CC BY
21
I а ким образом. планы контроля содержа! перспективу улучшения воспроизводимости процесса изготовлении шпров по показателю ((см выше) счет перекрытия размаха распределении величины допуска и сокращения дисперсии параметров качее гш. При этом, КОК показывает контроль качества по плану (6.12). достигается сокращение его объема о 10 рл» и и 5 р;и сокращавши риск послец-стииН меадсквапюго контроля
БИШ ГОГЙ\ФИЧЕСКИЙ СП11СОК
I нюрсса С .1 Дробление измельчение, грохочение ио;»е шил ископаемы:. 'С А, Андреев, В. л Перо«. П » *всревнч. - М. Мелра. 19Я0 -4!5с
2. Бч1Н-.')}.кЬ>шп, И (КОО»ЭрЦ1ШГ'Ч Определение огпималinioii шаровой sarpywn мсЛШМН МШи 5,5x6 5 и ладдшилх технологических условиях тмелкчения < Б. бвт-Эрдэют, Г Л Ьсарских /Г Научные ochohki и практика переработки рул н техногенного сырья: материалы Международной науч.-техн. тиф. 22 -27.05 2006 г.. Екатеринбург - Екатерине?, рг. Иэд-во АМВ.2006. - С 301 -3)9.
3.Итрских, Г. А. Надежность шрфяных машин учебное пособие > I Л. Боярских, Л. Г. Кунднн Свердлове к: СГИ. - 192 с
4. Статистические чнтоди повышен tot kuuij-гпти' пер. с англ . под pea. X Кум>. - М финансы н статистика. 1<>90. -jtW с, - nil
5 Шр,1он,Дж Коигрллышг xapvtt / Дж. Мер-док; пер. с дигл. С А Фатеевой. Мл Финансы и статистика, I9K6. - 150 с
6. Технологические »а«мы управления качеством машин/Д. С". Насильеп (и лр.) -М. Машиностроение, 2003.-255 с
УДК 622,232.8.004*12:625
МЕТОДОЛОГИЯ И ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ БУРОВОГО ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
Г. А. Боярских, И. Г'. Ьоирских
Рассмотрены фсиомснолотчсские аспекты исследования технологической наследспсниости але-wcinnu армирования бурового инструмента на основе ЙНДЛ1ГМ условий получения еннсргегическот аффекта изменения свойств, прсвышаюил-чо сумму слагаемых "Ц>екюи от влияния отдельных параметров его конструкции, технологии изготовления и условий эксплуатации. Показана возможнос1ь получения синергггнческого л}»фекта при направленном наследовании свойств конструктивных элементов армирования, Предложснч модели технологического воздействия и нпелеломинмсвойстп поролорируиииошнч нетинок нз 1 нерлот сплава ipyimu WC-Co ь процессах и tromtacjnre и эксплуатации инструмента, гото-рис соанкя' методолог нческис прел посылки управления свиПстпамн конструкционны* материалов при проектировании, итгогоямении и эксплуатации бурового твердосплавного ииструме1ттп ударного леП-спи«
К.чючгныйслши: буроиой тперюенлавный инструмент, текнологнчееклч наследственность, метод о-,Ю1 ин. моделирование, упрочнение, элементы армирования, найка. термообработка.
Mienomenological aspects of research of a technological heredity of elements ot'reri.lorcinj; of the chisel COOl on the basts of the analysis of conditions of reception of joint the effect of change of propenies exceeding the sum of composed effects from influence of separate piinimcTrcs of its design, manufactarine techniques and uperatkm conditions arc considered Reception possibility of joint effect is shown at the directed inheritance of properties of constructive elements of reinforcing. Mtnlels of technological milucncc /tnd inheritance of properties
destroying hrc«sl insert,', rrom a firm alloy of^roup WC-Co in proteases of manufacturing and opcrawcm of the
mol «hlch create methodological preconditions of management of proj>eriie.s of constructional materials at designing, manufacturing and opvnrtion chisel firm alloy the tool ol shock action arc olfered
А"му w„f,/\. chisel t'.rm alloy the Tool technological heredity, methodology. modelling, m.xtelltny. reinforcing elements, the soldcrinu. heat treatment
52 —^-—.-----------
Дальнейшее совершенствование методой
• иенкн прогнозирования и повышения надежности бурового твердосплавного ннструмен-?» ударного действия (БТИУД) предполагает .ведставлснис его о виде систем, обладяю-^.ui о процессе утраты работоспособности госледействием Модели jtux процессов v..i-.т быть разработаны tea основе изучения феноменопо! нческой связи параметров инструкции, ГСХНОЛО! ни »иготоьлення н условий эксплуатации элементов армирования БТ1ГУД
мцюлоразрушакчпнх вставок, паяного шва •_in прессового соединения н корпуса). Большинство из этих связей можно отнести к свя-•#м наследственного гипо (IJ. Мри лом необходимо различать технологическую »цслсдстяенность. обусловленную последовательностью технологических операциП и режимами различных видов финишной обрабо! •..» элементов армирования 1ср\шобрабо1-кл, размерной обработки (3J, упрочнения [2], 1 также следует учитывать эксплуатационную юследствениостъ. обусловленную периодичностью восстановлений и упрочнений {4j,
Выполненные рапсе исследовании 111 ают основание считать, что феномен наследственности материалов БТИУД проявляете*
• переносе их свойств от предшествующих «терапий к последующим, которая в дальнейшем сказывается но «ксплуэтаиионных свойствах конструктивных элементов БТИУД
1 (осителями наследственной информации являются обрабатываемый материал, поверхность. размеры и форма конструктивных элементов БТИУД со всем многообразием описывающих их параметров. Носители наследственной информации являются также отражением изменений состояния конструктивных элементов в изготовлении и эксплуатации БТИУД.
В технологической цепочке формирования наследственности су шествуют своего рода «барьеры». Некоторые технологические факторы не могут преодолеть эти «барьеры»» и и гаком случае их влияние ни конечные свой-сIна БТИУД шеу icibvioi. Цруте факюры такие "барьеры» проходят, но при этом значительно теряют исходный эффект и влияют на финишные свойства незначительно [5].
Самым существенным «барьером» являются пайка и гермообрабопеп БТИУД. сс про-
пождаюшиеся изменением напряженно-деформированного состояния структур*.» материала элементов армирования, что приводит к ухудшению фи зимо-мехлнических и эксплуатационных свойств элементов армирования В результате технологических и эксплуатационных воздействий несовершенства и дефек-1ы материалов могут развиваться или < тле-чнваться».
Огедовательно, процессом гехноло!ичес-кого наследования можно управ;!ять га<. чтобы свойства, положительно влияющие на качество ГГГИУД, сохранить к течение нем и технологического процесса, а свойства, влияющие отрицательно, ликвидировались п его начале.
Технатогичсокон«>собсж!счтгюсушис1ву" юших подходов к моделированию и лрогнозд-ровлнию качества БТИУД является использование принципа суперпозиции, согласно которому каждый из технологическим факторов его изготовления и эксплуатации яеПству-ст независимо от других, а результат их совместного действия определяется их парциальной суммой, представляемой в -ой или иной форме, Однако применение этого принципа, по Сути, сводит многосвязныс взаимодействия указанных факторов к односвязиым. игнорируя их взаимное влияние
С момента изготовлении конструкционны* материалов БТИУД до придания им желаемых размеров и свойств они проходят рял состояний, характеризуемых параметрами качества Любой известный механический цроиссс изготовления инструмента приводит к изменению этих параметров и может быть представлен траекторией точки, движущейся н{«+ - мерном пространстве состояний от начального до конечного. В любой момент времени состояние рассматриваемого объекта (материала, заготовки, инструмента) определяется конечным числом свойств.г,....а,..., Хп. Любое состояние при »том должно рассматриваться как результат состояний, имевших место в прошлом.
Кроме »ого. необходимо рассматривать создаваемые технологическими процессами и наблюдаемые при эксплуатации енмергетн-чсскне эффекты, обшее действие которых превышает кажущуюся сумму отделило взятых явлений. Поиск синергетнческих эффек-
Iив представляет собой важный резерв средств управления свойствами конструктивных элементов.
В(мможиость управления тсхназогичес-КОЙ наследственностью конструктив-пах элс-MCinnB Б ГИУД на стадиях его проечтнрова-ния. изготовления и эксплуатации может был. реализована на базе моделирования 'ехноло-(ических процессов и процессов утрагы рабо-госнособностн элементов БГИУД Перспек-тивными являются методы моделирования техпроцесса с помошыо i рафов (6] и 1^редстав-тення его в виде математической многомерном модели БТИУД, параметры которого меняются во времени.
Взаимосвязь геометрических. физико-ме-Ханнчесних. технологических и экеппуатпци-онных параметров конструктивных элементов ЕГГИУД может быть представлена с помошью грд(|>ов. Вершины графа соответствуют значениям Пирометров конструктивных элемеи-юв носче определенных технологических операций. Наличие наследственной связи по рассматриваемому параметру показывается 6 виде ориентированного ребра грзфа. а от-сутствис - в виде неориентированно! о.
На рис. I приведен I раф техпроцесса обработки БГИУД» в котором отражена связь параметров элементов армирования не только межлу отельными операциями, но н со точениями параметров в зкеплуагаинонных условиях Граф показывает не только влияние отдельных параметров конструктивных элементов (корпуса, породоразрушаюшнх вставок, их паяного или прессового соединения) на качество БГИУД, но и изменение этих параметров в процессе эксплуатации инструмента. Из графа технологической наследственности породоразрушающей шердоенлавнон вставки (в дальнейшем ТВ) видно, что, например, ее размерная точность (по толщине или диаметру, отклонению формы сечения, Шероховатости и др.) за счст явлений наследственности оказывается на точное л» армирования корпуса инструмента.
Операции технологического процесса существенным образом влияют на точность размеров и формы, прочностные свойства твердосплавных вставок, однако их характеристики оказываются связанными с рассеянием размеров ТВ в исходном состоянии. Аналогично эти характеристики ТВ могут насле-54 -
доааться и проявляться после пайки (запрессовки ) и особенно при эксилу.зI ацин
Модель технологической наследственности изготовления деталей и их соединения пайкой или запрессовкой может быть дополнена этапом •ксплуатации. 'Готда можно оценить наследственную связь параметров, характеризующих надежность эксплуатируемых деталей с аналогичными параметрами на любой операции технологического процесса Более того, последний этап может быть раз-делён на интервалы времени, соответствующие периодичности восстановления заточкой геометрии нородораэрушающих твердосплавных вставок.
Для рассматриваемого графа (см рис I) имеем-
Аг( = 6/6 , - коэффициент изменения точности размеров элементов армирования ТВ и паяного шва (прессового соединения), тле б -допуск на размер: / - номер текущей операции или перехода; I - число операций или переходов сверх /. после проведения которых количественно определяется величина данного свойства;
к,в ¿/1 - коэффициент изменения формы сечсння элементов армирования (£ - отклонение формы);
= Яа1 / Яа - коэффициент изменения шероховатости (Н - среднеарифметическое отклонение профиля);
кл = 6/6 коэффициент изменения напряжений поверхностного слоя (б - напряжения в поверхностном слое);
А3 = /Ш( / НПЛЫ или НЯС, I ННС, , коэффициет* изменения твердости материалов 1В или корпуса (НКА - гвёрдоезъ сплава \VC-CO. ИКС - твёрдость стальчою корпу са).
к( = 5 - коэффициент изменения пло-шалн растекания припоя:
- а, ) а/#/ или б., / \ , или Ц / Л', „ -коэффициент изменения ударной аязкости. прочности при изгибе, циклической прочности:
' А./~ коэффициенты изменения интенсивности изнашивания ТИ.
Коэффициенты характеризуются прости» ми дробями, у которых числитель указывает ни количественное выражение величины, отражающей свойство до проведения соответствующей оператщи технологического маршрута (см. рис. I), Индексы расшифровывают-
SS
n
s n
1
■е-
g §
? 3
s
I 1
I 1
f
к О
i!
с
!
Щ
i * :
5 f
il !
î
Залпо
(твврдосялмжм reniera»
Термообработки
Алмазное шлифование
ВиАрхиЗработа
Сборка (вайю.
(ЗЛрСССОВКя)
Термообработка (такалка, отпуск)
Абразивная обработка
Виброугтрочнение
Эксплуатация (бурение, точка i
Этапдувгаия (имброупрочнсиис)
си следующим образом: 1-я цифра - характеристика определённого свойства элементе армирования. 2- и 3-я цифры-наименование или номер предыдущей и последующей операций. на которых проявляется наследственность.
Для более сложных олучаса нпсдсдствен-иости индексы передач могут состоять из четырех цифр. гак. передача К. ы мначвет. то интенсивность юн шинкам и я ТВ в состоянии поставки <о). прошедшей термообработку (I), определяется последующим ииброуп-рочиенисм (-1). Если коэффипиеж А- = I. то это свнлетельсгвует о полном i среносе свойств обрабатываемой детали т»сгрумсн-тп от одной операции к другой. При разработке технологического процессе изготовления или HOCC1HHOB дення инструмента слсду ет пре-)> сматривать вполне определенное монотонное изменение коэффиинеггта к Полоааттель-»гая наследственность конструктивных здемен-•ов инструмента должна развиваться, поэтому необходимо, чтобы козффииис»пы к бы ли меньше единицы. Лучшим является такой технологический процесс, когда огрицатель-иые свойства не возникают или устраняются сразу же после их возникновения При подав-|енни отрицательных свойств коэффициент
I При этом на начальных операциях tnro-топленни н эксплуатации БТИУД коэФФ»шисзгт к должен быть значительно больше, чем на финишных Такое положение базируется ни гехнико-экоиомнчсских критериях, которые показывают целесообразность устранения отрицательных свойств деталей на начальных операциях, так как их стоимость обычно зна-'пггелыю ниже стоимости конечных операций.
(Основой выбора рациональных значений моффнииенгив к предлагается принять зависимость исходных Л. и выходных йп|| параметров деталей НТИУД, которую преда ав-
ич.гт и виде h = oh',',. где «j, А - коэффициенты технологической наследственности [7] Если учесть, что = (I/к)Ищ, то к = h\'b а
Для опнеани» и количественной оценки явления технологического наследования •• Б'ГИУД может быт», использован также корреляционный анализ, с помощью которого определяется наследственная связь случайных
величин технологических и прочностных свойств элементов армировании
Двузначные индексы свойств расшифровываются следующим образом: 1-я цифра характеристика определенного свойства заготовки или делили инструмента; 2-я цифра -наименование или номер операции, на которой или после которой определяется данное свойство. Гак. г.. точность формы сечения <2) твёрдое! шавной вставки после алмазного шлифования (2)
Поскольку на качество летали решающее влияние оказывает не все. а отдельные ее свойства, то для выявления механизма itac.ie-довання тптх свойств целесообразно строить обособленные каскадные графы (рис. 2).
На основании графа технсеютческого процесса (см рис I) можно построил, граф для установления наследственных связей по любому параметру детали. Так, наследование отклонений формы поперечного сечения (2) от заготовки (0) до сборки (5) в нчегрумогте представляется каскадным графом ("см рис. 2. и).
В соответствии с изображением на рис. 2. и технологическое наследование (на примере отклонений формы твердосплавных вставок) представляется системой уравнений.
I Г I
«1=7—*30 т:—■
LĻi* )
I
ха = » х2\ I
~ Т~ J2Z * "TT" .
L J
'2Я
I |
*245 К2Ч
*2е = --
I I III
XJ7 - 7-^гл" 1-*13 +Т-*2U 1-
*2S7 ÄI»7 "М7 /1*74
I
хъ =-—-*27*
J
л
О «О-рО
х а
Рис. 2 Каскадные графи технологически» наследственности твердосплавных неганок бурового инстру ме1ГТа: ч - исходный: /3- упрощенный; «г- прчагоенный
Более простому случаю наследования свойств табрдосплавных вставок, когда не уигговается взии.мное влияние различных свойств ( в данном случае - напряжённого состояния вставок), моделируемое упрошенным графом (см, рис 2. б), соответствует сисземч уравнений, в которой отсутствуют слагаемые 5 квадратных скобках В технологической системе состояния элементов армирования БТИУД. имеющей обратную связь наследования свойств (рис 3). передачатсхназотчес-кой наследственности устанавливается подстановкой
Рис. 3. Граф технологической системы наследования свойств конструктивных элеметпов бурового инстру мента с обратной сватью
Отсюда получим:
М'-тт-}
где I- ЩД^)-коэффициент обрзпюГ связи, на который нужно умножить передачу к. чтобы выявить полное влияние исходных и последующих свойств на механизм их наследования
Модель технологической системы с обратной свя зыо позволит дать кодичестьенную оценку формирования технологической наследственности свойств бурового инструмента и условий достижения синергетн«;сского эффекта изменения показателей надежности.
Таким образом, разработанная методологии моделирования технологической иаслед-стненности позволяет решить следчошие задачн:
-установит!, комплексное влияние параметров конструкции изготовления и эксплуатации породоразрушаюших вставок на надежность бурового инструмента ударного действия;
--------- 5 7
- выявить сннергстнчсскиЯ »ффскг tex-нологичсскою и эксплуатационного воздействия на породоразрушоющие вставки.
разработать технические требования на изготовление иородоразрушакнцнх твердосплавных .»станок с управляемыми технологическими и эксплуатационными свойствами.
БИШЮГРАФИЧЕСК!) Й СПИОЖ
i Саярских, Г А Формирование-аданной технологический наследственности при нзпттонленнн и восстановлении машнно-строитслышх деталей/ Г А Гкирских, Д. I! Симисннов//Материалы международной hppo - Азиатского машиностроитель-ною форума 7-9.О6.2005, Екатеринбург -Вонерин-бург,2005. - С. IK-19
2-Шонин, К) Ф Оценкаpimtcpiio»точности нанкою шва пиепмоударных штыревых коронок) Ю Ф Авдонин. Г А Боярских, Г I Минеров Н Горные машины Конструкции, расчет и »ч:с«е,новации горних мялшн - Свердловск НИПИгОрмош. 1986. Вып. 19 -С 15-18.
3 Лгексшн)/>гмм. .7 И Упрочнение поролорат-РУШВЮШ№ 11СМС1ПОВбуровых долог термической н внбрапнояяоЙ обработками/ Л 31 Александрова, Г А. Боярских. М. Г JIouuk// Вибрации п технике н технологиях: труды (11 Между народной науч-ио-техническойконференции. -Евпатория, it)9S -С 16-17
А. Имрских ГА Оценка устойчивости и уп-рочнвшюгомсшлокерамическогосшява при инн-•iihcikom погружении/Г А Боярских. В. С Бал и и. Л Г Куклнн // Тег, науч. coootu VI юэнф по строению к свойствам металла и шлаковых расплавов. Свердловск, 1986. - С. 95-97
5.Боярских, ГА Влияние условий пайки буровых коронок ни фи шко-мехзннчссгнс характеристики тверлых сплавов. упрочненных термообработкой ' Г. А. Боярских //Тез. докл. науч.-техи конф Самарканд, 1979. - С 72-73
6.Ящерицып, Н // Гсхиодогттчесхпя наследственность * машиностроении П. И, Яшсрнцын. Э В Рыжов, В И Аверченко® - Минск Наук» и техника. 1977
7 Ящсрицыи, П. It Технологическая и эксплуатационная наследственность и еО влияние на долговечность машин/ П. И. Лшерниын,Ю В.Скорн-инн —Минск: Наука к техника, 1973. 11 т с
УДК 622.277:621.928
ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ВИБРОТЕХНИКИ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ТРАНСПОРТЕ
А. В. Юдин. А. Е. Петров
Приведены различные технические решения карьерным переносных и передвижных г re ре гру точны к систем при комбинированном Дятоу обильно-железнодорожном транспорте Перегрузочные системы разработаны на основе вибрационных питателей типа ГПТ. Даши основные классификационные нрнигаки перегрузочных снстсм и их возможные исполнения в увязке с расположением и карьере.
Ключевые ооео' карьер, уступ перегрузка, виброгштотсль. локомотив, горная масса автосамосвал.
MO I ГПТ.«
Different technologies of quam portable and movable re-loading syMems in motor-rail transport are described The re-loading systems ore worked out on ihe basis of Ibe vibratory feeders of OTP-type The mam classification cluradcnstics of re-looding systems and their variants according to their location in a qunrr> arc jfivrti in <hc articlc.
A'»-)1 words', quarry, re-load. rock, k-comolivc, dump truck, vibratory feeder, bench, installltiOn
