poprzecznych rury gotowej - wykres radarowy
2.6. Optymalne warunki odkształcenia
Podsumowując wyniki zaprezentowane w pracy przyjęto, iż zapewnienie optymalnych warunków odkształcenia, w modelowej walcarce pielgrzymowej wymaga:
wyznaczenia kształtu narzędzi, tj. walców oraz trzpienia, zapewniających równomierny rozkład nacisków w chwilowej kotlinie odkształcenia, oraz minimum zużycia energii w trakcie walcowania,
wykonania narzędzi, zgodnie z wyliczoną tablicą kalibrowania,
poprawnego wykonania nastaw walców w klatce walcowniczej,
stosowania posuwu, zapewniającego walcowanie rury z maksymalnym współczynnikiem wydłużenia,
zapewnienie wysokiej jakości powierzchni zewnętrznej rury – bez pęknięć, oraz zawalcowań
utrzymanie niskiej wartości decentryczności i różnościenności gotowej rury, niezależnych od parametrów geometrycznych rur wsadowych.
W poprawnym wyznaczeniu kształtu tworzących walców oraz trzpienia, pomocny jest opracowany model matematyczny nowego procesu. Równomierny nacisk oraz zużycie energii w trakcie walcowania, sprawdzone zostało, poprzez pomiar parametrów siłowych w trakcie walcowania. Dzięki temu, zapewniona zostanie długa żywotność narzędzi oraz niższe koszty eksploatacji walcarki.
Dokładność wykonania narzędzi, oraz poprawność zamontowania walców w klatce walcowniczej, sprawdzono analizując rozkład siły nacisku metalu na walce, oraz badając decentryczność i różnościenność gotowej rury. Ma to bardzo duży wpływ, na jakość powierzchni zewnętrznej walcowanej rury, oraz jej własności geometryczne.
Walcowanie rur z dużym współczynnikiem wydłużenia zapewnia maksymalną wydajność i jest uwarunkowane względami ekonomicznymi. Udowodniono, iż stosowanie dużych wartości posuwu, nie wpływa negatywnie na jakość powierzchni wewnętrznej i zewnętrznej. Z uwagi na małą moc walcarki, nie wyznaczono wartości posuwu, przy której pojawiają się wady powierzchni zewnętrznej (rysy, zawalcowania) oraz przy której walcowany materiał zaczyna pękać. Prace będą kontynuowane po modernizacji układu napędowego walcarki.
Wsadem do procesu pielgrzymowania rur, bardzo często są rury wyciskane, o niskich parametrach geometrycznych. W pracy pokazano, że rury po procesie cechuje bardzo dobra centryczność i mała różnościenność.
Biorąc pod uwagę wyżej wymienione kryteria przyjęto, iż dla modelowej walcarki pielgrzymowej, w ramach dostępnych możliwości, wyznaczone zostały warunki, dla których walcowanie prowadzone będzie w sposób efektywny, to znaczy zapewniający wysokiej jakości powierzchnię zewnętrzną oraz dobre parametry geometryczne rur.
104
Wnioski
1. Walcarka modelowa umożliwiła zbadanie nowego procesu pielgrzymowego. Zaprezentowano metody pozwalające na pomiar sił walcowania, określenie pól odkształceń w stożku roboczym oraz naprężeń w chwilowej kotlinie walcowniczej. Dzięki temu możliwe było opracowanie metody intensyfikacji odkształceń w nowym procesie pielgrzymowym.
2. Wykorzystanie optycznych systemów, do pomiarów odkształceń w procesie walcowania pielgrzymowego rur na zimno jest możliwe po nałożeniu na powierzchnię badanego elementu trwałej siatki, widocznej również po procesie walcowania – do tego celu najlepiej zastosować metodę sztyftów. Zastosowanie tej metody pozwala również na obserwację płynięcia metalu, wewnątrz walcowanej rury.
3. Zaproponowana stereofotogrametryczna metoda pomiaru, z powodzeniem może zostać zastosowana do pomiaru odkształceń w procesach, gdzie występuje znaczna deformacja siatki i silne płynięcie metalu. Dokładność metody jest zadowalająca, choć odbiega od precyzji metod oferowanych komercyjnie. Dokładniejsze wyniki, dla niewielkich odkształceń, można uzyskać za pomocą systemu pomiarowego ARGUS, jednak w tym wypadku będzie to jedynie pomiar odkształceń quasi 3D.
4. Udowodniono, że wprowadzenie dodatkowego naprężenia, w trakcie trwania procesu, korzystnie wpływa na zmianę stanu naprężenia w chwilowej kotlinie walcowniczej. Dalsze badania związane z tym zagadnieniem, będą możliwe, dopiero po ponownym zaprojektowaniu i wykonaniu głowicy ZSN, oraz modernizacji modelowej walcarki pielgrzymowej – m.in. zwiększeniu mocy układu napędowego oraz wymianie mechanizmu mocującego rurę w szczękach.
5. Symulacja numeryczna nowego procesu, jest jedyną metodą, umożliwiającą wyznaczenie naprężeń w chwilowej kotlinie walcowniczej. Opracowany model matematyczny nowego procesu, może zostać z powodzeniem zastosowany do prognozy sił występujących podczas walcowania, oraz do doboru optymalnych parametrów odkształcenia walcowanego metalu.
6. Rury uzyskane w procesie walcowania, cechują się dobrymi własnościami geometrycznymi, oraz gładką powierzchnią. Aby uzyskać rurę wyjściową o jeszcze lepszych parametrach, konieczna jest modernizacja klatki walcowniczej, tak aby nastawy szczeliny między walcami mogły być wykonywane z większą precyzją.
105
Literatura
1. Abe H., Furugen M.: Method of Evaluating Workability in Cold Pilgering of
Zirconium Alloy Tube, Materials Transactions, Vol. 51, No. 7 (2010) pp. 1200 to
1205.
2. Abe H., Furugen M.: Method of evaluating workability in cold pilgering, Journal of Materials Processing Technology 212 (2012) 1687– 1693.
3. Aubin J.L., Girard E., Montrnitormet P.: Modeling of damage in cold pilgering, in
Zirconium in the nuclear industry, ASTM STP 1245, A.M. Garde, E. Bradley, eds.
ASTM, Philadelphia, 1994.
4. Baines K.: Lead as a model material to simulate mandrel rolling of hot steel tube, Journal of Materials Processing Technology 118 (2001) 422–428.
5. Bazan J., Osika J.: Metoda zespolonego kalibrowania narzędzi do walcowania rur
na zimno na walcarkach pielgrzymowych, Zeszyty Naukowe AGH, Metalurgia i
Odlewnictwo. z. 438, 1974 , 225–244
6. Bernasik J., Mikrut S.: Fotogrametria inżynieryjna. Skrypt uczelniany AGH, Ośrodek Edukacji Niestacjonarnej, AGH, Kraków 2003
7. Bernasik J.: Wykłady z fotogrametrii i teledetekcji, Katedra Geoinformacji,
Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska – praca niepublikowana.
8. Bittencourt E., Creus G. J.: Finite element analysis of three-dimensional contact and
impact in large deformation problems, Computers and Structures 69 (1998)
219-234.
9. Bloch A.M., Crouch P. E., Marsden J. E, Ratiu T. S.: Discrete Rigid Body Dynamics
and Optimal Control, Proceedings of the 37th IEEE, Conference on Decision &
Control, Tampa, Florida USA December 1998.
10. Bodnar A.: Wytrzymałość materiałów, podręcznik dla studentów wyższych szkół
technicznych, wydanie drugie poszerzone i poprawione, Kraków, 2004.
11. Boroń A., Tokarczyk R.: Badanie cyfrowych aparatów fotograficznych dla
zastosowań fotogrametrycznych, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i
Teledetekcji, 2000 vol. 10 s. 63-1–63-10. — Bibliogr. s. 63-10
12. Chechulin Yu. B., Kuznetsov V. I., Pesin Yu. V., Dushkin V. M., Ol’kov I. S., Markov D. V., Sokolinskii B. Ya, Muratov A. S.: Measuring the loads on the
106 13. Davies R.W., Khaleel M. A.: Anisotropic Yield Locus Evolution During Cold
Pilgering of Titanium Alloy Tubing, Journal of Engineering Materials and
Technology, April 2002 - Volume 124, Issue 2, 125 (10 pages).
14. Donea J., Huerta A., Ponthot J.-Ph., Rodriguez-Ferran A.: Arbitrary Lagrangian–
Eulerian Methods, Encyclopedia of Computational Mechanics, Volume 1: ´
Fundamentals, 2004 John Wiley & Sons, Ltd. ISBN: 0-470-84699-2. 15. Farhat-Niaa F., Salimib M., Movahhedy M.R.: Elasto-plastic finite element
simulation of asymmetrical plate rolling using an ALE approach, Journal of
Materials Processing Technology, Volume 177, Issues 1–3, 3 July 2006, Pages 525– 529.
16. Farrugia D.: Etude mécanique et tribologique du laminage a pas de péllerin: vers la
maitrise de l'etat de surface interne des tubes de zircaloy, Ecole Nationale
Superieure des Mines de Paris, 1990.
17. Farugen M., Hayashi Ch.: Application of the theory of plasticity to the cold
pilgering of tubes, Journal of Mechanical Working Technology, vol. 10, 1984.
18. Friebe H.: FEA comparison tool in ARAMIS and ARGUS, International Conference for Integration of Optical Metrology in Industry and Research, Braunschweig, May 25th 2009.
19. Frolov Ya. V., Mamuzić I., Danchenko V.N.: The heat conditions of the cold pilger
rolling, ISSN 0543-5846, Metalurgija 45 (2006) 3, 179-184.
20. Furugen M., Hayashi C.: Application of the theory of plasticity of the cold pilgering
of tubes, Journal of Mechanical Working Technology, Volume 10, Issue 3,
November 1984, Pages 273–286.
21. Geleji A., Die Messung und Berechnung der beim Rohrpilgern auftretenden Kr~te, Acta Technica Budapest (1956).
22. German J.: Teoria stanu odkształcenia, Skrypt uczelniany, Politechnika Krakowska, Katedra Wytrzymałości Materiałów, 2007.
23. Gerretz J., Stinnertz H.: Die neue Mannesmann Meer Werkzeugkalibrierung, Kaltpilger Symposium, März, 1969.
24. Girard E., François M., Guillén R., Perronnet A.: X-Ray Stress Tensor Analysis in a
Notch with 2 Circles Omega Goniometer, Materials Science Forum Vols. 347-349
(2000) pp 161-165.
25. Gojić M.: Failure and heat treatment of pilger mandrels made from X38CrMoV51
steel, Engineering Failure Analysis 9 (2002) 535–540.
26. Grosman F.: Flow-stress functions for the computer simulation of metal forming, Journal of Materials Processing Technology 106 (2000) 45 – 48.
107 27. Harada, M. Honda, A. Toyoshima, S.: Simulation of Cold Pilgering Process by a
Generalize Plane Strain FEM, ASTM Special Technical Publication, 2006, NUMB
1467, pages 233-247.
28. Hudson L., Openshaw S., Coate J., Tyson J.: Aircraft Structural Measurements with
PONTOS and ARAMIS, International Conference for Integration of Optical
Metrology in Industry and Research, Braunschweig, May 25th 2009. 29. Jabłoński M., Pociecha D.: Automatyczna anotacja znaczników sztyftowych
w procesie walcowania pielgrzymowego rur na zimno, Automatyka: półrocznik
Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie; ISSN 1429-3447. — 2010 t. 14 z. 3/1 s. 289–299.
30. Kolecki J., Tokarczyk R.: Automatyczna identyfikacja punktów pola testowego AGH
z wykorzystaniem pakietu MATLAB, ,,Geoinformatyka – badania, zastosowania i
kształcenie” : IV ogólnopolskie sympozjum geoinformacyjne: Dobczyce k. Krakowa, 11–13 października 2007 r., Kraków , S. 135–136.
31. Lavender C. A., Hong S-T., Smith M. T. Robert, Johnson T., Lahrman D.: The effect
of laser shock peening on the life and failure mode of a cold pilger die, Journal of
materials processing technology 204 (2008) 486–491.
32. Lodej B., Niang K., Montmitonnet P., Aubin J.-L.: Accelerated 3D FEM
computation of the mechanical history of the metal deformation in cold pilgering of tubes, Journal of Materials Processing Technology 177 (2006) 188–191.
33. Łodygowski T, Kąkol W.: Metoda elementów skończonych w wybranych
zagadnieniach mechaniki konstrukcji inżynierskich, Politechnika Poznańska, Alma
Mater, Poznań.
34. Łodygowski T.: Metody komputerowe II, Dynamika konstrukcji, Politechnika Poznańska, Instytut Konstrukcji Budowlanych, Alma Mater, Poznań 2004/2005. 35. Ludwig R.: Pilger rolling mill, Patent US nr: 2,005,657 – 25.01.1935 r.
36. Mika P.: Materiały pomocnicze do zajęć pt.: Analiza MES zagadnień
sprężysto-plastycznych – program ABAQUS, Politechnika Krakowska, 05.2011 – praca
niepublikowana.
37. Montmitonnet P., Logé R., Hamery M., Chastel Y., Doudoux J.-L., Aubin J.-L.: 3D
elastic–plastic finite element simulation of cold pilgering of zircaloy tubes, Journal
of Materials Processing Technology, Volumes 125–126, 9 September 2002, Pages 814–820.
38. Mulot S., Hacquin A., Montmitonnet P., Aubin J.-L.: A fully 3D finite element
simulation of cold pilgering, Journal of Materials Processing Technology, Volume
108 39. Murty K. L., Charit I.: Texture development and anisotropic deformation of
zircaloys, Progress in Nuclear Energy 48 (2006) 325–359.
40. Nakanishi H., Toyoshima S., Harada M., Honda A.: 3D Simulations for Cold
Pilgering Process by Explicit FEM, X International Conference on Computational
Plasticity COMPLAS X, Barcelona, 2009.
41. Nowak S., Osika J., Pasierb A.: Analiza doświadczalna metod wyznaczania
współczynnika tarcia w procesie walcowania folii aluminiowej, Zeszyty Naukowe
AGH, z. 438,1974, 177.
42. Orro P.I., Osada J.E.: Proizwodstvo stalnych tonkoste'nnych bezszwowych trub, Moskva, Metallurgizdat, 1951.
43. Osika J., Boberek C., Machnik A., Nowak S., Perlega R., Repeła R.,
Starzykowski S., Pietrzak A.: Walcarka pielgrzymowa do wytwarzania rur na
zimno, Patent PL (11) 209443.
44. Osika J., Knych T., Mamala A., Sendal J., Perlega R., Karaś Ł., Boberek Cz.: Siły
walcowania podczas pielgrzymowania na zimno rur miedzianych, Rudy i Metale
Nieżelazne; ISSN 0035-9696. — 2006 R. 51 nr 9 s. 518–524.
45. Osika J., Knych T., Nowak S., Żaba K., Karaś Ł., Pietrzak A.: Nadzorowanie
jednostkowych procesów wytwarzania rur. Działania zapobiegawcze, Rudy i Metale
Nieżelazne, 2006, nr 11 s. 635 – 641
46. Osika J., Libura W.: Mathematical model of tube cold rolling in pilger mill, Journal of Materials Processing Technology, Volume 34, Issues 1–4, September 1992, Pages 325–332.
47. Osika J., Palkowski H., Świątkowski K., Pociecha D., Kula A.: Badania odkształceń
w nowym procesie walcowania rur na zimno w walcarkach pielgrzymowych nowej generacji, Archives of Metallurgy and Materials, Polish Academy of Sciences.
Committee of Metallurgy. Institute of Metallurgy and Materials Science; ISSN 1733-3490. — 2009 vol. 54 iss. 4 s. 1239–1251.
48. Osika J., Pociecha D., Piwowarska M.: Stereofotogrametryczna metoda
wyznaczania pól przemieszczeń w walcowaniu pielgrzymowym rur na zimno, Rudy
i Metale Nieżelazne; ISSN 0035-9696. — 2010 R. 55 nr 3 s. 137–142.
49. Osika J., Pociecha D.: Zastosowanie metody sieci neuronowych w projektowaniu
systemów sterowania i kontroli płaskości taśmy w walcarkach 20-walcowych, Rudy
i Metale Nieżelazne; ISSN 0035-9696. — 2007 R. 52 nr 10 s. 601–605.
50. Osika J., Świątkowski K., Karaś Ł.: Modelowanie fizyczne walcowania na zimno
rur w walcarkach pielgrzymowych nowej generacji, Rudy i Metale Nieżelazne ;
109 51. Osika J., Świątkowski K., Pociecha D.: Parametry siłowe pielgrzymowania rur na
zimno w walcarkach nowej generacji, Rudy i Metale Nieżelazne; ISSN 0035-9696.
— 2008 R. 53 nr 11 s. 675–679.
52. Osika J.: Kaliber 3.0 – Komputerowy system wspomagania projektowania narzędzi
do walcowania rur na zimno w walcarkach pielgrzymowych, KomPlasTech, 9 – ta
Konferencja nt. Informatyka W Technologii Metali, Szczawnica styczeń 2002, str. 301 – 308.
53. Osika J.: Metoda uniwersalnego kalibrowania narzędzi do walcowania rur na zimno
na walcarkach pielgrzymowych, Materiały z Konferencji PAN, Kazimierz n. Wisłą,
1979, 357
54. Osika J.: Odkształcenia w stożku roboczym i chwilowej kotlinie odkształcenia w
procesie pielgrzymowania rur na zimno. - Rudy i Metale Nieżelazne, 1996, nr
10.str. 434 – 444.
55. Osika J.: Walcowanie rur na zimno w walcarkach pielgrzymowych, AGH Uczelniane wydawnictwa naukowo-dydaktyczne, Kraków 2004.
56. Osika. J., Świątkowski K.: An investigations of displacement and deformation
during cold rolling of tubes in pilgering process, 7th ICTP, Yokohama, Japan, , Oct
27 – Nov 1 2002.s
57. Osika. J.: KALIBER 3.2 - system komputerowego wspomagania projektowania
narzędzi do pielgrzymowania rur na zimno – praca niepublikowana.
58. Osika. J.: Nowa koncepcja procesu walcowania rur na zimno w walcarkach
pielgrzymowych, Rudy i Metale Nieżelazne 11, 629 – 634 2006 r.
59. Ostwald M.: Podstawy Mechaniki – Momenty bezwładności figur płaskich, Skrypt Uczelniany, Politechnika Poznańska, 2010.
60. Palkowski H., Pociecha D., Osika J., Świątkowski K.: Wyznaczanie pól odkształceń
w procesie walcowania pielgrzymowego rur miedzianych i aluminiowych, Rudy
i Metale Nieżelazne; ISSN 0035-9696. — 2010 R. 55 nr 11 s. 770–775.
61. Pawelski O., Rasp W., Friedewald K.: Theoretical and experimental investigation of
sheet rolling disturbed by vertical stand vibrations, Metal Formig 87, International
Symposium. AGH, Kraków 1987, 120.
62. Petersen S.B., Martins P.A.F., Bay N.: Friction in bulk metal forming a general
friction vs. law of constant friction, Journal of Materials Processing Technology, 66
(1997) 186- 194.
63. Pociecha D., Jabłoński M.: Stanowisko wizyjnego śledzenia odkształceń metalu
110 Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie; ISSN 1429-3447. — 2010 t. 14 z. 3/1 s. 453–465.
64. Pociecha D., Osika J., Świątkowski K., Palkowski H.: Zastosowanie modelowania
fizycznego do wyznaczania pola odkształceń w procesie pielgrzymowego
walcowania rur na zimno, Polska Metalurgia w latach 2006-2010; ISBN
978-83-60958-64-3. – 2010 s. 505-514.
65. Saibaba N.: Fabrication of seamless calandria tubes by cold pilgering route using
3-pass and 2-pass schedules, Journal of Nuclear Materials 383 (2008) 63–70.
66. Santisteban J.R., Vicente-Alvarez M.A., Vizcaino P., Banchik A.D., Vogel S.C., Tremsin A.S., Vallerga J.V., McPhate J.B., Lehmann E., Kockelmann W.: Texture
imaging of zirconium based components by total neutron cross-section experiments,
Journal of Nuclear Materials (2011).
67. Schneider M.: Validation of FE analysis in forming application – A numerical
comparison between simulation and experiment using ARGUS, International
Conference for Integration of Optical Metrology in Industry and Research, Braunschweig, May 25th 2009.
68. Ńevakin J.F.: Kalibrovka i usilja pri cholodnoj prokatke trub, Moskva, Metallurgizdat 1963.
69. Siebel E., Neumann F.W.: Das kaltpilgern yon Rohren – versuchergebni Be und
Untersuchungen tiber dem Walzvorgang, Stahl und Eisen, 74, 3 (1954) 139-145.
70. Sińczak J.: Procesy przeróbki plastycznej – ćwiczenia laboratoryjne, Wydawnictwo Naukowe AKAPIT, Kraków 2001.
71. Służalec A.: Theory of Metal Forming Plasticity – Classical and Advanced Topics, Springer, ISBN-10: 3540406484, Germany 2004.
72. Stapleton G.: An evaluation of two cold pilger die designs, The Fabricator – Tube and Pipe Production, May 30, 2001.
73. Stapleton G.: Is your cold pilger mill maintenance on schedule – Analyzing the need
for routine inspections and alignments, The Fabricator – Tube and Pipe Production,
November 7, 2006.
74. Strehlau O.: Introducing cold pilger mill technology, The Fabricator – Tube and Pipe Production, July 11, 2006.
75. Świątkowski K., Cacko R.: Investigations of new wax-based model materials
simulating metal working process, Journal of Materials Processing Technology,
111 76. Świątkowski K.: Physical modelling of metal working processes using wax-based
model materials, Journal of Materials Processing Technology, Volume 72, Issue 2,
Grudzień 1997.
77. Tadeusiewicz R.: Sieci neuronowe, Warszawa, Akademicka Oficyna Wydawnicza RM, 1993.
78. Tokarczyk R., Stanios I.: Kalibracja cyfrowego aparatu fotograficznego z
wykorzystaniem darmowej wersji programu Aerosys, Przegląd Geodezyjny; ISSN
0033-2127. — 2004 R. 76 nr 6 s. 7–11. — Bibliogr. s. 11
79. Wróbel A.: Fotogrametria, Zakład Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska AGH – praca niepublikowana. 80. Yoshida H., Matsui T., Otani T., Mandai K.: Experimental investigation of the cold
pilgering of copper tubes, Annals CIRP, 24 (1975), 191-197.
81. Zhang Z.Y., Richardson M.O.W.: Visualisation of barely visible impact damage in
polymer matrix composites using an optical deformation and strain measurement system (ODSMS), Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, Volume
36 (8), Elsevier, August 2005.
82. Zhenzhong X., Jin L., Dehong Y., Jianwei L.: Rapid three-dimension optical
deformation measurement for transmission tower with different loads, Optics and
Lasers in Engineering, April2010.
83. Dokumentacja techniczna systemu ARGUS.
84. Dokumentacja techniczna wzmacniacza pomiarowego SPIDER8. 85. Strona internetowa: http://abaqusdoc.ucalgary.ca/v6.9/
86. Strona internetowa: http://www.gom.com/3d-software/argus-software.html
87. Strona internetowa: http://www.imet.tu-clausthal.de/
88. Strona internetowa: http://www.optyczne.pl/
89. Strona internetowa: http://www.ostling-markingsystems.com
112
Spis rysunków
Rys. 1. Schemat procesów pielgrzymowych: a) klasycznego, b) według nowej
koncepcji, 1- klatka z walcami, 2- układ napędowy walcarki. ... 13
Rys. 2. Owalizacja rury powstająca podczas walcowania [74]. ... 14
Rys. 3. Schemat walcarki pielgrzymowej nowej generacji do modelowania fizycznego procesu pielgrzymowania rur na zimno: 1 – klatka walcownicza, 2 – walec roboczy, 3 – walec pierścieniowy, 4 – koło zębatki, 5 – przekładnia zębata 1:1, 6 - sanie, 7 – mechanizm posuwu i obrotu z żerdziną, 8 – wózek rury wsadowej, 9 – walcowana rura, 10 – listwa zębatki, 11 – czujnik do pomiaru nacisku metalu na walce ... 15
Rys. 4. Przeniesienie sił z układu napędowego do klatki roboczej walcarki pielgrzymowej: a) rozwiązanie klasyczne, b) walcarka nowej generacji o napędzie hydraulicznym; 1– klatka robocza, 2– stożek roboczy walcowanej rury, 3– układ koło zębate - listwa zębatki, 4– wózek posuwu, 5– układ zamocowania żerdziny, 6– żerdzina, 7– koło zębate przekładni 1:1, 8– sanie, 9– korbowód klatki) [55]. ... 15
Rys. 5. Strefa odkształcenia, wzdłuż trzpienia: 1- przyrost 60 przemieszczenie 24 mm, 2- przyrost 300 przemieszczenie 88 mm, 3- przyrost 900 przemieszczenie 215 mm [38]. ... 19
Rys. 6. Siła nacisku metalu na walce w trzech cyklach roboczych walcarki [37]. ... 20
Rys. 7. Trajektoria punktu w trakcie odkształcenia: a) ruch punktu uwzględniający posuw i obrót, b) widok w przekroju (obrót 51º na cykl) [32]. ... 20
Rys. 8. Efekt sprężynowania rury i jego wpływ na pomiary siły. ... 21
Rys. 9. Model walcowania pielgrzymowego zaproponowany przez Nakanishiego [40]. ... 21
Rys. 10. Przejście objętości posuwu przez stożek roboczy [55]. ... 22
Rys. 11. Przekrój wzdłużny kotliny pielgrzymowej [38]. ... 23
Rys. 12. Przemieszczenie otworów podczas walcowania [16]. ... 23
Rys. 13. Przemieszczenie punktu P w cyklu roboczym [47]. ... 24
Rys. 14. Przejście przekroju w jednym cyklu roboczym [56]. ... 25
Rys. 15. Przewalcowany stożek roboczy z naniesioną odkształconą siatką [56]. ... 25
Rys. 16. Przygotowanie siatki, do pomiarów odkształceń [56]. ... 25
Rys. 17. Walec: a) przekrój poprzeczny, b) rozwinięta wykroju walca oraz trzpień 1- część walcująca (odcinki kontrolne 1-41), 2- część kalibrująca (odc. kontrolne 42-58), 3- luz (odc. kontrolne 59-67) [55]. ... 28
Rys. 18. Siły występujące podczas walcowania rury miedzianej w przemysłowej walcarce pielgrzymowej. ... 29
Rys. 19. Siatka przed walcowaniem: a) biała – 10 sekund trawienia, b) biała – 1 minuta trawienia, c) czarna – 1 minuta trawienia; po walcowaniu: d) biała, e) czarna. ... 30
113 Rys. 21. Rura wykonana z czarnej plasteliny ze sztyftami z plasteliny białej: a) przed
walcowaniem, b) po walcowaniu; 1- walcowana rura, 2- pierwsza wersja tablicy testowej do pomiarów stereofotogrametrycznych. ... 35 Rys. 22. Rura wykonana z filii, z markerami naniesionymi atramentem: a) przed
walcowaniem, b) po walcowaniu. ... 35 Rys. 23. Odkształcone rury: a) ołowiana, b) aluminiowa, c) miedziana. ... 36 Rys. 24. Krzywa umocnienia aluminiowej próbki uzyskana w statycznej próbie
rozciągania. ... 37 Rys. 25. a) rozmieszczenie sztyftów w rurze, b) rura aluminiowa, przygotowana do
walcowania. ... 38 Rys. 26. Modelowa walcarka pielgrzymowa: I- klatka walcownicza, II- sanie, III- układ
napędowy walcarki, 1- walce robocze, 2- koło zębatki z listwą zębatą, 3- przekładnia zębata 1:1, 4- mechanizm posuwu i obrotu rury, 5- trzpień, 6- manetki umożliwiające sterowanie siłownikami. ... 39 Rys. 27. Narzędzia do pielgrzymowania rur: a) walce pierścieniowe, b) trzpień. ... 41 Rys. 28. Urządzenie do znakowania metali: a) znakowarka, b) elektrolit, c) matryca ... 42 Rys. 29. Nakładanie siatki na stożkową część rury: a) matryca w całości, b) matryca
podzielona na części, c) niepokrywające się siatki ... 44 Rys. 30. Ocena trwałości siatek w zależności od nastawień urządzenia znakującego –
patrz tabela 3: a) rura 1, b) rura 3. ... 44 Rys. 31. Rura z naniesioną siatką, w różnych warunkach oświetleniowych. Zdjęcie
wykonane: a) bez lampy błyskowej, b) z lampą błyskową, c) z lampą błyskową z dyfuzorem w namiocie bezcieniowym ... 45 Rys. 32. Stanowisko pomiarowe dla systemu ARGUS: 1- rura, 2- punkty odniesienia,
3- obrotowa podstawka, 4- namiot bezcieniowy. ... 46 Rys. 33. Rozpoznawanie siatki w programie komputerowym: 1-rozpoznawane zdjęcie,
2- punkt odniesienia, 3- powiększony wycinek siatki. ... 46 Rys. 34. Obliczenie współrzędnych punktu w fotogrametrii: a) jedno-obrazowej,
b) stereofotogrametrii. ... 48 Rys. 35. Zasada stereofotogrametrycznego pomiaru: 1- aparaty fotograficzne, 2- punkty
odniesienia, 3- badany obiekt. ... 49 Rys. 36. Wpływ dystorsji na wykonane zdjęcia [88]. ... 50 Rys. 37. Tablica z punktami odniesienia do pomiarów stereofotogrametrycznych. ... 51 Rys. 38. Stanowiska do pomiarów stereofotogrametrycznych: a) przy walcarce,
b) laboratoryjne, 1- aparat fotograficzny, 2- tablica z punktami odniesienia, 3-badana rura, 4- lampy studyjne, 5- dalmierz elektroniczny. ... 52 Rys. 39. Wpływ czułości aparatu ISO, na jakość zdjęć: a) ISO 200, b) ISO 400,c) ISO
800,d) ISO 1600; przysłona stała: f22. ... 52 Rys. 40. Okno programu FotoGrant2008: 1- zdjęcie lewe oraz, 2- zdjęcie prawe z
oznaczonymi punktami, oznaczenie punktów 3- odniesienia, 4- pomiarowych. ... 53 Rys. 41. Wyniki obliczeń zdjęć stereofogrametrycznych: 1- zdjęcie lewe – wartości
w pikselach, 2- zdjęcie prawe – wartości w pikselach, 3- współrzędne punktów po przeliczeniu – wartości w mm. ... 54
114
Rys. 42. Złożony model stożka roboczego w programie CATIA. ... 55
Rys. 43. Przekrój wzdłużny rury z widocznymi miejscami po miedzianych sztyftach. . 55
Rys. 44. Fragment stożka roboczego, podzielony na elementy ośmiościenne: a) widok od przodu, b) widok przestrzenny. ... 55
Rys. 45. Model rury, przygotowany do pomiarów odkształceń. ... 56
Rys. 46. Wyznaczanie powierzchni w dowolnym przekroju poprzecznym rury. ... 56
Rys. 47. Sztyft (węzeł) po odkształceniu: a) całkowanie numeryczne, b) sztyft rzeczywisty. ... 58
Rys. 48. Proces wyznaczania współrzędnych w przestrzeni trójwymiarowej. ... 59
Rys. 49. Okno programu ANOT: 1- punkty odniesienia, 2- punkty pomiarowe, 3- pomocnicze punkty pomiarowe. ... 60
Rys. 50. Przetworzony wycinek zdjęcia wczytanego do programu ANOT. ... 60
Rys. 51. Zasada działania sieci neuronowej: a) obraz wejściowy, b) obraz zbinaryzowany, c) wektor, d) sieć neuronowa, e) rozpoznana cyfra... 61
Rys. 52. Wycinek tablicy testowej, z rozpoznanymi punktami odniesienia. ... 61
Rys. 53. Przykłady punktów pomiarowych rozpoznanych w programie ANOT: a) zdjęcie niedoświetlone, b) zdjęcie prześwietlone, c) zdjęcie oświetlone poprawnie d) wybrane punkty w powiększeniu. ... 62
Rys. 54. Rozpoznane punkty pomiarowe pomocnicze: a) początek strefy odkształcenia, b) strefa kalibrowania – względem oryginału, rysunku obrócone są o 90º. ... 62
Rys. 55. Widok okna programu ANOT z oznaczonymi punktami. ... 63
Rys. 56. Stanowisko do pomiarów sił walcowania: 1- komputer, 2- wzmacniacz