26 февраля 2016г.
Разработанные технологии восстановления геометрической точности базовых внутренних поверхностей цапф шаровых трубных мельниц предусматривают обработку этих крупногабаритных деталей без их демонтажа с агрегата [1-7]. При этом базирование деталей осуществляется по их конструкторским базам при одновременном использовании рабочих вращений агрегатов (шаровых трубных мельниц) для создания движений резания. В этом случае имеет место токарная обработка, основными характерными особенностями которой являются:
- отсутствие жѐсткой кинематической связи обрабатываемой детали с опорными (базирующими) элементами и режущим инструментом;
- базирование детали происходит по вспомогательным поверхностям, в результате чего возникает неопределенность базирования и обрабатываемая цапфа имеет определенное число степеней свободы;
- деталь не закрепляется в осевом и в радиальном направлениях, а усилие силовой фиксации создается ее массой;
- геометрия обрабатываемой поверхности изменяется в пределах каждого оборота мельничного агрегата, по мере перемещения режущего инструмента.
В соответствии с этим для выявления путей управления технологическим процессом обработки были проведены исследования влияния погрешности базирования цапфы на точность ее обработки.
Основным направлением решения этой задачи является разработка технологических методов компенсации погрешности базирования. При этом необходимо также осуществление слежения за положением детали в пространстве таким образом, чтобы при выполнении каждого оборота мельничного агрегата или прохода обеспечивалось достижение более высокой точности геометрической формы цилиндрической поверхности.
Отличительной особенностью обработки внутренней поверхности цапфы с помощью приставных станков является осуществление базирования по вспомогательным поверхностям (технологическим базам). В результате этого может проявляться копирование исходной погрешности геометрической формы и в частности отклонения от круглости Dкруг, которое одновременно может возникать в точках опоры каждого ролика Dкр1-4. При непрерывном вращении цапфы с опорой на четыре ролика имеет место совокупное влияние погрешности установки детали, формируемой одновременно четырьмя опорными роликами. Влияние подвижных опор на смещение оси вращения цапфы зависит от скорости перемещения, т.е. реагирования на изменение размера диаметра бурта цапфы мельницы.
При равенстве геометрических отклонений каждого из опорных роликов смещение оси вращения не происходит:
Dкр1 = Dкр2 = Dкр3 = Dкр4 = Dкр..
В связи с тем, что оси эллипсов переднего и заднего буртов смещены относительно друг друга, то при прохождении через опорный ролик большой или малой оси происходит смещение подвижной опоры на величину ±Δв зависимости от величины оси.
В том случае, если одна из опор (Рисунок 1), например, вторая передвинется на некоторую величину ±Δ1 , то возникший момент относительно центра О будет пытаться развернуть сферическое основание на величину:
D1 = sinaR .
Однако, величина этой погрешности снижается за счет увеличения давления в остальных трех опорах, остающихся практически неподвижными и воспринимающими основную нагрузку.
В случае отклонения размеров каждого из подвижных роликов:
Dкр1 ≠ Dкр2 ≠ Dкр3 ≠ Dкр4
смещение центра оси вращения цапфы в вертикальном D z и горизонтальном D y направлениях будет изменяться на величину разности отклонений диаметральных размеров роликов при условии одновременного совпадения отклонений в одной из координат, т.е. по осям Z или Y.
Смещение цапфы по оси Х не происходит, т.к. второй конец мельницы зафиксирован от перемещения по этой оси [8].
Для расчета возможного перемещения оси вращения в пространстве при обработке внутренних поверхностей при условии базирования цапфы шаровой мельницы на четырех подвижных опорах, необходимо учитывать следующие условия:
- определения разности размеров полуосей эллипсов буртов цапфы (вспомогательных базовых поверхностей);
- выявления разности диаметральных размеров роликов подвижных опор;
- устранения возможного одновременного совпадения одноименных отклонений размеров в одном направлении по осям Z или Y;
- расчета скорости перемещения подвижных опор.
Список литературы
1.
Пат. 67907 Российская Федерация, МПК7 В23В 45/00. Приставной сверлильный станок для сверления и растачивания отверстий в крупногабаритных фланцевых соединениях / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2007118515; заявл. 17.05.2007; опубл. 10.11 2007, Бюл. №31. – 1 с.
2. Пат. 31116 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/00. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003107122/20; заявл. 14.03.03; опубл. 20.07.03, Бюл. №20. – 1 с.
3. Пат. 31346 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/32. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003106247/20; заявл. 07.03.03; опубл. 10.08.03, Бюл. №22. – 1 с.
4. Пат. 31347 Российская Федерация, МПК7 В 23 В 5/32. Приставной станок для обработки цапф / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003106249/20; заявл. 07.03.03; опубл. 10.08.03, Бюл. №22. – 1 с.
5. Пат. 89830 Российская Федерация, МПК7 В23В5/00. Станок для обработки внутренних поверхностей цапф помольных мельниц/Т.М. Санина, Ю.А. Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2009132048/22, заявл. 25.08..2009, опубл. 20.12.2009 г. Бюл. № 35.
6. Пат. 75339 Российская Федерация,
МПК7 Станок для
обработки
цапф помольных
мельниц/
М.А. Федоренко, Ю.А. Бондаренко, Т.М. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. –
№ 2008104754/22, заявл. 07.02.2008, опубл. 10.08.2008 г. Бюл. № 22.
7.
Пат. 38657 Российская Федерация, МПК7 В23 В5/32. Станок для обработки внутренних поверхностей тел вращения большого диаметра без их демонтажа / Ю.А Бондаренко, М.А. Федоренко; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова. – № 2003136526/20; заявл. 17.12.2003; опубл. 10.07.2004, Бюл. №20. – 1 с.
8. Санина Т.М. Способ восстановления работоспособности внутренних поверхностей вращения цапф крупногабаритного промышленного оборудования в условиях эксплуатации (монография)
/ Т.М. Санина. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2011 г. – 114 с.
