РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ПРИ ПОДГИБКЕ КРОМОК В ЛИНИИ ТЭСА 1420

Представлен анализ результатов численных и экспериментальных исследований на участке подгибки кромок линии 1420. В результате анализа установлено влияние прикромочной зоны заготовки на качество сварных готовых труб. Установлено, что геометрия кромок заготовки в дальнейшем влияет на параметры заготовки на формовочном участке прессов, сборочно-сварочного стана и механического экспандера. Определены контактные и неконтактные участки прикромочной области заготовки и инструмента пресса подгибки кромок. Выявлено, что отклонения по геометрии кромки в дальнейшем влияют на качество сварного соединения и геометрию прикромочной зоны после сборки и сварки. Данные отклонения в дальнейшем приводят к таким дефектам в прикромочной зоне, как смешение продольных кромок и отклонение от теоретической окружности. Проведен ряд математических и экспериментальных исследований по геометрическим параметрам трубной заготовки при подгибке кромок, где утверждается о том, что прикромочная область трубной заготовки при нагрузке имеет форму верхнего деформирующего инструмента, так как трубная заготовка при нагрузке облегает ее. Деформирующий инструмент пресса подгибки кромок имеет эвольвентый профиль, т. е. подогнутая часть кромки в момент нагрузки в области контакта должна иметь профиль эвольвенты. Для выявления характера распределения кривизны трубной заготовки были проведены исследования формоизменения трубной заготовки с использованием современных компьютерных систем на участке подгибки кромок. По результатам проведенных исследований определили область контакта деформирующего инструмента и трубной заготовки, а также координаты контура по всей ширине трубной заготовки. Областью контакта заготовки и деформирующего инструмента является прикромочная зона трубной заготовки, которая контактирует с нижним деформирующим инструментом - матрицей и верхним деформирующим инструментом - пуансоном. По результатам исследований выявлено, что прикромочная область трубной заготовки не полностью облегает верхний деформирующий инструмент и имеет как контактные, так и неконтактные участки. Следовательно характер распределения кривизны кромки трубной заготовки и профиля пуансона различный, а известные методики расчета требуют доработки. Определены основные параметры трубной заготовки при подгибке кромок. Проведен сравнительный анализ результатов измерений геометрии кромки экспериментальными и расчетными методами.

1. Самусев С.В., Больдт В.В. К расчету механизма гофрообразования трубной заготовки при производстве прямошовных сварных труб// Изв. вуз. Черная металлургия, 2010. № 11. С. 22 -24.

2. Samusev S.V., Tovmasyan М.А., Hlybov О.S. Shaping of pipe blanks in the edge-bending press of the TESA 1420 pipe-electro- welding line // Steel in Translation. 2014. No. 8. P. 329 - 332.

3. Мошнин E.H. Исследование пластического изгиба: Сб. тр. ЦНИИТМАШ, кн. 62. - М.: Машгиз. 1954. - 458 с.

4. Мошнин Е.Н. Гибка и правка на ротационных машинах. - М.: Машиностроение, 1967. -272 с.

5. Fan Lifeng, Gao Ying, Li Qiang, Xu Hongshen. Quality control on crimping of large diameter welding pipe // Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2012. Vol. 25. Issue 6. P. 1264 - 1273.

6. Tsuru E., Akata J., Shinohara K., Uoshida T. Numerical and experimental evaluation of formability and buckling resistance for high strenght steel UOE pipe // Zairyo to Prosesu = CAMP ISIJ. 2010. Vol. 23. No. 1(2). P. 297 - 300.

7. Томленов А.Д. Механика процессов обработки металлов давлением. - М.: Машгиз, 1963. -236 с.

8. Avitzur В. Metal forming: processes and analysis. - New York: McGraw-Hill. 1968. - 500 p.

9. Сторожев M.B., Попов E.A. Теория обработки металлов давлением: Учебник для вузов. -М.: Машиностроение, 1971. -424 с.

10. Ren Qiang, Li Dayong, Zhou Tianxia etc. The simulation of UOE pipe forming by three-dimensional finite element method // Journal of Netshape Forming Engineering. 2011. No. 3(6). P. 80 - 84 (In Chin.).

11. Самусев C.B., Величко A.A., Люскин А.В. и др. Методика расчета параметров формоизменения трубной заготовки в линии ТЭСА-1420 ЗАО «Ижорский трубный завод» // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. № 5. С. 36 - 40.

12. Матвеев Ю.М. Теоретические основы производства сварных труб. - М.: Металлургия, 1967. - 167 с.

13. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1968. - 399 с.

14. Palumbo G., Tricarico L. Effect of forming and calibration operations on the final shape of large diameter welded tubes // Journal of Materials Processing Technology. 2005. Vol. 164 - 165(5). P. 1098.

15. Raflfo J., Toscano R.G., Mantovano L., Dvorkin E.N. Numerical model of UOE steel pipe: forming process and structural behavior // Mecanica Computational. 2007. Vol. 26. No. 10. P. 317 - 333.

16. Жигулев Г.П., Самусев С.В., Фадеев В.А. и др. Расчет энергосиловых параметров процесса гибки на участке производства сварных труб для магистральных трубопроводов // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 7. С. 39 -42.

17. Shiro Kobayashi, Soo-ik Oh, Taylan Altan. Metal forming and the finite-element method. -NewYork: Oxford University Press, 1989. P. 145-151.

18. Ильюшин А. А. Труды. T. 2. Пластичность /Составители: E.A. Ильюшина, М.P. Короткина. - М.: Физматлит, 2004. -480 с.

19. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. - 11-е изд., стереотип. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003. - 592 с.

20. Ren Qiang, Li Dayong, ZhouTianxia etc. The simulation of UOE pipe forming by three-dimensional finite element method // Journal ofNetshape Forming Engineering. 2011. Vol. 3(6). P. 80 - 84.

21. Herynk M.D., Kyriakides S., Onoufriou A., Yun H.D. Effects of the UOE/UOC pipe manufacturing processes on pipe collapse pressure // International Journal of Mechanical Sciences. 2007. Vol. 49(5). P. 533 - 553.