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

ОПЫТ 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(іш 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-»

 

 

 

.

. r

e t

D, Л»

Kr,N2J

'

h ‘

KT

K T

5 - t ■

P - - T 1

d i~<

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ