Дипломная работа: Технологический процесс производства труб на ТПА-80 путем установки обжимного стана

- среднее удельное давление для зоны редуцирования;

- среде удельное давление для зоны обжатия стенки.

Определяется горизонтальная проекция контактной поверхности для зоны обжатия стенки по формуле:

где - диаметр оправки, мм;

- толщин стенки входящей в калибр трубы, мм;

- длина зоны обжатия стенки, мм.

Диаметр оправки рассчитывается в таблице прокатки, как и толщина стенки.

Длина зоны обжатия стенки для цилиндрической оправки:

гдеи - толщина стенки трубы до и после прохода, мм;

- идеальный диаметр, мм;

- высота калибра, мм.

Идеальный диаметр определяется по формуле:

где Dв - диаметр бочки валка, мм;

Д - зазор между бочками валков, мм

Тогда по формуле :

По формуле найдем:

Среднее удельное давление для зоны обжатия стенки рассчитывается по формуле:

где m- величина подачи металла;

Величина определяется по формуле:

где - сопротивление деформации металла при данной температуре и скорости деформации;

Величина m находится следующим образом:

где - коэффициент трения при прокатке;

- длина зоны обжатия стенки, мм;

- толщина стенки гильзы до и после прокатки, мм.

Коэффициент трения при прокатке:

где - температура прокатки, єС;

- скорость прокатки, м/сек;

Скорость прокатки рассчитывается следующим образом:

где - катающий диаметр, мм;

- число оборотов валка, об/мин.

1 проход:n=87

2 проход: n=124,6

3 проход: n= 154

4 проход: n=194,8

5 проход:n =230,6

6 проход: n =277,8

7 проход: n =300,9

8 проход: n =306

Катающий диаметр рассчитывается следующим образом:

где - идеальный диаметр, мм;

- высота калибра, мм.

Тогда по формуле (43):

Коэффициент трения при прокатке :

По формуле найдем:

Значения сопротивления деформации металла при температуре 1200єС и скорости деформации принимаются следующие:

Тогда :

1 проход: к = 1,15*3,6 = 4,14 кг/ммІ = 41,4 ;

2 проход: к = 1,15*3,7 = 4,26 кг/ммІ = 42,6 ;

3 проход: к = 1,15*3,1 = 3,57 кг/ммІ = 35,7 ;

4 проход: к = 1,15*3,1 = 3,57 кг/ммІ = 35,7 ;

5 проход: к = 1,15*3,2 = 3,68 кг/ммІ = 36,8 ;

6 проход: к = 1,15*2,9 = 3,34 кг/ммІ = 33,4 ;

7 проход: к = 1,15*3,0 = 3,45 кг/ммІ = 34,5 ;

8 проход: к = 1,15*3,4 = 3,91 кг/ммІ = 39,1 .

В результате по формуле значение равно:

Горизонтальная проекция контактной поверхности рассчитывается следующим образом для зоны редуцирования:

где - горизонтальная проекция контактной поверхности в калибрах с выпуском, ммІ;

- горизонтальная проекция контактной поверхности для зоны обжатия ммІ.

Горизонтальная проекция контактной поверхности:

где=1,15;

- полная длина очага деформации, мм;

- ширина калибра, мм.

- высота калибра, мм;

Тогда по формуле:

Отсюда горизонтальная проекция контактной поверхности для зоны редуцирования находится:

Среднее удельное давление для зоны редуцирования рассчитывается по следующей формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий увеличение среднего удельного давления, рассчитывается следующим образом:

- сопротивление деформации, кг/ммІ;

- средний диаметр трубы в зоне редуцировании по высоте калибра, мм.

где- длина зоны редуцирования, мм;

- толщина стенки трубы, входящий в калибр, мм.

Средний диаметр трубы в зоне редуцирования:

где- длина зоны обжатия стенки, мм;

- высота калибра, м

- высота входящей в калибр трубы, мм;

- идеальный диаметр, мм.

Для зоны редуцирования:

где-полная длина очага деформации, мм;

-длина обжатия стенки, мм.

1проход: мм

2 проход: мм

3 проход: мм

4 проход: мм

5 проход: мм

6 проход: мм

7проход:мм

8проход: мм

Тогда по формуле:

Среднее удельное давление найдем по формуле:

1проход:

2 проход:

3 проход:

4 проход:

5 проход:

6 проход:

7 проход: 8 проход: По формуле найдем суммарное давление металла на валки:

1проход:

2 проход:;

3 проход: ;

4 проход:;

5 проход:;

6 проход: ;

7 проход: ;

8 проход: .

2.3.4 Расчет усилий при редуцировании

Для определения усилий прокатки при калибровании необходимо распределить изменение диаметра по клетям на данном стане.

где - количество клетей

Тогда по формуле (52):

;

Длина очага деформации рассчитывается по следующей формуле:

где - диаметр трубы после прохода

- радиус валка по дну калибра рассчитывается по формуле:

где - диаметр бочки валка;

Рассчитываем радиус валка по дну калибра по клетям:

Расчет длины очага деформации по клетям:

Полное усилие прокатки в клети рассчитывается по формуле:

Скорость прокатки:

Коэффициент трения при прокатке:

2.4 Расчет и заполнение нормативно-технологических карт

2.4.1 Расчет длины трубы

В производство поступает заготовка, длина которой 6000 мм.

После нагрева заготовки в печи с шагающим подом длина ее остается неизменной. На ножницах горячей резки заготовка разрезается на три части, при этом резка происходит без отходов.

На обжимном стане степень вытяжки составляет 1,69, то есть длина заготовки равна:

На прошивном стане степень вытяжки составляет 1,92, то есть длина гильзы равна:

На непрерывном стане степень вытяжки равна 2,93, то есть длина черновой трубы составляет:

При обрезке заднего конца длина черновой трубы уменьшается на 100мм:

На индукционный подогрев поступают трубы, длина которых остается неизменной.

После прокатки на редукционном стане длина трубы увеличивается в 1,7 раза:

Прокатка на редукционном стане ведется с натяжением, поэтому образуется утолщение стенки на концах трубы, выходящее за поле допусков. Величина обрези переднего конца составляет 600 мм, заднего - 800 мм.

Так как на пилах трубу режут на четыре части, то величина стружки составляет 16 мм, длина трубы:

При правке и приемке отделом технического контроля длина трубы не меняется.

Труба сдается на склад длиной 8700мм.

2.4.2 Расчет веса трубы

Рассчитываем вес подвозимой заготовки:

Где

Рассчитываем вес заготовки после нагрева:

Где

Рассчитываем вес заготовки после резки:

Рассчитываем вес черновой трубы после обрезки заднего конца (так как длина трубы уменьшается на 0,5%, то и вес трубы уменьшится на 0,49%):

При нагреве в индукционной установке теряется до 0,5% веса трубы (окалина):

Рассчитываем вес трубы после обрезки утолщенных концов (так как длина трубы уменьшается на 4,4%, то и вес трубы уменьшится на 4,06%):

Рассчитываем вес трубы после порезки на мерную длину

Так как в обрезь(стружка) уходит 5 мм, а это 0,06%, то вес трубы уменьшится на 0,05%:

2.4.3 Расчет заправочного коэффициента

; (2% - осмотр ОТК)

; (0,06% - стружка)

; (4,4% - обрезка утолщенных концов)

; (0,5% - безвозвратные потери при индукционном нагреве)

; (0,5% - обрезка заднего конца на непрерывном стане)

= 1089,6; (1% - потери на настройку процесса)

; (0,97% - безвозвратные потери при нагреве заготовки в печи с шагающим подом)

2.4.4 Расчет выхода годного

3. Экономическая часть

3.1 Расчет количества единиц основного и вспомогательного оборудования. Норматив периодичности и продолжительности ремонтов

Таблица 9 - Норматив периодичности и продолжительности ремонтов оборудования цеха Т3

Расчет планово предупредительных работ для кольцевой печи:

где: F_кал - календарный фонд времени работы единицы оборудования;

F_кал = число календарных дней отчетного периода Ч 24.

Определение эффективного фонда времени производится по формуле:

F_эф = F_кал. - t_ппр;

F_эф(пшп) = 8760-416=8344 часа

где: t_ппр - продолжительность ремонтного цикла.

Продолжительность ремонтного цикла рассчитывается по формуле:

=

= 416 часа

Расчет количества станкочасов производится по формуле:

==0,007 станкочасов;

Расчет количества единиц оборудования:

;

Расчеты сведены в таблице 3

Таблица 10 - Планово предупредительные работы

Принимаем 1 единицу оборудования

Для расчета количества единиц оборудования скорость прокатки на станах горячей прокатки труб принимаем от 3 до 5 м/сек.

Рассчитаем норму выработки для печей:

;

где,m_сд - масса садки обрабатываемой печью; t_ож - время ожидания ввода садки; K_р - коэффициент работы оборудования.

m_сд = 110 тн (ПШП); t_ож = 0,35 (мин) = 0,58

Н_вырт.о. = * 0,85 = 161,2 т/ч.

Пример расчета норм выработки для прокатных станов

Производительность стана определяется по формуле:

;

Время прокатки:

Т = Т_маш.+ Т_вспом;

Т = 1,5 + 4 = 7,1 сек.

Машинное время

где: Lз - длина заготовки после прокатки в обжимном стане,Lз= 3211м;

l₀= L₁+L₂;

l₀= 204,0 + 221,0 =425,0 мм.

где: L₁ - длина контактной поверхности в зоне прокатки;

L₂ - длина контактной поверхности в зоне раскатки.

Т_всп = 4ч15 сек, принимаем 4 сек.

V_ос. = 0,9ч1,13, принимаем 0,9 м/сек.

Следующие нормы выработки прокатных станов сведены в таблице 13.

Таблица 11 - нормы выработки прокатных станов

3.2 Расчет стоимости активной части основных фондов.

3.2.1 Рассчитываем первоначальную стоимость оборудования:

С_перв.= Ц_{приобр.} Ч (1+б_{трансп.}+ б_{монтаж и устан.}) Ч А_прин;

где: С_перв. - первоначальная стоимость оборудования;

Ц_{приобр.} - цена оборудования при приобретении;

б_{трансп.} - затраты на транспорт 6%;

б_{монтаж и устан.} - затраты на монтаж и установку оборудования 7%;

А_прин. - количество единиц принятого оборудования (округленная цифра А расчетное).

Ц_{приобр.} - Цена приобретения кольцевой печи составляет 23000000,0 руб;

б_{трансп.} - затраты на транспорт 6% или 0,06;

б_{монтаж и устан.} - затраты на монтаж и установку оборудования 7% или 0,07;

А_прин. - согласно расчета количества оборудования , к примеру нам потребуется для производства труб 1 единица кольцевой печи.

Тогда:

С _{перв.пшп}= 27000000 Ч(1+0,06+0,07) Ч1 = 3510000,0 руб.

Расчет суммы балансовой стоимости единиц по каждой группе оборудования сводится в таблицу.

3.2.2 Расчет суммы амортизационных отчислений по активной части основных фондов:

;

где: - Сумма амортизационных отчислений

С_перв. - первоначальная стоимость оборудования;

Н_а - норма амортизационных отчислений.

Пример расчета.

С_перв. - первоначальная стоимость оборудования из расчета выше, составляет 3510000,0 руб. ;

Н_а - норма амортизационных отчислений, для данного вида оборудования составляет 10% или 0,10.