UDK 621 Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
The essence of screw rotors and their techno-logical 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.
SCREW ROTOR, PROCESSING MEDIUM, FINISHING TREATMENT, SPECIFIC METAL REMOVAL, PRODUCTIVITY.
|
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. Babichev, A. P. Osnovy vibracionnoj tekhnologii / A. P. Babichev, I. A. Babichev. - 2 - e izd., pererab. i dop. - Rostov n/D : Izdatel'skij centr DGTU, 2008. - 693 s.
2. Butenko, V. I. Finishnaya obrabotka poverhnostej detalej : sposoby, ustrojstva, instrumenty / V. I. Butenko. - Rostov-na-Donu : Izdat. centr DGTU, 2016. - 219 s.
3. Burshtejn, I. E. i dr. Ob"emnaya vibracionnaya obrabotka / Burshtejn I. E., Balickij V. V., Duhovskij A. F. - M. : Mashinostroenie, 1981. - 52 s.
4. Babichev, A. P. Primenenie vibracionnyh tekhnologij na operaciyah otdelochno-zachistnoj obrabotki detalej / A. P. Babichev, P. D. Motrenko, L. K. Gillespi i dr. - Rostov n/D : Izdatel'skij centr DGTU, 2010. - 285 s.
5. Koshkin, L. N. Rotornye i rotorno-konvejernye linii. M. : Mashinostroenie, 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. - R. 156-161.
7. Serga, G. V. Povyshenie proizvoditel'nosti tekhnologicheskih sistem otdelochno-zachistnoj i uprochnyayushchej obrabotki detalej na osnove vintovyh rotorov / G. V. Serga, K. A. Belokur, V. A. Lebedev, D. YA. YAkovlev // Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya. - 2016. − №4.
8. Serga, G. V. Tekhnologicheskie osobennosti izgotovleniya vintovyh rotorov dlya otdelochno-uprochnyayushchej obrabotki detalej / G. V. Serga, K. A. Belokur, V. A. Lebedev // Sborka v mashinostroenii, priborostroenii. - 2016. − №4 (189). 8-11 s.
9. Pat. № 2430825 Rossijskaya Federaciya MPK V24V 31/06. Ustrojstvo dlya otdelochno-zachistnoj obrabotki / K. A. Belokur, G. V. Serga. Zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe uchrezhdenie vysshego professional'nogo obrazovaniya «Kubanskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet». - № 2009144621/02 ; zayavl. 01.12.2009 ; opubl. 10.10.2011, byul. № 28. Opubl. 10.10.2011 Byul. № 28.
10. Serga, G. V. Issledovanie fizicheskih yavlenij proiskhodyashchih v zone kontakta chistic sypuchih materialov pri ih dvizhenii v vintovyh barabanah, metodami teorii podobiya, inzhenernoj i komp'yuternoj grafiki / G. V. Serga, D. G. Seryj, A. YU. Marchenko // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. - Bryansk, BGTU, 2019 - № 6(79). - S. 20-29.
11. Serga, G. V., Ivanov A. N. Tekhnologiya finishnoj obrabotki kromok i udaleniya zausencev v vintovyh rotorah // Tekhnologiya finishnoj obrabotki precenzionnyh poverhnostej i udalenie zausencev. sb. tr. 6-oj mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. - Sankt-Peterburg, 2000. - S. 249-256.
12. Pat. 2228252 Rossijskaya Federaciya, MPK B24B31/06. Ustrojstvo dlya vibracionnoj obrabotki dlinnomernyh detalej / Babichev A. P., Babichev I. A., Serga G. V.; zayavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. - № 2002135225/02 ; zayavl. 25.12.2002 ; opubl. 10.05.2004, Byul. № 13. - 3 s.
13. Pat. 2185947 Rossijskaya Federaciya, MPK B24B31/02. Ustrojstvo dlya galtovki / Ivanov A. N., Lyau A. V., Lukin I. N., Serga G. V ; zayavitel' i patentoobladatel' Kubanskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. - № 2000116854 ; zayavl. 26.06.2000 ; opubl. 27.07.2002, Byul. № 21. - 3 s
14. Sekisov A. N., Lebedev V. A., Al'-Obajdi Luan Mohammed Radzhab, Serga G. V. : 2753360 Ustanovka dlya otdelochno-zachistnoj obrabotki detalej mashin. Pat.13.08.2021. byul. 23.
15. Serga, G. V. Razrabotka konstrukcij ustrojstv s bol'shoj amplitudoj kolebanij dlya otdelochno-zachistnoj obrabotki detalej mashin / G. V. Serga, V. V. Ivanov, V. A. Lebedev // Sbornik trudov mezhdunarodnogo nauchnogo simpoziuma tekhnologov-mashinostroitelej i mekhanikov «Volnovye, vibrovolnovye tekhnologii v mashinostroenii, metalloobrabotke i drugih otraslej», g. Rostov-na-Donu-2014, - S.344-352.
16. Blekhman, I. I., Lavendel, E. E., Goncharevich, I. F. Povedenie sypuchih tel pod dejstviem vibracij // Vibracii v tekhnike. - M. : Mashinostroenie, 1979. - T. 4. - 78-98 s.
17. SHishkina, A. P. Energeticheskie aspekty vibroobrabotki detalej kostochkovymi organicheskimi sredami / A. P. SHishkina, V. A. Lebedev, M. M. CHaava // Vestnik BGTU. - №5 (58) - Bryansk: BGTU, 2017. - S.42-49.
18. SHevcov, S. N. Komp'yuternoe modelirovanie dinamiki granulirovannyh sred v vibracionnyh tekhnologicheskih mashinah / S. N. SHevcov. - Rostov n/D : SKNC VSH, 2001. - 194 s.
19. Bez"yazychnyj, V. F. Metod podobiya v tekhnologii mashinostroeniya / V. F. Bez"yazychnyj. - M. : Mashinostroenie, 2012. - 317 s.
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.
