РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЛИСТОГИБОЧНЫХ НЕСИММЕТРИЧНЫХ ТРЕХВАЛКОВЫХ ВАЛЬЦОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТАЛЬНЫХ ТРУБ

Для получения изделий различной конфигурации из металлического листа используют множество приспособлений. Одно из них – листогибочные вальцы, которые можно классифицировать по нескольким признакам: по количеству валков (двух-, трех-, четырехвалковые); по типу привода (механические, пневматические, электромеханические, гидравлические); по взаимному расположению валков (симметричные, несимметричные/асимметричные). Вальцы листогибочные трехвалковые применяются для производства изделий цилиндрической, овальной и конической формы путем гибки листового металла, с их помощью изготавливают трубы, желоба, элементы воздуховодов, обечайки, бочки, всевозможные кожухи. Принцип работы листогибочных трехвалковых вальцов основан на противоположно направленном вращении валков, благодаря которому происходит захват листового материала и его гибка по заданному радиусу. Для облегчения подачи листов и выемки изделий, согнутых в замкнутую окружность, листогибочные трехвалковые вальцы комплектуются съемным и регулируемым по прижиму передним валом. В трехвалковых вальцах диаметр верхнего валка примерно в 1,5 раза больше диаметра нижних валков. В процессе формовки валки совершают реверсивное движение, при этом верхний валок может подниматься и опускаться для регулировки диаметра формуемой заготовки. При этом способе формовки крайние небольшие участки листа остаются плоскими. Этот недостаток устраняется подгибкой концов на прессе или на валковом стане. В настоящей работе предложен математический метод определения сил и моментов при холодной гибке толстого стального листа на листогибочных трехвалковых вальцах. Расчеты позволяют определить реакции опор валков, остаточные напряжения в стенке стального листа, долю пластической деформации по толщине листа и относительную деформацию продольных поверхностных волокон листа при гибке в зависимости от радиуса валков, шага между валками, величины обжатия листа верхним валком, толщины листа, а также модуля Юнга, предела текучести и модуля упрочнения стали листа. Результаты исследований могут быть использованы на металлургических и машиностроительных заводах при производстве стальных труб большого диаметра для магистральных трубопроводов.

1. Banabic D. (Ed.). Multiscale modeling in sheet metal forming. – Heidelberg: Springer, 2016. – 405 p.

2. Hingole R.S. Advances in metal forming. Expert system for metal forming. – Heidelberg: Springer, 2015. – 116 p.

3. Davim J.P. (Ed.). Materials Forming and Machining. Research and Development. – Woodhead Publishing, 2015. – 202 p.

4. Lenard J.G. (Ed.). Metal forming science and practice. – Oxford: Elsevier Science, 2002. – 378 p.

5. Hu J., Marciniak Z., Duncan J. Mechanics of sheet metal forming. – Oxford – Boston: Butterworth-Heinemann, 2002. – 211 p.

6. Calladine C.R. (Ed.). Plasticity for engineers. Theory and applications. – Woodhead Publishing, 2000. – 328 p.

7. Belsky S.M., Mazur I.P., Lezhnev S.N., Panin E.A. A two-zone model of browdening during rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2017. Vol. 52. No. 2. P. 180 – 185.

8. Belskiy S., Mazur I., Lezhnev S., Panin E. Distribution of linear pressure of thin-sheet rolling across strip width // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2016. Vol. 51. No. 4. P. 371 – 378.

9. Belskiy S.M., Yankova S., Chuprov V.B. etc. Temperature field of stripes under hot rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015. Vol. 50. No. 6. P. 613 – 616.

10. Muhin U., Koinov T., Belskij S., Makarov E. Application of between-stand cooling in the production of hot-rolled strips // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2014. Vol. 49. No. 1. P. 65 – 70.

11. Muhin U., Belskij S., Koinov T. Study on the influence of the antibending force of working rolls on the widening in hot rolling of thin sheet // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2014. Vol. 49. No. 1. P. 77 – 81.

12. Muhin U., Koinov T., Belskij S., Makarov E. Simulation of accelera ted strip cooling on the hot rolling mill run-out roller table // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2014. Vol. 49. No. 1. P. 60 – 64.

13. Belskiy S.M., Mazur S.I., Mukhin Y.A., Goncharov A.I. Influence of the cross section of hot-rolled steel on the flatness of cold-rolled strip // Steel in Translation. 2013. Vol. 43. No. 5. P. 313 – 316.

14. Belskiy S.M., Mukhin Y.A. Classifi cation of regulation principles for strip fl atness // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No. 11. P. 1012 – 1015.

15. Belskiy S.M., Mukhin Y.A. Hot strip rolling with local thickening // Steel in Translation. 2009. Vol. 39. No. 5. P. 420 – 424.

16. Belskiy S.M., Tret’yakov V.A., Baryshev V.V., Kudinov S.V. In vestigation of slab width formation in roughing group of broad strip mill // Steel in Translation. 1998. Vol. 28. No. 1. P. 32 – 39.

17. Коцарь С.Л., Третьяков В.А., Бельский С.М., Полякова Б.А., Савочкин А.Г. Экспериментальная проверка математических моделей прокатки с имитацией осевой сдвижки валков // Сталь. 1993. № 2. С. 53 – 55.

18. Shinkin V.N., Kolikov A.P. Simulation of the shaping of blanks for large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 1. P. 61 – 66.

19. Shinkin V.N., Kolikov A.P. Elastoplastic shaping of metal in an edge-bending press in the manufacture of large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 6. P. 528 – 531.

20. Shinkin V.N., Kolikov A.P. Engineering calculations for processes involved in the production of large-diameter pipes by the SMS Meer technology // Metallurgist. 2012. Vol. 55. No. 11-12. P. 833 – 840.

21. Shinkin V.N. The mathematical model of the thick steel sheet flattening on the twelve-roller sheet-straightening machine. Mas sage 1. Cur vature of sheet // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 12. P. 37 – 40.

22. Shinkin V.N. The mathematical model of the thick steel sheet flattening on the twelve-roller sheet-straightening machine. Massage 2. Forces and moments // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 12. P. 40 – 44.

23. Shinkin V.N. Geometry of steel sheet in a seven-roller straightening machine // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 11. P. 776 – 780.

24. Shinkin V.N. Preliminary straightening of thick steel sheet in a seven-roller machine // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 12. P. 836 – 840.

25. Il’ichev V.G., Zalavin Ya.E. Improving the roller shaping of largediameter pipe from strip // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 1. P. 54 – 57.

26. Yusupov V.S., Kolobov A.V., Akopyan K.E. etc. Improving the production of electrowelded straight-seam pipe. Part 2 // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 12. P. 975 – 977.

27. Yusupov V.S., Kolobov A.V., Akopyan K.E. etc. Improving the production of electrowelded straight-seam pipe. Part 1 // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 8. P. 598 – 604.

28. Klyukvin M.B., Ordin V.G., Matrosov Yu.I. etc. Change in X80 steel plate mechanical properties during pipe manufacture // Metallurgist. 2012. Vol. 56. No. 7-8. P. 591 – 596.

29. Shabalov I.P., Solov’ev D.M., Filippov G.A., Livanova O.V. Infl uence of UO shaping on the mechanical properties of largediameter electrowelded pipe // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 4. P. 287 – 292.

30. Manzhurin I.P., Sidorina E.A. Determination of the reduction in the thickness of strip during its shaping in the rolls of a roll-forming machine. Metallurgist // 2013. Vol. 56. No. 11-12. P. 941 – 945.

31. Punin V.I., Kokhan L.S., Morozov Yu.A. Reduction of the length of strip rolled on roll-forming machines // Metallurgist. 2013. Vol. 56. No. 11-12. P. 938 – 940.

32. Barabash A.V., Gavril’chenko E.Yu., Gribkov E.P., Markov O.E. Straightening of sheet with correction of waviness // Steel in Translation. 2014. Vol. 44. No. 12. P. 916 – 920.

33. Komkov N.A., Livanova O.V., Nikulin A.N., Filippov G.A. Manu facture of plane axisymmetric blanks by end rolling from round bar or thick-walled pipe // Steel in Translation. 2012. Vol. 42. No. 1. P. 73 – 77.

34. Mentyukov K.Yu., Bortsov A.N., Shabalov I.P., Mansyrev E.I. Study of the properties of the base metal of large-diameter pipes under alternating loading // Metallurgist. 2016. Vol. 60. No. 3-4. P. 397 – 404.

35. Shabalov I.P., Nastich S.Yu., Velikodnev V.Ya. etc. Eff ect of heating and deformation on properties of highly deformable pipe metal during cold bend manufacture // Metallurgist. 2017. Vol. 60. No. 9-10. P. 1070 – 1079.