www.mexanik.ru

ВВЕДЕНИЕ

Девятый пятилетний план развития народного хозяйства СССР является конкретной программой созидательных усилий советского народа, активно строящего материально-техническую базу коммунизма.

На девятое пятилетие намечен и реализуется значительный подъем народного хозяйства увеличение национального дохода на 39%, производства промышленной продукции на 47%, производительности труда на 38,8%, реальных доходов на душу населения на 31 % Значительное развитие получает машиностроительная промышленность и общий ее выпуск в 1975 г. возрастет в 1,7 раза.

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. большое внимание уделяется вопросам повышения эффективности производства и его технического уровня.

До настоящего времени в тяжелом и энергетическом машиностроении преобладает технология, при которой основное формообразование деталей достигается главным образом обработкой заготовок (поковок, отливок) на металлорежущих станках. Из-за недостаточного использования прогрессивных способов формообразования деталей ежегодно переводится в стружку несколько миллионов тонн качественного металла. В связи с этим развитию кузнечно-штамповочного производства в нашей стране придается большое значение. Так, выпуск кованых и штампованных поковок должен достичь 9500 тыс. т, а типаж кузнечно-штамповочного оборудования составит 574 типоразмера.

Особенно ответственные задачи поставлены в области дальнейшего развития производства крупных поковок ввиду необходимости повышения единичной мощности выпускаемых машин, большой металлоемкости и резкого повышения коэффициента использования металла в процессе их изготовления.

Анализ производства крупных поковок показывает, что наибольшим их потребителем является энергомашиностроение. В соответствии с перспективным планом развития отечественного машиностроения такое положение сохранится и в дальнейшем до перехода энергетики на новые методы получения электроэнергии (непосредственное превращение ядерной, тепловой или химической энергии в электроэнергию).

Если 25—30 лет назад блок паровая турбина — котел мощностью 100 МВт считался уникальным, то теперь уже построены и эксплуатируются в Советском Союзе паровые турбины мощностью 500 и 860 МВт, заканчивается проектирование и ведется подготовка к производству паровой турбины мощностью 1200 МВт. Ведутся разработки по созданию еще более мощных турбин как в СССР, так и за рубежом. Например, в Швейцарии фирмой «Браун Бовери» по заказу США изготавливается турбогенератор мощностью 1330 МВт с частотой вращения 1800 об/мин, предназначенный для атомной электростанции; сдан в производство по разработанному в ФРГ проекту турбогенератор мощностью 1400 МВт с длиной бочки ротора 9 м.

Увеличение мощности в одном агрегате дает значительный технико-экономический эффект (снижаются расходы, отнесенные на 1 кВт, по обслуживанию агрегата, трудоемкость изготовления, металлоемкость и т. д.). В то же время с повышением единичной мощности абсолютные размеры машин и агрегатов, как правило, возрастают, причем возрастают размеры и массы основных и наиболее напряженых деталей. В первую очередь это относится к роторам современных крупных турбин и электрогенераторов. Так, ротор турбины мощностью 500 МВт в обработанном виде имеет массу около 150 т, роторы электрогенераторов мощностью 500, 1000 и 1600 МВт имеют массы 150, 245, 295 т соответственно. Корпуса у атомных энергетических реакторов мощностью 1000 МВт имеют толщину стенки в разных сечениях 200 — 400 мм, диаметр 4 — 5 м и массу в несколько сот тонн [49].

Так как при эксплуатации мощных агрегатов основные детали (роторы, диски, корпуса) несут большую динамическую нагрузку, то они должны отличаться высокой прочностью, надежностью и долговечностью и их изготовление в современных условиях возможно лишь методами ковки на мощных гидравлических прессах.

Потребителями крупных поковок являются также тяжелое (производство прокатных станов, мощных экскаваторов, прессов и др.) и химическое машиностроение (изготовление пустотелых барабанов, сосудов большого объема), судостроение (производство гребных валов, мощных двигателей, редукторов) и т. д.

Следовательно, вполне закономерным является дальнейшее развитие и совершенствование технологии производства крупных поковок методами свободной ковки.

Интерес к развитию данной области кузнечно-штамповочного производства возрастает. Это проявляется как в направлении создания и реконструкции цехов, оборудованных мощными ковочными агрегатами, так и в расширении научно-исследовательских работ с целью нахождения надежных теоретических основ производства крупных поковок.

В этой связи интересен опыт ленинградской промышленности. Благодаря реконструкции нескольких цехов и вводу в эксплуатацию новых мощных ковочных прессов усилием до 12000 тс, выпуск кованных под прессами поковок с использованием в виде исходного металла слитков массой до 250 т за последние годы значительно возрос как количественно, так и качественно.

На ленинградских заводах наряду с развитием свободной ковки под прессами расширяется область применения ковки под паровоздушными молотами, с массой падающих частей до 7 т, причем в качестве исходного материала также используются слитки, но относительно малые с массой до 2 — 3 т.

Учитывая, что ковка под молотами имеет свою специфику и характеризуется относительно меньшим выпуском поковок, в данной книге технология ковки под молотами не рассматривается.

В 50-х гг. специалисты Ленинграда начали разработку мероприятий, направленных на приближение форм и размеров заготовок (поковок, отливок) к форме и размерам готовых деталей [31].

В связи с увеличением производства крупных поковок и весьма низким значением коэффициента использования металла Ким (0,1 — 0,2 и ниже) при изготовлении крупных деталей (роторов, дисков и др.) был разработан план по коренному усовершенствованию всего комплекса процессов, сопровождающих производство крупных поковок.

Основными разделами данного плана были следующие: улучшение качества слитков, особенно их поверхностного слоя; улучшение средств нагрева и режимов нагрева металла; совершенствование конструкций бойков и повышение стойкости их рабочей поверхности; повышение жесткости конструкций ковочных прессов; разработка оптимальных технологических процессов ковки и термомеханических режимов их проведения.

Большое значение имела разработка в Московском станко-инструментальном институте радиоизотопного измеряюще-управ-ляющего устройства (СШТ-11) к ковочным прессам. Это устройство было впервые освоено у ковочного гидравлического пресса усилием 2000 тс на НЗЛ.

Успешное промышленное испытание установки СШТ-11 в 1961 г. послужило началом дальнейшего широкого совершенствования процессов крупной ковки.

Результаты освоения данной установки показали, что точность размеров поперечных сечений (высот), получаемых при ковке, может быть повышена, т. е. оказалось возможным значительно ужесточить поле допусков и снизить припуски у поковок.

Эксперименты дали возможность установить, что реализация мероприятий приведенного выше плана коренного усовершенствования всего комплекса процессов производства крупных поковок позволит использовать устройство СШТ-11 с получением допусков на размеры сечений поковок ± (2÷З), или в 3—4 раза меньше установленных ГОСТом величин допусков прессовых поковок.

В настоящее время установки СШТ-11 успешно эксплуатируются у пяти ковочных гидравлических прессов, что обеспечивает значительный технико-экономический эффект. Так, при ковке валов на сечение диаметром 500—600 мм вместо поля допуска ±10—12 мм достигается допуск ±3—4 мм (и ниже).

Получение столь жесткого поля допуска позволяет считать, что освоен процесс точной крупной ковки под прессами. Широкое внедрение такой ковки имеет большое народнохозяйственное значение.

Назад, на страницу описания