MACHINE OPERATING UNIT IMPROVEMENT BASED ON SCREW ROTORS
Abstract and keywords
Abstract (English):
Predstavleny rezul'taty mnogoletnih is-sledovaniy i razrabotki putey sovershenstvovaniya rabochih organov stankov na baze vintovyh rotorov dlya otdelochno-zachistnoy i uprochnyayuschey obrabotki detaley mashin metodami nachertatel'noy geometrii. Predlozhena tipovaya shema stanka dlya otdelochno-zachistnoy i uprochnyayuschey obrabotki detaley mashin na baze vintovyh rotorov. Predstavleny obrazcy vintovyh rotorov s razlichnoy konfiguraciey vnutrenney poverhnosti, vypolnennye v programme Kompas-ZD, i formuly dlya opredeleniya skorosti peremescheniya mass zagruzki v rabochem organe stanka.

Keywords:
otdelochno-zachistnaya obrabotka, uprochnyayuschaya obrabotka, amplituda, chastota, kolebaniya, vintovye linii
Text
Publication text (PDF): Read Download

Введение

Известны технологии и станки на базе винтовых роторов для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей,  обеспечивающие  придание  обрабатываемым деталям и частицам рабочих сред (масс загрузки) движения с амплитудой от 10 до 1000 мм и выше [1-4]. Анализ этих технологий и технических средств  для  отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей  показал, что перспективным направлением в  совершенствовании технических средств  для реализации таких технологий  следует считать комбинированный процесс обработки с использованием колебаний с большой амплитудой и малой частотой, создаваемых при движении масс загрузки во вращающемся винтовом роторе, и  дополнительных движений  обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред с большой частотой и малой амплитудой, образующихся при  встрече масс загрузки  с   внутренней винтовой  поверхностью рабочих органов. При этом движения  частиц масс загрузки с большой частотой и малой амплитудой накладываются  на движения частиц масс загрузки, совершаемые с большой амплитудой и малой частотой. Такие технологии названы нами комплексными технологиями [5-8].

Методы и пути совершенствования рабочих органов станков на базе винтовых роторов

Основным признаком, отражающим сущность рабочего процесса в винтовых роторах, является наличие по наружному периметру направленных в сторону выгрузки плавных винтовых линий и по внутреннему периметру - плавных винтовых  канавок различной конфигурации [9; 10]. Варьируя эти параметры,  можно влиять  на колебательный процесс массы загрузки, т.е. изменять сложное пространственное движение, уменьшая или увеличивая при этом тран­спортный или технологический эффект. Нами разработана типовая схема  станка для отделочно-зачистной  и упрочняющей обработки деталей на базе таких конструкций винтовых роторов (рис. 1).

В предлагаемом станке на движения частиц масс загрузки с большой амплитудой и малой частотой, создаваемые вращающимся винтовым ротором 4, накладываются движения частиц масс загрузки с малой амплитудой и большой частотой их соударений, образующиеся при отражении потоков масс загрузки противоположными внутренними стенками различной конфигурации винтового ротора. Таким образом, частицы рабочих сред и обрабатываемые детали взаимодействуют друг с другом и со стенками  винтового ротора, что повышает интенсивность обработки и расширяет технологические возможности.

На рис. 2 представлены  поперечные сечения  и наглядные изображения винтовых роторов, которые мы рекомендуем для обработки деталей машин малой жесткости,  выполненные в программе Компас-3D.

Результаты экспериментальных исследований показали, что скорость перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред от загрузки к выгрузке в  таких винтовых роторах может быть определена зависимостью в виде полинома:

 где Ао – поправочный коэффициент, зависящий от KV, m1, m2; В1,В2,В3,В4 – коэффициенты, характеризующие  конструктивные особенности винтовых роторов; m1 – масса обрабатываемых деталей; m2 – масса частиц рабочих сред; KV - коэффициент заполнения внутренней полости винтового ротора, KV = Vm/ Vр.с; Vm – объем масс деталей и частиц рабочих сред, загруженных во внутреннюю полость винтового ротора; Vр.с объем внутренней полости винтового ротора; w – угловая скорость вращения винтового ротора.

Станок снабжен сменными винтовыми роторами с различными конструктивными особенностями, т.е. различной формы (рис. 2).

Заключение

В результате проведенных исследований:

  •  представлены совершенствованные рабочие органы станков для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки  деталей, выполненные в программе Компас-3D;

– предложена формула для определения скорости перемещения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в винтовых роторах от загрузки к выгрузке;

представлены  поперечные сечения и наглядные изображения винтовых роторов, рекомендуемые для обработки деталей машин малой жесткости, выполненные в программе Компас-3D.

В зависимости от жесткости обрабатываемых деталей рекомендуется рабочий орган станка для отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей  машин выполнять:

1) для деталей большой жесткости - с поперечным сечением треугольной или многогранной формы (рис. 2в, д);

2) для деталей малой жесткости - с поперечным сечением вогнутой, волнообразной или полукруглой формы (рис. 2а, б, г).

References

1. Serga, G.V. Vnedrenie ideologii L.N. Koshkina v vibrouprochnyayuschie tehnologii na primere vintovyh rotorov / G.V. Serga, V.A. Lebedev // Vestnik RGTU im. P.A. Solov'eva. - Rybinsk, 2017. - № 2 (41). - S. 126-132.

2. Lebedev, V.A. Increase of efficiency of finishing-cleaning and hardening processing of details based on rotor-screw technological systems / V.A. Lebedev, G.V. Serga, A.V. Khandozhko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.

3. Serga, G.V. Oborudovanie na baze vintovyh rotorov v mashinostroenii / G.V. Serga, E.A. Hvostik // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. - 2018. - № 3 (64). - S. 4-9.

4. Serga, G.V. Issledovanie vozmozhnosti primeneniya nizkochastotnyh kolebaniy s bol'shoy amplitudoy dlya separacii sypuchih sred / G.V. Serga, E.A. Hvostik, M.E. Delok // Progressivnye tehnologii i sistemy mashinostroeniya. - Doneck, 2018. - № 1 (60). - S. 62-67.

5. Serga, G.V. Oborudovanie dlya moyki sypuchih materialov i abrazivnyh sred s amplitudoy dvizheniya svyshe 500 mm / G.V. Serga, E.A. Hvostik, N.N. Kuznecova, I.I. Tabachuk // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. - 2018. - № 2 (63). - S. 38-43.

6. Pat. 2228252 Rossiyskaya Federaciya, MPK B 24 V 31/06. Ustroystvo dlya vibracionnoy obrabotki dlinnomernyh detaley / A.P. Babichev, I.A. Babichev, G.V. Serga; zayavitel' i patentoobladatel' Kubanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. - № 2002135225/02; zayavl. 25.12.02; opubl. 10.05.04, Byul. № 13.

7. Pat. 2228252 Rossiyskaya Federaciya, MPK B 24 V 31/06. Ustroystvo dlya abrazivnoy obrabotki detaley / G.V. Serga, L.N. Lugovaya, I.I. Tabachuk; zayavitel' i patentoobladatel' Kubanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. - № 121168/02; zayavl. 22.10.96; opubl. 20.06.98, Byul. № 17.

8. A.s. 1433774 Rossiyskaya Federaciya, MPK B 24 V 31/02. Ustroystvo dlya galtovki / G.V. Serga; Armavirskiy gosudarstvennyy pedagogicheskiy institut. - № 4234030; zayavl. 08.03.87; opubl. 30.10.88, Byul. № 40.

9. Pat. 2613268 Rossiyskaya Federaciya, MPK V24V 31/02, V24V 31/06. Ustanovka dlya otdelochno-uprochnyayuschey obrabotki / G.V. Serga, A.Yu. Zabugin, M.S. Serga; Kubanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. - № 2015147829; zayavl. 06.11.15; opubl. 15.03.17, Byul. № 8.

10. Pat. 2591934 Rossiyskaya Federaciya, MPK V24V 31/02, V24V 31/073. Ustroystvo dlya otdelochno-uprochnyayuschey obrabotki / G.V. Serga, A.N. Ivanov, M.S. Serga; Kubanskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. - № 2015116055; zayavl. 27.04.15; opubl. 20.07.16, Byul. № 20.

Login or Create
* Forgot password?