СПОСОБЫ ПРОДЛЕНИЯ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА МАШИН ДЛЯ ПРОКАТКИ КОЛЕЦ БОЛЬШЕГО ДИАМЕТРА

 

Чирков М.Б., Беляев С.Ю., Михайленко А.М.

(УГТУ-УПИ, г.Екатеринбург, РФ)

 

The methods of service life prolongation of ring rolling mills in Russia are described in the given paper.

 

Кольцевые заготовки большего диаметра востребованы во многих отраслях промышленности: в ракето-, авиа-, судо- и автостроении, химическом и нефтегазовом машиностроении, в производстве подшипников, различных видов двигателей, турбин, особо ответственных единиц подводных лодок и др.

В настоящее время детали кольцевой формы еще изготавливаются ковкой на молотах и прессах или литьем с высоким уровнем затрат металла и энергии,  невысоким качеством металла и низкой производительностью. Как показывает мировой и отечественный опыт, производство колец прокаткой существенно повышает коэффициент использования металла, улучшает прочностные свойства деталей, а также способствует автоматизации процессов их производства.

В настоящее время на кольцепрокатных станах (КПС) изготавливают кольца диаметром от 120 до 8000 мм и массой от десятков килограммов до нескольких десятков тонн из самых разнообразных материалов с различной формой поперечного сечения. Можно утверждать, что от состояния парка кольцепрокатных машин зависит не только конкурентоспособность продукции некоторых отраслей народного хозяйства, но и возможности производства некоторых видов современного стратегического вооружения.

В настоящее время в России эксплуатируются несколько десятков двуклетевых КПС для производства крупных колец, основная часть которых произведена за рубежом (см. табл. 1) в 80-90-е годы. Основные узлы этих агрегатов (рабочие органы, направляющие, гидравлические и электрические привода и т.д.) выработали свой ресурс, и требуют ремонта или замены. Кроме того, на станах старше 5 лет  системы управления устарели и не удовлетворяют современным требованиям в первую очередь по степени автоматизации, удобству пользования и быстродействию.

Таким образом, для многих предприятий, производящих кольцевые заготовки большего диаметра, актуален вопрос: производить реконструкцию устаревшего оборудования или покупать новое?

В настоящее время широкий выбор моделей двуклетевых КПС и услуг по их наладке и обслуживанию предлагает только немецкая фирма «SMS Meer», поэтому приобретение кольцепрокатного комплекса доступно не каждому предприятию.

Возможности отечественных машиностроительных предприятий позволяют провести полную ревизию любых узлов КПС, поэтому наиболее оптимальным представляется вариант реконструкции КПС, осуществляемой отечественными предприятиями, т.к.:

·     большая часть вспомогательного оборудования находится в рабочем состоянии, и нет необходимости в замене кольцепрокатного агрегата целиком,

·     стоимость восстановительных работ значительно ниже, чем за рубежом,

·     взаимодействие с местным исполнителем ремонтных работ оперативнее и проще,

·     существует возможность применения отечественного оборудования и расходных материалов,

·     конструкция двуклетевого стана практически неизменна, непрерывно совершенствуются система управления и приводы.

 

Таблица 1 – информация о некоторых КПС эксплуатируемых в России

Наименование	Произво-дитель	Место установки	Кольцо
			Материал	Dmax, мм	Hmax, мм	mmax, кг
СК 3000-400-У	ОАО “Уралмаш”	НДТЗ	черные металлы	3000	400	1500
СК 5000-650-У		КУМЗ	алюминиевые сплавы	5000	660	3500
RAW 200/160 –3500/1000	Wagner, Германия	ОАО "Мечел",   ОАО "Уральская кузница"	стали, алюминиевые сплавы	4200	1000	н/д
RW 315-4500/630		КУМЗ	алюминиевые сплавы, стали	4500	630	3000
RAW 25/20 800-200		ГПЗ-1 «Московский подшипник»	cтали	800	200	200
RAW 100/80-2400/500		ВСМПО-АВИСМА, г. В.Салда	cтали, никелевые, алюминиевые и титановые сплавы	2800	600	2000
RAW 315/260-2000/350		ОАО «Криворожский Турбинный Завод «Констар»	cтали, никелевые и титановые сплавы	2000	350	600
Н160/V125S	J.Banning, Германия	ОАО “КМПО” г. Казань	cтали, алюминиевые сплавы	1500	200	1500
Н160S *		ОАО «Русполимет» г. Кулебаки	стали	1500	260	300

Единственным препятствием для осуществления реконструкций КПС Российскими предприятиями невозможность создания современной автоматической системы управления из-за отсутствия теоретической базы для создания математической модели процесса прокатки колец большего диаметра. Научные исследования процесса прокатки на двуклетевом КПС практически прекратились в конце 90-х годов по причине отсутствия производства данного оборудования в России и странах СНГ.

Таким образом, существует необходимость в проведении научно-исследовательской работы по созданию и проверке математической модели кольцепрокатного комплекса, где процесс прокатки должен рассматриваться с позиции системного подхода. Работа в данном направлении ведется в нескольких ВУЗах страны: Самарском государственном аэрокосмическом университете и Уральском государственном техническом университете. 

В результате применения новых АСУ, основанных на разрабатываемых научных работах, при реконструкции КПС ожидаются следующие результаты:

1. увеличение точности размеров готовых колец,

2. увеличение выхода годного,

3. повышение производительности стана,

4. снижение износа валков,

5. увеличение доли прокатки в автоматическом режиме,

6. улучшение наглядности и удобства настройки и контроля технологических параметров,

7. возможность создания базы маршрутов прокатки.

В заключении можно отметить, что в ближайшее время у отечественных предприятий появится возможность продлевать жизненный цикл и повышать технологические возможности кольцепрокатных агрегатов при минимальных финансовых затратах.