2 Расчетная часть

2.1 Обоснование выбора размера заготовки

Размеры заготовки выбирают, исходя из соображений изготовления трубы с наименьшим числом технологических циклов, т.е. с наименьшей трудоемкостью изготовления, и более полного использования мощности оборудования, исходя из этого выбираем горячекатаную заготовку с Волжского трубного завода размером 89,0 х 7,0 мм, длиной 8000мм.

2.2 Расчет калибров и оправок для стана хпт 90

2.2.1 Расчет калибров стана ХПТ 90 для производства труб размером 68,0 х 3,4 мм из стали марки 08Х18Н10Т

2.2.1.1 Исходные да нные:

Заготовка размером: 89,0 х 7,0 мм.

Готовая труба размером: 68,0 х 3,4 мм.

Длина хода клети: Lх=705,0 мм.

Диаметр ведущей шестерни: Dш=378,0 мм.

Угол разворота рабочего валка: α=214°.

Угол зева подачи: ηg=3,24°.

Угол зева поворота: ηb=3,24°.

Конусность оправки: 2tgβ=0,02.

Величина редуцирования: ∆Dред=5,0 мм.

Длина обжимаемой зоны: Lо=456,0 мм.

Коэффициент, учитывающий внутреннее уширение металла, и износ инструмента: b=1,1.

Коэффициент калибровки по наружному диаметру: П2=2,0.

Коэффициент калибровки по стенке труб: П1=1,0.

Конусность ручья калибра на участке редуцирования: 2tgαред=0,1.

2.2.1.2 Расчет

2.2.1.2.1 Определяется длина рабочего участка калибра по ведущей шестерни

Lраб = π х Dш (α –ηg –ηb) / 360,0

Lраб = 3,14х378,0 (214,0 – 3,24 – 3,24) / 360,0 = 684,19 мм

2.2.1.2.2 Расчет гребня ручья

– толщина стенки заготовки с учетом плюсового допуска

S1 = 7,0 + 0,4 = 7,4 мм

– толщина стенки готовой трубы с учетом минусового допуска

S2 = 3,4 – 0,2 = 3,2 мм

– диаметр пережима оправки

dк = Dк – 2 х S1

dк = 68,0 – 2 х 3,2 = 61,6 мм

– величину редуцирования ∆Dред принимаем =5,0 мм, тогда утолщение стенки

∆Sред = 0,7 х ∆Dред х S0 / D0

∆Sред = 0,7 х 5,0 х 7,0 / 89,0 = 0,27 мм

– толщина стенки заготовки после зоны редуцирования

Sоб = S + ∆S

Sоб = 7,4 + 0,27 = 7,67 мм

– суммарная вытяжка по стенке

λΣс = Sоб / S2

λΣс = 7,67 / 3,2 = 2,40 мм

– общая вытяжка при прокатке

_=S₁ х ( D₁-S₁ ) / ( S₂ х ( D₂-S₂ ) )

_=7,67 х (89,0 – 7,67 ) / (3,2 х ( 68,0 – 3,2 ) ) = 3,01.

Принимаем длину обжимаемой зоны Lо=456,0 мм, определим величину подачи.

Коэффициент дробности Пд = 6,0 , тогда:

t= 3 х Lо / (Пд х ( 2_ + 1 ))

t = 3 х 456,0 / ( 6,0 х ( 2 х 3,01+1))= 32,5 мм

– определим длины зон ручья калибров

а) длина зоны редуцирования

Lред = D_ред / ( 2tgα_ред – 2tgβ )

Lред = 5,0 / ( 0,1 – 0,02 ) = 62,5 мм

б) длина предотделочной зоны

Lп = П₁ х t х _

Lп = 1,0 х 32,5 х 3,01= 97,83 мм

в) длина калибровочной зоны

Lк = П₂ х t х _

Lк = 2 х 32,5 х 3,01=195,65 мм

– уточняем длину обжимной зоны:

Lоб = Lраб – Lред – Lп – Lк

Lоб = 684,19 – 62,5 – 97,83 – 195,65 = 328,21 мм

– определяем длину контрольных участков:

Lконтр = Lоб / 7

Lконтр = 328,21 / 7 = 46,88 мм

– длину рабочей конической части оправки:

Lоп = Lред + Lоб + Lп

Lоп = 62,5 + 328,1 + 97,83 = 488,5 мм

– принимаем конусность оправки 2tgβ = 0,02 и находим диаметр ее цилиндрической части:

dц = dк – 2tgβ х Lоп

dц = 61,6 – 0,02 х 488,5 = 51,83 мм

– вытяжку по стенке λхс = S / Sх в контрольных сечениях обжимной зоны находят по номограмме

В нулевом сечении вытяжка _хс0=1,0

В сечении 1 по номограмме _хс1=1,25

В сечении 2 по номограмме _хс2=1,45

В сечении 3 по номограмме _хс3=1,7

В сечении 4 по номограмме _хс4 =1,9

В сечении 5 по номограмме _хс5=2,1

В сечении 6 по номограмме _хс6=2,25

В сечении 7 по номограмме _хс7=2,35

Суммарная вытяжка _ = 2,40

– толщина стенки в контрольных сечениях

S_x=S / _xc

S_x0 = 7,67 / 1=7,67 мм

S_x1 = 7,67 / 1,25= 6,1 мм

S_x2 =7,67 / 1,45 =5,3 мм

S_x3 =7,67 / 1,7 = 4,5 мм

S_x4 =7,67 / 1,9 = 4,0 мм

S_x5 = 7,67 / 2,1 = 3,6 мм

S_x6 = 7,67 / 2,25 = 3,4 мм

S_x7 = 7,67 / 2,35 = 3,3 мм

S_x8 =7,67 / 2,40= 3,2 мм

– диаметр оправки в контрольных сечениях

dх = dк + 2tgβ х Lх,

где Lх – расстояние от пережима dк до контрольного сечения

d₈ = dк = 61,6 мм

d₇= 61,6 + 0,02 х 97,83 = 63,5 мм

d₆=61,6 + 0,02 х (97,83 + 46,88)= 64,5 мм

d₅= 61,6 + 0,02 х (97,83 +2 х 46,88)= 65,4 мм

d₄= 61,6 + 0,02 х (97,83 +3 х 46,88 )= 66,4 мм

d₃= 61,6 + 0,02 х (97,83 +4 х 46,88)= 67,3 мм

d₂= 61,6 + 0,02 х (97,83 +5 х 46,88)= 68 ,2 мм

d₁= 61,6 + 0,02 х (97,83 +6 х 46,88)= 69,2 мм

d₀= 61,6 +0,02 х (97,83 +7 х 46,88)= 70,1 мм

– диаметр ручья в контрольных сечениях

D_x=d_k+2S_x

D_0= 89,0 мм

D₀ = 70,1 + 2 х 8,19 = 86,5 мм

D₁= 69,2 + 2 х 6,1 = 81,4 мм

D₂= 68,2 + 2 х 5,3 = 78,8 мм

D₃= 67,3 + 2 х 4,5 = 76,3 мм

D₄= 66,4 + 2 х 4,0 = 74,4 мм

D₅= 65,4 + 2 х 3,6 = 72,6 мм

D₆= 64,5 + 2 х 3,4 = 71,3 мм

D₇= 63,5 + 2 х 3,3 = 70,1 мм

D₈ = 61,6 + 2 х 3,2 = 68,0 мм

2.2.1.2.3 Расчет ширины ручья

– конусность ручья калибра в контрольных сечениях

2tgα=(D_x – D_x+1) / L_x

где L_x- длина участка между контрольными сечениями;

участок 0-1

2tgα₁=(86,5 – 81,4) / 46,88 = 0,108

участок 1-2

2tgα₂=(81,4 – 78,8) / 46,88 =0,055

участок 2-3

2tgα₃=(78,8 – 76,3) / 46,88 =0,053

участок 3-4

2tgα₄=(76,3 – 74,4) / 46,88 =0,041

участок 4-5

2tgα₅=(74,4 – 72,6) / 46,88 = 0,038

учасок 5-6

2tgα₆=(72,6 – 71,3) / 46,88 = 0,027

участок 6-7

2tgα₇=(71,3 – 70,1) / 46,88 =0,025

участок 7-8

2tgα₈=(70,1 – 68,0) / 46,88 = 0,045

– вытяжка по площади поперечного сечения рабочего конуса в контрольных сечениях

_хп=S₀* (D₀ – S₀) / S_x * (D_x – S_x);

х_0=1,0

х₀=7,4 х (89,0 – 7,4) / 6,1 х (81,4 – 6,1) = 1,31

х₁=7,4 х (89,0– 7,4) / 5,3 х (78,8 – 5,3) = 1,55

х₂=7,4 х (89,0 – 7,4) / 4,5 х (76,3 – 4,5) = 1,87

х₃=7,4 х (89,0 – 7,4) / 4,0 х (74,4 – 4,0) = 2,14

х₄=7,4 х (89,0 – 7,4) / 3,6 х (72,6 – 3,6) = 2,43

х₅=7,4 х (89,0 – 7,4) / 3,4 х (71,3 – 3,4) = 2,62

х₆=7,4 х (89,0 – 7,4) / 3,3 х (70,1 – 3,3) = 2,74

х₇=7,4 х (89,0 – 7,4) / 3,2 х (68,0 – 3,2) = 2,91

– величина развалки в контрольных сечениях

B_x=b*t*_x*2*tgα

где b- коэффициент, учитывающий вынужденное уширение металла и износ инструмента(1,1-1,15), примем коэффициент b=1,1 .

B_0= 4,0 мм

B₀= B₁=1,1 х 32,5 х 0,99 х 0,108 = 3,82 мм

B₂=1,1 х 32,5 х 1,55 х 0,055 = 3,05 мм

B₃=1,1 х 32,5 х 1,87 х 0,053 = 3,54 мм

B₄=1,1 х 32,5 х 2,14 х 0,041 = 3,13 мм

B₅=1,1 х 32,5 х 2,43 х 0,038 = 3,30 мм

B₆=1,1 х 32,5 х 2,62 х 0,027 = 2,52 мм

B₇=1,1 х 32,5 х 2,74 х 0,025 = 2,45 мм

B₈=1,1 х 32,5 х 2,91 х 0,045 = 4,68 мм

– ширина ручья в контрольных сечениях

B_x=D_x+B_x,

B_0= 89,0 + 4,0 = 93,0 мм

B₀= 86,5 + 3,82 = 90,32 мм

B₁=81,4 + 3,82 = 85,22 мм

B₂=78,8 + 3,05 = 81,85 мм

B₃= 76,3 + 3,54 = 79,84 мм

B₄= 74,4 + 3,13 = 77,53 мм

B₅= 72,6 + 3,30 = 75,9 мм

B₆= 71,3 + 2,52 = 73,82 мм

B₇= 70,1 + 2,45 = 72,55 мм

B₈= 68,0 + 4,68 = 72,68 мм

– окончательная ширина ручья в контрольных сечениях с учетом минусового допуска на диаметр готовой трубы

B_p=B_x – 0,2 мм;

B_p0= 93,0 мм

B_p0= 90,32 – 0,2 = 90,12мм

B_p1= 85,22 – 0,2 = 85,02 мм

B_p2= 81,85 – 0,2 = 81,65 мм

B_p3= 79,84 – 0,2 = 79,64 мм

B_p4= 77,53 – 0,2 = 77,33 мм

B_p5= 75,9 – 0,2 = 75,7 мм

B_p6= 73,82 – 0,2 = 73,62 мм

B_p7= 72,55 – 0,2 = 72,35 мм

B_p8= 72,68 – 0,2 = 72,48 мм

– окончательный диаметр ручья D_p в контрольных сечениях с учетом минусового допуска на размер и припуска на упругую деформацию

D_p = D_x – 0,2 – 0,5 = D_x – 0,7 мм

D_p0= 89,0 мм

D_p0= 86,5 – 0,7 = 85,8мм

D_p1= 81,4 – 0,7 = 80,7мм

D_p2= 78,8 – 0,7 = 78,1 мм

D_p3= 76,3 – 0,7 = 75,6 мм

D_p4= 74,4 – 0,7 = 71,9 мм

D_p5= 72,6 – 0,7 = 71,9 мм

D_p6= 71,3 – 0,7 = 70,6 мм

D_{p 7}= 70,1 – 0,7 = 69,4 мм

D_p8= 68,0 – 0,7 = 67,3 мм

2.2.1.2.4 Расчет копира

– длина участков копира, соответствующая зонам ручья

L_x._k = L_зоны / 0,01 х R_ш,

где R_ш-радиус ведущей шестерни; для стана ХПТ 90

R_ш= 189,0 мм

а) участок редуцирования:

L_p.k = 62,5 / (0,01 х 189,0) = 33,07 мм

б) участок обжимной зоны:

L_0.k=328,21 / (0,01 х 189,0) = 173,65 мм

L_0.x= 173,65 / 7 = 24,8 мм

в) участок предотделочной зоны:

L_пр = 97,83 / (0,01 х 189,0) = 51,76 мм

г) участок калибровочной зоны:

L_k.k= 195,65 / (0,01 х 189,0) = 103,5 мм

– рабочая длина копира

L_раб.к= L_p.k+ L_0.k + L_пр + L_k.k

L_раб.к= 33,07 + 173,65 + 51,76 + 103,5=361,98 мм

– общая длина копира

L_общ.к = L_ход / 0,01 х R_ш

L_общ.к = 705 / (0,01 х 189,0) = 373,02 мм

– длина холостых участков копира

L_хол.к = (L_общ.к – L_раб.к ) / 2

L_хол.к=(373,02 – 361,98) / 2 = 5,52 мм

– вертикальные размеры копира:

h_х = h_х+1 х (D_p – D_p-1) / 2

h₈= 75,0 мм

h₇= 37,0 + (69,4 – 67,3) / 2 = 38,05 мм

h₆= 38,05 + (70,6 – 69,4) / 2 = 38,65 мм

h₅= 38,65 + (71,9 – 70,6) / 2 = 39,3 мм

h₄= 39,3 + (73,7 – 71,9) / 2 = 40,2 мм

h₃= 40,2 + (75,6 – 73,7) / 2 = 41,15 мм

h₂= 41,15 + (78,1 – 75,6) / 2 = 42,4 мм

h₁= 42,4 + (80,7 – 78,1) / 2 = 43,7 мм

h₀= 43,7 + (85,8 – 80,7) / 2 = 46,25 мм

h_0= 46,25 + (89,0 – 85,8) / 2 = 47,85 мм

– проверка расчетов по разности диаметров ручья и высот копира:

а) по диаметру ручья копира

(D_p0 – D_p8) / 2 = (89,0 – 67,3) / 2,0 = 10,85 мм

б) по высоте копира

h_0 – h₈ = 47,85 – 37,5 = 10,35 мм

Процент расхождения: ((10,85 – 10,35) / 10,85) х 100% = 4,6%

Содержание

Введение ……………………………………………………………

1. Описательная часть………………………………………………..

1.1 Описание свойств стали марки 08Х18Н10Т…………..................

1.2 ГОСТ 9941 и требования, предъявляемые к

готовым изделиям………………………………………………….

1.3 Описание существующей технологии производства

продукции и ее анализ…………………………………………….

1.4 Выбор новой технологии и ее обоснование…………………….

1.5 Описание основного и вспомогательного оборудования………

1.6 Брак и меры, применяемые для его устранения…………...........

2 Расчетная часть……………………………………………………..

2.1 Обоснование выбора размера заготовки………………………..

2.2 Расчет калибров и оправок для стана ХПТ 90……………….....

2.3 Расчет и заполнение нормативно технологических карт …......

Приложение