Удосконалення клиношарнірних механізмів пресів для розділювальних процесів обробки тиском
Шляхи підвищення ефективності роботи ковальсько-пресового обладнання для розділювальних процесів на основі розвитку методик розрахунку і розробки нової конструкції клиношарнірного механізму преса. Дослідження його кінематичних та енергосилових параметрів.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 26.09.2015 |
| Размер файла | 56,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ
УДК 621.97-231.32:621.96
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
УДОСКОНАЛЕННЯ КЛИНОШАРНІРНИХ МЕХАНІЗМІВ ПРЕСІВ ДЛЯ РОЗДІЛЮВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ ОБРОБКИ ТИСКОМ
Спеціальність 05.03.05 - процеси та машини обробки тиском
ЧОСТА НАТАЛІЯ ВІКТОРІВНА
Краматорськ - 2009
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Донбаській державній машинобудівній академії (ДДМА, м. Краматорськ) Міністерства освіти і науки України.
Науковий керівник:
Роганов Лев Леонідович, доктор технічних наук, професор, Донбаська державна машинобудівна академія, завідувач кафедри машин і технології обробки металів тиском.
Офіційні опоненти:
Рей Роман Іванович, доктор технічних наук, професор, Східноукраїнський національний університет ім. В. Даля (м. Луганськ), завідувач кафедри обробки металів тиском і зварювання;
Дубина Валентин Іларіонович, кандидат технічних наук, професор, Запорізький національний технічний університет, професор кафедри обробки металів тиском.
Захист відбудеться "25" березня 2009 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 12.105.01 Донбаської державної машинобудівної академії (84313, м. Краматорськ, вул. Шкадінова, 72, 1-й навчальний корпус, ауд. 1319).
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донбаської державної машинобудівної академії (84313, м. Краматорськ, вул. Шкадінова, 72, 1-й навчальний корпус).
Автореферат розісланий "23" лютого 2009 року.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 12.105.01 Ю.К. Доброносов.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Раціональне використання металу, економія енергоресурсів, зниження трудомісткості й поліпшення якості продукції - важливі завдання, які варто вирішувати на всіх технологічних етапах металообробного виробництва, включаючи процеси обробки матеріалів тиском і складову частину цих процесів - відрізування прокату на мірні заготовки. У галузі розділювальних операцій використовуються традиційні технології, які реалізуються на відомому серійному обладнанні - пресах і ножицях, тому прогрес можливий за умови застосування нових прийомів у технологіях з використанням нетрадиційних механізмів у машинах.
Розділювальні операції є одними з найпоширеніших в обробці матеріалів тиском. Вони виконуються, як на спеціалізованому ковальсько-пресовому обладнанні: ножицях, холодноломах та ін., так і на універсальному: гідравлічних і механічних пресах, молотах, прес-молотах, у яких, в якості виконавчих механізмів застосовуються: гідроциліндри, кривошипно-шатунні, колінно-важільні, гвинтові механізми, що є, як правило, багатоланковими та мають порівняно невисоку жорсткість.
Розділювальні операції відрізняються від інших операцій обробки матеріалів тиском тим, що для їхнього проведення необхідно забезпечити максимальну силу відрізування на початку робочого ходу. Це вимагає від виконавчих механізмів ковальсько-пресового обладнання врахування такого характеру силового навантаження. Крім того, необхідно враховувати високі вимоги до якості поверхні відрізування, максимального зниження витрат енергії, підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) механізмів в обладнанні для розділювальних операцій. Існуючі виконавчі механізми машин для розділювальних операцій не задовольняють повною мірою ці вимоги.
Більш ефективними, у цьому розумінні, є клинові, у тому числі клиношарнірні механізми, які розроблені в Донбаській державній машинобудівній академії (ДДМА) та мають великі опорні поверхні, невелику висоту ланок за напрямком дії робочої сили, змінність співвідношення між приводною й робочою силами.
Таким чином, удосконалення клиношарнірного механізму й створення на його основі нового типу ковальсько-пресового обладнання, призначеного для підвищення рівня заготівельного виробництва, є завданнями актуальними та такими, що мають важливе наукове й практичне значення.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації відповідає науковому напрямку "Розробка ресурсозберігаючих технологій і машин для обробки тиском на основі гідропружного й клиношарнірного механізмів" однієї з наукових шкіл ДДМА. Робота виконана в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт, передбачених планами Міністерства освіти і науки України (№№ держ. реєстрації: 0196U015978; 0198U004242; 0102U001662, 0104U004040, 0105U002443, 0107U001304), у яких автор була виконавцем.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи є підвищення ефективності роботи ковальсько-пресового обладнання для розділювальних процесів на основі розвитку методик розрахунку й розробки нової конструкції виконавчого клиношарнірного механізму преса.
Для досягнення зазначеної мети були сформульовані й вирішені наступні основні завдання:
· виконати аналіз існуючих розділювальних операцій обробки тиском й обладнання для їхньої реалізації;
· виявити й обґрунтувати взаємозв'язок розділювальних процесів, що характеризуються максимальною технологічною силою на початку навантаження, з конструктивними вимогами до пресів та їхніх виконавчих механізмів;
· провести аналіз виконавчих механізмів пресів, що задовольняють зазначені вимоги, й обґрунтувати застосування клиношарнірного механізму в пресах для розділювальних процесів;
· дослідити кінематичні та енергосилові параметри клиношарнірного механізму з увігнутим клином у пресах для реалізації розділювальних операцій;
· експериментально оцінити ступінь вірогідності теоретичних досліджень пресів із клиношарнірним механізмом для реалізації безвідхідних способів відрізування сортового прокату;
· розробити методику й програмні засоби з автоматизованого розрахунку кінематичних, силових й енергетичних параметрів клиношарнірного механізму пресів стосовно до розділювальних процесів;
· розробити й апробувати технічні рішення, рекомендації для розвитку ковальсько-пресових машин із клиношарнірним механізмом, що забезпечують високу якість отриманих заготовок, із застосуванням сучасних методів відрізування прокату.
Об'єкт дослідження. Преси із клиношарнірним механізмом для процесів обробки тиском.
Предмет дослідження. Закономірності та взаємозв'язки силового режиму розділювальних технологічних процесів, що характеризуються максимальною початковою силою деформування, з кінематичними, силовими й енергетичними характеристиками преса, який має виконавчий механізм у вигляді клиношарнірного механізму з увігнутим клином.
Методи дослідження. В основу теоретичних досліджень були покладені методи математичного моделювання на основі положень теоретичної механіки й гідравліки, диференціального й інтегрального числень, аналітичні й графоаналітичні методи теорії механізмів і машин, які використовуються при проектуванні ковальсько-пресового обладнання.
Експериментальні методи містили в собі фізичне моделювання роботи досліджуваного обладнання, розділювальних процесів, механізму тертя на контактних поверхнях, методи тензометрії, вимір геометричних, кінематичних й енергосилових параметрів клиношарнірного механізму з увігнутим клином, точності одержуваних заготовок із використанням серійної вимірювальної апаратури і приладів. Під час обробки результатів експериментів були використані елементи теорії імовірності й математичної статистики.
Наукова новизна отриманих результатів:
· одержали подальший розвиток закономірності та зв'язки силових режимів розділювальних технологічних операцій обробки тиском з кінематичними й динамічними характеристиками преса із клиношарнірним механізмом, установленим на силовій виконавчій частині преса;
· вперше обґрунтована доцільність застосування в ковальсько-пресовому обладнанні для розділювальних операцій обробки матеріалів тиском клиношарнірного механізму з увігнутим клином, який забезпечує зміну сили деформування на всьому шляху навантаження, що відповідає графікам сил технологічних розділювальних операцій;
· вперше з використанням розроблених математичних моделей виявлені залежності для розрахунку основних геометричних, кінематичних і силових параметрів клиношарнірного механізму пресів з увігнутим клином стосовно до розділювальних операцій;
· одержали подальший розвиток уявлення про закономірності навантаження пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином при виконанні розділювальних операцій, що дозволили обґрунтувати необхідність врахування пружної деформації виконавчого механізму, сил тертя в ньому й запропонувати нові схеми технологічного обладнання для виконання операцій з максимальною початковою силою.
Практична цінність отриманих результатів:
· розроблено рекомендації з вибору раціональних конструктивних параметрів пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином залежно від величини потрібної сили, необхідних ходів, сил тертя, запропоновані заходи для їхнього зниження й підвищення коефіцієнта корисної дії пресів;
· розроблено методику й програмні засоби з автоматизованого розрахунку раціональних геометричних, кінематичних і силових параметрів пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином для розділювальних операцій;
· запропоновано конструктивні та технологічні рішення щодо вдосконалення безвідхідних способів відрізування сортового прокату й обладнання для їхньої реалізації, що захищені трьома патентами України.
Результати дисертаційної роботи у вигляді програмних засобів, методик розрахунків, технологічних і конструктивних рекомендацій використані на ТОВ "Завод автогенного обладнання Донмет", ТОВ "Крамстальконструкція". Окремі положення дисертації використовуються в ДДМА під час викладання дисциплін "Ковальсько-штампувальне обладнання" та "Обладнання з гідроімпульсним і клиношарнірним приводом", а також при виконанні дипломних і курсових проектів студентами спеціальності "Обладнання для обробки металів тиском".
Особистий внесок здобувача. Автор самостійно провела аналіз стану питання, розробила математичне й програмне забезпечення з автоматизованого розрахунку технологічних і конструктивних параметрів обладнання із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином стосовно до розділювальних операцій; виконала аналіз результатів чисельної реалізації та сформулювала практичні рекомендації. Взяла участь у розробці, випробуванні й проведенні експериментальних досліджень, обробці та аналізі їхніх результатів. Запропонувала перспективні конструктивні схеми обладнання із клиношарнірним механізмом.
Внесок здобувача в роботах, опублікованих у співавторстві, представлений в анотації до списку опублікованих робіт за темою дисертації.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідалися на міжнародних науково-технічних конференціях (МНТК): МНТК із проблем дослідження й удосконалення технології та обладнання обробки тиском (Краматорськ, 1995-2005 рр.); МНТК "Застосування теорії пластичності в сучасних технологіях обробки тиском" (Вінниця, 2001 р.); МНТК "Сучасні методи моделювання процесів обробки матеріалів тиском" (Краматорськ, 2006 р.); МНТК "Фізико-механічні проблеми формування структури й властивостей матеріалів методами обробки тиском" (Краматорськ, 2007 р.); МНТК "Інформаційні технології в обробці тиском" (Краматорськ, 2008 р.), МНТК "Машини і пластична деформація металів" (Запоріжжя, 2007 р.), а також на щорічних наукових семінарах професорсько-викладацького складу ДДМА (2000-2007 рр.). Результати роботи в повному обсязі повідомлені на розширеному науковому семінарі ДДМА з обробки тиском (2008 р.).
Публікації. Основні результати дисертації викладені в 17 публікаціях, у тому числі 14 статей - у 12 спеціалізованих виданнях ВАК; отримані 3 патенти України.
Структура й об'єм роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Загальний обсяг роботи - 188 сторінок, у тому числі: 123 сторінки основного тексту, 63 рисунка, 16 таблиць, а також список використаних джерел із 118 найменувань та 3 додатки - на 27 сторінках.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність теми та показано зв'язок дисертаційної роботи з науковими програмами, планами й темами. Сформульовані мета та розв'язувані завдання, дана характеристика об'єкту, предмету й методам дослідження. Відзначено особистий внесок здобувача, показані наукова новизна й практична цінність отриманих результатів, а також їхня апробація та промислове використання.
Обладнання й технології для реалізації безвідхідних способів відрізування сортового прокату (стан питання). Питання високопродуктивного, безвідхідного, якісного відрізування сортового прокату на мірні заготовки в широкому діапазоні їхніх діаметрів і довжин, а також розширення номенклатури матеріалів, що відрізаються, є актуальним. Найбільш перспективними, з точки зору продуктивності, енергоємності й маловідхідності, є безвідхідні способи розділювання сортового прокату: відрізування зсувом і холодне ламання згинанням. Значний внесок у створення й подальший розвиток наукових основ розробки обладнання та технологій для реалізації безвідхідних способів відрізування сортового прокату внесли: Зимін А.І., Власов В.І., Живов Л.І., Ланськой Є.М., Овчинников А.Г., Роганов Л.Л., Мещерін В.Т., Соловцов С. С., Фінкель В.М., Тимощенко В.А., Борисов В.М., Висоцький Є.М., а також цілий ряд інших вітчизняних і закордонних вчених.
Аналіз стану питань технологій та обладнання для відрізування сортового прокату показує, що існуючі виконавчі механізми універсальних і спеціалізованих ковальсько-пресових машин є, як правило, багатоланковими й мають невисоку жорсткість, що, у сполученні з миттєвим розвантаженням преса в момент відрізування прокату, призводить до ненадійної роботи обладнання, руйнування елементів конструкції, станини й фундаменту преса.
Найбільш ефективними, у цьому розумінні є клиношарнірні механізми, які розроблюються в ДДМА і відрізняються наступними перевагами: великими опорними поверхнями деталей; невеликою висотою ланок в напрямку дії робочої сили; можливістю винесення найбільш податливих деталей і вузлів преса із зони дії максимальної сили; змінністю співвідношення між приводною й робочою силами та ін.
Однак існуючі відомі, в тому числі й клиношарнірні, виконавчі механізми ковальсько-пресового обладнання для розділювальних операцій не забезпечують максимальну технологічну силу на початку робочого ходу, що характерно для процесів відрізування.
Тому новий якісний рівень розвитку заготівельного виробництва можливий за умови створення нового ковальсько-пресового обладнання з підвищеними енергетичними можливостями, жорсткістю й використанням нестандартних виконавчих механізмів.
Клиношарнірні механізми мають значну кількість поверхонь тертя, тому для забезпечення їх надійної роботи, підвищення енергосилових параметрів і ККД пресів важливим є дослідження сил тертя та систем змащення, що застосовуються у ковальсько-пресовому обладнанні.
Вибір напрямків і методів дослідження. Подальший розвиток ковальсько-пресового обладнання для реалізації розділювальних операцій нерозривно пов'язаний із проведенням широкого кола комплексних наукових досліджень виконавчих механізмів машин, які за графіком зміни сили деформування максимально наближаються до типового графіка сил, характерного для розділювальних процесів. Такий силовий вплив можна забезпечити від уперше запропонованого виконавчого клиношарнірного механізму з увігнутим клином.
Одним із напрямків розвитку обладнання для розділювальних операцій є запропоноване автором спільне використання клиношарнірного механізму з увігнутим клином разом із клиновим механізмом для забезпечення ходу наближення, вибирання зазорів і пружної деформації машини й інструмента, що дозволить знизити витрати енергії й погасити динамічні навантаження (рис. 1).
Виконано порівняльний аналіз параметрів різного ковальсько-пресового обладнання при відрізуванні зсувом прокату однакового перерізу (рис. 2).
Установлено, що хід відрізки починається в пресах 1, 2 при недоході ексцентрикового вала на 5...15 до крайнього нижнього положення (коли теоретично сила на повзуні максимальна). У пресі 3 хід відрізування починається з , коли сила має максимальне значення. Якщо висоту преса 1 прийняти за 1, то висота преса 2 буде дорівнювати 0,8, а преса 3 - приблизно 0,6. Оскільки в пресах 1, 2 контакт заготовки з інструментом при відрізуванні відбувається при певній швидкості повзуна, це спричиняє їхню високу динаміку, а в пресі 3 швидкість на самому початку відрізування дорівнює нулю. Таким чином, використання в пресах клиношарнірного механізму з увігнутим клином забезпечує меншу пружну деформацію і динаміку преса, підвищення коефіцієнта корисної дії. При цьому прес 3 простіше виводиться із заклинювання за рахунок переміщення додаткового клину малого постійного кута нахилу.
Розроблений клиношарнірний механізм преса з увігнутим клином і реалізовані за допомогою його безвідхідні способи розділювання сортового прокату відрізуванням зсувом і холодним ламанням згинанням досліджуються в даній роботі.
Теоретичні дослідження клиношарнірного механізму з увігнутим клином доцільно проводити методами структурного аналізу із приведенням механізму до відомих схем, аналітичними й графоаналітичними методами кінематичного й динамічного аналізу, що використовуються в теорії механізмів і машин, а також при розрахунках ковальсько-пресового обладнання, методами математичного моделювання із застосуванням ПЕОМ із урахуванням особливостей тертя, систем змащення для оцінки впливу параметрів механізму на його експлуатаційні характеристики.
Уточнення вихідних передумов, оцінка ступеня вірогідності теоретичних висновків, розроблених на їхній основі практичних рекомендацій і технічних рішень, здійснювалися експериментальними дослідженнями на існуючих, модернізованих і спеціально створених нових експериментальних установках, схеми яких наведено нижче. При цьому експериментальні дослідження геометричних і силових параметрів преса із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином і процесів безвідхідного відрізування сортового прокату були проведені на основі методів тензометрії. Якість поверхні злому й геометричну точність заготовок досліджували методом макроструктурного аналізу з виміром абсолютних і відносних величин викривлень геометричної форми.
Обробку результатів експериментів проводили на основі відповідних методів теорії імовірності й математичної статистики.
Теоретичні дослідження кінематичних і силових параметрів преса із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином. Клиношарнірний механізм преса (рис. 3,а) складається із клину 1, шарніра 2 і повзуна 3. Клин 1 має дві робочі поверхні, одна з яких виконана плоскою й спирається на упорну деталь - верхню поперечину преса. Друга робоча поверхня клину виконана по радіусу циліндричною й сполучається з опуклою циліндричною поверхнею шарніра 2. Шарнір 2 має другу робочу поверхню, що також виконана по радіусу й сполучається із циліндричною поверхнею повзуна 3.
Аналізуючи клиношарнірний механізм преса з увігнутим клином, можна прийти до висновку, що характер руху його ланок аналогічний характеру руху ланок двоповзунного важільного механізму, а, отже, структурні схеми цих механізмів ідентичні (рис. 3,б).
Однак є й принципові відмінності цих механізмів. Клиношарнірний механізм має короткі ланки, а тому - більшу жорсткість, його шарніри відрізняються більшими опорними площами, здатними передавати більші сили. Ці відмінності забезпечують переваги клиношарнірного механізму перед важільними механізмами при застосуванні їх у ковальсько-пресовому обладнанні.
Основні співвідношення між геометричними параметрами клиношарнірного механізму з увігнутим клином:
; (1)
, (2)
де , - вертикальний хід повзуна й горизонтальний хід клину;
- радіус клину;
- кут повороту шарніра.
На основі кінематичного аналізу клиношарнірного механізму преса, виконаного графоаналітичним й аналітичним методами, одержали залежності для визначення швидкості й прискорення повзуна преса:
; (3)
, (4)
де - швидкість і прискорення увігнутого клину.
На основі динамічного аналізу клиношарнірного механізму преса з увігнутим клином, виконаного графоаналітичним (рис. 4,а) методом, аналогічно методиці при визначенні силових характеристик для кривошипних механізмів пресів, установлена залежність між приводною горизонтальною силою на клині та технологічною вертикальною силою на повзуні :
, (5)
де - кути тертя в поступальних кінематичних парах та у циліндричних поверхнях клину, шарніра й повзуна;
- коефіцієнт тертя в кінематичних парах;
- радіус шарніра.
З метою підтвердження вірогідності отриманих результатів були проведені дослідження силових характеристик преса із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином з використанням аналітичного методу (рис. 4,б), заснованого на складанні рівнянь рівноваги структурних груп і рішення їх методом Ньютона. клиношарнірний механізм прес розділювальний
Похибка розрахунків становить не більше 2,5 % (рис. 5).
На підставі результатів силового аналізу можна одержати формулу для визначення ККД клиношарнірного механізму у вигляді:
. (6)
Отримана залежність дозволяє зробити висновок про те, що на ККД клиношарнірного механізму з увігнутим клином істотний вплив справляють: умови тертя на робочих поверхнях, що мають, у порівнянні з розмірами самого механізму, досить великі площі; габаритні розміри виконавчого механізму.
Аналіз побудованих графіків залежності ККД клиношарнірного механізму від кута повороту шарніра при різних значеннях (рис. 6,а) і (рис. 6,б) показує, що зі зменшенням коефіцієнта ККД механізму зростає, й найбільш раціональними з точки зору підвищення ККД є клиношарнірні механізми, у яких коефіцієнт буде перебувати в межах від 0,1 до 0,3. При цьому встановлено, що розміри клиношарнірного механізму менш суттєво впливають на ККД механізму, оскільки при зменшенні в 10 разів ККД збільшується всього лише на 10,3 %. Більш вагомим фактором для значення ККД є коефіцієнт тертя (див. рис. 6,б), оскільки при зменшенні з 0,2 до 0,1 коефіцієнт корисної дії збільшується на 11 % на початку робочого ходу (), і на 21 % - при , а при зменшенні з 0,1 до 0,01 - на 52,6 % й 36,6 % відповідно.
Аналіз графіків показує, що високі значення ККД клиношарнірного механізму можна одержати тільки при заміні тертя ковзання тертям кочення або в умовах рідинного тертя, коли між робочими поверхнями клину, шарніра й повзуна створюється масляний шар, тиск у якому підтримується на необхідному рівні.
Заміна тертя ковзання тертям кочення в клиношарнірному механізмі преса приводить до збільшення виграшу в силі, а, отже, і до підвищення його ККД на 60...65 % - на початку ходу клину, і на 45...50 % - наприкінці. Однак дане рішення складно реалізувати конструктивно, крім того, використання тіл кочення приводить до зниження жорсткості клиношарнірного механізму з увігнутим клином.
Тому основним напрямком зниження тертя в клиношарнірному механізмі з увігнутим клином є створення рідинного тертя на контактних поверхнях. Для стійкої роботи механізму в режимі рідинного тертя з урахуванням похибок виготовлення й складання, а також пружних деформацій вузла, повинна виконуватися умова:
, (7)
де - мінімальна товщина шару змащення;
- висоти мікронерівностей сполучених поверхонь;
- умовний коефіцієнт безпеки, >1.
Розглянемо процес вижимання рідини із зазору між двома прямокутними пластинами, одна з яких має розміри сторін й , а інша - необмежені, в порівнянні з першою, розміри (рис. 7).
Із рівняння рівноваги сил, що діють на елементарний шар рідини шириною , довжиною й товщиною :
(8)
і рівняння дотичних напружень між сусідніми шарами рідини, які підпорядковуються закону Ньютона:
(9)
після математичних перетворень, одержимо рівняння зміни зазору між контактними поверхнями клиношарнірного механізму з увігнутим клином у часі :
(10)
де - тиск, що діє на шар рідини зовні й зсередини пластини;
- коефіцієнт динамічної в'язкості;
- градієнт швидкості уздовж нормалі до осі потоку;
- сила, що діє на верхню пластину.
Як показує аналіз виразу (10), інтенсивність вижимання змащення різко знижується зі зменшенням часу дії навантаження, тобто для підвищення жорсткості мастильного шару механізму необхідно підвищувати його швидкохідність.
Застосування високошвидкісного типу привода клину дозволяє значно зменшити час навантаження. Так, при швидкості переміщення клину 5...10 м/с час робочого ходу коливається в межах 0,05...0,10 с, що практично зведе до нуля обсяг рідини, видавленої із зазору. При цьому величина зазору між сполученими поверхнями клиношарнірного механізму з увігнутим клином повинна бути мінімально можливою.
На підставі виконаних теоретичних розрахунків побудовані номограми для визначення раціональних геометричних і силових параметрів пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином для розділювальних операцій обробки тиском за різних умов тертя на контактних поверхнях.
Експериментальні дослідження процесів відрізування сортового прокату та механізмів для їх реалізації. Експериментальні дослідження кінематичних і динамічних характеристик клиношарнірного механізму з увігнутим клином, тертя на контактних поверхнях при реалізації безвідхідних способів відрізування зсувом і холодного ламання згинанням були проведені з метою уточнення вихідних передумов й оцінки ступеня вірогідності теоретичних рішень.
Проведено технологічні експерименти з розділювання циліндричних зразків способом холодного ламання згинанням за схемою триточкового ламання згинанням при статичному й динамічному навантаженнях. В експерименті використовувалися циліндричні зразки із прокату діаметром 16 мм і довжиною 150 мм, виконані з матеріалів, що перебувають: у пластичному стані - сталь Ст 3, у пружнопластичному - сталі марок: 20, 45, 40Х, у крихкому - сталі марок: 60С 2, ШХ 15. На зразки попередньо за допомогою токарського різця наносили однакові концентратори напружень у формі кільцевої канавки трикутного профілю () глибиною й радіусом при вершині . Плече прикладення навантаження дорівнює 50 мм. Для проведення експериментальних досліджень була використана модернізована установка для холодного ламання сортового прокату й труб на мірні заготовки (рис. 8).
Аналіз отриманих результатів показує: використання клиношарнірного механізму з увігнутим клином забезпечує потрібну якість заготовок, що розділяються; геометрична точність заготовок із різних марок сталей практично однакова при статичному й динамічному навантаженнях; швидкість навантаження збільшує характеристики міцності матеріалів заготовок із урахуванням структури, складу, технології одержання зразків і параметрів концентраторів напружень; коефіцієнт динамічності навантаження для сталей різних марок склав відповідно: ШХ 15-0,75...0,80; 45-2,30...2,40; 40Х - 1,30...1,35; 20-1,90...1,95.
Для перевірки математичних моделей клиношарнірного механізму з увігнутим клином була розроблена експериментальна установка, що представлена на рис. 9.
Сила корисного опору створювалася відрізкою прутків діаметром зі сталей марок: Ст 3; 45. З метою мінімізації таких факторів, як перекоси штампа, заготовки, ножів, відрізка проводилася за симетричною, двохопорною схемою. Аналіз експериментальних даних процесу двохопорного відрізування зсувом показує, що на процес впливають два основних фактори: пружна деформація силової системи установки й тертя на робочих поверхнях. Величина пружної деформації експериментальної установки практично в 2 рази збільшує горизонтальний хід увігнутого клину під час роботи з відрізування прутка діаметром 10 мм. Використання комбінованого клиношарнірного механізму, оснащеного додатковим клином з постійним кутом нахилу 3...6, наближає хід до розрахункового й на 40...50 % підвищує ефективність використання енергії, накопиченої в установці. Експеримент підтверджує теоретичні залежності між горизонтальною силою на клині й вертикальною силою на повзуні (рис. 10).
У результаті експериментальних досліджень впливу різних видів змащень (рідкої, пластичної з дисульфідом молібдену , змащення у вигляді шарів поліетиленової плівки), що наносилися на контактні поверхні клиношарнірного механізму з увігнутим клином (див. рис. 9), на енергосилові параметри процесу відрізування за двохопорною схемою установлено: рідке мастило й змащення з забезпечують близькі результати; змащення з і з поліетиленовою плівкою мають складності з нанесенням, але уберігають поверхні від потрапляння на них окалини й пилу.
На розробленій експериментальній установці (рис. 11) перевірявся вплив тиску змащення, що подається на контактні поверхні клиношарнірного механізму з увігнутим клином, на величину коефіцієнта тертя. Установлено: з ростом тиску змащення інтенсивність зниження коефіцієнта тертя, при збільшенні величини вертикальної сили, зменшується; коефіцієнт тертя в шарнірах без подачі змащення при збільшенні нормальної сили в 4 рази - зменшується в 2 рази, а при збільшенні тиску змащення - зменшується до 10 разів (рис. 12).
Перспективні конструктивні схеми машин із клиношарнірним механізмом для відрізування сортового прокату. Рекомендації із застосування. На основі аналізу конструкцій клиношарнірних механізмів запропоновані нові конструктивні схеми пресів для розділювальних процесів з розширеними технологічними можливостями.
Аналіз залежності між горизонтальною силою на клині й вертикальною силою на повзуні показує, що зі збільшенням кута нахилу клину до горизонту росте інтенсивність співвідношення : при - на 0,28; при - на 0,37; при - на 0,47. Таким чином, змінюючи кути нахилу клину й шарніра, можна реалізувати різні режими роботи клиношарнірного механізму відповідно до графіків технологічних зусиль. Ці висновки були покладені в основу запропонованої конструкції преса із клиношарнірним механізмом, що підлаштовується до сили опору заготовки (рис. 13).
Розроблено конструкцію пристрою для відрізування сортового прокату (труб) ексцентричним закручуванням у втулкових ножах (рис. 14), яка містить клиношарнірний механізм у сполученні з рамним повзуном, що дозволяє знизити енергосилові витрати, зменшити величину сили, що відповідає моменту відрізування прокату, а, отже, зменшити наслідки миттєвого розвантаження обладнання. На основі аналітичного кінематичного розрахунку запропонованої конструкції пристрою виявлено фактор, що впливає на якість й енергосилові параметри процесу відрізування - кут нахилу клину, та дані рекомендації з вибору його величини - 5...100 і підбору траєкторії руху ножів.
Дано рекомендації з вибору раціонального розташування прокату, що розділяється, в просторі залежно від його форми, з метою зниження енергосилових параметрів процесу відрізування, а також з розрахунку й вибору раціональних співвідношень геометричних і силових параметрів клиношарнірного механізму з увігнутим клином для відрізування сортового прокату великих перерізів. Розроблено програмні засоби з автоматизованого проектування пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином для відрізування прокату великих перерізів.
Результати роботи у вигляді технічних рішень і рекомендацій, а також конструкторських пропозицій впроваджені на ТОВ "Завод автогенного обладнання Донмет", ТОВ "Крамстальконструкція". Окремі положення дисертації використовуються в ДДМА під час викладання дисциплін "Ковальсько-штампувальне обладнання" та "Обладнання з гідроімпульсним і клиношарнірним приводом".
ВИСНОВКИ
У дисертації виконані нові науково-технічні розробки щодо вдосконалення, подальшого розвитку методів автоматизованого розрахунку й проектування ковальсько-пресового обладнання із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином стосовно до розділювальних процесів і рішення на цій основі актуальних завдань підвищення ефективності роботи обладнання при забезпеченні якості заготовок і економії матеріальних ресурсів.
1. На підставі виконаного аналізу технологій та обладнання для розділювальних операцій установлено, що традиційні виконавчі механізми ковальсько-пресових машин не можуть створити силовий режим навантаження, характерний для розділювальних процесів, які вимагають забезпечення максимальної технологічної сили на початку робочого ходу. Крім того, вони є багатоланковими і мають порівняно невисоку жорсткість. Доцільними для розділювальних операцій є клиношарнірні механізми, що розроблюються в ДДМА та мають велику опорну поверхню, невелику висоту ланок в напрямку дії робочої сили, змінність співвідношення між приводною й робочою силами, більш високу жорсткість.
2. Обґрунтована доцільність застосування в пресах для реалізації розділювальних процесів обробки тиском клиношарнірного механізму з увігнутим клином, у якого графік зміни сили навантаження найбільш наближений до технологічного типового графіка зміни сили при відрізуванні заготовок. Обґрунтовано використання в пресах із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином додаткового клинового механізму для забезпечення ходу наближення, що дозволяє зменшити витрати енергії на пружну деформацію й знизити динамічні навантаження.
3. Розроблені математичні моделі клиношарнірного механізму з увігнутим клином, представленого у вигляді двоповзунного важільного механізму, що дозволяють виконати його структурний, кінематичний і динамічний аналіз. На основі аналізу запропонованих математичних моделей виявлені залежності й розроблена методика розрахунків геометричних, кінематичних і силових параметрів пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином для різних режимів розділювальних процесів. Порівняння результатів кінематичного й динамічного аналізів, проведених аналітичним і графоаналітичним методами, підтверджує вірогідність розрахунків, оскільки їхня розбіжність становить не більше 2,5 %.
4. На основі аналізу теоретичних досліджень реалізації різних умов тертя на контактних поверхнях преса із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином установлено: основним фактором, що впливає на ККД преса, є коефіцієнт тертя (перехід від тертя ковзання до тертя кочення підвищує ККД: на початку ходу - на 60...65 %,наприкінці ходу - на 45...50 %); раціональний діапазон значень співвідношення радіуса шарніра до радіуса увігнутого клину ( - від 0,1 до 0,3). Розроблено методику розрахунку величини зазору для реалізації режиму рідинного тертя на контактних поверхнях виконавчого механізму преса.
5. Результати виконаних експериментальних досліджень кінематичних і силових параметрів обладнання із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином за різних умов тертя на контактних поверхнях механізму, стосовно до реалізації безвідхідних способів відрізування сортового прокату, свідчать про достатній ступінь вірогідності розроблених чисельних математичних моделей. Під час обробки результатів досліджень методами математичної статистики були підтверджені нормальність розподілу експериментальних даних і відсутність грубих помилок.
6. На основі результатів експериментальних досліджень розділювання прокату триточковим холодним ламанням згинанням при статичному й динамічному навантаженнях установлено: використання клиношарнірного механізму з увігнутим клином забезпечує потрібну якість отриманих заготовок; швидкість навантаження несуттєво впливає на геометричну точність заготовок; величина коефіцієнта динамічності навантаження для різних марок сталей становить: ШХ 15-0,75...0,80; 45-2,30...2,40; 40Х - 1,30...1,35; 20-1,90...1,95.
7. На основі аналізу конструкцій клиношарнірних механізмів і проведених теоретичних досліджень установлено, що, змінюючи кути нахилу клину й шарніра, можна реалізувати різні режими роботи преса із клиношарнірним механізмом відповідно до графіків технологічних сил. Цей висновок був покладений в основу розроблених перспективних схем машин для реалізації розділювальних процесів, у тому числі конструкції клиношарнірного механізму, що підлаштовується до сили опору заготовки, яка відрізається.
8. З використанням засобів комбінаторики розроблена конструкція пристрою для відрізування сортового прокату (труб) ексцентричним закручуванням у втулкових ножах, яка містить клиношарнірний механізм у сполученні з рамним повзуном, що дозволяє знизити енергосилові витрати, зменшити величину сили, яка відповідає моменту відрізування прокату, а, отже, зменшити наслідки миттєвого розвантаження обладнання. На основі аналітичного кінематичного розрахунку запропонованої конструкції пристрою дані рекомендації з вибору величини кута нахилу увігнутого клину - 5...10, з метою забезпечення раціональної траєкторії руху втулкових ножів і якості заготовок.
9. Запропоновано рекомендації з вибору раціонального розташування прокату, який розділяється, щодо напрямку сили відрізування залежно від його форми, з метою зниження енергосилових параметрів процесу відрізування. Розроблено програмні засоби з автоматизованого проектування геометричних і силових параметрів клиношарнірного механізму з увігнутим клином для відрізування сортового прокату великих перерізів різної форми.
10. Результати роботи у вигляді технічних рішень і рекомендацій, а також конструкторських пропозицій впроваджені на ТОВ "Завод автогенного обладнання Донмет", ТОВ "Крамстальконструкція". Ефективність конструкцій пресів із клиношарнірним механізмом з увігнутим клином, отриманих з використанням запропонованих методик розрахунків, забезпечується за рахунок зменшення пружної деформації й динамічного розвантаження машини, підвищення коефіцієнта корисної дії та показника використання преса по зусиллю. Окремі положення дисертації використовуються в ДДМА під час викладання дисциплін "Ковальсько-штампувальне обладнання" та "Обладнання з гідроімпульсним і клиношарнірним приводом".
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Чоста Н.В. Механические системы с переменной клиновидностью / Н.В. Чоста // Совершенствование процессов и оборудования обработки давлением в металлургии и машиностроении: сб. научн. тр. - Краматорск: ДГМА, 1998. - Вып. 4. - С. 393-395.
2. Чоста Н.В. Влияние условий трения на силовые параметры клиношарнирного механизма / Н.В. Чоста // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском у машинобудуванні та металургії: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 1999. - С. 266-268.
3. Роганов Л.Л. Перспективные конструктивные схемы машин для разделения проката с клиношарнирным механизмом / Л.Л. Роганов, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском у машинобудуванні та металургії: зб. наук. пр. - Краматорськ - Слов'янськ: ДДМА, 2000. - С. 437-439.
4. Владимиров Э.А. Анализ методов силового расчета клиношарнирных механизмов / Э.А. Владимиров, В.Е. Шоленинов, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском у машинобудуванні та металургії: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2000. - С. 424-426.
5. Чоста Н.В. Повышение КПД клиношарнирных механизмов прессов / Н.В. Чоста // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском у машинобудуванні та металургії: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2000. - С. 474-476.
6. Роганов Л.Л. Самонастраивающиеся клиновые системы в механических прессах / Л.Л. Роганов, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском у машинобудуванні та металургії: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2001. - С. 23-25.
7. Роганов Л.Л. Определение КПД клиношарнирных механизмов / Л.Л. Роганов, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском у металургії і машинобудуванні: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2003. - С. 487-489.
8. Роганов М.Л. Сравнительная оценка кинематических и силовых параметров механизмов привода механических прессов / М.Л. Роганов, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском у металургії і машинобудуванні: тематич. зб. наук. пр. - Краматорськ - Слов'янськ: ДДМА, 2004. - С. 38-41.
9. Экспериментальные исследования процесса трехточечной ломки проката изгибом при статическом и динамическом нагружении / С.Г. Карнаух, А.А. Бегунов, С.К. Добряк, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском у металургії і машинобудуванні: тематич. зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2005. - С. 334-341.
10. Чоста Н.В. Методы исследования клиношарнирных механизмов для разделительных процессов ОМД / Н.В. Чоста, М.Л. Роганов // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском у металургії і машинобудуванні: тематич. зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2005. - С. 111-113.
11. Карнаух С.Г. Анализ процесса холодной ломки проката изгибом с перераспределением зон растягивающих и сжимающих напряжений по сечению проката / С.Г. Карнаух, Н.В. Чоста // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2005. - № 1. - С. 53-56.
12. Карнаух С.Г. Разработка новых способов разделения сортового проката и оборудования для их реализации с использованием методики синтеза комбинированных методов обработки / С.Г. Карнаух, Н.В. Чоста // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2006. - № 1(3). - С. 105-111.
13. Карнаух С.Г. Расчеты напряжений в зоне развития разрушающей трещины при холодной ломке изгибом / С.Г. Карнаух, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском у металургії і машинобудуванні: тематич. зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2006. - С. 327-331.
14. Карнаух С.Г. Силовые характеристики безотходных процессов разделения сортового проката на мерные заготовки / С.Г. Карнаух, Н.В. Чоста // Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском у металургії і машинобудуванні: тематич. зб. наук. пр. - Краматорськ: ДДМА, 2007. - С. 247-252.
15. Пат. 54739 А Україна, МКИ В 30 В 1/40. Клиновий прес / Роганов Л.Л., Чоста Н.В. - № 2002031979; заявл. 12.03.02; опубл. 17.03.03, Бюл. № 3.
16. Патент на корисну модель № 23759 Україна, МПК (2006) В 23D 31/00, B23D 23/00. Пристрій для поділу сортового прокату на мірні заготовки відрізкою зсувом / Карнаух С. Г., Чоста Н.В. - Заявл. 25.12.06; опубл. 11.06.07, Бюл. № 8.
17. Патент на корисну модель № 24635 Україна, МПК (2006) В 23D 31/00, B23D 23/00. Пристрій для поділу сортового прокату на мірні заготовки відрізанням зсувом / Карнаух С. Г., Чоста Н.В. - Заявл. 12.02.07; опубл. 10.07.07, Бюл. № 10.
18. Роганов Л.Л. Теоретический анализ возможностей клиношарнирного механизма с вогнутым клином / Л.Л. Роганов, Е.А. Корнева, Н.В. Чоста // Сб. научн. статей. - Краматорск: ДГМА, 1996. - Вып. 3. - С. 122-131.
19. Исследование механизмов с переменной клиновидностью для технологических процессов обработки металлов давлением с максимальным начальным усилием / Л.Л. Роганов, С.Г. Карнаух, Н.В. Чоста, В.Е. Шоленинов // Обработка материалов давлением: сб. научн. тр. - Краматорск: ДГМА, 2008. - № 1(19). - С. 342-347.
20. Чоста Н.В. Клиношарнирный механизм с вогнутым клином / Н.В. Чоста, С.Г. Карнаух // Проблемы техники, технологии и экономики машиностроительного производства: тез. докл. межвуз. научн. - техн. конф. молодых ученых и специалистов. - Краматорск: ДГМА, 1996. - С. 35-36.
Особистий внесок здобувача в роботах, опублікованих у співавторстві:
[1] - класифікація клиношарнірних механізмів;
[2] - проведення й систематизація експериментальних досліджень;
[3, 6] - розробка перспективних схем машин із клиношарнірними механізмами;
[4] - розробка математичної моделі клиношарнірного механізму з увігнутим клином;
[5, 7] - рекомендації з підвищення ККД клиношарнірного механізму з увігнутим клином;
[8, 10] - аналіз методів теоретичних й експериментальних досліджень клиношарнірного механізму з увігнутим клином;
[9, 11, 14] - участь у проведенні й аналізі експериментальних досліджень способом холодного ламання згинанням;
[12, 19] - розробка конструкції та дослідження установки для відрізування сортового прокату ексцентричним закручуванням;
[13] - обробка результатів розрахунків з розподілу напружень у зоні розвитку магістральної тріщини;
[15-17] - розробка принципової схеми комбінованого клиношарнірного механізму;
[18, 20] - теоретичні дослідження клиношарнірного механізму з увігнутим клином.
АНОТАЦІЯ
Чоста Н.В. Удосконалення клиношарнірних механізмів пресів для розділювальних процесів обробки тиском. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.05 - процеси та машини обробки тиском. Донбаська державна машинобудівна академія, Краматорськ, 2009.
Дисертація присвячена підвищенню ефективності роботи ковальсько-пресового обладнання на розділювальних операціях, де потрібна максимальна початкова робоча сила, на основі розробки й впровадження клиношарнірного механізму з увігнутим клином. Обґрунтована доцільність застосування в пресах клиношарнірного механізму з увігнутим клином, у якого графік зміни сили навантаження найбільш наближений до технологічного типового графіка зміни сили при відрізуванні. На основі аналізу розроблених математичних моделей клиношарнірного механізму з увігнутим клином запропонована методика розрахунків геометричних, кінематичних і силових параметрів цього механізму, вірогідність яких підтверджена експериментально. Запропоновані перспективні схеми обладнання з клиношарнірним механізмом з увігнутим клином та розроблені програмні засоби з автоматизованого проектування геометричних і силових параметрів пресів з клиношарнірним механізмом для відрізування сортового прокату великих перерізів різної форми.
Ключові слова: розділювальні процеси, преси, клиношарнірний механізм, увігнутий клин, максимальна початкова сила відрізування, пружна деформація, математичне моделювання.
АННОТАЦИЯ
Чоста Н.В. Совершенствование клиношарнирных механизмов прессов для разделительных процессов обработки давлением. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.05 - процессы и машины обработки давлением. Донбасская государственная машиностроительная академия, Краматорск, 2009.
Диссертация посвящена повышению эффективности работы кузнечнопрессового оборудования для разделительных процессов на основе развития методов расчета и разработки новой конструкции исполнительного клиношарнирного механизма пресса.
На основе анализа разделительных процессов и оборудования для их реализации обоснована целесообразность применения в прессах для разделительных операций обработки давлением клиношарнирного механизма с вогнутым клином, у которого график изменения силы нагружения наиболее приближен к технологическому типовому графику изменения силы при разделении. Обосновано использование в прессе с клиношарнирным механизмом с вогнутым клином дополнительного клинового механизма для обеспечения хода приближения, что позволяет уменьшить затраты энергии на упругую деформацию и погасить динамические нагрузки.
Разработаны математические модели клиношарнирного механизма с вогнутым клином, представленного в виде двухползунного рычажного механизма, позволяющие выполнить его структурный, кинематический и динамический анализ. На основе анализа предложенных математических моделей выявлены зависимости и разработана методика расчетов геометрических, кинематических и силовых параметров прессов с клиношарнирным механизмом с вогнутым клином. Сравнение результатов кинематического и динамического анализов, проведенных аналитическим и графоаналитическим методами, подтверждает достоверность расчетов.
На основе анализа теоретических исследований реализации различных условий трения на контактных поверхностях клиношарнирного механизма с вогнутым клином установлено, что основным фактором, влияющим на КПД механизма, является коэффициент трения. Разработана методика расчета величины зазора для реализации режима жидкостного трения на контактных поверхностях исполнительного механизма пресса.
Результаты экспериментальных исследований кинематических и силовых параметров клиношарнирного механизма с вогнутым клином при различных условиях трения на контактных поверхностях механизма, применительно к реализации безотходных способов разделения сортового проката, свидетельствуют о достаточной степени достоверности разработанных численных математических моделей.
На основе анализа конструкций клиношарнирных механизмов и проведенных теоретических исследований установлено, что, изменяя углы наклона клину и шарнира, можно реализовать различные режимы работы прессов с клиношарнирным механизмом в соответствии с графиками технологических усилий. Этот вывод был положен в основу разработанных перспективных схем машин для реализации разделительных процессов, в том числе, пресса с клиношарнирным механизмом, который может подстраиваться под усилие сопротивления со стороны заготовки.
С использованием средств комбинаторики разработана конструкция устройства для отрезки сортового проката (труб) эксцентричным закручиванием во втулочных ножах, содержащая клиношарнирный механизм в сочетании с рамным ползуном, что позволяет снизить энергосиловые затраты, уменьшить величину силы, соответствующей моменту разделения проката, а, следовательно, уменьшить последствия мгновенной разгрузки оборудования. На основе аналитического кинематического расчета предложенной конструкции устройства даны рекомендации по выбору величины угла наклона вогнутого клину с целью обеспечения рациональной траектории движения втулочных ножей и качества разделяемых заготовок.
Даны рекомендации по выбору рационального расположения разделяемого проката относительно направления силы отрезки в зависимости от его формы с целью снижения энергосиловых параметров процесса разделения. Разработаны программные средства по автоматизированному проектированию геометрических и силовых параметров прессов с клиношарнирным механизмом с вогнутым клином для отрезки сортового проката больших сечений различной формы.
Ключевые слова: разделительные процессы, прессы, клиношарнирный механизм, вогнутый клин, максимальная начальная сила разделения, упругая деформация, математическое моделирование.
ABSTRACT
Chosta N.V. Improvement of swivel wedgebar mechanisms of presses for part-separation processes of plastic working. - Manuscript.
Dissertation for a Candidate's degree in Engineering, specialty 05.03.05 - processes and machines of plastic working. Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk, 2009.
The dissertation is devoted to the increase of the efficiency of work of press equipment in part-separation operations, where ultimate initial workforce is needed, on the basis of the development and introduction of swivel wedgebar mechanism with a concave wedge. Expedience of application of swivel wedgebar mechanism with a concave wedge in presses, in which the characteristic curve of temporal loading force change approximates to the typical technological characteristic curve of separation force change, is substantiated. On the basis of the analysis of the developed and experimentally confirmed mathematical simulations of swivel wedgebar mechanism with a concave wedge the method of calculations of geometrical, kinematic and power parameters of the mechanism is offered. Prospective equipment charts of swivel wedgebar mechanism with a concave wedge are offered and software for computer-aided design of geometrical and power parameters of presses with swivel wedgebar mechanism for cutoff of heavy rolled sections of different shape is developed.
...Подобные документы
Роль захисту деталей і металоконструкцій від корозії та зносу, підвищення довговічності машин та механізмів. Аналіз конструкції та умов роботи виробу, вибір методу, способу і обладнання для напилення, оптимізація технологічних параметрів покриття.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.02.2010Аналіз геометричних параметрів ріжучої частини спіральних свердел з перехідними ріжучими крайками. Опис процесів формоутворення задніх поверхонь свердел різних конструкцій. Результати дослідження зусиль різання і шорсткості поверхні під час свердління.
реферат [78,6 K], добавлен 27.09.2010Кінематичні схеми і характеристики механізмів пересування корзини коксонаправляючої; проектування важільного механізму: визначення сил, діючих на його ланки, реакцій в кінематичних парах та врівноважуючого моменту. Синтез зубчатої передачі редуктора.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 03.07.2011Процес лезової обробки та рівень його працездатності. Оцінка якості функціонування процесу. Місце і причини несправностей. Вихідні дані для прогнозування технологічного стану процесу, аналізу ступеня досконалості конструкції та технології виробництва.
реферат [4,2 M], добавлен 02.05.2011Характеристика технологічних процесів виробничого цеху деревообробки. Розроблення електропривода технологічного обладнання та схеми керування універсальним верстатом, розрахунок безвідмовної роботи електропривода та техніка безпеки при монтажі.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 28.06.2011Загальна характеристика діяльності заводу. Структура металургійного комплексу, обладнання та продукція фасонно-ливарного і ковальсько-пресового цехів. Послідовність операцій по виготовленню рим-болта: нагрів злитка, кування, обрубка, правка, термообробка.
отчет по практике [233,9 K], добавлен 09.01.2013Загальна характеристика сталей, технологічний процес виготовлення штампу, режими термічної обробки. Перетворення під час нагрівання, охолодження та загартування. Удосконалення технологічних процесів на основі аналізу фазово-структурних перетворень сталі.
курсовая работа [301,6 K], добавлен 08.11.2010Методи обробки пластикових матеріалів при виготовленні пакування. Способи задруковування пластику. Особливості технології висікання із застосуванням плоских штанцформ. Вибір оброблювального обладнання на основі аналізу технічних характеристик обладнання.
дипломная работа [5,2 M], добавлен 12.09.2012Дослідження кінематичних характеристик механізму, побудова схеми, планів швидкостей та прискорень. Силовий розрахунок механізму методом груп Ассура. Встановлення вихідних та геометричних параметрів зубчатих коліс. Графічний синтез профілю кулачка.
курсовая работа [925,4 K], добавлен 14.09.2012Історія виникнення Еленовських кар'єрів. Основні способи утилізації промислових відходів. Основні операції в технологічному ланцюзі. Брикетування дрібнофракційних сировинних матеріалів і промислових відходів. Пристрій і принцип роботи валкового пресу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 01.07.2013Теоретико-експериментальні основи керування технологічними процесами оздоблювально-зміцнюючої обробки для покращення показників якості й експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання, підвищення ефективності поліграфічного виробництва.
автореферат [33,1 K], добавлен 11.04.2009Характеристика сировини і готової продукції. Технологія лиття виробів з термопластичних полімерів під тиском. Визначення параметрів технологічного процесу. Види браку виробів та шляхи його усунення. Розрахунок і проектування технологічної оснастки.
дипломная работа [706,3 K], добавлен 25.05.2015Ознайомлення з технологічним процесом, конструкцією і принципом дії основного технологічного обладнання та методикою розрахунку характеристик електроерозійної обробки. Теоретичні основи електроерозійної обробки. Призначення електроерозійного верстату 183.
практическая работа [43,9 K], добавлен 27.01.2010Наукова-технічна задача підвищення технологічних характеристик механічної обробки сталевих деталей (експлуатаційні властивості) шляхом розробки та застосування мастильно-охолоджуючих технологічних засобів з додатковою спеціальною полімерною компонентою.
автореферат [773,8 K], добавлен 11.04.2009Основні процеси обробки кишок. Опис фрагмента апаратурно-технологічної схеми виробництва, що включає в себе об’єкт розробки та вибраного для проектування типу обладнання. Вимоги до монтажу та наладки вальців для віджимання кишок, експлуатація обладнання.
курсовая работа [345,5 K], добавлен 25.11.2014Етапи виробництва пива: приготування сусла, бродіння, доброджування, фільтрація, стабілізація, розлив напою. Умови проведення та розрахунки технологічних процесів, особливості роботи обладнання. Технохімічний контроль і компоновка бродильного відділення.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 11.08.2011Визначення кінематичних і силових параметрів приводу. Проектний розрахунок циліндричної прямозубної передачі. Проведення розрахунку валів та підшипників редуктора, а також клинопасової передачі. Правила змащування, підйому та транспортування редуктора.
курсовая работа [1000,0 K], добавлен 19.04.2012Вибір типу та параметрів обладнання для буріння свердловини. Умови роботи швидкозношуваних деталей бурового насоса, види, характер та механізм їх руйнування. Зусилля, діючі в елементах кривошипно-шатунного механізму. Монтаж та експлуатація обладнання.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.01.2015Характеристика та структурна класифікація механізмів. Надлишкові (пасивні) зв’язки і зайві ступені вільності. Зміна вищих кінематичних пар. Задачі і методи кінематичного дослідження. Основні задачі динамічного аналізу механізмів. Зведення сил і моментів.
курс лекций [2,3 M], добавлен 12.02.2013Історія розвитку металургійного заводу по виробництву прокату "Запоріжсталь", його основне обладнання. Механічне устаткування та технологічні процеси обтискного цеху, його характеристика. Особливості виробництва слябінгу та шляхи вдосконалення процесу.
отчет по практике [288,7 K], добавлен 19.09.2010
