Визначення деформованного стану у процесі розкочування конічних оичайок з фланцем

Автор(и)

  • Oleg Markov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0001-9377-9866
  • Volodymyr Panov ПАТ «Енергомашспецсталь» вул. Олекси Тихого, 1, м. Краматорськ, Україна, 84306, Україна https://orcid.org/0000-0002-2373-319X
  • Sergii Karnaukh Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0003-2878-4065
  • Anton Khvashchynskyi ПАТ «Енергомашспецсталь» вул. Олекси Тихого, 1, м. Краматорськ, Україна, 84306, Україна https://orcid.org/0000-0002-2690-8354
  • Roman Zhytnikov Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0002-0540-8465
  • Volodymyr Kukhar Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555, Україна https://orcid.org/0000-0002-4863-7233
  • Maksym Kosilov Донецька обласна державна адміністрація вул. Академічна, 75/55, м. Краматорськ, Україна, 84313, Україна https://orcid.org/0000-0001-6412-3366
  • Pavlo Rizak ПАТ «Новокраматорський машинобудівний завод» вул. Олекси Тихого, 1, м. Краматорськ, Україна, 84305, Україна https://orcid.org/0000-0003-2574-2521

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.216523

Ключові слова:

кування, розкочування, конусність, обичайка конічна, кільце, пустотіла поковка, ступінчастий бойок

Анотація

Отримання куванням конічних обичайок є важливою і актуальною проблемою в енергетичному і важкому машинобудуванні. Існуючі процеси їх виготовлення зводяться до спрощення конфігурації таких заготовок. В результаті збільшуються витрати матеріалу і відбувається перерізання внутрішнього волокна при механічній обробці, що також призводить до зниження механічних властивостей. Новий спосіб кування вимагав проведення досліджень формозміни заготовки та розподілу деформацій в процесі розкочування. Із застосуванням методу скінченних елементів була досліджена операція розкочування східчастих пустотілих заготовок. На підставі результатів досліджень встановлювалася конусність поковки, яка з’являлась в процесі кування. Була розроблена методика дослідження методом скінчених елементів операції розкочування конічних обичайок, що дозволила визначити зміну форми і розмірів порожнистих поковки при розкочуванні ступінчастим інструментом. Запропоновано параметр для кількісної оцінки формування конусності в процесі розкочування заготовки з фланцем. На базі отриманих результатів був виявлений поетапний розподіл інтенсивності логарифмічних деформацій в тілі поковки при розкочуванні конусних обичайок. Було встановлено, що поетапне деформування призводить до підвищення нерівномірності розподілу деформацій з боку виступу і уступу. Максимальні деформації величиною 1,0 ... 1,2 виникають на внутрішній і зовнішній поверхнях виступу ступінчастої заготовки. Встановлені залежності формозміни ступінчастих заготовок для досліджуваних співвідношень розмірів і режимів розкочування. Було встановлено, що максимальна конусність буде утворюватися для ступеня деформації 15 %. Встановлено, що величина ступеня обтискання в уступі і виступі вирівнюється після 3 проходу деформування ступінчастою заготовки

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

Volodymyr Panov, ПАТ «Енергомашспецсталь» вул. Олекси Тихого, 1, м. Краматорськ, Україна, 84306

Начальник ковальсько-пресового цеху

Sergii Karnaukh, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра основи проектування машин

Anton Khvashchynskyi, ПАТ «Енергомашспецсталь» вул. Олекси Тихого, 1, м. Краматорськ, Україна, 84306

Заступник начальника ковальсько-пресового цеху

Roman Zhytnikov, Донбаська державна машинобудівна академія вул. Академічна, 72, м. Краматорськ, Україна, 84313

Аспірант

Кафедра комп’ютеризовані дизайн і моделювання процесів і машин

Volodymyr Kukhar, Приазовський державний технічний університет вул. Університетська, 7, м. Маріуполь, Україна, 87555

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра обробка металів тиском

Maksym Kosilov, Донецька обласна державна адміністрація вул. Академічна, 75/55, м. Краматорськ, Україна, 84313

Головний спеціаліст

Департамент економіки

Pavlo Rizak, ПАТ «Новокраматорський машинобудівний завод» вул. Олекси Тихого, 1, м. Краматорськ, Україна, 84305

Старший майстер

Посилання

  1. Markov, O., Gerasimenko, O., Aliieva, L., Shapoval, A., Kosilov, M. (2019). Development of a new process for expanding stepped tapered rings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (98)), 39–46. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160395
  2. 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
  3. Markov, O. E., Perig, A. V., Zlygoriev, V. N., Markova, M. A., Kosilov, M. S. (2017). Development of forging processes using intermediate workpiece profiling before drawing: research into strained state. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 39 (11), 4649–4665. doi: https://doi.org/10.1007/s40430-017-0812-y
  4. Markov, O. E., Gerasimenko, O. V., Shapoval, A. A., Abdulov, O. R., Zhytnikov, R. U. (2019). Computerized simulation of shortened ingots with a controlled crystallization for manufacturing of high-quality forgings. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 103 (5-8), 3057–3065. doi: https://doi.org/10.1007/s00170-019-03749-4
  5. Markov, O. E., Gerasimenko, O. V., Kukhar, V. V., Abdulov, O. R., Ragulina, N. V. (2019). Computational and experimental modeling of new forging ingots with a directional solidification: the relative heights of 1.1. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 41 (8). doi: https://doi.org/10.1007/s40430-019-1810-z
  6. Sang-Hun, O., Jung, N., Seog-Ou, Ch., Dong-Hee, L. (2011). A Study on the Fabrication of a Large Hollow Ingot by CAE. In 18th International Forgemasters Meeting, Market and Technical Proceedings. Pittsburgh, 179–182.
  7. Girardin, G., Jobard, D., Perdriset, F., Tollini, P., Poitrault, I., Gingell, A. (2011). Hollow Ingot: Thirty Years of Use to Control Segregation and Quality for Nuclear and Petrochemical Large Shells. In 18th International Forgemasters Meeting, Market and Technical Proceedings. Pittsburgh, 170–174.
  8. Skripnik, S. V., Chernega, D. F. (2009). Progressivnaya tehnologiya izgotovleniya polyh elektroshlakovyh zagotovok dlya raskatnyh kolets i obechaek. Protsessy lit'ya, 5, 57–61.
  9. Dub, A. V., Levkov, L. Ya., Shurygin, D. A., Kriger, Yu. N., Markov, S. I., Orlov, S. V. et. al. (2014). Prospects for production of NPP equipment using electroslag refining. Voprosy atomnoy nauki i tehniki. Seriya: obespechenie bezopasnosti AES, 34, 11–18.
  10. Doub, A. V., Doub, V. S., Kriger, Y. N., Levkov, L. Ya., Orlov, S. V., Shurygin, D. A. et. al. (2012). Electroslag remelting as the method of radically quality and properties improving of the superduty products for modem engineering. Technical requirements and new solutions. Tyazheloe mashinostroenie, 6, 2–6.
  11. Kal'chenko, P. P., Bykov, V. P., Tsvyashchenko, N. A., Burmistrov, V. G., Babaskin, A. A., Shishmarev, A. I., Pimenov, G. A. (1978). A. s. No. 712185 SSSR. Ustroystvo dlya raskatki polyh izdeliy na presse. No. 2636655/25-27; declareted: 07.03.1978; published: 30.01.1980, Bul. No. 4.
  12. Stankov, Yu. M., Kalchenko, P. P., Kyrpychenko, A. V., Oleshko, V. M. (2001). Pat. No. 47648 UA. Sposib vyhotovlennia velykohabarytnykh bandazhiv. No. 2001064464; declareted: 26.06.2001; published: 15.07.2002, Bul. No. 7.
  13. Aref'ev, V. D., Pakalo, A. V., Petunin, Yu. A. (1981). A. s. No. 1006033 A SSSR. Ustroystvo dlya raskatki kol'tsevyh pokovok. No. 3369803/25-27; declareted: 31.12.1981; published: 23.03.1983, Bul. No. 11.
  14. Shlyakman, B. M., Belova, L. P., Utkin, A. A. (2001). Pat. No. 2207213 RF. Sostavnaya opravka dlya raskatki kolets. No. 2001110190/02; declareted: 13.04.2001; published: 20.06.2003, Bul. No. 18.
  15. 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
  16. Ingersoll, D. T. (2015). Small modular reactors (SMRs) for producing nuclear energy: international developments. Handbook of Small Modular Nuclear Reactors, 27–60. doi: https://doi.org/10.1533/9780857098535.1.27
  17. Kowalski, J., Hoderny, B., Malinowski, Z. (1987). Experimental investigation of the strain state in the ring-forging process. Journal of Mechanical Working Technology, 14 (3), 309–324. doi: https://doi.org/10.1016/0378-3804(87)90016-7
  18. Temkin, B. O., Raginskiy, E. L., Kasatonov, V. F., Petrov, V. A., Kotelkin, A. V. (1977). A. s. No. 685407 SSSR. Sposob raskatki kolets i opravka dlya ego osushchestvleniya. No. 2471187/25-27; declareted: 11.04.1977; published: 15.09.1979, Bul. No. 34.
  19. Temkin, B. O., Kasatonov, V. F., Petrov, V. A. et. al. (1983). Kovka kol'tsevyh pokovok s ispol'zovaniem volnistoy opravki. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo, 9, 15–16.
  20. Solontsov, S. S., Al'shits, M. Ya. (1970). Formoizmenenie kol'tsevyh zagotovok pri goryachey raskatke pokovok s tavrovym profilem poperechnogo secheniya. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo, 2, 1–4.
  21. Rao, M. N. (2011). Materials Development for Indian Nuclear Power Programme: an Industry Perspective. Energy Procedia, 7, 199–204. doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.06.026
  22. Teploustoychivye radiatsionno-stoykie hromomolibdenovanadievye stali marok 15X2MFA-A mod. A i 15X2MFA-A mod. B. NITS «Kurchatovskiy institut». Available at: http://www.crism-prometey.ru/science/steel/thermostable-radiation-resistant-steel-15H2MFA.aspx
  23. Markov, O. E., Oleshko, M. V., Mishina, V. I. (2011). Development of Energy-saving Technological Process of Shafts Forging Weighing More Than 100 Tons without Ingot Upsetting. Metallurgical and Mining Industry, 3 (7), 87–90. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments/87Markov.pdf
  24. Markov, O., Gerasimenko, O., Khvashchynskyi, A., Zhytnikov, R., Puzyr, R. (2019). Modeling the techological process of pipe forging without a mandrel. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (99)), 42–48. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.167077
  25. Markov, O., Aliiev, I., Aliieva, L., Hrudkina, N. (2020). Computerized and physical modeling of upsetting operation by combined dies. Journal of chemical technology and metallurgy, 55 (3), 640–648. Available at: https://dl.uctm.edu/journal/node/j2020-3/23_19-275_p_640-648.pdf
  26. Markov, O., Kosilov, M., Panov, V., Kukhar, V., Karnaukh, S., Ragulina, N. et. al. (2019). Modeling and improvement of saddling a stepped hollow workpiece with a profiled tool. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (1 (102)), 19–25. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.183663
  27. Hrudkina, N., Aliieva, L., Abhari, P., Markov, O., Sukhovirska, L. (2019). Investigating the process of shrinkage depression formation at the combined radial-backward extrusion of parts with a flange. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (101)), 49–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.179232
  28. Aliieva, L., Hrudkina, N., Aliiev, I., Zhbankov, I., Markov, O. (2020). Effect of the tool geometry on the force mode of the combined radial-direct extrusion with compression. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (104)), 15–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198433
  29. Zhbankov, Ya. G., Tagan, L. V., Shkira, A. V. (2011). Kovka konicheskih obechaek. Nauchniy vestnik Donbasskoy gosudarstvennoy mashinostroitel'noy akademii, 2 (8E), 8–14.
  30. Biba, N. V., Gladkov, Yu. A., Belokurov, O. A. (2008). Primenenie programmy modelirovaniya protsessov OMD QFORM dlya obucheniya i issledovatel'skoy raboty v universitetah. Udoskonalennia protsesiv i obladnannia obrobky tyskom v mashynobuduvanni ta metalurhii: tematych. zb. nauk. prats. Kramatorsk: DDMA, 9–14.
  31. Zhenshan, C., Guangsheng, R., Binqye, X. et. al. (2003). Condition of closing voids in solid cylinders during hot forging. Tsinghua Univ. Sci. and Technol., 2, 227–229.
  32. Weides, G., Blaes, N., Bokelmann, D. (2008). Optimisation of the forging process of profiled discs for low pressure turbine rotors by FEM simulation. 17 International forgeмasters meeting. Santander, 212–215.
  33. Bocharov, Yu. A., Balaganskiy, V. I. (2002). Vtoroy Evropeyskiy seminar po modelirovaniyu protsessov v obrabotke davleniem. Kuznechno-shtampovochnoe proizvodstvo, 9, 38–41.
  34. Ivanov, K. M., Shevchenko, V. S., Yurgenson, E. E. (2000). Metod konechnyh elementov v tehnologicheskih zadachah. Sankt-Peterburg: Izd-vo PIMash, 224.
  35. Ovcharenko, V. A., Podliesnyi, S. V., Zinchenko, S. M. (2008). Osnovy metodu kintsevykh elementiv i yoho zastosuvannia v inzhenernykh rozrakhunkakh. Kramatorsk: DDMA, 380.
  36. Segerlind, L. (1979). Primenenie metoda konechnyh elementov. Moscow: Mir, 392.
  37. Zenkevich, O. (1975). Metod konechnyh elementov v tehnike. Moscow: Mir, 541.
  38. Taupek, I. M., Kabulova, E. G., Polozhentsev, K. A., Lisovskiy, A. V., Makarov, A. V. (2015). Obshchee rukovodstvo po rabote s inzhenernym programmnym kompleksom DEFORM. Stariy Oskol: OOO IPK «Kirillitsa», 217.
  39. Chuhleb, V. L., Tumko, A. N., Ashkelyanets, A. V. (2011). Osnovy razrabotki tehnologicheskih protsessov obrabotki davleniem staley i splavov s prognoziruemym urovnem kachestva metalloproduktsii. Vestnik NTU «KhPI», 47, 110–120.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-31

Як цитувати

Markov, O., Panov, V., Karnaukh, S., Khvashchynskyi, A., Zhytnikov, R., Kukhar, V., Kosilov, M., & Rizak, P. (2020). Визначення деформованного стану у процесі розкочування конічних оичайок з фланцем. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(1 (108), 34–41. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.216523

Номер

Том 6 № 1 (108) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Oleg Markov, Volodymyr Panov, Sergii Karnaukh, Anton Khvashchynskyi, Roman Zhytnikov, Volodymyr Kukhar, Maksym Kosilov, Pavlo Rizak

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.