Вісник № 23

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/40917

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 15 з 15

Исследование и совершенствование технологии холодного выдавливания гайки специальной для автомобилестроения
(НТУ "ХПІ", 2018) Лактионов, Евгений Викторович; Кузьменко, Виктор Иванович; Биба, Николай Викторович; Левченко, Владимир Николаевич
Холодная объемная штамповка применяется для изготовления деталей сложной формы из металлов и сплавов, обладающих достаточной пластичностью. Отсутствие нагрева позволяет получить точные заготовки и детали с высоким качеством поверхности. Применение объемной штамповки позволяет получить детали, не требующие или почти не требующие дальнейшей механической и термической обработки. К числу операций холодной объемной штамповки относятся: осадка, объемная формовка, холодное выдавливание, высадка, чеканка, клеймление. Такая обработка часто осуществляется за несколько операций, что обеспечивает постепенное и последовательное изменение формы: от начальной до заданной. Для увеличения пластичности и снижения сопротивления деформированию используют предварительный и межоперационные отжиги. Детали, изготовленные холодной объемной штамповкой, имеют высокую точность и отличаются коэффициентом использования материала свыше 90 %. Некоторые из них невозможно или не рационально получать, используя другие методы обработки. В работе представлены результаты исследования процесса холодного выдавливания гайки специальной для автомобилестроения с применением численного моделирования процесса методом конечных элементов и использованием программы QForm VX. Рассмотрены различные варианты холодного выдавливания гайки, которые включают высадку, прямое, обратное и комбинированное выдавливание. С помощью программного пакета QFormVX были промоделированы переходы холодной штамповки, а также были получены графики деформаций, интенсивности напряжений. Определены максимальные усилия деформации, что позволило выбрать оборудования для гайки специальной для автомобилестроения. Полученные результаты дают возможность продолжить расчет данной детали и усовершенствовать ее конфигурацию для решения проблем, связанных с технологией изготовления гайки специальной для автомобилестроения.
Розрахунок приймального валу горизонтально-кувальної машини на міцність і деформацію у програмному комплексі AutoCAD Mechanical
(НТУ "ХПІ", 2018) Явтушенко, Олександр Вікторович; Проценко, Віктор Максимович; Явтушенко, Анна Володимирівна
У процесі вивчення дисциплін "Обладнання ковальсько-штампувальних цехів", "Обладнання цехів обробки металів тиском" тощо, однією з головних задач є оволодіння студентами здатністю математичного моделювання складальних одиниць обладнання з виконанням необхідних розрахунків і наступною розробкою технічної документації, застосовуючи одночасно сучасні комп'ютерні технології. Це дозволяє всебічно вивчати поведінку частин обладнання у процесі їх розробки, аналізувати геометрію, виконувати інженерні розрахунки з отриманням фотореалістичних зображень. Розглянуто можливості геометричного моделювання привідного валу горизонтально-кувальної машини і виконання розрахунків на міцність і деформацію в програмному комплексі AutoCAD Mechanical 2018. На першому етапі розв'язання задачі за схемою валу із зазначенням розмірів, (або за компонувальним кресленням) виконують 2D модель валу за допомогою генератора валів AutoCAD Mechanical. На другому етапі за допомогою діалогового вікна "Розрахунок валу" виконують розрахунок. Вихідними даними для розрахунків валу є момент крутіння на валу та сили, що діють на вал у вертикальній і горизонтальній площинах під час роботи горизонтально-кувальної машини. Генератор валів автоматично обчислює реакції опор і будує епюри згинальних моментів і напружень. Розрахунок на міцність виконують відповідно до німецького стандарту DIN 743. Побудовано розрахункову схему й епюри згинального моменту і напружень валу. Визначено небезпечний перетин і коефіцієнти запасу статичної міцності і міцності на втому в цьому перетині. Використання генераторів компонентів і розрахункових модулів програмного комплексу AutoCAD Mechanical 2018 дозволяє автоматизувати багато стандартних проектних завдань, виконувати розрахунки відповідно до міжнародних стандартів DIN або ANSI і значно скоротити час виконання розрахунків на міцність і деформацію. Порівняння результатів, одержаних програмним комплексом AutoCAD Mechanical 2018 з даними науково-технічних джерел свідчать про їх відповідність. Показано що програмний комплекс AutoCAD Mechanical 2018 може бути використаний для розрахунків елементів приводу горизонтально-кувальної машини.
Оценка технологических возможностей различных схем механической обработки
(НТУ "ХПІ", 2018) Полянский, Владимир Иванович
Показана эффективность применения схем торцового шлифования и фрезерования, при которых тепловой поток направлен в снимаемый слой материала, что существенно уменьшает тепловое воздействие на обрабатываемую поверхность. Расчетами установлено, что по уровню производительности обработки схемы шлифования периферией и торцом круга, а также схемы фрезерования торцовой фрезой, примерно одинаковые. Это позволяет эффективно использовать схемы торцового шлифования и фрезерования для повышения качества обработки.
Обеспечение качества поверхностей осесимметричных деталей при высокоскоростной вытяжке
(НТУ "ХПІ", 2018) Фролов, Евгений Андреевич; Ясько, Станислав Георгиевич; Кравченко, Сергей Иванович
Для оценки возможности вытяжки листовых изделий без потери устойчивости был проанализирован процесс высокоскоростного деформирования заготовок. Установлено, что процесс получения качественных деталей связан с регулированием скорости разгона штампуемого рельефа и фланцевой части заготовки за счет искусственного увеличения радиуса закругления у перетяжного ребра матрицы. На экспериментальном основании получена эмпирическая зависимость относительного радиуса закругления ребра матрицы от коэффициента вытяжки, что позволяет проектировать технологический процесс высокоскоростного формообразования.
Дослідження швидкісних умов поздовжнього прокатування в об'ємі осередку деформації
(НТУ "ХПІ", 2018) Чубенко, Вікторія Анатоліївна; Хіноцька, Алла Анатоліївна
Коефіцієнти і параметри осередку деформації та його об'єм, що застосовуються при поздовжньому прокатуванні, визначають час знаходження металу між валками, швидкість відносного переміщення смуги, що впливає на енерговитрати, продуктивність та собівартість процесу. Виявлення раціональних швидкісних умов прокатування є задача актуальна, що дозволить підвищити ефективність обробки. Мета роботи полягає у визначенні швидкісних умов прокатування в об'ємі осередку деформації для виявлення закономірностей впливу параметрів обробки на швидкість та час перебування металу між валками. Удосконалено методику визначення об'єму і поверхні осередку деформації за рахунок отримання нових залежностей. Перевірка адекватності пропонуємих формул для визначення об'єму осередку деформації показала можливість похибки менше 1 %, а відношення швидкостей металу на вході й виході осередку деформації менше 5 %, що свідчить про достатню точність пропонуємих залежностей. Встановлено максимально можливі обтиснення та кути захоплення при холодному та гарячому прокатуванні в залежності від діаметра валків. Визначено закономірності впливу об'єму осередку деформації та його параметрів на час перебування металу в осередку деформації. Розрахунок показав, що метал під час прокатування знаходиться в осередку деформації в межах від 7·10⁻⁵ до 0,2 с в залежності від режимів обробки. На цій основі обґрунтовані шляхи зменшення часу перебування металу в осередку деформації з метою збільшення продуктивності процесу. Висновок: аналіз режимів повздовжнього прокатування дозволив визначити можливі обтиснення та максимальні кути захоплення при холодній та гарячій обробці металів тиском; визначено об'єм і поверхню осередку деформації та час перебування металу в ньому; виконано перевірку адекватності пропонуємих формул, яка свідчить про достатню точність виявлених залежностей. Визначено закономірності впливу початкових умов прокатування на час перебування металу між валками та швидкість деформації, що дозволяє намітити шляхи зменшення тривалості обробки в осередку деформації і, відповідно, збільшити продуктивність процесу.
Моделирование процесса формообразования монолитных панелей с помощью ANSYS
(НТУ "ХПІ", 2018) Сикульский, Валерий Терентьевич; Сикульский, Станислав Валерьевич; Кащеева, Валентина Юрьевна
Рассмотрен метод правки и доводки формы ребристых панелей локальным деформированием ребер панели с применением изгибающих моментов. Показано, что применяемым в производстве методам формообразования характерна низкая производительность, несовершенство контроля формы поверхности после формообразования, сложность моделирования совместного деформирования полотна и ребер панелей на этапе проектирования технологического процесса. Целью исследования является моделирование правки и доводки формы ребристых панелей многоточечным деформированием с применением разработанных устройств локальных воздействий. Предложено существенно уменьшить зону деформирования ребра и угол гибки путем использования метода, в котором деформирование выполняется двумя моментами, приложенными к двум участкам ребра и направленными навстречу друг другу. Это позволяет существенно уменьшить угол пружинения и расширить технологические возможности оборудования. Выполнено моделирование процесса с применением МКЭ в программном комплексе ANSYS для случая разового воздействия на ребро панели, а также случая выполнения косого перегиба панелей с оребрением. В расчете использовались две пары сил для осуществления воздействий на образец панели и создания изгибающих моментов. Задачу анализа локального НДС при формообразовании панели рассматривали как квазистатическую. Построены графики деформаций, напряжений и прогибов образца панели в момент действия нагрузки и после снятия нагрузки. Подтверждена математическая модель и результаты моделирования локального метода процессов правки и доводки формы панелей, а также косого изгиба панелей крыла самолета. Результаты моделирования сравнивались с результатами, полученными при формообразовании образца панели из алюминиевого сплава локальным деформированием в устройстве. Показано, что локальный метод формообразования приложением местных изгибающих моментов к ребрам панели позволяет достигать высокой точности формы панелей путем выполнения коррекции разовых воздействий.
Усовершенствованный метод расчета площади контактной поверхности соприкосновения металла с валками при поперечно-винтовой прокатке
(НТУ "ХПІ", 2018) Балакин, Валерий Федорович; Степаненко, Александр Николаевич; Гармашев, Денис Юрьевич
Для повышения точности определения формы и площади контакта трубной заготовки с валком предложена универсальная методика, основанная на математической модели формоизменения металла при поперечно-винтовой прокатке. Указанная математическая модель позволяет пошагово строить контуры очага деформации с учетом закономерностей развития контура прокатываемой гильзы в очаге деформации. Пятно контакта валка с заготовкой представляет собой криволинейную поверхность, существенно меняющуюся в зависимости от траектории движения заготовки в процессе прокатки. Определение площади контактной поверхности металла с валками при поперечно-винтовой прокатке осуществляется с использованием распространенных графических пакетов, таких как QFORM, DEFORM, ANSYS, SOLIDWORK, Компас, AUTOCAD. В предлагаемой методике непрерывно учитывается изменение параметров деформируемого тела (радиуса заготовки, толщины стенки гильзы) относительно оси прокатки с учетом разворота валков. Использование предлагаемой методики моделирования, обладающей минимальными допущениями, дёт возможность получить фактическое значение площади контакта металла с прокатным инструментом для каждого участка очага деформации, отстоящего друг от друга на величину полушага подачи гильзы. Появляется возможность исследования фактического очага деформации по мере продвижения гильзы с учетом ее формоизменения в очаге деформации. Площадь контакта металла с валком, полученная путем ее графического построения хорошо совпадает с результатами натурного промышленного эксперимента и на 20 % точнее, чем при расчете с использованием метода, основанного на приближенном описании формы очага деформации эллипсами. Полученные данные площади контакта являются исходными данными для расчета энергосиловых параметров процесса прошивки (раскатки). Сравнительный анализ показал, что отклонение полученных моделированием значений усилия металла на валок от промышленно-экспериментальных данных не превышает 10 %. Предложенная методика может быть использован при анализе процессов поперечно-винтовой прокатки: прошивке, раскатке (элонгировании). Полученные результаты позволяют сделать заключение о возможности использования разработанного принципа описания свободного контура раската при разработке компьютерных алгоритмов моделирования поперечно-винтовой прокатки.
Заходи підвищення продуктиності самоскидів в умовах кар'єру металургійного підприємства
(НТУ "ХПІ", 2018) Середа, Борис Петрович; Муковська, Дар'я Яківна
Визначення потрібної кількості витрати палива на промислових підприємствах є однією з найбільш важливих задач, оптимальне рішення якої дозволяє суттєво зменшити витрати на транспортне забезпечення процесів основного і допоміжного виробництва і збуту готової продукції підприємства. Раціональне використання палива самоскидів в маршрутах перевезення металургійних шлаків та продуктів їх переробки в умовах кар'єру металургійного підприємства є важливим напрямком науково-технічного прогресу на транспорті. Проведено обґрунтування актуальності та необхідності дослідження заходів зниження витрати палива самоскидами при перевезенні металургійних шлаків та продуктів їх переробки в умовах кар'єру металургійного підприємства. Проведено дослідження роботи сучасного кар'єру металургійного підприємства. Проведений аналіз діючої системи роботи парку самоскидів кар'єру металургійного підприємства. Визначені основні проблеми в організації роботи кар'єрних автомобілів самоскидів. Проведений аналіз існуючих методів зниження витрати палива та їх ефективність. Проведений пошук іноваційних рішень спрямованих на збільшення продуктивності і зменшення витрати палива автомобілями самоскидами. Визначені і запропоновані інноваційні шляхи та заходи економії споживаного палива, шляхом вдосконалення конструкції, вузлів та агрегатів самоскидів системи технічного обслуговування і ремонту парку самоскидів. Отримані результати можуть бути використані для вирішення комплексу задач, пов'язаних з раціональним використанням палива, зокрема, при визначенні, плануванні, нормуванні необхідної кількості палива, що на сьогоднішній день є однією з найбільш важливих та актуальних задач для сучасних металургійних підприємств. Запропоновані заходи, дозволять правильно оцінити досягнутий рівень виробництва і визначити наявність внутрішніх резервів, використання яких забезпечить раціональне використання палива парку самоскидів, збільшити обсяг перевезеного вантажу, знизити питомі витрати палива, знизити собівартість перевезень.
Технологический мониторинг рабочих поверхностей матриц для импульсной штамповки
(НТУ "ХПІ", 2018) Драгобецкий, Владимир Вячеславович; Коцюба, Виктор Юрьевич; Молоштан, Дмитрий Васильевич; Шлык, Сергей Викторович; Наумова, Елена Александровна
Целью работы является разработка теоретических основ мониторинга на основе математического описания процессов формирования, деформирования, упрочняющей обработки и эксплуатации матриц для импульсной металлообработки. Обоснована связь между процессами формирования пластического нагружения и эксплуатационных нагрузок, матриц и их качества возможно в результате определения критериев принятия решений при мониторинге процессов формоизменения тонколистовых заготовок. Использованы модели накопления трещиноватости в процессе пластической деформации. Считается, что приращение трещиноватости при пластической деформации является случайной величиной. По данным о напряженно-деформированном состоянии, а также пластичности металла, задавая вероятность разрушения металла Р, определяется степень использования запаса пластичности или предельная деформация при риске получить разрушение по трещинам с вероятностью Р. При выборе рационального способа упрочнения материала рабочей полости матрицы и метода формоизменения заготовки необходимо также проанализировать: степень теплового воздействия на металл, качество заготовок и литых элементов матрицы, технологические возможности, производительность, степень автоматизации и механизации, экономичность, экологичность. Установлены наиболее существенные факторы, влияющие на жизненный цикл матриц. Рассмотрены кинетический подход для определения параметров упрочняюще-стабилизирующей обработки матрицы и необходимость использования критериев упрочнения. Предложено скалярный параметр повреждаемости в условиях импульсного силового нагружения умножить на коэффициент динамичности. Его значение лежит в пределах 0,05-0,5 и зависит от материала, величины и длительности нагрузки. Предложен способ упрочняюще-стабилизирующей обработки рабочих полостей матриц.
Адаптация модели простой продольной прокатки для анализа силовых параметров непрерывной продольной безоправочной прокатки труб
(НТУ "ХПІ", 2018) Гуляев, Юрий Геннадьевич; Шифрин, Евгений Исаевич
В настоящее время при расчётах силовых параметров деформации труб при поперечно-винтовой и продольной прокатке применяют формулу Целикова. Использование этой методики предполагает замену геометрические параметры, характеризующих процесс продольной прокатки полосы, критериями-аналогами, характеризующими условия протекания конкретного процесса изготовления труб. До настоящего времени подобных критериев-аналогов для процесса безоправочной прокатки труб не разработано. Предложены критерии-аналоги для сопоставления процессов простой продольной прокатки листов и непрерывной безоправочной продольной прокатки труб. Рассчитаны коэффициенты подпора для значений критериев-аналогов, соответствующих реальным процессам редуцирования и калибрования труб. С целью упрощения и ускорения вычислительных процедур предложены уравнения, аппроксимирующие расчетные значения коэффициентов подпора. Введено ограничение на максимальные аппроксимированные значения коэффициентов подпора, согласно которым величина коэффициента подпора не может быть больше значения при внедрении пуансона в полупространство. Результаты разработки прошли промышленную апробацию при расчёте маршрутов прокатки в редукционном стане трубопрокатного агрегата (ТПА) "30-102" и калибровочном стане ТПА "350".
Зусилля деформування, напружено-деформований стан і температурний розподіл у здеформованій заготовці при гарячому зворотному видавлюванні порожнистих виробів із латуні
(НТУ "ХПІ", 2018) Калюжний, Володимир Леонідович; Ярмоленко, Олександр Сергійович
Методом скінченних елементів створена математична модель та проведений аналіз гарячого видавлювання із латуні вісесиметричного порожнистого виробу з виступами у донній частині та необхідним пропрацюванням структури металу у місці переходу стінки у донну частину. Використана схема зворотного видавлювання з роздачою в рухомій матриці, в якій діаметр вихідної заготовки менший від зовнішнього розміру виробу, а формоутворення виробу проходить при зменшеному зусиллі. Застосованаана пластична модель металу. Виявлена форма пуансоні і матриці, що забезпечили необхідне пропрацювання здеформованого металу у потрібному місці. Визначені кінцеві форма і розміри виробу. Встановлена залежність зусилля видавлювання від переміщення пуансона та точний розподіл питомих зусиль на контактуючих поверхнях заготовки з деформуючим інструментом для проектування штампового оснащення, а також установлений напружено-деформований стан у здеформованій заготовки при максимальному зусиллі видавлювання. Показані послідовність формоутворення виробу та зміна температурного розподілу на протязі процесу видавлювання. Приведені розподіли компонент напружень та деформацій по об'єму заготовки. Оцінка пропрацювання структури металу пластичною деформацією проводилася по розподілу інтенсивності деформацій.
Модернизация оборудования и промышленное внедрение ресурсосберегающих процессов ковки в условиях ООО "Днепропресс Сталь"
(НТУ "ХПІ", 2018) Намоглу, Ариф; Чухлеб, Виталий Леонидович; Мишалов, Вячеслав Дмитриевич; Филиппи, Александр Александрович; Зубко, Юрий Юрьевич; Пиндич, Евгений Валентинович
В статье рассмотрен процесс модернизации кузнечного оборудования и внедрения ресурсосберегающих технологий ковки на предприятии ООО "Днепропресс Сталь", которое является металлургическим заводом с полным циклом производства поковок из нержавеющих, легированных, жаропрочных сталей и сплавов от выплавки до готового изделия. На этом предприятии была проведена работа по сертификации ISO 9001:20015 системы менеджмента качества, а также ведется работа по разработке оптимальных режимов деформации при ковке поковок с целью получения высокого качества продукции. В частности, определено формоизменение при ковке при помощи компьютерного моделирования, получены данные по формоизменению прибыльной части слитка и разработаны рекомендации по оптимизации схем деформации для ковки слитков с уменьшенной прибыльной частью.
Варіант модернізації стану 1700 ПрАТ "ММК імені Ілліча"
(НТУ "ХПІ", 2018) Курпе, Олександр Геннадійович; Кухар, Володимир Валентинович
В роботі виконані розрахунки та запропоновано перелік основного обладнання стану 1700, яке треба модернізувати, щоб отримати можливість виробляти гарячекатані рулони товщиною до 1,2 мм, марки сталі до Х70, та вагою до 32 т, згідно цільових вимог. За допомогою математичної моделі розраховано основні технічні характеристики обладнання після модернізації. Виконано розрахунок найбільш показового сортаменту рулонів розмірами 1,8х1500х10500 мм із сталі марки S355MC в умовах використання модернізованого обладнання. Перелік обмежень існуючого обладнання стану 1700 підтверджений розрахунком технології виробництва рулонів розмірами 2,65х1500 мм зі сталі марки S355MC, відповідно до EN 10149-2, масою 31 т.
Особенности контроля и диагностики камер запуска и приема очистных и диагностических устройств
(НТУ "ХПІ", 2018) Ноздрачева, Екатерина Леонидовна; Манько, Владимир Владимирович
В статье показана актуальность нахождения новых методов и подходов контроля и диагностики камер запуска и приема очистных и диагностических устройств трубопроводов. Рассмотрены наиболее распространенные средства механической очистки нефтепроводов от разного типа загрязнений. Описан принцип работы камер запуска и приема очистных и диагностических устройств трубопроводов. Приведены результаты ультразвукового и капиллярного неразрушающего контроля камер из которых следует, что для эффективности нахождения дефектных участков следует проводить несколько видов неразрушающего контроля.
Метод та засіб ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю феромагнітних металовиробів зі складною формою перетину з невеликим розміром
(НТУ "ХПІ", 2018) Плєснецов, Сергій Юрійович
Виконано огляд засад для розробки та поглиблення методів електромагнітно-акустичного контролю металовиробів. Розглянуто основні дефекти металовиробів, які зазвичай виявляються електромагнітно-акустичним методом. Розглянуто поняття електромагнітно-акустичного пертворювача. Описано можливості та обмеження розробленого методу електромагнітно-акустичного контролю. Сформульовано задачу з розробки електромагнітно-акустичного перетворювача та пов'язаного методу безконтактного ультразвукового електромагнітно-акустичного (ЕМА) методу збудження та прийому ультразвукових імпульсів. Встановлено засади контролю імпульсами недиспергуючих крутильних хвиль протяжних трубчатих феромагнітних металовиробів зі складною формою перетину, нове виконання якого дозволило б забезпечити підвищення достовірності виявлення дефектів. Розглянуто теоретичні питання формування ультразвукових імпульсів недиспергуючих крутильних хвиль шляхом одночасного збудження поляризуючого магнітного поля та збудження високочастотного електромагнітного поля високочастотною прохідною котушкою, що повторює форму перетину виробу, прийом з виробу ультразвукових імпульсів високочастотною прохідною котушкою при дії поляризуючого магнітного поля і прийняття рішення про якість виробу по результатам аналізу параметрів прийнятих ультразвукових імпульсів. Наведено часові розгортки реалізації розробленого методуелектромагнітно-акустичного перетворення ультразвукових коливаннь. Наведено технічний опис реалізації розробленого методу через електромагнітно-акустичний перетворювач. Наведено опис експериментальної перевірки розробленого методу електромагнітно-акустичного перетворення на відрізку виробу у вигляді труби з перетином у вигляді прямокутника з розміром сторони 12 мм товщиною стінки 2 мм, виготовленої зі сталі ст. 3. Доведено можливість виявлення дефектів з відношенням амплітуд відбитого сигналу та шуму не менше 20 дБ при відстані від ЕМАП до дефекту 150 мм.