Илем конструкциялық материалдардын ен көп тараған түрі және машинажасауда, металөндеуде, құрылыста, көлікте және халық шаруашылығының басқада салаларында кенінен қолданылады

Илемдеу орнақтарында алынатын илем түрлері, көлденен қима пішіндерімен және өлемдерінің сан алуан түрлерімен ерекшеленеді. Дәл осылай, қазіргі кезде тек сортты илемдеу орнақтарында ғана, илемнің 4500 жуық сорттық пішіндері алынады.

Илем өндірісі – күрделі үрдіс, ол заманауй технологиялар мен жабдықтарға, механизацияның, автоматтандырудың және өндірісті үйымдастырудың жоғары дәрежесіне, технологиялық үрдістер мен илем сапасының бақлауына, илемдеу орнақтарының жоғары технико-экономикалық көрсеткіштеріне және т.б. негізделеді.

Осы шақта біздің елімізде әр түрлі тағайындалуы бар илемдеу орнақтары жұмыс істейді; олар қыспақты, сортты, парақты ыстық және суық илемдеу және т.б.

Илемдеу өндірісінің бұдан әрі дамуы, жеке қуаттылығы жоғары орнақтарды қолдануға, сапасы жоғары илемді алуға және орнақтарда эффективті қоржинақтаушы технологияларды пайдалануға негізделген. Илемдеу орнақтарының қуаттылығын арттырудың басты бағыттары деп, бастапқы металдың массасы мен металды илемдеу және қыспақтау жылдамдығын ұлғайту ды айтуға болады. Дайын илем сапасын арттыру, жетілдірілген негізгі және қосалқы жабдықтарды қолдану, илемдеу үрдісіне металдын механикалық сипаттамаларын арттыруға, илем беткейінің күйін жақсартуға, оның керекті геометриялық өлшемдерін алуға мүмкіндік беретін өндеу операцияларын қосу арқылы болады. Илем өндірісінде қоржинақтаушы технологияларды пайдалану, металл, қуат және басқа қорлардың үнемдеуімен және илемнің өз құнының төмендеуімен сипатталатын илем өндірісінің тиімділігін артттырады.

Бүгінгі күні илемдеу өндірісіне оның мүмкіндіктерін түбегейлі өзгертетін жаңа технологиялық үрдістер мен машиналар енгізілуде. Оларға илемдеу орнақтары мен дайындамаларды үздіксіз құю машиналарының және қарқынды деформациялау торының бірлесуін айтуға болады.

Төменде көрсетілген мамандықтар үшін арналған зертханалық жұмыстар келтірілген, олар 8 – 10 аудиториялық сағатқа есептелген.

Зертханалық жұмыс №1 Құймакесектерді блюмингте илемдеу үрдісін зерттеу

1. 
   Жұмыс мақсаты
   

Илем өндірудің технологиялық үрдісінің басты мақсаты, сапалы илемдеу өнімін берілген пішіндерде, өлшемде және керекті мөлшерде, мүмкінше ен аз шығындармен және ен үлкен өнімділікпен өндіру. Мұны тек, технологиялық үрдісті және нормативті-техникалық құжаттама талаптарын дәл сақтау және орындау арқылы орындауға болады.

Дайын илемнің кез келген түрін өндіруінің технологиялық үрдісіне, метал өндеуіне барлық керекті тізбекті операциялары кіреді. Бастапқы металды өндіру әдісі және технологиялық операциялардың тізбектілігі, илем өндірісінің технологиялық сұлбасын анықтайды.

Металлургиялық циклы толық металлургиялық өнеркәсіптерінде илем өндірісі үшін қолданылатын технологиялық сұлба, бұл құйма кесек – жартылай өнім (дайындама) – дайын өнім сұлбасы. Бұл сұлбаға сәйкес, металлургиялық өнеркәсіптің илемдеу өндірісі, блюмдер, слябтер және массасы 7÷10 т немесе одан көп болатын құйма кесектерден жасалатын дайындамалар түріндегі, жартылай өнімдерді алуға мүмкіндік беретін орнақтар жүйесінен және сортты илем, суық және ыстық илемделген парақтар түріндегі және т.б. дайын илемдерді жасап шығаратын орнақтар жүйесінен тұрады, бұл дегеніміз қазіргі заманауй илемдеу өндірісінің технологиялық үрдісі екі кезеннен тұрады: жартылай өнімді алу (дайындама) және дайын өнімді (дайын илем) алу.

Бұл жерде, кез келген дайын илемнді өндірудің технологиялық сұлбасы, құйма кесекті немесе дайындаманы қыздыруға дайындаудан бастап, соңғы өндеу мен илемнің сапасын анықтауға дейін барлық керекті тізбекті өндеу операцияларын ескереді.

Құрамында қыспақтаушы (блюмингтер, блюминг-слябингтер, слябингтер) және дайындама жасау орнақтары бар илемдеу цехтары, болат балқыту және дайын илемді шығаратын орнақтардың арасында байланыстырушы тізбек болып табылады. Металлургиялық циклы толық емес өнеркәсіптер үшін илемді өндірудің технологиялық циклы құйма кесек – дайын илем, немесе жартылай өнім – дайын илем болып табылады. Бұл схемаларда, жартылай өнімді тікелей берілген өнеркәсіпте шығарумен байланысты операциялар болмайды, ал өндіру үрдісі шеттен әкелінетін дайындамадан немесе массасы аз құйма кесектен басталады.

Металлургиялық өнеркәсіптердегі болаттын үздіксіз құю үрдісінің қарқынды дамуы, илем өндірісінің технологиялық схемасын күрт өзгертіп, оны үздіксіз құйылған дайындама – дайын илем схемасына ауыстырған. Илемдеу цехтарында дайын илемді жасау кезінде, үздіксіз құйылған дайындамаларды қолдану, илемдеу үрдісін бір қатар технологиялық операциялардан босатуға және қымбат тұратын қыспалаушы және дайындама жасайтын орнақтардан бас тартуға мүмкіндік береді.

Өзара қосылуымен белгіленетін, үздіксіз құю және илемдеу үрдістерінің әрі қарай дамуы, илем өндірудің үздіксіз құю – дайын илем технологиялық сұлбасын күрт өзгертіп, қыздыру, тасмалдау және металды қоймаға жинау тәрізді технологиялық операцияларды жоққа шығарып металургиялық өндірістін циклын қысқартады.

Жұмыс, білікшелердің калибрлері келесі мәндерге тен болған жағдайдағы зертханалық орнақта орындалады, мысалы сурет 1.1 көрсетілгендей.

Сурет 1.2. Құйма кесектін үлгілері: а) тұнық болат; б) қайнаған болат.

Оқытушының жетекшілігімен жұмыс тәртібімен танысу:

1. Экспериментальді түрде, қорғасын жолақтын бір өту (проход) ішіндегі, зертханалық орнақтын білікшелеріндегі, максимальді қыспалау мөлшері анықталады. Бұл үшін, бастапқы қимасы h₀ × b₀ = 20 × 20 мм қысқа қорғасын үлгілері қолданылады.

Үлгіні айналып тұрған білікшелерге біраз қысады, білікшелер өзара тым жақын орналасқандықтан жолақты олар қарпа алмайды. Үстінгі білікшені бірте-бірте көтере бастайды, соның нәтижесінде бір уақытта білікшелер жолақты қарпып (захват) алады. Илемдеуден кейін жолақтын қалындығын өлшеп аламыз h
Δh_max = h₀ – h , мм
Мұны, әр өткен сайын сенімді қарпуға қол жеткізетіндей етіп бірнеше рет қайталау қажет.

Δh_max өлшемін анықтағаннан сон, максимальді шекті қарпу бұрышын анықтау қажет.

α_max = √Δh_max / R ; немесе α_max = arccos (1 - Δh_max / 2R);

∑∆h_b = b₀ - b_n + k (h₀ - h_n).

Кесте 1.2. Қыспалау режимдерінің алдын ала кестесі

Бұл жерде, жұмысты заманауй блюмингтерде қолданылатын илемдеу схемаларына сәйкес орындау қажет, олар 1.3 кестеде келтірілген.

Аударуды илем калибрден калибрге өткен кезде атқару қажет. Бұл жерде, пішін дәл және сапалы болу үшін, аударуды сонғы өтулер алдында жүргізіледі.

Өтулерді калибрлер бойынша таратқан кезде, илем мен калибр ендерінің сәйкестігі есептеледі.

Қыспақтау режимдерін сонғы реттеу кезінде, калибрлердің дұрыс толтырылуын қамтамасыз ету қажет, керек болған жағдайда аударулар схемасын өзгертуге болады.

Қыспақтау режимдерінің кестесін құрған кезде, илемнің ұлғаюын әрбір калибрде – өтімде ескеру қажет.

Ұлғаюды А.П. Чекмарев формуласы бойынша анықтайды:

Түзетіп алынған қыспақтау режимының мәліметтерін 1.4 кестеге кіргізеді, ал «циферблат тілінің мәліметтері» бағанында әрбір өтім кезіндегі илем қалындығымен калибр биіктігінің арасындағы айырмашылығы жазылады.

4. Зертханалық орнақты илемдеу үшін күйге келтіруін жүргізу. Бұл үшін, үстінгі білікшені төменгі білікшеге түсіріп, мүмкін болатын білікшелердің өзара қиғаштануын сол жақтағы және оң жақтағы бұрандаларды бұрау арқылы жоққа шығару қажет.

Білікшелердің арасындағы саңылауды және калибрлердің биіктігін 1.1 сурет және 1.2 кесте бойынша орнату қажет. Орнақтын алдындағы және артындағы стөлдердің дұрыс орнатылуын тексеру қажет.

5. Үлгілерді қыпақтаудың есептік режиміне сәйкес орнақта илемдеп алу қажет. Әрбір өтімнен кейін илемнің өлшемдері мен созылу коэффициенттерін өлшеу, ал нәтижелерін кесте 1.5 (нақты қыспақтау режимі) еңгізу (бұл кесте 1.4 кестесіне ұқсас).

Нақты режимді есептік режиммен салыстыру, калибрлердің толтырылуының талдауын жүргізу, қыспақтаудың нақты режимының есептік режимынан ауытқу себептерін анықтау. Соңғы пішіннің дәлдігі 0,1 мм дейін болу қажет.

Кесте 1.5. Қыспалаудың нақты режимы

Б. Блюмингте илемдеу кезіндегі жолақтын созылуының және шеткі қырларының пішінің зерттеу.

ℓ₁ - сызықшалардың өтімнен кейінгі өзара арақашықтығы.

Созудың өлшемдерінің нәтижелері 1.5 кестеге кіргізіледі және созбалардың (вытяжка) өтімдер бойынша таралу диаграммасын құрастырады (сурет 1.3), өз кезегінде бұл диаграмма ұлғаю әсерінен пайда болатын, жолақтын шеткі қырларының пішіндерін талдауға мүмкіндік береді.
µ 1,3

1,2
1,1

1,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

өтімдер №№

Сурет 1.4. Жолақтың қиғаштануы

(ac < db)
d c

Зертханалық орнақтын тегіс бочкасында, деформация дәрежесінің мәндері ε₁ = ∆h / h₀ = 0,15 және ε₂ = 0,30 болған кездегі h / b қатынастары әртүрлі жолақтарды илемдеу жолымен, қиғаштану мәндері ρ = 1,05 аспайтын кездегі h / b шеткі мәндерін анықтау қажет. Бастапқы мәндерді және үлгілерді илемдеудің нәтижелерін 1.6 кесте түрінде жазып және 1.5 суретт түрінде көрсету қажет.

Жолақтын тұрақтылық шарты бойынша h / b шеткі мәндерді анықтағаннан кейін, жолақ тұрақтылығының бір өту кезіндегі деформация дәрежесіне тәуелділігін анықтау.
Кесте 1.6. Тегіс бочкада илемдеу кезіндегі жолақтын тұрақтылығы жайлы мәліметтер

Үлгілер №№	Бастапқы өлшемдер h0 х b0 , мм	Қатынас h / b	Илемдеуден кейінгі өлшемдер h х b	Дефор-мация дәрежесі ε = ∆h / h0 х 100%	Илемдеуден кейінгі қима өлшемдері	Қатынас ρ
1	20х20	1,0		15
2	20х18	1,11		«
3	20х16	1,25		«
4	20х14	1,43		«
5	20х12	1,67		«
6	«	«		30
7	«	«		«
«	«	«		«

ρ

1,06

1,02
1,01

1,0 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 h / b
Сурет 1.5 Тегіс бочкада илемдеу кезіндегі жолақ тұрақтылығының h / b және ε тәуелділік графигі

Есеп мазмұны:

1. 
   блюмдерді өндіру технологиясының сипаттамасы; опкрациялар тізбектілігінің сипаттамасы; оған тән параметрлер.
   
2. 
   Блюмдердің, құйма кесектер үлгілерінің, шеткі қырлардың, қима қиғаштанулардың эскиздерін жасап алу.
   

2. Илем өндірісінің технологиясы өзінен нені білдіреді?

3. Илемдеу өндірісінің жартылай өнімі дегеніміз не?

4. Сіз, жартылай өнімді және дайын илемді өндірудің қандай технологиялық схемаларын білесіз?

5. Илем өндірісінің қандай технологиялық схемеларын, үздіксіз құйылған дайындамалардың қолдануымен ұйымдастыруға болады?

6. Білікшелердің калибровкасы, калибр және білікшелердің тегіс бочкасы дегеніміз не?

7. Максималды қыспақтау және оның илемдеу кезіндегі әсері?

8. Білкшелердің қарпу бұрышы және оның илемдеу кезіндегі әсері?

9. Қандай кезде жолақтын аударылуы жүргізіледі?

10. Илемделетін жолақтын ұлғаюы мен созылуы қалай анықталады?

11. Жолақ тұрақтылығы дегеніміз не және қандай көрсеткішпен ол сипатталады?
Әдебиет
1. Технология прокатного производства. В 2 – х книгах . Кн. 1. Справочник: Беняковский М.А., Богоявленский К.Н., Виткин А.И. и др. М. Металлургия, 1991 г., 440 с.

2. Технология прокатного производства. В 2 – х книгах . Кн. 2. Справочник: Беняковский М.А., Богоявленский К.Н., Виткин А.И. и др. М. Металлургия, 1991 г., 423 с.

3. Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздік: Машина жасау/ Жалпы редакциясын басқарған п.ғ.д., профессор А.Қ.Құсайнов. – Алматы: Республикалық мемлекеттік «Рауан» баспасы, 2000. – 288 б.

4. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3 – х томах. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката. Учебник для вузов/ Целиков А.И., Полухин П.И., Гребенник В.М. и др. 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Металлургия, 1988. 680 с.

5. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. Королев А.А. Изл-во «Металлургия», 1969, 464 с.

6. Орысша-қазақша сөздік: Т.2/ Жалпы редакциясын басқарған Қазақ ССР Ғылым акедемиясының корреспондент-мүшесі, филология ғылымының докторы, профессор Ғ.Ғ.Мұсабаев, Қазақ ССР Ғылым акедемиясының академигі Н.Т.Сауранбаев. – Алматы: Қазақ совет энциклопедиясының бас редакциясы, 1981. – 588 б.

7. Орысша-қазақша түсіндірме сөздік: Металлургия/ Жалпы редакциясын басқарған э.ғ.д., профессор Е.Арын. – Павлодар: С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті, 2002. –65 б.

8. Сүлейменов Е.Б., Сүлейменов Т.Ж. Материалтану сөз тізбегінің орысша-қазақша сөздігі. – Алматы: Республикалық баспа кабинеті, 1993. – 19 б.