CC BY
18
Секция « Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»
УДК 621.9.06
КРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ДИСКОВЫХ ПИЛ
К. Ю. Филиппов, А. Ю. Пушкарев, Е. В. Раменская
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: lena@kraslan.ru
Рассмотрен механизм формирования критической частоты вращения дисковых пил, основанный на принципах упругих линейных удлинений диска пилы по радиусу и пределу прочности материала пилы. Разработана математическая модель процесса изменения упругой линии удлинения по диаметру пилы. Предложены классы точности балансировки пил, что позволит улучшить шероховатость поверхности распила на 1-2 класса, точность обработки на два квали-тета.
Ключевые слова: резание, пила, класс, диск, модель, усилие, скорость.
KRITICHESKAYA FREQUENCY ROTATION OF DISK SAWS K. Y. Filippov, A. Y. Pushkarev, E. V. Ramenskaja
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: kraslain@mail.ru
The mechanism of formation of the critical speeds of circular saw blades based on the principles of linear elastic elongation of the saw blade radius, the tensile strength of the material of the saw. The mathematical model of the process of change in the elastic line of the elongation on the diameter of the saw. The proposed accuracy classes balancing peel that will improve the cutting surface roughness of 1-2 class, precision machining on two kvalitet.
Keywords: cutting, saw, class, drive, model, force, speed.
В последние годы повысились технические требования к заготовительному производству по точности, качеству, производительности, безопасным условиям труда и средствам технологического оснащения. Такое положение возникло, прежде всего, потому, что увеличился парк эксплуатируемого оборудования устаревших и морально изношенных конструкций, особенно заточных станков и рабочих машин для раскроя стального проката. В промышленности использует более 1 миллиона дисковых пил, из которых, как минимум, одна треть затачиваются абразивным материалом. В процессе работы в дисковых пилах возникают упругие линейные удлинения по радиусу [1-3]. Величину таких деформационных проявлений оцениваются с помощью функции [1]
ер = D (A - цт)/2Е, (1)
где D - диаметр делительный пилы, мм; А - радиальное напряжение, пропорциональное пределу прочности на растяжение, А = fb2, R), МПа; E - модуль Юнга, МПа; ц - коэффициент Пуассона; т - предел текучести материала пилы, МПа.
Представленная функция (1) отличается от известных разностью выбранных параметров. При этом, учтены функции, описывающие линейно-массовые характеристики дисковой пилы. В частности приняты во внимание расчетные зависимости: толщины полотна диска s = (0,10...0,15) D12; шага зубьев t = (8...10)s; высоты зуба h = (0,6...0,9) t; критерий ортогональной устойчивости s2/D [4; 5].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
Математическая модель упругого линейного удлинения по радиусу для пил диаметром В = 200^800мм и пределе прочности материала пилы 900 МПа имеет вид
ер = 0,3276-е£уВ, (2)
где £ - коэффициент диссипативного поглощения упругой системы, £у= 0,0022. Нагрузка на пилу в процессе резания анализируется по функции [3]
б = т • а = т ■ V2/ Я, (3)
где б - центробежная сила, приходящаяся на единицу длины окружности, Н/м; т - масса пилы, приходящаяся на единицу длины окружности, кг/м; V - скорость резания, м/с; Я - радиус пилы, м.
Выполнив ряд преобразований получаем функцию напряжения по пределу прочности в виде А = у V2 с учетом плотности материала пилы у.
Тогда, критическая скорость вращения пилы по условию разрыва примет вид
V2 = А / у. (4)
Отсюда критическая частота вращения дисковой пилы вычисляется по формуле
п = 60 V / пВ. (5)
Для расчетной критической частоты вращения дисковой пилы определяется класс точности балансировки из ряда 02,5; 01 с регламентированным значением величины удельного остаточного дисбаланса по критерию ерег по ГОСТ ИСО 1940.1-2007. Таким образом, в работе установлено:
- частота вращения дисковых пил по критерию разрыва зависит от плотности и прочности материала полотна пилы;
- получена математическая модель упругого линейного удлинения пилы по диаметру;
- класс точности балансировки дисковой пилы должен быть не хуже класса 06,3 по ГОСТ ИСО 1940.1-2007;
- дисковую пилу следует эксплуатировать на рабочей частоте меньше 3/4 от критической.
Библиографические ссылки
1. Якунин Н. К. Подготовка круглых пил к работе. М. : Лесн. пром-ть, 1980. 152 с.
2. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката / А. И. Целиков, П. И. Полунин, В. М. Гребеник и др. М. : Металлургия. 1981. 576 с.
3. Четвериков С. С. Металлорежущие инструменты. М. : Высш. шк., 1965. 731 с.
4. Раменская Е. В., Филиппов Ю. А. Механизм генерирования и распространения вибрации в технологических машинах // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 1 (41). С. 132-138.
5. Анализ технического регламента на дисковые пилы для раскроя анизотропных материалов / И. Н. Спицын, К. Ю. Филиппов, А. А. Воробьев и др. // Решетневские чтения : материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. 2013. Ч. 1. С. 296-297.
© Филиппов К. Ю., Пушкарев А. Ю., Раменская Е. В., 2017
