Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Повышение качества и конкурентоспособности высокопрочной арматуры диаметром 10, 0 ММ для железобетонных шпал на основе разработки рациональных режимов холодной деформации и термической обработки

Диссертация: Повышение качества и конкурентоспособности высокопрочной арматуры диаметром 10, 0 ММ для железобетонных шпал на основе разработки рациональных режимов холодной деформации и термической обработки
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработана модель управления геометрическими показателями качества арматуры в процессе холодного профилирования в клетиволоке со смещенными парами валков. На основе модели разработаны калибровки валков и режимы профилирования, обеспечивающие формирование требуемых геометрических показателей качества арматуры. На основе метода линий скольжения разработано программное обеспечение, позволяющее… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Состояние, перспективы развития и проблемы производства высокопрочной арматуры периодического профиля для железобетонных шпал
    • 1. 1. Современные требования к качеству арматуры для железобетонных шпал
    • 1. 2. Анализ состояния производства высокопрочной арматуры периодического профиля для железобетонных шпал за рубежом и в России
    • 1. 3. Обоснование выбора технологических режимов формирования качества арматуры диаметром 10,0 мм для железобетонных шпал
    • 1. 4. Цель и задачи исследования
  • 2. Моделирование напряженного состояния при волочении заготовки н^ размер под профилирование
    • 2. 1. Определение диаметра заготовки под профилирование
    • 2. 2. Анализ напряженного состояния при волочении заготовки под профилирование
    • 2. 3. Влияние технологических факторов на напряженное состояние
    • 2. 4. Выводы по главе
  • 3. Разработка модели управления геометрическими показателями качества арматуры при профилировании
    • 3. 1. Оценка условий профилирования периодического профиля арматуры из холоднотянутой круглой заготовки
    • 3. 2. Экспериментальное исследование формирования геометрических показателей качества периодического профиля при профилировании
      • 3. 2. 1. Условия проведения исследований
      • 3. 2. 2. Разработка математической модели формоизменения арматуры при профилировании на основе полного факторного эксперимента
    • 3. 3. Выводы по главе
  • 4. Исследование формирования качества арматуры периодического профиля термическим упрочнением с отдельного нагрева
  • 4. Г. Исследование режимов термической обработки арматуры с использованием тепла печного нагрева
    • 4. 2. Исследование влияния скоростного отпуска на механические свойства арматуры периодического профиля
    • 4. 3. Выводы по главе
  • 5. Разработка рациональных режимов формирования заданного уровня качества высокопрочной арматуры для железобетонных шпал и реализация результатов работы в промышленности
    • 5. 1. Методика управления качеством высокопрочной арматуры периодического профиля для железобетонных шпал
    • 5. 2. Результаты опытно-промышленной апробации и оценка уровня качества готовой продукции
    • 5. 3. Компоновка технологической линии финишной термообработки арматуры периодического профиля
    • 5. 4. Выводы по главе

Повышение качества и конкурентоспособности высокопрочной арматуры диаметром 10, 0 ММ для железобетонных шпал на основе разработки рациональных режимов холодной деформации и термической обработки (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В основных направлениях экономического и социального развития России на 2005 — 2015 годы предусмотрено дальнейшее расширение промышленного, гражданского и железнодорожного строительства. В настоящее время за счет строительства новых дорог осваивается относительно небольшая часть ежегодного прироста грузооборота на железнодорожном транспорте. Существенно более высокие объемы прироста грузооборота осваиваются за счет увеличения производительности действующих магистралей. Основными путями интенсификации перевозок служат повышение скоростей движения поездов и их веса, что связано с резким ростом силового воздействия подвижного состава на путь. Его состояние на сегодня не вполне отвечает более сложным условиям эксплуатации. В связи с этим компанией ОАО «Российские железные дороги» в 1996 г. принята двухуровневая программа технического перевооружения отечественных железных дорог. Первый этап направлен на повышение скорости движения и модернизации существующих дорог, затем начнется строительство специализированных высокоскоростных магистралей. Разработано четыре основных направления строительства. Это Москва-Санкт-Петербург, Москва-Красное-Минск-Брест-Варшава-Берлин, Москва-Юг, Москва-Нижний Новгород-Екатеринбург. Одной из актуальных проблем при реализации намеченной программы является развитие производства современных комплектующих для строения пути и, в частности, железобетонных шпал. Сегодня технологии изготовления железобетонных шпал ориентированы на существенное сокращение металлоемкости конструкций, снижение трудоемкости и энергоемкости производства, использовании схем укрупненного армирования и прогрессивной технологии предьщ-пряжения «на бетон» при формировании комплекса ее служебных свойств. Одновременно более жесткие требования предъявляются к качеству армирующего материала В целях развития отечественного производства железобетонных шпал для высокоскоростных магистралей компания приобрела за рубежом несколько специализированных технологических линий по выпуску данной продукции. Одна из таких линий фирмы OLMI SpA (Италия) действует на Челябинском заводе железобетонных шпал. Проектная мощность потребления арматуры каждой из линий составляет 300 тонн в месяц. Основным несущим элементом в конструкции шпалы для высокоскоростных магистралей, определяющим ее работоспособность и долговечность, является высокопрочная (<тв>1470 Н/мм) стержневая арматура периодического профиля диаметром 10,0 мм. Использование арматуры диаметром 10,0 мм обеспечивает экономию металла, высокую технологичность армирования и позволяет увеличить производительность при производстве шпал в 2 раза. В зарубежных технологиях производства высокопрочной шпальной арматуры такого диаметра можно выделить два направления: деформационное упрочнение высокоуглеродистых сталей с последующим отпуском под сильным натяжением и термическое упрочнение кремнистых сталей.

С целью освоения производства и загрузки импортных линий отечественной арматурой на данный вид продукции разработаны ТУ-14−125−704−96, где качестве заготовки предусмотрено использование кремнистых сталей с химическим составом, соответствующим сталям марки 40С2 или 55С2.

Опыт освоения высокопрочной арматуры из кремнистых сталей на металлургических заводах выявил проблемы в достижении требуемых показателей качества арматуры при термическом упрочнении в потоке прокатного стана, большого разброса механических свойств готовой арматуры, отклонения по мерности прутков, низкой рентабельности производства при выпуске малотоннажных партий. Освоение производства арматуры требуемого качества метизными предприятиями на базе деформационного упрочнения лимитируется отсутствием подката с регламентированными показателями механических свойств и способностью к холодному пластическому деформированию. Эти причины привели к фактическому отсутствию арматуры этого класса на рынке, а заводы ЖБШ переориентировались на зарубежных производителей, поставляющих свою продукцию по цене в 1,5 -2 раза выше отечественной. Несмотря на то, что концепция развития металлургии России до 2010 г. предусматривает расширение производства импортозамещающих видов металлопродукции, сегодня ни одно отечественное предприятие не освоило производство арматуры, конкурентоспособной с западными аналогами.

Данная работа посвящена вопросам повышения качества и конкурентоспособности высокопрочной арматуры для железобетонных шпал диаметром.

10,0 мм с Од >1470 Н/мм из кремнистых марок стали 40С2 и 55С2. Эффективным способом решения этой задачи может стать схема производства, состоящая из двух технологических блоков: блока холодной пластической деформации, включающем операции волочения подката на размер под профилирование и нанесения периодического профиля и блока финишного термического упрочнения. Такой подход открывает широкие возможности в управлении качеством продукции за счет реализации преимуществ холодной пластической деформации и термообработки на каждой отдельной стадии производства. Так, на этапе холодной пластической деформации появляется возможность получать арматуру по теоретической массе, обеспечить точность выполнения геометрических показателей качества. На этапе термической обработки сформируется высокопрочное изотропное состояние арматуры. В целом технологический процесс обеспечит гибкость и мобильность при смене сортамента, выпуск малотоннажных партий, многовариантность финишного упрочнения, получение стабильных однородных механических свойств арматуры и повышение конкурентоспособности продукции.

В развитии этого направления необходимо разработать режимы получения заготовки под профилирование и нанесения периодического профиля, обеспечивающих формирование требуемых геометрических показателей качества арматуры и создание благоприятного уровня напряженного состояния перед финишной термообработкой. Провести исследования закономерностей изменения механических свойств холоднопрофилированной арматуры периодического профиля на этапе термического упрочнения и определить на этой основе результативные режимы обработки, обеспечивающих достижение регламентированных показателей качества продукции. Изучив процессы формирования качества на этапах холодного пластического деформирования и термической обработки, на основе полученных знаний необходимо разработать методику управления качеством высокопрочной арматуры для железобетонных шпал, позволяющую определять рациональные режимы обеспечения заданного уровня качества и повышения конкурентоспособности готовой продукции. Выпустить опытно-промышленные партии высокопрочной арматуры периодического профиля для железобетонных шпал и выполнить оценку качества готовой продукции.

Работа является продолжением и развитием исследований по разработке эффективных технологических процессов производства арматуры периодического профиля различного назначения, проводимых в разное время учеными магнитогорской научной школы среди которых Никифоров Б. А., Харитонов В. А., Киреев Е. М., Харитонов Вик. А., Фогель Л. М., Белан А. К., Корчунов А. Г., Харитонов А.В.

8. Результаты работы использованы в программе технического развития ОАО «ММК-МЕТИЗ» до 2010 г. по организации выпуска новых конкурентоспособных видов продукции с заданным уровнем качества.

9. Полученные в работе теоретические и практические результаты используются в учебном процессе ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» при подготовке инженеров по специальности 200 503 — «Стандартизация и сертификация» и 150 106 — «Обработка металлов давлением» (Приложение 4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Предложена результативная схема производства высокопрочной арматуры диаметром 10,0 мм для армирования железобетонных шпал, состоящая из технологических блоков холодной пластической деформации и финишного термического упрочнения закалкой с отпуском.

2. На основе метода линий скольжения разработано программное обеспечение, позволяющее проектировать режимы получения заготовки под профилирование путем оценки и анализа уровня ее напряженного состояния в зависимости от технологических параметров процесса волочения с учетом специфики финишной термообработки.

3. Разработана модель управления геометрическими показателями качества арматуры в процессе холодного профилирования в клетиволоке со смещенными парами валков. На основе модели разработаны калибровки валков и режимы профилирования, обеспечивающие формирование требуемых геометрических показателей качества арматуры.

4. Получены математические модели оценки изменения механических свойств арматуры периодического профиля из кремнистых марок стали 40С2 и 55С2 при термическом упрочнении по схеме «закалка-отпуск». На базе моделей определены режимы финишной обработки, обеспечивающие получение требуемого качества готовой арматуры.

5. Разработаны технологические режимы изготовления арматуры диаметром 10,0 мм для железобетонных шпал, обеспечивающие формирование заданного уровня качества и повышение конкурентоспособности готовой продукции. На процесс получения холодной пластической деформацией периодического профиля арматуры по ТУ-14−125−704−96 разработана технологическая карта ТК 176-МТ.ПР-112−2006.

6. Выпущены опытно-промышленные партии высокопрочной арматуры диаметром 10,0 мм из сталей 40С2 и 55С2. Даны рекомендации по составу оборудования специализированной поточной линии для промышленной peaлизации технологии термического упрочнения высокопрочной арматуры периодического профиля.

7. Разработана методика управления качеством высокопрочной арматуры железобетонных шпал диаметром 10,0 мм в гибком сочетании технологических блоков «холодная пластическая деформация" — «термическое упрочнение».

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.С. Мадатян. Перспективы развития стальной и неметаллической арматуры железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство.- № 9.- 2002.С. 18−21.
  2. А.И. Звездов. 21 век -век бетона и железобетона// Бетон и железобетон .-№ 1.-2001.С. 4−6.
  3. К.В. Михайлов. Задачи отечественной строительной науки в области арматуры и предварительно напряженных железобетонных конструкций// Бетон и железобетон .2004- № .- 2. С. 3−5.
  4. С.А. Мадатян. Современный уровень требований к напрягаемой арматуре// Бетон и железобетон .2005- № 1. С.8−10.
  5. И.Н. Тихонов. В. З. Мешков., Г. Н. Судаков. Эффективная стержневая арматура для железобетонных конструкций// Бетон и железобетон .2002- № .- 4. С-10−15.
  6. П.И. Физические основы пластической деформации. М.: Металлургия, 1980, 546 С.
  7. Производство арматурной проволоки холодной прокаткой// Метизы.-2005.-№ 1.С. 18−24.
  8. Никифоров Б. А Изготовление арматурной проволоки холодной прокаткой за рубежом // Черметинформация. Сер. 9. Метизное производство. -1979.- Вып 3.-38С.
  9. Б.А. Никифоров, В. А. Харитонов, Е. Н. Киреев. Производство высокопрочной арматурной проволоки. -УПИ, 1982.-96С.
  10. Д., Битков В. В. Технология производства холоднокатаной проволоки для армирования железобетонных конструкций // Сталь. 1994. — № 8. С.15−18.
  11. В.В Битков Технология и машины производства проволоки.- УРО РАН, Екатеринбург, 2004., 368С.
  12. В.Я., Мальцева JI.A. О масштабном факторе при разрушении стальной проволоки //. Термическая обработка и физика металлов. Вып.2. -Свердловск: УПИ, 1976. С. 15−19.
  13. А.Н., Гаврилюк В. Г., Терских С. А. О природе масштабного эффекта в холоднотянутой стальной проволоке // Физико-химическая механика материалов.- 1979.- № 2.-С. 24−28.
  14. Р.Б. Красильщиков. Деформационный нагрев и производительность волочильного оборудования.- М: Металлургия, 1970, 218 С.
  15. Э. Штольте., В. Геллер. Самозакаливающаяся арматурная сталь с улучшенными эксплуатационными свойствами//Черные металлы- № 1.- 1974.-С.11−14.
  16. Закалка с высоким отпуском пружинной проволоки// Новости черной металлургии за рубежом № 3.- 2005.-С. 48−49.
  17. И.А. Юхвец. Производство высокопрочной проволочной арматуры-М.: Металлургия, 1973, 324С.
  18. JI. М. Повышение свойств арматурной проволоки с четырехсторонним профилем на основе совершенствования режимов волочения и профилирования. Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГМИ, 1991, 138С.
  19. Е.М. Совершенствование производства высокопрочной арматурной проволоки с целью повышения ее релаксационной стойкости. Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГМИ, 1984, 146С.
  20. В.А. Исследование и разработка способа производства высокопрочной арматурной проволоки прокаткой в трехвалковых калибрах: Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГМИ, 1975,135С.
  21. В. А Повышение эффективности производства пружинной и арматурной проволоки диаметром 6,0 -8,0 мм холодной прокаткой в трехвалковых калибрах: Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГМИ, 1988, 138С.
  22. А.К. Исследование и разработка технологии изготовления низкоуглеродистой арматурной проволоки прокаткой в многовалковых калибрах. Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГМИ, 1981,172С.
  23. Г. JI. Горелик, A.M. Тельтейбаум. Новые виды высокопрочной проволоки для производства железобетонных шпал// Бетон и железобетон .- № 4.- 1991.-С.14−16.
  24. Высокопрочная арматурная сталь / Кугушин А. А., Узлов И. Г., Калмыков В. В., Мадатян С. А., Ивченко А. В. М.: Металлургия, 1986, 272С.
  25. А.Б., Жигарев М. А., Перчаткин А. В. Высокопрочный арматурный прокат из высокоуглеродистой стали// Вестник МГТУ им. Г. И. Носова.-2005.-№ 1.-С.42−45.
  26. С.А. Мадатян. Арматура железобетонных конструкций.-М.: Воентех-лит, 2000, 256 С.
  27. С.А. Новое поколение арматуры железобетонных конструкций // Бетон и железобетон. 1998. — № 2.-С. 3−6.
  28. С. Л. Арматурные профили малых сечений для сборного железобетона//Сталь. 1987.- № 10.-С. 12−16.
  29. В.А. Шеремет. Проблемы производства бунтового проката с заданными физико-механическими свойствами// Труды шестого конгресса прокатчиков., М.: Черметинформация, 2006.- Т.1.-С. 135−136.
  30. Рахштадт А.Г.. Пружинные стали и сплавы. М.: Металлургия, 1982,400 С.
  31. Е.Тавер. Объект управления при управлении качеством // Стандарты и качество .-№ 2.-2001.- С.15−19.
  32. О.П. Глудкин. Всеобщее управление качеством М.: Радио и связь, 1999, 432С.
  33. Л.Скрипко. Как определять результативность и эффективность процессов? // Стандарты и качество .- № 5.- 2005.-С.23−28.3.4. Перлин И. Л., Ерманок М. З. Теория волочения. М., Металлургия, 1971, 448С.
  34. А.А. Пластичность. Гостехиздат, 1948, 365С.
  35. В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969,432С.
  36. А. Д. Теория пластического деформирования металлов. М., Металлургия, 1972, 389С.
  37. К.Н. Основы математических методов теории обработки металлов давлением. М., Высшая школа, 1970, 376С.
  38. Качанов JLM. Основы теории пластичности: Учебное пособие для вузов. 2-е изд. -М.: Наука, 1969, 418С.
  39. Г. Э., Дорогобид В. Г. Теория пластичности М.: Металлургия, 1987, 390С.
  40. Р. Математическая теория пластичности. Гостехиздат, 1956,480С.
  41. Г. Теория пластичности, Изд-во ИЛ, 1949, 418С.
  42. Jordan T.F., Tomsen E.G. Journal Mechanics and Physics Solids, 4, 1956
  43. Pawelski O. Archiv for das Eisenhuttenwesen, 1961, 32, p. 607
  44. Х.И. Исследование методом линий скольжения напряженного состояния материала в очаге деформации при волочении круглых моно- и биметаллических прутков. Диссертация на соиск. уч. ст. к.т.н., Магнитогорск, 1968, 164С.
  45. И.Я., Смирнов В. К., Коцарь С. Л. Продольная прокатка профилей переменного сечения. Свердловск. 1962, 366С.
  46. В.Б., Бахтинов Ю. Б. Производство профилей переменного сечения.- М.: Металлургия, 1981,276С.
  47. Периодические профили продольной прокатки (оборудование и технологии). Воронцов Н. М., Жадан В. Т., Грицук Н. Ф., и др. -М.: Металлургия, 1978, 232С.
  48. Термическая обработка в машиностроении: Справочник (под ред. Ю. М. Лахтина, А.Г. Рахштадта). М.: Машиностроение, 1980, 467С.
  49. Р.В., Зубов В. Я. Стабильность структуры и релаксация напряжений в цилиндрических пружинах// Известия вузов- № 2.- 1970.-С. 34−38.
  50. Ф., Борн X. Длительная прочность пружин из улучшенной закаленной и патентированной холоднотянутой проволоки//Черные металлы-№ 25- 1963.-С. 13−19.
  51. Изготовление высококачественных метизов. Кулеша
  52. B.А., Клековкина Н. А., Белалов Х. Н. и др. Коллективная монография, г. Бело-рецк, 1999, 328С.
  53. Г. Ф. Высокоточная термическая обработка. Машгиз, 1959,212С.
  54. Г. Н. Термическая обработка и волочение стали с применением ТВЧ. М.: Металлургия, 1978, 223С.
  55. К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М.: Машиностроение. 1972, 288 С.
  56. И.Н. Термическая обработка стали при индукционном нагреве, Металлургиздат, М, 1950, 289С.
  57. Ю.А., Ушаков Б. К., Секей А. Г. Технология термической обработки. Учебн. для вузов, М. Металлургия, 1986, 424 С.
  58. Электротермическое оборудование. Справочник. Издание 2. Под общей редакцией А. П. Альтгаузена, М.: Энергия. 1980, 376С.
  59. П.И. Арматурные стали.- М.: Металлургия, 1964, 208С.
  60. А.В. Исследование и разработка технологии изготовления бунтовой арматурной стали класса А500 с использованием холодного профилирования : Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГТУ, 2003,124С.
  61. Г. Э. О распределении напряжений в очаге деформации при волочении круглых прутков// Известия вузов. Черная металлургия- № 3.- 1969.1. C. 90−92.
  62. Г. Э., Антонова Р. Г. Расчет волочения однородной полосы методом линий скольжения: Методическое пособие для вузов. Магнитогорск: МГМИ, 1979.65С.
  63. Г. Э., Х.И. Копыловский Влияние условий волочения на образование трещин в проволоке// Сталь.- 1970.-№ 3.-С.756−759.
  64. .А., Харитонов Вик.А., Королева Н. Ф., Копылова Е. С., Харитонов В. А. Диаграммы естественных вытяжек систем многовалковых калибров. МГМИ. Магнитогорск, 1987. Деп. в Черметинформации 10.08.87, № 4121 -ЧМ 87.
  65. Н.М. Стержневая арматура железобетонных конструкций.- М.'Металлургия, 1974, 232С.
  66. Дзугутов М. Я Пластичность, ее прогнозирование и использование при ОМД.- М.: Металлугия, 1984.212С.
  67. В.Д., Соколов И. В. Калибровка валков для прокатки профилей трехсторонней арматурной стали // Сталь, — 2000.-№ 10.-С.23−28.
  68. А.Г. Разработка технологии производства холоднодефор-мированной низкоуглеродистой арматурной проволоки диаметрами 6,0−10,0 мм: Дис. канд. техн. наук.- Магнитогорск: МГТУ, 2001, 172С.
  69. Ресурсосбережение в метизном производстве: Коллективная монография. Магнитогорск, МГТУ, 2001,163С.
  70. А.А. Штер, Ю. Н. Попов. Волочение фасонных профилей в волоках со смещенными парами роликов // Труды четвертого конгресса прокатчиков., М.: Черметинформация, 2002.- Т.2.-С 186−187.
  71. И.Д. Костогрызов., B.C. Славин. Волочение фасонных профилей высокой точности в клетях-волоках с многовалковым калибром // Производство проката.-№ 7.- 1999.-С.23−26.
  72. В. И. Войцеховский В.А. Производство профилей и проволоки в роликовых волоках.- Ижевск, 1989, 132С.
  73. В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов.- М.: Энергоатомиздат, 1986, 212С.
  74. А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов.- М.: Машиностроение, 1981, 184 С.
  75. В.В. Технология производства пружинных клемм. Монография. Магнитогорск: МДП, 1999, 176С.
  76. А.Д., Носков Е. П., Вершигора С.М, Рудаков В. П, Корчунов А. Г., Челищев В. Н Исследование вариантов технологических процессов производства высокопрочной стержневой арматуры для железобетонных шпал// Вестник МГТУ им. Г. И. Носова, — 2005.-№ 3. С.80−83.
  77. Ю.М. Новые стали и сплавы в машиностроении. М.: Машиностроение, 1978, 346С.
  78. Х.Н., Клековкина Н. А. и др. Производство стальной проволоки. Монография, Магнитогорск, 2005, 543С.
  79. Х.С., Недовизий И. Н., Ориничев В. И. и др. Производство метизов. М.: Металлургия, 1972,472С.
  80. М.Л. Закалочные среды на основе водорастворимых полимеров. Металловедение и термическая обработка, № 8, 1978,.-С-26−31.
  81. Е.И. Образование трещин при термической обработке стальных изделий. М.: Машиностроение, 1965, 345С.
  82. А.Г., Чукин В. В. Челищев В.Н. и др. Оценка формирования качества высокопрочной стержневой арматуры для железобетонных шпал в технологиях термического и деформационного упрочнения// Производство проката.- № 10.- 2006 .-С 19−21.
  83. Контактное трение в процессах обработки металлов давлением / Ле-ванов А.Н., Колмогоров В. Л., Буркин С. П., и др.- М.: Металлургия, 1976, 342С.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!