Операции формоизменения заготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обоснование проекта модернизации

1.1 Характеристика завода АО ВМЗ

1.2 Обоснование целесообразности проекта

2. Оборудование и технология производства

2.1 Требования к исходному материалу

2.2 Описание технологического процесса

2.2.1 Складирование листовой стали

2.2.2 Задача металла в производство

2.2.3 Правка листа

2.2.4 Контроль геометрии листа (длина, толщина, ширина)

2.2.5 Приварка технологических планок

2.2.6 Обработка продольных кромок листов под сварку

2.2.7 Подгибка продольных кромок листов

2.2.8 Формовка основной части профиля трубных заготовок

2.2.9 Клеймение трубных заготовок

2.2.10 Гидросбив окалины

2.2.11 Сушка трубных заготовок, маркировка

2.2.12 Сборка стыка кромок и сварка технологического шва

2.2.13 Ремонт технологических швов

2.2.14 Сварка внутреннего рабочего шва

2.2.15 Сварка наружных швов

2.2.16 Охлаждение зоны сварочного соединения

2.2.17 Неразрушающий контроль сварного шва после сварки

2.2.18 Плазменная обрезка концов труб

2.2.19 Калибрование труб

2.2.20 Фрезерование валика усиления внутреннего шва на концах труб

2.2.21 Предварительная механическая обработка торцов труб

2.2.22 Гидравлическое испытание труб

2.2.23 Неразрушающий контроль после гидроиспытаний

2.2.24 Механическая обработка торцов труб

2.2.25 Окончательная приёмка труб

2.2.26 Маркировка труб

2.3 Конструкция ПШФ

2.4 Технологическая схема изгиба заготовки на ПШФ

2.5 Дефекты

3. Специальная часть

3.1 Способ подгибки кромок на ПШФ

3.2 Определение геометрических параметров

4. Безопасность жизнедеятельности

Заключение



Введение

Стальные трубы широко применяются во всех отраслях промышленности для добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых и, прежде всего, нефти, газа, в энергетике и машиностроении, авиации, ракетно-космической технике, сельском хозяйстве и т.д. Они используются для сооружения магистральных нефтепроводов.

Общая потребность в трубах большого диаметра складывается из спроса труб на ремонт и реконструкцию действующих магистральных трубопроводов и на строительство новых.

На "ВМЗ" существует промышленная технология изготовления стальных электросварных труб для строительства магистральных газонефтепроводов. В настоящее время ТЭСК ТБД производит трубы диаметром от 508 до 1420 мм, с толщиной стенки от 8 до 48 мм. Формовка труб большого диаметра на ОАО "ВМЗ" осуществляется на прессах.

Применение такого метода формовки заготовок конечной длины позволяет избежать искривления концевых участков и повысить точность геометрических параметров трубной заготовки, что в свою очередь обеспечивает качество готовой трубы.

Исходной заготовкой для изготовления труб служит листовая сталь поставки основных металлургических комбинатов России и Украины. Листовой металл подвергается 100% ультразвуковому контролю у поставщика листовой стали. Многоступенчатый поэтапный неразрушающий контроль гарантирует качество и надежность поставляемых труб.

Разработанный фирмой "SMS Меег" процесс формовки JCOE, при котором в качестве основного агрегата используется гибочный пресс, утвердился в последние годы на рынке производства сварных труб большого диаметра. В условиях конкуренции с технологией UOE (формовкой на U- и О- образных гибочных прессах, сваркой и экспандированием) и с технологией 3-валковой гибки благодаря более высокой степени гибкости, высочайшему качеству и более низким инвестиционным затратам.

Основными операциями формоизменения заготовки являются подгибка кромок, формовка основной части трубной заготовки, сборка и сварка трубной заготовки и экспандирование.

Задачей данной выпускной квалификационной работы является модернизация участка пресса шаговой формовки с целью увеличения производительности, сокращения рабочих площадей цеха и достижения возможности подгибки кромок и формовки основной части заготовки на одном прессе.

Для достижение поставленной цели необходимо изучить технологию, оборудование ТЭСА 1420 рассмотреть возможные дефекты при производстве ТБД.

шаговый формовка пресс кромка



1. Обоснование проекта модернизации

1.1 Характеристика завода АО ВМЗ

Выксунский металлургический завод - один из старейших центров металлургической промышленности России, основан в 1757 году.

Расположение завода в средней полосе России обусловлено благоприятными климатическими условиями, близости таких крупнейших потребителей продукции завода, как Сургут, Башкирия, Северный Кавказ, а также наличие необходимых материальных и энергетических ресурсов для обеспечения производства. Все это и определяет целесообразность и необходимость дальнейшего производства труб на этом заводе.

Расположение завода обосновывается исходя из наиболее экономически выгодных транспортных связей предприятия. Недалеко от завода проходит железнодорожная и автомобильная магистраль, а также протекает река Ока, что обеспечивает удобство в транспортировке сырья и готовой продукции.

Сегодня ОАО «ВМЗ» мощное, оснащенное современным оборудованием предприятие - одно из ведущих в черной металлургии России по производству стальных электросварных труб.

Трубоэлектросварочный цех №4

Цех по производству многослойных труб большого диаметра (ТЭСЦ-4) был введен в эксплуатацию в 1982 г. и был рассчитан на производство труб диаметром 1020 -1420 мм с толщиной стенки от7-32 мм. 

В настоящее время трубы большого диаметра могут изготавливаться на двух независимых линиях UOE(1020) и JCO(1420)

Впервые в России при прокладке крупнейших магистральных трубопроводов используются отечественные прямошовные толстостенные трубы диаметром 1420 мм, которые производят на ВМЗ - в ТЭСЦ - 4. ОМК является основным поставщиком труб для сухопутного участка Nord Stream «Газпрома» и ключевым для нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан «Транснефти». Выполнены поставки более 250 тыс. т труб по проекту Nord Stream и более 170 тыс. по проекту ВСТО.

Исходной заготовкой для труб служит листовая сталь которая подвергается 100% ультразвуковому контролю Качество электросварных труб обеспечивается:

Входным контролем качества листовой стали и сварочных материалов;

Неразрушающим контролем

Гидравлическим испытанием каждой трубы при допускаемом напряжении, равным 0,95 от минимального предела текучести;

Механическими испытаниями основного металла и сварного шва труб;

Визуальным осмотром внутренней и наружной поверхности измерение геометрических параметров трубы;

Маркировкой труб;

Комплексными испытаниями антикоррозионного покрытия труб

1.2 Обоснование целесообразности проекта

В современных условиях одной из самых главных задач черной металлургии является снижение себестоимости проката черных металлов, при значительном повышении качества металлопродукции. Эта задача решается главным образом путем широкого технического перевооружения предприятий черной металлургии. К числу важных мероприятий этой задачи относится усовершенствование уже существующего оборудования с целью повышения его надежности, экономичности и производительности, а так же улучшения качества производимой продукции.

В качестве мероприятия в данной выпускной квалификационной работе предлагается разработать способ формовки трубной заготовки для совместной формовки кромок и основной части профиля заготовки на ПШФ



2. Оборудование и технология производства

2.1 Требование к исходному материалу

Сварные одношовные и двухшовные трубы изготавливают из листового проката класса прочности К42-К70, а также категорий прочности В, Х42-Х80 по АРI Sрес 5L. Марка стали, класс прочности, состояние поставки, нормативный документ поставки листового проката указаны в технологической .

Листы поставляются длиной в пределах 11600-12200 мм с допускаемым отклонением по длине плюс 100 мм.

По согласованию допускается поставка отдельных листов длиной не менее 10500 мм.

Предельные отклонения по толщине листовой стали указаны в технологической карте

Ширина листов для заказа в зависимости от толщины и диаметра труб приведена в технологических картах .

Листы должны поставляться обрезанными под прямым углом. Серповидность не должна превышать 1 мм на погонный метр, но не более 12 мм на всей длине листа.

Косина реза и серповидность не должны выводить листы за номинальные размеры по ширине и длине.

Отклонение от плоскостности не должно превышать 8 мм на один метр длины. При этом отклонение от плоскостности по всей длине листа не должно превышать 10 мм.

На поверхности листовой стали не должно быть прокатных и слиточных плен, гармошки, раскатанных пузырей, трещин и загрязнений, раковин от окалины, вкатанной окалины и пузырей вздутий.

Допускается зачистка поверхностных дефектов, не выводящая размеры листов за предельные отклонения по толщине.

На поверхности листовой стали допускается окалина, образовавшаяся при охлаждении после прокатки, при термообработке и не препятствующая выявлению поверхностных дефектов, рябизна, отдельные отпечатки и риски, и другие местные дефекты, не выводящие размеры проката за предельные отклонения.

На обрезных кромках листов не должно быть зазубрин, расслоений, трещин-расщеплений, рваной и затянутой кромки.

Химический состав стали в состоянии поставки представлен в технологической карте и принимается в соответствии с документом о качестве предприятия изготовителя листовой стали.

Механические свойства листовой стали представлены в технологической карте контроля

На каждом листе должна быть нанесена маркировка несмываемой краской с указанием:

марки стали или ее шифра;

класса или категории прочности стали;

индекса завода изготовителя;

номинальных размеров листа (длины, ширины, толщины);

номеров плавки, партии листа.

Каждый лист должен быть подвергнут ультразвуковому контролю на заводе-поставщике металла.

2.2 Описание технологического процесса производства труб большого диаметра

2.2.1 Складирование листовой стали

Сталь складируется в штабели на складе металла цеха в соответствии с картой контроля и испытаний по маркам или классам прочности стали, ширине и толщине листов, типу исполнения. Учет металла, поступающего на склад, производится бригадиром по перемещению сырья на складе листа. Перед задачей в производство контролер ОТК осуществляет в соответствии с картой контроля и испытаний входной контроль листов, включающий контроль:

- наличие сертификата;

- соответствия сертификатных данных требованиям нормативной документации

2.2.2 Задача металла в производство

Задача металла в производство производится согласно заданию начальника ПРБ цеха и по разрешению контролера ОТК. Задача листов осуществляется при помощи приёмного транспортёра рольганга, листоукладчика и поперечного транспортёра. Укладка пакета листов на рольганг производится мостовым магнитным краном. ОТК регистрирует в журнале каждый лист и заносит данные в панель ЭВМ. На верхней поверхности листа наносится цеховой номер по середине ширины листа на расстоянии 200-250 мм от Северного конца листа.

2.2.3 Правка листа

Перед правильной машиной поверхность листа очищается от посторонних предметов устройством для очистки листа, и лист центруется относительно оси правильной машины с помощью двух пар вертикальных роликов. Правка листов производится в девятивалковой правильной машине закрытого типа. После выхода листа из правильной машины отслоившаяся окалина удаляется с поверхности листа щёточной машиной и пылеотсосом.

2.2.4 Контроль геометрии листа (длина, толщина, ширина)

Контроль размеров листа производится выборочно. Контроль размеров осуществляется не реже трех раз в смену, а также при переходе на новый типоразмер. Измерение геометрических параметров осуществляет контролер ОТК. Результаты измерений фиксируются в журнале контроля геометрических параметров.

2.2.5 Приварка технологических планок

Приварка технологических планок осуществляется на специальном оборудовании в соответствии с технологией, описанной в инструкции.

2.2.6 Обработка продольных кромок листов под сварку

Обработка продольных кромок листов производится на кромкофрезерной установке. Кромкофрезерная установка оснащена двумя, независимыми друг от друга кромкофрезерными узлами с обеих сторон, которые производят последовательную обработку кромок. Два первых фрезерных узла выполняют предварительное резанье кромки, два вторых фрезерных узла обрабатывают резаньем кромку требуемой формы. На участке входа первого фрезерного узла расположены измерительные устройства.

2.2.7 Подгибка продольных кромок листов

Подгибка продольных кромок листов осуществляется шаговым способом на кромкогибочном прессе одновременно с двух сторон, последовательно участками по всей длине.

Листы заданной ширины с подготовленными под сварку кромками подаются вводным рольгангом с предварительной центровкой к кромкогибочному прессу. Гибочные траверсы поднимаются, и участки продольных кромок подгибаются при помощи матриц вокруг пуансонов по заданному профилю на длине шага подгибки, составляющим до 2200 мм. После сброса давления происходит опускание гибочных траверс. При помощи входного и выходного рольгангов лист перемещается по длине шага подачи и происходит следующая операция гиба. По выводному транспортному рольгангу заготовка с подогнутыми кромками выдается из пресса. 

2.2.8 Формовка основной части профиля трубных заготовок

Формовка основной части профиля трубных заготовок осуществляется на прессе шаговой формовки способом многопереходной гибки участков от подогнутых кромок к середине профиля одновременно по всей длине заготовок и обеспечивает получение трубных заготовок незамкнутого О-образного профиля.

Лист (с предварительно обработанными и загнутыми кромками) устанавливается манипуляторами в положение гибки и подвергается процессу поэтапной формовки по всей длине с помощью штампа, выбираемого в соответствии с необходимыми размерами готовой трубы. Пресс снабжён двумя манипуляторами. На первом этапе лист загибается только с одной стороны, в результате чего получается сечение J-образной формы. Затем лист перемещается на другую сторону, и второй манипулятор устанавливает его для гибки другой стороны. Таким образом, получается С-образный профиль и, в конце концов, О-образный. Получаемая труба с открытым швом имеет достаточно круглую форму с плоскопараллельными, идеальными для сварки кромками.

2.2.9 Клеймение трубных заготовок

Сформованная трубная заготовка подаётся на установку для механизированного клеймения на наружной поверхности заготовки. Ставят знак завода-изготовителя труб, марку стали, год изготовления, завод - поставщик материала, порядковый номер трубы по задаче листа.

2.2.10 Гидросбив окалины

Трубная заготовка после маркировки с помощью транспортной тележки подается на участок гидросбива для очистки от окалины внутренней и наружной поверхности струями воды давлением до 20 МПа.



2.2.11 Сушка трубных заготовок, маркировка

Трубная заготовка после гидросбива окалины поступает на сушку. Сушка осуществляется в проходной печи при температуре до 10000С, при этом температура трубной заготовки не должна превышать 200-2200С. Маркирование производят вручную, наносят несмываемой краской номер трубы.

2.2.12 Сборка стыка кромок и сварка технологического шва

После установки стыка трубной заготовки в верхнее положение происходит её фиксация. Трубная заготовка проталкивается во входную клеть, где происходит сварка кромок заготовки сварочным аппаратом. Технологические швы свариваются в среде углекислого газа одной дугой при помощи сварочного аппарата. В качестве сварочных материалов используется проволока марки Св-08Г2С.

2.2.13 Ремонт технологических швов

Ремонту подлежат следующие дефекты: смещение шва; поры, цепочки; вздутые участки; трещины; прожоги; не сваренные участки.

Ремонт выполняется полуавтоматической сваркой в среде углекислого газа или ручной электродуговой сваркой, либо зачисткой шлифмашинкой.

2.2.14 Сварка внутреннего рабочего шва

После сварки технологических швов трубы поступают на станы сварки внутренних швов. Внутренние швы свариваются под флюсом трех- и четырехдуговой сваркой. Трубы после сварки внутреннего шва поступают на установку для удаления флюсовой корки.

2.2.15 Сварка наружных швов

Сварка наружного рабочего шва выполняется под флюсом трех-, четырех- и пятидуговой сваркой. 

2.2.16 Охлаждение зоны сварочного соединения

После станов сварки наружных швов трубы поступают на транспортер для охлаждения сварного соединения. Одновременно на цепях транспортера может перемещаться, охлаждаясь при этом естественным путем, шесть труб.

2.2.17 Неразрушающий контроль сварного шва после сварки

Каждая труба после охлаждения зоны сварного соединения в соответствии с картами контроля и испытаний подвергается:

- автоматизированному ультразвуковому контролю (АУЗК) продольных сварных швов труб;

-рентгенотелевизионному контролю (РТК) участков сварных швов труб, имеющих отметки автоматизированного ультразвукового контроля о наличии дефектов;

- ручному ультразвуковому контролю (РУЗК) участков сварных швов труб с отметками АУЗК, наличие дефектов на которых не подтверждено ТРК

2.2.18 Плазменная обрезка концов труб

На данном участке производится отрезка дефектных концевых участков трубных заготовок, включая технологические планки.

2.2.19 Калибрование труб

Калибровка двухшовных и одношовных труб производится раздачей труб по всей длине гидромеханическим экспандером с целью обеспечения требуемой точности по наружному диаметру, величине овальности концов и прямолинейности труб.

2.2.20 Фрезерование валика усиления внутреннего шва на концах труб

Снятие усиления внутреннего шва труб производится вращающейся наклонной фрезой на специальных станках, расположенных в шахматном порядке. После снятия усиления шва одного конца трубы происходит снятие усиления другого конца трубы на расстоянии 150 мм от торца трубы.

2.2.21 Предварительная механическая обработка торцов труб

Участок предназначен для механической обработки торцов труб без образования фасок.

2.2.22 Гидравлическое испытание труб

Испытание труб производится на гидростатическом испытательном прессе, обеспечивающем создание заданного уровня давления воды внутри трубы, и поддержания давления не менее 20 МПа, а также обстукивания труб в процессе испытания.

2.2.23 Неразрушающий контроль после гидроиспытаний

Каждая труба после гидроиспытаний подвергается приемочному неразрушающему контролю, включающему в общем случае:

-автоматизированный ультразвуковой контроль (АУЗК) продольных сварных швов труб и основного металла концов труб;

- ручной ультразвуковой контроль (РУЗК) участков сварных швов труб с отметками АУЗК;

- ручной ультразвуковой контроль (РУЗКК) основного металла концов труб с отметками АУЗК;

-рентгенотелевизионный контроль концевых участков сварных швов и участков сварных швов с отметками РУЗК;

- магнитолюминесцентный контроль (МЛК) фаски.

2.2.24 Механическая обработка торцов труб

Участок предназначен для механической обработки торцов труб с образованием фасок.



2.2.25 Окончательная приёмка труб

Трубы поступают на площадку окончательной приёмки труб, где производится контроль требуемых значений параметров трубы. Контролер ОТК производит осмотр каждой трубы, замер овальности концов каждой трубы, разметку дефектных участков с указанием вида ремонта в соответствии с картами контроля и испытаний.

2.2.26 Маркировка труб

Маркировка наносится вручную с помощью краскопульта по специальному трафарету на внутреннюю поверхность на расстоянии около 500 мм (для труб диаметром 530 мм около 300мм) от торца несмываемой краской.

Приёмка труб на склад и их складирование. Погрузка труб в вагоны электромостовыми трапами.

2.3 Конструкция пресса шаговой формовки

Формовка основной части профиля трубных заготовок осуществляется на прессе шаговой формовки способом многопереходной гибки участков от подогнутых кромок к середине профиля одновременно по всей длине заготовок и обеспечивает получение трубных заготовок.

Пресс шаговой формовки имеет возможность работы по двум технологиям формовки путем многопереходной гибки участков профиля заготовки:

способом гибки по пуансону заданного радиуса с помощью двух опорных колодок;

способом свободного изгиба на универсальном инструменте, состоящем из узкого пуансона и двух опорных колодок.

Пресс шаговой формовки состоит из следующих узлов:

транспортный рольганг;

рама пресса;

верхняя балка;

нижняя балка;

приемный рольганг;

опрокидывающие столы;

манипуляторы;

тележка выталкивания;

рабочий инструмент;

сменные устройства.

Транспортный рольганг предназначен для подачи заготовок с подогнутыми продольными кромками шириной от 1457 до 4327 мм на приемный рольганг пресса.

Рама пресса предназначена для крепления гидравлического силового оборудования.

Верхняя балка предназначена для крепления приемного устройства, несущего рабочий инструмент пресса.

Нижняя балка предназначена для крепления опорных колодок.

Приемный рольганг предназначен для приема с транспортного рольганга заготовок длиной 8-13 м и центровки их по длине с точностью + 100 мм относительно рабочего инструмента пресса. Приемный рольганг выполнен подъемно-опускаемым и оборудован приводными роликами.

Опрокидывающиеся столы предназначены для улучшения условий подачи и поддержания заготовок при формовке:

наклона заготовки перед ее перемещением и установки заготовки в требуемое положение для формовки;

поддержания заготовки с двух сторон при выполнении операции гибки.

Опрокидывающиеся столы установлены с правой и левой стороны пресса и состоят из рам, на верхней части которых установлены холостые ролики для перемещения заготовки в поперечном направлении относительно продольной оси пресса. Рамы опираются на передние и задние приводные рычаги, которые оборудованы подъемными устройствами.

Угол максимального наклона столов составляет 6 градусов.

Манипуляторы предназначены для выполнения операций перемещения, установки и поддержания заготовок в процессе формовки. Они состоят из двух горизонтальных манипуляторов и одного вертикального манипулятора:

горизонтальные манипуляторы обеспечивают поперечное перемещение заготовок и установку их в требуемое положение в конце каждого хода при шаговой подаче. Манипуляторы расположены с правой и с левой стороны пресса и выполнены в виде перемещающихся тележек, каждая из которых оборудована двумя упорами, установленными со стороны пресса;

вертикальный манипулятор предназначен для улучшения условий подачи заготовок между операциями шаговой формовки и выполнен в виде подъемно-опускаемых опор, которые установлены между опорными колодками.

Тележка выталкивания предназначена для выдачи заготовок из пресса.

Рабочий инструмент предназначен для деформирования участков профиля заготовок. В его состав входят верхний и нижний рабочий инструмент.

Верхний инструмент включает:

гибочный нож, предназначенный для формовки толщин стенок

заготовок свыше 40 мм;

рабочий инструмент - пуансон, предназначенный для формовки толщин

стенок заготовок менее 40 мм.

Нижний инструмент выполнен в виде двух опорных колодок, установленных на нижней балке пресса.

Пуансон и два ряда опорных колодок состоят из десяти отдельных секций.

Сменные устройства предназначены для перевалки рабочего инструмента при переходе на формовку заготовок труб другого типоразмера и состоят из трех сменных устройств:

сменное устройство подкладок;

сменное устройство формовочного ножа;

сменное устройство пуансонов.

2.4 Технологическая схема изгиба заготовки на ПШФ

Заготовка с подогнутыми продольными кромками подается транспортным рольгангом к прессу на загрузочный подъемный приводной рольганг и центрируется по длине относительно рабочего инструмента.

Приемный рольганг опускается, и лист укладывается на наклоняющийся стол. По пластинам скольжения этого стола заготовка горизонтальным манипулятором перемещается в поперечном направлении до упора ее продольной кромки в другой манипулятор.

При помощи горизонтальных манипуляторов заготовка устанавливается на первую позицию гибки.

Формовочный нож с пуансоном опускается вниз до запрограммированной позиции и выполняет первую операцию гибки. При этом регистрируется, выдается на пульт оператора и в систему управления усилие формовки, а также величина рабочего хода.

После этого пуансон поднимается и возвращается в промежуточное положение, а заготовка приподнимается вертикальным манипулятором над опорными колодками.

При помощи горизонтальных манипуляторов по наклонной поверхности подъемно-поворотного стола заготовка перемещается в поперечном направлении на величину шага подачи в пределах 150-400 мм. При этом вертикальный манипулятор опускается в исходное положение.

Отформованный участок профиля поддерживается в требуемом наклонном положении с другой стороны вторым подъемно-поворотным столом и устанавливается манипуляторами для выполнения второй операции формовки.

Затем выполняется гибка второго участка профиля заготовки. Этот процесс установки и формовки повторяется до тех пор, пока не будет изогнута первая половина профиля заготовки.

После окончания формовки одной половины профиля заготовки подъемно-поворотные столы опускаются в исходные положения.

Заготовка перемещается в поперечном направлении при помощи горизонтальных манипуляторов и устанавливается в рабочей зоне для формовки участка профиля, примыкающего к другой подогнутой кромке.

После этого процесс шаговой формовки второй половины профиля заготовки выполняется аналогично первому. Последний шаг гибки должен осуществляться точно по середине продольной оси заготовки.

После окончания последнего шага формовки трубной заготовки гибочный пуансон поднимается, подъемно-поворотные столы опускаются, а горизонтальные манипуляторы возвращаются в исходные положения.

Трубная заготовка приподнимается над опорными колодками подъемным рольгангом и выталкивается вдоль формовочного ножа в продольном направлении при помощи выталкивателя на выходной рольганг.

Контроль геометрических параметров О-образных заготовок производится оператором в начале смены, при настройке пресса, изменении класса (группы) прочности стали, периодически не реже трёх раз в смену.



Рисунок 1 - Рабочий инструмент (пуансон)

2.5 Дефекты

Риска - дефект поверхности в виде канавки без выступа кромок с закругленным или плоским дном

Образуется от царапания поверхности металла транспортным или технологическим оборудованием

Поперечные риски

Образуются:

при поперечном перемещении листа на участках задачи листов в производство и приварки технологических планок,

во время формовки в U-заготовку на линии ТЭСА 1020,

при поперечном перемещении листа на ПШФ на участке формовки листов ТЭСА 1420,

при вращении трубы на поворотных роликах



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Поперечные риски

Продольные риски

Образуются:

при продольном перемещении листа в случае отсутствия вращения транспортных валков,

во время перемещения в О-прессе на линии ТЭСА 1020,

при продольном перемещении трубы в потоке в случае отсутствия вращения транспортных рольгангов,

при продольном перемещении трубы в сборочно-сварочных станах.

По расстоянию между рисками (L), можно определить на каком оборудовании возник дефект.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Продольные риски

Задир - дефект поверхности в виде канавки с собранным на конце металлом.

Образуется от царапания поверхности металла транспортным или технологическим оборудованием.

Хаотичное расположение на наружной поверхности трубы

Образуются при повреждении поверхности металла листа и труб:

от роликовых и плоских проводок участка формовки, поддерживающих лист,

от налипшей окалины и инородных частиц на транспортном оборудовании;

от налипшей окалины и инородных частиц на вкладышах пресса окончательной формовки линии ТЭСА1020 и на опорных бойках пресса окончательной формовки линии ТЭСА 1420;

от налипшей окалины и инородных частиц на роликах сборочно-сварочных станов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - Задиры на наружной поверхности трубы

Хаотичное расположение на внутренней поверхности трубы

Образуются при повреждении поверхности металла листа и труб:

от налипшей окалины и инородных частиц на технологическом инструменте экспандера.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5 - Задиры на внутренней поверхности трубы

Продир - нарушение целостности поверхностного слоя листа или трубыобразованием углублений произвольной длины, геометрии и глубины;поверхность в области дефекта может быть светлой (с блеском вследствиеудаления окисленного слоя) или покрытой ржавчиной .

Образуется от резкого трения проката и труб о детали транспортного или технологического оборудования

Поперечные продиры

Образуются:

при поперечном перемещении листа на участках задачи листов в производство и приварки технологических планок,

во время формовки в U-заготовку на линии ТЭСА 1020,

при поперечном перемещении листа на ПШФ на участке формовки листов ТЭСА 1420,

при вращении трубы на поворотных роликах

По расстоянию между продирами (L), можно определить на каком оборудовании возник дефект.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Поперечные продиры

Продольные продиры

Образуются:

при продольном перемещении листа в случае отсутствия вращения транспортных валков,

во время перемещения в О-прессе на линии ТЭСА 1020,

при трении нижней поверхности листа об опорные бойки пресса во время формовки на линии ТЭСА 1420,

при продольном перемещении трубы в потоке в случае отсутствия вращения транспортных рольгангов,

при продольном перемещении трубы в сборочно-сварочных станах.

По расстоянию между продирами (L), можно определить на каком оборудовании возник дефект.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Продольные продиры



3. Специальная часть

3.1 Способ подгибки кромок на прессе шаговой формовки

Устройство для формовки трубной заготовки на прессе шаговой формовки (рис. 8) содержит установленные на основании - 1 матричные опоры - 2 и расположенный в другой части штампа пуансон - 3.

Рисунок 8 - Поперечный разрез устройства для формовки заготовки

Первоначально лист (с предварительно загнутыми кромками) 4 укладывается на матричные опоры 2, центрируется по длине относительно пуансона 3 и устанавливается на первую позицию гибки. Пуансон 3 опускается до запрограммированной позиции и производит первую операцию гибки.

Расстояние между матричными опорами относительно велико, поэтому производить операцию гибки кромок не возможно. Для этого необходимо между матричными опорами 2 установить секторную матрицу 4 с однорадиусной рабочей поверхностью (рис. 9).

Рисунок 9 - Поперечный разрез данного устройства в рабочем положении

Матричные опоры и секторная матрица могут иметь для регулировки подкладки или клинья 5. При подгибке кромки заготовка 6 занимает положение, показанное на рисунке 8 сплошной линией, а при гибке основной части - положение, показанное штриховой линией, без контакта с секторной матрицей. Радиус секторной матрицы выбирается таким, чтобы он был менее наименьшего требуемого для подгибки кромки на величину распружинивания заготовки. Края секторной матрицы делаются скругленными для исключения повреждения заготовки, когда та перемещается от секторной матрицы к матричным опорам.

Технологическая схема изгиба заготовки происходит следующим образом: первоначально заготовка 6 укладывается на секторную матрицу 4, центрируется по длине относительно пуансона 3 и устанавливается на первую позицию гибки.

При формовке кромки листа обжатие производится меньше, чем при формовке основной части, т.к. радиус кромки должен быть меньше радиуса основной части трубной заготовки.

Затем по мере продвижения заготовка выходит на матричные опоры 2 и устанавливается на вторую позицию гибки. Этот процесс и формовки повторяется до тех пор, пока не будет изогнута первая половина профиля заготовки.

После окончания формовки одной половины заготовки, она перемещается в поперечном направлении и устанавливается в рабочей зоне для формовки участка второй кромки. После этого процесс шаговой формовки второй половины профиля заготовки выполняется аналогично первому. Последний шаг гибки должен осуществляться точно по середине продольной оси заготовки.

Таким образом, данное устройство позволяет производить подгибку кромок и формовку основной части заготовки без перенастройки штампа.

3.2 Определение геометрических параметров изгиба одного шага формовки основной части трубной заготовки

Расчет производим для типоразмера трубы: Ш1420Ч14. Для формовки данного типа размера трубы используется рабочий инструмент - пуансон.

Исходные данные для расчетов взяты из технологической инструкции ТЭСК ТБД ОАО "ВМЗ" ТИ 153-ТР. ТС-41-2005 (редакция 2).

Формовка всей трубной заготовки производится поэтапно. Количество шагов принимаем

равным N=19 (рис. 10).



Рисунок 10 - Распределение шагов при формовке всего профиля трубной заготовки

Сначала первым шагом формуется левая кромка листа, далее за 8 шагов гибки формуется левая часть заготовки до среднего участка. После того, как заготовка переместится, десятым шагом происходит гибка второй кромки, затем аналогично формуется правая часть заготовки. Последним девятнадцатым шагом формуется средний участок.

Сначала произведем расчеты геометрических параметров для основной части листа. С помощью функции "что-если" программы "Microsoft Excel"

определили величину рабочего хода инструмента H и радиус гиба под нагрузкой Rг.

Исходные данные:

Ширина кромки Вкр = 364 мм;

ширина основной части листа Вц = 3644 мм;

радиус пуансона Rп = 425 мм;

Производим разбивку ширины листа Bц на участки для формовки:

Длина одного участка будет равна:

(1)

Формовку производим при обжатии за один шаг H = 50 мм.

За основу дальнейших расчетов принимаем однорадиусную схему формовки.

Радиус гиба принимаем равным Rг = 630 мм.

Определим наружный радиус гиба:



(2)

Определим наружный радиус гиба:

(3)

Определение распружинивания участка листа одного шага формовки после снятия нагрузки.

Рассчитаем момент изгиба с учётом упрочнения:

,

где ут = 580 - предел текучести металла, МПа;

Е = 2·105 - модуль упругости первого рода, МПа;

П = 10000 МПа - модуль упрочнения металла;

L = 12000 мм - длина трубы.

Кривизну участка нагрузки определяем из формулы:

(5)

где J - момент инерции, м4.

(6)

Радиус кривизны при нагрузке будет равен:



(7)

Остаточная кривизна участка определяется из формулы:

Радиус остаточной кривизны равен:

Угол после распружинивания равен:

Получаем, что радиус готовой трубы после снятия нагрузки равен Rт= 705 мм, угол одного сформованного участка после снятия нагрузки равен цт =17,420.

3.3 Определение геометрических параметров изгиба кромки

Формовку кромок производим при обжатии за один шаг H = 30 мм.

За основу дальнейших расчетов так же принимаем однорадиусную схему формовки.

Радиус гиба принимаем равным Rг = 520 мм.

Определим наружный радиус гиба кромки:



Определим наружный радиус гиба кромки:

Определение распружинивания участка кромки после снятия нагрузки

Рассчитаем момент изгиба с учётом упрочнения:

,

где ут = 580 - предел текучести металла, МПа;

Е = 2·105 - модуль упругости первого рода, МПа;

П = 10000 МПа - модуль упрочнения металла;

L = 12000 мм - длина трубы.

Кривизну участка нагрузки определяем из формулы:

где J - момент инерции, м4.

Радиус кривизны кромки при нагрузке будет равен:

Остаточная кривизна кромки определяется из формулы:



Радиус остаточной кривизны кромки равен:

Угол участка кромки после распружинивания равен:

Получаем, что радиус кромки готовой трубы после снятия нагрузки равен Rкр= 548 мм, угол кромки после снятия нагрузки равен цкр =38,10.

С помощью программы "Компас" построим по полученным геометрическим параметрам профиль трубной заготовки и определим величину зазора между кромками.

Рисунок 5 - Расположение крайних точек участков при формовке трубной заготовки по нейтральной линии

Зазор между кромками составляет 100 мм, т.е. входит в допустимый диапазон 100-150 мм, установленный технологической инструкцией и другими нормируемыми документами



4. Безопасность жизнедеятельности

Мероприятия по технике безопасности

Общие правила техники безопасности

Порядок и чистота являются важными условиями, обеспечивающими надежность работы. Поэтому пол цеха должен быть чистым от жира, масла и стружки. Заготовки и инструменты должны лежать в надежных местах, не создавая очагов опасности.

Управление машиной разрешается только с тех постов, которые указаны в инструкции по эксплуатации и только тем персоналом, которому было поручено конкретное задание. Лица, не имеющие отношения к управлению машиной, должны находиться на надежном расстоянии от машины.

Перед тем, как включить машину, оператор должен провести ее осмотр, проверить действие всех предохранительных устройств и проверить машину на отсутствие видимых недостатков. При обнаружении недостатков, особенно на предохранительных устройствах, оператор должен доложить об этом своему начальнику. При пересменке об этом должен быть проинформирован начальник следующей смены.

Если обнаруженные недостатки представляют собой очаги прямой опасности, то машина должна быть немедленно выключена.

Посторонним лицам категорически запрещено управлять или прикасаться к компонентам или устройствам управления и т.п.

Технические изменения, влияющие на эксплуатацию или безопасность машины, разрешается выполнять только персоналу нашей фирмы.

Машина (включая вспомогательные агрегаты) должна использоваться только в предназначенных для нее целях. Любое использование машины, выходящее за рамки предписанного для нее назначения, считается ненадлежащим. Мы не несем ответственности при ущербе, который возникнет в результате ненадлежащего использования оборудования не по его прямому назначению.

Оператор должен постоянно находиться в непосредственной близости к посту управления. Оттуда он следит за эксплуатацией машины. Это правило касается также "Автоматического режима".

Медицинская аптечка и огнетушители должны находиться в непосредственной близости.

Всегда обязательно соблюдение правил техники безопасности и охраны труда.

Эксплуатационник должен обеспечить, чтобы

персонал, допущенный к обращению с машинами, был специально обучен для выполнения порученных ему заданий с учетом правил техники безопасности,

персонал, работающий на конкретных производственных участках, был обучен правилам техники безопасности для этих участков, и этот факт должен быть документирован,

в любое время можно было обратиться к правилам техники безопасности,

правила техники безопасности были, при необходимости, дополнены для соседних и смежных рабочих участков,

правила техники безопасности строго соблюдались.

Инструкции для персонала

Эксплуатационник должен проинструктировать свой персонал о том, что:

необходимо особо соблюдать тот раздел инструкции, который соответствует выполняемому на настоящий момент заданию,

наряду с этим необходимо строго придерживаться инструкций, содержащихся в других разделах,

заботиться об обеспечении безопасности для своих коллег и соседей

Требования к персоналу, занятому управлением оборудования и содержанием его в исправности

К самостоятельной работе на наших машинах допускаются только подходящие обученные лица. Подходящими считаются такие лица, которые физически отвечают предъявляемым требованиям, обученные специалистами управлять и эксплуатировать машину и владеющие соответствующими правилами техники безопасности и охраны труда, позволяющими им распознавать и предотвратить опасность.

Лицам, находящимся под влиянием наркотиков, алкоголя или медикаментов, снижающих реакцию, запрещено работать на наших машинах и проводить техуход и ремонт.

Устранять неполадки разрешено только специалистам; в особой степени это правило распространяется на ремонт электрического, гидравлического и пневматического оборудования.

Эксплуатационник должен точно определить для персонала сферы ответственности, компетентности и контроля.

Защитная рабочая одежда

Необходимо постоянно носить подходящую защитную рабочую одежду, отвечающую степени конкретной опасности, особенно во время переоснастки, очистки, техухода и монтажных работ. В зависимости от вида выполняемых работ необходимо носить также защитные очки, шумозащиту, рабочую каску, защитные рукавицы, рукавицы и т.п.

Носить прилегающую к телу одежду! Опасно носить широкие рабочие куртки с широкими рукавами.

Если при работе имеется опасность попадания на лицо химикалиев, металлической стружки или пыли, то необходимо носить защитные очки.

Разрешается носить только закрытую безопасную обувь, соответствующую условиям конкретного рабочего места.

При работе с охлаждающими средствами (СОЖ) или маслом руки должны быть защищены средствами для защиты кожи.

Мытье рук охлаждающей жидкостью или средствами для очистки машины наносит вред здоровью.

Запрещено носить украшения (кольца, цепи, часы и т.п.), которые могут застрять между деталями машины. На длинные волосы необходимо надеть сетку для волос.

Запрещено надевать перчатки или рукавицы при обслуживании машин с вращающимися рабочими шпинделями и винтами. В исключительных случаях (например, при работе с охлаждающими жидкостями) можно надевать перчатки из ПВХ.



Заключение

В данной работе было рассмотрено устройство для формовки трубных заготовок многопереходной гибкой, которое содержит пуансон, укрепленный на перемещающейся траверсе, и матричные опоры на неподвижной станине. Так же устройство дополнительно снабжено секторной матрицей, расположенной между матричными опорами, которая позволяет совершать гибку не только основной части трубной заготовки, но и кромок.

В результате выполнения данной научно-исследовательской работы были проведены расчеты геометрических параметров кромки и основной части трубной заготовки с разными режимами обжатия. По этим расчетам был построен профиль трубной заготовки, по которому можно сделать вывод, что полученный радиус заготовки и зазор между кромками находятся в пределах допустимого.

На основе полученных данных можно рассчитывать технические параметры процесса и моделировать режимы деформации и калибровки рабочего инструмента для других типоразмеров.

Размещено на Allbest.ru

...