![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Гидродинамика лопаточных машин и общая механика [сб. ст
.].pdfОПЫТ ТОГМООЕРЛНОР/.ІШП ИШШР И П011ЧГКЧЩ.ІХ PiiFRM !ІЛ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТИ* ТРУП ГОТЛ!’Д)ШШ
ВШІ.ШЙВШІЕМ |
|
|
II, Ч.ІІо родин, В.Г.Гочаров |
|
|
Ефрево» Д.Н, |
|
|
Процесс протягивания, |
применяемый juin ииготовленив шин на |
вну |
тренних поверхностях труб, |
имеет ряд существенных недостатков: |
при |
цалих скоростях протягивания ( 2 + ТО м/мин) возникают значительные
усилия резания до |
9,8 . |
10*11 и |
болсо, |
затрусим отруакоотвод,плохой |
|||||
теплоотвод, сравнительно |
низкая |
стойкость |
npoTHMm (ЮО-«. SOO пин). |
||||||
Иа деталях типа "стакан" п'лимн можно получить докблоішзді.терго- |
|||||||||
химическим путям. |
Процесс долбления характеризуется |
теми же особен- ' |
|||||||
ностями, |
что и протягивание. Недостатком |
долбления является |
прерыви |
||||||
стый характер резания о ударами, |
сто1:костя каст)умппга ниже, |
чем |
|||||||
при точении. Высота детали ограничена |
»ост коотьи инструмента. Ско |
||||||||
рость резания при долблении нс иревнивит і5 - ?0 мДшн. Кроме этих |
|||||||||
недостатков обоим процессам, кок |
г точымір поперечных ребер, |
присущ |
|||||||
еще один из самых существенных - пяр'релапѵю волокон исходного ма |
|||||||||
териала, |
что особенно недопустимо |
? емкости*, работающих при |
пере - |
||||||
менннх давлениях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Процесо ротационного выдав ливанце |
г горой н от ч»гогтшкрв пере |
||||||||
численных |
способов. Ротационным вшшмивавявм можно получать |
рлицы. |
|||||||
поперечные, продольиѵіе и |
винтовые |
ребра на дпутрениих поверхностях |
|||||||
труб пли деталях тппа тонкостенный "стачай”. |
|
|
|||||||
Схема процесса и действуьщих |
счл С |
р.. ,р,{і р, |
> ѵ г, ,: |
||||||
контакта |
представлены на |
рис. Т, Рыднвляряшр нроводялпеь во |
рота |
||||||
ционно-давильном станс СТТ-20.. Матрицу |
представляют |
собой монолит |
ные цилиндры с нарезанными на наруигой поверхиоетп клпцЬмн ядя вин
товыми, |
поперечными, |
или |
продольными канавками |
газ личной конфигура |
||
ции. Причем, матрица |
для |
получения поперечных |
ребер |
состоит |
нэ сег- ' |
|
ментов |
н внутренней |
конической вставки (рис.2) |
. Материалами |
заготовок |
||
служили |
стали: 45, ХІ8НТ0Т; сплавч - Ррх О,В; |
/ШцАМ. |
дмг. Расчет |
|||
параметров заготовки |
проводился по формулам работы |
[ I ] |
|
Выдавливание проводилось нехолодно за 2 перехода. Суммарное об жатие стенки заготовки достигало 70 ч* 00 %. При ротациопном выдавли-
ваиин шлицевых труб, а также труб о внутренним продольник иди вин товым оребренной наиболее важным вопросом является выбор оптималь
ных уолбвий, |
обеспечивающих при минимальном |
обжатии расчетное' за |
|
полнение ребровых канавок матрицы. Меньшая сте і о н ь пбжптил |
зяготов- |
||
ки приводит |
к незашшічшнл канавок-кптрчпи, |
а большая - к |
разрыву |
ребер в поперечном сечении и зажиму их в пазах матрицы. О этом случае деталь трудно снять о оправки .Проведенные акопернменты по
казали, .что при пнпчих |
равных .условиях заполнение винтовых и |
но |
- |
|||
перечпнх реоер і> |
1,5 + |
I ,P p u a |
интенсивнее, |
чем продольных. |
Это |
|
объясняет о л том. |
что при формообразовании винтовых и поперечных |
|
||||
ребер металл находите'» в Родео |
базкоприят ном |
напряженном состоянии, |
||||
чем при формообразовании продольных ребер. Б первым случае - |
все |
- |
стороннее сжатие, тогда как в.о втором - одно напряжение растягиваю щее, а дни других - сжимающие (рио.й). D результате эксперименталь ных исследований получены диаграммы "сида-путь", дающие представле ния о величине и характере изменении сил при формообразовании дан ных 'деталей. Одни нз диаграмм, для стали 45, представлена на рис.4. Эти диаграммы можно использовать при разработке оптимальной техно логии формообразования о полью повышения степени деформации при ми нимальном числа переходов. Известно, что изготовление цичиндричео - ких деталей данным методом опявыі'о с максимальной степенью деформа
ции металла |
и предельными значениями нагрузки |
[2 ] . |
|
|||||||
|
Опыты показали, |
что |
на усилия выдавливания оказывают влияние |
|||||||
предел |
прочности <5j |
, |
толщина заготовки L |
, |
высота ребра |
h P , |
||||
подача |
S |
.скорость |
выдавливания |
V |
и радиус |
при вершине |
давиль |
|||
ного |
ролика |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Следовательно, усилие выдавливания можно .приближенію предста |
|||||||||
вить |
как функцию вида |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
P = S 4«fî, 1, |
hp, |
б, V, ft) |
|
. Cl) |
|
Измерения усилий выдавливания покапали, что наибольшее значе ние имеет составляющая Рх , наименьшее - рх . Скачок усилий в начальны!! период процесса объясняется прессе ванном металла в пазы оправки и началом образования пятна контакта, которое сопровояда - етоя неравномерностью деформаций и,как следствие, возрастанием усилий.. Макро- и мйкроисоледованин образцов говорят о хороших физи ко-механических свойствах выдавленных деталей но сравнению с обрабо
/ ]
тайными протягиванием, долблепием, (фрезерованием и точением. Строе ние металла на макрошлифе имеет волокнисты!! вид. ■
ВU В О Д М
1.Предложен новый способ получения шлицев и поперечных ребер
на внутренних поверхностях труб |
и деталях |
типа тонкостенный |
"стакан"- |
|
2. Определено напряженно-деформированное состояние при формо |
||||
образовании поперечных ребор и шлицев. |
|
|
|
|
3. Измереш усилия Р х ,Р у , |
Р*. |
м |
построены графики |
их за |
висимости .от длины видав леших деталей.
ЛИТШ'ІУРЛ
1, Бородин И.И., Бочроя В.Б. Расчет параметров заготовки для ротационного выдавливания деталей типа оболочек вращения о ребрам« и деталей типа "полый цилиндр" со шлицами. Сб. "Гидродинамика ло паточных машин и общая мехапика". БШІ, Воронеж.Пыл.I, 1971.
2. Гредитор М.А. Давильные работы и ротационное выдавливание. Машиностроение, 197J,
\
ПОВЫШЕНИЕ НЛШИООТИ ОБОЛОЧЕК ВРАЩЕНИЯ G ПРОДОЛЬНЫМИ И ВИНТОВЫМИ FEBPAMH ХЕСТКОСТИ,ПОЛУЧЕННЫХ ГОТЛЦНОШЮЧ
ВЫ/1АШ!ИВА КИЕМ
Н.М.Бородин, В.Б.Бочаров Ефремов Д.И,
В современном машиностроении (турбовинтовые двигатели, котлы, работающие под высоким давленном и т .п .) встречаются тонкостей - ные оболочки вращения о ребрами жесткости, являющиеся тѳплонапряаенныын деталями, от которых зависит надежность и работоспособность всего изделия. Существующий способу получения таких деталей можно разделить на три группы: механическая обработки ( резание'), лить9, накатка профильными роликами с тармопреосовянием.
Процесс роташіоішого выдавливания паоребренннх тонкостенных
оболочек вращения известен денно и |
в достаточной |
степени |
изучен |
[ I 1 . При ротационном выдавливании |
пгоисхпцнт процесс нагартовки |
||
металла, положительно сказывающийся на структуре, |
которая |
приобре |
тает мелкозернистое строение и ориентированное направление волокон по сечению ребра (р и с .І), Кроме втого значительно повышается уста лостная прочность, предел прочности и твердость металла [ 2 ] .
Теоретическим обоснованием возможности получения орсбреиных оболочек явилась теория болы.гх пластических деформаций, предложо'н- пая профессором X).II.Алексеевым [ 3 ] ,
Зависимости скоростей движения частиц металла, приведенные в работе ( Ч ] , дают возможность наиболее правильно спрофилировать ребро и обеспечить наиболее плавное течение частицам металла, осо бенно в точках А и В (рко.1).
Нами были проведены вкоперименти пп выдавливанию конических оболочек вращения, а также деталей типа "полый цилиндр" оо шлицами (рис.2 ,3 ), Выдавливание оребрапкых оболочек велось на ротаинопнодавильном станке СДГ-20.
Инструментом служили давильные ролики, изготовленные из стали ШХІ5, закаленной до твердости ТСС6Отб?.
Оправка, на которой выдавливались конические оболочки, из - готовлена из стали У7, закаленной до твердости 1ШС50тб0 (рис.4).
Материалами, из которых выдавливались оребренные оболочки, служили сталь 20, ХІРНІОТ, сплавы БрХО, 0 и АМнАМ.
\
Р и с 3
В качестве смазки применялось масло "Вапор" и охлаждающая жидкость - эмульсия. Смазка наносилась непосредственно в межре - борное пространство оправки. Охлаждающая жидкость подавалась под давлением в точку контакта давильного ролика и заготовки.
Выдавливание |
производилось при оборотах: |
а -РОО об/мин. и |
|||
подаче |
3 |
» 60 |
мм/мин. |
|
|
Конкчеокие оболочки вращения о ребрами выдавливались из ли |
|||||
стовых, |
круглых заготовок, толщина которых определялась но формуле |
||||
[ 4 J. |
|
|
|
|
|
|
S i |
_ _ t£L |
D+ Dy |
СО |
|
|
|
5ilW. |
4 |
|
Замеры геометрических параметров видаклаы.ыт. ді-.тдлой говорят о том, что формула для расчета заготовок выведена ирави/пло,
"истота обработки по боковым гіт.нпм ребер соответствует чи - ототе боковых граней пазов оправки. Оми детали с оправки произ - водился о помощью легкого постукивания п.ітнш зідм ыолотком'пс фланцу детали.
МіТЙі’АТ/ГА
I . Кононенко В,Г. Исследование токараю-Давильних работ при меха низированной подач» инструмента.КШП, X У, ТУзР.
■ 2. Ястребов В,'!',, Городки II.М. .Бочаров Бочаров В.Г. Влияние хо лодной пласта .еской деформации на овийотва сталей и сплавов при рютациочиоы выдавливании. Об. "Обработка металлов /калением в машиностроении".Вцц.8,Харьков, Г772.
,0. Алексеев Ю.И. Введение в теории обработки металлов давле ніе.и, ирокаткрн и резанием. Изд-во ХГУ, Харьков, 1969.
Ч. Ііорпдин И.М.. бочаров Я.Г. Расчет параметров заготовки для ротационного выдавливания деталей типа оболочек враще ния с ребрами -и деталой типа "полый цилиндр" со шлица ми". Об. "Гидродинамика лопаточных машин и общая ~ , механика", вып.І ОНИ. Воронеж, 1971.
К. ТЮТИі: ПРИШЦііЬОІ.» tUVi В ІФБК&ѴхіпГ.КІГГіЙ:! п ш т с !іьіли(і’ш і,'іі і н.гдъгл’ііт.г.і'1 h/ г.«
|
Г.Л .Г о і |
.юкіііі, Іі.ч . Ьк.іЛіи |
|
|
Г. Г) теории h практически'-; прпі'Ніенн'и |
га ясного разрыла важную |
|||
роль игран1 прмгіл-:ктродн..е |
іі|«цеоои ( I,?1J . |
(«оибу» роль играют при- |
||
катодіше |
процессы г, TU1 С ѵергоіяиісеипнпыч ) |
и |
МІИ (і.шчі.итогнаодинами- |
|
ческух) |
прообразе.- ятолих ,• работа» вдох и p*m ie |
сильноточной низковольт |
ной дуги, определяя ха|і.чііті-рііі;тіікіі преобразом-теля и эрозионную проч ность электрода ] • В ренине "смешанной" ионизации [5 ] , а также в рлзрнде ь смесях с близкими характеристикам» ( коэффициент диффузии, рекомоші еыш и ионпэ.-.шчи) необходимо уапоматрішать диффу зионное уравнения для ка*л>.іі из кштонант пл.іпі;и. Пихт pecоматри -
вается |
S-x компонентная, ; адионее на я (теміімтчітура'катоііа, электронов, |
|||||||||
ионов и нейтралей всех інік-ііОіыьт рикш;), |
плотная [ 6,7] плазма, в |
|||||||||
которой основным механизмом рекимпиницк« |
является трехчастичнз я |
|||||||||
электроп-ношіпя рекомбинация, ндуѵнн и ГгОйтпстаі'тш |
с [?.3] |
по |
||||||||
схеме: |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl) |
В |
соответствии о |
?,й |
и |
полнеть, |
прилетхіиіую к каФоду, разобь |
|||||
ем на |
зоны; I - |
беоотолишнитпsm.-ii геміа |
иііостьчнстйсиного заряда; |
|||||||
2 — диффузионная |
зона; |
3 |
- |
зона пилоі нт-і.шюічі столпа (уис.і). |
||||||
Обобщая диффузионные |
урцвыіні:.; дли |
ar.iui fol |
ы |
плтчаЯ В |
- ком |
|||||
понентной плазмы |
н |
крика і U J.H U , и о <о,і нрсн; г и /к |
ruon,ітрпи, |
имеем |
||||||
следующую оистему |
уравнен»' : |
|
|
|
|
|
V (-D i ѴІМ, +jM,N,E) - Ku N. Nui" I\^,N 1N ,
(a)
v (-D 2VN2-ijuaN4l) = Ku N. N0j, - KJUJ IN! NJ
47(-D-VN.-ju.N-H)=N.(KllN« + Ku NDJ) - N2. (K,*, N, i K „.N i)
|
Здеаь обозначено: |
É |
- нанряибннооть электрического поля; ■ |
|||||
D i, Ö i, D |
- |
коэффициенты диффуоиц ионов І-Р. и 2-й коипшіен'д к |
||||||
алектронов |
соответетвеішо; jtvt ,j u . ( |u |
- |
коэффициенты подвижности |
|||||
ионов І-й и 2-й |
компонент и электронов; Nm , |
N02 - концентрации ней |
||||||
«радей І-ой |
и 2-й компонент; |
N ,, N i, N |
|
-концентрации ионов I-tt |
||||
и 2-й компонент |
и вдектронов; Kii,Kii,K;u,,K-ui |
- |
коэффициент!: иониза |
|||||
ции и рекомбинации. |
|
|
|
|
|
|||
|
Для плоского катода система (2) имеет |
вид: |
||||||
|
|
|
* |
Kl,N- |
N ».- K>«.N?N. |
, |
||
^ |
(~^г dX |
~ |
|
Noä “ KJ .,N ! Ni |
t |
(3) |
||
d x ( ~ ^ ~ d t |
N-^i.No. +KüNBiJ-N^K^N.Th/iiNi), |
|||||||
где |
X |
- |
координата зоны 2 (положительное направление от като |
|||||
Д4). |
|
|
4 |
|
|
|
|
s |
|
Обычно для реально |
осуществляемых давлений и температур предпо |
лагается,что подвижности и коэффициенты диффузии связаны соотноше нием Эйнштейна:
ев. |
еІЬ |
■ß- |
. eP- |
.(4 ) |
|
кТі 1 |
Я Ь ) |
' KT- |
|||
|
Для полнота задачи к системе (3) добавим уравнение Пуаосона
dEdX - 4зге ('N, + NE- N-) |
(5) |
|
|
|
|
- |
н е - |
|
|
|
|
|
|
Па границе зон 2 и 3 градианты по |
X |
. равны О, |
Но пользу я |
||||||
это, |
из системы |
уравнений |
Сз) |
получим соотношения.овязытающие |
||||||
Кц |
, Кп Э N-ee , |
|
Ngi j Niée |
И |
|
K LZ , Kp-î |
O N-«,, NQ;;, N3.0*. |
|
||
|
ІЧі Nm - KP,N.„ N|„ =0, K,*Nw-Krif-i„Nä**0 , |
Сб) |
||||||||
I . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гд(| |
N-ro,Hi«, N2«, |
- концентрации |
электронов |
н иопои.соответствую |
||||||
інюс компонент на |
|
границе зон |
?. |
« 8. |
|
|
|
|
||
I |
Аналитически |
нелинейная |
система (з) |
не решается, |
но при |
|||||
условии, что |
»p, = N,/(vj_ |
к |
|
|
|
меняется |
слабо |
но |
J длине зоны С для дпуХкомпоно'нтноИ плазмы это выполнено с большой точпостьп), так что выполнено условие "автомодельности"
|
Ц |
^ Н і / н . ^ Д - , % =N, / n _ = N^ / n . „ |
С?) |
оистему |
(3 ,5 ) |
можно решить аналитически аналогично тому, |
как это |
сделано |
в [3 |
] . |
|
В |
безразмерной форме, при выполнении условия (7), уравнения |
||
( 3,5) |
имеют |
вид: |
• |
|
|
- n '; + ( n , F ) ' - ^ ( n . - n ï ) f |
|
|
|
* і!г + (пгр) - y^DiKjjNoj/Dj^iiNoiKn.-n*), |
(3) |
1+ Kit NM
K ( i N o f
где |
п ,- |
ü _ |
|
|
N, о |
II
J3F = n, |
+ іг2-іі- , |
( 9 ) |
|
Nz |
|
П. = N- |
|
N-» |
|
|
|
4» |
. |
. r |
e t |
D, Л» |
|||
Kr,N2J |
' |
h ‘ |
KT |
K T
5 - t ■ |
P - - T 1 |
d i~< |