Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнология

Диссертационная работа:

Оленин Владимир Алексеевич. Исследование и разработка индукционных систем прецизионного нагрева длинномерных цилиндрических заготовок из титановых сплавов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.10 / Оленин Владимир Алексеевич; [Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ)].- Санкт-Петербург, 2009.- 122 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/473

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. На сегодняшний момент в период мирового экономического кризиса в России особое внимание уделяется стратегически важным отраслям промышленности, в частности, связанным с авиакосмическим комплексом.

Традиционным для авиастроения материалом является титан и его сплавы. В нашей стране лидером в поставке титана и единственным предприятием полного цикла его обработки является ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА", г. Верхняя Салда. Основные потребители выпускаемой продукции это отечественные и зарубежные производители аэрокосмической техники (ОАО "Компания "Сухой", Boeing, Airbus). В сегодняшних условиях для сохранения имеющегося рынка сбыта требуется постоянное увеличение качества выпускаемой продукции и уменьшение издержек производства. В связи с этим происходит модернизация производственного комплекса с применением энергосберегающих технологий и приобретением нового наукоемкого оборудования.

Одним из этапов модернизации производства является увеличение использования в процессах нагрева индукционного оборудования. Это объясняется рядом общеизвестных преимуществ, таких как: хорошие энергетические показатели, высокая скорость нагрева, отсутствие контакта между индуктором и металлом, простота управления процессом, возможность полной автоматизации, небольшие габариты установок, легкость механизации и обслуживания, в том числе, при пуске, остановке и смене номенклатуры изделий.

В отличие от нагрева сталей нагрев титана имеет ряд особенностей связанных с физико-химическими свойствами материала (низкой теплопроводностью, малым удельным весом и т.д.) и с высокими требованиями потребителей к качеству продукции в соответствии с международными и национальными стандартами авиапрома. Для обеспечения предъявляемых требований необходимо использование прецизионного нагрева (±20С по объему), а нагревательное устройство должно проходить проверку на обеспечение технологической точности нагрева.

В данной ситуации применение традиционных способов индукционного нагрева часто бывает неприемлемым и требуется разработка новых технологий и оборудования предусматривающего прецизионный нагрев титановых изделий.

Целью работы является разработка и внедрение индукционных систем прецизионного нагрева длинномерных заготовок из титановых сплавов.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие задачи:

  1. Анализ существующих типов устройств индукционного нагрева (УИН) длинномерных цилиндрических заготовок с возможностью организации прецизионного нагрева.

  2. Разработка численной модели устройства индукционного нагрева с возможностью исследования нестационарных режимов работы оборудования;

  1. Исследование нового способа индукционного нагрева длинномерных изделий с применением возвратно - поступательных движений нагреваемой заготовки;

  2. Разработка и внедрение индукционных систем для прецизионного нагрева длинномерных заготовок из титановых сплавов;

  3. Разработка методики проверки устройства индукционного нагрева на технологическую точность нагрева заготовок.

Методы исследования. Исследования электромагнитных, температурных полей и интегральных параметров индукционных систем проводились методами математической физики и вычислительной математики. Достоверность полученных результатов определялась сравнением расчетных результатов с экспериментальными данными.

Научная новизна и значимость работы состоит в следующем:

  1. Разработана численная модель устройства индукционного нагрева с учетом динамики перемещения заготовки в индукторах при организации нагрева с возвратно-поступательным движением изделия.

  2. Предложен новый способ индукционного нагрева длинномерных цилиндрических изделий с организацией возвратно-поступательных движений нагреваемой заготовки в индукторах, обеспечивающий прецизионный нагрев.

  3. Найдена зависимость распределения температурного поля по длине изделия от параметров системы перемещения в устройства индукционного нагрева с организацией возвратно-поступательного движений нагреваемых заготовок.

  4. Разработана методика проверки на технологическую точность устройства индукционного нагрева с применением возвратно-поступательных движений заготовки.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Численная модель УИН с возможностью исследования нестационарных режимов работы при возвратно-поступательном движении нагреваемой заготовки.

  2. Способ индукционного нагрева длинномерных цилиндрических изделий с организацией возвратно-поступательных движений нагреваемой заготовки в индукторах.

  3. Зависимость распределения температурного поля по длине заготовки от параметров системы перемещения в УИН с организацией возвратно-поступательного движений нагреваемых заготовок.

  4. Методика проверки на технологическую точность УИН с применением возвратно-поступательных движений заготовки.

Практическая значимость полученных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

1. Применение нового способа индукционного нагрева с возвратно -поступательным движением заготовок позволяет организовать периодический нагрев длинномерных заготовок индукционным способом с равномерным рас-

пределением температурного поля по длине заготовки, а также обеспечить режим термостатирования заготовок в установках полунепрерывного действия.

  1. Разработанная численная модель позволяет выполнить расчет индукционных нагревателей с возвратно - поступательным движением заготовки с учетом параметров системы перемещения.

  2. Методика проверки УИН на технологическую точность позволяет по результатам измерения температуры длинномерных заготовок в четырех точках сделать вывод о максимальном отклонении температуры от заданной по всему объему нагреваемого изделия.

  3. Внедрение в титановое производство индукционного нагревателя с организацией возвратно-поступательных движений заготовки позволило повысить производительность и качество нагрева изделия по сравнению с аналогичным нагревом в имеющихся печах сопротивления.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы используются в процессе проектирования индукционного оборудования во ФГУП "ВНИИТВЧ" и ООО "РТИН". Установка для нагрева изделий из сплавов титана внедрена на ОАО "Корпорация ВСМПО-АВИСМА" (подтверждено актом внедрения).

Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах и конференциях кафедры ЭТПТ и МОЛ СЭТ СПбГЭТУ (2004 - 2009), на симпозиуме "Молодые ученые - промышленности северо-западного региона" (СПбГПУ, Санкт-Петербург, 2004), на Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» (ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2006), на 4-ой международной конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века» (ВНИИМЕТМАШ, Москва, 2008), на XVI международной конференции «Electricity Applications in Modern World» (UIE, Краков, 2008), на 2-ой международной конференции АРШ-09 «Актуальные проблемы теории и практики индукционного нагрева» (СПбГЭТУ, Санкт-Петербург, 2009).

Публикации по теме диссертации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 10 работах, среди которых 1 работа в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендуемых в действующем перечне ВАК, 4 - статьи в специализированных журналах, 6 работ - в материалах международной конференции. По результатам научных исследований получен патент РФ на изобретение №2333618 «Способ индукционного нагрева длинномерных изделий».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 58 наименований и одного приложения. Работа изложена на 113 листах машинописного текста, содержит 72 рисунка и 4 таблицы.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net