Метод баланса мощностей в расчетах операций ОМД

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативные основы энергетических методов в обработке металлов давлением

1.1. Эволюция теории отечественной школы ОМД и вклад НИТУ «МИСиС» в развитие вариационных принципов расчет

1.2. Нормативно-правовое регулирование энергосбережения и промышленной безопасности на металлургических объектах РФ

1.3. Классификация мощностей внутренних сил деформации и внешнего трения в механистических моделях

Глава 2. Анализ энергосиловых параметров функционирования кузнечно-прессовых цехов

2.1. Производственно-технологическая характеристика объекта исследования и сортамента обрабатываемых материалов

2.2. Оценка факторов, определяющих суммарную мощность процесса в условиях реального производства

2.3. Выявление несоответствий фактических режимов деформирования требованиям технических регламентов и СМК по ГОСТ Р ИСО 9001-2015

Глава 3. Практическое применение метода баланса мощностей для оптимизации технологии формоизменения

3.1. Построение кинематически возможного поля скоростей перемещений для конкретной операции ОМД

3.2. Расчет и обоснование технологического усилия и мощности привода деформирующего агрегата

3.3. Оценка технико-экономической эффективности предлагаемых режимов нагружения и рекомендации по внедрению

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Метод баланса мощностей в расчетах операций ОМД

ВВЕДЕНИЕ

Обработка металлов давлением (ОМД) представляет собой один из базовых технологических процессов металлургической и машиностроительной промышленности Российской Федерации, обеспечивающий производство широкого спектра продукции от сортового и листового проката до высокоточных кованых и штампованных деталей ответственного назначения. В условиях реализации задач импортозамещения и технологического суверенитета, сформулированных в Стратегии развития металлургической промышленности России до 2030 года, точность расчета энергосиловых параметров деформирующего оборудования приобретает критическое значение для оптимизации технологических режимов, повышения производительности агрегатов и снижения удельного энергопотребления на тонну готовой продукции.

Метод баланса мощностей, разработанный отечественной школой механики пластической деформации и получивший развитие в трудах ученых НИТУ «МИСиС», УрФУ и ВНИИМетМаш, позволяет решать широкий класс задач расчета технологических усилий и мощностей приводов прокатных станов, кузнечно-прессовых машин и волочильных агрегатов без построения полного поля напряжений в очаге деформации. Применение данного вариационного принципа в производственной практике кузнечно-прессовых цехов ведущих российских металлургических предприятий ПАО «ММК», ПАО «Северсталь», АО «ЕВРАЗ» обеспечивает повышение точности прогнозирования нагрузок на оборудование и оптимизацию энергетических затрат в соответствии с требованиями промышленной безопасности и энергоэффективности, регламентируемыми ФЗ № 116-ФЗ и нормативами Ростехнадзора.

Цель курсовой работы — исследование возможностей практического применения метода баланса мощностей для оптимизации технологических параметров операций обработки металлов давлением на производственных объектах российской металлургической отрасли.

Задачи курсовой работы:

• систематизировать теоретические основы энергетических методов расчета процессов ОМД и проанализировать нормативно-правовую базу, регулирующую энергоэффективность металлургических объектов РФ;
• выполнить производственно-технологический анализ функционирования кузнечно-прессового цеха с оценкой факторов, определяющих суммарную мощность процесса деформации;
• выявить несоответствия фактических режимов нагружения оборудования требованиям технических регламентов и стандартов системы менеджмента качества по ГОСТ Р ИСО 9001-2015;
• разработать кинематически возможное поле скоростей и выполнить расчет технологического усилия и мощности привода для конкретной операции ОМД с применением метода баланса мощностей;
• обосновать технико-экономическую эффективность предлагаемых режимов деформирования и сформулировать рекомендации по внедрению результатов в производственную практику.

Объект исследования — технологический процесс горячей объемной штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе усилием 25 МН в условиях кузнечно-штамповочного цеха машиностроительного предприятия.

Предмет исследования — энергосиловые параметры процесса пластического деформирования и методика их определения на основе вариационного принципа баланса мощностей.

Методологическая база исследования включает теорию пластичности металлов, вариационные методы механики сплошных сред, положения нормативных документов ГОСТ 7505-89, ГОСТ Р 55914-2013, ГОСТ 34347-2017, федеральных норм и правил Ростехнадзора в области промышленной безопасности объектов металлургии, а также методы технико-экономического анализа производственных систем.

Научная новизна работы заключается в адаптации классического метода баланса мощностей к условиям конкретного производственного объекта с учетом реальных теплофизических и реологических характеристик деформируемых материалов и конструктивных особенностей применяемого оборудования.

Теоретическая и практическая значимость исследования определяется возможностью использования полученных результатов для совершенствования технологической документации, повышения точности проектирования штамповой оснастки и обоснования режимов модернизации деформирующих агрегатов отечественных кузнечно-прессовых производств.

Структура курсовой работы включает введение, три главы основного содержания, заключение и список использованной литературы, отражающие последовательное решение поставленных задач от теоретических основ энергетических методов через анализ производственной практики к разработке практических рекомендаций по оптимизации технологических параметров.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНЫЕ ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

1.1. Эволюция теории отечественной школы ОМД и вклад НИТУ «МИСиС» в развитие вариационных принципов расчета

Отечественная научная школа обработки металлов давлением, сформировавшаяся в 1930-1950-е годы в стенах Московского института стали и сплавов (ныне НИТУ «МИСиС»), Уральского политехнического института (ныне УрФУ) и Ленинградского политехнического института (ныне СПбПУ Петра Великого), внесла фундаментальный вклад в развитие теории пластичности и разработку инженерных методов расчета процессов формоизменения металлических материалов. Основополагающие труды академиков А.А. Ильюшина, Е.П. Унксова, А.Д. Томленова, профессоров С.И. Губкина, В.Л. Колмогорова и их научных школ заложили теоретический фундамент современных подходов к моделированию напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации и определению энергосиловых параметров технологических процессов ОМД [1, c. 15].

Классические методы расчета усилий деформирования, основанные на интегрировании уравнений равновесия или применении инженерных формул типа формулы Целикова для прокатки или формулы Зибеля для объемной штамповки, требуют значительных упрощений реальной картины течения металла и не всегда обеспечивают требуемую точность прогнозирования нагрузок на оборудование при сложном характере деформации. Развитие вариационных принципов механики сплошных сред в пр

…