УДК 621 Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
Показана сущность винтовых роторов и их технологические возможности для отделочной обработки длинномерных деталей; предложены аналитические зависимости для расчета удельного металлосъёма, продолжительности и геометрических размеров детали, ротора, гранул обрабатывающей среды, обеспечивающих требуемое качество деталей и производительность обработки в винтовых роторах.
ВИНТОВОЙ РОТОР, ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ СРЕДА, ОТДЕЛОЧНАЯ ОБРАБОТКА, УДЕЛЬНЫЙ МЕТАЛЛОСЪЁМ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ.
|
DOI:
|
|
|
УДК 621.924
|
|
|
05.02.08 – технология машиностроения
|
|
|
ФАКТОРОВ ОТДЕЛОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ В ВИНТОВЫХ РОТОРАХ
|
CALCULATION OF TECHNOLOGICAL FACTORS FOR FINISHING LONG PARTS IN SCREW ROTORS
|
|
заведующий кафедрой «Металлорежущие станки и инструменты», к.т.н.. профессор, Донской государственный технический университет, г. Ростов-на -Дону, Россия e-mail: va.lebidev@yandex.ru
|
head of the department "Metal-cutting machines and tools", ph.d. professor, Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia e-mail: va.lebidev@yandex.ru
|
|
Коваль Николай Сергеевич доцент кафедры «Приборостроение и биомедицинская инженерия», к.т.н., Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия
|
Koval Nikolay Sergeevich associate professor of the department " Instrument making and biomedical engineering ", ph.d., Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia
|
|
Аль-Обайди Луаи Мохаммед Раджаб аспирант кафедры «Технология машиностроения», Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Middle Technical University, Institute of Technology/Baghdad, Baghdad, Iraq.
|
Al Obaydi Luai Mohammed Rajab post-graduate student of the department of mechanical engineering technology, Don State Technical University, Rostov-on-Don, Middle Technical University, Institute of Technology/Baghdad, Baghdad, Iraq. |
|
Аннотация. Показана сущность винтовых роторов и их технологические возможности для отделочной обработки длинномерных деталей; предложены аналитические зависимости для расчета удельного металлосъёма, продолжительности и геометрических размеров детали, ротора, гранул обрабатывающей среды, обеспечивающих требуемое качество деталей и производительность обработки в винтовых роторах.
|
Annotation. The essence of screw rotors and their technological capabilities for finishing processing of long parts are shown; analytical dependences are proposed for calculating the specific metal removal, duration and geometrical dimensions of the part, rotor, granules of the processing medium, ensuring the required quality of parts and processing productivity in screw rotors.
|
|
Ключевые слова: ВИНТОВОЙ РОТОР, ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ СРЕДА, ОТДЕЛОЧНАЯ ОБРАБОТКА, УДЕЛЬНЫЙ МЕТАЛЛОСЪЁМ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ.
|
Key words: SCREW ROTOR, PROCESSING MEDIUM, FINISHING TREATMENT, SPECIFIC METAL REMOVAL, PRODUCTIVITY. |
|
1Автор для ведения переписки |
|
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Разработка и внедрение в технологическую практику винтовых роторов позволяет эффективно решить задачу отделочно-зачистной обработки длинномерных деталей путем создания на их основе технологических систем проходного типа, обеспечивающих сокращение производственных площадей [1-5]. Винтовые роторы – это пространственные объекты с оригинальной геометрической формой периметра рабочего органа, в которых детали и гранулы обрабатывающей среды осуществляют одновременно непрерывное вращательное движение вокруг оси рабочего органа и поступательное движение, непрерывно перемещаясь вдоль горизонтальной оси вращения рабочего органа. Движения в винтовых роторах обеспечиваются массам загрузки за счет оформления их наружных поверхностей, дискретно расположенными по периметру, плоскими элементами различной формы и типоразмеров, разнонаправленных по отношению к винтовым линиям по их наружной поверхности [6-13]. Образование сложной поверхности винтового ротора в виде сочетания криволинейных поверхностей, в каждой точке которых возникают разнонаправленные составляющие движения, усиливают эффект обработки. На рисунке 1 представлена технологическая схема, позволяющая обрабатывать длинномерные детали различного профиля в винтовом роторе [14].
1 – установочная рама; 2 – проушины; 3 – регулировочные винты; 4 – двигатель;
5 – бак-отстойник; 6 – приводные валы; 7 – роликовые опоры; 8 – обечайки; 9 – ролики;
10 – ободы; 11 – винтовой ротор; 12 – прокладка; 13 – прокладка с прорезью; 14 – система трубопроводов; 15 – деталь; 16 – обрабатывающая среда; 17 – контейнер
Рисунок 1 – Технологическая схема отделочно-зачистной
обработки длинномерных деталей в винтовом роторе
Обрабатывающая гранулированная среда, находясь внутри вращающегося винтового ротора, увлекаясь плоскими элементами, в определенный момент под действием силы тяжести скатывается лавинообразно вниз. При скатывании верхние слои масс загрузки вращаются вокруг собственных осей, втягивая близлежащие слои частиц масс загрузки. В результате частицы масс загрузки перекатываются относительно друг друга. Помимо этого, при скатывании лавиной по неровной поверхности нижележащих слоев происходят удары небольшой силы и скольжение частиц масс загрузки. Таким образом, детали обрабатываются истиранием, царапаньем и, в небольшой мере, ударом. Интенсивность протекания этих процессов зависит от габаритов винтового ротора, масс частиц обрабатывающей среды, коэффициента заполнения рабочей камеры, скорости вращения, геометрии винтового ротора и ряда других факторов [15].
Целью настоящих исследований являлось обоснование зависимостей для расчета технологических факторов, обеспечивающих выбор рациональной технологии отделочной обработки длинномерных деталей в устройствах, оснащённых винтовым ротором.
1. Бабичев, А. П. Основы вибрационной технологии / А. П. Бабичев, И. А. Бабичев. - 2 - е изд., перераб. и доп. - Ростов н/Д : Издательский центр ДГТУ, 2008. - 693 с.
2. Бутенко, В. И. Финишная обработка поверхностей деталей : способы, устройства, инструменты / В. И. Бутенко. - Ростов-на-Дону : Издат. центр ДГТУ, 2016. - 219 с.
3. Бурштейн, И. Е. и др. Объемная вибрационная обработка / Бурштейн И. Е., Балицкий В. В., Духовский А. Ф. - М. : Машиностроение, 1981. - 52 с.
4. Бабичев, А. П. Применение вибрационных технологий на операциях отделочно-зачистной обработки деталей / А. П. Бабичев, П. Д. Мотренко, Л. К. Гиллеспи и др. - Ростов н/Д : Издательский центр ДГТУ, 2010. - 285 с.
5. Кошкин, Л. Н. Роторные и роторно-конвейерные линии. М. : Машиностроение, 1986. 319 c.
6. Bremen, C. E. Ghosh, S. and Wassgren, C. R. / Vertical oscillation of a bed of granular mate-rial. // J. of Appl. Mech. - 1996 - Vol. 63, №. 1. - Р. 156-161.
7. Серга, Г. В. Повышение производительности технологических систем отделочно-зачистной и упрочняющей обработки деталей на основе винтовых роторов / Г. В. Серга, К. А. Белокур, В. А. Лебедев, Д. Я. Яковлев // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2016. − №4.
8. Серга, Г. В. Технологические особенности изготовления винтовых роторов для отделочно-упрочняющей обработки деталей / Г. В. Серга, К. А. Белокур, В. А. Лебедев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2016. − №4 (189). 8-11 с.
9. Пат. № 2430825 Российская Федерация МПК В24В 31/06. Устройство для отделочно-зачистной обработки / К. А. Белокур, Г. В. Серга. Заявитель и патентообладатель Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет». - № 2009144621/02 ; заявл. 01.12.2009 ; опубл. 10.10.2011, бюл. № 28. Опубл. 10.10.2011 Бюл. № 28.
10. Серга, Г. В. Исследование физических явлений происходящих в зоне контакта чистиц сыпучих материалов при их движении в винтовых барабанах, методами теории подобия, инженерной и компьютерной графики / Г. В. Серга, Д. Г. Серый, А. Ю. Марченко // Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск, БГТУ, 2019 - № 6(79). - С. 20-29.
11. Серга, Г. В., Иванов А. Н. Технология финишной обработки кромок и удаления заусенцев в винтовых роторах // Технология финишной обработки прецензионных поверхностей и удаление заусенцев. сб. тр. 6-ой междунар. науч.-техн. конф. - Санкт-Петербург, 2000. - С. 249-256.
12. Пат. 2228252 Российская Федерация, МПК B24B31/06. Устройство для вибрационной обработки длинномерных деталей / Бабичев А. П., Бабичев И. А., Серга Г. В.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. - № 2002135225/02 ; заявл. 25.12.2002 ; опубл. 10.05.2004, Бюл. № 13. - 3 с.
13. Пат. 2185947 Российская Федерация, МПК B24B31/02. Устройство для галтовки / Иванов А. Н., Ляу А. В., Лукин И. Н., Серга Г. В ; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. - № 2000116854 ; заявл. 26.06.2000 ; опубл. 27.07.2002, Бюл. № 21. - 3 с
14. Секисов А. Н., Лебедев В. А., Аль-Обайди Луан Мохаммед Раджаб, Серга Г. В. : 2753360 Установка для отделочно-зачистной обработки деталей машин. Пат.13.08.2021. бюл. 23.
15. Серга, Г. В. Разработка конструкций устройств с большой амплитудой колебаний для отделочно-зачистной обработки деталей машин / Г. В. Серга, В. В. Иванов, В. А. Лебедев // Сборник трудов международного научного симпозиума технологов-машиностроителей и механиков «Волновые, виброволновые технологии в машиностроении, металлообработке и других отраслей», г. Ростов-на-Дону-2014, - С.344-352.
16. Блехман, И. И., Лавендел, Э. Э., Гончаревич, И. Ф. Поведение сыпучих тел под действием вибраций // Вибрации в технике. - М. : Машиностроение, 1979. - Т. 4. - 78-98 с.
17. Шишкина, А. П. Энергетические аспекты виброобработки деталей косточковыми органическими средами / А. П. Шишкина, В. А. Лебедев, М. М. Чаава // Вестник БГТУ. - №5 (58) - Брянск: БГТУ, 2017. - С.42-49.
18. Шевцов, С. Н. Компьютерное моделирование динамики гранулированных сред в вибрационных технологических машинах / С. Н. Шевцов. - Ростов н/Д : СКНЦ ВШ, 2001. - 194 с.
19. Безъязычный, В. Ф. Метод подобия в технологии машиностроения / В. Ф. Безъязычный. - М. : Машиностроение, 2012. - 317 с.
20. M Tamarkin, E. Tichshenko, Shvedova A.S. Optimization of Dynamic Surface Plastic Deformation in Machining/ Russian Engineering Research, 2018, Vol. 38, №. 9, - pp. 726-727.
