CC BY
12УДК 658.512.22
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ УПЛОТНИТЕЛЕЙ
В. С. Ереско, С. П. Ереско, Т. Т. Ереско
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Манжетные уплотнители применяются для обеспечения герметичности исполнительных агрегатов гидро-пневмо-вакуумных систем. Для повышения герметичности важную роль играет форма эпюры распределения контактных напряжений, исключающая или снижающая вероятность возникновения гидродинамического давления, а также обеспечивающая возврат утечки рабочей жидкости в уплотняемую полость. Применяемые в настоящее время методы производства контактных уплотнений с помощью литьевых пресс-форм основаны на выборе размеров из ГОСТ на уплотнения и пресс-формы. Однако размеры, приведенные в ГОСТ, зачастую не гарантируют заданного ресурса, так как не учитывают условий эксплуатации.
Приведена методика автоматизации технологического процесса производства пресс-форм для изготовления манжетных уплотнителей за счет построения параметрических моделей контактных уплотнений манжетного типа, включающих оптимизацию их проектных параметров и формы в зависимости от конкретных заданных условий последующей эксплуатации для обеспечения заданного гарантированного ресурса работоспособности.
Ключевые слова: уплотнитель, угол раскрытия манжеты, параметрическая модель уплотнителя, параметрическая модель пресс-формы.
AUTOMATION OF THE DESIGNING PROCESS AND PRODUCTION OF ELASTOMERIC SEALANTS
V. S. Eresko, S. P. Eresko, T. T. Eresko
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]
Lip seals are used to provide tightness of executive hydraulic units. For improving the tightness an important role played by the diagram shape of distribution contact stresses, which exclude or reducing of possibility of appearance of hydrodynamic pressure, and also providing working fluid leakage return to a sealing chamber. Methods that used now days to manufacture contact-type seals with help of molds based on selection dimensions from GOST on sealing and molds. However the dimensions, that are given in GOST, often do not provide the specified resource, because do not taking into account the conditions of use.
The paper describes a method ofproduction processes automation of molds for manufacturing lip seals through the construction of parametric models of contact-type seals which include the optimization of their design parameters and shape depending on the specific set conditions of subsequent operation to provide a given guaranteed resource performance.
Keywords: sealing, opening angle of the seal, parametric model of the seal, parametric model of the mold.
Процессы автоматизации проектирования и изготовления деталей машиностроительного производства неразрывно связаны с математическим моделированием как объекта проектирования [1], так и технологического процесса его производства.
Уплотнители применяются в гидро--пневмовакуумных системах для герметизации соединений и моделирования рабочего процесса и оптимизация конструктивных параметров выполняется с учетом всех условий эксплуатации соединения и учетом вида материала, из которого выполнен уплотнитель. Герметичность определяется объемом утечек среды из герметизируемой полости объекта.
Методика оптимизации конструктивных параметров формы манжетного уплотнителя для угла раскры-
тия профиля сечения манжетного уплотнителя приведена в работах [2-4]. За критерий оптимизации принято минимально необходимое контактное напряжение, обеспечивающее герметичность соединения с учетом действующего статического и гидродинамического давления уплотняемой среды. Гидродинамическое давление жидкости в уплотняемом зазоре может быть определено экспериментально для конкретных гидроагрегатов, либо методами имитационного математического моделирования, как это сделано в работах [5; 6].
На базе описанного подхода создано программное обеспечение АСУТП изготовления пресс-форм гид-ропневмоагрегатов. Конструктивно архитектура любой автоматизированной системы обычно определя-
ется как набор ответов на следующие вопросы: что делает система; на какие части она разделяется; как эти части взаимодействуют. АСУТП [7-12], предназначена для управления процессом подготовки изготовления пресс-форм уплотнений гидропневмоагрега-тов. При постановке задачи процессом изготовления пресс-форм в целом, в комплекс необходимо включить модуль генерации постпроцессоров для станков с ЧПУ.
Перспективы продолжения работы: формирование и ведение аналитической базы данных; комплексный анализ; динамическое моделирование процессов; выполнение многовариантных прогнозных расчетов сценарного и целевого типа модернизации уплотнения на основе комплекса динамических моделей; анализ и прогноз влияния различных факторов на улучшение эксплуатационных показателей уплотнения.
3" Главная ; О Расчетные модули ;| g Материалы
Module 1 Module 2 | Module 3
Орменшровочная мнфорп
X мн
Lo", мм I v 11.111 ll - I мм
Рис. 1. Окно отображения программы расчета проектных параметров уплотнений
Рис. 2. Профиль модели манжеты
Рис. 3. Исходные переменные параметрической модели уплотнителя
Уравнения, гло&альные переменные и размеры
Is? ¡1?! oti Т Отфильтровать все поля ^ Поуполчанию '
Имя Значение/Уравнение Равняется ш Заметки [ ок |
'Alpha' = 56 56 и [ Отмена ]
ЪГ = '0120ПрофильГ "2 133.5мм к
Tif = 'D 1_оЬ#Профиль Г " 2 1Л5,36мм К | Импорт,,, ]
D2r = Т2 оЬ@Профиль1'* 2 114.71дм к
W = '04_оЬ@ПрофильГ12 124.29мм ¡-г | Экспорт,,. J
Tl5' = 135 оЬ@ПрофильГ " 2 133,64мм Р
D6' = 'D5 оЬ@ПрофильГ; 2 134.29мм Р Справка
D3' = '08_оЬ8ПрофильГ" 2 128мм EZ *
'Высота пакеты' = 10 11) IV
высота гнезда манжеты' = 4,7 4,7 EZ
□ а ереараивать || Углжь|е единищ, I J g Автоматический порядк втоматичегки и I-1 решения C:\Users\Werl)e5ktopVlpecc»opna Conna^quations.tKt [ТГЦ
Рис. 4. Таблица уравнений параметрической модели
Рис. 5. Параметрическая модель манжеты
Рис. 6. Параметрическая 3Б-модель пресс-формы манжеты
Найденная с помощью соответствующего расчетного модуля зависимость угла раскрытия манжетного уплотнителя позволяет связать расчетные модули системы автоматизированного проектирования уплотнителей с проектными модулями системы проектирования пресс-форм для их изготовления посредством параметрических моделей (рис. 2, 3)
Импортируя уравнения, управляющие размерами из предварительно созданного текстового файла (рис. 4). Создаем твердое тело модели уплотнителя (рис. 6).
После чего мы получаем законченную модель манжеты. Далее создаем заготовку пресс-формы манжеты, учитывая усадку материала, соответственно масштабируя деталь на 0,5-3 %. Полученную параметрическую модель манжеты используем в ранее созданных моделях деталей пресс-формы манжеты по ГОСТ 26619-85.
На рис. 6 показан итоговый сборочный вид 3Б-модели пресс-формы для изготовления исследуемой манжеты.
Изменяя параметры гнезда, или угла раскрытия, мы изменяем и саму модель манжеты, после чего эта модель может быть использована для создания конструкторской документации в полуавтоматическом режиме или же экспортирована как файл трехмерной модели (Edrawings, IGESIS, STEP и другие международные форматы обмена данными).
Внося изменения в переменные параметрической модели манжеты и в ее шаблон, можно получить в автоматическом режиме необходимые переменные, такие, например, как фамилия автора, тип материала с автоматическим указанием его усадки в процентах и автозаполнение спецификации на пресс-форму манжеты в конструкторской документации [13].
Библиографические ссылки
1. Совершенствование гидропневмоударного агрегата на основе имитационного моделирования / Т. Т. Ереско [и др.] // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование : научный журнал ИРГУПС. 2011. № 3 (31). С. 50-56.
2. Ереско В. С., Ереско С. П., Антамошкин А. Н. Автоматизированное проектирование уплотнений гидроагрегатов и пресс-форм для их изготовления // Решетневские чтения : материалы 15-й Международной конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. С. 212-213.
3. Автоматизация разработки параметрических моделей контактных уплотнений подвижных соеди-
нений и пресс-форм для их изготовления / В. С. Ере-ско [и др.] // Системы. Методы. Технологии: научный периодический журнал. № 1 (13). Братск : БрГУ, 2012. С. 22-27.
4. Автоматизация технологического процесса производства пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений / В. С. Ереско [и др.] // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 2 (42). С. 130-135.
5. Система управления надежностью уплотнений подвижных соединений гидроагрегатов строительных машин : дис. ... д-ра техн. наук. 05.02.02. защищена 31.10.2003, утв. 12.03.2004. Красноярск : НИИ СУВПТ, 2003. 425 с.
6. Ереско Т. Т. Совершенствование конструкций и рабочего процесса гидропневмоагрегатов ударного действия : дис. . д-ра техн. наук. 05.02.13. защищена 29.06.2005, утв. 20.01.2006. Красноярск: НИИ СУВПТ, 2005. 330 с.
7. Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2005611605 (РФ) / Проверка уникальности наименований файлов блока исходных данных АСУТП пресс-форм уплотнений гидропневмоагрегатов (ASULING) / C. П. Ереско, М. А. Незнамов, Т. Т. Ереско, В. С. Ереско ; Заявл. 11.05.2005, № 2005611012; Зарегистр. Роспатент 29.06.2005 г.
8. Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2005611606 (РФ) / (CADFOX) для работы с базами данных FoxPro из сеанса AutoCAD / C. П. Ереско, М. А. Незнамов, Т. Т. Ереско, В. С. Ереско; Заявл. 13.05.2005, № 2005611050; Зарегистр. Роспатент 29.06.2005 г.
9. Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2005611607 (РФ) / Параметризация графических примитивов пакетов пресс-форм и разработка двумерных чертежей пресс-форм уплотнений гидро-пневмоагрегатов (ASU_V) / C. П. Ереско, М. А. Незнамов, Т. Т. Ереско, В. С. Ереско ; Заявл. 13.05.2005, № 2005611051; Зарегистр. Роспатент 29.06.2005 г.
10. Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2005611608 (РФ) / Разработка растровых слайдов графических объектов АСУТП пресс-форм уплотнений гидропневмоагрегатов (ASU_R) / C. П. Ереско, М. А. Незнамов, Т. Т. Ереско, В. С. Ере-ско ; Заявл. 13.05.2005, № 2005611052; Зарегистр. Роспатент 29.06.2005 г.
11. Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2005611609 (РФ) / Генерация специализированного экранного интерфейса АСУТП пресс-форм гидропневмоагрегатов в AutoCAD (CADLISP) /
C. П. Ереско, М. А. Незнамов, Т. Т. Ереско, В. С. Ере-ско ; Заявл. 13.05.2005, № 2005611053; Зарегистр. Роспатент 29.06.2005 г.
12. Свидет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ № 2005611608 (РФ) / Обработка архива пара-метризированных DXF - файлов в формате СУБД FoxPro и обратной связи БД FoxPro и AutoCAD в АСУТП пресс-форм уплотнений гидропневмоагрега-тов (FOXCAD) / C. П. Ереско, М. А. Незнамов, Т. Т. Ереско, В. С. Ереско ; Заявл. 13.05.2005, № 2005611054; Зарегистр. Роспатент 29.06.2005 г.
13. Совершенствование процесса проектирования пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений / В. С. Ереско, С. П. Ереско, А. Н. Антамош-кин, Т. Т. Ереско // Решетневские чтения : материалы 16-й Междунар. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2012. С. 238-240.
References
1. Eresko T. T. et al. Sovremennie tehnologii. Sistem-nyi analiz. Modelirovanie: nauchnii jurnal IRGUPS. 2011. No. 3 (31). P. 50-56.
2. Eresko V. S., Antamoshkin A. N. Computer-aided design seals of hydraulic units and molds for their manufacture [Avtomatizirovannoe proektirovanie uplotnenii gidroagregatov i press-form dlya ih izgotovleniya]. Mate-riali 15-j mejdunarodnoi konferencii "Reshetnevskie chteniya" (Materials of 15th international conference "Reshetnev reading"), Krasnoyarsk: SibSAU, 2011. P. 212-213.
3. Eresko V. S. et al. Sistemi. Metodi. Tehnologii: nauchnii periodicheskij jurnal, No. 1 (13). Bratsk: State Educational Institution "BrSTU", 2012. P. 22-27.
4. Eresko V. S., Antamoshkin A. N., Eresko T. T. VestnikSibGAU, No. 2 (42), Krasnoyarsk: SibSAU, 2012. P. 130-135.
5. Eresko S. P. Sistema upravleniya nadejnostju uplotnenii podvijnih soedinenii gidroagregatov stroitelnyh mashin (Reliability control system of sealings of moving units of hydro machines of building machines): Dissertation Ph.D. 05.02.02 secured 31.10.2003, approved 12.03.2004. Krasnoyarsk: SRI SCWPT, 2003. 425 p.
6. Eresko T. T. Sovershenstvovanie konstrukcii i rabo-chego processa gidropnevmoagregatov udarnogo deist-viya (Improving of constructions and working process of impact Hydropneumaticunits): Dissertation Ph.D. 05.02.13. secured 29.06.2005, approved 20.01.2006. Krasnoyarsk: SRI SCWPT, 2005. 330 p.
7. Eresko S. P. et al. Proverka unikalnosti naimeno-vanii failov bloka ishodnih dannih ASUTP press-form uplotnenii gidropnevmoagregatov (ASULING) (Unique-
ness check of the file name of input data block PCS mold seals Hydropneumaticunits (ASULING)). Certificate of official registration of computer programs №2005611605 (RF), ROSPATENET, 29.06.2005.
8. Eresko S. P., Eresko V. S., Neznamov M. A. (CADFOX) dlya raboti s bazami dannih FoxPro iz seansa AutoCAD ((CADFOX) for work with FoxPro databases from AutoCAD session).Certificate of official registration of computer programs № 2005611606 (RF), ROSPATENT 29.06.2005.
9. Eresko S. P. et al. Parametrizaciya graficheskih primitivov paketov press-form i razrabotka dvumernih chertejey press-form uplotnenii gidropnevmoagregatov (ASU_V)(Parameterization of graphics primitives of molds packages and development two-dimensional drawings of sealings Hydropneumaticunits (ASU_V)). Certificate of official registration of computer programs № 2005611607 (RF), ROSPATENT 29.06.2005.
10. Eresko S. P. et al. Razrabotka rastrovih slaidov graficheskih objektov ASUTP press-form uplotnenii gidropnevmoagregatov (ASU_R) (Developing of slides of graphic units of ASUTP of molds of sealing of Hydropneumaticunits (ASU_R)). Certificate of official registration of computer programs № 2005611052 (RF), ROSPATENT 20.06.2005.
11. Eresko S. P. et al. Generaciya specializirovannogo ekrannogo interfeisa ASUTP press-form gidropnevmoa-gregatov v AutoCAD (CADLISP) (Generation of specialized screen interface of ASUTP of mold of Hydropneu-maticunits (CADLISP)). Certificate of official registration of computer programs № 2005611609 (RF), ROSPATENT 29.06.2005.
12. Eresko S. P. et al. Obrabotka arhiva parametriziro-vannih DXF-failov v formate SUBD FoxPro i obratnoi svyazi BD FoxPro i AutoCAD v ASUTP press-form uplotnenii gidropnevmoagregatov (FOXCAD) (Archive processing of parameterized DXF-files of molds of sealing s of Hydropneumaticunits in FoxPro database and feedback FoxPro database and AutoCAD (FOXCAD)). Certificate of official registration of computer programs № 2005611608 (RF), ROSPATENT 29.06.2005.
13. Soverchenctvovanie processa proektirovaniya press-form dlya izgotovleniya mangetnyx uplotneniy / W. S. Eresko, S. P. Eresko, A. N. Antamochkin et al. /
Materiali 15-j mejdunarodnoi konferencii "Reshetnevskie chteniya" (Materials of 15th international conference "Reshetnev reading"), Krasnoyarsk: SibSAU, 2012, P. 238-240.
© Ереско В. С., Ереско С. П., Ереско Т. Т., 2018
