Специалисты Донского инжинирингового центра передовой инженерной школы ДГТУ разработали штамповую оснастку для производства котлов высокого давления тепловых электростанций на заводе «Красный котельщик» в Таганроге. Инженеры провели трехмерное моделирование процесса штамповки торосферических днищ котлов и подготовили полный комплект конструкторской документации.
Штамповая оснастка состоит из пуансона и матрицы. Пуансон — это деталь инструмента для обработки металлов давлением. Он заставляет материал деформироваться и заполнять внутреннее пространство матрицы, в результате чего горячая заготовка приобретает нужную форму.
«Каждая штамповая оснастка имеет свою геометрию, которая формируется в результате имитационного моделирования процесса пластической деформации. Надо правильно рассчитать параметры матрицы, пуансона, зазоров, углов и шероховатостей, чтобы не порвалось днище котла и не возникали дефекты. Поэтому под каждую номенклатуру днища делается отдельная оснастка», — отметил эксперт передовой инженерной школы ДГТУ Александр Карнаух.
Днище котла представляет собой выпуклый элемент, состоящий из сферической части, тороидального перехода и цилиндрической отбортовки. Конструкция обеспечивает равномерное распределение напряжений. Торосферическое днище — это конструктивный элемент, который используется для герметизации сосудов, резервуаров и аппаратов, работающих под давлением. Оно представляет собой комбинацию двух геометрических форм: центральной сферической части и периферийного кольца — тора.
Специалисты Донского инжинирингового центра ПИШ ДГТУ произвели расчет нагрузок на оснастку, дали рекомендации по режимам горячего прессования на прессе с усилием 20 000 тонн. Проект был реализован за два месяца. В результате завод получил возможность изготавливать днища для новых типов котельного оборудования.
С 2025 года проект «Передовые инженерные школы» реализуется в рамках национального проекта «Молодежь и дети».