Технологія відновлення поверхонь валків

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЧвертко, Євгенія Петрівна
dc.contributor.authorШушура, Олексій Анатолійович
dc.date.accessioned2026-01-27T10:05:18Z
dc.date.available2026-01-27T10:05:18Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractМагістерська дисертація присвячена розробленню технології відновлення та зміцнення поверхонь валків шляхом механізованого дугового наплавлення. Актуальність теми зумовлена високими вимогами до довговічності, жорсткості та точності валків, які працюють у важких умовах навантажень, температурних коливань та інтенсивного зношування. Особливе значення має можливість багаторазового відновлення їх робочої поверхні без порушення геометрії, що забезпечує економічну ефективність виробництва та ремонтних операцій. У роботі проведено конструкційно-технологічний аналіз валка як деталі, визначено його функціональні характеристики, вимоги до точності, стійкості та експлуатаційних параметрів. Досліджено сучасні технології наплавлення: ручну дугову, механізовану під флюсом, порошковими дротами, плазмову, електрошлакову, вібродугову та індукційну. Порівняно їх продуктивність, якість покриття, ступінь проплавлення основного металу та можливість забезпечення необхідних властивостей наплавленого шару. Для відновлення прокатних валків вибрано механізоване дугове наплавлення під флюсом у поєднанні з порошковим дротом, оскільки цей метод забезпечує високу однорідність металу шва, зменшення частки основного металу в наплавленому шарі, стабільну якість поверхні та високу продуктивність (від13 до 25 кг/год). Окрему увагу приділено вибору присадкових матеріалів. Проведено аналіз порошкових дротів марок ПП-АН120, ПП-25Х5ФМГ, ПП-3Х2В8, ПП- АН103 та інших, які забезпечують зносостійкість, теплостійкість і міцність залежно від умов експлуатації валка. Розроблено технологічний процес наплавлення, що включає підготовку поверхні, фіксацію валка на обертачі, попередній підігрів до температури від 350 °С до 400 °С, реалізацію спіральної схеми наплавлення з урахуванням взаємних переміщень деталі та автомата, вибір параметрів режиму –сили струму, напруги, швидкості подачі, зсуву електрода із зеніту, кроку наплавлення та перекриття валиків. Наведено розрахункові параметри режимів для різних діаметрів валків, а також оцінено форму й розміри зони термічного впливу. Важливе місце в роботі займає післянаплавочна обробка: рекомендації щодо зняття внутрішніх напружень, термообробка при 650 °С, заходи для мінімізації короблення, механічна обробка та фінішний контроль. Сформовано комплекс засобів забезпечення точності наплавлення та описано методи контролю –летючий, проміжний, кінцевий, а також вимірювання геометрії, шорсткості та герметичності. У проєктній частині розроблено склад установки для наплавлення валків, що включає зварювальне джерело, автомат наплавлення, механізм обертання, блок нагрівання, систему подачі флюсу, виконавчі механізми та шафу керування на базі промислового контролера. Показано алгоритм роботи установки, циклограму процесу та взаємодію всіх її елементів. Також спроєктовано планування дільниці цеху наплавлення, наведено схему розміщення обладнання, виконано аналіз небезпечних факторів і розроблено комплекс заходів з охорони праці. У межах роботи створено стартап-проєкт щодо впровадження технології наплавлення валків у промислове виробництво. Отримані результати підтверджують ефективність розробленої технології та її придатність для відновлення прокатних валків із забезпеченням високої зносостійкості та ресурсу роботи.
dc.description.abstractotherThe master's thesis is devoted to the development of a technology for restoring and strengthening the surfaces of rolls by means of mechanized arc surfacing. The relevance of the topic is determined by the critical role of rolls in production systems where they operate under intensive loads, temperature fluctuations and severe abrasive wear. Ensuring their operational accuracy, rigidity and durability requires effective technologies for restoring the working surface while preserving the geometry of the component, which significantly reduces repair costs. The thesis investigates the design and technological characteristics of rolls, their functional purpose, accuracy requirements, vibration resistance, allowable thermal deformation and factors affecting their durability. Modern surfacing methods are analyzed, including manual arc surfacing, mechanized surfacing under flux, flux-cored arc surfacing, plasma surfacing, electroslag surfacing, vibration arc surfacing and induction surfacing. Their efficiency, productivity and applicability for cylindrical surfaces are compared. Mechanized arc surfacing under flux using flux-cored electrode wire is selected as the optimal method for restoring roll surfaces. This method provides a uniform weld metal structure, a reduced share of base metal in the deposited layer, stable bead geometry and high productivity (from 13 kg/hour to 25 kg/hour). Flux-cored wires such as PP-AN120, PP-25Kh5FMG, PP-3Kh2V8, PP-AN103 and others are considered as filler materials, ensuring wear resistance, heat resistance and high hardness depending on the operational conditions of the roll. A complete technological process of roll surfacing is developed, including surface preparation, fixing the part on the rotator, preheating to 350–400 °C, forming a spiral deposition scheme and determining the interaction of the surfacing head and the rotating workpiece. The main process parameters are substantiated: welding current, arc voltage, travel speed, electrode offset from the zenith, step and overlap of weld beads. The expected dimensions of the heat-affected zone and deposited layer are calculated for various diameters of rolls. Post-surfacing treatment is described in detail. Measures for reducing residual stresses and preventing distortion are proposed, such as controlled preheating, symmetric bead placement, rigid fixation during surfacing and high-temperature tempering at 650°C. Mechanical finishing and methods of evaluating surface quality –roughness, geometry, and tightness –are also considered. The thesis includes the design of a surfacing installation comprising a welding power source, surfacing head, heating block, rotator, flux feeding system, actuators and a control cabinet equipped with an industrial controller. The operational algorithm of the installation, synchronization of movements and safety logic are presented. A layout of the surfacing workshop is proposed, including rational placement of equipment, production flow and safety requirements. A startup project for industrial implementation of the developed surfacing technology is created, emphasizing its economic benefits and technological feasibility. The results of the thesis confirm that the proposed surfacing technology ensures stable restoration of roll surfaces with high wear resistance, operational reliability and extended service
dc.format.extent122 с.
dc.identifier.citationШушура, О. А. Технологія відновлення поверхонь валків : магістерська дис. : 131 Прикладна механіка / Шушура Олексій Анатолійович. – Київ, 2025. – 122 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78445
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectвалок
dc.subjectнаплавлення
dc.subjectзносостійкість
dc.subjectзварювальні матеріали
dc.subjectтехнологічний процес
dc.subjectобладнання
dc.subjectпіслянаплавочна обробка
dc.subjectконтроль якості
dc.subjectфлюс
dc.subjectпараметри режиму
dc.subjectобертач
dc.subject.udc621.791
dc.titleТехнологія відновлення поверхонь валків
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Shushura_magistr.pdf
Розмір:
2.6 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЗВ)
Магістерські роботи