Материал: Технологія виробництва холодної прокатки труб

Сумарний згинальний момент:

Напруга вигину:

Напруга крутіння

Сумарна напруга крутіння в перетині 2-2

Умова міцності дотримується.

Визначаємо напругу в перетині 3-3:

Перетин 3-3 валка (мал.3.2) являє собою півколо, ослаблений у середині отвором для центрового болта і з країв - зевами.

Момент інерції перетину щодо осі Х-Х

де:I/xx - момент інерції півкола,//xx - момент інерції трикутника,///хх - момент інерції прямокутника.

де: r- радіус півкола перетину

,

- діаметр бочки валка.

Момент інерції трикутника заміняє момент інерції фігури, що утворить зев. Цей трикутник має висоту h і площу, рівну площі фігури, що утворить зев. З умови рівності цих площ визначається величина підстави d1 трикутника:

де:       

η - положення центра ваги перетину,

Тоді:

Момент опору перетину щодо осі Х-Х:

Момент інерції перетину щодо осі Y-Y:

Момент опору перетину щодо осі Y-Y:

Максимальне зусилля прокатки P діє на валок, коли перетин валка 3-3 повернено на кут приблизно 70-80 градусів.

При розрахунку цього перетину на максимальне зусилля прокатки, можна з достатнім ступенем точності прийняти, що максимальне зусилля прокатки діє перпендикулярно осі Y-Y, а окружне зусилля - перпендикулярне осі Х-Х. Згинальний момент у вертикальній площині:

Згинальний момент у горизонтальній площині:

Напруга вигину в перетині 3-3 від моменту, що діє у вертикальній площині

Умова міцності дотримується.

Напруга вигину в перетині 3-3 від моменту, що діє в горизонтальній площині

Умова міцності дотримується.

2.6 Розрахунок годинної продуктивності

Вихідні дані:

Розміри готової труби: Dт × Sт = 25 ×3,5 мм

Розрахунок

Визначаємо годинну продуктивність стану ХПТ 55:

де m - величина подавання, мм;

μ - коефіцієнт витягання

Приймаємо m · μ = 25 мм- кількість двійних ходів кліті у хвилину

Приймаємо n = 80 ход/хв с. 367, табл. 160- коефіцієнт використання стану

За цеховими даними k = 0,8

Визначаємо годину продуктивність стану в тоннах:

де m - маса  труби на 1 метр кг;

= 0,0246 · Sт · (Dт-Sт)

= 0,0246 · 3,5· (25 - 3,5) = 1,85 кг

2.7 Дослідження параметрів процесу

Для порівняння двох схем проведемо порівняльний аналіз силових та енергетичних параметрів. У якості вихідних даних було використано параметри стану ХПТ 55 з числом подвійних ходів 78, для труби із марки сталі 08Х18Н10Т, яка прокатана по маршруту 45×6,1→25×3,5. Результати розрахунку повної сили при прямому ході кліті при існуючій і новій схемі представлено на рис. 2.6.

Рисунок 2.6 - Розподіл повної сили по довжині робочого конусу

Як видно з рис. 2.6 для нового режиму подачі і повороту характерна менша сила прокатки за рахунок зменшення подачі при прямому ході. Результати аналізу розподілу повної сили при зворотному ході кліті представлено на рис. 2.7.

Рисунок 2.7 - Розподіл повної сили при зворотному ході кліті

Як видно з рисунків 2.6 і 2.7 при використанні подвійної подачі і повороту при прямому ході кліті величина повної сили менша у порівнянні з існуючою схемою. А при зворотному ході протилежна картина - при існуючій схемі прокатки сила при зворотному ході менша у порівнянні зі схемою подвійної подачі і повороту.

Для більш докладного аналізу енергосилових параметрів процесу розглянемо розподіл потужності прокатки при одному подвійному ході для обох схем подачі і повороту труби.

Результати розрахунків потужності прокатки при подвійному ході кліті представлено на рис 2.8.

Як видно з рисунка 2.8 зміна потужності прокатки за подвійний хід при новій схемі подачі і повороту менша на 5 - 20% у порівнянні з існуючою схемою.

Таким чином, по результатам розрахунків видна ефективність пропонованих рішень. Тобто при впровадженні подвійної подачі і повороту не відбудеться підвищення енергетичних затрат на виробництво.

Рисунок 2.8 - Розподіл потужності прокатки при подвійному ході кліті

Впровадження проектних рішень дозволить підвищити сумарну подачу за прохід до 8 мм. За рахунок цього продуктивність стану підвищиться на 14% у порівнянні з існуючим режимом.

3. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

3.1 Коротка характеристика об'єкта дослідження

Трубо волочильний цех ПрАТ «Сентравіс Продакшн Юкрейн» має у своєму складі стани ХПТ, ХПТР, волочильні стані та багато іншого обладнання для виробництва труб  розміром від 3мм до 114мм, загальній обсяг труб у рік складає понад 11млн. метрів. Основний сортамент цеху: холодно катані нержавіючі труби загального призначення, авіобудування, насосно-компресорні, труби для автомобілебудування, харчової хімічної промисловості та ін.

В 2013 р. долі продаж на основні ринки Європи і СНГ склали 51,2% и 41,7% відповідно 4,6% продукції було відгруженно на ринок США и 2,5% - на інші ринки.

Метою економічної частини є визначення економічної ефективності від вдосконалення технології виробництва труб за рахунок застосування подвійних подачі і повороту труби на стані ХПТ-55 в умовах ПрАТ «СЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН», що дозволить знизити витратний коефіцієнт металу за рахунок зменшення браку по геометричним розмірам, збільшити вихід якісної продукції, підвищити продуктивність а також зменшити простої на ремонт старого обладнання.

3.2 Проектні рішення та розрахунок капітальних вкладень

Розробками проекту передбачено удосконалення технології виробництва труб за рахунок зміни технологічного обладнання стану ХПТ-55. Це дозволить збільшити вихід готової продукції, зменшити кількість браку, підвищити точність геометричних розмірів труб, зменшити час на механічні простої стану

В даному випадку економічна ефективність проектних заходів досягається за економії металу внаслідок впровадження проектної технології.

Впровадження даного заходу  пов’язане з дооснащенням обладнання і потребує додаткових капітальних вкладень.

КВ = КН.ОБ. + КТ.Р.

де КН.ОБ.- вартість закупленого обладнання:

КН.ОБ. = А · ВВАР

КН.ОБ. = 1 · 950000 = 950000 грн;

КТ.Р.  - вартість транспортування, приймаємо 0,5% від вартості нового обладнання, грн.;

Визначаємо витрати на транспортування:

КТ.Р. = 0,005 · КН.ОБ

КТ.Р. = 0,005 · 950000 = 4750 грн.

Таким чином, величина капітальних вкладень складатиме:

КВ = 950000 + 4750 = 954750 грн.

3.3 Розрахунок собівартості продукції

Визначаємо коефіцієнт росту обсягу виробництва.

де В  - приріст в тонах за рахунок збільшення обсягу виробництва;

В- об`єм виробництва продукції по проектному варіанту, т/рік

В- об`єм виробництва продукції по базовому варіанту, т/рік

кр =

Розрахунок проектної собівартості виконуємо по статтям витрат в калькуліаційному розрізі.

При розрахунку проектної собівартості ціни приймаємо по базовій калькуляції. Калькуляція собівартості одної тони приведена в таблиці 3.1, витрати по переробці цеху приведені в таблиці 3.2

Зниження собівартості планується за рахунок зниження умовно - постійних витрат по переробці в наслідок росту обсягу виробництва.

Таблиця 3.1 - Калькуляція собівартості 1 т труб м.с. 08Х18Н10Т

Таблиця 3.2 - Витрати по переробці ТВЦ ПрАТ «СПЮ»