Особенности технологических процессов металлургического производства на ПАО "Новокраматорский машиностроительный завод"

В режиме Шлихтовка обеспечивается перемещение подвижной траверсы пресса с рабочим ходом не более 40мм. Шлихтовка, как правило, осуществляется одним центральным рабочим цилиндром, реже двумя боковыми рабочими цилиндрами. Для обеспечения максимального быстродействия работы пресса в исходном положении с помощью сервоцилиндра привода распределительного вала напорный клапан устанавливается в постоянно открытом положении. В результате чего возвратные цилиндры оказываются постоянно связанные с источником высокого давления. Одновременно с помощью электровинтового толкателя М10 закрывается напорный клапан и открывается сливной клапан распределителя. Выбор ступени усилия в этом режиме производится предварительно, также как в режиме Ковка. При работе в режиме Шлихтовка только центральным рабочим цилиндром, предварительно открывается напорный клапан, обеспечивая удержание наполнительных клапанов блока в постоянно открытом положении. Наполнительный клапан остаётся при этом закрытым в течение всего цикла шлихтовки.

Работа пресса в режиме Шлихтовка начинается с открытия напорного клапана главного распределителя. При этом жидкость высокого давления поступает в центральный рабочий цилиндр, траверса совершает заданный ход, после чего сервоцилиндр привода распределительного вала открывает сливной клапан и траверса пресса под давлением жидкости высокого давления в возвратных цилиндрах поднимается в исходное положение. Затем повтор операции. При необходимости проведения штамповочных работ управления прессом осуществляется в режиме Ковка, на одной из заданных ступенях усилий, с повторением всех операций, описанных выше в ручном режиме управления.

4.3 Техническая характеристика пресса усилием 110 МН

Техническая характеристика гидравлического ковочного пресса усилием 110 МН представлена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Техническая характеристика пресса

5. Проектировочные расчеты пресса

5.1 Расчеты рабочего цилиндра пресса

Главный цилиндр содержит сварочно-кованный корпус и плунжер, который расположен в середине его поверхностного слоя, который достигается наплавкой проволоки порошковой.

Рисунок 5.1 - Рабочий цилиндр пресса: 1 - корпус цилиндра; 2 - плунжер; 3 - направляющая втулка; 4 - узел уплотнения плунжера; 5 - бурт цилиндра; 6 - отверстие для подвода жидкости

Плунжер охватывается бронзовыми втулками - направляющей и нажимной пластиной, которые установленные в корпусе. Между фланцем и корпусом предусмотрен комплект разрезных прокладок, которые необходимы для обеспечения оптимального уплотнения. Итак, рабочий цилиндр гидравлического пресса составляется из корпуса 1, плунжера 2, направляющей втулки 3, узла уплотнения плунжера 4 и фланцевого подсоединения к цилиндру трубы (не показано), которая присоединяется. Корпус цилиндра крепится к верхней поперечине, плунжер опирается на подвижную поперечину. При подаче жидкости высокого давления в цилиндр плунжер двигается вниз и действует через подвижную поперечину на поковку. Корпус цилиндра удерживается от перемещения вверх при помощи бурта, которым он упирается. При этом бурт воспринимает полное номинальное усилие пресса.

Определение площадей и диаметра плунжера и внешнего диаметра уплотнительных манжет:

где nцц - количество рабочих цилиндров; рно=40 МПа- давление рабочей жидкости в при осаживании; Рн - номинальное усилие пресса, МН.

Определим диаметр плунжера:

Dпл=

Принимаем диаметр плунжера по ГОСТу 22704-77 на манжеты шевронные Dпл=1150 мм., диаметр плунжера отвечает внутреннему диаметру манжеты.

Внешний диаметр манжеты тогда равен: D1=1200 мм.

Тогда площадь плунжера будет такой:

Fпл=

Внешний диаметр манжеты Dм= 1200 мм.

Определяем внешний и внутренний диаметры корпуса цилиндра и толщину стенок:

,

где - внутренний диаметр цилиндра, мм;

мм;

,

где - внутренний радиус цилиндра, мм;

мм;

,

где - внешний радиус цилиндра, мм;

- напряжение, которое допускается, в стенках цилиндра, для материала корпуса цилиндра Сталь25ГС Мпа.

мм,

Принимаем = 820 мм;

,

где - внешний диаметр цилиндра, мм,

мм.

Определим толщину стенки цилиндра:

,

мм.

Определим толщину дна цилиндра:

мм.

Проверка напряжений в днище:

где дн - напряжение в днище цилиндра, МПа;

=0.75 - коэффициент ослабления днища отверстием для подвода жидкости.

удн= МПа.

Условие дн выполняется.

Проверка эквивалентных напряжений на внутренних стенках цилиндра.

Каждый элемент стенки цилиндра, который находится под давлением, поддается трем видам напряжений: радиального уr, тангенциального уф и осевого уz. По формуле Ляме определяют напряжение на внутренние волокна стенок цилиндра, как наиболее нагруженных:

уr= МПа;

уф= МПа;

уz= МПа.

Определим эквивалентные напряжения:

где экв - эквивалентные напряжения, МПа;

экв=МПа.

Условие эквэ выполняется, так как 137.34 МПа?140 МПа.

Расчеты бурта цилиндра:

где - высота бурта корпуса цилиндра, мм; - ширина бурта, мм,

мм, принимаем мм,

мм, принимаем мм.

Внешний диаметр бурт:

,

мм.

Определим напряжение смятия на опору (верхнюю) поверхности бурта:

где см - напряжение смятия, МПа;

см= МПа.

см= 80 МПа - допустимое напряжение смятия материала бурта.

Условие смсм выполяется, так как 40.848 МПа?80 МПа.

Определим напряжение среза бурта:

где ср - напряжение среза, МПа;

уср= МПа.

ср =60 МПа- допускаемые напряжения среза .

Условие срср выполняется, так как 16.604 МПа?60 МПа.

Расчеты узла уплотнения плунжера

Узел уплотнения (рис. 5.2) необходимый для предотвращения вытекания рабочей жидкости из цилиндра. Для уплотнения используются шевронные резинотканевые манжеты 2. Жидкость высокого давления, проходя к манжетам 2 через зазор между плунжером 1 и втулкой 3, распирает их острые кромки и уплотняет стыки. При этом жидкость старается вытеснить манжеты из цилиндра 4. Это предотвращает нажимная втулка 5, фланец 7 и шпильку 6.

Рисунок 5.2 - Узел уплотнения плунжера

Рассчитываем усилие, которое действует со стороны манжет на фланец и шпильку:

,

Н

Согласно диаметру плунжера зададимся количеством шпилек и рассчитаем усилие, которое действует на одну шпильку:

,

n =20 - количество шпилек;

Н;

Определим минимальную площадь поперечного сечения шпильки:

,

где 80 МПа - допускаемые напряжения растягивания материала шпильки.

мм2

Определим диаметр шпильки:

мм

Выбираем за ГОСТ 9150-80 dшп= 64 мм.

Проверим напряжение смятия и среза на опорную поверхность фланца:

где см - напряжение смятия на поверхность контакта фланца и нажимной втулки, МПа;

ср - напряжение среза в теле фланца по диаметру D1, МПа;

см = 60 МПа- допустимые напряжения смятия;

ср = 50МПа-допустимые напряжения среза;

D2 - внутренний диаметр фланца, м;

;

D2= м.

Конструктивно принимаем D2=1,165 м.

hфл(1,5-2,5)dшп;

hфл - высота фланца, м;

hфл =2,5•64=160 мм.

Напряжение смятия получаются:

см= МПа;

Условие смсм выполняется, так как 56,74 7МПа?60 МПа.

Напряжение среза получаются:

ср= МПа;

Условие фсрфср выполняется, так как 6,105МПа?50 МПа.

Проверка фланца на изгиб:

где Dшп - диаметр окружности, на которой расположены шпильки, м;

Dшп=D1+2dшп;

Dшп=1,2+2•0,064=1,328 м;

Dср - диаметр средней части опорной поверхности фланца, м;

;

Dср= м;

Dфл - внешний диаметр фланца, м;

Dфл=Dшп+2,5dшп;

Dфл=1,328+2,5•0,064=1,41 м;

и=110 МПа - допустимое напряжение изгиба фланца.

уи==102,993 МПа;

Условие ии выполняется, так як 102,993 МПа?110МПа.

Заключение

В ходе преддипломной практики на ПАО НКМЗ были получены практические навыки и закреплены знания по дисциплине и «Технология ковки и горячей штамповки». Было проведено повторное ознакомление с ОгМет, получены новые и укреплены имеющиеся знания.

Было проведено детальное ознакомление с методами обработки металлов давлением на практике. Изучены способы обработки конструктивных элементов деталей на прессах. Изучены конструкции и возможности прессов, имеющихся в цехах. В процессе индивидуальной работы были разработаны и изучены технологические процессы ковки.

Литература

1. ГОСТ 7062-90. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски.

2. Массен В.А., Раскинд В.Л. Справочник молодого кузнеца-штамповщика. - М.:Высш. Школа, 1980. - 255с.

3. Теория и технология ковки / Л.Н. Соколов, Н.К.Голубятников. В.Н. Ефимов, И.П. Шелаев. Под ред. Л.Н. Соколова. К.: Выща школа. Головное изд-во, 1989. - 317с.

4. Ковка и объемная штамповка. Справочник / под ред. Е.И. Семенова: в 2-х Т. - М. :Машиностроение, 1986. - Т 1. - 563с.

5. Методические указания к выполнению экономической части бакалаврских дипломных проектов студентами специальности «Оборудование и технология пластического формирования конструкции машиностроения» / Составители: Ульянов А.Н., Чемерис С.В., - Краматорск: ДГМА, 2014. - 14с.

Размещено на Allbest.ru