Дипломная работа: Анализ проката ОАО "Междуреченский Трубный Завод"

Расчет ширины ручья.

Вытешка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях

=(So(Do-So))/(S1(D1-S1))

1

(2,7(36-2,7))/(3(26,86-3))=1,26

(3(36-3))/(2,14 (24,67-2,14))=2,05

(3(36-3))/(1,58 (23,34-1,58))=2,88

(3(36-3))/(1,25 (22,47-1,25))=3,73

(3(36-3))/(1,07 (21,90-1,07))=4,44

(3(36-3))/(0,94 (21,43-0,94))=5,15

(3(36-3))/(0,91 (21,16-0,91))=5,38

(3(36-3))/(0,85 (20,82-0,85))=5,86

(3(36-3))/(0,7 (20,00-0,7))=7,33

Конусность ручья калибра в контрольных сечениях

2tg=(DX-DX+1)/lX ,

где lX-длинна участка между контрольными сечениями

2tg1=(26,86-24,67)/41,77 =0,0523

2tg2=(24,67-23,34)/ 41,77 =0,0320

2tg3=(23,34-22,47)/ 41,77 =0,0207

2tg4=(22,47-21,09)/ 41,77 =0,0135

2tg5=(21,09-21,43)/ 41,77 =0,0114

2tg6=(21,43-21,16)/ 41,77 =0,0064

2tg7=(21,16-20,82)/ 41,77 =0,0081

2tg8=(20,82-20,00)/ 41,77 =0,0077

Величина развалки в контрольных сечениях определяется по формуле

ВХ=bt2tg,

где b-коэффициент учитывающий вынужденное уширение металла и износ. При коэффициенте b=1,1 подача за ход

2 мм

1,5 мм

1,111,212,050,0523=1,32 мм

1,111,212,880,0320=1,14 мм

1,111,213,730,0207=0,95 мм

1,111,214,440,0135=0,74 мм

1,111,215,150,0114=0,73 мм

1,111,215,380,0064=0,42 мм

1,111,215,860,0081=0,58 мм

1,111,217,330,0077=0,7 мм

Ширина ручья в контрольных сечениях

Вх=Dx+Bx

B10=36,00+2=38,00 мм

B0=26,86+1,5=28,36 мм

B1=24,67+1,32 =26,00 мм

B2=23,34+1,14 =24,47 мм

B3=22,47+0,95=23,42 мм

B4=21,90+0,74 =22,64 мм

B5=21,43+0,73 =22,15 мм

B6=21,16+0,42 =21,58 мм

B7=20,82+0,58 =21,41 мм

B8=20,00+0,7 =20,07 мм

Окончательный диаметр ручья Dр в контрольных сечениях с учетом минусового допуска на диаметр готовой трубы (0,3мм) и припуска на упругость деформации(0,5мм)

Dр=Dx-0,3-0,5

D1рo=36 мм

Dр0=26,86-0,3-0,5=26,06 мм

Dр1=24,67-0,3-0,5=23,87 мм

Dр2=23,34-0,3-0,5=22,54 мм

Dр3=22,47-0,3-0,5=21,67 мм

Dр4=21,9-0,3-0,5=21,1 мм

Dр5=21,43-0,3-0,5=20,63 мм

Dр6=21,16-0,3-0,5=20,36 мм

Dр7=20,84-0,3-0,5=20,02 мм

Dр8=20,00-0,3-0,5=19,20 мм

Окончательно ширина ручья в контрольных сечениях с учетом минусового допуска, на диаметрготовой трубы 0,3мм

BР=ВХ-0,3

В1р0=38,00 мм

BР0=56,06-0,3=28,06 мм

BР1=54,28-0,3=25,70 мм

BР2=51,86-0,3=24,17 мм

BР3=50,07-0,3=23,12 мм

BР4=49,32-0,3=22,34 мм

BР5=48,53-0,3=21,85 мм

BР6=47,38-0,3=21,28 мм

BР7=46,84-0,3=21,11 мм

BР8=45,72-0,3=20,40 мм

Расчет копира

Длинна участка капира соответствует зонам ручья

l.k=lзоны/0,01Rш ,

где Rш радиус ведущей шестерни для стана ХПТ 32, Rш=200 мм.

Длины участков:

редуцирования

lР.К=52,63/0,01200=26,32 мм

обжимной

lO.K=292,47/0,01200=146,23 мм

lO.X= lO.K/7

lO.X=146,23 /7=20,89 мм

предотделочный

lП.К=106,75/0,01200=53,38 мм

калибровочный

lK.K=197,08/0,01200=98,54 мм

Рабочая длина копира

Lраб.к= lK.K + lП.К + lO.K + lР.К

Lраб.к=26,32+146,23+53,38+98,54=324,47 мм

Общая длина копира

Lобщ.к=Lход/(0,01Rш)

Lобщ.к=452/(0,01200)=226,00 мм

Длина холостых участков копира

Lхол.к=( Lраб.к- Lобщ.к)/2

Lхол.к=(324,47-226,00)/2=49,233 мм

Вертикальные размеры копира

hx=hx+1+(Dp-Dp-1)/2

h8=15мм

h7=15+(20,02-19,20)/2=15,41 мм

h6=15,41+(20,36-20,02)/2=15,58 мм

h5=15,69+(20,63-20,36)/2=15,71 мм

h4=15,98+(21,10-20,63)/2=15,95мм

h3=16,47+(21,67-21,10)/2=16,23 мм

h2=16,96+(22,54-21,67)/2=16,67 мм

h1=17,43+(23,87-22,54)/2=17,34 мм

h0=18,33+(26,06-23,87)/2=18,43мм

h10=19,78+(36,00-26,06)/2=23,40 мм

Проверка

По ручью копира

(D1рo- Dр8)/2=(36-19,2)/2=8,40 мм

По копиру

h10- h8=23,40-15=8,40 мм

 

2.2 Расчет нормативно технологической карты новой технологии

Пусть заготовка длинной 5000 мм поступает в цех, плотность стали 12Х1МФ 7,8 гр/см3. Отходы на настройку оборудования (холодной прокатки труб, волочильные станы) принимаем 2% от массы трубы. Отходы при химической обработки составляют 0,3% от массы трубы. Отходы на настройку оборудования (провильного стана) 1% от массы трубы. Отходы при термической обработке составляют 0,3% от массы трубы. Отходы при резке в меру составляют 2,3%.

Вытяжки при операциях

=(So(Do-So))/(S1(D1-S1)),

где So и S1 – стенка трубы до операции и после операции соответственно, мм;

Do и D1– диаметр трубы до операции и после операции соответственно, мм.

волочение в=(4,0(48,0-4,0))/(3,0(38,0-3,0))=1,7

Длина по операциям

Так как размер заготовки принимаем 5000 мм, то L1=5000 мм, а следовательно и L1=L2=L3=L4=5000 мм тоже, т.к никаких операций по удлинению и обрезанию нет.

L5= L4в ,

где в – вытяшка при волочении.

L5=50001,7=8500 мм

L5=L6=L7=L8=8500мм, т.к также никаких операций по удлинению и обрезанию нет.

L9= L8-200 мм ,

где 200 мм – длинна обрезаемая на операции “резка на мерные длины”, а именно 160 мм со стороны головки и 40 мм со стороны заднего конца.

L9=8500-200=8300 мм

L9=L10=L11=8300мм, т.к также никаких операций по удлинению и обрезанию нет.

Таким образом получили 1 готовое изделие длинной 8300 мм.

Масса заготовки

mзаг=Vзаг/1000 кг,

где  - плотность труб из стали 12Х1МФ, гр/см3;

Vзаг – обьем трубы, см3.

Vзаг=V2-V1 ,

где V2 и V1 – объемы с диаметром 48,0 мм и 40,0 мм соответственно, см3.

V1,2=(пD21,2/4)  L1 ,

где D1,2 – внутренний и наружный диаметры трубы соответственно, см.

V1=(3,1415924,02/4) 500=6283,185 см3

V2=(3,1415924,82/4) 500=9047,787 см3

Vзаг=9047,787-6283,185 =2764,6 см3

mзаг=2764,6 7,8/1000=21,56 кг

Масса по операциям

mx=mx-1-( mx-1Z/100) ,

где Z – отходы на операции, %.

mзаг=m1=m2=21,56 кг

m3=21,56 -(21,56 0,3/100)=21,5 кг

m4=21,5 -(21,5 2/100)=21,13 кг

m4=m5=m6=21,13 кг

m7=21,13 -(21,131/100)=20,84 кг

m8=20,84 -(20,84 2,3/100)=20,37 кг

m8=m9=m10=m11=20,37 кг

Заправочный коэффициент по операциям

Кз.п(х)=1000(100/(100-(Е%отх(х)+ Е%отх(х-1))) ,

где Е%отх(х) и Е%отх(х-1) отходы на последущей и пред идущей операциях соответственно,%.

Кз.п 11= Кз.п 10= Кз.п 9=1000

Кз.п 8=1000(100/(100-2,3))=1023,5

Кз.п 7=1000(100/(100-3,3))=1034,13

Кз.п 6=Кз.п 5=1034,13

Кз.п 4= 1000(100/(100-5,3))=1056

Кз.п 3=1000(100/(100-5,6))=1059,3

Кз.п 1= Кз.п 2= Кз.п 3=1095,3

Выход годного

по массе

ВГ=m11/m1100%

ВГ=20,37/21,56100%=94,48

по заправочному коэффициенту

ВГ= Кз.п 1/ Кз.п 1100%

ВГ=1000/1095,3 100%=94,40

Нормативно технологические карты по новым и старым технологиям приведены в приложении.

 

2.3 Расчет усилия прокатки

На стане ХПТ-32 по калибровке 36х2,4 – 20х0,85 прокатывают трубы из стали 20 с производительностью А=250 м/час. Размеры ручья колибров. Число ходов клети n=120 двойных ходов в минуту. Коэффициент использования стана К=0,85 , l – длинна участка между контрольными сечениями 41,77,0 – радиус бочки валка равен 150 мм, з – коэффициент формы при двухвалковой схеме стана равно 1,26-1,30, b2,4,7 – придел прочности равен 60 кг/мм2, 62 кг/мм2, 64 кг/мм2 .

Определяем величину линейного смещения металла mмЕ и подачу за один двойной ход клети:

mмЕ=(А1000)/(Кn60)

mмЕ=(2501000)/(0,8512060)=250000/6120=40,8 мм

m=40,8/((36-2,4)2,4)/((20-0,85)0,85)=40,8/4,9=8,33 мм

Обжатие стенки трубы в сечении 2, будит равно:

t2= mмx(tg1-2 - 2tg)

tg1-2=(D1-D2)/2l1-2 ,

где D1 и D2 – глубины ручья, мм;

l– длинна участка между контрольными сечениями, мм.

tg1-2=(26,06-23,87)/241,77=2,19/83,54=0,026

мx=(D3-t3)t3/(D2-t2)t2 ,

где t2 и t3 – толщина стенки, мм.

мx=((36-3,0)3,0) /(23,87-1,58)1,58=2,81

Тогда t2=8,332,81(0,026-0,002)=0,56 мм.

При прямом ходе клети

tпр2=0,7t2

tпр2=0,70,56=0,392 мм,

а при обратном

tоб2=t2-tпр2

tоб2= 0,56-0,392=0,168 мм.

Радиус валка по гребню ручья в сечении 2 будет равен:

2=0-D2/2

2=150-23,87/2=138,07 мм.

Горизонтатьная проекция контактной поверхности находится по выражению

Fконт=зDx(2 xtx)0,5+3,90bDx(0,3930-Dx/6)10-4

для прямого хода клети

FКпр=(1,323,87(2138,070,392)0,5+3,906023,8710-

-4)(0,393150-23,87/6)=328,44+57,35=385,79 мм2

для обратного хода клети

FКобр=(1,323,87(2138,070,168)0,5+3,906023,8710-

-4)(0,393150-23,87/6)=211,56+57,35=268,91 мм2

Коэффициент трения f=0,05.

Радиус ведущей шестерни у стана ХПТ-32 ш=200 мм.

Тогда среднее удельное давление при прямом ходе клети будет

ср=b(n+f(tзаг/tx-1)x/ш((2xtпр2)/tx)0,5) ,

где n - коэффициент, учитывающий влияние среднего главного напряжения, равен 1,02-1,08.

ср=60*(1,05+0,05(3,0/1,58-1)*138,07/200*((2*138,07*0,392)/1,58)*

*0,5)=60*(1,05+0,045*0,69*8,28)=60*1,31=78,4 кг/мм2

при обратном ходе клети

1ср=b(n+(2,0-2,5)f(tзаг/tx-1)ш/x((2xtоб2)/tx)0,5)

1ср=60(1,05+2,20,05(3,0/1,58-1)200/138,07((2138,07*

*0,168)/1,58)0,5)=60(1,05+0,04621,455,4)=601,41=84,6 кг/мм2

Полное давление металла на валки определяется по формуле

Р=рсрFк ,

при прямом ходе

Рпр=78,4385,79=30245,9 кг

при обратном ходе

Роб=84,6268,91=22749,8 кг

Аналогичным образом расчитываем давление металла на валки в 4 и 7 сечениях, результаты занесены в таблицу 9.

Таблица 9 – Значение полного давления металла на валки.

Показатели	Номер сечения
	2	4	7
Контактная поверхность, мм2: прямого хода обратного хода Удельное давление, кг/мм2: прямого хода обратного хода Полное давление на валки, кг: прямого хода обратного хода	385,79 268,91 78,4 84,6 30245,9 22749,8	245,3 170,9 93 148,8 22812,9 25429,9	112,2 83,58 100,48 160 11273,9 13372,8

Библиография

1 Холодная прокатка труб / Кофф З.А., Соловейчик Б.М., Гришпун М.И. – С.: Металлургиздат, 1962. – 425с.

2 Холодная прокатка стальных труб / Розов Н.В. – М.: Металлургия, 1977. – 183с.

3 Марочник сталей – М.: Машиностроение, 2003. – 547с.

4 Производство труб / Розов Н.В.– М.: Металлургия, 1974. – 598с.

5 Трубное производство / Виноградов А.Г.– М.: Металлургия, 1981. – 344с.

6 Оборудование и технология подготовки концов труб к волочению / А.М.Антимонов,А.А.Лаптев–М.:Металлургия,1984.–36с.

7 Оборудование для волочения труб / З.И.Перчиков М.:Металлургия,1977.–192с.

8 Волочение труб на самоустанавливающейся оправке / М.Б.Биск, В.В.Швейкин–М.:Металлургия,1963.–128с.

9 Холодная прокатка труб / В.А.Станкевеч, А.П.Усенко, А.А.Павлов–М.:Металлургия,1982.– 256с.

10 Производство труб из цветных металлов/ Ю.Ф.Шевакин, А.М.Рытиков, Ф.С.Сейдалиев–М.:Металлургия,1963.–356с.