Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния производства низкоуглеродистой арматурной проволоки 8
1.1. Современные требования, предъявляемые к арматурной проволоке железобетонных конструкций 8
1.2. Анализ способов производства низкоуглеродистой арматуры диаметрами 6,0-10,0 мм за рубежом и в России 11
1.3. Анализ видов периодических профилей 23
1.4. Выбор и обоснование технологической схемы производства 31
1.5. Выводы, цель и задачи исследования 39
2. Моделирование процесса профилирования арматурной проволоки холодной прокаткой 43
2.1. Выбор формы поперечного сечения периодического профиля и рациональных калибровок валков для его прокатки 43
2.2. Определение диаметра заготовки под профилирование и расчет критерия анкеровки арматурного профиля с бетоном 53
2.3. Определение контактной поверхности при профилировании 60
2.4. Аналитическое определение усилия деформирования при прокатке периодического профиля 69
2.5. Выводы по главе
3. Экспериментальное исследование процесса прокатки периодического профиля 79
3.1. Условия проведения экспериментальных исследований 79
3.2. Разработка модели формоизменения при прокатке арматурной проволоки 82
3.3. Исследование влияния режимов профилирования на механические свойства арматурной проволоки 88
3.4. Экспериментальное определение давления металла на валки при профилировании 93
3.5. Определение энергосиловых параметров профилирования методами теории подобия 97
3.6. Определение коэффициента напряженного состояния 100
3.7. Выводы по главе 102
4. Исследование режимов получения заготовки под профилирование ... 104
4.1. Анализ влияния химсостава горячекатаной катанки на ее механические свойства 104
4.2. Выбор рациональных режимов деформирования при волочении проволоки 8-9 групп по размерам -. 106
4.3. Исследование изменения свойств заготовки под профилирование при волочении 113
4.4. Прокатка заготовки под профилирование в двухвалковых калибрах 117
4.5. Обоснование применения термоупрочненной катанки в качестве заготовки под профилирование 123
4.6. Выводы по главе 127
5. Технологические схемы производства холоднодеформированной низкоуглеродистой арматурной проволоки диаметрами 6,0-10,0 мм 129
5.1. Технология производства низкоуглеродистой арматурной
проволоки способом «волочение-профилирование прокаткой»... 130
5.1.1. Результаты опытно - промышленной проверки технологической схемы «волочение - профилирование прокаткой» 133
5.1.2. Технологическая линия производства проволоки способом «волочение - профилирование прокаткой» 136
5.2. Технология производства низкоуглеродистой арматурной проволоки способом «прокатка - профилирование прокаткой» 140
5.2.1. Технологическая линия производства проволоки способом -прокатка - профилирование прокаткой» 141
5.3. Технология производства низкоуглеродистой арматурной проволоки из термоупрочненнои катанки и результаты ее проверки в промышленных условиях 144
5.3.1. Технологическая линия профилирования термоупрочненой катанки 148
5.4. Выводы по главе 150
Заключение 151
Список использованных источников
- Анализ способов производства низкоуглеродистой арматуры диаметрами 6,0-10,0 мм за рубежом и в России
- Определение контактной поверхности при профилировании
- Исследование влияния режимов профилирования на механические свойства арматурной проволоки
- Прокатка заготовки под профилирование в двухвалковых калибрах
Анализ способов производства низкоуглеродистой арматуры диаметрами 6,0-10,0 мм за рубежом и в России
До начала 60-х годов при изготовлении арматурной проволоки диамет-рами более 6,0 мм с пределом текучести Go,2 500 Н/мм за рубежом использовали волочение в монолитных волоках с суммарной степенью деформации до 50% с последующим профилированием в неприводных роликовых клетях. Для получения требуемых пластических характеристик в качестве финишной операции применяли низкотемпературный отпуск [3]. В связи с резким изменением стоимости электроэнергии отпуск стал существенным фактором, влияющим на себестоимость готовой продукции. Взамен отпуска было предложено использовать процесс механоциклической обработки путем знакопеременного изгиба проволоки. Было установлено, что данный процесс эффективен только в случае низкого разброса механических свойств исходной катанки. Используемые для выпуска арматурной проволоки низкоуглеродистые стали не позволили на данном этапе получать качественную продукцию с приемлемой рентабельностью. Все это привело к необходимости рассмотрения путей совершенствования процесса производства низкоуглеродистой проволоки диаметрами более 6,0 мм.
С конца 60-х годов за рубежом четко просматривается тенденция использования технологий холодной прокатки в двух- и многовалковых калибрах при производстве арматурной проволоки повышенной прочности из низкоуглеродистых марок сталей. В течение этого периода одним из основных направлений оставалось увеличение диаметра арматурной проволоки при постоянном повышении ее эксплуатационных свойств [4, 5].
Первоначально холодную деформацию проволоки осуществляли в клетях с неприводными валками. Однако волочильный стан как деформирующий агрегат был сохранен. В состав технологических линий для производства арматуры входило следующее оборудование: устройство размотки катанки, окалинолома-тель, клети с неприводными валками, тянущий блок, роликовое правильное устройство и намоточное устройство. Производство проволоки на таких линиях показало более высокую эффективность по сравнению с волочением в монолитных волоках, и в настоящее время технология протяжки в неприводных валках является одним из широко применяемых вариантов технологии производства арматурной проволоки больших диаметров. В качестве тянущего блока используются мощные волочильные машины типа «КЕД» фирм "КОСН" (Германия) [6], LTM/DV («Impianti Industriale Spa» Италия) [7] с усилием волочения до 65 кН и мощностью двигателя постоянного тока до 160 кВт.
Параллельно с этим развивалось направление по применению технологии холодной прокатки в многовалковых калибрах при производстве холодноде-формированной арматурной проволоки. Решающим толчком в этом направлении явилось создание нового вида периодического профиля арматурной проволоки (рис. 1.1), используемого в большинстве европейских стран и по настоящий момент. Использование для армирования железобетонных конструкций именно трехстороннего периодического профиля и определило на долгие годы развитие многовалкового оборудования для его производства. На этом этапе приводные прокатные клети с многовалковыми калибрами использовали только на стадии профилирования арматурной проволоки. Технологические линии базировались на основе профилирующего блока холодной прокатки. В качестве заготовки под профилирование использовали горячекатаную катанку или холоднотянутую проволоку.
Широкое распространение получила система «Кагі» для улучшения технологических показателей холоднодеформированной арматуры диаметром 4,0 -12,0 мм из низкоуглеродистых марок сталей, предусматривающая прокатку катанки в проволоку с ее последующей кратковременной термической обработкой путем индукционного нагрева и регулируемого охлаждения [8]. Технологическая линия для производства проволоки по системе «Кагі» включает стан холодной прокатки, участок термической обработки, устройство смотки и участок энергоснабжения.
В дальнейшем прокатку в многовалковых калибрах стали применять наряду с профилированием и на стадии уменьшения поперечного сечения проволоки. В ФРГ был предложен способ производства арматурной проволоки, получивший название «способ Штрипенса», при котором катанку обрабатывают первоначально холодной прокаткой в многовалковой клети для получения поперечного сечения заготовки под профилирование требуемой формы, а процесс нанесения трехстороннего профиля ведут в приводном профилирующем блоке. Стан для производства арматуры по «способу Штрипенса» включает: размоточное устройство, механизм для удаления окалины, прокатную клеть, профилирующий блок, роликовое правильное устройство и устройство намотки [3].
Имеются также сведения об использовании за рубежом технологии прокатки арматурной проволоки в четырехвалковых калибрах [9, 10]. Европейскими производителями, с целью освоения металлопотребляющего рынка США, где предусмотрено применение в качестве ненапрягаемой арматуры четырехстороннего периодического профиля по стандарту ASTMA, были опробованы схемы его прокатки в четырехвалковых калибрах [8].
Одновременно с прокаткой в многовалковых калибрах за рубежом развивалась технология холодной прокатки арматурной проволоки в двухвалковых системах калибров. Во Франции гладкую катанку подвергают холодной прокатке сначала в двух парах гладких валков, приближая форму сечения к квадратной, а затем двумя парами валков с круглыми калибрами, взаимоперпендикулярными, но смещенными на 45 по отношению к гладким валкам осями, образуют ряды наклонных выступов [11]. В Чехословакии используют клети "дуо" для нанесения периодических профилей за один проход [12]. В Болгарии горячекатаную катанку сначала прокатывают в двухвалковом квадратном калибре, а периодический профиль формируют в калибре с четырьмя валками [13].
Однако массовое распространение именно трехстороннего периодического профиля привело к тому, что прокатка на станах с двухвалковыми и че-тырехвалковыми калибрами не получила в Европе широкого распространения.
Технология холодной прокатки проволоки периодического профиля в трехвалковых калибрах в Европе за последнее время не претерпела существенных изменений, а усилия изготовителей оборудования были в основном направлены на увеличение числа клетей и производительности станов . На смену одно-, двухклетьевым станам с многовалковыми калибрами пришли современные компактные многоклетьевые непрерывные станы блочной конструкции (рис.1. 2) с высокой скоростью прокатки, оборудованные твердосплавными валками [14, 15]. В этой индустрии задействованы и имеют приоритеты на международном рынке оборудования и технологий такие мощные фирмы как " KOCH ", "FUHR", " BAU STAHL GEVEBE " ( Германия )," PROPERZI " , " EUROLLS" , " PITTINI" ( Италия )," ELIN UNION " ( Австрия ) и другие.
Крупнейшими производителями твердосплавного инструмента для станов холодной прокатки являются фирмы " Sandvic " ( Швеция ), " VOEST-А1ріпе"(Австрия), " ASKO " (США), " Hertel " (Германия ), " Sumitomo Electric Ind.", " Matsubishi Metal Corp. ", " Toshiba Tungaloy Co. " ( Япония) [16].
Опыт ведущих Европейских фирм показал, что применение технологии холодной пластической деформации позволяет комплексно решать проблемы увеличения диаметра холоднодеформированной проволочной арматуры и повышения ее качества. При этом повышение прочностных характеристик низкоуглеродистых сталей достигается вследствие деформационного упрочнения при сохранении достаточной пластичности, а требуемый уровень прочности - варьированием диаметра исходной заготовки или содержанием углерода в пределах требований по свариваемости, предъявляемых к арматуре ЖБК.
Определение контактной поверхности при профилировании
Любой технологический процесс производства готовой продукции с точки зрения системного анализа представляет собой последовательность взаимосвязанных подпроцессов или операций. И в каждом подпроцессе (операции) происходит необходимое воздействие на предмет труда, обеспечивая в итоге требуемое его качество. Там же происходит и формирование затрат, необходимых для осуществления процесса преобразований [57].
Используемый в системном анализе принцип системности заключается в том, что объект (познания, управления, конструирования) рассматривается как сложная система, которую можно разделить (необязательно единственным образом) на конечное число частей - подсистем. Элементы сложных систем функционируют не изолированно друг от друга, а во взаимодействии: свойства одного элемента в общем случае зависят от условий, определяемых поведением других элементов. Свойства сложных систем в целом определяются свойствами не только элементов, но и характером взаимодействия между ними. Такой подход позволяет расчленить любую сложную систему на отдельные более простые элементы, провести изучение явлений происходящих, в этих элементах, а затем с учетом взаимодействия между элементами вновь объединить в систему, но уже с более высоким уровнем значения явлений, в ней происходящих.
В связи с этим технологическую систему изготовления арматурной проволоки периодического профиля возможно представить как состоящую из двух подсистем: подсистемы изготовления заготовки под профилирование и подсис 32 темы профилирования проволоки; изучить отдельно эти подсистемы, а затем построить из них полную технологическую систему.
В любом технологическом процессе наиболее важным является чистовой передел, финишная операция. Именно там формируются так называемые «сдаточные» параметры изделия: форма, размеры, физико-механические свойства, требуемые потребителем от готовой продукции. Режимы чистовых, финишных операций определяют также и требования к предыдущим операциям.
В процессе производства низкоуглеродистой арматурной проволоки финишной является операция профилирования - нанесение периодического профиля на поверхность заготовки круглого сечения для улучшения сцепления с бетоном. Изучив закономерности явлений при профилировании и определив режимы обработки в этой подсистеме, возможно определить обоснованные требования к свойствам и режимам получения заготовки под профилирование.
В настоящее время традиционной схемой профилирования арматурной проволоки является волочение в роликовых волоках в валках с фасонной формой ручья. Прокатка для этих целей у нас в стране не применяется.
Все многообразие технических решений, научных открытий и технологий могут обеспечивать только два пути развития технологических процессов -эволюционный и революционный, за счет изменения их главной составляющей, так называемого рабочего хода [63]. Под рабочим ходом понимается законченная часть операции, непосредственно связанная с изменением формы, размеров, структуры и свойств, состояния или положения в пространстве предмета труда в соответствии с назначением технологического процесса. Первый путь, за счет автоматизации и механизации, ускорения движения исполнительных механизмов приводит к сокращению промежутков между рабочими ходами и обеспечивает рост производительности труда. Но при этом сущность рабочего хода, а следовательно, и самого технологического процесса не меняется. В данном случае процесс носит рационалистический характер.
Совершенно другой принцип развития технологических процессов реализуется при совершенствовании рабочего хода. Причем речь идет именно о ко 33 ренном изменении сущности рабочего хода, а не об его интенсификации. Непредсказуемость результатов при совершенствовании технологических процессов подобным образом, наличие нетрадиционных технических решений позволяют говорить об эвристическом характере реализации такого типа решений. В сложных технологических процессах, состоящих из нескольких простых, необходимым и достаточным условием роста уровня технологии и эвристического развития технологической системы является рост уровня технологии хотя бы одного подпроцесса, входящего в состав системы.
Если сравнивать два способа изготовления проволоки: волочение, включая и волочение в роликовых волоках, и прокатку, то последняя имеет принципиально другой, более высокий рабочий ход и обеспечивает революционный путь развития технологических процессов изготовления проволоки, в том числе если процесс прокатки входит в качестве подпроцесса в более сложный технологический процесс, состоящий из нескольких подпроцессов.
Принципиальным отличием волочения в роликовых волоках от прокатки является то, что при волочении внешняя сила прикладывается к переднему концу и величина обжатия в очаге деформации ограничена прочностью переднего конца [58]. Важным критерием устойчивости процесса волочения в роликовых волоках является коэффициент запаса прочности, гарантирующий безоб-рывность процесса и недопускающий локальных перетяжек и искажения геометрии профиля при заправке, ускорении и резкой остановке [59]. Возникающие на выходе из очага деформации растягивающие продольные напряжения отрицательно сказываются на деформируемости протягиваемого изделия. Неблагоприятная схема напряженного состояния накладывает ряд ограничений на режимы обжатий при профилировании, что зачастую ведет к невыполнению профиля или обрыву проволоки в профилирующей клети, особенно по месту сварки бунтов. При профилировании в роликовых волоках, как и при волочении в монолитных волоках, сохраняется операция острения для задачи заготовки, что требует от волочильщика больших физических усилий, особенно при работе с проволокой 8 и 9 групп по размерам (диаметром более 6,0 мм). Существенным недостатком применяемых на отечественных предприятиях конструкций роликовых волок является то, что при изменении обжатия ось волочения не является осью симметрии в очаге деформации, так как изменение зазора между роликами осуществляется только за счет перемещения верхнего валка [60].
При прокатке внешняя сила прикладывается со стороны рабочих валков за счет сил трения между металлом и валками, а обжатия ограничиваются углом захвата, применяемой системой калибров, прочностью валков или мощностью привода. Достоинствами прокатки являются: благоприятная схема напряженного состояния, позволяющая реализовывать большие, чем при волочении в роликовых волоках, единичные обжатия и обрабатывать труднодеформируемые материалы. При этом снижается вероятность обрыва в клети, а прямолинейное движение прокатываемой проволоки исключает разлет концов при обрыве, что выгодно отличает рассматриваемый способ от волочения в роликовых волоках в плане безопасности труда. Прокатка за счет автоматического захвата полосы упрощает заправку стана. При прокатке появляется возможность варьирования в широком диапазоне скоростью обработки. Варьируя скорость прокатки возможно получать широкую гамму механических свойств проволоки [62]. В работе [61] указываются преимущества способа профилирования арматурной проволоки прокаткой перед волочением в роликовых волоках. Отмечается, что вследствие большей протяженности зоны отставания искажение формы выступа на проволоке при прокатке меньше чем при волочении в роликовых волоках.
Так как применяемые при профилировании обжатия невелики, то проблемы устойчивости и захвата круглой заготовки профилирующими валками при прокатке не так актуальны. Соотношение осей задаваемой круглой полосы равное единице обеспечит устойчивое положение полосы в профилирующем калибре, а отношение диаметра валка к диаметру заготовки, на практике равное 20 - 40, и поперечные канавки будут способствовать стабильному захвату заготовки.
Исследование влияния режимов профилирования на механические свойства арматурной проволоки
Решение интеграла по выражению (2.30) математически сложно, а окончательное выражение для определения площади контактной поверхности громоздко и неудобно для практических расчетов. Аппроксимируя уравнение горизонтальной проекции линии контакта, была получена инженерная формула для определения площади горизонтальной проекции контактной поверхности [78]: / =1,588(&2- ,)/, (2.31) где / - горизонтальная проекция длины дуги контакта, определяется по выражению (2.26); bhb2 - координаты точек пересечения линии контакта с плоскостью выхода по выражению (2.22). Выражение (2.31) справедливо для следующей области изменения технологических факторов: R -є (10 50 )}-e{l-fsina}, « = 40 51. о v Ч В теории прокатки принято характеризовать очаг деформации углом захвата а3, показателями формы очага деформации — и —, определяющими ус ловия формоизменения и энергосиловые параметры процесса.
С целью определения этих показателей, с использованием полученных выражений и известных формул, провели расчеты при различных значениях технологических факторов процесса профилирования.
Угол захвата при установившемся процессе профилирования определяли по выражению [67]: cr = 2arcsin 1-1 I2A (2.32) где rj- коэффициент высотной деформации в точке первоначального контакта L полосы с валком (рис 2.13), определяемый по формуле (2.2) А = 2R, h (2.33) где R, и h, - радиус профилирующего валка и высота раската в точке первоначального контакта L полосы с валком (рис 2.13). Показатели формы, характеризующие очаг деформации в продольном и поперечном направлениях, рассчитывали по формулам (2.34) и (2.35) где / - определяется по выражению (2.26), а Ь2 по зависимости (2.22). Результаты расчетов показаны в табл. 2.1. Таблица 2.1 Характеристики очага деформации при профилировании Диаметр проволоки d, мм Высота выступаа, мм Диаметр профилирующих валков D, мм 115 250 а3, і а3 / 6,0 0,5 8 2,23 0,73 5 3,33 0,48 8,0 0,6 9 1,9.6 0,84 6 2,94 0,56 10,0 0,8 11 1,8 0,95 7 2,52 0,64 Анализ полученных результатов показал, что в исследуемом интервале изменения технологических факторов процесс профилирования осуществляется в «среднем» —= 1,8 - 3,33 и «узком» очаге деформации —=0,48 - 0,95.
С увеличением диаметра заготовки и уменьшением диаметра валков соотношение — стремится к единице, а очаг деформации становится «критическим» с условиями, наиболее благоприятными для развития поперечной деформации [70]. Учитывая, что практически сложно обеспечить такие параметры процесса профилирования, при которых значение — значительно больше единицы и неразвитая поперечная деформация, следует ограничивать ушире-ние путем уменьшения угла при вершине ромбического калибра с увеличением диаметра проволоки.
Одна из основных задач, которую приходится решать при проектировании и эксплуатации профилирующих двухвалковых клетей, состоит в расчете удельного и полного усилия деформирования при нанесении периодического профиля, определяющего конструктивные параметры технологического оборудования и условия работы профилирующих валков. Определение усилия при профилировании арматурной проволоки сводится к решению следующих задач: - определение контактной поверхности металла с валком, с учетом осо бенностей профилирования в двухвалковых калибрах; - определение среднего контактного давления металла на валки. Полученные выше зависимости позволяют определить площадь кон тактной поверхности при профилировании.
Для оценки усилия деформирования при профилировании предлагается: 1 ) произвести замену исходного круглого сечения заготовки под профилирование и фасонного сечения после прокатки (без учета анкерующих выступов) на соответственные полосы (рис. 2.15); 2) использовать математический аппарат определения энергосиловых показателей, применяемый при прокатке на гладких валках, а именно приближенный метод совместного решения дифференциального уравнения равновесия и упрощенного условия пластичности [70]; 3) влияние принимаемых при этом упрощающих допущений на усилие деформирования оценить экспериментальной проверкой. Принимаем в очаге деформации при профилировании схему плоскоде-формированного состояния: = 0, = = 0, 1пт7=1п/;, aY= . (2.36) Далее при решении задачи принимаем следующие допущения: 1) Постоянство горизонтальных скоростей частиц металла и продольных напряжений по высоте сечения в очаге деформации. 2) Дугу захвата принимаем в форме дуги окружности, упругое сплющивание валков и влияние внешних зон не учитываем.
В работе [79] показано, что для большинства инженерных задач ОМД достаточно определения касательных напряжений трения в среднем по контактной поверхности. Так как при профилировании арматурной проволоки диапазон обжатий достаточно узкий, то целесообразно принять постоянство показателя трения по дуге захвата / = const.
Прокатка заготовки под профилирование в двухвалковых калибрах
При экспериментальном исследовании усилия деформирования при профилировании арматурной проволоки холодной прокаткой в двухвалковом калибре применили метод, основанный на измерении деформации в упругом элементе месдозы. С этой целью была сконструирована месдоза, состоящая из упругого элемента и фольговых тензорезисторов типа - 2ФКПА - 5 - 100ГВ, соединенных в полумостовую схему (рис 3.11). Выбор параметров месдозы осуществляли по методике, приведенной в работе [83]. Упругий элемент месдозы выполнили из стали 40. Для предотвращения пластических деформаций при нагружении упругий элемент (датчик) подвергали термообработке на требуемую твердость. Тензорезисторы наклеивали на заранее подготовленную поверхность (шлифовка, полировка, обезжиривание ацетоном) с помощью клея БФ-2. Рабочие датчики наклеивали вдоль образующей упругого элемента, компенсационные - по окружности (рис 3.12). Для обеспечения прочной связи тензодатчика с телом упругого элемента месдозу помещали в сушильный шкаф для полимеризации клея по режиму, указанному в работе [84].
В теле упругого элемента делали сферическую выточку. Усилие воспринималось месдозой через выпуклую полусферу. Схема сил, действующих на датчик при нагружении, показана на рис .3.13. Из схемы видно, что проекции нормальной силы Рх и силы трения Тх противодействуют друг другу. Реакция Рх уменьшает действие сил трения на поверхности контакта и, следовательно, ослабляет влияние объемного напряженного состояния. Для усиления сигнала использовали тензостанцию типа ТА - 5 - 976. В качестве регистрирующего прибора использовали амперметр М252. Перед установкой на стан, для получения зависимости между величиной показания регистрирующего прибора и действующим на месдозу усилием и построения тарировочного графика, производили тарировку месдоз. Тарировку вели на десятитонном прессе. Перед тарировкой месдозы производили так называемую «тренировку» датчика при различных условиях трения на контактной поверхности, заключавшуюся в нескольких циклах нагружения и разгружения для уменьшения гистерезиса. После экспериментальной прокатки проводили повторную тарировку при тех же условиях. Месдозы помещали в пространство между верхними подушками и нажимными винтами профилирующей клети. Давление металла на валки находили суммированием показаний месдоз. Максимальная ошибка при определении значения давления металла на валки данным способом не превышала 7%.
Схема действия сил при нагружении тензодатчика Экспериментальные исследования давления металла на валки при профилировании арматурной проволоки проводили с использованием аппарата математического планирования эксперимента [85] на лабораторном стане (рис .3.1).
Профилировали холоднотянутую проволоку диаметрами 8,0 мм, полученную из катанки диаметром 10,0 мм из стали марки стЗпс (ако,2=275 Н/мм2) по следующим технологическим режимам волочения и термообработки: 10,0-8,0 (а0,2 =600 Н/мм2); 10,0 - 9,30 (отжиг)-8,0 (а0,2=550 Н/мм2); 10,0- 9,0 (отжиг)-8,0 (ст0,2 =500 Н/мм2). Уравнение связи давления металла на валки от выбранных технологических факторов принимали в следующем виде: P = f(a,dQ,a,aK02,cr0t2,FK), (3.8) где а - высота выступа; dQ - диаметр заготовки под профилирование; FK - площадь контактной поверхности при профилировании; а - полуугол наклона образующей ручья калибра. С помощью П - теоремы выражение (3.8) преобразовали к критериальному виду: ( \ p—f (3.9) а ст02 к ол — ,а,—— Р \а0 0,2 J где —— - критерии, характеризующий относительное удельное усилие де формирования; — . критерий, характеризующий относительную высоту выступа; - критерий, характеризующий прочностные свойства заготовки под 0,2 сг, профилирование. Использовали полный трехфакторный план типа 2 . Условия проведения опытов приведены в табл. 3.6. Уровни значений и интервалы варьирования факторов выбирались из условия получения требуемых геометрических параметров и механических характеристик профиля.
Соотношение между натуральными и кодированными переменными при нимали в виде: X = 7 , где хг натуральная переменная; Хг кодированная переменная, принимающая значение +1 на верхнем и -1 на нижнем уровнях значений факторов; хі0 - нулевой уровень, около которого осуществляется варьирование; Ах, - интервал варьирования по отношению к xiQ.
Учитывая, что вытяжка при профилировании определяется условием получения требуемой высоты выступа на поверхности арматурной проволоки, а область формирования высоты выступа достаточно узка, выбирали уравнение регрессии линейного типа:
Такой же подход при определении полного давления при холодной прокатке проволоки в многовалковых калибрах реализован в работах [19,50].
На каждом варианте сочетаний факторов проводили по три серии наблюдений (табл. 3.7). Таблица 3. Матрица планирования эксперимента Номер ФАКТОРЫ,7 СГо.2 Взаимодействие факторов ОТКЛИКИ
Оценка воспроизводимости опытов по критерию Кохрена подтвердила равноточность повторных наблюдений. После расчетов коэффициентов уравнения регрессии, проверки их значимости и переходя от кодированных значений факторов к натуральным получили уравнение регрессии в следующем виде:
Проверка полученной модели на адекватность с помощью критерия Фишера показала, что уравнение регрессии (3.10) достаточно точно описывает результаты эксперимента в исследуемой области изменения технологических параметров.
С целью распространения данных, полученных на модели в лабораторных условиях на промышленную установку, на основе проведенных исследований рассчитали давление металла на валки при различных комбинациях техно 98 логических параметров процесса профилирования, используя закон пластического подобия при приближенном моделировании [86]: Рн=Рм-Л п\ (3.11) где Рм - значение давления металла на валки, полученное в лабораторных условиях, а Рн - давление металла на валки на натурном стане; п - масштаб подобия; т] - коэффициент, учитывающий несоответствие условий проведения экспериментальных исследований и реальных производственных условий работы.
