Dynamics of mandrel holding mechanism of pipe-rolling line automatic mill

Abstract

Цель. Составление алгоритма расчета силовых параметров процесса прокатки гильзы, формирующих динамическую устойчивость функционирования стержневой системы механизма удержания оправки на автоматическом стане ТПА. Методика. Рассматриваем процесс прокатки гильзы в валках с круглыми калибрами с округлёнными выпусками с применением оправки, состоящей из конического и цилиндрического участков. Исходными параметрами технологического процесса продольной прокатки считаем такие: ось прокатки совпадает с геометрическим центром калибра и осью симметрии оправки; оправка установлена таким образом, что линия центров валков проходит через середину её цилиндрического пояска. Выбираем цилиндрическую систему координат, начало которой фиксировано и постоянно (независимо от расположения оправки и валков) находится в точке пересечения линии центров валков с осью прокатки. После определения силовых параметров очага деформации рассмотрим уточненную задачу о совместном функционировании механической системы «гильза (труба) – оправка – стержень» автоматического стана ТПА, которая достаточно близка к реальному технологическому процессу прокатки гильз на автоматическом стане. Это позволит глубже отразить динамические явления в стержне механизме удержания оправки автоматического стана ТПА. Результаты. Математическим моделированием динамических процессов за время реализации всего технологического процесса продольной прокатки гильз на автоматическом стане ТПА 350 получено уточненная картина виброактивности механической системы и подтверждена достоверность амплитудно – частотных характеристик при колебаниях стержня с оправкой. Доказано, что полученные результаты с достаточно высокой степенью точности описывают динамику стержня механизма удержания оправки автоматического стана ТПА. Научная новизна. Представлено уточненное решение дифференциального уравнения  вынужденных колебаний стержня с оправкой в направлении оси прокатки с учетом интенсивности воздействия очага деформации и изменяющейся во времени массы прокатываемой гильзы. Практическая ценность. Возможность комплексного математического моделирования режимов прокатки гильз, на этапе назначения технологических процессов, имеет важное практическое значение и существенно отличает полученные результаты от результатов ранее известных работ в области исследования динамической устойчивости стержневой системы механизма удержания оправки автоматического стана ТПА.