Browse
Recent Submissions
Item Автоматизований розрахунок параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах(НМетАУ, Дніпро, 2023) Коноводов, Дмитро Володимирович; Бояркін, Вячеслав Володимирович; Маслов, Дмитрій ОлександровичUKR: Мета. Підвищення точності та швидкості розрахунку режимів обтисків, енергосилових, кінематичних та температурних параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах. Методика. Аналіз моделей напружень тертя для підвищення рівня працездатності моделі процесу холодної прокатки. Обґрунтування моделі для визначення напружень тертя при холодній прокатці, з метою підвищення точності прогнозування нормальних контактних напружень, енергосилових, кінематичних та температурних параметрів процесу. Результати. Представлено аналіз моделей напружень тертя, що використовують при розробці програм моделювання процесів обробки металів тиском. Показано, що застосування некоректних моделей напружень тертя, призводить до некоректного визначення нормальних контактних напружень та інших параметрів процесу пластичної деформації. З використанням обґрунтованої математичної моделі запропоновано програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб. Наукова новизна. Встановлено застосування некоректних моделей для визначення напружень тертя на контакті валків та штаби в програмах розрахунку процесів обробки металів тиском. Запропоновано програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб на безперервних станах. Практична значущість. Результати, представлені в роботі, дають можливість використовувати програму автоматизованого розрахунку параметрів процесу холодної прокатки штаб для розробки режимів обтисків на безперервних станах. Використання програми дозволяє приймати рішення про зміну параметрів технології з метою оптимізації та інтенсифікації режимів обтисків на стані.Item Patterning of Surfaces for Subsequent Roll Bonding in a Low-Oxygen Environment Using Deformable Mesh Inlays(MDPI, 2023) Frolov, Yaroslav V.; Bobukh, Oleksandr S.; Samsonenko, Andrii A.; Nürnberger, FlorianENG: Efficient roll bonding for the manufacturing of clad strips not only requires surface activation but also is improved by a surface patterning to reduce the initial contact area. This increases contact stresses and facilitates a joining without an increasing rolling force. Experiments to pattern surfaces with deformable inlays during cold rolling for a subsequent bonding in low-oxygen atmosphere were carried out using two types of rolling mills, two types of inlays and two types of assemblies. Digital twins of selected experiments were created by means of the FE simulation software QForm UK 10.2.4. The main set of rolling parameters, which play a significant role during formation of the pattern shape considering deformation of the patterning tool, were investigated. The pilot roll bonding of patterned components under vacuum conditions, provided using vacuum sealer bags, allowed for an experimental realization of this approach. The concept technological chain of roll bonding in a low-oxygen or oxygen-free environment comprises the following stages: roll patterning; surface activation and sealing of the strips in a vacuum bag; subsequent roll bonding of the prepared strips inside the protective bag. The difference between the shape of the pattern created and the initial shape of the mesh insert can be quantitatively described by the change of its angle. This difference reaches maximum values when smaller rolls are used with increased rolling reductions. This maximum value is limited by the springback of the deformed insert; the limit is reached more easily if the inlay is not positioned on the rolling plane.Item Особливості гарячого пресування труб з малопластичних сплавів, легованих нікелем(НМетАУ, Дніпро, 2022) Медведєв, Михайло Іванович; Бобух, Олександр Сергійович; Бояркін, В’ячеслав Володимирович; Коноводов, Дмитро Володимирович; Самсоненко, Андрій АнатолійовичUKR: Мета. Удосконалення технології виробництва труб з малопластичних сплавів, легованих нікелем, з використанням гарячого пресування. Методика. Аналіз результатів експериментальних досліджень зміни температури гільз при охолодженні під час допоміжних операцій гарячого пресування на горизонтальних гідравлічних пресових установок для визначення зміни температури гільз в процесі охолодження. Результати. Представлено результати розрахунків зміни температури металу гільз в процесі охолодження під час допоміжних операцій роботи пресової установки силою 31,5 МН з товщиною стінки гільзи 40 – 70 мм та температурою нагріву 1050 – 1200 °С, пресової установки силою 20 МН з товщиною стінки гільзи 40-70 мм та температурою нагріву 1100 – 1250 °С, пресової установки силою 55 МН з товщиною стінки гільзи 70 – 120 мм та температурою нагріву 1100 – 1250 °С. Наукова новизна. Визначено залежності опору деформації від температури нагріву та товщини стінки гільзи, швидкості та ступеня деформації з врахуванням базових величин в промислових умовах. Запропоновано залежності для визначення параметрів нагріву та зміни розігріву металу в зоні деформації для визначення зміни ступеня деформації. Практична значущість. Результати, представлені в роботі, дають можливість розробити рекомендації для вдосконалення параметрів технології виробництва труб з малопластичних сплавів, легованих нікелем, з використанням гарячого пресування. Практична значущість підтверджена співставленням даних, отриманих розрахунками, з експериментальними даними, отриманими під час виробництва труб розміром Ø95х10 мм зі сплаву ЧС42 та труб розміром Ø203х11 зі сплаву ЧС57.Item Експериментальне дослідження поведінки шарів алюмінію та магнію при прокатці тришарових штаб(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2023) Коноводов, Дмитро Володимирович; Наконечний, Владислав ІгоровичUKR: Сучасні сплави магнію, які застосовуються у автомобільній та аерокосмічній промисловості, схильні до корозії, що обмежує їх використання. Одним з варіантів підвищення стійкості до корозії є використання штаб зі сплавів магнію всередині тришарових штаб, зовнішні шари яких складаються зі штаб іншого металу або сплаву. В роботі розглянуто тришарові штаби зі сплаву алюмінію та магнію, які були отримані методом спільної гарячої пластичної деформації на прокатному стані. Дослідження поведінки шарів різних металів в середині тришарової штаби було виконано з використанням оптичного мікроскопу. Встановлено, що зовнішні шари зі сплаву AW-2017A при прокатці тришарових штаб, обтискаються інтенсивніше, ніж внутрішні шари зі сплаву AZ31. При деформації заготовок із загальною початковою товщиною 12,8 мм зі ступенем деформації по висоті 50%, відносна деформація шарів зі сплаву алюмінію в середньому складає 50 – 52 %, а шарів зі сплаву магнію – 44%. Для штаб з початковою товщиною заготовки 8 мм, спостерігається подібне співвідношення у висотній деформації шарів.Item Математичне моделювання профілювання труб квадратного поперечного перерізу(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2023) Бояркін, В’ячеслав Володимирович; Ремез, Олег Анатолійович; Польща, Олександр СтаніславовичUKR: Леговані манганом та бором сталі все ширше використовують в машинобудуванні, у тому числі авто- і сільськогосподарському. Вироби відповідального призначення з таких сталей, у тому числі порожнисті, мають високий рівень механічних властивостей, твердості поверхні та зносостійкості. Такі вироби отримують профілюванням попередньо електрозварних круглих труб гарячою листовою штамповкою або іншими видами обробки тиском (волочінням, холодною прокаткою, штампуванням). Технологічні параметри комбінованих процесів обробки часто визначають за допомогою результатів експериментальних досліджень, що з огляду на складність і вартість матеріалів призводить до значних витрат. Використання математичного моделювання дозволяє зменшити кількість експериментів та прогнозувати якість готових виробів. Дослідження присвячені перевірці можливості отримання квадратних труб проштовхуванням в одній кліті трубоелектрозварювального агрегату та визначенні вимог до геометричних параметрів заготовки.Item Удосконалення технології кування трубних заготовок з титанових сплавів в умовах ТОВ "Дніпропрес Сталь"(Донбаська державна машинобудівна академія (ДДМА), м. Краматорськ, 2022) Медведєв, Михайло Іванович; Бобух, Олександр Сергійович; Кузьміна, Ольга Михайлівна; Самсоненко Андрій АнатолійовичUKR: Робота присвячена удосконаленню процесу кування титанових сплавів в умовах ТОВ «Дніпропрес Сталь». При виробництві трубних заготовок з нікелевих й титанових сплавів широко застосовується кування круглих злитків діаметром 350–950 мм, отримуваних методом вакуумно-дугової або електронно-променевої плавки. При куванні таких зливків виникає значна нерівномірність деформації за перерізом поковки, що впливає на отримувані структуру та механічні властивості напівпродукту, що в свою чергу істотно обмежує техно-логічні можливості їх переробки. За попередньою технологією кування трубної заготовки з титанового сплаву Grade 2 (вітчизняний аналог ВТ1-0) складалась з протяжки заготовки Ø 630 мм довжиною 1300-1500 мм за три виноси з проміжним підігрівом. За результатами досліджень темплетів на якість металу було виявлено, що макроструктура поковки неоднорідна за перерізом, спостерігаються зони з різною величиною зерна й різною протравленістю. Всередині поковки зерна великі, наявні виділення α-фази, з чіткою границею між зонами, що може негативно відбиватись при пресуванні, оскільки це призводить до утворення розшарувань, тріщин й плів. Для покращення структури й механічних властивостей, що забезпечують отримання бездефектних гарячопресованих труб, запропоновано удосконалити технологічний процес кування в умовах ВАТ «Дніпропрес Сталь» за рахунок зміни параметрів деформації та введення додаткових операцій. Аналіз результатів кування злитків відповідно до запропонованого режиму й металографічних досліджень якості металу трубної заготовки показав, що метал по всьому перерізу має щільну макроструктуру 5-го балу, мікроструктуру 3-го типу, твердість за Брінеллем 185–196 НВ, що у подальшому забезпечує бездефектне пресування передільних труб та їх наступну холодну прокатку з отриманням механічних властивостей, що відповідають вимогам нормативної документації ASTM B 338-91а «Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Tubes for Condensers and Heat Exchangers».Item Дослідження впливу параметрів процесу гарячого пресування корозійностійких труб на зношування матричних кілець за допомогою комп’ютерного моделювання(НМетАУ, Дніпро, 2022) Пінчук, Вікторія Леонідівна; Самсоненко, Андрій Анатолійович; Бобух, Олександр Сергійович; Кузьміна, Ольга Михайлівна; Корнєв, С. В.; Фролов, Ярослав ВікторовичUKR: Мета. При експлуатації інструменту, зокрема у технологічному процесі пресування корозійностійких труб, одним з основних видів руйнування є зношування. Встановлено, що 85 ... 90% інструменту, що використовується в процесах обробки тиском, виходить з ладу в результаті зносу і тільки 10 - 15% з інших причин. Зношування – процес руйнування і відділення матеріалу з поверхні інструменту та/або накопичення його залишкової деформації при терті, який проявляється у поступовій зміні розмірів й форми інструменту. Наразі процес зношування та зносостійкість інструменту часто вивчається за допомогою комп'ютерного моделювання. Часто комп'ютерне моделювання використовується також як перший етап перед випробуванням досліджуваного процесу в лабораторних та виробничих умовах. Методика. Дана робота присвячена моделюванню процесу пресування труб за допомогою ПП QForm UK 10 і дослідженню впливу параметрів технологічного процесу на розподіл тиску та температур на контакті з а- готовки та матриці для оцінки зносу матриці. Результати. Теоретично досліджено вплив коефіцієнту витяжки, початкової температури заготовки та швидкості руху прес-штемпеля на зношування матричного кільця та силу пресування під час процесу пресування труб розмірами 60×14 мм та 60×8 мм зі сталі 08Х18Н10Т. Дослідження проведено за методикою повнофакторного експерименту 23. Наукова новизна. Отримано регресійні залежності максимальних значень параметрів зношування матриці та сили пресування від вищезазначених факторів. Досліджено розподіл температури, тиску та зношування на робочій поверхні матриці. Практична значущість. Визначено, що основну долю (≥ 90 %) значення сумарного зношування матриці складає зношування від тиску. Також визначено, що ділянки розподілу максимальних значень зношування та максимальних значень тиску не співпадають. Додатковий аналіз результатів моделювання дозволяє висунути гіпотезу про спільний вплив інтенсивності деформації (або ступеню деформації) та відносної швидкості заготовки на контакті з інструментом на зношування. Дана гіпотеза потребує подальшої теоретичної та експериментальної перевірки.Item Удосконалення технології виробництва труб з корозійностійких сталей і титанових сплавів(НМетАУ, Дніпро, 2022) Медведєв, Михайло Іванович; Бобух, Олександр СергійовичUKR: Ціль роботи. Удосконалення технології виробництва безшовних труб з корозійностійких сталей аустенітного класу і титанових та цирконієвих сплавів. Розробка технічних рішень по визначенню раціональних температуро- деформаційних і швидкісних режимів пресування труб та експандування попередньо свердлених заготовок, які забезпечують виконання вимог нормативних документів а саме вимог іноземних стандартів [ASTME, DIN та інш.] , ГОСТ, ДСТУ , а також зниження витратного коефіцієнту металу. Методика досліджень. При визначенні математичної залежності раціональних температуро-деформаційних параметрів пресування труб і експандування попередньо свердлених заготовок були використані дані експериментальних досліджень пресування труб з різних сталей і сплавів. Результати. Розроблено ряд технічних рішень по визначенню математичної залежності температур нагрівання заготовок від деформаційних параметрів (коефіцієнта витяжки при пресуванні труб), швидкості пресування, температури максимальної пластичності), залежності величини зерна аустеніта від параметрів технології пресування (температури нагрівання заготовок, геометричних параметрів заготовок та інструменту, тимчасового опору ро зриву) та інші. Наукова новизна. Визначені раціональні температуро-деформаційні режими пресування труб з корозійностійких аустенітних сталей і титанових сплавів для авіаційної промисловості і атомної енергетики. Практична значущість. Розроблені режими реалізовані при розробки технології виробництва труб на вітчизняних та іноземних пресових установках з забезпеченням вимог нормативної документації.Item Аналіз формозміни сталевих сіток в алюмінієвому композиті в процесе прокатки-з’єднання(НМетАУ, Дніпро, 2022) Носко, М. І.; Коноводов, Дмитро Володимирович; Самсоненко, Андрій Анатолійович; Бобух, Олександр СергійовичUKR: Мета. Порівняти деформацію армованих композитних матеріалів з алюмінієвого сплаву з використанням у якості фази армування плетеної та просічно-витяжної сталевої сітки. Методика. Було виконано експериментальне дослідження впливу величини висотної деформації пакета на деформацію сталевої сітки, що використовується у якості фази для армування, під час прокатки алюмінієвих композитів. В якості фази для армування використовували дротяну та просічно-витяжну сітку з нержавіючої сталі. Після прокатки досліджували вплив деформації на зміну кута комірки сітки в середині композиту. Результати. Встановлено вплив висотної деформації на зміну форми та деформацію сталевої сітки між двома листами алюмінію в процесі спільної прокатки. Показано, що просічно-витяжна сітка є кращім шаром для армування композитів на основі алюмінію, отриманих методом прокатки, оскільки її коефіцієнти подо в- ження нижчі, ніж у дротяної сітки. При цьому встановлено, що раціональне обтиснення при прокатці -з’єднанні становить понад 30%. Більш низьке обтиснення майже не викликає змін в розмірі ґраток, а деформація армованої сітки здійснюється лише за рахунок подовження і стиснення дротів. Наукова новизна. Представлене дослідження є оригінальним, так як вперше проведено порівн яння параметрів деформації фази армування під час прокатки композитів на основі сплаву алюмінію AA1050, армованого плетеною та просічно-витяжною сталевою сіткою. Практична значущість. Практична цінність представлених наукових результатів полягає в тому, що вони можуть бути використані для вдосконалення методів розрахунку течії металів з різними значеннями опору деформації при спільній пластичній деформації в умовах високого гідростатичного тиску.Item Effect of Fullerene-Like Nanoparticles on the Tribological Properties of Industrial Lubricants for Steel Rolling(Khmelnytskyi National University, 2022) Kartun, I. M.; Remez, Oleg A.; Haidai, O. O.; Spaska, O. A.; Yanchenko, O. B.; Pyliavsky, V. S.; Polunkin, Ye.V.ENG: The paper shows the results of studying the possibility of using fullerene-like nanoparticles as a lubricating additive in the composition of technological lubricant MT-216 M. The lubricity properties were evaluated on a laboratory rolling mill DUO-180 during cold rolling of strips of steel 08kp. The rolling force, the coefficient of friction in the deformation zone were measured, the values of the elongation coefficient and the parameter reflecting the costs of the rolling force per unit deformation of the metal were calculated.Item Determination of the Deformation Parameters of the Steel Reinforcing Phase inside the Aluminum Matrix during Hot Rolling(Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2022) Nosko, Maxim I.; Konovodov, Dmytro V.; Samsonenko, Andrii A.; Bobukh, Oleksandr S.ENG: Purpose. Comparison of deformation parameters during rolling of reinforced composites based on aluminum alloy using braided and expanded steel meshes as a reinforcing phase. Methodology. An experimental study on the effect of pressure on the deformation of the reinforcing phase during rolling of aluminum composites is carried out. A wire mesh and expanded mesh made of stainless steel was used as a reinforcing phase. The effect of deformation on the change in the lattice angle of the reinforcing phase is investigated. Findings. In this work, experimental data on the parameters of deformation of the wire mesh and expanded mesh are obtained. A comparison is made of the shape change in such grids under hot rolling conditions between two aluminum plates, which play the role of a matrix. It is found that the elongation coefficients of the lattice for the experiment with a wire mesh μc is equal to 1.68–2.3, which is greater than the coefficient of elongation of the lattice in the expanded mesh of 1.55–2.2. Therefore, expanded sheets make the best reinforcing layer for aluminumbased composites produced by the rollbonding process. Expanded mesh also reduces the risk of rupture at the intersection of wires. Originality. In the work, for the first time, a comparison of the deformation parameters during roll bonding of composites based on an aluminum alloy, reinforced with a braided and expanded steel mesh, has been given. Obtaining composite materials by means of hot roll bonding requires an understanding of the flow of composite components during deformation and their influence on each other. These peculiarities have not been studied sufficiently. Currently, there is no reliable method for predicting the behavior of the material of a solid reinforcing phase of various shapes inside a composite. Practical value. Advantages of using an expanded steel mesh for reinforcing aluminumbased composites have been confirmed. Scientific results can be used to refine calculating methods for metal flow at high hydrostatic pressure with variable components of the stress tensor and the major stresses.Item Laser Beam Melting of Functionally Graded Materials with Application-Adapted Tailoring of Magnetic and Mechanical Performance(Elsevier, 2021) Andreiev, Anatolii; Hoyer, Kay-Peter; Dula, Dimitri; Hengsbach, Florian; Grydin, Olexandr; Frolov, Yaroslav; Schaper, MirkoENG: The processing of functionally graded materials (FGMs) using laser beam melting (LBM) is a promising technique for increasing the efficiency of conventional machine components, especially for e-mobility. Therefore, the aim of the current study is to prove the manufacturability of tailored mechanical and magnetic properties in a rotor for an electric motor. For this purpose, the design of additively manufactured rotors with application-adapted tailoring of the properties in the same component using FGM was proposed. The first step was to investigate whether the FGM of the components, i.e. soft-magnetic steel for the rotor core and high-strength steel for the rotor shaft ends, are suitable for machining by LBM. Subsequently, multi-material samples of the two investigated steel types with their different arrangement were processed by LBM. Furthermore, post-processing heat treatments and their effects on the microstructure and resulting magnetic properties as well as the mechanical performance of mono- and multi-material samples were analyzed. The combination of LBM and an additional post heat treatment enables both the formation of a good adhesive bond between the two alloys and the desired tailoring of the properties in the FGMs investigated.Item Дослідження параметрів зони деформації при багатоканальній кутовій екструзії(Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2022) Зубко, Юрій Юрійович; Фролов, Ярослав Вікторович; Кузьміна, Ольга Михайлівна; Самсоненко, Андрій Анатолійович; Бобух, Олександр СергійовичUKR: В роботі наведено результати досліджень сучасного процесу багатоканальної кутової екструзії. Метою дослідження є визначення особливостей зони деформації та пластичного плину металу в даному процесі. Експериментальну частину дослідження здійснено шляхом аналізу викривлення координатної сітки в зоні деформації після закінчення процесу. Аналіз сітки дозволив виокремити певні елементи зони деформації. Розроблений інструмент, що забезпечує проведення багатоканальної кутової екструзії. Особливістю розробленого інструменту є те, що матриця інтегрована у контейнер і виконується розбірною. Встановлено, що центральні шари металу деформуються легше, а шари, потік яких сповільнюється внаслідок контактного тертя між інструментом та заготовкою, деформуються із затримкою. За допомогою експериментальних даних підтверджено адекватність розробленої в програмі QForm © математичної моделі процесу. Дану математичну модель буде використано для подальших досліджень.Item Estimation of Glass Lubricant Viscosity for Hot Extrusion of Cr-Ni Steel and Ni Alloy Tubes(Dnipro University of Technology, 2022) Medvedev, Michael; Shyfrin, Yevgen; Frolov, Yaroslav; Bobukh, OleksandrENG: Purpose. Estimation of optimal viscosity of a glass lubricant for chromium-nickel steel tube extrusion depending on the deformation resistance, chemical composition of metal and the temperature, degree and rate of deformation. Methodology. To determine the force conditions for tube extrusion, a complex factor of deformation resistance was used, which consists in estimating the value of deformation resistance under the basic process parameters of extrusion plants and its refinement depending on the deviations of heating temperature and wall thickness of billets as well as the degree and rate of deformation from the base conditions. Findings. The dependence of basic values of deformation resistance on the percentage of alloying elements (Ni + Cr) in steels has been found. With the addition of hardening alloying elements (Mo, W, V, Nb) into the alloy steel, its deformation resistance increases in proportion to their percentage. Analytical expressions for calculating the base values of deformation resistance for different extrusion plants have been obtained. Originality. For the first time, the principles governing estimation of the optimal viscosity of glass lubricants based on the chemical composition of steel to be formed, its temperature and the degree and rate of deformation of the blank, thickness of the lubricating layer and geometric dimensions of the tool (die) in hot extrusion of tubes have been established. Practical value. The use of the results of calculation according to the developed method will make it possible to increase the surface quality of tubes manufactured by extrusion and reduce the volume of their subsequent machining.Item Методика расчёта параметров настройки трёхвалковых риллинг-станов(ООО «ТЕРМАЛ ЭНД МЕТИРИАЛ ЭНЖИНИРИНГ СЕНТЕР», 2021) Гуляев, Юрий Геннадиевич; Шифрин, Евгений Исаевич; Квитка, Наталья ЮрьевнаRUS: Цель – обоснование методики аналитического определения параметров исходной настройки и их корректировки при прокатке труб в трёхвалковых риллинг-станах путём разработки математической модели процесса. Методика. При выполнении исследований использованы уравнения связи геометрических размеров исходной заготовки, готовой трубы и диаметра калибра валков, а также математическая модель процесса деформации трубы в трёхвалковом риллинг-стане, позволяющая при заданных геометрических параметрах валков и оправок определять изменение толщины стенки и диаметра заготовки по длине очага деформации. Результаты. Предложено прокатку труб для всего сортамента ТПА-140 вести при углах подачи, равных 6° вместо 9…12°. Учитывая, что при этом уменьшается максимально возможный диаметр прокатываемых труб, для компенсации указанного уменьшения предлагается выполнять выходной участок валка двухконусным; конусность первого по ходу прокатки участка составляет 1,6…1,7°, второго 2,4…2,6°. Учитывая, что увеличение относительного обжатия по стенке заготовки в диапазоне 0,02…0,10 снижает разностенность прокатанных труб предложено проектировать режимы деформации, ориентируясь на величину 0,10, снижая значение в тех случаях, когда это связано с необходимостью избежать чрезмерной раскатки (подъёма диаметра) заготовки, или предотвратить превышение допустимых нагрузок на привод стана. Установлено, что при 9…12° можно ограничить длину конического участка оправки величиной 80…100 мм, а при углах подачи 6…7°– величиной 60…80 мм. При этом будет сохранена возможность регулировки толщины стенки трубы в пределах ±1 мм за счёт осевого перемещения оправки. Научная новизна. Обоснована методика расчёта параметров исходной настройки риллинг-станов и их корректировки в ходе прокатки. Разработана математическая модель процесса раскатки труб в трёхвалковом риллинг-стане, которая связывает в единую систему уравнения, описывающие геометрические параметры инструмента (валков и оправки), размеры заготовки и трубы, а также технологические параметры настройки стана (угол подачи, диаметр калибра, диаметр и положение оправки относительно пережима валков). Сформулированы принципы, положенные в основу выбора параметров деформирующего инструмента и определения настроек стана. Практическая ценность. Обоснован ряд изменений в калибровках валков и оправок риллинг-станов, а также в их настройках. Эффективность предложенных технических решений и разработанной методики корректировки параметров прокатки успешно апробированы в промышленных условиях.Item Исследование влияния условий прокатки труб в автоматическом стане на технологические параметры и качество труб(ООО «ТЕРМАЛ ЭНД МЕТИРИАЛ ЭНЖИНИРИНГ СЕНТЕР», 2021) Гуляев, Юрий Геннадиевич; Шифрин, Евгений Исаевич; Квитка, Наталья ЮрьевнаRUS: Цель – разработка методики исследования влияния условий прокатки труб в круглых калибрах в автоматическом стане на короткой оправке на технологические параметры процесса деформации, силовые параметры и геометрию прокатанных труб. Методика. При выполнении исследований использованы: математическая модель процесса деформации при двухпроходной продольной прокатке труб в круглых калибрах на короткой оправке в автоматическом стане, позволяющая при заданных конструктивных параметрах калибров и оправок и их настройки определять изменение толщины стенки трубы по ее периметру, величину контактной поверхности и осевые усилия при прокатке. Результаты. Исследования процесса прокатки труб в автоматическом стане, которую, как правило, осуществляют в два прохода, используя один и тот же калибр валков с кантовкой трубы на 90° между проходами позволили установить следующее. Если прокатку в обоих проходах осуществлять на оправках одинакового диаметра, то теоретически толщина стенки готовой черновой трубы будет постоянна по её периметру. Если прокатку осуществлять на оправках разного диаметра, то, даже теоретически, толщина стенки готовой черновой трубы будет переменна по её периметру. Обычно таблицы прокатки в автоматическом стане составляют таким образом, что для части сортамента зазор между валками, принятый при проектировании калибра, не совпадает с фактическим зазором между валками. Наличие расхождения приводит к тому, что, даже при прокатке с использованием оправок одного и того же диаметра, толщина стенки готовой черновой трубы будет переменна по её периметру. На основании анализа геометрических параметров прокатки дана оценка влияния величин различных параметров на характер изменения толщины стенки трубы по её периметру. Проанализированы силовые параметры прокатки труб при различных величинах смещения оправки в направлении прокатки. Установлено, что смещение оправки в направлении прокатки до положения, при котором плоскость центров валков совпадёт с плоскостью сопряжения цилиндрического и конического участков оправки, снижает осевое усилие на оправку и, следовательно, улучшает условия захвата заготовки. Дальнейшее смещение оправки в направлении прокатки не улучшает условия захвата, но приводит к искажениям очага деформации, требующим для их компенсации сведения валков на определенную величину. Сведение валков, в свою очередь, увеличивает осевое усилие на оправку, что ухудшает условия захвата заготовки. Научная новизна. С использованием расчетных методов и математического моделирования процесса деформации в автоматическом стане продольной прокатки труб на короткой оправке обосновано, что использование в каждом из двух проходов оправок одинакового диаметра снижает поперечную разностенность труб. Получены аналитические зависимости, обосновывающие оптимальные настройки автоматического стана для различных условий прокатки. Для автоматических станов определены зависимости искажения очага деформации и силовых параметров процесса от положения оправки. Практическая ценность. Предложенные методики для определения настроечных параметров стана продольной прокатки труб на короткой оправке могут применяться в автоматических станах классического типа и станов-тандем для управления процессом деформации стенки. Рекомендуется вести прокатку в двух проходах на одинаковых оправках, устанавливая оправку в положении, при котором плоскость центров валков совпадает с плоскостью сопряжения цилиндрического и конического участков оправки.Item Method for Determining the Kinematic Parameters of Longitudinal Pass Rolling(Metallurgzidad, Russia, 2021) Shifrin, Yevgen; Kvitka, N. Yu.ENG: A new generalized method for calculating the rolling radius is developed. It is based on an analysis of the real shape of the neutral line in the deformation zone provided that the workpiece in equilibrium under the forces applied to it. It is established that there can be four characteristic positions of the neutral line within the contact surface between the roll and the workpiece. The particular case where the neutral line lies in a plane parallel to the rolling axis and the calculated rolling radius is effective is considered. The actual and effective rolling radii in the case of plugless rolling of pipes in oval roll passes are calculated and compared. A best-fit formula for correcting the calculated values of the effective rolling radius is obtained.Item Дослідження підшипників рідинного тертя робочих клітей 630 стану 550(НМетАУ, Дніпро, 2021) Самсоненко, Андрій Анатолійович; Гануш, Василь Іванович; Бергеман, Сергій ВолодимировичUKR: Аналіз експлуатації підшипників рідинного тертя (ПРТ) станів 630 показав, що втрати мастила на клітях 630 досягають до 10 тонн за рік. Причиною цього є недосконалість конструкції ущільнення, а це в свою чергу не забезпечує необхідний режим змащування ПРТ і призводить до високоінтенсивного зносу поверхонь втулки та вкладиша підшипника. Що призводить до виходу з ладу ПРТ раніше встановленого строку заміни втулки та вкладиша. Метою дослідження є визначення навантаженості ПРТ шляхом математичного моделювання для визначення енерго-силових параметрів прокатки на прикладі швелеру No14, визначення коефіцієнту тертя, дослідження процесу зносу поверхні втулки та вкладиша ПРТ та надання рекомендації, щодо можливого шляху удосконалення ущільнення ПРТ клітей 630. Розрахунок піддвердив перехід до граничного тертя при зносі до радіального зазору в 4 мм, що спостерігалось при експлуатації ПРТ. Запропонована удосконалена конструкція ущільнень з використанням V-подібних манжет.Item Influence of Solidification Rates and Heat Treatment on the Mechanical Performance and Joinability of the Cast Aluminium Alloy Alsi10mg(German Academic Society for Production Engineering (WGP), 2022) Neuser, M.; Grydin, O.; Frolov, Yaroslav; Schaper, MirkoENG: In modern vehicle chassis, multi-material design is implemented to apply the appropriate material for each functionality. In spaceframe technology, both sheet metal and continuous cast are joined to castings at the nodal points of the chassis. Since resistance spot welding is not an option when different materials are joined, research is focusing on mechanical joining methods for multi-material designs. To reduce weight and achieve the required strength, hardenable cast aluminium alloys of the AlSi-system are widely used. Thus, 85–90% of aluminium castings in the automotive industry are comprised of the AlSi-system. Due to the limited weldability, mechanical joining is a suitable process. For this application, various optimisation strategies are required to produce a crack-free joint, as the brittle character of the AlSi alloy poses a challenge. Thus, adapted castings with appropriate ductility are needed. Hence, in this study, the age-hardenable cast aluminium alloy AlSi10Mg is investigated regarding the correlation of the different thicknesses, the microstructural characteristics as well as the resulting mechanical properties. A variation of the thicknesses leads to different solidification rates, which in turn affect the microstructure formation and are decisive for the mechanical properties of the casting as well as the joinability. For the investigation, plates with thicknesses from 2.0 to 4.0 mm, each differing by 0.5 mm, are produced via sand casting. Hence, the overall aim is to evaluate the joinability of AlSi10Mg and derive conclusions concerning the microstructure and mechanical properties.Item Roll Bonding of Al-Based Composite Reinforced with C10 Steel Expanded Mesh Inlay(MDPI, Switzerland, 2021) Frolov, Yaroslav; Nosko, Maxim; Samsonenko, Andrii A.; Bobukh, Oleksandr; Remez, OlegENG: The most complex issue related to the design of high efficiency composite materials is the behavior of the reinforcing component during the bonding process. This study presents numerical and experimental investigations of the shape change in the reinforcing inlay in an aluminum-steel mesh-aluminum composite during roll-bonding. A flat composite material consisting of two outer strips of an EN AW 1050 alloy and an inlay of expanded C10 steel mesh was obtained via hot roll bonding with nominal rolling reductions of 20%, 30%, 40% and 50% at a temperature of 500 °C. The experimental procedure was carried out using two separate rolling mills with diameters equal to 135 and 200 mm, respectively. A computer simulation of the roll bonding was performed using the finite element software QForm 9.0.10 by Micas Simulations Limited, Oxford, UK. The distortion of the mesh evaluated via the change in angle between its strands was described using computer tomography scanning. The dependence of the absorbed impact energy of the roll bonded composite on the parameters of the deformation zone was found. The results of the numerical simulation of the steel mesh shape change during roll bonding concur with the data from micro-CT scans of the composites. The diameter of rolls applied during the roll bonding, along with rolling reduction and temperature, have an influence on the resulting mechanical properties, i.e., the absorbed bending energy. Generally, the composites with reinforcement exhibit up to 20% higher impact energy in comparison with the non-reinforced composites. View Full-Text.