Разработка методов расчета процессов и устройств формирования открытого и кольцевого узлов на проволоке при обвязке металлопроката тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Козырь, Александр Валерьевич

• Козырь, Александр Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Козырь, Александр Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор исследований и постановка задач

1.1. Типы узлов и конструкций обвязочных устройств и машин для их формирования

1.2. Обзор работ по исследованию процесса формирования узла на обвязочной проволоке

1.3. Цель и постановка задач

2. Анализ процесса формирования узлов открытого и кольцевого типов

2.1. Методика определения крутящего момента, необходимого для формирования перекрестия ветвей проволок для различных видов обвязываемых сечений

2.2. Методика определения крутящего момента, необходимого для образования открытого узла

2.3. Методика определения крутящего момента, необходимого для образования кольцевого узла

3. Анализ несущей способности узлов открытого и кольцевого типов

3.1. Анализ несущей способности узла открытого типа

3.2 Анализ несущей способности узла кольцевого типа

4. Экспериментальное исследование узлов открытого и кольцевого типов

4.1. Методика проведения экспериментов для исследования процессов формирования узлов открытого и кольцевого типов

4.2. Анализ результатов исследований узла открытого типа

4.3. Анализ результатов исследований узла кольцевого типа

4.4. Лабораторное исследование и анализ результатов исследований несущей способности узлов открытого и кольцевого типов

5. Методика расчета элементов машин для обвязки проката с формированием узлов открытого, открытого двустороннего и кольцевого типов на обвязочной проволоке

5.1. Описание конструкции машины для обвязки сортового проката проволокой с формированием на ней узла открытого типа

5.2. Методика расчета элементов машины для формирования открытого узла на обвязочной проволоке

5.3. Описание конструкции машины для обвязки сортового проката проволокой с формированием на ней открытого узла двустороннего типа

5.4. Описание конструкции машины для обвязки сортового проката проволокой с формированием на ней узла кольцевого типа

5.5. Методика расчета элементов машины для обвязки проката с формированием кольцевого узла на обвязочной проволоке

Основные результаты работы

Список используемых источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов расчета процессов и устройств формирования открытого и кольцевого узлов на проволоке при обвязке металлопроката»

Готовую продукцию прокатных, волочильных цехов отправляют потребителям в зависимости от сортамента и качества в виде мотков, бухт, бунтов, пачек, рулонов и пакетов.

Материал для обвязки, способ упаковки должны отвечать требованиям технических условий на поставку, специальных инструкций или договорных условий заказчика.

Обвязка металла обеспечивает сохранение товарного вида продукции, получаемой потребителем, облетает его погрузку, транспортировку, выгрузку и складирование.

Некачественно увязанные рулоны штрипсов, бунты катанки и особенно пачки сортового металла неудобны при транспортировании, что приводит к дополнительным потерям, а при погрузочно-разгрузочных работах - к помехам и травмам.

В прокатных и волочильных цехах для обвязки готовой продукции применяют проволоку или упаковочную ленту [9].

При производстве проволоки на предприятии целесообразно использовать собственную продукцию для обвязки проката, что обеспечит большую экономичность по сравнению с обвязкой лентой. В настоящее время наметилась устойчивая тенденция преимущественного использования проволоки для обвязки готовой продукции сортовых цехов.

В мировой практике накоплен немалый опыт как по механизации отдельных операций обвязки и упаковки проката, так и механизации целых участков [9]. Созданы различные машины и промышленные установки для машинной обвязки бунтов проволоки и пачек прутков.

Первый опыт успешной эксплуатации обвязочной машины относится к 1927 году и принадлежит Японии. А первая обвязочная машина, предназначенная для массового производства, была создана в США на заводе фирмы Сейноуд в 1941 году [9].

С начала 50-х годов прошлого века решением вопроса механизации обвязки занимаются многие известные машиностроительные заводы и фирмы, такие как Экми, Джеррард, Юнайтед Стейтс Стил Саплай Ко, Стенли Стил Стрипинг Ко (США); Бехер ГмбХ, Шлеман ЛГ, Фридрих Круп Индастриебау [58], Демаг ЛГ, Фридрих Кокс, Скет (ФРГ); Л.Б.Г., Титан [6], Боталам (Франция) [36]; Меркон ЛГ, Сундс (Швеция) [22]. В результате создан широкий спектр машин для обвязки проката.

В нашей стране машины для обвязки проката разрабатываются следующими предприятиями и научно-исследовательскими институтами: ВНИИМЕТМЛШ, ММК, Магнитогорским ГИПРОМЕЗом, Ижорский завод тяжелого машиностроения, «Стальпроект», Электростальский завод тяжелого машиностроения (ЭЗТМ). В СССР этой проблемой занимались: Днепропетровский проектно-конструкторский технологический институт (ПКТИ), Макеевский металлургический завод [9,23,30,39,45,50,56,82].

Однако до настоящего времени остается не решенным до конца вопрос но обвязке пачек штрипсов. Также в последние годы стоит задача создания машин для обвязки, в которых реализовывались бы соответствующие мировые тенденции в производстве сортового проката.

Основными из них являются увеличение массы обвязываемого изделия. Это привело изменению параметров обвязываемых сечений. В настоящее время масса бунтов проволоки достигает 2000 кг., сортового проката 3000 кг. В то же время возрастают требования к обвязке - формируемый на концах обвязочной проволоки узел должен иметь прочность основного металла, при этом узел должен быть компактным. Узел необходимо формировать как на длинных прямолинейных участках сечения отгружаемой металлопродукции (бунты проволоки большой массы), так и на коротких его участках (рулоны штрипса).

Ужесточение требований к качеству обвязки готовой продукции прокатного производства обуславливает появление новых машин для обвязки проката, которые формируют различные типы узлов па обвязочной проволоке.

Для научно-обоснованного проектирования устройств образования узлов, отвечающих требованиям заказчика по форме и несущей способности узла, необходимо иметь методики расчета энергосиловых параметров и конструкционные характеристики этих устройств. Геометрические и силовые характеристики процессов формирования узлов на обвязочной проволоке и их несущая способность не исследованы в полной мере. Это затрудняет проектирование новых эффективных и надежных механизмов. В связи с этим стоит настоятельная потребность аналитических и экспериментальных исследований процессов и устройств формирования узлов и разработка на их основе научно-обоснованных методик проектирования этих устройств.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Козырь, Александр Валерьевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В данной работе, на основе анализа существующих конструкций обвязочных машин, было выявлено, что существующие конструкции не позволяют получат!» узлы открытого и кольцевого типов с максимальной для этих типов узлов несущей способностью. Основным содержанием работы явилось исследование процесса формирования узлов открытого и кольцевого типов, исследование несущей способности узлов этих типов, а также разработка инженерных методик расчета устройств формирования узлов с высокой несущей способностью.

2. Для научно обоснованного проектирования механизмов образования узлов открытого и кольцевого типов разработана методика расчета крутящего момента, необходимого для образования таких узлов. В методике расчета рассмотрены два этапа формирования узлов: образование перекрестия ветвей проволок на первом этапе и скручивание ветвей проволоки в узел на втором. Для оценки достоверности методики расчета было проведено экспериментальное исследование процесса узлообразования на лабораторных установках (максимальная относительная погрешность — < 8% для открытого типа узла и <9% для кольцевого типа узла).

3. Для оценки несущей способности узлов открытого и кольцевого типов, а также для выбора обвязочной проволоки и параметров узла для получения максимальной несущей способности узлов разработана методика расчета несущей способности узлов этих типов. Для оценки достоверности методики расчета было проведено экспериментальное исследование несущей способности узлов (максимальная относительная погрешность — < 12% для открытого типа узла и <14% для кольцевого типа узла).

4. Разработаны конструкции машин для обвязки сортового проката с формированием открытого типа узла, открытого узла двустороннего типа и кольцевого узла на обвязочной проволоке, при конструировании которых использовались выводы, полученные в результате анализа процессов формирования узлов и несущей способности узлов. Машины позволяют получать узлы открытого и кольцевого типов с высокой несущей способностью.

5. Разработаны инженерные методы расчета устройств формирования узлов открытого и кольцевого типов, а также открытого узла двустороннего типа. Испытания натурных моделей механизмов скручивания узлов показали их хорошую работоспособность и применимость методов в разработке новых машин.

6. Результаты теоретических исследований были использованы при проектировании механизма формирования узла опытной машины для обвязки бунтов на стане 150 ОЛО «Белорецкий металлургический комбинат».

- 129

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Козырь, Александр Валерьевич, 2004 год

1. Ачеркан U.C. Детали машин расчет и конструирование / Справочник. -М.: Машиностроение, 1968.-Т.2.-408 с.

2. Агрегаты упаковки холоднокатаного металла / Химич Г.Л. и др. // Сталь. 1974. - j\!»3. - с. 243.

3. Безухов Н. И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. -2-е изд. испр. и доп. -М.: Высшая школа, 1968.— 512 с.

4. Бидермап В.Л. Рессоры / Детали машин. Кн. 2. М.: Машгиз, 1953. — С.254-270.

5. Боброва JI. И. Машины и механизмы фирмы «Сейпоуд» для обвязки металлопроката. М.: НИИТЭИТЯЖМАШ, Металлургическое оборудование, 1981. т выи. 14.-С. 15-18.

6. Боброва JI. I I. Машины фирмы «Титан» для обвязки металлопроката. -М.: НИИТЭИТЯЖМАШ, Металлургическое оборудование, 1981 вып. 14. - С. 18-19.

7. Букштейи М. А. Производство и использование стальных канатов. -М.: Металлургия, 1973.-360 с.

8. Глушко М. Ф. Стальные подъемные канаты. Киев: Техшка, 1966. — 327 с.

9. Гононольский М. А. Механизация обвязки и упаковки проката. М.: Металлургия, 1969. - 144 с.

10. Гостев В. А. Краткий курс сопротивления материалов. М.: Наука, 1977.-456 с.

11. Джонсон У., Меллор П. Б. Теория пластичности для инженеров: Пер. с англ. / Пер. А. Г. Овчинников. -М.: Машиностроение, 1979. 567 с.

12. Допедов С. М., Саксаганский А. И. Машины конструкции ВНИИМВТМАШа для обвязки бунтов горячей проволоки // Труды BI1ИИМПТМАШ. 1967. - №21. - С. 278-290.

13. Дрозд В. Г., Мерепков Л. И. Сортовые прокатные станы. М.: Металлургия, 1967. - 180 с.

14. Заплель А.Н. Особенности измерении физических величин М.: Наука, 1974. 108 с.

15. Козлов В. Т. // Научные записки ОПИ. Т. 36. Одесса: Одесский политехнический институт, 1961. - С. 24-36.

16. Макаров А. Н., Кутлубаев И. М., Кудряшов А. А. Экспериментальное исследование проволочного узла типа «оплетка». Магнитогорск, гос. техн. ун-т. - Магнитогорск, 2002. - 6 с. - Деп. в ВИНИТИ 17.12.2002. -№2188-В 2002.