Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка технологии и встраиваемого станка модульного типа для обработки поверхностей катания крупногабаритных деталей без их демонтажа

Диссертация: Разработка технологии и встраиваемого станка модульного типа для обработки поверхностей катания крупногабаритных деталей без их демонтажа
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Исследования показали, что обеспечить наибольшую точность обработки роликов можно с использованием оборудования, имеющего достаточную статическую и динамическую жесткость. Как правило, встраиваемые станки большой жесткости содержат в своей конструкции раму, увеличивающую массу станка. Известно также, что от массы станка напрямую зависит вспомогательное время обработки, включающее время наладки… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Обзор литературы и постановка задач исследования
    • 1. 1. Технологические требования и условия работы бандажей и роликов цементных печей
    • 1. 2. Технология и оборудование для ремонта крупногабаритных деталей 13 1.3.Обоснование использования модульного принципа при конструировании встраиваемого оборудования
    • 1. 4. Исследование способов обеспечения точности формы цилиндрических деталей в процессе их механической обработки
    • 1. 5. Исследование вопроса влияния жесткости встраиваемого станка на точность механической обработки бандажей и роликов
    • 1. 6. Анализ конструкции встраиваемого станка
    • 1. 7. Постановка цели и задач исследований
  • Глава 2. Разработка теоретических основ для создания технологии и оборудования для ремонта
    • 2. 1. Разработка концепции проектирования встраиваемого станка модульной конструкции
    • 2. 2. Математическая модель базирования станка относительно обрабатываемой крупногабаритной детали
    • 2. 3. Оценка погрешности установки мобильного станка при обработке деталей на основе полученной модели
    • 2. 4. Исследование влияния схемы установки встраиваемого станка относительно обрабатываемого бандажа на его точность
    • 2. 5. Разработка концепции конструкции модуля следящего суппорта для формирования круговой образующей крупногабаритной детали
    • 2. 6. Динамическая настройка следящего суппорта для формирования круговой образующей детали
  • Глава 3. Экспериментальное исследование следящего суппорта
    • 3. 1. Постановка целей экспериментов
    • 3. 2. Описание образца следящего суппорта
    • 3. 3. Обоснование модели бандажа
    • 3. 4. Описание экспериментов
      • 3. 4. 1. Подготовка экспериментов
      • 3. 4. 2. Обработка диска произвольного профиля
      • 3. 4. 3. Обработка диска с эксцентриситетом
      • 3. 4. 4. Обработка диска с единичным выступом
      • 3. 4. 5. Ремонт диска, установленного с эксцентриситетом
    • 3. 5. Результаты экспериментов и их приведение к реальным масштабам
  • Глава 4. Модернизация технологии и оборудования для ремонта крупногабаритных деталей и их экспериментальное и экономическое обоснование
    • 4. 1. Метод конечных элементов как инструмент исследования жесткости
    • 4. 2. Разработка и исследование трехмерной модели встраиваемого станка модульной конструкции
    • 4. 3. Разработка рекомендаций для создания новой технологии ремонта поверхностей катания деталей
    • 4. 4. Экономическая эффективность новой технологии и оборудования
  • Основные результаты работы и
  • выводы

Разработка технологии и встраиваемого станка модульного типа для обработки поверхностей катания крупногабаритных деталей без их демонтажа (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы. Вопросы эксплуатации и технологии ремонта крупногабаритных узлов и деталей не теряют своей актуальности. Одним из направлений, требующих развития технологии ремонта крупногабаритных тел вращения является технология восстановления работоспособности деталей опорных узлов вращающихся обжиговых печей. Наиболее важной задачей является восстановление точности формы бандажей и роликов опорных узлов. Это необходимо для повышения долговечности узлов, износостойкости контактных поверхностей и повышения экономической эффективности обжиговой печи в целом.

Цементная печь — дорогостоящий и крупногабаритный агрегат, его запуск трудоемок и ресурсоемок. Поэтому выход печи из строя обычно приводит к значительным убыткам.

Наименее долговечной и наиболее ответственной частью цементной печи являются ее опорные узлы, которые в результате действия избыточных нагрузок и наличия первоначальных дефектов приводят к отклонениям в работе цементной печи от номинальных режимов, вплоть до ее остановки для выполнения ремонтных работ. При этом стоимость ремонта опорных узлов может быть соизмеримой со стоимостью новых опорных узлов.

Практика ремонта бандажей и роликов цементных печей, основанная на разработках ученых БГТУ им. В. Г. Шухова, показала, что потери предприятий от простоя печей могут быть значительно снижены, если в процессе работы печи осуществлять плановый ремонт поверхностей катания бандажей и роликов цементных печей с помощью мобильных технологий.

Технология ремонта бандажей и роликов с использованием мобильного оборудования и технологий нашла широкое распространение на предприятиях цементной промышленности. Разработано и испытано около десятка различных конструкций станков.

Исследования технологии и мобильных станков выявили как положительные их качества, так и слабые стороны, что требует проведения работ по систематизации и усовершенствованию теоретических принципов и практических приемов. Выявленные недостатки связаны в основном с трудностью базирования станков, их наладки, измерения обработки, жесткостью станков. Их решение открывает новые возможности повышения точности и производительности обработки крупногабаритных тел вращения.

Исследования показали, что обеспечить наибольшую точность обработки роликов можно с использованием оборудования, имеющего достаточную статическую и динамическую жесткость. Как правило, встраиваемые станки большой жесткости содержат в своей конструкции раму, увеличивающую массу станка. Известно также, что от массы станка напрямую зависит вспомогательное время обработки, включающее время наладки станка. То есть увеличение массы станка ведет к снижению производительности механической обработки. Отсюда следует, что необходимо разработать комплект оборудования, различных типоразмеров и массы в соответствии с габаритами ремонтируемого узла и конкретными условиями обработки.

Наиболее распространенные на сегодняшний день встраиваемые станки для бездемонтажной обработки бандажей и роликов не имеют в своем составе привода поперечных подач, а лишь привод продольных подач. При этом требуется правильно сориентировать направление подачи относительно бандажа, не имеющего стационарной оси вращения в процессе ремонта, что представляет определенные трудности. Следовательно, в технологическое оборудование для ремонта бандажей требуется ввести модуль, отвечающий за адаптивное управление процессом обработки с целью компенсации неопределенности базирования бандажа.

В связи с этим был сделан вывод о необходимости совершенствования технологии ремонта введением принципов управляемого резания при бездемонтажной обработке, а также необходимости разработки нового мобилыюго оборудования, построенного по модульному принципу, для возможности осуществления новой технологии.

Цель работы: совершенствование технологии ремонта крупногабаритных тел вращения для обеспечения необходимой точности и повышения производительности токарной обработки крупногабаритных деталей.

Задачи работы:

1. Провести анализ существующих технологий ремонта бандажей и роликов цементных печей и мобильного оборудования для выявления основных технологических составляющих, влияющих на точность механической обработки бандажей и роликов.

2. Теоретически обосновать основные положения наладки станка для получения нужной формы крупногабаритного тела вращения и на их основании сформулировать принципы новой мобильной технологии.

3. Разработать новую концепцию конструирования мобильного оборудования для обработки бандажей и роликов, основанную на принципах модульности и управляемого резания.

4. Разработать конструкцию мобильного станка, отвечающего новой концепции и исследовать показатели работоспособности и точность нового оборудования.

5. Разработать рекомендации для реализации новой технологии восстановления поверхностей катания бандажей и роликов.

Объекты исследований: технология и оборудование для ремонта бандажей и роликов печей, точность оборудования, разработанного на основании новой концепции, технология настройки оборудования для получения требуемой точности обработки.

10. Разработанная концепция конструирования модуля, обеспечивающего управляемую механическую обработку поверхности катания крупногабаритной детали.

Автор защищает следующие основные положения:

— теоретические положения способа наладки встраиваемого станка, сокращающего вспомогательное время восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей;

— новую концепцию конструкции встраиваемых станков, основанную на модульном принципе, обеспечивающих возможность механической обработки крупногабаритных деталей с более производительными режимами;

— соотношения, позволяющие устранить погрешность станка, используя меньшее количество рабочих приемов;

— новая концепция конструирования модуля, обеспечивающего управляемую механическую обработку поверхности катания крупногабаритной детали;

— рекомендации по выбору конструкции мобильного станка, удовлетворяющей требованиям точности механической обработки крупногабаритной детали;

— вариант новой технологии восстановления работоспособности рабочих поверхностей крупногабаритных деталей;

Практическая ценность работы: разработана новая технология и новая концепция конструирования мобильного оборудования, предложены новые конструкции отдельных модулей встраиваемого станка, разработан способ наладки станка, сокращающий время ремонта.

Внедрение результатов работы: результаты работы апробированы и внедряются в производство на ЗАО «Белгородский цемент».

Публикации: По теме опубликовано 8 научных работ. Среди них 2 в центральных и 3 в зарубежных изданиях.

Получен патент Российской Федерации 58 420 U1 на полезную модель «Следящий суппорт» B23Q 1/76 2006.01 (Заявка № 2 006 120 063/22 дата подачи — 07.06.2006, дата начала отсчета срока действия патента — 07.06.2006) (Приложение 7).

Автор выражает признательность научному консультанту, кандидату технических наук, доценту Бондаренко В.Н.

Апробация работы: результаты работы доложены на международных конференциях в БГТУ им. В. Г. Шухова (2003.2006 г.), в Жешувском политехническом университете (г. Жешув, Республика Польша, 2006 г.), на заседаниях кафедры технологии машиностроения БГТУ им. В. Г. Шухова (2006 г.).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработаны основные положения новой мобильной технологии восстановления работоспособности поверхностей катания крупногабаритных деталей без остановки производственного процесса.

2. Разработана новая концепция конструирования модульного оборудования для ремонта крупногабаритных деталей.

3. Разработана модель базирования встраиваемого станка относительно обрабатываемой детали и получены зависимости, позволяющие скорректировать положение станка.

4. Предложена концепция устройства следящего суппорта ~ адаптивного модуля для механической обработки деталей, не имеющих стационарной оси вращения.

5. Получена номограмма, позволяющая выбрать оптимальное соотношения подачи и глубины резания для безвибрационной обработки с помощью следящего суппорта.

6. Произведены экспериментальные исследования следящего суппорта, которые подтвердили работоспособность модуля следящего суппорта.

7. Получены результаты исследований жесткости встраиваемого станка, сконструированного на основе новой концепции, показавшие, что при использовании рамной конструкции встраиваемого станка обработку крупногабаритных деталей можно вести с большей производительностью без потерь в точности.

8. Экспериментально доказана возможность обеспечения заданной точности механической обработки бандажей и роликов с использованием набора различных модулей,.

9. Экономический расчет показал высокую экономическую эффективность новой технологии и оборудования, разработанного на основании новой концепции конструирования.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.С. № 1 567 327 СССР МКИ 5 В 23 В 5/32 Устройство для обработки бандажей вращающихся печей / Н. А. Пелипенко, И. В. Шрубченко, В. Н. Бондаренко, А. А. Погонин, Белгор. технол. ин-т стр. матер. 4 387 054/31−08 -Заявл. 01.03.88- Опубл. 30.05.90 Бюл. № 20 — С. 47.
  2. , В.М., Кацев П. Г. Испытания режущего инструмента на стойкость. М.: Машиностроение, 1985. — 136 с.
  3. , Ф.Г. Ремонт оборудования цементных заводов. Изд 2-е перераб. М.: Госстройиздат, -1958.
  4. , Ф.Г., Нивижский, О.А. Механическое оборудование цементных заводов: Учебник для техникумов. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. — 318 с.
  5. , Ф.Г., Якубович Б. И. Эксплуатация, ремонт и монтаж оборудования заводов строительных материалов. М.: Стройиздат, 1964. — 236 с.
  6. И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986.
  7. , Ю.А. О Методике восстановления рабочих цилиндрических поверхностей вращающихся деталей, базирующихся двумя эллипсами на четыре ролика / Ю. А. Бондаренко, М. А. Федоренко, А. Н. Рубцов // Сборник трудов. М.: ВНИИЭСМ, 1990. С.10−14.
  8. , Ю.А. Об исследовании податливости узла передвижного станка для обработки цапф трубных мельниц / Ю. А Бондаренко, А. А. Погонин // Информационно-аналитический бюллетень. М.: Издательство МГГУ, 2003. — № 1. — С. 69−70.
  9. В.Н. Комплексный подход к ремонтной обработке поверхностей катания цементных печей / В. Н. Бондаренко, А. А. Кудеников, М. В. Куденикова // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2005. — № 11 — С. 274−277.
  10. В.Н. Методика определения формы и размеров крупногабаритного тела вращения на примере бандажа / Бондаренко В. Н., Кочетков
  11. A.И., Ситников А. Б. // Промышленность строительных материалов. Серия 1. Цементная промышленность. М., 2000. Вып. 1−2. (ВНИИЭСМ), С.13−19.
  12. В.Н. Некоторые особенности мобильных систем формообразования поверхностей вращения в процессе восстановительной обработки / В. Н. Бондаренко, С. Н. Санин // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2003.- № 7-С.11−14.
  13. В.Н. О динамическом отображения процесса токарной обработки бандажей цементных печей встраиваемым станочным модулем /
  14. B.Н. Бондаренко, И. И. Голдобин, Д. Б. Козин, В. В. Трусов // Математическое моделирование технологических процессов в производстве строительных материалов и конструкций. Сб. науч. тр. Белгород: БелГТАСМ.- 1998. С. 150−157.
  15. В.Н., Голдобин И. И. Об учете нелинейности в математической модели встраиваемого станка для обработки бандажей цементных печей: Сб. науч. трудов. / Компьютерное моделирование: Белгород: Изд-во БелГТАСМ. — 1998. — С.273−286.
  16. В.Н., Ситников А. Б., Шрубченко И. В. Вопросы технической диагностики вращающихся печей: Труды междунар. научно-техн. конференции к 20-летию Старооскольского филиала МИСиС. Старый Оскол: Изд-во МИСиС. — 1999. — 4.2. — С.25−27.
  17. В.Г. Разработка технологии и оборудования механической обработки прецизионных отверстий фланцевых соединений крупногабаритного оборудования: автореф. дис. канд. техн. наук. Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2005.
  18. ГОСТ 14 273–69 Опоры роликовые вращающихся печей- Введ. с 01.01.69. -М.: 1969.-4с.
  19. Д.А., Турбина Е. С. Вычисления в MathCAD 12. СПб.: Питер, 2006. — 544 с.
  20. А.А. Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специальностей вузов / А. А. Гусев, Е.Р. Ко-вальчук, И. М. Колесов и др. М.: Машиностроение, 1986. — 480 с.
  21. Н.Е. Эксплуатация, ремонт и испытания оборудования предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа, 1979.
  22. , Н.Е., Сапожников М. Я. Ремонт и монтаж оборудования заводов строительных материалов. М.: Стройиздат, 1967.-384 с.
  23. М. Е. Дементьев В.И., Дмитриев B.JI. Технология машиностроения— М.: Высшая школа, 1976. 534 е., ил.
  24. О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975.
  25. Исследование и разработка технологии обработки бандажей динамическим самоустанавливающимся суппортом: Отчет о НИР заключительный / БГТУ им. В.Г. Шухова- Руководитель И. В. Шрубченко. Белгород, 2003.- 19 с.
  26. Каталог унифицированных запасных частей к цементному оборудованию. Мельницы трубные 2−3,2 м. Р 61.00.000. Тольятти. ВНИИЦЕММАШ, 1970.
  27. Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. — 376 е., ил.
  28. Г. И. Методы вычислительной математики. М.: Наука, 1980.
  29. А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1985.-496 с.
  30. Металлорежущие станки / Н. С. Колев, Л. В. Красничеснко, Н. С. Никулин и др.- под ред. В. К. Тепинкичиева. М.: Машиностроение, 1973,472 е., ил.
  31. Д., Де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. М.: Мир, 1981.
  32. М.Л. Динамика станков: Учебное пособие для вузов Киев: Вища школа, 1980. — 256 с.
  33. Пат. 56 259 Российская Федерация, на полезную модель. Кл. В23 В 5/00. Станок для обработки бандажей и роликов / Бондаренко В. Н., Кудеников А. А., Куденикова М. В., Архипова Н. А. // Опубл. 06.03.06.
  34. Н.А. Применение передвижных модулей при модернизации и восстановлении работоспособности оборудования в цементной промышленности // Ремонт и эксплуатация оборудования. Серия 15 М., 1987. -(ВНИИЭСМ).
  35. Н.А. Состояние и перспективы применения нестационарных станков в машиностроении // Технология и оборудование обработки металлов резанием. Серия 7 М., 1988. — (ВНИИТЭМР).
  36. Н.А. Технология машиностроения: Учебное пособие Белгород: изд — во БТИСМ, 1991. — 165 с.
  37. Пелипенко Н. А, Точное изготовление крупногабаритных деталей с помощью передвижных станочных модулей // Ремонт и эксплуатация оборудования. Серия 15-М., 1988. (ВНИИЭСМ).
  38. А.А. К вопросу исследования жесткости встраиваемых станков для обработки крупногабаритных тел вращения. / А. А. Погонин, В. Н. Бондаренко, С. Н. Санин // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2005. — № 11 -С.376−379.
  39. А.А. Концепция проектирования встраиваемых станочных модулей для мобильной технологии восстановления / А. А. Погонин, И. В. Шрубчепко // Горные машины и автоматика. 2004. — № 7 — С.37−39.
  40. А.А. Особенности ремонтно-восстановительной обработки бандажей и роликов технологических барабанов / А. А. Погонин, В. Н. Бондаренко, С. Н. Санин // Химическая техника. 2004. — № 11. — С. 30−32.
  41. А.А. Ремонтно-восстановительная обработка поверхностей катания опорных узлов цементных печей мобильными станками / А. А. Погонин, В. Н. Бондаренко, С. Н. Санин, А. Г. Схиртладзе // Ремонт, восстановление, модернизация. 2005. -№ 1. — С. 13−16.
  42. А.А., Бондаренко Ю. А. Передвижной станок для обработки поверхностей цапф шаровых трубных мельниц: Тез. докл. Всесоюзной конференции Белгород: БТИСМ, 1989. — Часть 7.
  43. А.А., Горбатенко А. Н. К вопросу определения жесткости встраиваемого станка для обработки бандажей и роликов цементных печей // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2003. — № 7 — С. 49−50.
  44. А.А., Пелипенко Н. А. Рязанов В.И. Приставной станок для обработки крупногабаритных вращающихся деталей. Информационный листок № 229−87 ЦНГИ Белгород, 1987.
  45. А.А., Рязанов В. И. Некоторые особенности ресурсосберегающей технологии при ремонтной обработке бандажей и опорных роликов вращающихся печей: Тез. докл. научно-практической конференции. Липецк, 1987.
  46. Проектирование и расчет металлорежущих станков на ЭВМ: Учебное пособие для вузов / О. В. Таратынов, О. И. Аверьянов, В. В. Клепиков, Е. М. Королева и др. Под ред. О. В. Таратынова, Ю.П., Тарамыкина. М.: МГИУ, 2002.-384 с.
  47. Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1988.
  48. В.И. Исследование и разработка способов токарной обработки деталей вращающихся на двух опорных роликах: Автореф. дис. канд. техн. наук. Белгород: БТИСМ, 1989.
  49. С.Н. Оценка погрешности установки мобильного станка при восстановительной обработке бандажей и опорных роликов цементной печи: сб. студ. докл. Международного конгресса. Белгород: изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2003. — Часть 3. — 262с., стр. 91 -94.
  50. М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций М.: Высшая школа, 1971.
  51. О. А. Влияние силовых смещений корпусных деталей на точность станков: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 2004.
  52. О. А. Наложение взаимосвязей на параметры при оптимизации конструкций: Сб. трудов 2-ой международной конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GmbH. М., 2002. — С. 335−337.
  53. О. А. Оптимизация формы корпусных деталей металлорежущих станков с помощью программы ANSYS: Сб. трудов 1-ой международной конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GmbH. М., 2002. — С. 265−268.
  54. О. А. Расчет силовых смещений корпуса шпиндельной бабки токарного станка с помощью программы DesignSpace: Сб. трудов 1-ой международной конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GmbH. М., 2002. — С. 269−274.
  55. С.Г. О механическом оборудовании предприятий строительной индустрии. М.: Машиностроение, 1971. — 204 е.
  56. Технология машиностроения. Часть 2. Технология изготовления типовых деталей машин: Учеб. Пособие / И. В. Шрубченко, J1.B. Лебедев, А.А. По-гонин, Т. А. Дуюн. Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2006. — 188 с.
  57. Р.Н. Определение формы поверхностей крупногабаритных деталей, имеющих бесцентровую схему базирования / Р. Н. Ушаков, А.А. По-гонин, И. В. Шрубченко // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2005. — № 11 -С.421−423.
  58. М.А. Восстановление работоспособности цапф трубных мельниц / М. А. Федоренко, Ю. А. Бондаренко, А. Н. Рубцов, А. А. Погонин // Промышленность строительных материалов. Серия 1. Цементная промышленность. М., 1990. Вып. 7 (ВНИИЭСМ).
  59. А.О. Метод конечных элементов. Основы практического применения // Инженерный журнал. 2003. — № 10.
  60. И.В. Обработка поверхностей качения опорных роликов для вращающихся печей / И. В. Шрубченко // СТИН. — 2004. № 3 — С. 39.
  61. И.В. О периодичности обработки поверхностей качения бандажей и роликов вращающихся цементных печей/ И. В. Шрубченко // Промышленность строительных материалов. Серия 1. Цементная промышленность. М., 2003 — Вып. 1−2 (ВНИИЭСМ), С. 16−20.
  62. И.В. Специальный адаптивный станок для обработки бандажей вращающихся печей // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2003. — № 7 -С. 80−81.
  63. И.В. Способы обработки поверхностей качения опор технологических барабанов с использованием мобильных технологий и оборудования: монография / И. В. Шрубченко. Белгород: Изд-во БГТУ, 2006. -284 с.
  64. И.В. Токарная обработка бандажей и роликов на специальном переносном встраиваемом станке / Обзорная информация. Сер. 15: Ремонт, эксплуатация и защита от коррозии оборудования и строительных конструкций (ВНИИЭСМ). М., 1990. — С.30−33.
  65. И.В. Токарная обработка крупногабаритных деталей специальными переносными станками // СТИН. 2004. — № 1 — С. 34−35.
  66. Pogonin А.А. Problemy remontu powierzehni tocznych wielkogabarytowych czesci opor piecow cementowych / A.A. Pogonin, W.N. Bondarenko, S.N.Sanin // Technika i Technologia montazu maszyn. 2004. — S. 119−123.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!