Южно-Уральский государственный университет (НИУ), Челябинск, Россия¹ ; АО «РусНИТИ», Челябинск, Россия²:

Д. Ю. Звонарев, старший преподаватель кафедры процессов и машин обработки металлов давлением¹, заведующий лабораторией моделирования технологических процессов², канд. техн. наук, эл. почта: zvonarevdi@susu.ac.ru

М. Н. Носкова, инженер лаборатории моделирования технологических процессов², магистр кафедры процессов и машин обработки металлов давлением¹, эл. почта: noskova@rosniti.ru

Д. А. Ахмеров, младший научный сотрудник лаборатории моделирования технологических процессов²,
аспирант кафедры процессов и машин обработки металлов давлением¹, эл. почта: AhmerovDA@rosniti.ru

АО «РусНИТИ», Челябинск, Россия:
М. А. Павлова, старший инженер лаборатории моделирования технологических процессов, эл. почта: pavlova@rosniti.ru

Рассмотрена модернизация трубопрокатного агрегата (ТПА) со станом Ассела в условиях изменения его эксплуатационных характеристик, которое может возникнуть при расширении марочного сортамента труб, а также при увеличении диаметра готовых труб. Это приводит к необходимости увеличения мощности главного электродвигателя, но при его замене на новый большей мощности на валки клети действуют увеличенные нагрузки. В этом случае перед модернизацией трехвалковых раскатных станов требуется проведение расчетов на прочность узлов конструкции клети и других элементов, напрямую связанных с передачей крутящего момента от электродвигателя. Кроме прочностных характеристик клети стана Ассела, не менее важным параметром является жесткость клети, которая обусловливает в том числе и точность получаемых труб. В связи с этим разработана методика расчета энергосиловых параметров процесса прокатки труб на стане Ассела. Приведен пример практического решения задачи повышения прочности оборудования с учетом условия действия как тепловых, так и механических нагрузок, увеличенных на 50 % относительно действующих. Выполнена оценка жесткости клети стана Ассела.

1. Samodurova M. N. et al. Calculating power parameters of rolling mill based on model of deformation zone with four-roll passes // Machines. 2020. Vol. 8. No. 4. P. 73.
2. Servin-Castañeda R. et al. Influence of work hardening on the surface of backup rolls for a 4-high rolling mill fractured during rolling campaign // Materials. 2022. Vol. 15. No. 10. P. 3524.
3. Мальцев А. А. Оптимизация конструкции машины ОМД на стадии проектирования средствами MATLAB и MathCAD // Оригинальные исследования. 2021. Т. 11. № 5. С. 211–227.
4. Элерт Д., Джепсен О., Шнайдер Г. Технологическая модель для станов горячей прокатки // Черные металлы. 2014. № 1. С. 38–44.
5. Shinkin V. N. The mathematical model of the thick steel sheet flattening on the twelve-roller sheet-straightening machine. Massage 2. Forces and moments // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 12. P. 40–44.
6. Агеев Л. М., Баричко Б. В. Расчет на усталостную прочность и долговечность деталей металлургических машин и оборудования : учебное пособие для самостоятельной работы и практических занятий. — Челябинск : ЮУрГУ, 2001. — 53 с.
7. Нугман Е. З., Дауренбекова А. Н., Нугман А. К. Расчеты рабочих клетей непрерывного стана новой конструкции на прочность с применением Autodesk Inventor // Сборник материалов Международной научно-практической конференции. 2011. С. 208–215.
8. Рахманов С. Р., Вышинский В. Т., Поворотний В. В. Комплексное исследование напряженно-деформированного состояния рабочей клети стана холодной прокатки труб // Обработка материалов давлением. 2016. Т. 1. С. 191–198.
9. Makarenko V. D. et al. Study of durable strength of steel mining and metallurgical equipment // Solid State Phenomena. 2022. Vol. 332. P. 111–121.
10. Волков А. Ю. Расчет на усталостную прочность станины прокатного стана // Вопросы науки и образования. 2018. № 1 (13). С. 34, 35.
11. Замуруев Н. В., Муганов С. А., Басов Э. В. Расчет на прочность грузоподъемного оборудования подлежащего модернизации // Инновационная наука. 2016. № 2–3 (14). С. 83–87.
12. Волков А. Ю. Определение коэффициентов запаса по усталостной прочности основания пресса 80МН // Academy. 2018. № 2 (29). С. 29–31.
13. Клюев В. В., Болотин В. В., Соснин Ф. Р. и др. Машиностроение. Энциклопедия в 40 т. Т. IV-3: Надежность машин. — М. : Машиностроение, 2003. — 592 с.
14. Мкртычев О. В., Райзер В. Д. Теория надежности в проектировании строительных конструкций. — ACB, 2016. — 908 с.
15. Шульман Г. С., Романов М. В. Надежность инженерных сооружений. — СПбГТУ, 2001. — 48 с.
16. Остапенко А. Л., Забира Л. А. Сопротивление деформации сталей при прокатке и методики его расчета // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2009. № 3. С. 54–79.
17. Зубченко А. С. Марочник сталей и сплавов. — М. : Машиностроение, 2003. — 784 с.
18. Шеногин В. П., Тепин Н. В. Системный подход при проектировании прокатных клетей // Интеллектуальные системы в производстве. 2012. № 2. С. 76–80.