Чернишев Євген Олександрович. Підвищення ефективності виготовлення стержневих виробів із головкою на базі технологічних роторних машин

Краткое описание

Чернишев Євген Олександрович. Підвищення ефективності виготовлення стержневих виробів із головкою на базі технологічних роторних машин : Дис... канд. наук: 05.02.08 2008

Чернишев Є.О.Підвищення ефективності виготовлення стержневих виробів із головкою на базі технологічних роторних машин. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 Технологія машинобудування. ДВНЗ «Донецький національний технічний університет», м. Донецьк, 2007 р.
Дисертація присвячена підвищенню ефективності виготовлення стержневих виробів із головкою через застосування технологічних роторних машин для висадження головки. Запропоновано нову схему обробки на роторних машинах із кінематикою відносної регулярної прецесії, причому пуансон має можливість самоустановлення під час висадження. Це скасовує спеціальний механізм робочого ходу, тому що висадження головки здійснюється простим транспортуванням пуансона по окружності, нахиленої під невеликим кутом.
Експериментально підтверджено, що параметри точності висадженої головки менші максимально припустимих мінімум у 2 рази.
Розроблено математичну модель динамічних процесів, що відбуваються у технологічному роторі для висадження. Встановлено узагальнений конструктивний і технологічний параметр коефіцієнт перекриття ротора, що визначає динаміку машини. Амплітуди крутильних коливань ротора мінімальні, коли коефіцієнт перекриття ротора дорівнює цілому числу. Визначені в загальному виді раціональні конструктивні параметри роторних машин за критерієм мінімуму амплітуд крутильних коливань.

Дисертація присвячена рішенню актуальної науково-практичної задачі, що полягає у підвищенні ефективності виготовлення стержневих виробів із головкою через застосування технологічних роторних машин. Результатом роботи є наукові та методичні положення щодо проектування роторних машин для висадження.
Висновки та результати роботи сформульовані в наступних положеннях:
1. Запропоновано нову схему обробки з кінематикою відносної регулярної прецесії, що скасувала спеціальний механізм робочого ходу й спростила конструкцію роторної машини. Розроблено універсальну кінематичну модель ТВ, що дозволяє генерувати різні варіанти кінематики, серед яких можуть бути й потенційні схеми обробки.
2. Експериментально встановлено, що найбільш раціональним є конструктивний варіант із самоустановленням пуансона під час обробки, а параметри точності слабко залежать від кута нутації і визначаються в основному вильотом заготовки. Середні значення параметрів точності мінімум у 2 рази менше ніж максимально припустимі, що передбачені стандартом.
3. Експериментально показано, що допуск на довжину й виліт заготовки (технологічний розмір) може бути не менше 4/9 її діаметра при забезпеченні точності обробки.
4. Створено математичну модель функціонування технологічного ротора для висадження головок стержневих виробів, що зв'язує технологічні показники (продуктивність, середнє число заготовок, що одночасно обробляються), конструктивні параметри (радіус ротора, число позицій, кут нутації) і динамічні характеристики (амплітуди крутильних коливань).
5. Встановлено, що узагальненим конструктивним параметром ротора, що визначає динаміку машини, є коефіцієнт перекриття. Вплив кожного конструктивного параметра на амплітуди крутильних коливань виявляється опосереднено, через коефіцієнт перекриття. Крім того, коефіцієнт перекриття є циклічною змінною (тому що амплітуди мають періодичну залежність від нього) і чисельно дорівнює коефіцієнту продуктивності. Амплітуди крутильних коливань ротора мають локальні мінімуми, коли.
6. Отримано критерії вибору раціональних конструктивних параметрів ротора з точки зору зведення амплітуд крутильних коливань до мінімуму. Номінальний коефіцієнт перекриття повинен бути в межахвід цілого числа, а радіус ротора повинен бути якомога меншим.
7. Амплітуди крутильних коливань ротора обернено пропорційні квадрату продуктивностіу у разі заданих конструктивних параметрів і відношенні частот. Параметри ротора слабко впливають на потужність у разі постійної продуктивності.
8. Запропоновано кількісні показники нелінійності і параметричних властивостей ротора як нелінійної динамічної системи і визначено їхній зв'язок із коефіцієнтом перекриття. Показано, що нелінійні властивості мають екстремуми, коли коефіцієнт перекриття кратний 1/2, а параметричні властивості у разіліворуч помітно зменшуються, після чого змінюються слабко в межах вузької області, що свідчить про вплив на амплітуди крутильних коливань ротора як нелінійності, так і «параметричності». Встановлено також, що в роторних машинах можливий параметричний резонанс.
9. Зі збільшеннямдопуск на виліт і довжину заготовки необхідно зменшувати, щоб потрапити в область припустимих значень(від цілого числа) за критерієм мінімуму амплітуд крутильних коливань ротора.
10. Розроблено загальний алгоритм синтезу і рекомендації до проектування роторних машин для виготовлення стержневих виробів із головкою, що прийняті до впровадження в Донецькому проектно-конструкторському технологічному інституті, на ЗАТ «Артемівський машинобудівний завод «ВІСТЕК» і Сніжнянському машинобудівному заводі ВАТ «Мотор Січ». Встановлено, що використання технологічних роторних машин для висадження головки й редуціювання стержня дозволить підвищити продуктивність виготовлення деталей типу вісь у 1,5...2 рази порівняно з обробкою на пресах. Очікуваний річний економічний ефект, за даними Снежнянського заводу, складає 100 тис. грн.