книги из ГПНТБ / Каган Я.А. Технологические расчеты в котлостроении учебное пособие

которое после простых преобразований принимает следующий вид:

Другой, более удобный вид формулы (163), выражающей

условие наличия ск-ладкообразования при штамповке днища:

Dдн

где k.

D,

Формула (164) в большей мере, чем формула (161), учи­ тывает параметры процесса штамповки днища, так как в нее входит коэффициент вытяжки kBm, поэтому она является бо­ лее точной.

Формула (164) характеризует то соотношение размеров заготовки ( DBaz, Df“m, sdH ), при котором становится необ­

ходимым применять прижим заготовки к матрице для пре­ дупреждения складкообразования при вытяжке. Следует отметить, что применение прижима заготовки к матрице, вы­ зывающее резкое возрастание необходимого усилия пресса, должно осуществляться лишь в тех случаях, когда это дей­ ствительно вызывается необходимостью.

12. О СПОСОБЕ ШТАМПОВКИ ТОЛСТЫХ ДНИЩ БАРАБАНОВ КОТЛОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Вследствие того, что днища барабанов котлов в. д. до недавнего времени изготовлялись с переменной толщиной стенки (см. рис. 24-а, где показан эскиз днища барабанов котлов высокого давления, изготовляемых Барнаульским

для придания им соответствующей формы (см. рис. 24-6, где показан эскиз заготовки днища: пунктиром до и сплошными линиями после механической обработки). Возникает вопрос: какой стороной плоской (а) или механически обработанной (б) плита заготовки должна быть обращена к пуансону при штамповке днища?

Ранее установка заготовки под прессом для штамповки, согласно существовавшему на 'заводе технологическому про­

127

цессу, производилась так, чтобы гладкая сторона (а) была обращена к пуансону, то есть соответствовала внутренней по­ верхности днища, а обработанная на станке профильная сто­ рона (б) — наружной поверхности днища (см, рис. 24-в).

Как показал опыт, большое количество днищ после штам­ повки имели на наружной поверхности надрывы металла, различной протяженности и глубины. Наибольший процент дефектности имели днища с меньшим диаметром [Л. 12].

Вырубка дефектных участков, заварка их и зачистка пос­ ле заварки задерживали производство и увеличивали затраты на изготовление днища.

Специально проведенные на Барнаульском заводе наблю­ дения показали, что надрывы на днищах располагаются по окружности, в определенной зоне поверхности заготовок, об­ работанной на станке. Металлографическими исследованиями было установлено, что эта зона соответствует зоне внецентренной ликвации слитка стали (усы), в которой, как известно, сосредоточиваются крупные скопления сернистого марганца. На рис. 24-6 показано штриховыми линиями расположение зон внецентренной ликвации в листе. После механической об­ работки контур подготовленной под штамповку заготовки пе­ ресекает зону ликваций и выводит ее на поверхность. Во вре­ мя штамповки наружная поверхность днищ подвергается рас­ тяжению, и в месте выхода на нее металла ликвационной зо­ ны, обладающего пониженными механическими свойствами, образуются надрывы. Чем меньше диаметр днища, то есть чем больше степень деформации металла, тем многочислен­ нее и глубже надрывы. Таким образом, было установлено, что образование надрывов на днищах при штамповке обуслов­ лено не низким качеством металла листов, а связано с естест­ венным строением крупных слитков стали, особенностью кон­ струкции днищ в. д. (разная толщина стенки в цилиндриче­ ской и донной части) и технологией штамповки.

Было сделано заключение, что при штамповке днищ про­ фильную сторону заготовок, на поверхность которой выходит зона ликвации, следует обращать к пуансону, где имеет место деформация сжатия металла (см. рис. 24-г).

Опыт такой штамповки показал, что надрывов металла в месте выхода ликвационной зоны на внутреннюю поверхность днищ больше не стало наблюдаться, а имевшиеся опасения образования складок и зажимов на внутренней поверхности' днища не подтвердились.

128

Новое расположение толстых заготовок под прессом по рис. 24-г при штамповке днищ для барабанов котлов высокого давления в настоящее время введено на Барнаульском ко­ тельном заводе в технологический процесс и дает положитель­ ные результаты.

В последнее время стали применять для котлов в., д. штам­ повку днищ из листов одинаковой толщины с цилиндрической частью с применением приварных усиливающих колец.

13.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ШТАМПОВ

1.Диаметр пуансона определяется по формуле

утолщающейся в процессе штамповки кромки днища без за­ щемления ее (см. рис. 21).

Нормальное утолщение кромки составляет 10—15% от s'a«.

[наиболее благоприятный силовой режим вытяжки отвечает значению

гя — (8 -5- Ю) sfH\.

Высота цилиндрической части пояска матрицы берется равной'^ толщине заготовки:

15.ПРИМЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ ШТАМПОВКИ ДНИЩА БАРАБАНА

ИДОНЫШКА КАМЕРЫ

1.Примерный технологический расчет штамповки днища барабана котла высокого давления (расчет штамповки без

прижима)

Произвести технологический расчет штамповки днища барабана, котла типа ТП-100, паропроизводительностьг.)

132

D= 640 т/час, рабочее давление пара в барабане р бар=\ЪЬ am.

гее рдл — полупериметр эллипсоидной части днища, опре­ деляемый по формуле (148),

Припуск по высоте цилиндрической части днища на механи­ ческую обработку принимается равным

133

2. Определение необходимости прижима Заготовки при штамповке днища. Предельное соотношение между диаметром заготовки и толщиной штампуемого листа, характеризующее начало интенсивного складкообразования, выражается фор­ мулой (164):

D3ai 100

>4,5 (1 - к ш) ’

где к,т— коэффициент вытяжки, характеризующий отно­ сительное сокращение исходного диаметра заготовки и определяемый соотношением (139):

23,4 > 52,4; таким образом, условие наличия складкообразо­ вания [формула (164)] не выполняется.

Следовательно, прижим заготовки не требуется.

3. Определение удельного давления течения (р) и общего усилия вытяжки Р. Общее усилие вытяжки, потребное для штамповки днища, которое должно быть приложено к пуан­ сону, определяется по формуле (132)

где: D%*m— внутренний диаметр днища, мм\

s'dH— выходная толщина днища (см. рис. 23), мм\

р— суммарное удельное давление течения металла, отнесенное к выходному поперечному сечению днища. Величина р определяется, для случая штамповки без прижима, по формуле (160)

Р — U 5 ( ~ ^ г - 1 V о' кг/мм*.

\ и внт /

Расчетная температура деформирования принимается ~800°G, этой температуре соответствует, из таблицы 2, для стали 16 ГНМ значение ,« , - 1 2 KtjMM,2.

134

Так как полученное усилие на пуансон получилось боль­ ше, чем располагаемое максимальное усилие установленного на котлостроительном заводе гидравлического пресса, равное РмаКс =4500 т, то необходимо сделать пересчет.

Принимая расчетную температуру деформирования (ко­

Соответственно, общее усилие на пуансон получится равным

то есть значение потребного усилия практически совпадает с максимальным располагаемым усилием-(4500 г).

4. Определение размеров штампа. Основные размеры штампа см. рис. 21. Диаметр пуансона определяется по фор­ муле (165)

А> = D*"Hm+ Ш терм - Ш мех,

где h-DmepM— поправка на термическую усадку при охлаж­ дении днища, принимаемая равной, при

гдеф = т ° с

135