Введение к работе
Актуальность темы. В условиях постоянной и все возрастающей конкуренции между фирмами - изготовителями бытовой техники, в том числе и бытовых холодильников, постоянно идет ее совершенствование при стремлении обеспечения ' минимальной себестоимости. Предложено решать эту задачу снижением массы холодильника, конкретно его металлического корпуса. При этом, главным образом, за счет совершенствования конструкции корпуса и применения сложных гнутых профилей проката. Последняя особенность обусловливает необходимость дальнейшего развития теории процесса гибки, методик расчета параметров профилирования и необходимость проведения экспериментальных исследований на станах гнутых профилей.
Связь с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в соответствии с Государственной комплексно-целевой программой "Совершенствование и развитие бытовой холодильной техники", утвержденной Министром машиностроения, военно-промышленного комплекса и конверсии Украины 9 июля 1992 г. Диссертация связана с научно-исследовательскими работами Донецкого института холодильной техники (№№ госрегистрации 01964003732, 01964003906, 01964003907) и Донецкого государственного технического университета (№ госрегистрации 0198U002187).
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы явилось разработка новой конструкции шкафа холодильника, дальнейшее развитие теории и технологии производства сложных, несимметричных гнутых профилей проката, обеспечивающих снижение массы холодильника.
Для достижения поставленной цели определены и решены следующие задачи
-
Разработка новой конструкции шкафа холодильника пониженной массы.
-
Оценка влияния колебаний химического состава сталей заданных марок на механические свойства металла. Вывод уравнения для прогнозирования механических свойств металла в зависимости от его химического состава.
-
Вывод теоретических зависимостей и создание методик расчета:
силы профилирования;
геометрических параметров калибров валков;
маршрутов профилирования
при производстве сложных несимметричных профилей из холоднокатаных листов толщиной менее 1 мм.
-
Экспериментальным путем получить данные для оценки достоверности разработанных математических моделей.
-
Дать предложения по дальнейшему снижению расхода металла при производстве холодильников.
Объект исследования - технология гибки холоднокатаного металла толщиной менее 1 мм.
Предмет исследования - стан гнутых профилей проката.
Методы исследования - натурные эксперименты с применением тензометрии и осциллографирования, математическое моделирование, регрессионный анализ, оценка достоверности экспериментальных исследований и математических моделей с использованием математической статистики.
Научная новизна полученных результатов. Впервые получены теоретические зависимости для расчета силы профилирования и калибровки валков при производстве сложных несимметричных профилей с участками двойной толщины при учете комплексного воздействия на процесс гибки химического состава и наклепа стали, геометрии профиля, утонения деформируемых участков и пружинения холоднокатаного листа толщиной менее 1 мм.
Доказана возможность применения условия аддитивности математических моделей и использования операций условного разбиения гнутого профиля на простые составляющие.
Получены новые экспериментальные данные по силе профилирования для сложных несимметричных профилей.
Практическое значение полученных результатов. Разработана и реализована в промышленности новая конструкция (панельная) шкафа холодильника с широким применением гнутых профилей проката.
Показано, что при расчете силы профилирования необходимо учитывать изменение механических свойств металла в зависимости от колебаний химического состава конкретной марки стали, наклепа металла и утонения полосы в местах деформирования. Получены регрессионные зависимости для расчета влияния этих явлений на силу профилирования.
Разработаны и реализованы на ПЭВМ методики расчета силы и маршрутов профилирования, калибровки валков для производства боковых панелей и соединительных элементов (в одинарном и сдвоенном виде) шкафа холодильника.
Разработана новая комбинированная линия для рулонного производства панелей холодильников.
Представленные в диссертации материалы обеспечили запуск в серию холодильника "Норд-214" облегченной конструкции. За счет снижения массы шкафа на 30% по сравнению с предыдущей модификацией получен годовой экономический эффект 2,7 млн. гривен (доля автора диссертации 135 тысяч гривен). Ожидаемый годовой экономический эффект от производства в сдвоенном виде соединительных элементов шкафа и строительства комбинированной линии для рулонного производства боковых панелей холодильников составляет 1,175 миллиона гривен (доля автора диссертации 250 тысяч гривен).
Личный вклад соискателя. Автором лично определено общее направление, цель и задачи диссертации, выполнен анализ технической литературы и тенденций развития холодильной техники и состояния теории и практики производства гнутых
профилей проката, разработана новая конструкция шкафа и дано предложение об использовании в нем гнутых профилей проката, определен выбор учитываемых параметров технологии для математических моделей, сделан вывод регрессионных уравнений, выполнен расчет калибровок валков всех видов и маршрутов калибрования, сделано предложение о сооружении комбинированной линии для рулонного производства панелей холодильников. Анатаз полученных результатов, выводы по работе, написание текста диссертации и автореферата сделаны автором самостоя-телыга. Экспериментальная часть работы и реализация на ПЭВМ математических моделей проведена автором диссертации совместно с сотрудниками ДонГТУ.
Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертации доложены на международных научно-технических конференциях "Современные проблемы машиностроения и технический прогресс" (г. Севастополь, 1996 г.), "Прогрессивные технологии машиностроения и современность" (г. Севастополь, 1997 г.), V и VI международных научно- технических конференциях "Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века" (г. Севастополь, 1998 г., 1999 г.), совместных семинарах кафедры "Обработка металлов давлением" Донецкого государственного технического университета и отделов прокатного производства Донниичермета (г.Донецк, 1998, 1999, 2000 г.г.), Ученом совете физико-металлургического факультета ДонГТУ (г. Донецк, 1999, 2000 г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей и получено одно авторское свидетельство. Имеется еще 11 авторских свидетельств по совершенствованию конструкции холодильника, материалы которых на защиту не выносятся.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, шесть разделов, выводы по работе, список использованных источников из 138 наименований, 6 триложений, 41 рисунок и 9 таблиц. Материалы работы изложены на 134 страницах шмпьютерного текста, в том числе на 121 странице основного текста.