МРНТИ 55.03.03                                                                                           №1 (2021г.)

PDF

Машеков С.А., Акпарова С.А., Тусупкалиева Э.А., Сембаев Н.С., Секербек А.М.

В статье описан продольно-клиновый стан (ПКС) новой конструкции. Используя программный продукт конечно-элементного анализа MSC.visualNastran 4D и MSC. SuperForge провели компьютерное моделирование процесса продольной прокатки полосы и рассчитали напряженно-деформированное состояние (НДС) заготовки, а также НДС и вибрацию тяжело нагруженных элементов ПКС с двумя опорными валками во всех клетях. В результате моделирования установили, что полосы, прокатанные в ПКС с двумя опорными валками во всех клетях имеют продольную и поперечную разнотолщинность, которые являются следствием вибрации рабочего валка. Показали, что полосы, прокатанные в ПКС с двумя опорными валками во всех клетях имеют волнистую поверхность. Доказали, что при прокатке полос в ПКС с двумя опорными валками опасные вибрации не попадают в рабочий диапазон действующих внешних нагрузок, поэтому конструкция нового стана является достаточно надёжной с точки зрения прочности при вибрациях. Для устранения дефекта «ребристость» предложили в последних клетях ПКС применить четыре опорных валка.

Ключевые слова: продольно-клиновый стан, валки, клети, подшипники, напряжение, деформация, тонкая полоса, разнотолщинность, планшетность, вибрация.

Список литературы

1 Федонин О.В., Унру С.Я., Немкин М.В., Даниленко Д.Н., Кандауров Е.Л. Перспективы развития производства холоднокатаного проката на мировом и российском рынках// Металлург, 2011. № 5. — С. 9-17. [Fedonin O.V., Unru S.Ya., Nemkin M.V., Danilenkp D.N., Kandaurov E.L. Perspektivy` razvitiya proizvodstva kholodnokatanogo prokata na mirovom I rossijskom ry`nkakh// Metallurg, 2011.-N5.-S.9-17]

2 Зиновьев A.B. Технология прокатки и смотки тонких полос на литейно-прокатном агрегате// Новости черной металлургии за рубежом. 2006.- № 2.-С. 49-52. [Zinov`yev A.V. Tekhnologiya prokatki I smotki tonkikh polos na litejnoprokatnom aggregate//Novosti chyornoj metallurgii za rubezhom, 2006.-N2.-S.49-52]

3 Салганик В.М., Гун А.С., Карандаев А.А. Радионов. Тонкослябовые летейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос / М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003. – 506 с. [Salganik V.M., Gun A.S., Karandayev A.A. Tonkoslyabovy`e litejno-prokatny`ye agregaty` dlya proizvodstva stal`ny`kh polos/ M.:MGTU im N.E. Baumana, 2003.-506s]

4 Grydin O., Batyrshina E., Bach Fr.W. Mathematische Modellierung des Giebens von dunnen Blechen nach dem Zwei-Rollen-Verfahren // Proc. of ANSYS Conference, 27th CADFEM Users’ Meeting, Leipzig. – 2009. – 2.11.15.– S. 1-9.

5 Гун И.Г., Салганик В.М., Пивоваров Ф.В. и др. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты: развитие технологии, компоновок и оборудования / // Черная металлургия: Бюл. НТ и ИЭ — М.: Черметинформация, 2000. — Вып. 3-4. — С. 23-25. [Gun I.G., Salganik V.M., Pivovarov F.V. I dr. Tonkoslyabovy`ye litejno-prokatny`ye agregaty`: razvitiye tekhnologii, komponovok I oborudovaniya// Chyornaya metallurgiya: Byull. NT I IE, M.: Chermetinformatsy`ya, 2000.-Vy`p.3-4.- S.23-25]

6 Ефименко С.П., Тарасевич Ю.Ф. Перспектива производства особотонкого горячекатаного листа // Тр. Третьего конгр. прокатчиков. — М.: Черметинформация, 2008. — С. 60-65. [Efimenko S.P., Tarasevich Yu.F. Perspektiva proizvodstva osobotonkogo goryachekatnogo lista// Tr.Tret`ego kongr. Prokatchikov.- M.: Chermetinformatsy`ya, 2008.- S.60-65]

7 Бобих П., Бореи Р., Ротта М. Тенденции развития технологии и оборудования для производства высококачественной полосовой стали: Тр. Четв. Конгр. прокатчиков. Магнитогорск. 16-19 октября 2001 г. М.: Черметинформация». 2002.- С. 54-57. [Bobikh P., Borej R., Rotta M. Tendentsii razvitiya tekhnologii I oborudovaniya dlya proizvodstva vy`sikokachestvennoj polosnoj stali:Tr. Chetv. Kongr.prokatchikov. Magnitogorsk. 16-19 oktyabrya 2001g., M: Chermetinformatsy`ya, 2002.- S.54-57]

8 Веренев В.В., Большаков В.И., Крот П.В. Исследование и разработка систем вибродиагностики прокатного оборудования // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сб. научных трудов. – Вып.5. –К.: Наукова думка, 2002.– С.367–373. [Verenev V.V., Bol`shakov V.I., Krot P.V. Issledovanie I razrabotka system vibrodiagnostiki prokatnogo oborudovaniya// Fundamental`ny`ye I prikladny`ye problemy` chyornoj metallurgii. Sb. Nauchny`kh trudov.- Vy`p.5.- K.: Naukova dumka, 2002.- S.367-373]

9 Маркушевский Н.А. Моделирование и исследование колебательных процессов в приводах листовых прокатных станов // Современная техника и технологии. 2015. -№ 9 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka. ru/2015/09/7484. [Markushevskij N.A. Modelirovanie I issledovanie kolebatel`ny`kh protsessov v privodakh listovy`kh prokatny`kh stanov // Sovremennaya tekhnika I tekhnologii. 2015.-N9 [Elektronny`j resurs]: URL: http://technology.snauka. ru/2015/09/7484]

10 Кожевников А.В. Исследование, моделирование и устранение вибраций в рабочих клетях станов холодной прокатки : Дис. … канд. техн. наук : 05.02.13 : Череповец, 2004.- 160 c. [Kozhevnikov A.V. Issledovaniye, modelirovaniye I ustranenuye vibratsy`j v rabochikh kletyakh stanov kholodnoj prokatki: Dis. Kand,tekh.nauk: 05.02.13: Cherepovtts, 2004.- 160s.]

11 Automaticvibration analysis and trending for complex drives / G.Helekal, R.Luftensteiner, C.Riegler, H.Aigner // Steel Technology, October, 2002, p.43–49.

12 Гарбер Э.А., Наумченко В.П. и др Исследование причин возникновения колебаний в клетях непрерывных прокатных станов //Производство проката. – 2003. – №1– С. 10–12. [Garber E.A., Naumchenko V.P. I dr. Issledovaniye prichin vozniknoveniya kolebanij v kletyakh neprery`vny`kh prokatny`kh stanov// Proizvodstvo prokata, – 2003. – №1– S. 10–12.]

13 Рыбаков Ю.В., Субботин Г.Н. Определение источников вибрации, вызывающих явление резонанса на станах холодной прокатки // Производство проката, 2003. – №10.– С. 13–16. [Ry`bakov Yu.V., Subbotin G.N. Opredelenie istochnikov vibratsii, vy`zy`, vayushhikh yavlenie rezonansa na stanakh kholodnoj prokatki // Proizvodstvo prokata, 2003. – №10.– S. 13–16]

14 Hardwick B.R. A technique for the detection and measurement of chatter marks on roll surfaces // Steel Technology, April, 2003, p.64–70.

15 Гарбер Э.А., Наумченко В.П., Кожевников А.В., Самойлов В.И., Рыбаков Ю.В. Исследование причин возникновения колебаний в клетях непрерывных прокатных станов // Производство проката, 2003.- №1. –С. 10-13. [Garber E.A., Naumchenko V.P., Kozhevnikov A.V., Samojlov V.I., Ry`bakov Yu.V. Issledovaniye prichin vozniknoveniya kolebanij v kletyakh neprery`vny`kh prokatny`kh stanov// Proizvodstvo prokata, 2003.- №1. –S. 10-13.]

16 Гарбер Э.А., Кожевников А.В., Наумченко В.П., Шадрунова И.А., Павлов С.И. Исследование, моделирование и устранение вибраций в рабочих клетях станов холодной прокатки // Производство проката. 2004.– № 6. –– С. 3441. [Garber E.A., Kozhevnikov A.V., Naumchenko V.P., Shadrunova I.A., Pavlov S.I. Issledovaniya, modelirovaniye I ustranenue vibratsy`j v rabochikh kletyakh stanov kholodnoj prokatki// Proizvodstvo prokata, 2004.– № 6.- S. 34-41.]

17 Мальцев А.А., Русаков А.Д., Даева Н.Н. Прогнозирование долговечности деталей главной линии “ПНК-320” // Вестник МГТУ им.Н.Э.Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012.- №4 — С. 86-93. [Mal`tsev A.A., Rusakov A.D., Daeva N.N. Prognozirovanie dolgovechnosti detalej glavoj linii “PNK-320” // Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. “Mashinostroyenie”. 2012.-N4.-S.86-93]

18 Патент 20969. Непрерывный стан для прокатки полос из сталей и сплавов/ С.А. Машеков, Е.З. Нугман, А.С. Машекова, и др. //Опубл. 16.03.2009, Бюл. №3. [Patent 20969. Neprery`vny`j stan dlya prokatki polos iz stalej I splavov/ S.A. Mashekov, E.Z.Nugman, A.S. Mashekova, I dr.// Opubl. 16.03.2009, Byul.. №3.]

19 Рыбников Е.К., Володин С.В., Соболев Р.Ю. Инженерные расчеты механических конструкций в системе MSC.Patran-Nastran. Ч.I-II. – М. MSC. Software Corporation, 2003. – 130,174 с. [Ry`bnikov E.K., Volodin S.V., Sobolev R.Yu., Inzhenerny`ye raschyoty` mekhanicheskikh konstruktsy`j v sisteme MSC. Patran-Nastran. Ch. . I и II. – М. MSC.Software Corporation, 2003. – 130, 174s.]

20 Солдаткин А., Голенков Ю., и др. Программа MSC.SuperForge как один из элементов системы виртуального производства и управления качеством изделий.//САПР и графика, 2000.- №7.- с. 11-13. [Soldatkin A., Golenkov Yu., I dr. Programma MSC SuperForge kak odin iz elementov sistemy` virtual`nogo proizvodstva I upravleniya kachestvom izdelij // SAPR I grafika, 2000.- №7.- s. 11-13.]

References

1 Fedonin O.V., Unru S.Ya., Nemkin M.V., Danilenko D.N., Kandaurov E.L. Perspektivy` razvitiya proizvodstva kholodnokatanogo prokata na mirovom i rossijskom ry`nkakh// Metallurg, 2011. № 5. — S. 9-17. [Fedonin O.V., Unru S.Ya., Nemkin M.V., Danilenkp D.N., Kandaurov E.L. Perspektivy` razvitiya proizvodstva kholodnokatanogo prokata na mirovom I rossijskom ry`nkakh// Metallurg, 2011.-N5.-S.9-17]

2 Zinov`ev A.B. Tekhnologiya prokatki i smotki tonkikh polos na litejno-prokatnom agregate// Novosti chernoj metallurgii za rubezhom. 2006.- № 2.-S. 49-52. [Zinov`yev A.V. Tekhnologiya prokatki I smotki tonkikh polos na litejnoprokatnom aggregate//Novosti chyornoj metallurgii za rubezhom, 2006.-N2.-S.49-52]

3 Salganik V.M., Gun A.S., Karandaev A.A. Radionov. Tonkoslyabovy`e letejno-prokatny`e agregaty` dlya proizvodstva stal`ny`kh polos / M.: MGTU im. N.E`. Baumana. 2003. – 506 s. [Salganik V.M., Gun A.S., Karandayev A.A. Tonkoslyabovy`e litejno-prokatny`ye agregaty` dlya proizvodstva stal`ny`kh polos/ M.:MGTU im N.E. Baumana, 2003.-506s]

4 Grydin O., Batyrshina E., Bach Fr.W. Mathematische Modellierung des Giebens von dunnen Blechen nach dem Zwei-Rollen-Verfahren // Proc. of ANSYS Conference, 27th CADFEM Users’ Meeting, Leipzig. – 2009. – 2.11.15.– S. 1-9.

5 Gun I.G., Salganik V.M., Pivovarov F.V. i dr. Tonkoslyabovy`e litejno-prokatny`e agregaty`: razvitie tekhnologii, komponovok i oborudovaniya / // Chernaya metallurgiya: Byul. NT i IE` — M.: Chermetinformacziya, 2000. — Vy`p. 3-4. — S. 23-25. [Gun I.G., Salganik V.M., Pivovarov F.V. I dr. Tonkoslyabovy`ye litejno-prokatny`ye agregaty`: razvitiye tekhnologii, komponovok I oborudovaniya// Chyornaya metallurgiya: Byull. NT I IE, M.: Chermetinformatsy`ya, 2000.-Vy`p.3-4.- S.23-25]

6 Efimenko S.P., Tarasevich Yu.F. Perspektiva proizvodstva osobotonkogo goryachekatanogo lista // Tr. Tret`ego kongr. prokatchikov. — M.: Chermetinformacziya, 2008. — S. 60-65. [Efimenko S.P., Tarasevich Yu.F. Perspektiva proizvodstva osobotonkogo goryachekatnogo lista// Tr.Tret`ego kongr. Prokatchikov.- M.: Chermetinformatsy`ya, 2008.- S.60-65]

7 Bobikh P., Borei R., Rotta M. Tendenczii razvitiya tekhnologii i oborudovaniya dlya proizvodstva vy`sokokachestvennoj polosovoj stali: Tr. Chetv. Kongr. prokatchikov. Magnitogorsk. 16-19 oktyabrya 2001 g. M.: Chermetinformacziya». 2002.- S. 54-57. [Bobikh P., Borej R., Rotta M. Tendentsii razvitiya tekhnologii I oborudovaniya dlya proizvodstva vy`sikokachestvennoj polosnoj stali:Tr. Chetv. Kongr.prokatchikov. Magnitogorsk. 16-19 oktyabrya 2001g., M: Chermetinformatsy`ya, 2002.- S.54-57]

8 Verenev V.V., Bol`shakov V.I., Krot P.V. Issledovanie i razrabotka sistem vibrodiagnostiki prokatnogo oborudovaniya // Fundamental`ny`e i prikladny`e problemy` chernoj metallurgii. Sb. nauchny`kh trudov. – Vy`p.5. –K.: Naukova dumka, 2002.– S.367–373. [Verenev V.V., Bol`shakov V.I., Krot P.V. Issledovanie I razrabotka system vibrodiagnostiki prokatnogo oborudovaniya// Fundamental`ny`ye I prikladny`ye problemy` chyornoj metallurgii. Sb. Nauchny`kh trudov.- Vy`p.5.- K.: Naukova dumka, 2002.- S.367-373]

9 Markushevskij N.A. Modelirovanie i issledovanie kolebatel`ny`kh proczessov v privodakh listovy`kh prokatny`kh stanov // Sovremennaya tekhnika i tekhnologii. 2015. -№ 9 [E`lektronny`j resurs]. URL: http://technology.snauka. ru/2015/09/7484. [Markushevskij N.A. Modelirovanie I issledovanie kolebatel`ny`kh protsessov v privodakh listovy`kh prokatny`kh stanov // Sovremennaya tekhnika I tekhnologii. 2015.-N9 [Elektronny`j resurs]: URL: http://technology.snauka. ru/2015/09/7484]

10 Kozhevnikov A.V. Issledovanie, modelirovanie i ustranenie vibraczij v rabochikh kletyakh stanov kholodnoj prokatki : Dis. … kand. tekhn. nauk : 05.02.13 : Cherepovecz, 2004.- 160 c. [Kozhevnikov A.V. Issledovaniye, modelirovaniye I ustranenuye vibratsy`j v rabochikh kletyakh stanov kholodnoj prokatki: Dis. Kand,tekh.nauk: 05.02.13: Cherepovtts, 2004.- 160s.]

11 Automaticvibration analysis and trending for complex drives / G.Helekal, R.Luftensteiner, C.Riegler, H.Aigner // Steel Technology, October, 2002, p.43–49.

12 Garber E`.A., Naumchenko V.P. i dr Issledovanie prichin vozniknoveniya kolebanij v kletyakh neprery`vny`kh prokatny`kh stanov //Proizvodstvo prokata. – 2003. – №1– S. 10–12. [Garber E.A., Naumchenko V.P. I dr. Issledovaniye prichin vozniknoveniya kolebanij v kletyakh neprery`vny`kh prokatny`kh stanov// Proizvodstvo prokata, – 2003. – № 1– S. 10–12.]

13 Ry`bakov Yu.V., Subbotin G.N. Opredelenie istochnikov vibraczii, vy`zy`vayushhikh yavlenie rezonansa na stanakh kholodnoj prokatki // Proizvodstvo prokata, 2003. – №10.– S. 13–16. [Ry`bakov Yu.V., Subbotin G.N. Opredelenie istochnikov vibratsii, vy`zy`, vayushhikh yavlenie rezonansa na stanakh kholodnoj prokatki // Proizvodstvo prokata, 2003. – №10.– S. 13–16]

14 Hardwick B.R. A technique for the detection and measurement of chatter marks on roll surfaces // Steel Technology, April, 2003, p.64–70.

15 Garber E`.A., Naumchenko V.P., Kozhevnikov A.V., Samojlov V.I., Ry`bakov Yu.V. Issledovanie prichin vozniknoveniya kolebanij v kletyakh neprery`vny`kh prokatny`kh stanov // Proizvodstvo prokata, 2003.- №1. –S. 10-13. [Garber E.A., Naumchenko V.P., Kozhevnikov A.V., Samojlov V.I., Ry`bakov Yu.V. Issledovaniye prichin vozniknoveniya kolebanij v kletyakh neprery`vny`kh prokatny`kh stanov// Proizvodstvo prokata, 2003.- №1. –S. 10-13.]

16 Garber E`.A., Kozhevnikov A.V., Naumchenko V.P., Shadrunova I.A., Pavlov S.I. Issledovanie, modelirovanie i ustranenie vibraczij v rabochikh kletyakh stanov kholodnoj prokatki // Proizvodstvo prokata. 2004.– № 6. –– S. 3441. [Garber E.A., Kozhevnikov A.V., Naumchenko V.P., Shadrunova I.A., Pavlov S.I. Issledovaniya, modelirovaniye I ustranenue vibratsy`j v rabochikh kletyakh stanov kholodnoj prokatki// Proizvodstvo prokata, 2004.– № 6.- S. 34-41.]

17 Mal`czev A.A., Rusakov A.D., Daeva N.N. Prognozirovanie dolgovechnosti detalej glavnoj linii “PNK-320” // Vestnik MGTU im.N.E`.Baumana. Ser. “Mashinostroenie”. 2012.- №4 — S. 86-93. [Mal`tsev A.A., Rusakov A.D., Daeva N.N. Prognozirovanie dolgovechnosti detalej glavoj linii “PNK-320” // Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. “Mashinostroyenie”. 2012.-N4.-S.86-93]

18 Patent 20969. Neprery`vny`j stan dlya prokatki polos iz stalej i splavov/ S.A. Mashekov, E.Z. Nugman, A.S. Mashekova, i dr. //Opubl. 16.03.2009, Byul. №3. [Patent 20969. Neprery`vny`j stan dlya prokatki polos iz stalej I splavov/ S.A. Mashekov, E.Z.Nugman, A.S. Mashekova, I dr.// Opubl. 16.03.2009, Byul.. #3.]

19 Ry`bnikov E.K., Volodin S.V., Sobolev R.Yu. Inzhenerny`e raschety` mekhanicheskikh konstrukczij v sisteme MSC.Patran-Nastran. Ch.I-II. – M. MSC. Software Corporation, 2003. – 130,174 s. [Ry`bnikov E.K., Volodin S.V., Sobolev R.Yu., Inzhenerny`ye raschyoty` mekhanicheskikh konstruktsy`j v sisteme MSC. Patran-Nastran. Ch. . I i II. – M. MSC.Software Corporation, 2003. – 130, 174s.]

20 Soldatkin A., Golenkov Yu., i dr. Programma MSC.SuperForge kak odin iz e`lementov sistemy` virtual`nogo proizvodstva i upravleniya kachestvom izdelij.//SAPR i grafika, 2000.- №7.- s. 11-13. [Soldatkin A., Golenkov Yu., I dr. Programma MSC SuperForge kak odin iz elementov sistemy` virtual`nogo proizvodstva I upravleniya kachestvom izdelij // SAPR I grafika, 2000.- №7.- s. 11-13.]