Розробка нового процесу розкочування ступінчастих конусних кілець

Автор(и)

  • Oleg Markov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0001-9377-9866
  • Oleksiy Gerasimenko Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0001-9895-2023
  • Leila Aliieva Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-5283-925X
  • Alexander Shapoval Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600, Україна https://orcid.org/0000-0002-4303-7124
  • Maksym Kosilov Донецька обласна державна адміністрація вул. Олекси Тихого, 6, м. Краматорськ, Україна, 84306, Україна https://orcid.org/0000-0001-6412-3366

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160395

Ключові слова:

ступінчасте конусне кільце, розкочування, ступінчастий бойок, розподіл деформацій, формозмінення, конусність

Анотація

Досліджено новий спосіб розкочування великогабаритних конусних кілець зі ступінчастим профілем. Запропонований спосіб полягає у деформуванні заготовки з уступом східчастим бойком. Запропонована методика проведення досліджень методом скінчених елементів. Методика призначена для визначення залежностей напружено-деформованого стану та формозмінення заготовки у процесі розкочування східчастим бойком. Змінними параметрами були відносна висота виступу східчастих заготовок, яка варіювалась в інтервалі 2,2...2,5. На основі скінчено-елементного моделювання були встановлені: розподіл інтенсивності деформацій у перерізі поковки після розкочування ступінчастим бойком. Визначалась конусність поковок, яка утворюється при розкочуванні за даним способом. Результати скінчено-елементного моделювання перевірялися експериментальними дослідженнями на свинцевих та сталевих зразках. Була запропонована методика проведення експериментальних досліджень. Скінчено-елементне дослідження дозволило встановити, що розкочування ступінчастим бойком призводить до утворення поковки конусної форми. Це пояснюється тим, що при обтисканні уступу йде більша тангенціальна деформація кільцевої заготовки в зоні уступу, ніж зоні виступу внаслідок різної висоти ступінчастої заготовки. Результати скінчено-елементного моделювання були підтверджені експериментами в лабораторних умовах на свинцевих та сталевих зразках. Збільшення діаметру виступу заготовок призводить до збільшення ступеня деформації виступу, що викликає збільшення діаметра отвору виступу. Аналіз макроструктури конусної кільцевої поковки зі ступінчастим профілем дозволив встановити, що при використанні операції розкочування ступінчастого кільця східчастим інструментом волокна структури повторюють форму деталі, що виключає їх перерізання при механічній обробці. В результаті досліджень було встановлено, що розкочування ступінчастих конусних заготовок можливе, це розширює технологічні можливості процесу розкочування великогабаритних поковок

Біографії авторів

Oleg Markov, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра "Комп’ютеризовані дизайн і моделювання процесів і машин"

Oleksiy Gerasimenko, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра "Комп’ютеризовані дизайн і моделювання процесів і машин"

Leila Aliieva, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра обробки металів тиском

Alexander Shapoval, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, Україна, 39600

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології машинобудування

Maksym Kosilov, Донецька обласна державна адміністрація вул. Олекси Тихого, 6, м. Краматорськ, Україна, 84306

Головний спеціаліст

Департамент економіки

Посилання

  1. Markov, O., Zlygoriev, V., Gerasimenko, O., Hrudkina, N., Shevtsov, S. (2018). Improving the quality of forgings based on upsetting the workpieces with concave facets. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (95)), 16–24. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.142674
  2. Xu, B., Sun, M., Li, D. (2014). The void close behavior of large ingots during hot forging. 19th International forgemasters meeting. Makuhari, 141–145.
  3. Rutskii, D. V., Zyuban, N. A., Chubukov, M. Y. (2016). Features of Structure and Solidification of Extended Double Ingots for Hollow Forgings. Part 1. Metallurgist, 60 (1-2), 156–163. doi: https://doi.org/10.1007/s11015-016-0267-x
  4. Wang, J., Fu, P., Liu, H., Li, D., Li, Y. (2012). Shrinkage porosity criteria and optimized design of a 100-ton 30Cr2Ni4MoV forging ingot. Materials & Design, 35, 446–456. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.09.056
  5. Kolodkin, M. V., Zhul’ev, S. I., Dub, V. S., Romashkin, A. N., Mal’ginov, A. N. (2010). Choice of a rational scheme for casting of a forging ingot for producing hollow forgings. Russian Metallurgy (Metally), 2010 (6), 544–547. doi: https://doi.org/10.1134/s0036029510060169
  6. Shamrei, V. A., Zhul’ev, S. I. (2007). New shape of forging ingot for making hollow forged products. Metallurgist, 51 (11-12), 617–623. doi: https://doi.org/10.1007/s11015-007-0112-3
  7. Shinozaki, T., Komura, T., Fujitsuna, N. et. al. (2014). Fabrication and properties of the heavy-wall ring forgings with modified 9Сr-1Mo steel for high-temperature and high-pressure reactor. 19th International forgemasters meeting. Makuhari, 397–400.
  8. Tanaka, Y. (2015). Reactor pressure vessel (RPV) components: processing and properties. Irradiation Embrittlement of Reactor Pressure Vessels (RPVs) in Nuclear Power Plants, 26–43. doi: https://doi.org/10.1533/9780857096470.1.26
  9. Jaouen, O., Costes, F., Lasne, P., Barbelet, M. (2014). From hollow ingot to shell with a powerful numerical simulation software tool. 19th International forgemasters meeting. Makuhari, 513–518.
  10. Tomlinson, M., Talamantes-Silva, J., Davies, P. (2011). The development of hollow ingot technology at Sheffield Forgemasters International Ltd. 18th International forgemasters meeting. Pittsburgh, 175–178.
  11. Girardin, G., Jobard, D., Perdriset, F. et. al. (2011). Hollow ingots: thirty years of use to control segregation and quality for nuclear and petrochemical large shells. 18th International forgemasters meeting. Pittsburgh, 170–174.
  12. Dragobetskii, V., Zagirnyak, M., Naumova, O., Shlyk, S., Shapoval, A. (2018). Method of Determination of Technological Durabilityof Plastically Deformed Sheet Parts of Vehicles. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 92–99. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19558
  13. Raz, K., Vaclav, K. (2014). Using of a Hydraulic Press in Production and Manufacturing of Large Rings. Procedia Engineering, 69, 1064–1069. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.03.091
  14. Cechura, M., Smolik, J. (2012). Development and innovations of existing design solutions of forming machines. Research report, CK-SVT-WP11, CVTS. Pilsen.
  15. Onodera, S., Kawaguchi, S., Tsukada, H., Moritani, H., Suzuki, K., Sato, I. (1985). Manufacturing of ultra-large diameter 20 MnMoNi 5 5 steel forgings for reactor pressure vessels and their properties. Nuclear Engineering and Design, 84 (2), 261–272. doi: https://doi.org/10.1016/0029-5493(85)90196-7
  16. Kawaguchi, S., Moritani, H., Tsukada, H., Suzuki, K., Murai, E., Sato, I. (1984). Current forging technology for integrated type steel forgings for nuclear steam supply system components. Nuclear Engineering and Design, 81 (2), 219–229. doi: https://doi.org/10.1016/0029-5493(84)90009-8
  17. Suzuki, K., Sato, I., Tsukada, H. (1994). Manufacturing and material properties of ultralarge size forgings for advanced BWRPV. Nuclear Engineering and Design, 151 (2-3), 513–522. doi: https://doi.org/10.1016/0029-5493(94)90192-9
  18. Balcar, M., Zelezný, R., Sochor, L. et. al. (2008). The development of a chill mould for tool steels using numerical modelling. Materials and technology, 42 (4), 183–188.
  19. Lee, S., Lee, Y., Moon, Y. (2011). Effect of deformation and heat treatment on fabrication of large sized ring by mandrel forging of hollow ingot. Materials Research Innovations, 15 (sup1), s458–s462. doi: https://doi.org/10.1179/143307511x12858957675750
  20. Pastore, A., Guyot, E., Dairon, J., Lemoine, M. (2014). Forging of heavy products for nuclear fuel containers. 19th International forgemasters meeting. Makuhari, 244–247.
  21. Markov, O. E., Oleshko, M. V., Mishina, V. I. (2011). Development of Energy-saving Technological Process of Shafts Forging Weighting More Than 100 Tons without Ingot Upsetting. Metalurgical and Mining Industry, 3 (7), 87–90. Available at: http://www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments/87Markov.pdf
  22. Markov, O. E., Perig, A. V., Markova, M. A., Zlygoriev, V. N. (2015). Development of a new process for forging plates using intensive plastic deformation. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 83 (9-12), 2159–2174. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-015-8217-5
  23. Kukhar, V., Burko, V., Prysiazhnyi, A., Balalayeva, E., Nyhnibeda, M. (2016). Development of alternative technology of dual forming of profiled workpiece obtained by buckling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (81)), 53–61. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.72063
  24. Markov, O. E. (2012). Forging of large pieces by tapered faces. Steel in Translation, 42 (12), 808–810. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091212120054
  25. Zhbankov, I. G., Markov, O. E., Perig, A. V. (2014). Rational parameters of profiled workpieces for an upsetting process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 72 (5-8), 865–872. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-014-5727-5
  26. Markov, O. E., Perig, A. V., Zlygoriev, V. N., Markova, M. A., Grin, A. G. (2016). A new process for forging shafts with convex dies. Research into the stressed state. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 90 (1-4), 801–818. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-016-9378-6

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-03-21

Як цитувати

Markov, O., Gerasimenko, O., Aliieva, L., Shapoval, A., & Kosilov, M. (2019). Розробка нового процесу розкочування ступінчастих конусних кілець. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(1 (98), 39–46. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160395

Номер

Том 2 № 1 (98) (2019): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Oleg Markov, Oleksiy Gerasimenko, Leila Aliieva, Alexander Shapoval, Maksym Kosilov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.