Управление качеством канатов на основе множественного регрессионного анализа Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Библиографический список

1. Белалов Х.Н., Клековкин A.A., Клековкина H.A. и др. Стальная проволока: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. 689 с.

УДК 621.771

И.Г. Шубин, М.И. Румянцев, E.H. Бородина, И.Ш. Исламов

ФГБОУВПО «МГТУ»

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ КАНАТОВ НА ОСНОВЕ

МНОЖЕСТВЕННОГО РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА

ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод ММК-МЕТИЗ», входящий в Группу ОАО «ММК», в 2011 году увеличил производство продукции на 15,1 тыс. т по сравнению с 2010 годом, выпустив 465,3 тыс. т металлоизделий. По данным бюро общественных связей ОАО «ММК-МЕТИЗ»: «Объем продаж канатов вырос по сравнению с предыдущим годом на 43 %».

Стальные канаты ОАО «ММК-МЕТИЗ» пользуются спросом у потребителей - предприятий угледобывающей, нефтегазовой, металлургической, судостроительной и машиностроительной отраслей, которые предъявляют высокие требования к качеству продукции.

На показатели качества стальных канатов большое влияние оказывают показатели качества канатной проволоки, а также технологические

Управление качеством стальных канатов и улучшение технологии их производства возможно с помощью статистических методов управления качеством. Одним из таких методов является множественный регрессионный анализ, позволяющий на основе модели влияния факторов на отклик спрогнозировать получение заданных свойств готовой продукции и снизить количество несоответствующей продукции.

Для построения универсальной модели влияния исходных свойств канатной проволоки и технологических параметров производства канатов на свойства канатов целесообразно использовать инвариантные данные.

Для определения влияния технологических факторов процесса производства канатов на их показатели качества был проведен множественный регрессионный анализ с использованием программы Statistica [1,2].

Исходные данные включают в себя механические свойства канатной проволоки, технологические параметры производства и механические свойства канатов. Массив данных, использованный для статистической обработки, был сформирован применительно к канатам диаметром 45,5 и 46,5 мм по ГОСТ 2688-80 конструкции JIKP. Число наблюдений составило 222. В массив инвариантных данных вошли следующие факторы [3]:

- отношение временного сопротивления разрыву исходных ка-

_пр / _ном

натных проволок к номинальному значению - <Уе / <Je ;

- отношение отклонения среднего ролика преформатора к шагу свивки каната - 0/Нсв;

- отношение шага свивки каната к расстоянию между роликами преформатора - HcJLce;

- отношение диаметра исходной канатной проволоки к шагу свивки каната - dni/Hce;

- отношение диаметра исходной канатной проволоки к диаметру канала плашек - dni/d,ш;

- отношение диаметра исходной канатной проволоки к диаметру каната - dnp/dK;

- углеродный эквивалент - Сэж;

- отношение натяжения кареток к диаметру каната -K^d,:,

- отношение скорости свивки к диаметру каната - V/dK;

В качестве откликов были выбраны свойства канатной проволоки

- временное сопротивление разрыву - <т* ,

- число перегибов - /*,

- число скручиваний - Скрк.

Для отображения влияния химсостава на свойства канатов был применен углеродный эквивалент (Сэкв) [4]:

Сэт= 0,833 С + 0,356-Si +0,182-Ми + 0,383-М + 0,192-Ст + +0,17-Ni + 0,157 Си + 0,312-S + 0,323-V

Результаты множественного регрессионного анализа представлены в табл. 1. Полученные регрессионные зависимости статистически значимы, т.к. Fp>F0,95. Вероятность нулевой гипотезы (p-level) значительно меньше 0,05, что говорит об общей значимости уравнений регрессии.

Использование полученных регрессионных зависимостей позволит повысить качество стальных канатов за счет возможности его прогнози-

рования и выбора наиболее подходящих технологических параметров

Таблица 1

Результаты множественного регрессионного анализа

Уравнение регрессии -0,95 - Кг

< =155,4902+ 158,8222•оТ'/стТ' --32,8733-^ /^ -41,0614 -Сэке 3,218 123,57 0,87

Г" = -115,256 + 52,208 ■опвр1он™ + 27,208 • Сэкв --0,038-^7/йк + 16,658-йпр/ёпл -0,353-Я;/< + + 31,253-^/^ - 37,553-НсвИ 7,214 10,546 0,74

Скрк = 147,7401-24,4178-^1 /^ -66,1789-^/йк -— 0,1705/йк -11,4379-6>/#ск -28,2305-Ясе /Ь- -20,0002- апл 6,215 18,643 0,80

Факторы, определенные уравнениями регрессии, изменяют свои значения в диапазоне, сформированном исходя из технологических особенностей используемого оборудования и его настроек (табл. 2), что влечет вариацию значений показателей качества. Представляет интерес, при каких сочетаниях рациональных значений факторов показатели качества канатов будут принимать требуемые стандартами величины.

Используя инструментарий модуля «поиск решений» в программе М8 ЕХ8ЕЬ проведена обработка экспериментальных данных. Результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что свойства исходных канатных проволок и технологические параметры свивки канатов, полученные экспериментальным путем, являются наиболее рациональными для гарантированного воспроизводства требуемых значений показателей качества канатов.

Изменение некоторых факторов в определенном интервале, приводит к изменению значений показателей качества в требуемом диапазоне. Графики влияния факторов на показатели качества канатов представлены на рис. 1 и 2.

Влияние временного сопротивления разрыву исходных проволок на временное сопротивление разрыву проволок после свивки каната описывается линейной зависимостью (см. рис. 1), приводящей к повышению механических свойств каната с увеличением фактора.

Таблица 2

Диапазоны варьирования факторов производства канатов

Фактор Диапазон варьирования

Временное сопротивление разрыву исходных канатных проволок, кгс/мм 180... 205,2

Временное сопротивление номинальное, кгс/мм2 180

Диаметр каната, мм 45,5; 46,5

Диаметр канатных проволок, мм 1,5; 1,9; 2,0; 2,1; 2,6; 3,0

Углеродный эквивалент 0,079... 0,084

Диаметр канала плашек, мм 14,7

Шаг свивки, мм 277... 286

Длина иреформатора. мм 280...284

Отклонение среднего ролика иреформатора, мм 60... 100

Скорость свивки, м/мин. 30...38

Натяжение кареток, н:

- К1 140

- К2 744... 990

- КЗ 140

- К4 776... 978

- К5 588...921

-Кб 769... 1184

- К7 621...1100

- К8 790... 1200

Рис. 1. Влияние временного сопротивления разрыву исходных проволок на временное сопротивление разрыву проволок после свивки каната

25

20

15

10

Г

{

< % ► Е

\ / V Е

у= 133,41х4- 1214,2х3 ( 4048,1х2- 5847х 1 3096 Г-!2 0,7966 --1-1-1-1-1-

0,5 1 1,5 2 2,5

Диаметр исходных проволок, глгл

3,5

Рис. 2. Влияние факторов на число перегибов проволок после свивки каната: а- углеродный эквивалент; б- диаметр исходных проволок

Увеличение временного сопротивления разрыву исходных проволок и углеродного эквивалента приводит к повышению числа перегибов

Проведенные исследования позволили выявить факторы, оказывающие существенное влияние на показатели качества канатов. Регрессионные зависимости показателей качества канатной катанки от исследуемых факторов позволят прогнозировать получение показателей качества, соответствующих стандартам, с помощью варьирования значений

технологических факторов и свойств исходной заготовки в определенных

Библиографический список

1. Боровиков В.П. Популярное введение в программу Statistica. М.: КомпьютерПресс, 1998. 267 с.

2. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statistica. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1997. 608 с.

3. К оценке влияния показателей качества и количества брака на комплексную оценку результативности производства канатов / E.H. Бородина, И.Г. Шубин, и др. // Материалы 70 науч.-техн. конф.: сб. докл. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, госуд. техн. ун-та им. Г.И. Носова. 2012.

4. Управление качеством канатной катанки на стане «170» ОАО «ММК» с использованием множественного регрессионного анализа / И.Г. Шубин, М.И. Румянцев, E.H. Бородина и др. // Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов: материалы XXI Уральской школы металловедов-термистов. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. госуд. техн. ун-та им. Г.И. Носова.2012. С. 271-279.

УДК 621.778

А.Г. Корчунов, К.Г. Пивоваров а

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» А.Г. Ульянов

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОТОЧНОЙ КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ

Современный рынок машиностроительных технологий постоянно повышает требования к калиброванной стали по точности размеров профиля. Обеспечение точности размеров калиброванной стали является сложной комплексной задачей, при решении которой необходимо рассматривать вопросы определения параметров волочильного инструмента с учётом деформационной специфики обработки, условий его эксплуатации и величины необходимых предельных отклонений калиброванной

Из производственной практики известно, что диаметр калиброванной стали после волочения несколько больше диаметра калибрующей