Оцінка технічного стану базових конструкцій пресо-прокатного устатковання після довготривалої експлуатації
Loading...
Files
Date
2023
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна
Abstract
UKR: Дисертація присвячена удосконаленню технічного обслуговування базових елементів механічних систем, які потерпають від комбінації пошкоджуючих процесів на прикладі станин робочих прокатних клітей і гідравлічних пресів. Означена мета досягається шляхом розробки діагностичних моделей, які враховують комбінований характер навантаження конструкцій. Вирішена актуальна науково-технічна задача оцінки технічного стану після довготривалої експлуатації базових конструкцій пресо-прокатного устатковання, які потерпають від дії комбінованого навантаження, що в кінцевому результаті забезпечило підвищення безпеки і подовження ресурсу станин робочих клітей трубопрокатного агрегату і пресу для виробництва залізничних коліс. Розвинуто принцип знаходження імовірностей відмови і безвідмовності шляхом порівняння функцій розподілу довговічності і наробітку. Розроблена модель довговічності багатовісної втоми на підставі правила об’єднання ресурсних індексів безпеки. В її форматі знайдена модель коефіцієнтів обтяження для комбінованої дії дотичних і нормальних напружень у вигляді поліному другого ступеню. Вирішена задача взаємозв’язку між накопиченим пошкодженням і коефіцієнтом обтяження. З’ясовано, що функція ризику станин на стадії зародження тріщини може бути представлена лінійною залежністю, прямопропорційною до наробітку. Для оцінки технічного стану станин ТПА 350 використано функцію ризику, яка на відміну від функції надійності є чутливої до наробітку. Процес втрати несучої здатності станин представлено декількома стадіями, при яких збільшення ризику відбувається з різною інтенсивністю. Сформовано модель гарантованого ресурсу колон важких гідравлічних пресів, яка враховує нестаціонарність процесу штампування, варіації коефіцієнтів нерівномірності навантаження колон, зусилля затягання різьби, її границю витривалості. Визначено, що безпечний довготривалий строк експлуатації колон можливий тільки за певних умов - неперевищення коефіцієнту нерівномірності навантаження понад 15%, наближення границі витривалості в зоні різьби до 30 МПа.
ENG: The dissertation is devoted to the improvement of maintenance of the basic elements of mechanical systems that suffer from a combination of damaging processes, using the example of working rolling housings and hydraulic presses. The specified goal is achieved by developing diagnostic models that take into account the combined nature of the structure load. The actual scientific and technical task of assessing the technical condition after long-term operation of the basic structures of press-rolling equipment, which suffer from the action of combined load, has been solved, which in the end ensured increased safety and extension of the resource of the housings of the working cages of the pipe-rolling unit and the press for railway wheels production. The principle of finding probabilities of failure and non-failure by comparing the functions of the distribution of durability and earnings has been developed. A multiaxial fatigue longevity model was developed based on the rule of combining resource safety indices. In its format, a model of weighting coefficients for the combined action of tangential and normal stresses in the form of a second degree polynomial was found. Solved the problem of the relationship between the accumulated damage and the burden factor. It has been found that the risk function of stand of crack initiation can be represented by a linear dependence directly proportional to the build-up. To assess the technical condition of tube rolling mill unit 350 stand, a risk function was used, which, unlike the reliability function, is sensitive to earnings. The process of loss of load-bearing capacity of stand is represented by several stages, in which the risk increases with different intensity. A model of the guaranteed resource of the columns of heavy hydraulic presses has been developed, which takes into account the non-stationarity of the stamping process, variations in the coefficients of the uneven load of the columns, the tightening force of the thread, and its endurance limit. It was determined that a safe long-term operation of the columns is possible only under certain conditions - not exceeding the load unevenness coefficient of more than 15%, approaching the endurance limit in the thread zone to 30 MPa.
ENG: The dissertation is devoted to the improvement of maintenance of the basic elements of mechanical systems that suffer from a combination of damaging processes, using the example of working rolling housings and hydraulic presses. The specified goal is achieved by developing diagnostic models that take into account the combined nature of the structure load. The actual scientific and technical task of assessing the technical condition after long-term operation of the basic structures of press-rolling equipment, which suffer from the action of combined load, has been solved, which in the end ensured increased safety and extension of the resource of the housings of the working cages of the pipe-rolling unit and the press for railway wheels production. The principle of finding probabilities of failure and non-failure by comparing the functions of the distribution of durability and earnings has been developed. A multiaxial fatigue longevity model was developed based on the rule of combining resource safety indices. In its format, a model of weighting coefficients for the combined action of tangential and normal stresses in the form of a second degree polynomial was found. Solved the problem of the relationship between the accumulated damage and the burden factor. It has been found that the risk function of stand of crack initiation can be represented by a linear dependence directly proportional to the build-up. To assess the technical condition of tube rolling mill unit 350 stand, a risk function was used, which, unlike the reliability function, is sensitive to earnings. The process of loss of load-bearing capacity of stand is represented by several stages, in which the risk increases with different intensity. A model of the guaranteed resource of the columns of heavy hydraulic presses has been developed, which takes into account the non-stationarity of the stamping process, variations in the coefficients of the uneven load of the columns, the tightening force of the thread, and its endurance limit. It was determined that a safe long-term operation of the columns is possible only under certain conditions - not exceeding the load unevenness coefficient of more than 15%, approaching the endurance limit in the thread zone to 30 MPa.
Description
В. Гануш: ORCID 0000-0002-7321-2691
Захист – 19 квітня 2023р., Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро
Захист – 19 квітня 2023р., Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро
Keywords
базова конструкція, прес гідравлічний, трубопрокатний агрегат, станина, ресурс, ризик, технічний стан, basic structure, hydraulic press, pipe rolling unit, housing, resource, risk, technical condition, КМАМВ
Citation
Гануш В. І. Оцінка технічного стану базових конструкцій пресо-прокатного устатковання після довготривалої експлуатації : дис. … канд. техн. наук : 05.05.08. Дніпро, 2023. 216 с.