Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гидродинамика лопаточных машин и общая механика [сб. ст

.].pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
5.18 Mб
Скачать

ОБ ОДіШ йа НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

И.А.Чечета

Как в авиационной, так к в других передовых отраслях мапчино - отроения «шроко приааняютоя высокопрочные металлы и силазш, явля - вщаеся в технологической отношонии труднодафориируешии. Ото одна ■вз причин применения в производстве уникального по силовым пара - ветра« кузвѳчно-преосового оборудования. В числе такого оборудова-

явк

особое

место ваннмают машины высокое короетио го деформирования,

у которых

ускорение

подвкгным^частіаі оообщаетоа аа счет воздуха

к м

азота,

сжатого

в рабочей камере до 65-150 кГ /сн '.

 

 

По сравнению о обычжчмн молотами отн машины обладают повышен­

ной

ввергоомкоотыо,

Так, с учетом сведений, -представленіи« в

рабо­

тах

[ і ,2 ]

, видно,

что сродное отношение кинетической энергии

к

»еоу выоокозкороотной машины составляет около 1,0’кГм/кг, а то вре­ мя, как у обычных молотов всох-типоь это отношение находится в ди­ апазоне 0,1 - 0,4 кГм/кг.

Попытка дааьвейжего повышения оноргоемкостн высокоскоростных машин со сжатием рабочего газа компрессорным и установками система­ тически сопровождались тщательным анализом оснолшх параметров при­ вода манины. В частности установлено, что для высокоскоростных мо - лотов тина М7352 (ЭНЯКМАИ) дальнейшее иаравшяание запаса энергии

возможно только

за счет повышения давления

в рабочей камере [ 3 ] „

В свою очередь,

поаы-лдке давления н камере

jiuoer зцолно четкий

предел экономичеоюй пелесообрагности. Этот предел находится в ди­

апазоне давлений

250 - Et 0 кГ/см^

[ й ] ,.

 

Поиск путей повышения эвергоемкоств высокоскоростных машин

ведет также, изучая энергетические

возможности приводов, основан -

них

на сжигании

топливных смесей С бепзо-воздувкых, газо-воздуш -

ных,

гаэокислородішх и т .п ,) . Интерес к отіш приводам обусловлен

тем, что сравнительно

невысокое

пачальпое давление

топливной смеси

(20 -

НО кГ/см2) после

сжигания

резко повышается ( в 5-7 раз в

 

зависимости

от ряда параметров,

обусловливающих процесо горенир).

В результате

оборудование, имеющее привод со сжиганием газовой

 

омеои,

оказывается более компактным и имеет повышенную энергоем

-

кость,

ТВк,

газовая машина ВГК-20ІІ (ХАИ)

с запасом

энергии

6300

кГц

[ 5 ] характеризуется осноиениеѵ

знергии

к весу 1,27

кГм/кг,

что

 

\

- ГОГ -

свидетельствует о заметном снижении энергетического балласта у ' этих машин но сравнению с высокоскоростными машинами, работающими на скатом азоте. Кроме того, машины, вішргопрнвод которых ориент­ ирован на сжигание газовой смеси, имеют более в.рокиѲ диапазон ре­ гулирования энергии. В качестве примера на рисД показано изме - иение скорости соударения ( О ) и эффективной ечергин ( Е ) в зависимости от давления в рабочей камере для разработанной в Воронѳяском политехническом институте газовой машины и выоокооко -

роотнпго молота

NEK-8. (ВНР)

о приводом на основе оватого азота

[ б ]. Машины имеют одннаковнй

вес ыьтаекшх частей.

В то ке время запас энергии машин с приводом на основе горе­

ния газовой смеси

исчерпывается,

о одной

оторонн,

энергетической

возможностью самого заряда, а с

другой -

пределом

целесообразно­

сти предварительного сжатия газовой смеси. Следовательно, если избирать путь химического превращения экерговосителя непосредствен­ но в рабочей каиерѳ привода, то дальнейшее повышение эффективно.- сти оилового технологического Оборудования может быть обеспечено выбором такого энергоносителя, который отличался бы образованием в соответствующих условиях очень большого количества газообразных Продуктов при незначительном давлении подачи энергоноонтсля в ра­ бочую намеру привода.

Ив воех энергоносителей, ранее опробованных для привода метал­ лообрабатывающего оборудования, этим уоловиям наиболее полно отве­ чает порох. Однако из-за ряда недостатков эксплуатационного харак­ тера машине с пороховым приводом не нашли широкого практического применения. Внимательное изучение свойств других веществ о учетом опыта техники реактивного движения [7 ,8 ] показывает, что целый., ряд химических онстем со свойственной им в определенных условиях реакцией окисления может в рабочей камере энергопривода обеспечить

любое

наперед

заданное давление, легко согласуясь с

экономической

целесообразностью. При атом появляются условия для

регулирования

запаса

энергии

в очень широком диапазоне, а подача

в рабочую каме­

ру необходимой дозы энергоносителѣ может не требовать специальной компрессорной установки, которая обеспечивала бы давление свыше 3-5 кГ/оы2

В качестве примера в числе высокоэффективных химических ои стеы можно назвать топлива, состоящие из одной жидкости, из двух жидкостей (неопморѳагирующих и самореагирующих), ив одной жидкооти и одного твердого вещества, а также твердые вещеатва. Среди них в числе окислителей могут быть жидкий кислород, перепись воде-

320

ПнеВмо- и газагидравлические

м аш ины .

/од

М аш ины со

50

сж и га н и ем

30

газ. смеси.

М ашины Зыса- 5 козффентибных 3 то п л и ё

О

P ue . 1.

Предел экономической

целесообразности лод- ж а т и р а зо та (Воздуха) сущестбу/ощими компрес­

сорными установкам и

Предел цечепоѵЗраз- н ости преддаритель-

.. ,.,у. j, ново

с ж а ти я горю -

\ / '

z a io $ °& с м е с и

 

Предел

 

прочности

 

конструкции

320 50Л,

КГ

Rь с м *

Рис.2.

- юз -

•роди, азотная кислота и др ., а в числе горючего - эфиры, айкни, спирты и др.

Отсутствие необходимости иметь высокое давление подачи топ­ ливного заряда в рабочую каперу привода является серьезной пред - посылкой к дальнейшему опижонив энергетического балласта техно - логического оборудования и к повышению удельной энергоемкости.

С учетом сказашюГо на рас .2 представлено соотношение ыекду начальным давлением С Рн ) И максимальным давлением С Po J в рабочей камере в зависимости от типа применяемого энергопривода.

Машины, привод которых ориентирован на меньшее значение Рн характеризуется большей энергоемкости), а степень повышения дав

дѳиия

Л

, необходимая для расширения диапазона эффективной

енергин

до

значений, предопределяемых

прочностью конструкции,

обеспечивается химическими свойствами

топлива, регулированием ве­

личины заряда и принятым способом подачи заряда в рабочую камеру привода.

ЛИТЕРАТУР».

1.Совершенствование кузнечно-штамповочного производства. Под редакцией В.U.Камнем и К.П.Богоявленского. "Машиностроение",

Л., 1971.

2. GiLlemot Laszlo. Die Tecimoloyie der Hochgeschwindikeits Umformung. Osteur.-îtatur-WLS. und Techp,, I97i, 15, N2,iû3-ii8.

8. Солдатов П.М. Теоретический расчет энергетических параметров высокоскоростного беошаботнего молота. Труды Горы;.политехи, ип-та, т.ХХУТ, вып.ІЗ, Горький, Ю70.

Л. Гидравлические прессы. Сб.пох, редакцией ина.Б .і!.Васильева, "Машішостроеиие"', М. ,1%6.

5. Астафьев Л.Я. и др. Исследование янергопрцвода импульсной ма_шины для раскроя холодного металла. Сб."Обработка металла давлением в машиностроеніи)",вып.7, Харьков,Т97Г.

6. GiLlenlot L., lio rz a l ІЗ., GiÜem ot^ Я- Highspeed Impact design.

„A ct? techn. Acrid. - Scient, hung.“, 1969, 64, N 3-4, 259-265.

7.Паушкин П.М. Химические свойства реактивных топлив.U .,1958;■

В.Мелькумов Т.М, и др. Ракетные двигатели,"Машиностроение",М.,І9б£і

ОБРАЗОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ РЕЗЬБ РОТЛНИОННІШ

ВЫДАВЛИВАНИЕМ НА ДЕТАЛЯХ ТИНА "ПОЛЫЙ Ц'.у.ТНДГ"

 

Н.М.Бородин, В.Б.Бочаров

!

 

 

Ефреиоз Д.Ні

 

 

Существует несколько способов образования внутренних рязьб:

 

метчиками, фрезами, токарной обработкой, накатка

профильными на

- .

катнкквми, получение резьб в процессе литья.

Воем

этим способам

ха­

рактерны свои преимущества и недостатки. Так,

например, резание

по­

рождает концентраторы напряжений, перерезаются волокна заготовки (р и о .і). Кроме того, производительность способа мала, особенно при образовании резьб в деталях больших размеров из жаропрочных нержа­ веющих сталей, характеризующихся повышенной вязкостью и склонно - отыо к наклепу. Это в свою очередь приводит к чаотым поломкам рез­ цов, фрез, При нарезании резьбы требуется обильная смазка п охлаж­ дение места контакта инструмента о деталью.

Самым оущественшлі недостатком является перераоанио волокон исходного материала, что резко и отрицательно влияет на прочност - яыѳ характеристики изделия (гио .2). Большие трудности возникают при образовании упорных трапецеидальных резьб больших размеров

из-за того, что

приходится делать много проходов и часто контроли­

ровать точность

изготовления по контргсаблпну. Кроме того, получить

обработку . V й

резанием практически невозможно. Поэтому дли особо

ответственных резьбовых соединений о целью хорошего прилегания контактирующих поверхностей вводятся дополнительные терапии довод? кн абразивными пастами на специальных резьбовых чугунных тблш м х, соответствующих по профилю соединяемым деталям.

Способ образования ртэъб литьем в специальные формы известен давно. Существенным недостатком этого способа является малая проч­ ность гребешков резьб и их высокая хрупкость. Резьбовые пары, об­

разованные

литьем, можно применять для мало нагруженных

механизмов

или деталей

декоративного типа.

 

 

Требование хорошего (порядка ВО#) прилегания поверхностей вит­

ков гайки и винта особенно важно

для тлжелонагруженных

пар, напри­

мер, молотовых штампов, в которых

эти пары определяют

межремонтные

сроки. Поэтому вопрос образования

надежных резьбовых соединений

стоит на одном из первых мест в металлообработке. Этот вопрос ре - иаетоя в какой-то степени путем накатки внутренних и наружных резьб специальными накатниками для резьбовых пар малых диаметров -

Іб+йО ым. Преимущества данного метода образования резьб описаны в специальной литературе [~І,2,й} .

Суть нового способа образования внутренних резьбовых и вин - товых поверхностей заключается в ротационном выдавливании цилинд­

рической заготовки (для деталей "полый цилиндр"),

листовой

заготов­

ки

для

деталей типа

"полый конус", "параболоид вращения" на

матри­

це

соответствующей конфигурации с резьбовой или винтовой поверх -

ноетыо

определенного

профиля (рис.8).

 

 

 

В

данной статье

рассматривается выдавливание

резьбовой

ho -

верхности только на детали тина "полый цилиндр". Обоснованием воэмониости получения резьбовых поверхностей на циляндричеоких дета­ лях послужила теория больших пластических деформаций, разработан­

ная профессором Харьковокого

авиационного

института Алекоёевкм

Ю.Н.

[ 4 ] . Пинтовую или резьбовую

поверхность

можно рассиатривать

как

бесконечное криволинейное ребро и вполне можно применить уравнения, описывающие движение чаотиц металла при затекапии их в щель или пав матрицы [5 ].

 

 

 

Vo

 

)

r

, 3i X

., I

 

 

Ѵ * =

b

* r * C o S - — -tV a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ѵ х

=

VoL

- s t r t

- г —

/

 

 

 

 

К

 

 

1—

 

 

V z

= 0

 

 

 

 

 

где Ѵх , Ѵу., Vz

-

составляющие скорости;

Vd - скорость движения

инструмента; h

-

высота резьбы;

L

- мгг резьбы.

Выдавливание проводилооь на

 

ротанас-пце-аавильном стана

СДГ-20 с двумя давильными роликами. В качества аяструыеита применя­

лись

давильные ролики, изготовленные

из стали !Ш 5, захвлевяоЙ до

твердости НГ-С 60+62 и отполированные

по рабочему поясху До

Ѵ '9

+ V IO . Матрицей, на которой

велось выдавливание резьбы,

являлась цилиндрическая оправкв с наружной резьбовой поверхностью, изготовленной из стали 3 х 2В8 и закаленной до твердости НЕО 29 + 61 (рис.З).

Материалом цилиндрических заготовок являлись: медь МІ, сталь ХІ8НІ0Т и алюминиевый сплав АМГб.

Диаметральный .и длинновые размеры цилиндрических заготовок были рассчитаны по методике, изложенной в работе [ б ] . Толщина

!

РйС.З.

стенки заготовки рассчитывалась по формуле!

 

 

 

 

 

с - о

,

D

\ІЪг f c p nL«Z*

 

 

( г )

 

 

 

 

 

 

S- SCT+

2.

Ь

Lx

 

 

 

 

где

S

-

расчетная

толшнна

стенки

заготовки;

D -наружный дна -

иѳтр

оправки;

L a- длина винтовой нитки;

Нк

-длина детали;

Z* -ко­

личество

заходов

резьбы;

Ser.

толщина

стенки

 

детали;GPk= f>a| | Lb----

і параметрический

коаффициент,

 

h

-

высота

профиля резьбы,

а

и

,-6

- ширина основания и вершин профиля

резьбы.

 

 

 

Длинновые размеры определялись по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Li (DaS

S8)

 

 

 

Cs)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•D.Stl -

St*

 

 

 

 

 

 

где

L33,

-

длина

заготовки;

D,

-диаметр

 

заготовки;

D2 -

на­

ружный диаметр выдавленной детали;

S», -

принятая толщина

заготов­

ки.

Выдавливание внутренней резьбы на цилиндрической детали произ­

 

водилось нахолодно за один проход при вращении

шпинделя с

оправкой

П

-

.С00 об/мин н продольной

подаче

давильных ролкков

S

 

=

- 60 мм/мин. В качестве смазки было

взято масло "Вапор", которое на­

носилось

в межвитковое пространство

резьбовой

 

поверхности оправки.

Охлаадшпшрй жидкостью служила эмульсин.

Выдавливание производилось следующим образом.Заготовка I уста­ навливалась на матрице 3 (риг.З). Ролики 2 устанавливаются на опре­ деленном расстоянии от наружной поверхности цилиндрической оправки,

равной толщине стенки цилиндра,

за вычетом величины

упругой деформа­

ции системы станок-инструмеит-деталь,

равной 25$ от

толщины стенки

цилиндра, определенной опытным путем.

 

 

 

 

Глубина врезания

Л =

S

-

I,2 5 SCT

определяется макси­

мальной степенью обжатия за I

проход для

данного

материала.Для рас­

сматриваемого конкретного

случая

 

А

= 3,5

мм.

 

D результате контакта

вращающейся заготовки

н

роликов происхо­

дит формообразопание внутренней винтовой поверхности на тонкостен­ ном цилиндре. Затем ролик 2 отводится в исходное, положение. Съем детали из ЛМП5 производится специальным ключом.Съем детали из ста­ ли ХШНІОТ оказался возможным только после подогрева ТБЙ.

 

 

 

- MB -

 

 

 

 

 

 

 

Выдавленный

поЛый цилиндр о внутренней резьбовой поверх но -

отью точно ооответотвовал конфигурации оправки. Полученная деталь

отнооитоя к 3-му клаооу точноотн. Чистота обработки

по поверхностям

*43" Срио.і)

равна

V 7, что соответствует

чистоте

винтовой

поверх­

ности оправки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Макро- и микронооледования образцов,

вырезанных

ни детали,

по­

казали, что

перерпзание водокои отсутствует. Волокна металла ориен­

тированы в

направлении

движении ролика. Ротационное

выдавливание

при­

водит к упрочнению поверхностных слоев детали

к,

как

следствие,

к

повышению твердости о одновременным

повышением предела текучести

и

прочности,

что особенпо важно для ходовых винтов,

работающих в

пы­

левых оредах. Резьбы,

процесс формообразования

котирых шел

при

оп­

тимальных значениях уоилий давления и степенях

деформаций,

не вы -

ходящих за пределы рекомендованных для дойного

материала,

в коррози­

онном отношении стойки

к агрессивном

ерзгг.н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В Ы В О Д

I.!

 

 

 

 

 

 

 

1. Предложенный способ ооразоваг.ия резьб

можно применить

для

получения резьбы любой конфигурации на деталях вращения, диаметр и длина которых иогут быть ограничены только возможностями давильного

отанка.

л-

 

2. Производительность способа по

оравпению о образованием резьб

точением или фрезерованием возрастает

в 00-50 раз.

 

8. 8а счет правильного ведения процесса ротационного выдавлива­

ния детали о резьбой и,следовательно,

за счет получения

оптимальной

глубины наклепа, повиша .-тся работоспособность-резьбовой

пары.

й. Ориентированное иапюав-леиие во локон по. конфигурации профиля резьбы повышает надежность резьбовой пары особенно для тяжелонагру-

женных

частей механизмов.

 

 

 

5,

Практически исключается контроль параметров резьбы.

 

6.

Изготовление

рзоьби не сопровождается потерей

материала в

отход.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

Ï,

Шнейдер К Г . Холодная беештамповая обработка

металлов давле­

 

 

нием,

Машиностроение, 1967.

 

 

2.

Іитницкий

С.И.,

Андрейчиков О.С. Инструмент для

накатывания

 

 

резьб

в отверотиях.Станки и инструмент,

ІО, 1965.

. ftr'

3, Данилов Б.Ф. Накатывание внутренней резьбы,' "Машиностроение",

£0, 1965.

А.Алексеев Ю.ІІ. Вопросы плаотичеокого течение металлов, Из~во

ХГУ, 1958,

5, Бородин Н.М., Лимберг Э.А., Щорбина В.А. ‘Георѳтичёокий анализ процзсса выдавливания ребер па тонкостенных оболоч­ ках. Сб. "Обработка металлов давлением в машино - ■строении". Из-во ХГУ №7, |970 .

6. Бородин II.М., Бочаров В.Б. Расчет параметров заготовки для ротационного выдавливания деталей типа оболчек вращения с ребрами и деталей Типа "поЛый цилиндр" оо шлицами. Об."Гидродинамика лопаточіых машин и общая механика" . й I, ВПИ, Воронеж, 1971,

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ