Инженерно-технический институт

Металлургии, машиностроения и технологического

оборудования

кафедра

Выполнил студент: Грачёв Артём Игоревич

(Ф.И.О.)

Группа: ____3МТб-01-21зп_____

Дата начала практики «04»апреля 2021 г.

Дата окончания практики «24»апреля 2021 г.

 

Руководитель практики от кафедры Кузнецов С.А.

 

ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА___

 

 

ЧЕРЕПОВЕЦ 2021

 

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ОТЧЕТА ПО ПРАКТИКЕ.

 

№п/п	Наименование этапов практики	Календарные сроки
1.	Ознакомление с календарным планом,программой учебной практики,ее целями и задачами. Составление плана прохождения практики.	04.04-08.04
2.	Сбор теоритеческого материала и информации по исследуемому объекту.	08.04.-11.04
3.	Анализ и обобщение фактических дпнных. Обработка материала. Формулировка выводов.	11.04.-15.04
4.	Оформление отчета.	15.04-20.04.
5.	Сдача отчета.	20.04
6.	Защита отчета о практике.	24.04

 

Введение

Производственная практика пройдена на кафедре «металлургии машиностроения и технологического оборудования».

Объект исследования – марки грузовых автомобилей для применения их ходовой части,как привода волочильного стана.

Цель прохождения производственной практики состояла в анализе подборки типов грузовых автомобилей для возможных видов обработки металлов или проволоки.

Для достижения данной цели потребовалось решить следующие задачи:

- Изучить кратко строение грузового автомобили КАМАЗ-65111 с 3 ведущими мостами.

- Провести анализ выполнения волочильного стана из привода трансмиссии грузового автомобиля.

- Определить скорость протяжки.

 

 

Рассмотрим и проанализируем вариант выполнения волочильного стана, где его приводом является трансмиссия грузового автомобиля. Выбранный нами грузовой автомобиль является КАМАЗ - 65111 с 3 - мя ведущими мостами.

Учитывая будущее моделирование динамики, принято, что 1 - й барабан прямоточного стана должен именоваться нулевым и обеспечивать противонатяжение для 1 - го перехода, который осуществляется под натяжением от следующего, т.е. 1 - го барабана. Таким образом, автомобильная трансмиссия с колесной формулой (6х6) соответствует 5 - кратному волочильному стану.

Для моделирования работы многократного прямоточного волочильного стана нужно подобрать сортамент горячекатаной заготовки. Определившись с частными обжатиями, произведём кинематическое моделирование многократного волочения – определим все его скоростные и геометрические параметры.

Следующим этапом необходимо определить актуальные марки сталей, чтобы произвести динамическое моделирование – выяснить все силовые факторы, обусловливающие всю кинематику процесса – крутящие моменты на шпинделях барабанов, усилия волочения и мощности на каждом переходе. В конце динамического моделирования – необходимо определить мощность асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, а также его марку.

Компоновка многократного волочильного стана прямоточного типа Подберём сортамент горячекатаной заготовки (катанки). Самый «нагруженный» – суммарный переход волочением от исходной катанки до тонкой проволоки. Самая распространённая заготовка - катанка – катанка Ø 6,5 мм. Конечный диаметр многократного перехода – диаметр тонкой проволоки, для его дальнейшего волочения требуются др. технологии – не грубо - среднего волочения, а «мокрого» волочения. Такие диаметры находятся в промежутке от 2,5 до 1,8 мм, в зависимости от марки стали. Предположим, что для малоуглеродистых сталей при передовых методах волочения такой конечный диаметр составит даже 1,8 мм. Но, при применении обычного инструмента для волочения малоуглеродистой проволоки, например, при испытаниях волочильного стана новой поколения, такой диаметр может быть ещё меньше. Подберём и марки стали катанки. Преимущество имеют две группы марок – малоуглеродистые, например, для последующего изготовления многих видов метизов, и высокоуглеродистые – для свивания стальных канатов.

После грубо - среднего волочения необходимо проволоку Ø 2,0 мм подвергнуть отжигу для устранения деформационного упрочнения, затем её травят в кислотном растворе для удаления образовавшейся окалины, вновь наносят подсмазочное покрытие для тонкого волочения. Эта технология весьма затратная. Поэтому выберем малоуглеродистую сталь. Получение достоверных данных о механических свойствах такой стали не может быть отнесено к коммерческой тайне.

Рассмотрим и проанализируем вариант выполнения привода такого волочильного стана. Итак, самый бюджетный вариант, КамАЗ - 4308 - А3 с колесной формулой (4х2), его можно использовать для калибровки цилиндрических заготовок. Самый желательный, но и самый дорогой, КамАЗ - 65111 с колесной формулой (6х6). Можно применить для полного грубо - среднего волочения с 6,5 до 2,0 мм.

Далее подберём характерный маршрут волочения. Необходимо разобраться с расчётной кратностью волочильного стана. В нашем положении бюджетной организации, надеяться на самый желательный, вариант – 6 - кратный стан, выполненный на базе шасси КамАЗ - 65111 с 3 - мя ведущими мостами (6х6), не следует. Но моделировать необходимо именно этот вариант, имеющий большую наглядность и пригодный для верного обозначения всех параметров, связанных с маршрутом волочения. Разрабатываемый многократный волочильный стан должен соответствовать некоему усреднённому маршруту волочения. Этот стан должен подходить для некоего сортамента заготовок и отличаться необходимой универсальностью для этого сортамента, в зависимости от марок сталей. Следовательно, определять маршрут волочения с высокой точностью нет никакой необходимости.

Для определения маршрута волочения использовалась формула, определяющая относительную вытяжку:

μn =

где Sn - площадь поперечного сечения передельной проволоки;

Sn–1 - площадь поперечного сечения передельной проволоки перед данным переходом; n - номер перехода.

Далее необходимо определить скорости протяжки катанки - передельной проволоки на каждом переходе и скорости вращения каждого барабана. С этого и начнём разработку кинематической картины такого прямоточного волочения. Для большего удобства лучше в формуле (1) [5, с. 190] произвести сокращение на π / 4, что значительно упростит дальнейшие выкладки и вычисления. Итак, частная вытяжка (1) после сокращения будет иметь следующий вид:

μn=

Для малоуглеродистой стали максимальное частное обжатие 1 - го перехода составляет 0,41. При последующих обжатиях, сечения передельной проволоки уменьшаются, но это уменьшение из - за деформационного упрочнения падает, но пока учитывать это не будем из - за пробного характера этих вычислений. Отсюда можно вывести формулу:

μ n= *(2) Пусть при максимальном для малоуглеродистой стали обжатии δ1 = 0,41 соответствующая вытяжка μn согласно (2), μn = 1,667.

К расчету маршрута волочения для конструирования прямоточного волочильного стана

	переходы	№
	Частные обжатия	δn	-	0,598	0,598	0,598	0,598	0,598	0,598
	Частные вытяжки	μn	-	1,534	1,534	1,534	1,534	1,534	1,534
	Передельные диаметры^2	dn 2, мм2	42,25	27,54	17,95	11,71	7,630	4,974	3,243
	Передельные диаметры	dn, мм	6,500	5,248	4,237	3,422	2,762	2,230	1,800
5.1	Диаметры барабанов	Dn, мм	-		557,0	477,3	409,0	350,5	300,3
5.2	Диаметры барабанов	Dn, мм	-		997,1
5.3	Диаметры барабанов	Dn, мм	-
	Скорости протяжки	vn, м / с	2,6	3,988	6,118	9,385	14,40	22,09	33,88

 

Видно, что такие вытяжки для 6 - кратного волочения слишком велики, а для 4 - кратного волочения (колёсные формулы 4х4 или 6х4) снижение чистовых диаметров проволоки не достигает даже 2 - х мм (т.е. тонкого размера). Выход – задаться чистовым диаметром проволоки, например, d6 = 1,8 мм, а вытяжки на 1 - м, 2 - м, 3 - м, 4 - м, 5 - м и 6 - м переходах также примем равными. Составим уравнение с неизвестной μn. Изменения квадратов диаметров передельной проволоки происходят за 6 переходов (n – № перехода): с 1 - го по 6 - й. На каждом переходе скорость протяжки проволоки возрастает в μn раз:

μn^6= *(3)

Решение этого уравнения μn=

Подставляя числовые значения, получим: μn= =1,534

Т.е. квадрат диаметра передельной проволоки за переход снижается в 1,534 раза, а скорость протяжки на данном переходе возрастает в такой же степени. Полученный т.о. маршрут волочения, строки 4, 5 заносим в текущую табл. Проведём подбор скорости по имеющимся в литературе рекомендациям, т.к. других данных о новых условиях волочения на таком стане пока просто нет.

По данным, v0 = 300 м / мин = 5 м / с – скорость размотки катанки или скорость подхода проволоки к 1 - й волоке перед 1 - м волочильным барабаном. Если d6 = 1,8 мм, то диаметр 6 - го барабана D6 ≈ 350 мм. Для этого диаметра барабана скоростной уровень соответствует 1200 м / мин (или ≈ 20 м / с). Последовательно вычислим каждую линейную скорость по закону постоянства секундных объёмов металла, если процесс не магазинный. Затем, по формуле vn = μn ∙ vn–1 найдём скорости протяжки проволоки на каждом переходе и, тем самым, добавим в текущую табл. шестую строку.

Поскольку барабаны не должны отвечать требованиям стандартизации и унификации, а стан разрабатывается для лабораторных условий и в единственном экземпляре, диаметры его барабанов должны быть механически выгодными. Итак, нужно исследовать 3 возможных варианта выполнения барабанов: 1. По рекомендуемым скоростям протяжки передельной проволоки в зависимости от её диаметров перед и после каждого перехода. 2. По требованию экономичности работы дифференциальных механизмов, по диаметрам или 1 - го (приёмного), или 6 - го (чистового) барабанов; 3. Одинаковыми, рекомендуемыми по диаметру 1 - го барабана для катанки Ø 6,5 мм.

Исследуем результаты 1 - го варианта. Линейная скорость v6 (м / с) означает, что проволока протягивается после 6 - го перехода на 33,9 м / с. Чтобы определить число оборотов (угловую скорость ω6) 6 - го барабана, разделим 34 м / с на длину окружности (π D6) этого барабана:

ω 6 = *(4)

Подставив в (4) числовые значения, получим ω6 = 54,1 с –1 (оборотов в секунду), что является довольно реальным значением. Для 1 - го барабана, аналогично, подставив в (4) соответствующие значения, получим ω = 1,96 с –1, что также соответствует действительности. 2 - й вариант: экономичность работы дифференциалов, учитывая малые размеры их зубчатых колёс (сателлитов), состоит в их исключительном применении для сглаживания различий скоростей на полуосях главных передач – шпинделях волочильных барабанов.

Диаметры барабанов должны быть пропорциональны скоростям их вращения при реализации расчетного усреднённого маршрута волочения. Есть ориентиры: v1 = 3,99 м / с, и диаметр 1 - го барабана D1 = 650 мм. Скорость от перехода к переходу возрастает пропорционально вытяжке, так же возрастают и диаметры барабанов. При любой схеме стана диаметр каждого последующего барабана возрастает в μ = 1,534 раз. Добавим в текущую табл. 1 ещё одну, строку 5.2. 3 - й вариант (самый простой): диаметры всех 6 - ти барабанов одинаковы, надо их подобрать. Согласно и 1 - му, и 2 - му вариантам, D1 = 650 мм; согласно 1 - му и литературе, диаметр 1 - го барабана удовлетворяет условиям деформирования передельной проволоки при намотке, а последующие диаметры – и тем более.

Проанализировав все указанные выше варианта, можно сделать 2 вывода:

1. Вариант № 2 не подходит (фантастически - затратный), он сразу исключается;

2. После сравнения 1 - го и 3 - го вариантов предпочтение отдаём 3 - му, т.к., несмотря на отсутствие требований по унификации для лабораторного стана, его изготовление затратное. Изготовить 6 одинаковых барабанов Ø 650 мм дешевле, чем таких же 6 - ти барабанов, хотя и с различными, но меньшими диаметрами.

Примем и проанализируем 3 - й вариант по условиям отвергнутого 2 - го. Диаметр 6 - го барабана имеет в 1 - м варианте наибольшее отличие по размеру. Предполагаемая компоновка стана – полуоси переднего моста автомобильной трансмиссии – шпиндели 1 - го и 6 - го барабанов. Вычислим скорости на 1 - м и на 6 - м барабанах принятого 3 - го варианта. Убедиться в успешной работе дифференциального механизма проверим гипотетический радиус поворота автомобиля.

Поскольку разница скоростей протяжки v1 – v6 значительна, дифференциальный механизм 1 - го ведущего моста трансмиссии работает с максимальной интенсивностью, что нехорошо. Максимальная скоростная нагрузка – одно колесо зафиксировано (пробуксовка), а 2 - е вращается с удвоенной угловой скоростью.

Но, учтя будущее моделирование динамики, примем, что 1 - й барабан прямоточного стана должен именоваться 0 - м и обеспечивать противонатяжение для 1 - го перехода, который осуществляется под натяжением от следующего, 1 - го барабана (это предмет для подачи заявки на получение патента). Автомобильная трансмиссия с колесной формулой (6х6) соответствует 5 - кратному волочильному стану. Текущую вытяжку, аналогично (3), определим, как

 

Μn^5= = = =13,04 Отсюда

Μn= =1,671

Т.к. вытяжка и обжатие связаны (2) друг с другом, как dn=1- =0,598

что составляет почти 60 %. При 5 - кратном суммарном переходе от d0 = 6,5 мм до d6 = 1,8 мм это, для обычного процесса волочения слишком много, но это для более совершенного процесса прямоточного волочения, весьма возможно.

Проверим значение обжатия δn = 0,41 по конечному диаметру d1:

Δn= = =

Отсюда получим: d1 = 93,24 = 4,993 (мм).

Определим среднюю частную вытяжку μn при обжатии δn = 0,41.

Μn= = = =1,671

Итак, далее аналогично и для следующих диаметров:

Δn= = =

d2 2 = 24,93 – 0,41 ∙ 24,93 = 24,93 (1 – 0,41) = 14,71 (мм2);

d2 = 14,71= 3,835 (мм).

d3 2 = 14.71 (1 – 0.41) = 8,679 (мм2);

d3 = 8.679= 2,946 (мм).

d4 2 = 8.679 (0.59) = 5,121 (мм2);

d4 = 5.121= 2.263 (мм)

d5 2 = 5.121 (0.59) = 3,021 (мм2);

d5 = 3,021= 1,738 (мм)

Итак, конечный диаметр d5 = 1,738 мм проволоки получился меньше, чем ожидаемый d5 = 1,8 мм. Благодаря прогрессивным схемам волочения на всех переходах, механические свойства проволоки удовлетворяют требованиям заказчика. Для этого и предназначен такой волочильный прямоточный стан.

В наличии дифференциалов как раз и состоит характерная особенность разрабатываемого волочильного стана прямоточного типа, и ей надо пользоваться.

 

ВЫВОД

За время прохождения учебной практики были закреплены теоритические знания,а также преобретены навыки и умения в соответствии с установленными компетенциями,а именно приобретение практических навыков самостоятельной работы,выработка умений применять полученные знания при решении конкретных вопросов.

За время прохождения практики изучены следующие материалы: 1. Красильников Л.А. и Красильников С.А. Волочильщик проволоки. М.: Металлургия, 1977, 240с.: 5 м / с (с. 77). 2. Кузнецов С.А., Бильков Е.А., Бульенов С.А. Открытие «Проблемной научно - исследовательской технико - технологической учебной лаборатории» при вузе – Череповецком государственном университете. Изобретатели – машиностроению. Информационно - технический журнал, №3, 2016, с.10 - 16, ил. 4

3. Кузнецов С.А., Виноградов А.И. Теория волочения и прессования. Учеб. - метод. пособие по практическим занятиям. Череповец: ЧГУ, 2001, 21с. 4. Кузнецов С.А., Земсков А.В., Кострико И.Е. и Софронов А.Н. Многократный прямоточный волочильный стан для калибровки заготовок. Патент РФ № 2539520, МПК B21с 1 / 12, опубл. 20.01.2015, бюлл. № 2

 

Считаю, что учебная практика необходима для закрепления теоретических знаний,полученных в рамках учебной программы, способствует приобретению необходимых компетенций.