخرج ويتم إمساكه بإدخال القابض والأنبوب في حلقة مدي الزجاجة. أثناء تحرك السلسلة ، يخرج المغزل من الأنبوب ويدخل في ناقل السلسلة ، والذي ينقله إلى ناقل أسطواني مزدوج ينقل المغزل من كلا المستخرجين إلى حمام التبريد.
بعد إزالة المغزل ، يذهب الأنبوب الخشن إلى المناشير لقص الطرف الخلفي المفكوك.
بعد التسخين بالحث ، يتم إدخال الأنابيب في مطحنة الاختزال مع أربعة وعشرين حاملًا ثلاثي الأسطوانات. في مطحنة التخفيض ، يتم تحديد عدد منصات العمل اعتمادًا على أبعاد الأنابيب الملفوفة (من 9 إلى 24 حاملًا) ، ويتم استبعاد الحوامل ، بدءًا من 22 في اتجاه تقليل عدد الحوامل. المدرجات 23 و 24 تشارك في جميع برامج التدحرج.
أثناء الدرفلة ، يتم تبريد الأسطوانات بشكل مستمر بالماء. عند تحريك الأنابيب على طول طاولة التبريد ، يجب ألا يكون هناك أكثر من أنبوب واحد في كل وصلة. عند درفلة الأنابيب المشوهة على الساخن المخصصة لتصنيع أنابيب من مجموعة القوة "K" من الفولاذ بدرجة 37G2S ، بعد مطحنة الاختزال ، يتم تنفيذ التبريد المتسارع المتحكم فيه للأنابيب في الرشاشات.
يجب تثبيت سرعة الأنابيب التي تمر عبر البخاخ مع سرعة مطحنة التخفيض. يتم التحكم في استقرار السرعات من قبل المشغل وفقًا لتعليمات التشغيل.
بعد التخفيض ، يتم تغذية الأنابيب إلى طاولة تبريد رف مع عوارض متحركة حيث يتم تبريدها.
على طاولة التبريد ، يتم تجميع الأنابيب في أكياس من طبقة واحدة للتشذيب والقطع إلى الطول باستخدام المناشير الباردة.
تذهب الأنابيب الجاهزة إلى طاولة الفحص في قسم مراقبة الجودة ، وبعد الفحص ، يتم ربط الأنابيب في عبوات وإرسالها إلى مستودع المنتج النهائي.
2.3 تبرير حلول التصميم
مع تقليل الأنابيب قطعة بقطعة مع شد على PPC ، يحدث فرق طولي كبير في سماكة جدار نهايات الأنابيب. سبب سماكة الجدار النهائي للأنابيب هو عدم استقرار التوترات المحورية في أوضاع غير مستقرة من التشوه عند ملء وتفريغ حوامل العمل للمطحنة بالمعدن. يتم تقليل المقاطع الطرفية في ظل ظروف إجهاد شد طولي أقل بكثير من الجزء الرئيسي (الأوسط) من الأنبوب. الزيادة في سمك الجدار في المقاطع الطرفية ، التي تتجاوز الانحرافات المسموح بها ، تجعل من الضروري قطع جزء كبير من الأنبوب النهائي
ترد في الجدول معايير القطع النهائية للأنابيب المخفضة على TPA-80 لـ JSC "KresTrubZavod". 2.14.
الجدول 2.14 - معايير قص أطراف الأنابيب في TPA-80 JSC "KresTrubZavod"
2.4 تبرير حلول التصميم
مع تقليل الأنابيب قطعة بقطعة مع شد على PPC ، يحدث فرق طولي كبير في سماكة جدار نهايات الأنابيب. سبب سماكة الجدار النهائي للأنابيب هو عدم استقرار التوترات المحورية في أوضاع غير مستقرة من التشوه عند ملء وتفريغ حوامل العمل للمطحنة بالمعدن. يتم تقليل المقاطع الطرفية في ظل ظروف إجهاد شد طولي أقل بكثير من الجزء الرئيسي (الأوسط) من الأنبوب. الزيادة في سمك الجدار في المقاطع الطرفية ، التي تتجاوز الانحرافات المسموح بها ، تجعل من الضروري قطع جزء كبير من الأنبوب النهائي.
ترد في الجدول معايير القطع النهائية للأنابيب المخفضة على TPA-80 لـ JSC "KresTrubZavod". 2.15.
الجدول 2.15 - معايير قص أطراف الأنابيب في TPA-80 JSC "KresTrubZavod"
حيث PC هو الطرف الأمامي السميك للأنبوب ؛ ЗК - نهاية الأنبوب السميكة الخلفية.
تقارب الخسارة السنوية للمعدن في النهايات السميكة للأنابيب في ورشة T-3 التابعة لـ JSC "KresTrubZavod" 3000 طن. مع انخفاض بنسبة 25 ٪ في طول ووزن نهايات الأنابيب السميكة المقطوعة ، سيكون الربح السنوي حوالي 20 مليون روبل. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون هناك توفير في تكلفة المناشير المجمعة والكهرباء وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك ، في إنتاج كتل إعادة العمل لمحلات الرسم ، من الممكن تقليل الاختلاف الطولي في سماكة جدار الأنابيب ؛ يمكن استخدام المعدن المحفوظ بسبب انخفاض الاختلاف الطولي في سمك الجدار لزيادة إنتاج الأنابيب المدلفنة على الساخن والمعالجة على البارد.
تعد مصانع درفلة الأنابيب المستمرة من أكثر المصانع الواعدة عالية الأداء لإنتاج الأنابيب غير الملحومة المدرفلة على الساخن من النطاق المقابل.
تشمل الوحدات طواحين ثقب ، ومغزل مستمر ، وطواحين لتقليل التوتر. تضمن استمرارية العملية التكنولوجية وأتمتة جميع عمليات النقل وطول الأنابيب الملفوفة إنتاجية عالية ونوعية جيدة للأنابيب من حيث الأبعاد السطحية والهندسية.
في العقود الأخيرة ، استمر التطوير المكثف لإنتاج الأنابيب بطريقة الدرفلة المستمرة: تم بناؤها وتشغيلها (في "" إيطاليا ، فرنسا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، الأرجنتين) ، أعيد بناؤها (في اليابان) ورش الدرفلة المستمرة ، المعدات الموردة لـ متاجر جديدة (في الصين) ، تم تطويرها وتم تقديم مشاريع لبناء ورش العمل (في فرنسا ، كندا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، اليابان ، المكسيك).
مقارنة بالوحدات التي تم تشغيلها في الستينيات ، فإن المطاحن الجديدة لها اختلافات كبيرة: فهي تصنع بشكل أساسي سلعًا أنبوبية بلد النفط ، فيما يتعلق بأقسام كبيرة يتم إنشاؤها في المتاجر لإنهاء هذه الأنابيب ، بما في ذلك المعدات اللازمة لإزعاجها. المعالجة الحرارية ، قطع الأنابيب ، إنتاج أدوات التوصيل ، إلخ ؛ اتسع نطاق أحجام الأنابيب بشكل كبير: زاد الحد الأقصى للقطر من 168 إلى 340 ملم ، وسمك الجدار - من 16 إلى 30 ملم ، والذي أصبح ممكنًا بسبب تطور التدحرج على مغزل طويل ، يتحرك بسرعة محكومة ، بدلاً من ذلك عائمة على مطاحن مستمرة. تستخدم مصانع درفلة الأنابيب الجديدة قضبان الصب بشكل مستمر (مربعة ومستديرة) ، مما يضمن تحسنًا كبيرًا في المؤشرات الفنية والاقتصادية لعملهم.
بالنسبة لقضبان التسخين ، لا تزال الأفران الحلقية (TPA 48-340 ، إيطاليا) مستخدمة على نطاق واسع ، إلى جانب هذا ، تم البدء في استخدام أفران موقد المشي (TPA 27-127 ، فرنسا ، TPA 33-194 ، اليابان). في جميع الحالات ، يتم ضمان الإنتاجية العالية للوحدة الحديثة عن طريق تركيب فرن واحد بسعة وحدة كبيرة (تصل إلى 250 طن / ساعة). بالنسبة لأنابيب التسخين قبل التخفيض (المعايرة) ، يتم استخدام أفران ذات شعاع متحرك.
لا تزال المطحنة الرئيسية لإنتاج الأكمام عبارة عن مطحنة درفلة حلزونية مزدوجة الارتفاع ، ويتم تحسين تصميمها ، على سبيل المثال ، عن طريق استبدال المساطر الثابتة بأقراص توجيه مدفوعة. في حالة استخدام كتل مربعة الشكل ، فإن مطحنة الدرفلة اللولبية في الخط التقني مسبوقة إما بمطحنة لفافة ضغط (TPA 48-340 في إيطاليا ، TPA 33-194 في اليابان) ، أو مطحنة لتحجيم الحواف ومكبس تمركز عميق (TPA 60-245 ، فرنسا).
أحد الاتجاهات الرئيسية لمزيد من التطوير لطريقة الدرفلة المستمرة هو استخدام مغزل يتحرك بسرعة مسيطر عليها أثناء التدحرج ، بدلاً من الشياق العائمة. بمساعدة آلية خاصة تطور قوة إمساك من 1600 إلى 3500 كيلو نيوتن ، يتم إعطاء المغزل سرعة معينة (0.3-2.0 م / ث) ، والتي يتم الحفاظ عليها إما حتى يتم إزالة الأنبوب تمامًا من المغزل أثناء التدحرج ( مغزل محتفظ به) ، أو حتى لحظة معينة ينتقل منها المرجع كمعمود عائم (مغزل مثبت جزئيًا). يمكن استخدام كل طريقة من هذه الطرق في إنتاج أنابيب بقطر معين. لذلك ، بالنسبة للأنابيب ذات القطر الصغير ، فإن الطريقة الرئيسية هي التدحرج على مغزل عائم ، متوسط (حتى 200 مم) - على عمود محجوز جزئيًا ، كبير (حتى 340 مم وأكثر) - على عمود محتجز.
يوفر الاستخدام في المطاحن المستمرة للمغياض التي تتحرك بسرعة مسيطر عليها (مثبتة ، ومثبتة جزئيًا) بدلاً من العائمة توسعًا كبيرًا في التشكيلة ، وزيادة في طول الأنابيب وزيادة في دقتها. حلول التصميم الفردية ذات أهمية ؛ على سبيل المثال ، استخدام قضيب طاحونة خارقة كمغزل محتجز جزئيًا لمطحنة مستمرة (TPA 27-127 ، فرنسا) ، إدخال خارجي للمغزل في الغلاف (TPA 33-194 ، اليابان).
تم تجهيز الوحدات الجديدة بمصانع التخفيض والتحجيم الحديثة ، وغالبًا ما يتم استخدام إحدى هذه المطاحن. تم تصميم طاولات التبريد لاستقبال الأنابيب بعد تصغيرها دون قطع أولي.
تقييم الحالة العامة الحالية لأتمتة مصانع الأنابيب ، يمكن ملاحظة الميزات التالية.
عمليات النقل المرتبطة بحركة المنتجات والأدوات المدلفنة في جميع أنحاء الوحدة مؤتمتة بالكامل بمساعدة أجهزة الأتمتة المحلية التقليدية (في الغالب غير المتصلة). على أساس هذه الأجهزة ، أصبح من الممكن إدخال وحدات عالية الأداء بعملية تكنولوجية مستمرة ومنفصلة.
في الواقع ، من الواضح أن العمليات التكنولوجية وحتى العمليات الفردية في مصانع الأنابيب غير مؤتمتة بشكل كافٍ ، وفي هذا الجزء يكون مستوى الأتمتة الخاص بها أدنى بشكل ملحوظ من المستوى الذي تم تحقيقه ، على سبيل المثال ، في مجال مصانع الألواح المستمرة. إذا أصبح استخدام أجهزة الكمبيوتر للتحكم (CFM) لمصانع الألواح عمليا قاعدة مقبولة على نطاق واسع ، فلا تزال أمثلة مصانع الأنابيب نادرة في روسيا ، على الرغم من أن تطوير وتنفيذ أنظمة التحكم الآلي في العمليات وأنظمة التحكم الآلي في العمليات قد أصبح هو القاعدة خارج البلاد. في غضون ذلك ، يوجد في عدد من مصانع الأنابيب في بلدنا أمثلة أساسية على التنفيذ الصناعي للأنظمة الفرعية الفردية للتحكم الآلي في العمليات التكنولوجية باستخدام أجهزة متخصصة مصنوعة باستخدام منطق أشباه الموصلات وعناصر تكنولوجيا الكمبيوتر.
الحالة المذكورة ترجع بشكل رئيسي إلى حالتين. من ناحية ، حتى وقت قريب ، كانت متطلبات الجودة ، وقبل كل شيء ، لاستقرار أبعاد الأنابيب ، يتم تلبيتها بوسائل بسيطة نسبيًا (على وجه الخصوص ، التصميمات المنطقية لمعدات المطحنة). لم تحفز هذه الظروف تطورات أكثر تقدمًا ، وبطبيعة الحال ، أكثر تعقيدًا ، على سبيل المثال ، استخدام الأشعة فوق البنفسجية باهظة الثمن نسبيًا وليست دائمًا موثوقة بدرجة كافية. من ناحية أخرى ، تبين أن استخدام وسائل تقنية خاصة غير قياسية للأتمتة ممكن فقط للمهام الأبسط والأقل فاعلية ، بينما يتطلب استثمارًا كبيرًا للوقت والمال من أجل التطوير والتصنيع ، وهو ما لم يساهم في التقدم في المنطقة قيد النظر.
ومع ذلك ، لا يمكن تلبية المتطلبات الحديثة المتزايدة لإنتاج الأنابيب ، بما في ذلك جودة الأنابيب ، من خلال الحلول التقليدية. علاوة على ذلك ، كما تبين الممارسة ، يقع جزء كبير من الجهود المبذولة في تلبية هذه المتطلبات على الأتمتة ، وفي الوقت الحالي ، من الضروري تغيير هذه الأوضاع تلقائيًا في عملية دحرجة الأنابيب.
تتيح الإنجازات الحديثة في مجال التحكم في المحركات الكهربائية والوسائل التقنية المختلفة للأتمتة ، في المقام الأول في مجال أجهزة الكمبيوتر الصغيرة وتكنولوجيا المعالجات الدقيقة ، إمكانية تحسين التشغيل الآلي لمصانع الأنابيب والوحدات بشكل جذري ، للتغلب على قيود الإنتاج والقيود الاقتصادية المختلفة .
يفترض استخدام الوسائل التقنية الحديثة للأتمتة زيادة متزامنة في متطلبات صحة صياغة المشكلات واختيار طرق حلها ، وعلى وجه الخصوص ، لاختيار أكثر الطرق فعالية للتأثير على العمليات التكنولوجية. يمكن تسهيل حل هذه المشكلة من خلال تحليل الحلول التقنية الحالية الأكثر فعالية لأتمتة مصانع الأنابيب.
تظهر الدراسات التي أجريت على وحدات درفلة الأنابيب المستمرة ككائنات للأتمتة أن هناك احتياطيات كبيرة لزيادة تحسين مؤشراتها الفنية والاقتصادية بسبب أتمتة العملية التكنولوجية لأنابيب الدرفلة على هذه الوحدات.
عند التدحرج في مطحنة مستمرة على مغزل عائم طويل ، يتم أيضًا إحداث فرق الجدار الطولي الطرفي. سمك جدار الأطراف الخلفية للأنابيب الخشنة يزيد بمقدار 0.2-0.3 مم عن الوسط. طول الطرف الخلفي بجدار سميك يساوي 2-3 فراغات بين الخلايا. يصاحب سماكة الجدار زيادة في القطر في قسم متباعد بين فجوة واحدة بين الحامل من الطرف الخلفي للأنبوب. نظرًا للظروف العابرة ، يقل سمك جدار النهايات الأمامية بمقدار 0.05-0.1 مم عن الوسط ، وعند التدحرج مع التوتر ، تزداد سماكة جدران الأطراف الأمامية للأنابيب أيضًا. يتم الحفاظ على الاختلاف الطولي في سماكة جدار الأنابيب الخشنة أثناء التخفيض اللاحق ويؤدي إلى زيادة طول الجزء الخلفي المقطوع من الأطراف السميكة للأنابيب النهائية.
عند التدحرج في طواحين الامتداد الاختزالية ، يزداد سمك جدار الأنبوب بسبب انخفاض التوترات مقارنة بوضع الحالة المستقرة ، والذي يحدث فقط عند ملء 3-4 طواحين. يتم قطع نهايات الأنابيب التي يزيد سمك جدارها عن التفاوت المسموح به ، وتحدد النفايات المعدنية المرتبطة الجزء الأكبر من معامل الاستهلاك الكلي في الوحدة.
يتم نقل الطابع العام للاختلاف الطولي في سماكة جدار الأنابيب بعد المطحنة المستمرة بالكامل تقريبًا إلى الأنابيب النهائية. تم تأكيد ذلك من خلال نتائج درفلة الأنابيب بأبعاد 109 × 4.07 - 60 ملم عند خمسة أوضاع شد على مطحنة الاختزال لوحدة 30-102 YuTZ. أثناء التجربة ، في كل وضع عالي السرعة ، تم اختيار 10 أنابيب ، تم تقطيع المقاطع الطرفية منها إلى 10 قطع بطول 250 مم ، وتم قطع ثلاثة أنابيب من الوسط ، وتقع على مسافة 10 و 20 و 30 م من الواجهة الأمامية. بعد قياس سمك الجدار على الجهاز ، وفك تشفير المخططات الخاصة بالاختلاف في سماكة الجدار ومتوسط البيانات ، تم بناء تبعيات رسومية ، كما هو موضح في الشكل. 54.
وبالتالي ، فإن المكونات الملحوظة لسماكة الجدار الكلي للأنابيب لها تأثير كبير على المؤشرات الفنية والاقتصادية لتشغيل الوحدات المستمرة ، وترتبط بالخصائص الفيزيائية لعمليات الدرفلة في المطاحن المستمرة والاختزال ويمكن إزالتها أو تقليلها بشكل كبير فقط بسبب خاص أنظمة أوتوماتيكيةالتي تغير إعداد الطاحونة أثناء درفلة الأنابيب. إن الطابع الطبيعي لمكونات سمك الجدار هذه يجعل من الممكن استخدام مبدأ التحكم في البرنامج على أساس هذه الأنظمة.
حلول تقنية أخرى معروفة لمشكلة تقليل النفايات النهائية عند التقليل بمساعدة أنظمة التحكم الأوتوماتيكية لعملية درفلة الأنابيب في مطحنة الاختزال مع حوامل محرك فردية (براءة اختراع جمهورية ألمانيا الفيدرالية رقم 1602181 وبريطانيا العظمى 1274698). نظرًا للتغير في سرعات البكرات أثناء دحرجة الأطراف الأمامية والخلفية للأنابيب ، يتم إنشاء قوى شد إضافية ، مما يؤدي إلى انخفاض فرق سمك الجدار الطولي الطولي. هناك معلومات تفيد بأن مثل هذه الأنظمة الخاصة بتصحيح السرعة المبرمج للمحركات الرئيسية لمصنع الاختزال تعمل على سبع وحدات درفلة أنابيب أجنبية ، بما في ذلك وحدتان مع طواحين مستمرة في مولهايم (ألمانيا). تم توفير الوحدات من قبل Mannesmann (ألمانيا).
تم تشغيل الوحدة الثانية في عام 1972 وتتضمن مطحنة تخفيض ذات 28 عمودًا مع محركات فردية ومجهزة بنظام تصحيح السرعة. يتم تنفيذ التغييرات في السرعة أثناء مرور نهايات الأنابيب في العشر مرات الأولى خطوة بخطوة ، كإضافة إلى قيمة سرعة التشغيل. يحدث التغيير الأقصى في السرعة على الحامل رقم 1 ، الحد الأدنى - على الحامل رقم 10. تستخدم مرحلات الصور كمستشعرات لموضع نهايات الأنبوب في المطحنة ، مما يعطي أوامر لتغيير السرعة. وفقًا لنظام تصحيح السرعة المعتمد ، يتم توفير الطاقة لمحركات الأقراص الفردية للأكشاك العشرة الأولى وفقًا لمخطط الانعكاس المضاد الموازي ، والوقوف اللاحقة - وفقًا لمخطط عدم الانعكاس. وتجدر الإشارة إلى أن تصحيح السرعة لمحركات مطحنة الاختزال يجعل من الممكن زيادة إنتاجية الوحدة بنسبة 2.5٪ باستخدام برنامج إنتاج مختلط. مع زيادة درجة انخفاض القطر ، يزداد هذا التأثير.
توجد معلومات مماثلة حول تجهيز مطحنة لتخفيض الأقفاص ذات ثمانية وعشرين في إسبانيا بنظام تصحيح السرعة. تم إجراء تغييرات السرعة في أول 12 منصة. لهذا السبب ، يتم أيضًا توفير دوائر إمداد الطاقة المختلفة لمحركات الأقراص.
وتجدر الإشارة إلى أن تجهيز مصانع الاختزال كجزء من وحدات درفلة الأنابيب المستمرة بنظام تصحيح السرعة لا يحل تمامًا مشكلة تقليل النفايات النهائية أثناء التخفيض. يجب أن تنخفض كفاءة هذه الأنظمة مع انخفاض درجة تقليل القطر.
أنظمة برمجيات التحكم في العمليات هي الأسهل في التنفيذ وتوفر نطاقًا كبيرًا التأثير الاقتصادي... ومع ذلك ، بمساعدتهم ، من الممكن زيادة دقة أبعاد الأنابيب فقط عن طريق تقليل أحد مكوناتها الثلاثة - الفرق الطولي في سمك الجدار. كما تظهر الدراسات ، فإن الحصة الرئيسية في النطاق الإجمالي لسمك الجدار للأنابيب النهائية (حوالي 50٪) تقع على سمك الجدار المستعرض. الاختلافات في متوسط سماكة جدار الأنبوب على دفعات تبلغ حوالي 20٪ من التباين الكلي.
في الوقت الحالي ، لا يمكن حدوث انخفاض في اختلاف سمك الجدار المستعرض إلا من خلال تحسين العملية التكنولوجية لأنابيب الدرفلة في المطاحن التي تعد جزءًا من الوحدة. أمثلة على استخدام الأنظمة الآلية لهذه الأغراض غير معروفة.
من الممكن تثبيت متوسط سماكة جدار الأنبوب على دفعات من خلال تحسين تقنية الدرفلة ، وتصميم الحوامل والمحرك الكهربائي ، وعن طريق أنظمة التحكم الآلي في العمليات. يمكن أن يؤدي تقليل انتشار سماكة جدار الأنبوب دفعة واحدة إلى زيادة إنتاجية الوحدات بشكل كبير وتقليل استهلاك المعدن بسبب التدحرج في مجال التحمل الناقص.
على عكس أنظمة البرامج ، يجب أن تشتمل الأنظمة المصممة لتحقيق الاستقرار في متوسط سماكة جدار الأنبوب على مستشعرات لمراقبة الأبعاد الهندسية للأنابيب.
المقترحات الفنية المعروفة لتجهيز مصانع التخفيض بأنظمة التثبيت التلقائي لسمك جدار الأنبوب. لا يعتمد هيكل الأنظمة على نوع الوحدة التي تتضمن طاحونة اختزال.
مجموعة من أنظمة التحكم لعملية درفلة الأنابيب في المطاحن المستمرة والاختزال ، المصممة لتقليل النفايات النهائية مع تقليل وزيادة دقة الأنابيب عن طريق تقليل الاختلاف الطولي في سماكة الجدار وانتشار متوسط سماكة الجدار ، تشكل APCS لـ الوحدة.
تم استخدام أجهزة الكمبيوتر للتحكم في الإنتاج وأتمتة عملية درفلة الأنابيب لأول مرة في مطحنة درفلة الأنابيب المستمرة 26-114 في Mühlheim.
الوحدة مصممة لدرفلة الأنابيب بقطر 26-114 مم وسمك الجدار 2.6-12.5 مم. تشتمل الوحدة على فرن حلقي ، وطاحنتين للثقب ، وطاحونة مستمرة ذات 9 حوامل ، وطاحونة اختزال ذات 24 عمودًا بمحرك فردي من محركات 200 كيلو وات.
تم تجهيز الوحدة الثانية للمطحنة المستمرة في Mühlheim ، والتي تم تشغيلها في عام 1972 ، بجهاز كمبيوتر أكثر قوة ، والذي يُعهد إليه بوظائف أوسع. تم تصميم الوحدة لدرفلة الأنابيب بقطر يصل إلى 139 مم ، وسمك جدار يصل إلى 20 مم ، وتتكون من طاحونة خارقة ، وثمانية مطحنة قائمة مستمرة وثمانية وعشرون مطحنة اختزال قائمة بذاتها مع محرك فردي.
تم تجهيز مطحنة درفلة الأنابيب المستمرة في بريطانيا العظمى ، والتي بدأت في عام 1969 ، أيضًا بجهاز كمبيوتر يستخدم لتخطيط حمولة المطحنة وك نظام معلوماتيراقب باستمرار معلمات المنتجات والأدوات المدرفلة. يتم تنفيذ مراقبة جودة الأنابيب والقضبان ، فضلاً عن دقة إعدادات المطحنة ، في جميع مراحل العملية التكنولوجية. تدخل المعلومات من كل مصنع إلى الكمبيوتر للمعالجة ، وبعد ذلك يتم إصدارها إلى المصنع للتحكم التشغيلي.
باختصار ، يحاولون حل مشاكل أتمتة عمليات الدرفلة في العديد من البلدان ، بما في ذلك. ولنا. لتطوير نموذج رياضي للتحكم في المطاحن المستمرة ، من الضروري معرفة تأثير المعلمات التكنولوجية المحددة على دقة الأنابيب النهائية ؛ لهذا ، من الضروري مراعاة ميزات الدرفلة المستمرة.
تتمثل إحدى ميزات تقليل شد الأنابيب في ارتفاع جودة المنتج نتيجة تكوين سمك جدار عرضي منخفض ، على عكس التدحرج بدون شد ، فضلاً عن إمكانية إنتاج أنابيب بأقطار صغيرة. ومع ذلك ، مع الدرفلة قطعة بقطعة ، هناك فرق طولي متزايد في سمك الجدار في نهايات الأنابيب. ترجع النهايات السميكة أثناء تقليل التوتر إلى حقيقة أن الأطراف الأمامية والخلفية للأنبوب لا تتعرض للتوتر الكامل عند المرور عبر الطاحونة.
يتميز التوتر بحجم إجهاد الشد في الأنبوب (x). عظم وصف كاملهو معامل التوتر البلاستيكي ، والذي يمثل نسبة إجهاد الشد الطولي للأنبوب إلى مقاومة تشوه المعدن في الحامل.
عادة ، يتم إعداد مطحنة الاختزال بحيث يتم توزيع معامل التوتر البلاستيكي في الحوامل الوسطى بالتساوي. في الموقفين الأول والأخير ، يزيد التوتر ويقل.
لتكثيف عملية التخفيض والحصول عليها أنابيب رقيقة الجدرانمن المهم معرفة الحد الأقصى من التوتر الذي يمكن إنشاؤه في مطحنة الاختزال. الحد الأقصى لقيمة معامل شد البلاستيك في المطحنة (z max) محدد بعاملين: قدرة سحب البكرات وظروف تمزق الأنبوب في المطحنة. نتيجة البحث ، وجد أنه مع التخفيض الكلي للأنبوب في المطحنة بنسبة تصل إلى 50-55٪ ، فإن قيمة z max تكون محدودة بقدرة سحب البكرات.
أنشأ متجر T-3 مع EF VNIPI "Tyazhpromelektroproekt" والمؤسسة "ASK" أساس نظام ACS-TP على وحدة TPA-80. حاليًا ، تعمل المكونات التالية لهذا النظام: خط اتصال UZN-N و UZN-R و ETHERNET وجميع محطات العمل.
3.2 حساب الجدول المتداول
المبدأ الأساسي لبناء عملية تكنولوجية في التركيبات الحديثة هو الحصول على أنابيب من نفس القطر الثابت في مطحنة مستمرة ، مما يجعل من الممكن استخدام قطعة عمل وغطاء بقطر ثابت أيضًا. يتم ضمان الحصول على الأنابيب ذات القطر المطلوب عن طريق التخفيض. يعمل نظام العمل هذا على تسهيل وتبسيط إعداد المطاحن بشكل كبير ، ويقلل من موقف الأدوات ، والأهم من ذلك أنه يسمح لك بالحفاظ على الإنتاجية العالية للوحدة بأكملها حتى عند دحرجة الأنابيب ذات القطر الأدنى (بعد التخفيض).
نحسب طاولة التدحرج مقابل دورة التدحرج وفقًا للطريقة الموضحة في الفن. يتم تحديد القطر الخارجي للأنبوب بعد التصغير بأبعاد آخر زوج من البكرات.
د ص 3 = (1.010..1.015) * د o = 1.01 * 33.7 = 34 ملم
حيث D p هو قطر الأنبوب النهائي بعد مطحنة الاختزال.
نظرًا لأن أنبوبًا من نفس القطر يخرج بعد مطحنة مستمرة ، فإننا نأخذ D n = 94 مم. في المطاحن المستمرة ، تضمن معايرة البكرات أن القطر الداخلي للأنبوب في أزواج الأسطوانات الأخيرة أكبر بمقدار 1-2 مم من قطر المغزل ، بحيث يكون قطر المغزل مساويًا لـ:
H = d n - (1..2) = D n -2S n -2 = 94-2 * 3.2-2 = 85.6 ملم.
نحن نقبل قطر المغزل يساوي 85 مم.
يجب أن يوفر القطر الداخلي للغلاف إدخالًا مجانيًا للمغزل وأن يكون أكبر من قطر المغزل بمقدار 5-10 مم
د ز = ن + (5..10) = 85 + 10 = 95 ملم.
نحن نقبل جدار الأكمام:
S g = S n + (11..14) = 3.2 + 11.8 = 15 مم.
يتم تحديد القطر الخارجي للأكمام بناءً على قيمة القطر الداخلي وسماكة الجدار:
د ز = د ج + 2 س ج = 95 + 2 * 15 = 125 مم.
قطر الشغل المستخدم D z = 120 مم.
يتم تحديد قطر مغزل مطحنة الثقب مع مراعاة كمية الدرفلة ، أي ارتفاع القطر الداخلي للغطاء المكون من 3٪ إلى 7٪ من القطر الداخلي:
P = (0.92 ... 0.97) د جم = 0.93 * 95 = 88 ملم.
يتم تحديد معاملات الاستطالة للمطاحن الثاقبة والمستمرة والتخفيض بواسطة الصيغ:
,
نسبة التمدد الكلية هي:
طاولة الدرفلة للأنابيب بأبعاد 48.3 × 4.0 مم و 60.3 × 5.0 مم تحسب بطريقة مماثلة.
يتم عرض الجدول المتداول في الجدول. 3.1
| حجم الأنابيب النهائية ، مم | قطر الشغل ، مم | مطحنة الثقب | مطحنة مستمرة | مطحنة الاختزال | نسبة التمدد الكلية | ||||||||||
| القطر الخارجي | سمك الحائط | حجم الأكمام ، مم | قطر مغزل ، مم | رسم النسبة | أبعاد الأنابيب ، مم | قطر مغزل ، مم | رسم النسبة | حجم الأنبوب ، مم | عدد الأجنحة | رسم النسبة | |||||
| قطر الدائرة | سمك الحائط | قطر الدائرة | سمك الحائط | قطر الدائرة | سمك الحائط | ||||||||||
| 33,7 | 3,2 | 120 | 125 | 15 | 88 | 2,20 | 94 | 3,2 | 85 | 5,68 | 34 | 3,2 | 24 | 2,9 | 36,24 |
| 48,3 | 4,0 | 120 | 125 | 15 | 86 | 2,2 | 94 | 4,0 | 84 | 4,54 | 48,6 | 4,5 | 16 | 1,94 | 19,38 |
| 60,3 | 5,0 | 120 | 125 | 18 | 83 | 1,89 | 94 | 5,0 | 82 | 4,46 | 61,2 | 5,0 | 12 | 1,52 | 12,81 |
3.3 حساب معايرة لفات مطحنة الاختزال
تحجيم لفة مهم جزء منحساب طريقة تشغيل المطحنة. إنه يحدد إلى حد كبير جودة الأنابيب وعمر الأداة وتوزيع الأحمال في منصات العمل والمحرك.
يشمل حساب حجم لفة:
أ) توزيع التشوهات الجزئية في حاملات الطاحونة وحساب متوسط أقطار العيارات ؛
ب) تحديد أبعاد الأخاديد الملفوفة.
3.3.1 توزيع التشوهات الجزئية
وفقًا لطبيعة التغيير في التشوهات الجزئية ، يمكن تقسيم حوامل مطحنة الاختزال إلى ثلاث مجموعات: الرأس الأول في بداية المطحنة ، حيث تزداد التخفيضات بشكل مكثف في مسار الدرفلة ؛ التحجيم (في نهاية الطاحونة) ، حيث يتم تقليل التشوهات إلى أدنى قيمة ، ومجموعة من الحوامل بينهما (وسط) ، حيث تكون التشوهات الجزئية قصوى أو قريبة منها.
عند دحرجة الأنابيب ذات الشد ، يتم أخذ قيم التشوهات الجزئية بناءً على حالة ثبات شكل الأنبوب بقيمة الشد البلاستيكي الذي يضمن إنتاج أنبوب بحجم معين.
يمكن تحديد معامل التوتر البلاستيكي الكلي من خلال الصيغة:
,
حيث - التشوهات المحورية والماسية المأخوذة في شكل لوغاريتمي ؛ T هي القيمة المحددة في حالة عيار ثلاثي الأسطوانات وفقًا للصيغة
تي = 
,
حيث (S / D) cp هو متوسط نسبة سمك الجدار إلى القطر خلال فترة تشوه الأنبوب في المطحنة ؛ عامل k مع مراعاة التغير في درجة سماكة الأنبوب.
,
,
حيث m هي قيمة التشوه الكلي للأنبوب من حيث القطر.
.
,
.
يمكن أن تصل قيمة التخفيض الجزئي الحرج بمعامل التوتر البلاستيكي هذا إلى 6٪ في القاعدة الثانية و 7.5٪ في القاعدة الثالثة و 10٪ في القاعدة الرابعة. في الحامل الأول ، يوصى بأن تتراوح بين 2.5 - 3٪. ومع ذلك ، لضمان قبضة مستقرة ، عادة ما يتم تقليل مقدار التخفيض.
في منصات ما قبل التشطيب والتشطيب للمصنع ، يتم أيضًا تقليل التخفيض ، ولكن لتقليل الأحمال على الأسطوانات وزيادة دقة الأنابيب النهائية. في الحامل الأخير لمجموعة المعايرة ، يتم أخذ التخفيض مساويًا للصفر ، في الحامل قبل الأخير ، حتى 0.2 من التخفيض في الحامل الأخير للمجموعة الوسطى.
الخامس المجموعة الوسطىمن المدرجات تمارس توزيعًا موحدًا وغير متساوٍ للتشوهات الجزئية. مع التوزيع الموحد للتخفيض في جميع مواقف هذه المجموعة ، من المفترض أن تكون ثابتة. يمكن أن يكون للتوزيع غير المتكافئ للتشوهات الجزئية عدة متغيرات ويمكن أن يتميز بالانتظام التالي:
يتم تقليل الانخفاض في المجموعة الوسطى بشكل متناسب من المدرجات الأولى إلى وضع السقوط الأخير ؛
في المواقف القليلة الأولى للمجموعة الوسطى ، يتم تقليل التشوهات الجزئية ، ويتم ترك الباقي ثابتًا ؛
يتم زيادة الضغط في المجموعة الوسطى أولاً ثم تقليله ؛
في المواقف القليلة الأولى للمجموعة الوسطى ، تُترك التشوهات الجزئية ثابتة ، وفي البقية يتم تقليلها.
مع أوضاع التشوه المتساقطة في المجموعة الوسطى من الحوامل ، الاختلافات في قيمة قوة التدحرج والحمل على المحرك ، بسبب زيادة مقاومة تشوه المعدن أثناء التدحرج ، بسبب انخفاض درجة حرارته و زيادة معدل التشوه ، النقصان. من المعتقد أن الانخفاض في التخفيضات قرب نهاية المطحنة يحسن أيضًا جودة السطح الخارجي للأنابيب ويقلل من سمك الجدار العرضي.
عند حساب معايرة البكرات ، نأخذ توزيعًا موحدًا للتخفيضات.
قيم التشوهات الجزئية على طول حاملات المطحنة موضحة في الشكل. 3.1
توزيع الضغط
بناءً على القيم المقبولة للتشوهات الجزئية ، يمكن حساب متوسط أقطار الكوادر بالصيغة
.
بالنسبة للحامل الأول للمطحنة (i = 1) d i -1 = D 0 = 94 مم ، إذن
مم.
يرد متوسط أقطار الكوادر المحسوبة وفقًا لهذه الصيغة في الملحق 1.
3.3.2 تحديد أبعاد لفة الأخدود
يظهر شكل عيارات المطاحن ثلاثية الأسطوانات في الشكل. 3.2
يتم الحصول على أخدود بيضاوي من خلال تحديده بنصف قطر r مع إزاحة مركزية من محور التدحرج بمقدار الانحراف e.
شكل العيار
يتم تحديد قيم نصف القطر والغرابة في الكوادر من خلال عرض وارتفاع الكوادر وفقًا للصيغ:
لتحديد أبعاد العيار ، من الضروري معرفة قيم أنصاف المحاور أ وب ، وتحديدها - قيمة بيضاوية العيار
لتحديد بيضاوية العيار ، يمكنك استخدام الصيغة:
يميز أس القوة q المقدار المحتمل للتوسيع في العيار. عند التقليل في ثلاث دعامات ، يتم أخذ q = 1.2.
يتم تحديد قيم أنصاف محاور العيار من خلال التبعيات:
حيث f عامل تصحيح يمكن حسابه باستخدام الصيغة التقريبية
دعنا نحسب أبعاد الأخدود وفقًا للصيغ أعلاه للحامل الأول.
بالنسبة لبقية المدرجات ، يتم الحساب بنفس الطريقة.
في الوقت الحاضر ، يتم تنفيذ أخدود الأخاديد بعد تثبيت البكرات في منصة العمل. يتم إجراء الحفر على آلات خاصة ذات مطحنة دائرية. يظهر المخطط الممل في الشكل. 3.3
أرز. 3.3 - مخطط قياس مملة
للحصول على عيار بالقيم المعطاة لـ a و b ، من الضروري تحديد قطر القاطع D f وإزاحته بالنسبة لمستوى محاور اللف (المعلمة X). يتم تحديد D f و X بالصيغ الدقيقة التالية رياضيًا:
بالنسبة للمطاحن ذات الثلاث أسطوانات ، الزاوية a هي 60 درجة ، القطر المثالي للفة ، Di = 330mm.
يتم تلخيص القيم المحسوبة وفقًا للصيغ أعلاه في الجدول. 3.2
الجدول 3.2 - معايرة البكرات
| رقم القفص | د ، مم | م ،٪ | أ ، مم | ب ، مم | ص ، مم | ه ، مم | د و ، مم | X ، مم |
| 1 | 91,17 | 2,0 | 45,60 | 45,50 | 45,80 | 0,37 | 91,50 | 8,11 |
| 2 | 87,07 | 4,5 | 43,60 | 43,40 | 43,80 | 0,35 | 87,40 | 8,00 |
| 3 | 82,71 | 5,0 | 41,40 | 41,20 | 41,60 | 0,33 | 83,00 | 7,87 |
| 4 | 78,58 | 5,0 | 39,30 | 39,20 | 39,50 | 0,32 | 78,80 | 7,73 |
| 5 | 74,65 | 5,0 | 37,40 | 37,20 | 37,50 | 0,3 | 74,90 | 7,59 |
| 6 | 70,92 | 5,0 | 35,50 | 35,40 | 35,70 | 0,28 | 71,20 | 7,45 |
| 7 | 67,37 | 5,0 | 33,70 | 33,60 | 33,90 | 0,27 | 67,60 | 7,32 |
| 8 | 64,00 | 5,0 | 32,00 | 31,90 | 32,20 | 0,26 | 64,20 | 7,18 |
| 9 | 60,80 | 5,0 | 30,40 | 30,30 | 30,60 | 0,24 | 61,00 | 7,04 |
| 10 | 57,76 | 5,0 | 28,90 | 28,80 | 29,00 | 0,23 | 58,00 | 6,90 |
| 11 | 54,87 | 5,0 | 27,50 | 27,40 | 27,60 | 0,22 | 55,10 | 6,76 |
| 12 | 52,13 | 5,0 | 26,10 | 26,00 | 26,20 | 0,21 | 52,30 | 6,62 |
| 13 | 49,52 | 5,0 | 24,80 | 24,70 | 24,90 | 0,2 | 49,70 | 6,48 |
| 14 | 47,05 | 5,0 | 23,60 | 23,50 | 23,70 | 0,19 | 47,20 | 6,35 |
| 15 | 44,70 | 5,0 | 22,40 | 22,30 | 22,50 | 0,18 | 44,80 | 6,21 |
| 16 | 42,46 | 5,0, | 21,30 | 21,20 | 21,30 | 0,17 | 42,60 | 6,08 |
| 17 | 40,34 | 5,0 | 20,20 | 20,10 | 20,30 | 0,16 | 40,50 | 5,94 |
| 18 | 38,32 | 5,0 | 19,20 | 19,10 | 19,30 | 0,15 | 38,50 | 5,81 |
| 19 | 36,40 | 5,0 | 18,20 | 18,10 | 18,30 | 0,15 | 36,50 | 5,69 |
| 20 | 34,77 | 4,5 | 17,40 | 17,30 | 17,50 | 0,14 | 34,90 | 5,57 |
| 21 | 34,07 | 2 | 17,10 | 17,00 | 17,10 | 0,14 | 34,20 | 5,52 |
| 22 | 34,07 | 0 | 17,10 | 17,00 | 17,10 | 0,14 | 34,20 | 5,52 |
| 23 | 34,00 | 0 | 17,00 | 17,00 | 17,00 | 0 | 34,10 | 5,52 |
| 24 | 34,00 | 0 | 17,00 | 17,00 | 17,00 | 0 | 34,10 | 5,52 |
3.4 الحساب وضع السرعة
يتكون حساب وضع التشغيل عالي السرعة للمطحنة من تحديد عدد دورات اللفات ، ووفقًا لها ، عدد دورات المحركات.
عند دحرجة الأنابيب تحت الشد ، يكون لقيمة الشد البلاستيكي تأثير كبير على التغيير في سمك الجدار. في هذا الصدد ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري تحديد معامل إجمالي التوتر البلاستيكي على المطحنة - z ، والتي من شأنها توفير الجدار اللازم. يرد حساب مجموع z في البند 3.3.
,
أين هو المعامل مع الأخذ في الاعتبار تأثير مناطق التشوه خارج التلامس:
;
أنا - طول قوس الالتقاط:
;
- زاوية الالتقاط:
;
f - معامل الاحتكاك ، نأخذ f = 0.5 ؛ أ - عدد اللفات في الحامل ، أ = 3.
في منصة العمل الأولى z z1 = 0. في المواقف اللاحقة ، يمكنك أخذ z p i -1 = z z i.
,
;
;
.
استبدال بيانات الموقف الأول في الصيغ أعلاه ، نحصل على:
مم؛
;
;
;
; ;
مم.
بعد إجراء حسابات مماثلة للحامل الثاني ، تم الحصول على النتائج التالية: z p2 = 0.42 ، S 2 = 3.251 مم ، z p3 = 0.426 ، S 3 = 3.252 مم ، z p4 = 0.446 ، S 4 = 3.258 مم. في هذه المرحلة ، نتوقف عن حساب z p i وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه ، منذ ذلك الحين الشرط z п2> z المجموع راضي.
من حالة الانزلاق الكامل ، نحدد أقصى شد ممكن z z في آخر حامل مشوه ، أي ض z21. في هذه الحالة ، نفترض أن z п21 = 0.
.
مم؛
;
;
سماكة الجدار امام الستاند 21 اي يمكن تحديد S 20 بالصيغة:
.
;
; ;
مم.
بعد إجراء حسابات مماثلة للموقف 20 ، تم الحصول على النتائج التالية: z z20 = 0.357 ، S 19 = 3.178 مم ، z z19 = 0.396 ، S 18 = 3.168 مم ، z z18 = 0.416 ، S 17 = 3.151 مم ، z z17 = 0.441 ، S 16 = 3.151 ملم. في هذه المرحلة ، نتوقف عن حساب z п i ، منذ ذلك الحين الشرط z z14> z المجموع راضي.
القيم المحسوبة لسمك الجدار على طول حاملات المطحنة مبينة في الجدول. 2.20.
لتحديد عدد دورات اللفات ، من الضروري معرفة أقطار الدرفلة لللفات. لتحديد أقطار الدرفلة ، يمكنك استخدام الصيغ الواردة في:
, (2)
حيث D in i هو قطر اللفة في الأعلى ؛
.
لو 
، ثم يجب أن يتم حساب قطر الدرفلة لللفات وفقًا للمعادلة (1) ، إذا لم يتم استيفاء هذا الشرط ، فمن الضروري استخدام (2).
تميز القيمة موضع الخط المحايد في الحالة عندما يتم أخذها بالتوازي (في الخطة) مع المحور المتداول. من حالة توازن القوى في منطقة التشوه لمثل هذا الترتيب لمناطق الانزلاق
,
بالنظر إلى سرعة التدوير المدخلة V = 1.0 م / ث ، تم حساب عدد دورات لفات الحامل الأول
دورة في الدقيقة
تم العثور على الثورات في المدرجات المتبقية من خلال الصيغة:
.
نتائج حساب الحد الأقصى للسرعة موضحة في الجدول 3.3.
الجدول 3.3 - نتائج حساب حد السرعة
| رقم القفص | S ، مم | دكات مم | ن ، دورة في الدقيقة |
| 1 | 3,223 | 228,26 | 84,824 |
| 2 | 3,251 | 246,184 | 92,917 |
| 3 | 3,252 | 243,973 | 99,446 |
| 4 | 3,258 | 251,308 | 103,482 |
| 5 | 3,255 | 256,536 | 106,61 |
| 6 | 3,255 | 256,832 | 112,618 |
| 7 | 3,255 | 260,901 | 117,272 |
| 8 | 3,255 | 264,804 | 122,283 |
| 9 | 3,254 | 268,486 | 127,671 |
| 10 | 3,254 | 272,004 | 133,378 |
| 11 | 3,254 | 275,339 | 139,48 |
| 12 | 3,253 | 278,504 | 146,046 |
| 13 | 3,253 | 281,536 | 153,015 |
| 14 | 3,252 | 284,382 | 160,487 |
| 15 | 3,252 | 287,105 | 168,405 |
| 16 | 3,251 | 289,69 | 176,93 |
| 17 | 3,250 | 292,131 | 185,998 |
| 18 | 3,250 | 292,049 | 197,469 |
| 19 | 3,192 | 293,011 | 204,24 |
| 20 | 3,193 | 292,912 | 207,322 |
| 21 | 3,21 | 292,36 | 208,121 |
| 22 | 3,15 | 292,36 | 209 |
| 23 | 3,22 | 292,36 | 209 |
| 24 | 3,228 | 292,36 | 209 |
حسب الجدول 3.3. تم بناء رسم بياني للتغييرات في لفات الثورات (الشكل 3.4).
تردد دوران لفة
3.5 قوة معلمات المتداول
السمة المميزة لعملية التخفيض بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من التدحرج الطولي هو وجود توترات كبيرة بين المواقف. إن وجود التوتر له تأثير كبير على معاملات قوة التدحرج - ضغط المعدن على البكرات ولحظات التدحرج.
قوة المعدن على اللفة P هي المجموع الهندسي لمكونات P الرأسية و P g الأفقية:
يتم تحديد المكون الرأسي للقوة المعدنية على القوائم بالصيغة:
,
حيث p هو متوسط الضغط النوعي للمعدن على الأسطوانة ؛ l طول منطقة التشوه ؛ د هو قطر العيار ؛ أ - عدد اللفات في الحامل.
المكون الأفقي P g يساوي الفرق بين قوى التوتر الأمامي والخلفي:
حيث z p ، z z - معاملات التوتر البلاستيكي الأمامي والخلفي ؛ F p ، F z - منطقة المقطع العرضي للأطراف الأمامية والخلفية للأنبوب ؛ ق S - مقاومة التشوه.
لتحديد متوسط الضغوط المحددة ، يوصى باستخدام صيغة V.P. أنيسيفوروفا:
.
يتم تحديد لحظة الدوران (الإجمالي لكل حامل) بالصيغة التالية:
.
يتم تحديد مقاومة التشوه من خلال الصيغة:
,
حيث T هي درجة حرارة التدحرج ، درجة مئوية ؛ H - معدلات إجهاد القص ، 1 / s ؛ ه - الضغط النسبي؛ K 1، K 2، K 3، K 4، K 5 - معاملات تجريبية للصلب 10: K 1 = 0.885، K 2 = 7.79، K 3 = 0.134، K 4 = 0.164، K 5 = (- 2، ثمانية ).
يتم تحديد شدة معدل الإجهاد بواسطة الصيغة
حيث L هي درجة تشوه القص:
ر - وقت التشوه:
يتم حساب السرعة الزاوية للفة من خلال الصيغة:
,
تم العثور على القوة من خلال الصيغة:
طاولة 3.4. يتم عرض نتائج حساب متغيرات القوة للدرفلة وفقًا للصيغ أعلاه.
الجدول 3.4 - معلمات قوة المتداول
| رقم القفص | الصورة S ، MPa | ع ، كيلو نيوتن / م 2 | ف ، كن | م ، نيوتن متر | N ، كيلوواط |
| 1 | 116,78 | 10,27 | 16,95 | -1,91 | -16,93 |
| 2 | 154,39 | 9,07 | 25,19 | 2,39 | 23,31 |
| 3 | 162,94 | 9,1 | 21,55 | 2,95 | 30,75 |
| 4 | 169,48 | 9,69 | 22,70 | 3,53 | 38,27 |
| 5 | 167,92 | 9,77 | 20,06 | 2,99 | 33,37 |
| 6 | 169,48 | 9,84 | 19,06 | 3,35 | 39,54 |
| 7 | 171,12 | 10,47 | 18,79 | 3,51 | 43,11 |
| 8 | 173,01 | 11,15 | 18,59 | 3,68 | 47,23 |
| 9 | 175,05 | 11,89 | 18,39 | 3,86 | 51,58 |
| 10 | 176,70 | 12,64 | 18,13 | 4,02 | 56,08 |
| 11 | 178,62 | 13,47 | 17,90 | 4,18 | 61,04 |
| 12 | 180,83 | 14,36 | 17,71 | 4,35 | 66,51 |
| 13 | 182,69 | 15,29 | 17,48 | 4,51 | 72,32 |
| 14 | 184,91 | 16,31 | 17,26 | 4,67 | 78,54 |
| 15 | 186,77 | 17,36 | 16,83 | 4,77 | 84,14 |
| 16 | 189,19 | 18,53 | 16,65 | 4,94 | 91,57 |
| 17 | 191,31 | 19,75 | 16,59 | 5,14 | 100,16 |
| 18 | 193,57 | 22,04 | 18,61 | 6,46 | 133,68 |
| 19 | 194,32 | 26,13 | 15,56 | 4,27 | 91,34 |
| 20 | 161,13 | 24,09 | 11,22 | 2,55 | 55,41 |
| 21 | 134,59 | 22,69 | 8,16 | 1,18 | 33,06 |
| 22 | 175,14 | 15,45 | 7,43 | 0,87 | 25,42 |
| 23 | 180,00 | - | - | - | - |
| 24 | 180,00 | - | - | - | - |
حسب الجدول. 3.4 تم إنشاء الرسوم البيانية للتغيرات في معلمات الطاقة للدرفلة على حاملات المطحنة (الشكل 3.5 ، 3.6 ، 3.7).
التغيير يعني ضغط معين
تغيير في قوة المعدن على الأسطوانة
التغيير في لحظة المتداول
3.6 التحقيق في تأثير أنماط السرعة العابرة للتخفيض على قيمة الاختلاف الطولي في سماكة جدار المقاطع الطرفية للأنابيب النهائية
3.6.1 وصف خوارزمية الحساب
أجريت الدراسة من أجل الحصول على بيانات عن تأثير أنماط السرعة العابرة للتخفيض على قيمة الاختلاف الطولي في سماكة جدار المقاطع الطرفية للأنابيب النهائية.
تحديد معامل الشد بين الحامل من دورات اللف المعروفة ، أي تم تنفيذ الاعتماد Zn i = f (n i / n i -1) وفقًا لطريقة حل ما يسمى بالمشكلة العكسية التي اقترحها G. Gulyaev ، من أجل الحصول على اعتماد سمك الجدار على ثورات القوائم.
جوهر هذه التقنية على النحو التالي.
يمكن وصف عملية تقليل الأنبوب المتبعة من خلال نظام معادلات يعكس مراعاة قانون ثبات الأحجام الثانية وتوازن القوى في منطقة التشوه:
(3.1.)
في المقابل ، كما تعلم ،
Dcat i = j (Zz i و Zp i و i) ،
m i = y (Zz i، Zp i، B i) ،
حيث A i و B i قيمتان مستقلتان عن التوتر ، ni هو عدد الثورات في الحامل i ، i هي نسبة التمدد في الحامل i ، Dcat i هو قطر التدحرج للفة في i- الحامل ، Zp i ، Zz i - معاملات التوتر البلاستيكي الأمامي والخلفي.
مع الأخذ بعين الاعتبار أن Zz i = Zp i -1 يمكن كتابة نظام المعادلات (3.1.) بشكل عام على النحو التالي:
(3.2.)
تم حل نظام المعادلات (3.2.) بالنسبة للمعاملات الأمامية والخلفية للتوتر البلاستيكي بطريقة التقريبات المتتالية.
بأخذ Zs1 = 0 ، قمنا بتعيين قيمة Zп1 ومن المعادلة الأولى للنظام (3.2.) بواسطة طريقة التكرار نحدد Zп 2 ، ثم من المعادلة الثانية - Zп 3 ، وهكذا ...
بمعرفة معاملات الشد البلاستيكي الأمامي والخلفي ، نحدد سماكة الجدار بعد كل حامل بالصيغة:
(3.3.)
حيث A هو المعامل الذي تحدده الصيغة:
;
;
z i - معامل متوسط (مكافئ) للتوتر البلاستيكي
.
3.6.2 نتائج الدراسة
باستخدام نتائج حساب معايرة الأداة (ص 3.3.) والإعداد عالي السرعة للمطحنة (سرعات دوران الأسطوانة) مع عملية تقليل ثابتة (ص 3.4) في بيئة برنامج MathCAD 2001 Professional ، قمنا بحل نظام (3.2.) والعبارات (3.3.) بهدف تحديد التغير في سمك الجدار.
من الممكن تقصير طول النهايات السميكة عن طريق زيادة معامل الشد البلاستيكي عن طريق تغيير ثورات البكرات عند دحرجة المقاطع الطرفية للأنبوب.
في الوقت الحاضر ، لقد أنشأت مطحنة التخفيض TPA-80 نظام تحكم لوضع السرعة للدرفلة المستمرة غير القابلة للتآكل. يسمح لك هذا النظام بضبط سرعة لفات حوامل PPC ديناميكيًا عند دحرجة المقاطع الطرفية للأنابيب وفقًا لعلاقة خطية معينة. يسمى هذا التنظيم لسرعة البكرات عند دحرجة المقاطع الطرفية للأنابيب "إسفين السرعة". يتم حساب ثورات البكرات عند دحرجة المقاطع الطرفية للأنبوب بواسطة الصيغة:
, (3.4.)
حيث n i هي ثورات القوائم في الحامل i في حالة ثابتة ، K i هو عامل التخفيض لثورات القوائم في٪ ، i هو رقم الحامل.
اعتماد عامل تقليل سرعة التدحرج في حامل معين على رقم الحامل يكون خطيًا.
K i = (الشكل 3.8.).
اعتماد معامل التخفيض لللفات في الحامل على رقم الحامل.
البيانات الأولية لاستخدام هذا النظام التنظيمي هي:
عدد الحوامل التي يتم فيها تغيير إعداد السرعة محدود بطول النهايات السميكة (3 ... 6) ؛
مقدار تقليل سرعة اللفة في الحامل الأول للمطحنة محدود بإمكانية محرك كهربائي (0.5 ... 15٪).
في هذا العمل ، من أجل دراسة تأثير الضبط عالي السرعة لـ PPC على الفرق الطولي النهائي في سمك الجدار ، تم افتراض أن التغيير في ضبط السرعة عند تقليل الأطراف الأمامية والخلفية للأنابيب في أول 6 منصات. أجريت الدراسة عن طريق تغيير سرعة دوران الأسطوانات في القوائم الأولى للمطحنة فيما يتعلق بعملية الدرفلة الثابتة (تغيير زاوية ميل الخط المستقيم في الشكل 3.8).
نتيجة لنمذجة عمليات ملء حوامل PPC وخروج الأنبوب من مطحنة الأنابيب ، حصلنا على تبعيات سمك جدار الأطراف الأمامية والخلفية للأنابيب على التغيير في سرعة دوران الأنابيب لفات في حوامل الطاحونة الأولى الموضحة في الشكل 3.9. والشكل 3.10. للأنابيب بمقاس 33.7x3.2 ملم. عظم القيمة المثلى"إسفين السرعة" من حيث تقليل طول الحافة النهائية و "ضرب" سمك الجدار في نطاق التفاوت DIN 1629 (تحمل سماكة الجدار ± 12.5٪) هو K 1 = 10-12٪.
في التين. 3.11. والتين. 3.12. يوضح تبعيات أطوال الأطراف السميكة الأمامية والخلفية للأنابيب النهائية عند استخدام "إسفين السرعة" (K 1 = 10٪) ، التي تم الحصول عليها نتيجة لمحاكاة العمليات العابرة. من التبعيات المذكورة أعلاه ، يمكن استخلاص الاستنتاج التالي: استخدام "إسفين السرعة" يعطي تأثيرًا ملحوظًا فقط عند درفلة الأنابيب التي يقل قطرها عن 60 مم بسماكة جدار أقل من 5 مم ، وبسماكة أكبر قطر الأنبوب وسماكة جداره ، لا يحدث ترقق الجدار الضروري لتحقيق المتطلبات القياسية.
في التين. 3.13. ، 3.14. ، 3.15. ، يتم إعطاء تبعيات أطوال الطرف السميك الأمامي على القطر الخارجي للأنابيب النهائية لسمك الجدار الذي يساوي 3.5 ، 4.0 ، 5.0 مم ، بقيم مختلفة لـ "السرعة" إسفين ”(لفات K 1 تساوي 5٪ ، 10٪ ، 15٪).
اعتماد سمك جدار الطرف الأمامي للأنبوب على القيمة
"إسفين السرعة" للحجم القياسي 33.7x3.2 مم
اعتماد سمك جدار الطرف الخلفي للأنبوب على قيمة "إسفين السرعة" لحجم قياسي يبلغ 33.7 × 3.2 مم
اعتماد طول الطرف الأمامي السميك للأنبوب على D و S (مع K 1 = 10٪)
اعتماد طول الطرف السميك الخلفي للأنبوب على D و S (مع K 1 = 10٪)
اعتماد طول الطرف الأمامي السميك للأنبوب على قطر الأنبوب النهائي (S = 3.5 مم) بقيم مختلفة من "إسفين السرعة".
اعتماد طول الطرف الأمامي السميك للأنبوب على قطر الأنبوب النهائي (S = 4.0 مم) بقيم مختلفة من "إسفين السرعة"
اعتماد طول الطرف الأمامي السميك للأنبوب على قطر الأنبوب النهائي (S = 5.0 مم) بقيم مختلفة من "إسفين السرعة".
من الرسوم البيانية أعلاه ، يمكن ملاحظة أن التأثير الأكبر من وجهة نظر تقليل فرق سماكة الجدار النهائي للأنابيب النهائية يتم توفيره من خلال التنظيم الديناميكي لسرعة دوران لفات PPC في نطاق K 1 = 10. .. 15٪. لا يسمح التغيير المكثف غير الكافي في "إسفين السرعة" (K 1 = 5٪) بتخفيف سمك جدار المقاطع الطرفية للأنبوب.
أيضًا ، عند دحرجة الأنابيب التي يزيد سمك جدارها عن 5 مم ، فإن التوتر الناشئ عن عمل "إسفين السرعة" يكون غير قادر على ترقق الجدار بسبب عدم كفاية قدرة سحب البكرات. عند درفلة الأنابيب التي يزيد قطرها عن 60 مم ، تكون نسبة الاستطالة في مطحنة الاختزال صغيرة ، وبالتالي لا يحدث عمليًا سماكة الأطراف ، وبالتالي فإن استخدام "إسفين السرعة" غير عملي.
أظهر تحليل الرسوم البيانية أن استخدام "إسفين السرعة" في مطحنة الاختزال TPA-80 من JSC "KresTrubZavod" يجعل من الممكن تقليل طول الطرف السميك الأمامي بنسبة 30٪ ، والنهاية الخلفية السميكة بمقدار 25 ٪.
كما يتضح من حسابات Mochalov D.A. للمزيد من تطبيق فعال"إسفين السرعة" لتقليل حد النهاية بشكل أكبر ، من الضروري ضمان تشغيل الحوامل الأولى في وضع الكبح مع الاستخدام الكامل تقريبًا لقدرات الطاقة لللفات من خلال استخدام اعتماد غير خطي أكثر تعقيدًا على عامل تقليل سرعة اللفة في حامل معين على رقم الحامل. من الضروري إنشاء منهجية قائمة على أساس علمي لتحديد الوظيفة المثلى K i = f (i).
يمكن أن يكون تطوير مثل هذه الخوارزمية للتحكم الأمثل في RRS بمثابة هدف لمزيد من تطوير UZS-R إلى APCS TPA-80 كامل الأهلية. كما تظهر تجربة استخدام أنظمة التحكم الآلي في العملية ، فإن التحكم في عدد دورات اللفات عند دحرجة المقاطع الطرفية للأنابيب ، وفقًا لشركة Mannesmann (حزمة برامج تطبيق CARTA) ، يسمح بتقليل حجم القطع النهائية للأنابيب الأنابيب بأكثر من 50٪ ، بسبب نظام التحكم الأوتوماتيكي لعملية تقليل الأنابيب ، والذي يتضمن في حد ذاته كنظام فرعي للتحكم في المطحنة ونظام فرعي للقياس ، بالإضافة إلى نظام فرعي لحساب وضع التخفيض الأمثل والتحكم في العملية في الواقع زمن.
4. التبرير التقني والاقتصادي للمشروع
4.1 جوهر الحدث المخطط له
في هذا المشروع ، يُقترح تقديم وضع السرعة الأمثل للدحرجة على مطحنة تقليل التمدد. نتيجة لهذا الإجراء ، تم التخطيط لتقليل معامل استهلاك المعدن ، وبسبب انخفاض طول النهايات السميكة المقطوعة للأنابيب النهائية ، من المتوقع زيادة حجم الإنتاج بمقدار 80 طنًا شهريًا في المتوسط.
الاستثمارات الرأسمالية المطلوبة لتنفيذ هذا المشروع هي 0 روبل.
يمكن تمويل المشروع تحت بند "الإصلاحات الحالية" ، تقديرات التكلفة. يمكن الانتهاء من المشروع في غضون يوم واحد.
4.2 حساب تكاليف الإنتاج
حساب تكلفة 1 طن. يتم عرض المنتجات بالمعدلات الحالية لقص نهايات الأنابيب السميكة في الجدول. 4.1
يتم عرض التكلفة التقديرية للمشروع في الجدول. 4.2 نظرًا لأن نتيجة تنفيذ المشروع ليست زيادة في ناتج الإنتاج ، فلا يتم تنفيذ إعادة حساب قيم الاستهلاك لإعادة التوزيع في تقدير تكلفة المشروع. تكمن ربحية المشروع في تقليل التكلفة عن طريق تقليل نفايات الخردة. يتم تقليل التقليم بسبب انخفاض معامل استهلاك المعدن.
4.3 حساب مؤشرات التصميم
يعتمد حساب مؤشرات المشروع على تقدير التكلفة الوارد في الجدول. 4.2
التوفير في التكلفة سنويًا:
على سبيل المثال = (C 0 -C p) * V pr = (12200.509-12091.127) * 110123.01 = 12045475.08r.
الربح حسب التقرير:
العلاقات العامة 0 = (P-C 0) * V من = (19600-12200.509) * 109123.01 = 807454730.39r.
ربح المشروع:
العلاقات العامة ن = (P-C n) * V العلاقات العامة = (19600-12091.127) * 110123.01 = 826899696.5 ص.
الزيادة في الربح ستكون:
العلاقات العامة = العلاقات العامة n-Pr 0 = 826899696.5-807454730.39 = 19444966.11 ص.
ربحية المنتجات كانت:
ربحية المنتجات للمشروع:
ويرد التدفق النقدي للتقرير والمشروع في الجدول 4.3. و 4.4. على التوالي.
الجدول 4.1 - حساب تكلفة 1 طن من المعدات الدرفلة في الورشة T-3 التابعة لشركة المساهمة المشتركة "KresTrubZavod"
| غير متاح | البند التكلفة | كمية | سعر 1 طن | مجموع |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| أنا | محدد في إعادة التوزيع: 1. فارغ ، t / t ؛ 2. النفايات ، t / t: تقليم دون المستوى |
|||
| أنا | تكاليف إعادة التوزيع 2. تكاليف الطاقة: الكهرباء ، كيلوواط / ساعة البخار للإنتاج ، Gcal المياه الصناعية ، tm 3 الهواء المضغوط ، tm 3 تعميم المياه ، tm 3 مياه العواصف الصناعية ، tm 3 3. المواد الداعمة 7. المعدات القابلة للاستبدال 10. الإصلاح 11. عمل ورش النقل 12. التكاليف الأخرى لحلقة العمل إجمالي تكاليف إعادة التوزيع |
|||
| NS | تكاليف المصنع العامة |
الجدول 4.2 - حساب التصميم لتكلفة 1 طن من المعدات الدرفلة
| غير متاح | البند التكلفة | كمية | سعر 1 طن | مجموع |
| أنا | محدد في إعادة التوزيع: 1. فارغ ، t / t ؛ 2. النفايات ، t / t: تقليم دون المستوى الإجمالي الوارد في إعادة التوزيع مطروحًا منه النفايات والمرفوضات |
|||
| NS | تكاليف إعادة التوزيع 1. وقود العمليات (الغاز الطبيعي) ، هنا 2. تكاليف الطاقة: الكهرباء ، كيلوواط / ساعة البخار للإنتاج ، Gcal المياه الصناعية ، tm 3 الهواء المضغوط ، tm 3 تعميم المياه ، tm 3 مياه العواصف الصناعية ، tm 3 3. المواد الداعمة 4. الراتب الأساسي لعمال الإنتاج 5. الأجور الإضافية لعمال الإنتاج 6. المساهمات الاجتماعية 7. المعدات القابلة للاستبدال 8. الإصلاحات الجارية وصيانة الأصول الثابتة 9. إهلاك الأصول الثابتة 10. الإصلاح 11. عمل ورش النقل 12. التكاليف الأخرى لحلقة العمل إجمالي تكاليف إعادة التوزيع |
|||
| NS | تكاليف المصنع العامة تكلفة الإنتاج الإجمالية |
|||
| رابعا | تكاليف غير الإنتاج إجمالي التكلفة الكاملة |
سيؤثر تحسين العملية التكنولوجية على المؤشرات الفنية والاقتصادية للمؤسسة على النحو التالي: ستزداد ربحية الإنتاج بنسبة 1.45 ٪ ، وستبلغ الوفورات الناتجة عن خفض التكلفة 12 مليون روبل. في السنة ، مما سيؤدي إلى زيادة في الأرباح.
الجدول 4.3 - التدفق النقدي للتقرير
تدفقات نقدية |
من السنة | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| ألف- التدفق النقدي: | |||||
| - حجم الإنتاج ، طن | |||||
| - سعر المنتج ، فرك. | |||||
| إجمالي التدفق | |||||
| ب. التدفقات النقدية الخارجة: | |||||
| -تكاليف التشغيل | |||||
| -ضريبة الدخل | 193789135,29 | ||||
إجمالي المخضض: |
1521432951,34 | 1521432951,34 | 1521432951,34 | 1521432951,34 | 1521432951,34 |
| صافي التدفق النقدي (أ-ب) | |||||
معامل. الانقلابات |
0,8 | 0,64 | 0,512 | 0,41 | 0,328 |
| ه = 0.25 | |||||
| 493902383,46 | 889024290,22 | 1205121815,64 | 1457999835,97 | 1457999835,97 | |
الجدول 4.4 - التدفق النقدي للمشروع
| تدفقات نقدية | من السنة | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| ألف- التدفق النقدي: | |||||
| - حجم الإنتاج ، طن | |||||
| - سعر المنتج ، فرك. | |||||
| - عائدات المبيعات ، فرك. | |||||
| إجمالي التدفق | |||||
| ب. التدفقات النقدية الخارجة: | |||||
| -تكاليف التشغيل | |||||
| -ضريبة الدخل | |||||
| إجمالي المخضض: | 1526220795,63 | 1526220795,63 | 1526220795,63 | 1526220795,63 | 1526220795,63 |
| صافي التدفق النقدي (أ-ب) | 632190135,03 | 632190135,03 | 632190135,03 | ||
معامل. الانقلابات |
0,8 | 0,64 | 0,512 | 0,41 | 0,328 |
| ه = 0.25 | |||||
| التدفق المخصوم (A-B) * K inv | |||||
| صافي التدفق النقدي التراكمي | |||||
يظهر الملف المالي للمشروع في الشكل 4.1. وفقًا للرسوم البيانية الموضحة في الشكل. 4.1 يتجاوز NPV التراكمي للمشروع المؤشر المخطط ، مما يشير إلى الربحية غير المشروطة للمشروع. كان صافي القيمة الحالية التراكمي المحسوب للمشروع الجاري تنفيذه قيمة موجبة منذ العام الأول ، حيث لم يتطلب المشروع استثمارات رأسمالية.
الملف المالي للمشروع
يتم حساب نقطة التعادل باستخدام الصيغة:
تحدد نقطة التعادل الحد الأدنى لحجم الإنتاج الذي تنتهي عنده الخسائر ويظهر الربح الأول.
طاولة 4.5 يقدم بيانات لحساب التكاليف المتغيرة والثابتة.
وفقًا للبيانات المبلغ عنها ، يكون مجموع التكاليف المتغيرة لكل وحدة إنتاج هو Z لكل = 11212.8 روبل ، ومجموع التكاليف الثابتة لكل وحدة إنتاج هو Z post = 987.7 روبل. مجموع التكاليف الثابتة لكامل حجم الإصدار وفقًا للتقرير هو 107780796.98 روبل.
وفقًا لبيانات التصميم ، فإن مجموع التكاليف المتغيرة Z lane = 11103.5 روبل ، ومجموع التكاليف الثابتة Z post = 987.7 روبل. مجموع التكاليف الثابتة لكامل حجم الإصدار وفقًا للتقرير هو 108768496.98 روبل.
الجدول 4.5 - حصة التكاليف الثابتة في هيكل التكاليف المخطط لها والتصميم
| غير متاح | البند التكلفة | الكمية حسب الخطة ، فرك. | مبلغ المشروع ، فرك. |
حصة التكاليف الثابتة في هيكل تكاليف إعادة التوزيع ،٪ |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | تكاليف إعادة التوزيع 1. وقود العمليات (الغاز الطبيعي) ، هنا 2. تكاليف الطاقة: الكهرباء ، كيلوواط / ساعة البخار للإنتاج ، Gcal المياه الصناعية ، tm 3 الهواء المضغوط ، tm 3 تعميم المياه ، tm 3 مياه العواصف الصناعية ، tm 3 3. المواد الداعمة 4. الراتب الأساسي لعمال الإنتاج 5. الأجور الإضافية لعمال الإنتاج 6. المساهمات الاجتماعية 7. المعدات القابلة للاستبدال 8. الإصلاحات الجارية وصيانة الأصول الثابتة 9. إهلاك الأصول الثابتة 10. الإصلاح 11. عمل ورش النقل 12. التكاليف الأخرى لحلقة العمل إجمالي تكاليف إعادة التوزيع |
|||
| 2 | تكاليف المصنع العامة تكلفة الإنتاج الإجمالية |
100 | ||
| 3 | تكاليف غير الإنتاج إجمالي التكلفة الكاملة |
100 |
وفقًا للبيانات المبلغ عنها ، فإن نقطة التعادل هي:
TB من 
ت.
وفقًا للمشروع ، فإن نقطة التعادل هي:
تيرا بايت العلاقات العامة 
ت.
طاولة 4.6 تم تنفيذ حساب العائدات وجميع أنواع تكاليف إنتاج المنتجات المباعة اللازمة لتحديد نقطة التعادل. تظهر الرسوم البيانية لحساب نقطة التعادل للتقرير وللمشروع في الشكل 4.2. والشكل 4.3. على التوالى.
الجدول 4.6 - بيانات لحساب نقطة التعادل
حساب نقطة التعادل للتقرير
حساب نقطة التعادل للمشروع
نتيجة لذلك ، يمكننا أن نستنتج أن الإجراء المقترح في المشروع سيقلل من تكلفة الوحدة للمنتجات المصنعة بنسبة 1.45٪ عن طريق تقليل التكاليف المتغيرة ، مما يساهم في زيادة الأرباح بمقدار 19.5 مليون روبل. بحجم إنتاج سنوي 110123.01 طن. نتيجة تنفيذ المشروع هي نمو صافي الدخل التراكمي المخصوم مقارنة بالقيمة المخططة في الفترة قيد المراجعة. أيضًا ، هناك لحظة إيجابية تتمثل في تخفيض عتبة التعادل من 12.85 ألف طن إلى 12.8 ألف طن.
الجدول 4.7 - المؤشرات الفنية والاقتصادية للمشروع
| P / p No. | فهرس | تقرير | مشروع | انحراف | |
| مطلق | % | ||||
| 1 | حجم الإنتاج: عينيًا ، ر من حيث القيمة ، ألف روبل |
||||
| 2 | تكلفة الأصول الثابتة ، ألف روبل | 6775032 | 6775032 | 0 | 0 |
| 3 | إجمالي التكاليف (التكلفة الكاملة): العدد الإجمالي ، ألف روبل وحدات الإنتاج ، فرك. |
||||
| 4 | ربحية المنتج ،٪ | 60,65 | 62,1 | 1,45 | 2,33 |
| 5 | صافي القيمة الحالية NPV | 1700,136 | |||
| 6 | إجمالي الاستثمار ، ألف روبل | 0 | |||
| 7 | كمرجع: نقطة التعادل Т.B. ، t ، قيمة معدل الخصم F ، معدل العائد الداخلي IRR أقصى تدفق نقدي K ، ألف روبل |
||||
استنتاج
في مشروع الدبلومة هذا ، تم تطوير تقنية لإنتاج الأنابيب للاستخدام العام وفقًا لـ DIN 1629. تدرس الورقة إمكانية تقليل طول النهايات السميكة المتكونة أثناء الدرفلة على مطحنة الاختزال عن طريق تغيير إعدادات السرعة للمطحنة عند دحرجة المقاطع الطرفية للأنبوب باستخدام إمكانيات نظام UZS-R. أظهرت الحسابات أن تقليل طول النهايات السميكة يمكن أن يصل إلى 50٪.
أظهرت الحسابات الاقتصادية أن استخدام أوضاع الدرفلة المقترحة سيقلل من تكلفة الوحدة بنسبة 1.45٪. هذا ، مع الحفاظ على أحجام الإنتاج الحالية ، سيسمح بزيادة الأرباح بمقدار 20 مليون روبل في السنة الأولى.
1. أنورييف ف. "كتيب المهندس الميكانيكي المصمم" في 3 مجلدات ، المجلد الأول - م. "الهندسة الميكانيكية" 1980 - 728 ص.
2. أنورييف ف. "كتيب المهندس الميكانيكي المصمم" في 3 مجلدات ، المجلد 2 - م. "الهندسة الميكانيكية" 1980 - 559 ص.
3. أنورييف ف. "كتيب المهندس الميكانيكي المصمم" في 3 مجلدات ، المجلد 3 - م. "الهندسة الميكانيكية" 1980 - 557 ص.
4 - بافلوف يا م. "أجزاء الآلة". - لينينغراد "الهندسة الميكانيكية" 1968 - 450 ص.
5. فاسيليف ف. "أساسيات تصميم المعدات التكنولوجية لشركات النقل بالسيارات" الدورة التعليمية- كورغان 1992 - 88 ص.
6. فاسيليف ف. "أساسيات تصميم المعدات التكنولوجية لشركات النقل بالسيارات" - Kurgan 1992 - 32 p.
480 روبل | غريفنا 150 | 7.5 دولارات أمريكية ، MOUSEOFF ، FGCOLOR ، "#FFFFCC" ، BGCOLOR ، "# 393939") ؛ " onMouseOut = "return nd ()؛"> أطروحة - 480 روبل ، توصيل 10 دقائقعلى مدار الساعة طوال أيام الأسبوع
خولكين يفغيني جيناديفيتش. يذاكر الاستدامة المحليةرقيقة الجدران ملامح شبه منحرفعند الانحناء الطولي والعرضي: أطروحة ... مرشح العلوم التقنية: 01.02.06 / Kholkin Evgeniy Gennadevich؛ [مكان الحماية: أوم. حالة تقنية. un-t] .- أومسك ، 2010. - 118 ص: مريض. RSL OD ، 61 10-5 / 3206
مقدمة
1. مراجعة دراسات الاستقرار للعناصر الهيكلية للصفائح المضغوطة 11
1.1 التعريفات الأساسية وطرق دراسة ثبات الأنظمة الميكانيكية 12
1.1.1 ، خوارزمية لدراسة استقرار الأنظمة الميكانيكية بطريقة ثابتة 16
1.1.2. نهج ثابت. الطرق: أويلر ، ناقص ، نشيط 17
1.2 النموذج الرياضي والنتائج الرئيسية للدراسات التحليلية لاستقرار أويلر. عامل الاستقرار 20
1.3 27- طرق دراسة ثبات عناصر الصفائح وتركيباتها
1.4 الطرق الهندسية لحساب الصفائح وعناصر الألواح المركبة. مفهوم طريقة التخفيض 31
1.5 الدراسات العددية لاستقرار أويلر بطريقة العناصر المحدودة: الاحتمالات والمزايا والعيوب 37
1.6 مراجعة الدراسات التجريبية لثبات الصفائح وعناصر الصفائح المركبة 40
1.7 استنتاجات وأهداف الدراسات النظرية لثبات ملامح شبه منحرف رقيقة الجدران 44
2. تطوير نماذج رياضية وخوارزميات لحساب استقرار عناصر الألواح الرقيقة للجدران للمقاطع شبه المنحرفة: 47
2.1. الانحناء العرضي الطولي لعناصر الصفائح الرقيقة الجدران للمقاطع شبه المنحرفة 47
2.1.1. بيان المشكلة والافتراضات الأساسية 48
2.1.2. النموذج الرياضي في المعادلات التفاضلية العادية. 50- الشروط الحدودية
2.1.3. خوارزمية للتكامل العددي وتحديد الحرج
التوتر وتنفيذه في MS Excel 52
2.1.4. نتائج الحساب ومقارنتها بالحلول المعروفة 57
2.2. حساب الضغوط الحرجة لعنصر لوحة واحدة
كجزء من الملف الشخصي ^ .. 59
2.2.1. نموذج يأخذ في الاعتبار الاقتران المرن لعناصر لوحة الملف الشخصي. الافتراضات الأساسية ومشكلات البحث العددي 61
2.2.2. دراسة عددية لصلابة ماتي وتقريب النتائج 63
2.2.3. التحقيق العددي لطول التواء نصف الموجة عند أول حمل حرج وتقريب النتائج 64
2.2.4. حساب المعامل k (/ 3x، / 32). تقريب نتائج الحساب (A، /؟ 2) 66
2.3 تقييم كفاية الحسابات بالمقارنة مع الحلول العددية بطريقة العناصر المحدودة والحلول التحليلية المعروفة 70
2.4 استنتاجات وأهداف الدراسة التجريبية 80
3. دراسات تجريبية حول الاستقرار الموضعي للقطاعات شبه المنحرفة ذات الجدران الرقيقة 82
3.1 وصف النماذج الأولية والإعداد التجريبي 82
3.2 عينات الاختبار 85
3.2.1. إجراء الاختبار والمحتوى ز .85
3.2.2. نتائج اختبار الضغط 92
3.3 الاستنتاجات 96
4 - مراعاة الاستقرار المحلي في حسابات الهياكل الحاملة المصنوعة من مقاطع جانبية شبه منحرفة رقيقة الجدران في المستوى الطولي - الانحناء المستعرض 97
4.1 حساب الضغوط الحرجة خسارة محليةثبات عناصر اللوحة والسمك المحدد لملف شبه منحرف رقيق الجدران 98
4.2 مساحة الأحمال المسموح بها دون مراعاة فقدان الاستقرار المحلي 99
4.3 عامل التخفيض 101
4.4 مع مراعاة الانحناء والتخفيض المحلي 101
الاستنتاجات 105
قائمة ببليوغرافية
مقدمة في العمل
أهمية العمل.
يعد إنشاء هياكل خفيفة الوزن وقوية وموثوقة مهمة ملحة. أحد المتطلبات الرئيسية في الهندسة الميكانيكية والبناء هو تقليل استهلاك المعادن. يؤدي هذا إلى حقيقة أن العناصر الهيكلية يجب أن تُحسب وفقًا لعلاقات تأسيسية أكثر دقة ، مع الأخذ في الاعتبار خطر الانحراف العام والمحلي.
تتمثل إحدى طرق حل مشكلة تقليل الوزن في استخدام المقاطع الملفوفة شبه المنحرفة عالية التقنية ذات الجدران الرقيقة (TTP). يتم تصنيع الملامح عن طريق درفلة صفائح فولاذية رفيعة بسمك 0.4 ... 1.5 مم في ظروف ثابتة أو مباشرة في موقع التجميع كعناصر مسطحة أو مقوسة. تتميز الهياكل التي تستخدم الأغطية المقوسة الحاملة من شكل شبه منحرف رقيق الجدران بخفتها ومظهرها الجمالي وسهولة تركيبها وعدد من المزايا الأخرى على الأنواع التقليدية للأغطية.
النوع الرئيسي لتحميل الملف الشخصي هو الانحناء العرضي الطولي. نغمة، رنه-
جفلف dMF " عناصر رقائقي
تجربة الملف الشخصي
ضغط متوسط
يمكن أن تفقد العظام أماكن
استقرار جديد. محلي
فقدان الاستقرار
أرز. 1. مثال على التواء المحلي
بطاطا،
^ ج
أرز. 2. مخطط القسم الشخصي المصغر
(MPA) لوحظ في مناطق محدودة على طول المظهر الجانبي (الشكل 1) بأحمال أقل بكثير من الالتواء الكلي والضغوط المماثلة للأحمال المسموح بها. باستخدام MPU ، يتوقف عنصر لوحة مضغوط منفصل للملف الشخصي كليًا أو جزئيًا عن إدراك الحمل ، والذي يتم إعادة توزيعه بين بقية عناصر اللوحة في قسم الملف الشخصي. علاوة على ذلك ، في القسم الذي حدثت فيه MPA ، لا تتجاوز الضغوط بالضرورة الضغوط المسموح بها. هذه الظاهرة تسمى الاختزال. تخفيض
يتمثل في تقليل مساحة المقطع العرضي للمظهر الجانبي ، مقارنةً بالمساحة الحقيقية ، عند اختزالها إلى مخطط تصميم مثالي (الشكل 2). في هذا الصدد ، يعد تطوير وتنفيذ الأساليب الهندسية لحساب الانحناء المحلي لعناصر الصفيحة لملف جانبي شبه منحرف رقيق الجدران مهمة عاجلة.
شارك علماء بارزون في استقرار الصفائح: Bro-ude، F. Bleich، J. Brudka، I.G. بوبنوف ، ف. فلاسوف ، أ. فولمير ، أ. إليوشن ، مايلز ، ميلان ، يا. بانوفكو ، إس بي. تيموشينكو وساوثويل وإي ستويل وويندربيرغ وخفالا وآخرين. تم تطوير مناهج هندسية لتحليل الضغوط الحرجة مع الانثناء المحلي في أعمال E.L. ايروميان ، بورجراف ، أ. Vasil'eva، B. Ya. فولودارسكي ، عضو الكنيست جلومان ، كالدويل ، ف. كليمانوفا ، ف. كروخاليفا ، د. Martsinkevich، E.A. باف لينوفا ، أ. بيرتسيفا ، ف. تامبلونا ، S.A. تيماشيف.
في طرق الحساب الهندسية المذكورة أعلاه للملفات الشخصية ذات المقطع العرضي المعقد ، لا يؤخذ خطر MPU عمليًا في الاعتبار. في مرحلة التصميم الأولي للهياكل المصنوعة من الملامح رقيقة الجدران ، من المهم أن يكون لديك جهاز بسيط لتقييم قدرة التحمل لحجم معياري محدد. في هذا الصدد ، هناك حاجة لتطوير طرق الحساب الهندسي التي تسمح في عملية تصميم الهياكل من التشكيلات ذات الجدران الرقيقة لتقييم قدرتها على التحمل بسرعة. يمكن إجراء حساب التحقق من قدرة التحمل لهيكل مصنوع من ملف تعريف رقيق الجدران باستخدام طرق محسّنة باستخدام منتجات البرمجياتوتعديلها إذا لزم الأمر. مثل هذا النظام المكون من مرحلتين لحساب قدرة تحمل الهياكل المصنوعة من مقاطع رقيقة الجدران هو الأكثر عقلانية. لذلك ، فإن تطوير وتنفيذ الأساليب الهندسية لحساب قدرة التحمل للهياكل المصنوعة من التشكيلات الرقيقة الجدران مع مراعاة الالتواء المحلي لعناصر اللوحة هي مهمة ملحة.
الغرض من عمل الأطروحة: دراسة الانحناء الموضعي في عناصر الألواح لمحات شبه منحرفة رقيقة الجدران أثناء الانحناء العرضي الطولي وتطوير طريقة هندسية لحساب قدرة التحمل مع مراعاة الاستقرار المحلي.
لتحقيق الهدف ، يتم تعيين ما يلي أهداف البحث.
تمديد الحلول التحليلية لاستقرار الألواح المستطيلة المضغوطة لنظام لوحات التزاوج في الملف الشخصي.
دراسة عددية للنموذج الرياضي للاستقرار المحلي للملف الشخصي والحصول على تعبيرات تحليلية مناسبة للحد الأدنى من الضغط الحرج لوحدة MPU لعنصر اللوحة.
تقييم تجريبي لدرجة الانخفاض في المقطع الجانبي ذي الجدران الرقيقة مع فقدان الاستقرار المحلي.
تطوير منهجية هندسية للتحقق وحساب التصميم لملف جانبي رقيق الجدران ، مع مراعاة الانحناء المحلي.
الجدة العلمية العمل هو تطوير نموذج رياضي مناسب للالتواء المحلي للوحة منفصلة
عنصر في الملف الشخصي والحصول على تبعيات تحليلية لحساب الضغوط الحرجة.
المعقولية والموثوقية يتم توفير النتائج المتحصل عليها بالاعتماد على الحلول التحليلية الأساسية لمشكلة ثبات الصفائح المستطيلة ، والتطبيق الصحيح للجهاز الرياضي ، والكافي للحسابات العملية التي تتزامن مع نتائج حسابات FEM والدراسات التجريبية.
أهمية عملية يتمثل في تطوير منهجية هندسية لحساب قدرة تحمل الملفات الشخصية ، مع مراعاة الالتواء المحلي. يتم تنفيذ نتائج العمل في Montazhproekt LLC في شكل نظام جداول وتمثيلات رسومية لمناطق الأحمال المسموح بها لمجموعة كاملة من الملفات الشخصية المنتجة ، مع مراعاة الانحناء المحلي ، وتستخدم للاختيار الأولي للنوع وسمك مادة الملف الشخصي لحلول التصميم المحددة وأنواع التحميل.
الأحكام الرئيسية للدفاع.
نموذج رياضي للانحناء المستوي وضغط المظهر الجانبي الرقيق كنظام لعناصر الصفائح المترافقة وطريقة لتحديد الضغوط الحرجة لـ MPA على أساسها بمعنى أويلر.
التبعيات التحليلية لحساب الضغوط الحرجة للالتواء المحلي لكل عنصر من عناصر اللوحة في المظهر الجانبي عند الانحناء الطولي المستعرض.
طريقة هندسية للتحقق من التصميم وحساب التصميم لشكل شبه منحرف رقيق الجدران ، مع مراعاة الالتواء المحلي. الموافقة على العمل والنشر.
تم الإبلاغ عن البنود الرئيسية للأطروحة ومناقشتها في المؤتمرات العلمية والتقنية على مختلف المستويات: المؤتمر الدولي "الآلات والتقنيات والعمليات في البناء" المخصصة للاحتفال بالذكرى السنوية الخامسة والأربعين للكلية "النقل والآلات التكنولوجية" (أومسك ، سيبادي ، ديسمبر 6-7 ، 2007) ؛ المؤتمر العلمي والتقني لعموم روسيا ، "YOUNG RUSSIA: Advanced Technologies in Industry" (أومسك ، Om-GTU ، 12-13 نوفمبر 2008).
هيكل ونطاق العمل. تتكون الأطروحة من 118 صفحة من النص ، وتتكون من مقدمة و 4 فصول وملحق واحد ، وتحتوي على 48 شكلاً و 5 جداول. تضم قائمة المراجع 124 عنوانًا.
يعتمد أي مشروع هندسي على حل المعادلات التفاضلية لنموذج رياضي للحركة وتوازن النظام الميكانيكي. يصاحب صياغة هيكل وآلية وآلة بعض التفاوتات التصنيعية ، وفيما بعد - عيوب. يمكن أن تحدث العيوب أيضًا أثناء العملية على شكل خدوش وثغرات بسبب التآكل وعوامل أخرى. من المستحيل توقع جميع متغيرات التأثيرات الخارجية. يُجبر التصميم على العمل تحت تأثير قوى عشوائية مزعجة لا تؤخذ في الاعتبار في المعادلات التفاضلية.
يمكن للعوامل التي لم يتم أخذها في الاعتبار في النموذج الرياضي - العيوب أو القوى العشوائية أو الاضطرابات - إجراء تعديلات جدية على النتائج التي تم الحصول عليها.
يتم تمييز حالة النظام غير المضطربة - الحالة المحسوبة عند عدم وجود اضطرابات ، والحالة المضطربة ، التي تتشكل نتيجة للاضطرابات.
في إحدى الحالات ، بسبب الاضطراب ، لا يوجد تغيير كبير في موضع توازن الهيكل ، أو تختلف حركته قليلاً عن الحركة المحسوبة. تسمى حالة النظام الميكانيكي هذه بالثبات. في حالات أخرى ، يختلف موضع التوازن أو طبيعة الحركة اختلافًا كبيرًا عن الوضع المحسوب ، وتسمى هذه الحالة غير مستقرة.
تتعامل نظرية استقرار الحركة وتوازن الأنظمة الميكانيكية مع إنشاء علامات تسمح للمرء بالحكم على ما إذا كانت الحركة أو التوازن المدروس سيكون مستقرًا أم غير مستقر.
العلامة النموذجية لانتقال النظام من حالة مستقرة إلى حالة غير مستقرة هي تحقيق قيمة تسمى حرجة بواسطة بعض المعلمات - القوة الحرجة ، السرعة الحرجة ، إلخ.
يؤدي ظهور العيوب أو تأثير قوى مجهولة المصير لا محالة إلى حركة النظام. لذلك ، في الحالة العامة ، يجب على المرء أن يبحث في ثبات حركة النظام الميكانيكي تحت الاضطرابات. يسمى هذا النهج في دراسة الاستقرار ديناميكيًا ، ويطلق على طرق البحث المقابلة اسم ديناميكي.
من الناحية العملية ، غالبًا ما يكون كافياً أن نقتصر على نهج ثابت ، أي الأساليب الثابتة لبحوث الاستقرار. في هذه الحالة ، يتم التحقيق في النتيجة النهائية للاضطراب - وضع توازن جديد للحالة المستقرة للنظام الميكانيكي ودرجة انحرافه عن موضع التوازن المحسوب وغير المضطرب.
تفترض الصيغة الثابتة للمشكلة عدم مراعاة قوى القصور الذاتي ومعامل الوقت. غالبًا ما تتيح صياغة المشكلة هذه ترجمة النموذج من معادلات الفيزياء الرياضية إلى معادلات تفاضلية عادية. هذا يبسط إلى حد كبير النموذج الرياضي ويسهل الدراسة التحليلية للاستقرار.
النتيجة الإيجابية لتحليل استقرار التوازن بالطريقة الثابتة لا تضمن دائمًا الاستقرار الديناميكي. ومع ذلك ، بالنسبة للأنظمة المحافظة ، فإن النهج الثابت في تحديد الأحمال الحرجة وحالات التوازن الجديدة يؤدي إلى نفس النتائج تمامًا مثل الحالة الديناميكية.
في النظام المحافظ ، يتم تحديد عمل القوى الداخلية والخارجية للنظام ، الذي يتم إجراؤه أثناء الانتقال من حالة إلى أخرى ، فقط من خلال هذه الحالات ولا يعتمد على مسار الحركة.
يوحد مفهوم "النظام" بنية مشوهة وأحمال ، يجب تحديد سلوكها. ومن ثم ، فإن شرطين ضروريين وكافيين للحفاظ على النظام يتبعان: 1) مرونة الهيكل القابل للتشوه ، أي عكس التشوهات. 2) المحافظة على الحمل ، أي استقلالية العمل الذي تؤديه عن المسار. في بعض الحالات ، تعطي الطريقة الساكنة أيضًا نتائج مرضية للأنظمة غير المتحفظة.
لتوضيح ما سبق ، سننظر في عدة أمثلة من الميكانيكا النظرية وقوة المواد.
1. كرة وزنها Q تقع في انخفاض سطح المحمل (الشكل 1.3). تحت تأثير القوة المزعجة 5P Q sina ، لا يتغير موضع توازن الكرة ، أي إنه مستقر.
من خلال إجراء قصير المدى للقوة 5Р Q sina ، دون مراعاة الاحتكاك المتداول ، يمكن الانتقال إلى موضع توازن جديد أو اهتزازات حول موضع التوازن الأولي. عندما يؤخذ الاحتكاك في الاعتبار ، فإن الحركة التذبذبية سوف تخمد ، أي مستقرة. يتيح لك الأسلوب الثابت تحديد القيمة الحرجة للقوة المزعجة فقط ، والتي تساوي: Ркр = Q sina. طبيعة الحركة عندما يتم تجاوز القيمة الحرجة للعمل المزعج ولا يمكن تحليل المدة الحرجة للعمل إلا بالطرق الديناميكية.
2. طول القضيب / مضغوط بالقوة P (الشكل 1.4). من خلال مقاومة المواد على أساس الطريقة الثابتة ، من المعروف أنه تحت التحميل ضمن النطاق المرن ، توجد قيمة حرجة لقوة الانضغاط.
يؤدي حل نفس المشكلة بقوة التتبع ، التي يتزامن اتجاهها مع اتجاه الظل عند نقطة التطبيق ، بالطريقة الثابتة إلى استنتاج حول الاستقرار المطلق للشكل المستقيم للتوازن.
ينقسم التحليل الهندسي إلى فئتين: الطرق الكلاسيكية والرقمية. باستخدام الأساليب الكلاسيكية ، يحاولون حل مشاكل توزيع مجالات الإجهاد والانفعال مباشرة ، وتشكيل أنظمة من المعادلات التفاضلية على أساس المبادئ الأساسية. الحل الدقيق ، إذا كان من الممكن الحصول على المعادلات في شكل مغلق ، ممكن فقط لأبسط حالات الهندسة ، والأحمال ، وشروط الحدود. يمكن حل مجموعة كبيرة إلى حد ما من المشكلات الكلاسيكية باستخدام حلول تقريبية لأنظمة المعادلات التفاضلية. تكون هذه الحلول في شكل سلسلة ، حيث يتم تجاهل الشروط ذات الترتيب الأدنى بعد دراسة التقارب. مثل الحلول الدقيقة ، تتطلب الحلول التقريبية شكلاً هندسيًا منتظمًا وشروطًا حدودية بسيطة وتطبيقًا مناسبًا للأحمال. وفقًا لذلك ، لا يمكن تطبيق هذه الحلول على معظم المشاكل العملية. الميزة الأساسية للطرق الكلاسيكية هي أنها توفر فهماً عميقاً للمشكلة قيد الدراسة. يمكن استقصاء مجموعة واسعة من المشاكل باستخدام الطرق العددية. تتضمن الطرق العددية: 1) طريقة الطاقة. 2) طريقة العناصر الحدودية ؛ 3) طريقة الفروق المحدودة ؛ 4) طريقة العناصر المحدودة.
تسمح طرق الطاقة للشخص بإيجاد الحد الأدنى من التعبير عن إجمالي الطاقة الكامنة للهيكل على مساحة معينة. هذا النهج يعمل بشكل جيد فقط لمهام معينة.
تقارب طريقة العنصر الحدودي الوظائف التي ترضي نظام المعادلات التفاضلية المطلوب حلها ، ولكن ليس الشروط الحدية. يتم تصغير حجم المشكلة لأن العناصر لا تمثل سوى حدود المنطقة النموذجية. ومع ذلك ، فإن تطبيق هذه الطريقة يتطلب معرفة الحل الأساسي لنظام المعادلات ، والذي قد يكون من الصعب الحصول عليه.
طريقة الفروق المحدودة تحول نظام المعادلات التفاضلية وشروط الحدود إلى نظام المعادلات الجبرية المقابلة. تسمح هذه الطريقة بحل مشاكل تحليل الهياكل ذات الهندسة المعقدة وشروط الحدود والأحمال المركبة. ومع ذلك ، فإن طريقة الفروق المحدودة غالبًا ما تكون بطيئة جدًا نظرًا لحقيقة أن متطلبات الشبكة المنتظمة على منطقة الدراسة بأكملها تؤدي إلى أنظمة معادلات ذات ترتيب مرتفع للغاية.
يمكن أن تمتد طريقة العناصر المحدودة إلى فئة غير محدودة تقريبًا من المشكلات نظرًا لحقيقة أنها تسمح باستخدام عناصر ذات أشكال بسيطة ومتنوعة للحصول على أقسام. أحجام العناصر المحدودة ، التي يمكن دمجها للحصول على تقريب لأي حدود غير منتظمة ، تختلف أحيانًا في القسم بعشرات المرات. يُسمح بتطبيق نوع تعسفي من الحمل على عناصر النموذج ، وكذلك فرض أي نوع من التثبيت عليها. المشكلة الرئيسية هي الزيادة في التكاليف للحصول على نتيجة. يتعين على المرء أن يدفع ثمن عمومية الحل مع فقدان الحدس ، لأن حل العنصر المحدود هو ، في الواقع ، مجموعة من الأرقام التي تنطبق فقط على مشكلة محددة مطروحة باستخدام نموذج عنصر محدود. يتطلب تغيير أي جانب مهم في النموذج عادةً إعادة حل كامل للمشكلة. ومع ذلك ، فهذه تكلفة ضئيلة ، لأن طريقة العناصر المحدودة غالبًا ما تكون الطريقة الوحيدة. طريقة محتملةحلولها. هذه الطريقة قابلة للتطبيق على جميع فئات مشاكل توزيع المجال ، والتي تشمل التحليل الهيكلي ، ونقل الحرارة ، وتدفق السوائل ، والكهرومغناطيسية. تشمل عيوب الطرق العددية ما يلي: 1) التكلفة العالية لبرامج تحليل العناصر المحدودة. 2) تدريب طويل للعمل مع البرنامج وإمكانية العمل الكامل فقط للموظفين المؤهلين تأهيلا عاليا ؛ 3) في كثير من الأحيان يكون من المستحيل التحقق من خلال تجربة فيزيائية من صحة نتيجة الحل الذي تم الحصول عليه بطريقة العناصر المحدودة ، بما في ذلك المشاكل غير الخطية. م مراجعة الدراسات التجريبية لاستقرار الصفائح وعناصر الصفائح المركبة
التشكيلات الجانبية المستخدمة حاليًا لبناء الهياكل مصنوعة من صفائح معدنية بسمك 0.5 إلى 5 مم ، وبالتالي فهي تعتبر رقيقة الجدران. يمكن أن تكون وجوههم مسطحة ومنحنية.
السمة الرئيسية لتشغيل المقاطع ذات الجدران الرقيقة هي أن الوجوه ذات القيمة العالية لنسبة العرض إلى السماكة تواجه تشوهات كبيرة في الانثناء تحت التحميل. لوحظ زيادة شديدة في الانحرافات عندما يقترب حجم الضغوط المؤثرة على الوجه من القيمة الحرجة. هناك فقدان في الاستقرار المحلي ، تصبح الانحرافات قابلة للمقارنة مع سمك الحافة. نتيجة لذلك ، فإن المقطع العرضي للملف الشخصي مشوه بشكل كبير.
في الأدبيات المتعلقة باستقرار اللوحات ، يحتل عمل العالم الروسي SP مكانة خاصة. تيموشينكو. يُنسب إليه تطوير طريقة طاقة لحل مشاكل الاستقرار المرن. باستخدام هذه الطريقة ، SP. قدم تيموشينكو حلاً نظريًا لمشاكل استقرار الصفائح المحملة في المستوى المتوسط في ظل ظروف حدية مختلفة. تم اختبار الحلول النظرية في سلسلة من الاختبارات على ألواح مدعومة بحرية تحت ضغط موحد. أكدت الاختبارات النظرية.
للتحقق من مصداقية النتائج التي تم الحصول عليها ، أجريت دراسات عددية باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM). في الآونة الأخيرة ، وجدت الدراسات العددية لـ FEM استخدامًا أكثر وأكثر انتشارًا لأسباب موضوعية ، مثل عدم وجود مشكلات في الاختبار ، واستحالة تلبية جميع الشروط عند الاختبار على العينات. تجعل الأساليب العددية من الممكن إجراء البحث في ظل ظروف "مثالية" ، مع وجود حد أدنى من الخطأ ، وهو أمر مستحيل عمليًا تنفيذه في الاختبارات الحقيقية. أجريت الدراسات العددية باستخدام برنامج ANSYS.
أجريت الدراسات العددية على عينات: لوحة مستطيلة؛ عنصر جانبي على شكل حرف U وشبه منحرف مع حافة طولية وبدون حافة ؛ ورقة الملف الشخصي (الشكل 2.11). عينات بسمك 0.7 ؛ 0.8 ؛ 0.9 و 1 مم.
تم تطبيق حمولة ضغط موحدة على العينات (الشكل 2.11) في النهايات ، متبوعة بزيادة في Det خطوة بخطوة. يتوافق الحمل المقابل لفقد الاستقرار المحلي للشكل المسطح مع قيمة الضغط الانضغاطي الحرج σcr. ثم باستخدام الصيغة (2.24) تم حساب معامل الثبات & (/؟ I، /؟ G) ومقارنته بالقيمة من الجدول 2.
ضع في اعتبارك صفيحة مستطيلة بطول = 100 مم وعرض 6 = 50 مم ، مضغوطة عند النهايات بحمل ضغط موحد. في الحالة الأولى ، يتم تعليق اللوحة على طول الكفاف ، وفي الحالة الثانية ، يتم تثبيتها بشكل صارم على طول الحواف الجانبية ومفصلة على طول النهايات (الشكل 2.12).
في برنامج ANSYS ، تم تطبيق حمل ضغط موحد على الوجوه النهائية ، وتم تحديد الحمل الحرج ، والضغط ، ومعامل الاستقرار & (/؟] ، /؟ 2) للوحة. عندما يتوقف على طول الكنتور ، فقدت اللوحة ثباتها في الشكل الثاني (لوحظ انتفاخان) (الشكل 2.13). ثم تمت مقارنة معاملات مقاومة الصفيحة / 32) عدديًا وتحليليًا. يتم عرض نتائج الحساب في الجدول 3.
يوضح الجدول 3 أن الفرق بين نتائج الحلول التحليلية والحلول العددية كان أقل من 1٪. ومن ثم ، استنتج أن الخوارزمية المقترحة لدراسة الاستقرار يمكن تطبيقها في حساب الأحمال الحرجة للهياكل الأكثر تعقيدًا.
لتوسيع الطريقة المقترحة لحساب الثبات الموضعي للمقاطع الرقيقة الجدران إلى حالة التحميل العامة ، أجريت دراسات عددية في برنامج ANSYS لمعرفة كيف تؤثر طبيعة الحمل الانضغاطي على المعامل k (y). يتم عرض نتائج البحث في رسم بياني (الشكل 2.14).
كانت الخطوة التالية في التحقق من منهجية الحساب المقترحة هي دراسة عنصر منفصل من الملف الشخصي (الشكل 2.11 ، ب ، ج). له تثبيت بمفصلة على طول الكفاف ويتم ضغطه عند النهايات بواسطة حمولة ضغط موحدة من USL (الشكل 2.15). تم فحص العينة للتأكد من ثباتها في برنامج ANSYS وحسب الطريقة المقترحة. بعد ذلك ، تمت مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها.
عند إنشاء نموذج في برنامج ANSYS ، لتوزيع الحمل الانضغاطي بشكل موحد على طول النهاية ، تم وضع ملف جانبي رقيق الجدران بين لوحين سميكين وتم وضع حمل ضاغط عليهما.
تظهر نتيجة الدراسة في برنامج ANSYS لعنصر المظهر الجانبي على شكل حرف U في الشكل 2.16 ، والذي يوضح ، أولاً وقبل كل شيء ، فقدان الاستقرار المحلي يحدث في أوسع لوحة.
بالنسبة للهياكل الداعمة المصنوعة من التشكيلات شبه المنحرفة ذات الجدران الرقيقة ذات التقنية العالية ، يتم الحساب وفقًا لطرق الضغوط المسموح بها. تم اقتراح طريقة هندسية لمراعاة الالتواء المحلي عند حساب قدرة تحمل الهياكل المصنوعة من صورة شبه منحرف رقيقة الجدران. يتم تنفيذ هذه التقنية في MS Excel ، وهي متاحة للاستخدام على نطاق واسع ويمكن أن تكون بمثابة أساس للإضافات المناسبة للوثائق التنظيمية فيما يتعلق بحساب ملفات التعريف رقيقة الجدران. تم بناؤه على أساس البحث وحصل على اعتمادات تحليلية لحساب الضغوط الحرجة للتواء المحلي لعناصر الصفيحة لملف جانبي شبه منحرف رقيق الجدران. تنقسم المهمة إلى ثلاثة مكونات: 1) تحديد الحد الأدنى لسمك المظهر الجانبي (الحد الذي لا توجد فيه حاجة لمراعاة الانحناء المحلي في هذا النوع من الحساب ؛ 2) تحديد منطقة الأحمال المسموح بها من شكل شبه منحرف رقيق الجدران ، يتم من خلاله ضمان قدرة التحمل دون فقدان الاستقرار المحلي ؛ 3) تحديد نطاق القيم المسموح بها NuM ، حيث يتم ضمان قدرة التحمل مع الفقد المحلي لاستقرار عنصر واحد أو أكثر من عناصر اللوحة في شكل شبه منحرف رقيق الجدران (مع مراعاة تقليل قسم المظهر الجانبي).
في هذه الحالة ، يُعتقد أن اعتماد لحظة الانحناء على القوة الطولية M = f (N) للهيكل المحسوب يتم الحصول عليه من خلال طرق مقاومة المواد أو الميكانيكا الإنشائية (الشكل 2.1). تُعرف الضغوط المسموح بها [t] وإجهاد الخضوع للمادة sgt ، بالإضافة إلى الضغوط المتبقية sgstі في عناصر اللوحة. في الحسابات بعد الانثناء المحلي ، تم تطبيق طريقة "الاختزال". في حالة فقدان الاستقرار ، يتم استبعاد 96٪ من عرض عنصر اللوحة المقابل.
حساب الضغوط الحرجة للالتواء الموضعي لعناصر اللوحة والسمك المحدد لملف شبه منحرف رقيق الجدران ينقسم المظهر الجانبي شبه المنحرف الرقيق الجدران إلى مجموعة من عناصر اللوحة كما هو موضح في الشكل 4.1. في هذه الحالة ، لا تؤثر زاوية الترتيب المتبادل للعناصر المجاورة على قيمة الضغط الحرج المحلي
الملف الشخصي H60-845 انحناء منحني. يُسمح باستبدال التمويجات المنحنية بعناصر خط مستقيم. يتم تحديد ضغوط الانضغاط الحرجة للالتواء الموضعي بمعنى أويلر لعنصر لوحة i فردي في شكل شبه منحرف رقيق الجدار بعرض bt عند سمك t ، ومعامل مرونة المادة E ونسبة Poisson جو في المرحلة المرنة من التحميل الصيغة
تأخذ المعاملات k (px ، P2) و k (v) في الحسبان ، على التوالي ، تأثير صلابة عناصر اللوحة المجاورة وطبيعة توزيع الضغوط الانضغاطية على عرض عنصر اللوحة. قيمة المعاملات: k (px، P2) يتم تحديدها وفقًا للجدول 2 ، أو محسوبة بالصيغة
يتم تحديد الضغوط العادية في عنصر اللوحة في المحاور المركزية بواسطة الصيغة المعروفة لمقاومة المواد. يتم تحديد منطقة الأحمال المسموح بها دون مراعاة الالتواء المحلي (الشكل 4.2) من خلال التعبير وهي عبارة عن رباعي الزوايا ، حيث J هي لحظة القصور الذاتي في قسم فترة الملف الشخصي أثناء الانحناء ، و F هي المنطقة المقطعية من فترة المظهر الجانبي ، ymax و Utin هما إحداثيات النقاط القصوى لقسم المظهر الجانبي (الشكل 4.1).
هنا ، يتم حساب المنطقة المقطعية للملف الشخصي F ولحظة القصور الذاتي للقسم J لعنصر دوري بطول L ، وتشير القوة الطولية iV ولحظة الانحناء ميغابايت للملف الشخصي إلى L.
يتم توفير قدرة التحمل عندما يقع منحنى الحمل الفعلي M = f (N) ضمن نطاق الأحمال المسموح بها مطروحًا منها مساحة الانثناء المحلي (الشكل 4.3). الشكل 4.2. مساحة الأحمال المسموح بها دون مراعاة الانثناء المحلي
يؤدي فقدان الاستقرار المحلي لأحد الأرفف إلى استبعاده جزئيًا من تصور أعباء العمل - التقليل. يتم أخذ درجة التخفيض في الاعتبار بواسطة عامل التخفيض
يتم ضمان قدرة التحمل عندما يقع منحنى الحمل الفعلي ضمن نطاق الأحمال المسموح بها مطروحًا منها نطاق أحمال الانحناء المحلية. عند السماكات الأصغر ، يقلل خط الالتواء المحلي من مساحة الأحمال المسموح بها. لا يكون الانبعاج المحلي ممكنًا إذا كان منحنى الحمل الفعلي يقع في منطقة مخفضة. عندما يتجاوز منحنى الأحمال الفعلية خط الحد الأدنى لقيمة الضغط الحرج للالتواء المحلي ، فمن الضروري إعادة بناء منطقة الأحمال المسموح بها ، مع مراعاة تقليل المظهر الجانبي ، الذي يحدده التعبير
دلفنة الأنابيب لتقليل قطرها (تصغير) على نطاق واسع في جميع ورش العمل تقريبًا لإنتاج الأنابيب المدلفنة على الساخن ، وكذلك في تصنيع الأنابيب باللحام. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن إنتاج الأنابيب صغيرة الحجم يرتبط عادةً بخسائر ملموسة في إنتاجية وحدات درفلة الأنابيب أو لحام الأنابيب ، وبالتالي زيادة تكلفة الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض الحالات ، على سبيل المثال ، دحرجة الأنابيب إلى ضياء. أقل من 60-70 مم أو الأنابيب ذات السماكة الكبيرة جدًا للجدار وثقب داخلي صغير أمر صعب ، لأنه يتطلب استخدام شياق بقطر صغير جدًا.يتم التخفيض بعد التسخين الإضافي (أو التسخين) للأنابيب إلى 850-1100 درجة مئوية عن طريق دحرجتها على طواحين مستمرة متعددة الحوامل (حتى 24 عمودًا) دون استخدام أداة داخلية (مغزل). اعتمادًا على نظام العمل المعتمد ، يمكن أن تستمر هذه العملية مع زيادة سمك الجدار أو تقليله. في الحالة الأولى ، يتم التدحرج بدون شد (أو بتوتر طفيف جدًا) ؛ وفي الثانية - مع توتر شديد. الحالة الثانية ، باعتبارها أكثر تقدمًا ، أصبحت منتشرة على نطاق واسع في العقد الماضي ، لأنها تسمح بتخفيض أكبر بكثير ، ويؤدي انخفاض سمك الجدار في نفس الوقت إلى توسيع نطاق الأنابيب المدلفنة بأنابيب رقيقة الجدران أكثر اقتصادا .
إن إمكانية ترقق الجدار أثناء التصغير تجعل من الممكن إنتاج أنابيب بسماكة جدار أكبر قليلاً (أحيانًا بنسبة 20-30٪) على وحدة درفلة الأنابيب الرئيسية. هذا يزيد بشكل كبير من إنتاجية الوحدة.
في الوقت نفسه ، في كثير من الحالات ، احتفظ المبدأ الأقدم للعملية - التخفيض الحر دون التوتر - بأهميته. بشكل أساسي ، يشير هذا إلى حالات تقليل الأنابيب ذات الجدران السميكة نسبيًا ، حتى عندما يكون من الصعب تقليل سمك الجدار بشكل كبير حتى في حالة التوتر الشديد. وتجدر الإشارة إلى أنه يتم تركيب مصانع التخفيض في العديد من ورش درفلة الأنابيب ، والتي تم تصميمها للدرفلة المجانية. ستعمل هذه المطاحن لفترة طويلة ، وبالتالي ، سيتم استخدام التقليل الخالي من التوتر على نطاق واسع.
دعونا نفكر في كيفية تغير سمك جدار الأنبوب أثناء التخفيض الحر ، عندما لا يكون هناك توتر محوري أو قوى دعم ، ويتسم مخطط حالة الإجهاد بضغوط الضغط. B. JI. Kolmogorov و A. 3. Gleiberg ، انطلاقًا من حقيقة أن التغيير الفعلي في الجدار يتوافق مع الحد الأدنى من العمل للتشوه ، وباستخدام مبدأ الإزاحة المحتملة ، أعطى تعريفًا نظريًا للتغيير في سمك الجدار أثناء التخفيض. في هذه الحالة ، تم الافتراض بأن عدم انتظام التشوه لا يؤثر بشكل كبير على التغيير في سمك الجدار ، ولا تؤخذ قوى الاحتكاك الخارجي في الاعتبار ، لأنها أقل بكثير من المقاومة الداخلية. يوضح الشكل 89 منحنيات التغيير في سمك الجدار من SQ الأولي إلى S المعطى للفولاذ منخفض القوة اعتمادًا على درجة الانخفاض من القطر الأولي DT0 إلى DT النهائي (نسبة DT / DTO) والعامل الهندسي - صفاء الأنابيب (نسبة S0 / DT0).
في درجات منخفضة من التخفيض ، تبين أن مقاومة التدفق الطولي تكون أكبر من مقاومة التدفق الداخلي ، مما يسبب سماكة الجدار. مع زيادة قيمة التشوه ، تزداد شدة سماكة الجدار. ومع ذلك ، في نفس الوقت ، تزداد أيضًا مقاومة التدفق الخارجي داخل الأنبوب. عند قدر معين من التخفيض ، تصل سماكة الجدار إلى أقصى حد لها ، وتؤدي الزيادة اللاحقة في درجة الانخفاض إلى نمو أكثر كثافة لمقاومة التدفق الداخلي ، ونتيجة لذلك ، تبدأ السماكة في الانخفاض.
وفي الوقت نفسه ، لا يُعرف عادةً إلا سمك جدار الأنبوب المصغر النهائي ، وعند استخدام هذه المنحنيات ، من الضروري تعيين القيمة المطلوبة ، أي استخدام طريقة التقريب المتتالي.
تتغير طبيعة التغيير في سمك الجدار بشكل حاد إذا تم تنفيذ العملية بالتوتر. كما ذكرنا سابقًا ، فإن وجود الضغوط المحورية وحجمها يتسمان بظروف معدل التشوه في مطحنة مستمرة ، ومؤشرها هو معامل التوتر الحركي.
عند التقليل من التوتر ، تختلف ظروف التشوه لنهايات الأنبوب عن ظروف التشوه في منتصف الأنبوب ، عندما تكون عملية الدرفلة قد استقرت بالفعل. في عملية ملء الطاحونة أو عندما يغادر الأنبوب الطاحونة ، لا ترى أطراف الأنبوب سوى جزء من التوتر ، ويستمر التدحرج ، على سبيل المثال في الحامل الأول حتى يدخل الأنبوب في الحامل الثاني ، بدون شد على الإطلاق. نتيجة لذلك ، فإن نهايات الأنبوب تتكاثف دائمًا ، وهو عيب في عملية تقليل التوتر.
قد تكون كمية القطع أقل بقليل من طول الطرف السميك بسبب التسامح الزائد لسمك الجدار. يؤثر وجود النهايات السميكة بشكل كبير على الاقتصاد في عملية الاختزال ، حيث يجب قطع هذه الأطراف وتكون تكلفة إنتاج غارقة. في هذا الصدد ، يتم استخدام عملية التدحرج مع التوتر فقط في حالة الحصول بعد تصغير الأنابيب التي يزيد طولها عن 40-50 مترًا ، عندما يتم تقليل الخسائر النسبية في القطع إلى مستوى مميز لأي طريقة درفلة أخرى .
إن الطرق المذكورة أعلاه لحساب التغيير في سماكة الإقامات تجعل في النهاية من الممكن تحديد نسبة التمدد لكل من حالة التخفيض الحر وحالة التدحرج مع التوتر.
مع انخفاض بنسبة 8-10٪ ومعامل توتر بلاستيكي يتراوح من 0.7 إلى 0.75 ، يتميز الانزلاق بمعامل ix = 0.83-0.88.
من خلال النظر في الصيغتين (166 و 167) ، من السهل معرفة كيف يجب مراعاة معلمات السرعة بالضبط في كل حامل حتى يستمر التدحرج وفقًا لوضع التصميم.
يحتوي المحرك الجماعي للبكرات في مطاحن التخفيض في التصميم القديم على نسبة ثابتة من عدد دورات البكرات في جميع الحوامل ، والتي في حالة معينة فقط للأنابيب من نفس الحجم يمكن أن تتوافق مع وضع الدرفلة الحرة. سيتم تقليل الأنابيب من جميع الأحجام الأخرى مع أغطية أخرى ، وبالتالي لن يتم الحفاظ على الدرفلة المجانية. من الناحية العملية ، في مثل هذه المطاحن ، تستمر العملية دائمًا بتوتر طفيف. يسمح المحرك الفردي للفة من كل حامل مع الضبط الدقيق لسرعته بإنشاء أوضاع شد مختلفة ، بما في ذلك وضع التدحرج المجاني.
نظرًا لأن التوترات الأمامية والخلفية تخلق لحظات موجهة في اتجاهات مختلفة ، فإن لحظة الدوران الإجمالية لللفات في كل حامل يمكن أن تزيد أو تنقص اعتمادًا على نسبة قوى الشد الأمامية والخلفية.
في هذا الصدد ، فإن الظروف التي توجد فيها الأجنحة الأولية والأخيرة ليست هي نفسها. إذا كانت لحظة التدحرج في الموقف الأول تقف مع مرور الأنبوب في المواقف اللاحقة تقل بسبب التوتر ، فإن لحظة التدحرج في المدرجات الأخيرة ، على العكس من ذلك ، يجب أن تكون أعلى ، نظرًا لأن هذه المواقف تواجه بشكل أساسي توترًا خلفيًا. وفقط في المدرجات الوسطى ، نظرًا للقيم القريبة للتوتر الأمامي والخلفي ، فإن لحظة الدوران في حالة الثبات تختلف قليلاً عن تلك المحسوبة. عند حساب قوة وحدات القيادة في مطحنة درفلة تعمل بالشد ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن لحظة اللف تزداد لفترة قصيرة ، ولكن بشكل حاد للغاية خلال الفترة التي يتم فيها التقاط الأنبوب بواسطة البكرات ، وهو ما يتم شرحه من خلال الاختلاف الكبير في سرعات الأنبوب واللفائف. يمكن أن يتسبب الحمل الأقصى الناتج ، الذي يكون أحيانًا أعلى بعدة مرات من حمولة الحالة المستقرة (خاصة عند التخفيض مع التوتر العالي) ، في حدوث أعطال في آلية القيادة. لذلك ، في الحسابات ، يتم أخذ حمولة الذروة هذه في الاعتبار عن طريق إدخال المعامل المناسب ، الذي يساوي 2-3.
UDC 621.774.3
بحث في ديناميكيات تغيير سماكة جدار الأنابيب أثناء التخفيض
K.Yu. ياكوفليفا ، بي. باريشكو ، في. كوزنتسوف
يتم عرض نتائج دراسة تجريبية لديناميكيات التغييرات في سمك جدار الأنابيب أثناء الدرفلة والرسم في السحب المتجانسة والأسطوانية. يتضح أنه مع زيادة درجة التشوه ، لوحظ زيادة أكثر كثافة في سمك جدار الأنبوب في عمليات الدرفلة والرسم في قوالب الأسطوانة ، مما يجعل استخدامها واعدًا.
الكلمات الأساسية: الأنابيب المشوهة على البارد ، الأنابيب ذات الجدران السميكة ، سحب الأنابيب ، سماكة جدار الأنبوب ، جودة السطح الداخلي للأنبوب.
توفر التكنولوجيا الحالية لتصنيع الأنابيب ذات القطر الصغير المشوهة على البارد والجدران السميكة من الفولاذ المقاوم للتآكل استخدام عمليات الدرفلة على البارد في مصانع KhPT والسحب الآمن اللاحق في قوالب متجانسة. من المعروف أن إنتاج الأنابيب ذات القطر الصغير بالدرفلة على البارد يرتبط بعدد من الصعوبات بسبب انخفاض صلابة نظام "قضيب المغزل". لذلك ، من أجل إنتاج مثل هذه الأنابيب ، يتم استخدام عملية الرسم ، والتي تكون بشكل أساسي غير حواف. يتم تحديد طبيعة التغيير في سمك جدار الأنبوب أثناء الرسم غير المصحح من خلال نسبة سمك الجدار S والقطر الخارجي D ، ولا تتجاوز القيمة المطلقة للتغيير 0.05-0.08 مم. في هذه الحالة ، لوحظ سماكة الجدار عندما تكون النسبة S / D< 0,165-0,20 в зависимости от наружного диаметра заготовки . Для данных соотношений размеров S/D коэффициент вытяжки д при волочении труб из коррозионно-стойкой стали не превышает значения 1,30 , что предопределяет многоцикличность известной технологии и требует привлечения новых способов деформации.
الهدف من العمل هو دراسة تجريبية مقارنة لديناميكيات التغيرات في سماكة جدار الأنابيب في عمليات التخفيض عن طريق الدرفلة والرسم في قوالب متجانسة وقوالب أسطوانية.
تم استخدام الأنابيب المشوهة على البارد كفراغات: 12.0x2.0 مم (S / D = 0.176) ، 10.0x2.10 مم (S / D = 0.216) مصنوعة من الصلب 08Kh14MF ؛ أبعاد 8.0x1.0 مم (S / D = 0.127) من الصلب 08X18H10T. تم تلدين جميع الأنابيب.
تم تنفيذ الرسم في قوالب متجانسة على مطحنة سحب سلسلة بقوة 30 كيلو نيوتن. لسحب الأسطوانة ، تم استخدام قالب VR-2 / 2.180 مع أزواج من البكرات المتحركة. تم تنفيذ الرسم في قالب أسطواني باستخدام نظام قياس "الدائرة البيضاوية". تم إجراء تصغير الأنابيب بالدلفنة وفقًا لمخطط المعايرة "البيضاوي - البيضاوي" في حامل من درفتين مع بكرات بقطر 110 مم.
في كل مرحلة من مراحل التشوه ، تم أخذ عينات (5 قطع لكل متغير من الدراسة) لقياس القطر الخارجي وسمك الجدار وخشونة السطح الداخلي. تم إجراء قياس الأبعاد الهندسية وخشونة سطح الأنبوب باستخدام فرجار إلكتروني TTTTs-TT. ميكرومتر النقطة الإلكتروني ، مقياس الملامح Surftest SJ-201. اجتازت جميع الأدوات والأجهزة التحقق المترولوجي المطلوب.
يتم إعطاء معلمات التشوه البارد للأنابيب في الجدول.
في التين. يوضح الشكل 1 الرسوم البيانية لاعتماد حجم الزيادة النسبية في سمك الجدار على درجة التشوه e.
تحليل الرسوم البيانية في الشكل. يوضح الشكل 1 أنه أثناء الدحرجة والرسم في قالب أسطواني ، مقارنةً بعملية الرسم في قالب متجانسة ، لوحظ تغيير أكثر كثافة في سمك جدار الأنبوب. هذا ، وفقًا للمؤلفين ، يرجع إلى الاختلاف في حالة الإجهاد للمعدن: أثناء الرسم بالدرفلة والأسطوانة ، يكون لضغوط الشد في منطقة التشوه قيم أقل. يرجع موقع منحنى التغير في سمك الجدار أثناء سحب الأسطوانة أسفل منحنى التغير في سمك الجدار أثناء الدرفلة إلى ضغوط الشد المرتفعة إلى حد ما أثناء سحب الأسطوانة بسبب التطبيق المحوري لقوة التشوه.
الحد الأقصى لوظيفة تغيير سمك الجدار التي لوحظت أثناء التدحرج على درجة التشوه أو الانخفاض النسبي على طول القطر الخارجي يتوافق مع القيمة S / D = 0.30. بالتشابه مع تقليل الدرفلة على الساخن ، حيث لوحظ انخفاض في سمك الجدار عند S / D> 0.35 ، يمكن افتراض أن تقليل الدرفلة على البارد يتميز بانخفاض في سمك الجدار عند S / D> 0.30.
نظرًا لأن أحد العوامل التي تحدد طبيعة التغيير في سمك الجدار هو نسبة ضغوط الشد والشعاع ، والتي تعتمد بدورها على المعلمات
عدد أبعاد الأنابيب الممر ، مم S ، / D ، Si / Sc Di / Do
التخفيض بالدرفلة (الأنابيب المصنوعة من الصلب بدرجة 08Kh14MF)
O 9.98 2.157 O ، 216 1 ، O 1 ، O 1 ، O O
1 9.52 2.2ZO O ، 2Z4 1 ، OZ4 O ، 954 1 ، OZ 8 O ، O4
2 8.1O 2، Z5O O، 29O 1، O89 O، 812 1.249 O، 2O
Z 7، O1 2، Z24 O، ZZ2 1، O77 O، 7O2 1.549 O، Z5
التخفيض بالدرفلة (الأنابيب المصنوعة من الصلب بدرجة 08X18H10T)
О 8، О6 1، О2О О، 127 1، О 1، О 1، О О
1 7 ، OZ 1.13O O ، 161 1.1O8 O ، 872 1 ، O77 O ، O7
2 6.17 1.225 0.199 1.201 O، 766 1.185 O، 16
Z 5.21 1 ، Z1O O ، 251 1.284 O ، 646 1.4O6 O ، 29
التخفيض بالسحب في قالب أسطواني (أنابيب مصنوعة من الصلب بدرجة 08-14МФ)
O 12، OO 2.11 O، 176 1، O 1، O 1، O O
1 1О، 98 2،2О О، 2ОО 1، О4З О، 915 1، О8О О، О7
2 1O، O8 2.27 O، 225 1، O76 O، 84O 1.178 O، 15
З 9، О1 2، ЗО О، 2О1 1، О9О О، 751 1، З52 О، 26
التخفيض عن طريق الرسم في قالب متجانسة (أنابيب مصنوعة من الصلب درجة 08H14MF)
O 12، OO 2.11 O O، 176 1، O 1، O 1، O O
1 1O، 97 2.1Z5 0.195 1، O12 O، 914 1.1O6 O، 1O
2 9.98 2.157 O ، 216 1 ، O22 O ، 8Z2 1.118 O ، 19
Z 8.97 2.16O O ، 241 1 ، O24 O ، 748 1.147 O ، ZO
Di ، Si - على التوالي ، القطر الخارجي وسمك جدار الأنبوب في g- الممر.
أرز. 1. اعتماد حجم الزيادة النسبية في سمك جدار الأنبوب على درجة التشوه
pa S / D ، فمن المهم دراسة تأثير نسبة S / D على موضع الطرف الأقصى لوظيفة تغيير سماكة جدار الأنبوب أثناء عملية التصغير. وفقًا لبيانات العمل ، عند نسب S / D منخفضة ، يتم ملاحظة القيمة القصوى لسمك جدار الأنبوب عند التشوهات الكبيرة. تم التحقق من هذه الحقيقة على مثال عملية درفلة الأنابيب بأبعاد 8.0x1.0 مم (S / D = 0.127) من الصلب 08X18H10T مقارنة مع البيانات الموجودة على أنابيب درفلة بأبعاد 10.0x2.10 مم (S / D). = 0.216) من الصلب 08X14MF. تظهر نتائج القياس في الشكل. 2.
الدرجة الحرجة للتشوه التي لوحظت عندها القيمة القصوى لسمك الجدار عند دحرجة الأنابيب مع النسبة
S / D = 0.216 ، كان 0.23. عند درفلة الأنابيب المصنوعة من الصلب 08X18H10T ، لم يتم تحقيق أقصى زيادة في سمك الجدار ، لأن نسبة أبعاد الأنبوب S / D ، حتى عند أقصى درجة من التشوه ، لم تتجاوز 0.3. هناك ظرف مهم هو أن ديناميكيات الزيادة في سماكة الجدار أثناء تقليل الأنبوب عن طريق التدحرج مرتبطة عكسياً بنسبة S / D للأنبوب الأصلي ، والتي توضحها الرسوم البيانية الموضحة في الشكل. 2 ، أ.
تحليل المنحنيات في الشكل. يوضح الشكل 2 ، ب أيضًا أن التغيير في نسبة S / D في عملية درفلة الأنابيب المصنوعة من الصلب بدرجة 08X18H10T والأنابيب المصنوعة من الصلب بدرجة 08X14MF لها طابع نوعي مماثل.
S0 / A) = س ، 127 (08X18H10T)
S0 / 00 = 0.216 (08X14MF)
درجة التشوه ، ب
VA = 0 ؛ 216 (08X14MF)
(So / Da = 0A21 08X18H10T) _
درجة التشوه ، є
أرز. 2. التغيير في سمك الجدار (أ) ونسبة S / D (ب) اعتمادًا على درجة التشوه أثناء دحرجة الأنابيب مع نسبة S / D ابتدائية مختلفة
أرز. 3. اعتماد الخشونة النسبية للسطح الداخلي للأنابيب على درجة التشوه
في عملية التخفيض طرق مختلفةتم أيضًا تقييم خشونة السطح الداخلي للأنابيب بقيمة متوسط الانحراف الحسابي لارتفاع الخفة الدقيقة Ra. في التين. يوضح الشكل 3 الرسوم البيانية لاعتماد القيمة النسبية للمعامل Ra على درجة التشوه أثناء تقليل الأنابيب عن طريق التدحرج والرسم في مخططات متجانسة
من السطح الداخلي للأنابيب في ممر r وعلى الأنبوب الأصلي).
تحليل المنحنيات في الشكل. يوضح الشكل 3 أنه في كلتا الحالتين (التدحرج والرسم) تؤدي الزيادة في درجة التشوه أثناء التصغير إلى زيادة المعلمة Ra ، أي تدهور جودة السطح الداخلي للأنابيب. ديناميات التغيير (الزيادة) في معامل الخشونة مع زيادة درجة التشوه في حالة التراجع.
تكون مجاري الأنبوب عن طريق التدحرج في عيارين من بكرتين أعلى بشكل ملحوظ (مرتين تقريبًا) من نفس المؤشر في عملية الرسم في قالب متجانسة.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن ديناميكيات التغييرات في معلمة الخشونة للسطح الداخلي تتوافق مع الوصف أعلاه لديناميكيات التغييرات في سمك الجدار لطرق التخفيض المدروسة.
بناءً على نتائج البحث ، يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية:
1. ديناميات التغييرات في سمك جدار الأنبوب للطرق المدروسة لتقليل البرودة هي من نفس النوع - سماكة مكثفة مع زيادة درجة التشوه ، تباطؤ لاحق في زيادة سمك الجدار مع قيمة قصوى معينة عند نسبة معينة من أبعاد الأنابيب S / D ، وانخفاض لاحق في زيادة سمك الجدار.
2. ترتبط ديناميكيات التغييرات في سمك جدار الأنبوب عكسياً بنسبة أبعاد الأنبوب الأصلي S / D.
3. لوحظ أكبر ديناميكية لزيادة سمك الجدار في عمليات الدرفلة والرسم في قوالب الأسطوانة.
4. تؤدي زيادة درجة التشوه أثناء التخفيض عن طريق الدحرجة والسحب في قالب متجانسة إلى تدهور حالة السطح الداخلي للأنابيب ، في حين أن الزيادة في معامل الخشونة Ra أثناء التدحرج تحدث بشكل مكثف أكثر مما يحدث أثناء الرسم. مع الأخذ في الاعتبار الاستنتاجات التي تم التوصل إليها وطبيعة التغيير في سمك الجدار في عملية التشوه ، يمكن القول أنه من أجل سحب الأنابيب في الأسطوانة يموت ،
ستكون الزيادة في معامل Ra أقل كثافة من التدحرج ، وأكثر كثافة مقارنة بالرسم الأحادي.
ستكون المعلومات التي تم الحصول عليها حول انتظام عملية تقليل البرودة مفيدة في تصميم مسارات لتصنيع الأنابيب المشوهة بالبرودة من الفولاذ المقاوم للتآكل. في الوقت نفسه ، يعد استخدام عملية السحب في قوالب الأسطوانة واعدًا لزيادة سماكة جدار الأنبوب وتقليل عدد الممرات.
المؤلفات
1. بيسك ، م. تشوه بارد أنابيب فولاذية... الساعة 2 بعد الظهر الجزء 1: التحضير للتشوه والرسم / M.B. بيسك ، أ. جريخوف ، ف. سلافين. -Sverdlovsk: وسط الأورال. الكتاب دار النشر ، 1976. - 232 ص.
2. Savin، G.A. رسم الأنابيب / G.A. المقتصد. -M: علم المعادن ، 1993. - 336 ص.
3. شفيكين ، في. تكنولوجيا الدرفلة على البارد وتقليل الأنابيب: كتاب مدرسي. البدل / V.V. شفيكين. - سفيردلوفسك: دار النشر UPI im. سم. كيروف ، 1983. - 100 ص.
4. تكنولوجيا ومعدات إنتاج الأنابيب / V.Ya. Osadchiy ، AS Vavilin ، V.G. زيموفيتس وآخرون ؛ إد. في يا. اليأس. - م: Intermet Engineering، 2007. - 560 ص.
5. Barichko، B.V. أساسيات العمليات التكنولوجية لـ OMD: مذكرات المحاضرة / B.V. باريشكو ، ف. دوبينسكي ، ف. كرينوف. - تشيليابينسك: دار نشر سوسو ، 2008. - 131 ص.
6. بوتابوف ، آي إن. نظرية إنتاج الأنابيب: كتاب مدرسي. للجامعات / I.N. بوتابوف ، أ. كوليكوف ، في. درويان. - م: علم المعادن ، 1991. - 424 ص.
ياكوفليفا كسينيا يوريفنا ، باحث مبتدئ ، JSC معهد الأبحاث الروسي لصناعة الأنابيب (تشيليابينسك) ؛ [بريد إلكتروني محمي]
بوريس باريتشكو ، نائب رئيس قسم الأنابيب غير الملحومة ، معهد الأبحاث الروسي لصناعة الأنابيب (تشيليابينسك) ؛ [بريد إلكتروني محمي]
كوزنتسوف فلاديمير نيكولايفيتش ، رئيس مختبر التشوه البارد في معمل المصنع المركزي ، مصنع الأنابيب OJSC Sinarsky (كامينسك-أورالسكي) ؛ [بريد إلكتروني محمي]
نشرة جامعة ولاية جنوب الأورال
سلسلة "علم المعادن" ___________2014 ، المجلد 14 ، العدد 1 ، الصفحات 101-105
دراسة التغييرات الديناميكية لسمك جدار الأنابيب في عملية التخفيض
K.Yu. ياكوفليفا ، معهد الأبحاث الروسي في صناعة الأنابيب والأنابيب (RosNITI) ، تشيليابينسك ، الاتحاد الروسي ، [بريد إلكتروني محمي],
ب. Barichko ، معهد البحوث الروسي لصناعة الأنابيب والأنابيب (RosNITI) ، تشيليابينسك ، الاتحاد الروسي ، [بريد إلكتروني محمي],
في. Kuznetsov، JSC "Sinarsky Pipe Plant"، Kamensk-Uralsky، Russian Federation، [بريد إلكتروني محمي]
تم وصف نتائج الدراسة التجريبية للتغيرات الديناميكية لسمك جدار الأنبوب أثناء الدرفلة ، والرسم في كل من قطعة واحدة وقوالب أسطوانية. أوضحت النتائج أنه مع زيادة التشوه ، فإن النمو الأسرع لجدار الأنبوب لوحظ في الدحرجة والرسم باستخدام الأسطوانة. يمكن استنتاج أن استخدام الأسطوانة هو أكثر الطرق الواعدة.
الكلمات المفتاحية: الأنابيب المشكلة على البارد ، الأنابيب ذات الجدران السميكة ، سحب الأنابيب ، سماكة جدار الأنبوب ، جودة السطح الداخلي للأنبوب.
1. بيسك إم بي ، جريخوف آي إيه ، سلافين ف. Kholodnaya deformatsiya stal "nykh trub. Podgotovka k deformatsii i volochenie. Sverdlovsk، Middle Ural Book Publ.، 1976، vol. 1.232 p.
2. Savin G.A. Volochenie trub. موسكو ، Metallurgiya Publ. ، 1993.336 p.
3. شفيكين ف. التكنولوجيا kholodnoy prokatki i redutsirovaniya trub. سفيردلوفسك ، أورال بوليتيكن. إنست. سنة النشر ، 1983.100 ص.
4. Osadchiy V.Ya.، Vavilin A.S.، Zimovets V.G. وآخرون. Tekhnologiya i obrudovanie trubnogo proizvodstva. Osadchiy V.Ya. (محرر). موسكو ، Intermet Engineering Publ. ، 2007.560 ص.
5. Barichko B.V.، Dubinskiy F.S.، Kraynov V.I. Osnovy tekhnologicheskikh protsessov OMD. تشيليابينسك ، شارع جنوب الأورال جامعة. سنة النشر ، 2008.131 ص.
6. Potapov I.N. ، Kolikov A.P. ، Druyan V.M. Teoriya trubnogo proizvodstva. موسكو ، Metallurgiya Publ. ، 1991.424 ص.
إلياشينكو أ. - أستاذ مساعد بقسم ميكانيكا الإنشاءات
جامعة موسكو الحكومية للهندسة المدنية ،
مرشح العلوم التقنية
ترتبط دراسة قدرة التحمل للقضبان ذات الجدران الرقيقة المرنة المضغوطة مع الانحراف الأولي والخضوع لفقدان الاستقرار المحلي مع تحديد المقطع العرضي المنخفض للقضيب. تم تقديم الأحكام الرئيسية المعتمدة لدراسة حالة الإجهاد والانفعال في المرحلة فوق الحرجة للقضبان الرقيقة الجدران المضغوطة الناقصة في الأعمال. تبحث هذه المقالة في السلوك فوق الحرج للقضبان ، والتي يتم تمثيلها كمجموعة من عناصر العمل المشتركة - لوحات ذات انحراف أولي ، وتقليد عمل أرفف الزوايا ، والتشكيلات الجانبية الصليبية. هذه هي ما يسمى بألواح الرف مع حافة مثبتة بشكل مرن والأخرى حرة (انظر الشكل). في الأعمال ، تنتمي هذه اللوحة إلى النوع الثاني.
وجد أن حمل الكسر ، الذي يميز قدرة التحمل للقضيب ، يتجاوز بشكل كبير الحمل P cr (m) ، حيث يوجد فقدان محلي لاستقرار المظهر الجانبي غير الكامل. من الرسوم البيانية المقدمة ، يمكن ملاحظة أن تشوهات الألياف الطولية على طول محيط المقطع العرضي في المرحلة فوق الحرجة تصبح غير متكافئة للغاية. في الألياف البعيدة عن الأضلاع ، تقل تشوهات الانضغاط مع زيادة الحمل ، وعند الأحمال القريبة من تلك المحددة ، بسبب الانحناء الحاد لهذه الألياف بسبب الانحرافات الأولية والسهام المتزايدة باستمرار للموجات النصفية الطولية المتكونة بعد التواء موضعي ، تظهر التشوهات وتنمو بشكل مكثف.
تحرر مقاطع المقطع العرضي ذات الألياف الطولية المنحنية الضغوط ، كما كانت ، متوقفة عن تشغيل الشريط ، مما يضعف القسم الفعال ويقلل من صلابته. لذلك ، لا تقتصر قدرة التحمل للملف الجانبي ذي الجدران الرقيقة على فقدان الاستقرار المحلي. يمكن أن يتجاوز الحمل الإجمالي ، المدرك من قبل المقاطع الأكثر صلابة (أقل انحناءًا) من المقطع العرضي ، بشكل كبير قيمة P cr (م).
سوف نحصل على قسم فعال ومخفض ، باستثناء الأقسام غير العاملة في الملف الشخصي. لهذا ، نستخدم التعبير الخاص بوظيفة الإجهاد Ф k (x ، y) ، الذي يصف حالة الإجهاد للوحة k من النوع II (انظر).
دعنا ننتقل إلى الضغوط فوق الحرجة σ kх (في اتجاه قوة الضغط الخارجية) ، المحددة في القسم الأكثر سلبية من الشريط (x = 0). دعنا نكتبها بشكل عام:
σ ك س = ∂ 2 Ф ك (أ كم ، ص ، و كج ، و كوج ، β ج ، د ، β ج ، د ، ي ، ℓ ، ث) ∕ ص 2 ، (1)
حيث يتم تحديد ثوابت التكامل A km (m = 1،2، ...، 6) وأسهم مكونات الانحرافات المكتسبة f kj (j = 1،2) من حل نظام حل المعادلات. يتضمن نظام المعادلات هذا معادلات متغيرة غير خطية وشروط حدية تصف العملية المشتركة للوحات الجانبية غير الكاملة. يتم تحديد الأسهم f koj (j = 1،2 ، ... ، 5) من مكونات الانحراف الأولي للوحة k-th بشكل تجريبي لكل نوع من أنواع الملفات الشخصية ؛
ℓ هو طول نصف الموجة المتكونة عند فقدان الاستقرار المحلي ؛
ق هو عرض اللوحة ؛
β ج ، د = سي 2 + دℓ 2 ؛
β ج ، د ، ي = سي 4 + دℓ 2 ث 2 + زℓ 4 ؛
ج ، د ، ي - أعداد صحيحة موجبة.
يُشار إلى العرض المخفض أو الفعال للقسم المصغر من رف اللوحة (النوع الثاني) بواسطة s p. لتحديد ذلك ، نقوم بتدوين شروط الانتقال من المقطع العرضي الحقيقي للشريط إلى المقطع المصغر:
1. تظل الضغوط في الألياف الطولية عند الوجه الأولي للصفيحة (عند y = 0) المجاورة للضلع (انظر الشكل) كما هي التي حصلت عليها النظرية غير الخطية (1):
حيث F 2 kr = f 2 kr + 2f k0r f kr.
لتحديد الإجهاد σ k2 = σ k max ، من الضروري استبدال (1) بإحداثيات الألياف الطولية الأكثر تحميلًا ، والتي توجد من الحالة: ∂σ kx / y = 0.
2. لا يتغير مجموع القوى الداخلية في اللوحة أثناء الانتقال إلى القسم المصغر في اتجاه قوة الانضغاط:
3. تظل لحظة القوى الداخلية بالنسبة للمحور الذي يمر عبر الوجه الأولي (y = 0) المتعامد على مستوى اللوحة كما هي:
يتضح من الشكل أن
σ ′ k2 = σ k1 + y п (σ k2 -σ k1) / (y п + s п). (5)
دعونا نكتب نظام المعادلات لتحديد العرض المخفض للوحة s p. للقيام بذلك ، استبدل (1) و (5) في (3) و (4):
حيث α = πs / ℓ ؛ F kr، ξ = f kr f koξ + f kr f kξ + f kor f kξ ؛
ص ، ξ هي أعداد صحيحة موجبة.
يتيح نظام المعادلتين (6) و (7) الناتج تحديد العرض المخفض s ص لكل من أرفف الألواح التي تشكل قضيبًا رقيق الجدران مضغوطًا تعرض لفقدان الاستقرار المحلي. وهكذا ، تم استبدال المقطع العرضي الفعلي للملف الشخصي بقسم مخفض.
يبدو أن التقنية المقترحة مفيدة من الناحيتين النظرية والعملية عند حساب قدرة التحمل لقضبان رقيقة الجدران مضغوطة مسبقًا مقوسة ، والتي ، وفقًا لمتطلبات التشغيل ، يُسمح بتكوين الموجة المحلية.
