Статья
| Наименование | Концепция активной детали в механическом оборудовании | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Машиностроение и машиноведение | ||||
| Год | 2021 | Выпуск | 67 | Страницы | 81 - 90 |
| УДК | 669.02/.09 | EDN | YVYMGS | ||
| Аннотация | Основная причина наличия огромных паразитных нагрузок в металлургических машинах — большая жесткость механического оборудования. Уменьшение жесткости и увеличение энергоемкости упругой системы всегда способствуют снижению уровня паразитных нагрузок. Наилучший вариант исправления ситуации — это изменение рабочей характеристики силовой линии с низким коэффициентом качества К. Этого можно достичь установкой в силовую линию активной детали с энергоемкостью, превышающей суммарную энергоемкость всех остальных деталей данной линии. Наличие активной детали в силовой линии машины всегда увеличивает функциональную прочность всех деталей этой линии. | ||||
| Реферат | Цель. Развитие теоретических основ защиты машин от поломок, создание новых амортизационных и предохранительных устройств для металлургических машин, исключение или существенное уменьшение числа поломок машин. Достижение этой цели может продлить ресурс металлургического оборудования и обеспечить значительный экономический эффект.
Методика. Использован комплексный подход, включающий теоретические и экспериментальные исследования, а также проектно-конструкторскую проработку. В основе теоретических исследований — методы теории упругости и пластичности, математической статистики и теории надежности. Для анализа напряженно-деформированного состояния элементов активных деталей применялся метод конечных элементов (программные комплексы ANSYS Mechanical и ANSYS DesignXplorer Module). Для параметрического проектирования предохранительных и амортизационных устройств применялся комплекс САПР «Компас-3D». Результаты. Основная причина наличия огромных паразитных нагрузок в металлургических машинах — большая жесткость механического оборудования. Уменьшение жесткости и увеличение энергоемкости упругой системы всегда способствует снижению уровня паразитных нагрузок. Наилучший вариант исправления ситуации — это изменение рабочей характеристики силовой линии с низким коэффициентом качества К. Этого можно достичь установкой в силовую линию активной детали с энергоемкостью, превышающей суммарную энергоемкость всех остальных деталей данной линии. Наличие активной детали в силовой линии машины всегда увеличивает функциональную прочность всех деталей этой линии. Научная новизна. Введено понятие «активная деталь». Такая деталь будет коренным образом менять картину нагруженности всей силовой линии защищаемой машины. Важно, что активная деталь, будучи установленной в силовую линию машины, уменьшает паразитные нагрузки, увеличивает качество и повышает функциональную прочность для всех деталей в этой линии. Получило развитие понятие «качество силовой линии» машины. Развита функциональная классификация активных деталей, которая базируется не на конструктивных особенностях, а на их назначении по отношению к различным вариантам воздействий. Это позволило выбрать рациональные параметры активных деталей при различных вариантах внешних воздействий. Получило развитие понятие «функциональная прочность» деталей машины. Эта прочность может изменяться при неизменных внешних воздействиях. Практическая значимость. Разработан комплекс активных деталей (предохранительных и амортизационных устройств), прошедших промышленное опробование и внедренных в производство. |
||||
| Ключевые слова | металлургическая машина, разрушение, амортизатор, жесткость, энерго-емкость, прокатный стан, деталь. | ||||
| Финансирование | |||||
| Благодарности | |||||
| Список источников |
1. Артюх, В. Г. Основы защиты металлургических машин от поломок: монография / В. Г. Артюх. — Мариуполь: Издат. группа «Университет», 2015. — 288 с.
2. Эксплуатация и ремонт механического оборудования промышленных предприятий / В. М. Кравченко, А. А. Ищенко, В. Г. Артюх, В. А. Сидоров. — Запорожье: ФОП Мокшанов В. В., 2021. — 316 с.
3. Current Views on the Detailed Design of Heavily Loaded Components for Rolling Mills / V. Mazur, V. Artyukh, G. Artyukh, M. Takadzhi // Engineering Designer. — 2012. — Vol. 37. — No. 1. — Р. 26–29.
4. Protection of Metallurgical Machines from Breakdowns at Iron and Steel Works / V. Artiukh, V. Mazur, Y. Sahirov, N. Kapustina // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2020. — Vol. 1115. — Р. 950–962. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-37916-2_94.
5. Vdovin, K. N. Improvement of steel pouring in a section CBCM / K. N. Vdovin, O. A. Marochkin, V. V. Tochilkin // Metallurgist. — 2014. — Iss. 58 (3–4). — Р. 306–309. — DOI: 10.1007/s11015-014-9906-2.
6. Артюх, В. Г. Нагрузки и перегрузки в металлургических машинах: монография / В. Г. Артюх. — Мариуполь: Изд-во ПГТУ, 2008. — 246 с.
7. Gharaibeh, N. S. Loading Decrease in Metallurgical Machines / Nabeel S. Gharaibeh, Mohammed I. Matarneh, V. G. Artyukh // Research Journal of Applied Sciences. Engineering and Technology. — 2014. — No. 8 (12). — Р. 1461–1464.
8. Snitko, S. A. Influence of wheel billet stamping schemes on power modes of forming press operation and on wear of the deformation tool / S. A. Snitko, A. V. Yakovchenko, A. L. Sotnikov // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenij. Chernaya Metallurgiya. — 2018. — Vol. 61 (5). — Р. 385–392. — DOI: 10.17073/0368-0797-2018-5-385-392.
9. Rudaev, Ya. I. On structural and phase transitions in aluminum alloys / Ya. I. Rudaev, D. A. Kitaeva // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series. — 2018. — No. 1141. — DOI: 10.1088/1742-6596/1141/1/012074.
10. Maksarov, V. V. Forming conditions of complex-geometry profiles in corrosion-resistant materials / V. V. Maksarov, A. I. Keksin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. — 2018. — No. 194 (6). — DOI: 10.1088/1755-1315/194/6/062016.
11. Артюх, В. Г. Качество металлургической машины / В. Г. Артюх // Захист металургійних машин від поломок. — Маріуполь, 2009. — Вип. 11. — С. 23–28.
12. Solomonov, K. N. Application of CAD/CAM systems for computer simulation of metal forming processes / K. N. Solomonov // Materials Science Forum. — 2012. — Vol. 704–705. — P. 434–439. — DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.704-705.434.
13. Application of Nonlinear Dynamic Analysis for Calculation of Dynamics and Strength of Mechanical Systems / A. Nikitchenko, V. Artiukh, D. Shevchenko, A. Larionov, I. Zubareva // Advances in Intelligent Systems and Computing, — 2019. — Vol. 983. — Р. 496–510. — DOI: 10.1007/978-3-030-19868-8_49.
14. Mathematical Model of Plates and Strips Rolling for Calculation of Energy Power Parameters and Dynamic Loads / E. Sorochan, V. Artiukh, B. Melnikov, T. Raimberdiyev // MATEC Web of Conferences. — 2016. — Vol. 73. — DOI: 10.1051/ matecconf/20167304009.
15. The Material for Physical Simulation of Metal-Forming Processes in Super-Plastic State / O. S. Anishchenko, V. V. Kukhar, A. H. Prysyazhnyi, V. V. Agarkov, E. S. Klimov, S. M. Chernenko // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. — IOP Publishing, 2019. — Vol. 473 (1). — DOI: 10.1088/1757-899X/473/1/012040.
16. Levandovskiy, A. N. Modeling of porous material fracture / A. N. Levandovskiy, B. E. Melnikov, A. A. Shamkin // Magazine of Civil Engineering. — 2017. — No. 1. — P. 3-22. — DOI: 10.18720/MCE.69.1.
17. Effect of Particular Combinations of Quenching, Tempering and Carburization on Abrasive Wear of Low-Carbon Manganese Steels with Metastable Austenite / L. S. Malinov, I. E. Malysheva, E. S. Klimov, V. V. Kukhar, E. Yu. Balalayeva // Materials Science Forum. — 2019. — Vol. 945. — P. 574–578. — DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.945.574.
18. Development of a Method for the Visualization of the Process of Forming of Curved Profiles in the Software Used for the Numerical Analyses of the Roll Passes / V. A. Osadchii, S. M. Gorbatyuk, D. I. Filippov, N. S. Kuprienko // Metallurgist. — 2019. — No. 63 (5–6). — Р. 658–664. — DOI: 10.1007/s11015-019-00872-1.
19. New technologies for restoration and protection of power equipment with the aid of composite materials. Energetika / A. O. Ischenko, V. M. Kravchenko, O. V. Dashko, D. V. Kakareka // Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations. — 2017. — Vol. 60 (2). — Р. 159–166.
20. Study of kinematics of elastic-plastic deformation for hollow steel shapes used in energy absorption devices / D. B. Efremov, A. A. Gerasimova, S. M. Gorbatyuk, N. A. Chichenev // CIS Iron and Steel Review. — 2019. — No. 18. — P. 30–34. — DOI: 10.17580/cisisr.2019.02.06.
21. Depreciation of Bearing Blocks of Rollers of Roller Conveyers of Rolling Mills / V. Artiukh, M. Belyaev, I. Ignatovich, N. Miloradova // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 90. — 2017. — DOI: 10.1088/1755-1315/90/1/012228.
|
||||
| Полный текст |
|
||||