Журнал «Теория и технология металлургического производства» - Андросенко М.В., Савельева И.А., Москвина Е.А., Куликов С.С., Новиков В.И., Емелюшин А.Н., Дубровин В.К. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ НАГРЕТОЙ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ЗАГОТОВКОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИМ КОВОЧНЫМ КОЛОННЫМ ПРЕССОМ

Аннотация

В работе исследуются тепловые и механические процессы, возникающие в колоннах гидравлического ковочного пресса «United» (США) с усилием 22,5 МН в результате воздействия нагретой заготовки. Основное внимание уделено влиянию неравномерного нагрева колонн на напряженно-деформированное состояние элементов пресса, износ его узлов и снижение эксплуатационной точности оборудования. Для изучения термического воздействия была проведена серия замеров температуры поверхности колонн с использованием тепловизора Thermo CAM P60, обладающего высокой точностью измерений. Экспериментальные замеры подтверждают, что нагрев колонн по высоте и окружности неравномерен, что обусловлено процессами теплообмена между заготовкой и прессом, а также состоянием поверхности колонн (шероховатость, окисные пленки, смазочные слои). Последствия неравномерного нагрева включают возникновение дополнительных термических напряжений, перекос архитрава, усиленный износ направляющих втулок и уплотнений гидроцилиндров, а также увеличение напряжений в системе «архитрав-колонна-гайка». Эти факторы в длительной перспективе приводят к снижению жесткости пресса, уменьшению точности поковок и повышенной вероятности поломок дорогостоящих элементов оборудования. Для анализа термических процессов была изготовлена уменьшенная в 30 раз масштабная модель пресса. На модели исследовались тепловые деформации станины и влияние эксцентричного расположения заготовки на неравномерность нагрева колонн. Каркас для индикаторов часового типа был теплоизолирован для исключения влияния температуры. В заключении подчеркивается важность комплексного подхода к изучению условий работы колонных прессов, включая применение конечно-элементного моделирования и проведение масштабных исследований на работающем оборудовании.

Ключевые слова:

гидравлический пресс, колонны пресса, тепловое воздействие, неравномерный нагрев, напряженно-деформированное состояние, износ узлов, точность поковок, термические напряжения, перекос архитрава, конечно-элементное моделирование

Андросенко Мария Владимировна – кандидат технических наук, доцент кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Савельева Ирина Александровна – кандидат педагогических наук, доцент кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия.

Москвина Елена Алексеевна – кандидат педагогических наук, доцент кафедры прикладной математики и информатики, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия.

Куликов Семен Сергеевич – бакалавр, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск, Россия.

Новиков Валерий Иванович – инженер, ООО «Механоремонтный комплекс», Магнитогорск, Россия. Емелюшин Алексей Николаевич – профессор, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», Магнитогорск. Россия. E-mail: emelushin.magtu.ru

Дубровин Виталий Константинович – доктор технических наук, доцент, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

1. Мюллер Э. Гидравлические прессы. М.: Машгиз, 1959.

2. Сурков И.А. Установление причин и предупреждение разрушений колонн мощных гидравлических прессов // КШП. ОМД. 2004. №3. С 42-45.

3. Луканин В.Н. Теплотехника. М.: Высш. шк., 1999.

4. Новиков В.И., Кадошников В.И. Моделирование тепловой деформации колонн ковочного пресса // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 71-й Межрегион. науч.-техн. конф. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2013. С. 354-356.

5. Новиков В.И., Кадошников В.И., Куликова Е.В. Повышение надежности работы деталей, отвечающих за перемещение подвижной поперечины в гидравлическом ковочном прессе // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2012. №2. С. 24 -28.

6. Прогнозирование термонапряженного состояния цилиндрического объекта в процессе его термообработки / Савинов А.С., Харченко М.В., Ангольд К.В., Рудь К.И. // Теория и технология металлургического производства. 2019. №2(29). С. 4-9.

7. Ефимов А.В. Влияние внешних воздействий на структуру и свойства стальных отливок // Теория и технология металлургического производства. 2018. №3(26). С. 8-11.

Подробности: Опубликовано: 24 июня 2025; Обновлено: 24 июня 2025; Просмотров: 8