Математическое моделирование прочности шпилечного соединения сборных плит кристаллизатора МНЛЗ

Автор: Ячиков Игорь Михайлович, Панферов Владимир Иванович, Феоктистов Николай Александрович, Чернов Виктор Петрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy

Рубрика: Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением

Статья в выпуске: 2 т.21, 2021 года.

Бесплатный доступ

Наиболее ответственным узлом при разливке стали в машине непрерывного литья заготовок является кристаллизатор. Наибольшее распространение получают удобные в эксплуатации и изготовлении составные кристаллизаторы, состоящие из медной рабочей стенки со щелевыми каналами и стального внешнего корпуса. В промышленных конструкциях составных кристаллизаторов соединение медной и стальной плит осуществляется посредством множества стальных шпилек, причем они расположены по поверхности плиты крайне неравномерно из-за наличия каналов охлаждения, шпонок и уплотнителя. Целью работы является создание математической модели для определения коэффициента неравномерности нагружения шпилек и запаса прочности соединения медной и стальной плит для заданной конструкции сборного кристаллизатора и выбранных типовых параметров шпилечного соединения. Учет возникающих неодинаковых нагрузок на шпильки осуществлялся путем расчета коэффициента неравномерности. Полагали, что максимальная растягивающая сила, приходящаяся на одну шпильку, пропорциональна этому коэффициенту и средней растягивающей силе. Для каждой шпильки выделялся кластер, включающий в себя заданное число ближайших к ней шпилек. Определялось среднее расстояние в кластере, среднее значение расстояния по всем кластерам и относительное расстояние для кластера, связанного с определенной шпилькой. Нагрузка на резьбовое соединение пропорциональна площади соединяемых плит, которые удерживает шпилька, поэтому полагали, что коэффициент неравномерности нагрузки для заданной шпильки пропорционален квадрату относительного расстояния. Показан пример расчета коэффициента неравномерности нагрузки для рассматриваемой конструкции промышленного сборного кристаллизатора. Приведена математическая модель для определения запаса прочности шпилечного соединения медной и стальной плит кристаллизатора, а также необходимого момента затяжки шпильки, обеспечивающего нераскрытие стыка. Расчеты учитывали максимальное испытательное давление воды и максимальное внешнее усилие сдвига при трении слитка о стенку кристаллизатора. Создана компьютерная программа, позволяющая анализировать надежность соединения стальной и медной стенки кристаллизатора машины непрерывного литья заготовок при моделировании разных ситуаций, в том числе форс-мажорных и аварийных.

Еще

Машина непрерывного литья заготовок, медная плита кристаллизатора, стальной кожух, запас прочности, шпилечное соединение, момент затяжки гайки, щелевые каналы

Короткий адрес: https://readera.org/147232548

IDR: 147232548   |   DOI: 10.14529/met210209

Список литературы Математическое моделирование прочности шпилечного соединения сборных плит кристаллизатора МНЛЗ

  • Вдовин, К.Н. Непрерывная разливка стали: моногр. / К.Н. Вдовин, В.В. Точилкин, И.М. Ячиков. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та, 2012. - 540 с.
  • Вдовин, К.Н. Непрерывная разливка сталей: моногр. / К.Н. Вдовин, В.В. Точилкин, И.М. Ячиков. - СПб.: Лань, 2020. - 732 с.
  • Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет / под общ. ред. Г.А. Шалаева. - Екатеринбург: Уральский центр ПР и рекламы, 2003. - 320 с.
  • Эффективность работы стенок кристаллизатора с цилиндрическими и щелевыми каналами / В.И. Кадошников, И.М. Ячиков, В.И. Завьялов, А.А. Подосян // Металлург. - 2007. - № 6. - С. 40-42.
  • Нисковских, В.М. Машины непрерывного литья слябовых заготовок / В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский, А.Д. Баранов. - М.: Металлургия, 1991. - 272 с.
  • Куклин, Н.Г. Детали машин / Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина. - М.: Высшая школа, 1987. - 383 с.
  • Шелофаст, В.В. Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст. - М.: Изд-во АПМ, 2005. - 472 с.
  • Управление качеством непрерывнолитых заготовок: моногр. / Д.Х. Девятов, О.С. Логунова, В.Д. Тутарова и др. - Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ", 2006. - 367 с.
  • Детали машин / А.Т. Батурин, Г.М. Ицкович, Б.Б. Панич и др. - М.: Машиностроение, 1968. - 467 с.
  • Сорокин, В.Г. Стали и сплавы. Марочник / В.Г. Сорокин, М.А. Гервасьев. - М.: Интермет Инжиниринг, 2001. - 608 с.
Еще
Статья научная