«МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОЙ ФОРМОВКИ СВАРНЫХ ПРЯМОШОВНЫХ ТРУБ НА БАЗЕ «ТРЕНАЖЕРА–ТЭСА 10-50»

Одним из наиболее продуктивных и надежных методов исследования процессов обработки металлов давлением является прямое физическое моделирование на реальном металле. Ограничения этого метода применительно к производству сварных труб, как правило, связаны только с отсутствием специализированного оборудования для моделирования процесса непрерывной валковой формовки. В  2014  г. на кафедре обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС» была создана лаборатория моделирования наиболее распространенных процессов формовки сварных прямошовных труб, получаемых непрерывными или дискретными способами. Лаборатория включает в себя специализированный «ТРЕНАЖЕР ТЭСА 10-50» (ТРЕНАЖЕР), позволяющий моделировать непрерывные процессы получения сварных труб малого диаметра. На ТРЕНАЖЕРе можно моделировать процессы непрерывной формовки труб малого и среднего диаметра по основным производственным схемам трубоэлектросварочных цехов: получения сварных труб круглого сечения из ленты, профилированных труб из листовой заготовки и профилированных труб из предварительно сформованной круглой или овальной заготовки. В исследовательской части рассмотрен очаг деформации трубной заготовки, включающей внеконтактный очаг сворачивания, контактный очаг деформации и участок распружинивания. Первоначально были рассчитаны параметры формоизменения трубной заготовки в монотонном и валковом очагах формовки по принятым методикам. Затем проведено сравнние полученных результатов по динамике изменения ширины заготовки по фиксированным сечениям очага деформации. Далее, проверены параметры валкового инструмента на соответствие рассчитанных размеров. Для первой валковой клети непрерывного очага был организован и проведен эксперимент для тех же условий, но в реальном валковом очаге. Полученный экспериментальный образец, размеченный по восьми сечениям, был обмерен после выхода заготовки из приводной клети и полученные данные занесены в таблицу. Анализ проведенных результатов показал, что формоизменение параметров поперечных сечений соответствует принятым положениям о характере геометрии заготовки в валковых приводных калибрах. Расхождение теоретических и экспериментальных данных для валкового очага не превышает 1,5 %.

1. Рымов В.А., Полухин П.И., Потапов И.Н. Совершенствование производства сварных труб. – М.: Металлургия, 1983. – 286 с.

2. Технологии трубного производства / В.Н. Данченко, А.П. Коликов, Б.А. Романцев, С.В. Самусев. – М.: Интермет Инжиниринг, 2002. – 640с.

3. Walker T.R., Pick R.J. Developments in the geometric modeling of an ERW pipe skelp // Journal of Materials Processing Tech.1991. No. 25 (1). P. 35 – 54.

4. Юсупов В.С., Колобов А.В., Акопян К.Э. и др. Совершенствование технологии производства электросварных прямошовных труб. Часть I // Сталь. 2015. № 8. С. 44 – 50.

5. Хлыбов О.С., Новокшонов Д. Н., Соколова О.В., Лепестов А.Е. Моделирование процессов валковой формовки труб АО «Выксунский металлургический завод» // Сталь. № 5. 2015. С. 67 – 70.

6. Самусев С.В., Жигулев Г.П., Фадеев В.А., Манахов К.С. Моделирование процесса формоизменения трубной заготовки на специализированной профилегибочной установке // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 3. С. 154 – 158.

7. Kasaei M.M., Naeini H.M., Tafti R.A., Tehrani M.S. Prediction of maximum initial strip width in the cage roll forming process of ERW pipes using edge buckling criterion // Journal of Materials Processing Technology. 2014. No. 214 (2). P. 190 – 199.

8. Седлмайер А., Скрипкин А. COPRA RollForm: линейная формовка cage forming //САПР и графика. 2009. № 3. С. 44 – 48.

9. Серавкин А.А., Скрипкин А.Ю., Соколова О.В. Моделирование формовки сварных прямошовных труб среднего диаметра // Производство проката. 2007. № 2. С. 35 – 37.

10. Han Z.-W., Liu C., Lu W.-P. etc. Experimental investigation and theoretical analysis of roll forming of electrical resistance welded pipes // Journal of Materials Processing Technology. 2004. No. 145 (3). P. 311 – 316.

11. Abeyrathna B., Rolfe B., Weiss M. The effect of process and geometric parameters on longitudinal edge strain and product defects in cold roll forming // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. No. 92 (1– 4). P. 1 – 12.

12. Abeyrathna B., Rolfe B., Hodgson P., Weiss M. Local deformation in roll forming // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. No. 88 (9 – 12). P. 2405 – 2415.

13. Самусев С.В., Захаров Д.В., Маршалкин Е.Л., Борисевич В.Г. Совершенствование технологии производства тонкостенных труб и оболочек малого диаметра // Изв. вуз. Черная металлургия. 2007. № 7. С. 36 – 38.

14. Самусев С.В., Пашков Н.Г., Зелова Л.В., Соловьев Д.М. Разработка эффективных режимов калибровки прямошовных сварных труб малого и среднего диаметров // Изв. вуз. Черная металлургия. 2006. № 9. С. 32 – 34.

15. Iguchi K., Kuriyama Y., Moroi N. etc. Deformation behavior of high strength steel sheet during roll forming of electric resistance welded pipe // Steel Research International. 2012. SPL. ISSUE. P. 927 – 930.

16. Paralikas J., Salonitis K., Chryssolouris G. Energy efficiency of cold roll forming process // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013. Vol. 66. No. 9 – 12. Р. 1271 – 1284.

17. Panton S.M., Zhu S.D., Duncan J.L. Geometric constraints on the forming path in roll forming channel sections // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engi neering Manufacture. 1992. No. 206 (2). P. 113 – 118.

18. Cai Liu, Zhiwu Han, Lele Zhang, Weiping Lu. Numerical modelling of the roll forming process of channel steel // Chinese Journal of Mecha nical Engineering (English Edition). 1999. No. 12 (3). P. 173 – 177.

19. Panton S.M., Zhu S.D., Duncan J.L. Fundamental deformation types and sectional properties in roll forming // International Journal of Mechanical Sciences. 1994. No. 6 (8). P. 725 – 735.

20. Abeyrathna B., Rolfe B., Hodgson P., Weiss M. An extension of the flower pattern diagram for roll forming // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. Vol. 83. No. 9 – 12. Р. 1683 – 1695.