Разработка методики расчета долговечности элементов приводов прокатных станов (1025949)
Текст из файла
Московский Государственный Технический Университетим. Н.Э. БауманаНа правах рукописиМальцев Андрей АнатольевичРАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВСпециальность:05.03.05 — Технологии и машины обработки давлениемДиссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:профессор, докт. техн. наукВафин Рашит КаримовичМосква. 20052СОДЕРЖАНИЕстр.Введение . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Глава 1. Современное состояние проблемы предотвращения аварийпрокатных станов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 71.1. Недостатки методов расчета усталостной долговечности . . . . . . . . . . . . 81.2. Необходимость мониторинга остаточного ресурса . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.3. Патентный поиск . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.4.
Выводы по главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Глава 2. Расчет долговечности деталей приводов рабочих клетей принеавтомодельных процессах накопления усталостных повреждений . . . . . . 232.1. Крутильные колебания в приводе клети прокатного стана . . . . . . . . . .
282.2. Определение моментов прокатки для всего сортамента стана . . . . . . . . 372.3. Определение параметров кривой усталости для заданной детали . . . . . 402.4. Построение блока нагружения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.5. Расчет долговечности без учета истории нагружения .
. . . . . . . . . . . . . . 492.6. Расчет долговечности с учетом истории нагружения . . . . . . . . . . . . . . . 562.7. Прогнозирование остаточного ресурса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692.8. Выводы по главе . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Глава 3. Мониторинг остаточного ресурса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743.1. Разработка измерительного блока аппаратуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.2. Оцифровка сигналов с датчиков . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .823.3. Разработка программного обеспечения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.4. Результаты экспериментов на промышленном оборудовании . . . . . . . . 913.5. Выводы по главе . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 96Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 1013ВВЕДЕНИЕПотерииз-занедостаточнойоборудования очень велики:долговечностиметаллургическогона все виды ремонта ежегодно расходуетсяоколо 25% капитальных вложений в металлургию, кроме того, на ремонтныхработахзанятометаллорежущихболее20%станковрабочих[1].отраслиРазработанаипримернофедеральнаятретьпрограмма«Техническое перевооружение и развитие металлургии России», в рамкахкоторой предусмотрен переход от системы планово-предупредительныхремонтов (ППР) к новой системе ремонтов по фактическому состоянию наоснове результатов диагностирования. Серьезный недостаток системы ППРзаключается в том, что план ремонтов составляется по среднестатистическимданным о выходе из строя деталей и узлов.
Ремонт по регламенту зачастуюприводит к замене исправного оборудования и не исключает аварии междуремонтами. Подсчитано, что затраты на ремонт оборудования без системыдиагностики составляют, в среднем, 60% от его первоначальной стоимости, ас системой диагностики такие затраты в десять раз меньше. Существующиесистемыдиагностикипрокатныхстановимеютнедостаток:придиагностировании не вычисляется остаточный ресурс — это подчеркиваетактуальность диссертационной работы.С целью предотвращения аварий прокатных станов, вызванныхвнезапным разрушением высоконагруженных деталей приводов клетей, вдиссертации разработана методика расчета усталостной долговечности сучетом истории нагружения, а также программное обеспечение и аппаратурадля мониторинга остаточного ресурса.Методика проиллюстрирована на примере автоматстана 220 ПНТЗПервоуральского новотрубного завода (рис.В.1,а), трехвалкового станаЭЗТМ-80 Электростальского завода тяжелого машиностроения (рис.В.1,б),клети 350 (рис.В.1,в) сортового стана Бхилайского металлургическогокомбината (Индия), лабораторно-промышленного стана ДУО-140 (рис.В.1,г)4Электростальского политехнического института (филиала московскогоинститута стали и сплавов).а)б)в)г)Рис.
В.1. Общий вид приводов клетей прокатных становВ диссертации получены новые научные результаты:1. Построены блоки нагружения деталей приводов клетей прокатныхстанов на основе данных цикловой нагруженности этих деталей с учетомгодового сортамента.52. Выполнен расчет усталостной долговечности деталей приводов сучетом постепенного снижения предела выносливости после каждой ступениблока нагружения.3.
Учтено влияние истории нагружения на оценку долговечностидеталей приводов и построены функции распределения долговечности.4. Разработан мониторинг остаточного ресурса деталей приводов сиспользованием специальной аппаратуры и программного обеспечения.Аппаратура для мониторинга остаточного ресурса включает канализмерения крутящего момента и дополнительные каналы измерениятемпературы и вибрации.Аппаратура пригодна для промышленногоиспользования и способна контролировать температуру масла редуктора,вибрацию электродвигателя и корпуса редуктора, крутящие моменты нашпинделях прокатного стана (рис.В.2).Рис.
В.2. Общий вид аппаратуры для мониторинга остаточного ресурсаАппаратура была установлена на стане ДУО-140 и на стане ЭЗТМ-80,в результате чего определен остаточный ресурс их деталей.Аппаратураразвертывается (свертывается) за 5—10 минут при наличии прямого доступак контрольным точкам оборудования.Все принадлежности системы,включая ноутбук, кроме уже установленных на контролируемом валетензодатчиков, свободно размещаются в малогабаритном чемодане и легкотранспортируются одним человеком-оператором.6Основные результаты работы докладывались и обсуждались намеждународной научно-технической конференции «Павловские чтения» вМосковском институте стали и сплавов (2000г.); на всероссийской научнотехнической конференции, посвященной 100-летию со дня рожденияакадемика А.И. Целиковав Московском государственном техническомуниверситете им.
Н.Э. Баумана (2004г.); на научно-технических семинарахкафедры «Прикладная механика» и кафедры «Оборудование и технологиипрокатки» Московского государственного технического университета им.Н.Э. Баумана (2004г.). По теме диссертационной работы опубликованодевять статей [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10].7ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АВАРИЙ ПРОКАТНЫХ СТАНОВВ настоящее время одной из острейших проблем отечественнойметаллургии является использование устаревшего морально и изношенногофизически оборудования, которое во многих случаях является причинойаварий, травм и техногенных катастроф.В значительной степени такоеоборудование, требуя для своего обслуживания и ремонта больших затрат,служит источником низкой производительности российских предприятий ивысокой себестоимости их продукции, а качество продукции российскихпроизводителейоказываетсянамногонижекачествапродукцииихзарубежных конкурентов, обладающих более совершенным оборудованием.Необходимоускоренноетехническоеперевооружениеотечественныхметаллургических заводов и ввод в эксплуатацию высокоскоростныхпрокатных станов нового поколения, к долговечности элементов которыхпредъявляются высокие требования.Решение проблемы предотвращения аварий прокатных станов связаносо всеми этапами проектирования, изготовления и эксплуатации.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
