CC BY
15
ЭОЖ 621.789
Р. С. Кузеванов1, Н. С. Сембаев2
'магистрант, 2доцент, С. Торайгыров атындагы Павлодар мемлекетгiк унивеситеп, Павлодар к.
ИЛЕМДЕУ ОРНА€ЫНЫЦ ДИНАМИКАЛЬЩ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1Н ЗЕРТТЕУ
Аталган макала илемдеу орнагыныц динамикалык урдютерт зерттеу жайлы. Qндiрiстiк орнацтагы динамикалыц жYктемелердi зерттеу жYйелi сынуларды негiздеуге мумктдж береди
Кiлттi свздер: илемдеу орнагы, цубыр илемдеу, илемдеу процеЫ, динамикалыц ерекшелж.
Механикальщ ауыткулар кез-келген механизмдердщ бержттне Fана зиянды ьщпал етш поймай, сонымен катар айтарлыктай децгейде машиналардыц калыпты технологиялык процессiн киындатып немесе бузуы да мYмкiн. Мысалы: кацылтыр мен кубыр сапасыныц тeмендеуiне экелушi кацылтыр жэне кубыр илемдеу орнаFыныц бiлiкшелерiнiц ауыткуы, илемдеу орнаFыныц бткшелершщ турып калуы жэне т.б. [1]. Айрыкша катац динамикалык тэртiп жуктелу сипаты кeбiнесе екпiндiге жакын илемдеу жабды^ына тэн. Машина бeлшектерiнiц бузылуыныц 90 % динамикалык жYктеме эсерi нэтижесiнде тозу сипатына ие.
Илемдеу процессi кезiнде берiктiк шарттары бойынша мYмкiн жYктемелер децгейiн аныктау кезшде пайда болушы динамикалык жYктемелер айрыкша рел аткарады, сонымен катар кажу есебi Yшiн эквиваленттiк жYктемелердi калыптастыруда айтарлыктай бiлiнедi. Динамикалык жYктемелердi зерттеу кажеттшт жабдыктыц сенiмдiлiгi мен тeзiмдiлiгiн арттырушы берiктiк есебiнiц дYрыстыFын арттырады, технологиялык режимдердi оцтайландыруFа, конструктивтiк шараларды жYзеге асруFа мYмкiндiк бередi. Тэжiрибе барысында алынFан мэлiметтердiц дYрыстыFы айтарлыктай децгейде eлшеушi жэне тiркеушi аспаптар мен к¥PылFылардыц дурыс тацдалуы мен икемделуше байланысы. Илемдеу орнаFыныц жетегшде пайда болFан динамикалык жYктемелер илемдеу процессше керi ыкпал етедi.
Машиналардыц динамикалык есеш^ машинадаFы жYктемелердiц амплитуда шамасы мен ауытку жиiлiгiн аныктауды карастырады жiне осыныц негiзiнде бeлшектердiц тeзiмдiлiгiнiц есебi жYргiзiледi. Барлык машиналар мiндетi мен конструктивтiк ерекшелiктерiне карамастан, тYЙiн серпiндiлiгi жэне белгiлi бiр жаFдайларда ауытку процессiн коздыру кабшет сиякты жалпы касиетке ие. Сырткы жYктемелер эсерiнен (козFалткыш, тежегiш момент немесе кYшi, жумыс машинасыныц технологиялык кедергiсi жэне т.б.) жетектiц серпiндi элементтерi eзгередi, ал машиналардыц массасы негiзгi айналудан бeлек, кiшi айналмалы немесе бойлай ауыткуларды жYзеге асырады. Осыныц нэтижесiнде жетек желiсi eзiндiк ауытку жYЙесiнiц жиiлiгiмен уакытта eзгерушi косымша серпiндi кYшпен жYктеледi.
Машиналарда динамикалык жуктемелердщ ауытку сипатынын есебi келесi негiзгi кезендердi карастырады: 1) машинаньщ физикалык моделiн жасау; 2) жуйеге косыетан сырткы жYктемелердiн шамасы мен сипатын аныктау; 3) серпiндi жYЙе KозFалысынын дифференциалдык тендеуш куру; 4) езшдж ауыткулардын жиiлiгiн аныктау; 5) жетек тYЙiндерiндегi серпiндi кYш есеб^ машиналардын жумыс мYшелерiнiн козFалуы жэне жылдамды^ынын накты зандары. Машиналардын жетеп белiнген массалардын кеп санынан турады, сонын нэтижесiнде мундай жYЙенi теориялык зерттеу киындай тYстi. Сондыктан шын мiнiндегi жYЙенi мYмкiндiгiнше аздаFан масса санды, керектi есесптiк нактылыFын камтамасыз етушi карапайым келтiрiлген есептiк сызбамен ауыстырады.
Илемдеу орнаFынын жетектерiнде санылаулар кебiнесi жалFауларда (тiстi муфталарда жэне бершстерде, эмбебаб шпиндельдерде) кездеседi. Машиналардын орныкпаFан козFалысы кезенiнде санылаулардын серmндi туйыкталуы кезiнде жетекшi желiлердi Yлкен динамикалык жYктемелер пайда болады.
Илемдеу орны^ынын жумысы кезеiнде таспаларды (орма) тепс илемдеуде бiлiкше жYЙесiнiн - деформация кезшщ жэне алдынFы мен арткы ораFыштармен езара эрекеттесуi жYредi. Осы кезде деформация кезiнiн керсеткiштерiмен жэне ораFышта жYPушi процесстер аркылы жиiлiгi аныкталушы ауыткуушы жYЙе пайда болады. Бул ауыткуушы процесстер ен алдымен илемдеушi металдын эртYрлi калынды^ынын бойлык сипатына, содан кейiн энергия ^штж сипаттамаFа ыкпал етедi.
Эдебиеттерде эртYрлi илемдеу орнаFынын зерттеу нэтижелерi кептеп кездеседi. Онын iшiнде орнакты iске косу кезiнде, эсiресе бшкше ертiндiсiнде металл болFан жаFдайда пайда болушы энергия кYштiк сипаттамалардын динамикасын зерттеудi усынатын реверсивтiк илемдеу орнактарын зерттеулер KызыFушылыкты оятты. Мундай жаFдай алдынFы шеттi ораFышка косу немесе илемдеу процессi кезiнде жолакша Yзiлу кезiнде пайда болады.
Жабдыктын механикалык белiгiнiн (редуктор, тегергiш, шпиндель) жаFдайына жэне илемдеу режимiне шыFуды жылдамдатуFа байланысты люфт тандау нэтижесiнде экстремалдык соккы жYктемелерi пайда болады. Сонын нэтижесщде бiлiкшенiн жетек мойынында жарылулар, редуктор мен тегергiш тiстерiнiн майысуы, муфталардын бузылуы пайда болады. Бткшенщ жетек мойынында жарылулардын пайда болуы («бшкшенщ жарылуы») онын акырындап улFаюына жэне кейiн сынуFа экеледi.
Илемдеудщ эр жеке тYЙiнi бiлгiлi бiр езiндiк ауыткулар жиiлiгiмен сипатталады. Егер осы езшдж ауыткулар жиiлiгiне баска бiр тYЙiндi немесе тербелiстi YЙлесiмсiз косса, суык тегiстелген жолактын бетше ойыктардын шыFуына ыкпал етушi жYЙеде айтарлыктай амплитудалы резонанстык ауыткулар пайда болады. Мунын негiзi ретiнде жабдыктын тозы^ына, тегiстеу профилiнен ауыткуFа, тегiстеудi
и и и • и •
керу жэне кYшейтуге байланысты пайда болатын, эксцентреситени, мойынтiрек тYЙiндерiнiн акаулары, басты жетек желюшщ тербелiс соккы процессi, яFни жумыс бiлiкшесiнiн бетiндегi аномалиялар шы^ады. Сонымен катар жоFары амплитудалы
ауыткулардын; пайда болуы ктеп жабдыктын; тез тозь^ыныц артуына байланысты тeзiмдiлiгiне эсерш тигiзедi.
Сондай-ак ойыктардын пайда болуынын ce6e6i, басты желiлердегi жабдыктардаFы динамикалык процесстер. Бткше жетектерiнде тiстiк шшю соккы процесстерiнiн пайда болу Ke3i болып табылуы mymkîh: тiтстi денгелекте массаны iлудегi кинематикалык олкылык себебшен бiркалыпсыз козFалып салыстырмалы косылу жYредi Жинактын эксплуатациялык шарттарымен жэне тютж дeнгелектердiн жылулык YЛFаюымен аныкталушы шнютеп жактык санылау тiстердiн тозуы нэтижесшде YЛFаяды жэне тiстер арасындаFы байланысты Yзген жаFдайда тегергiштiн косылуына жаFдай жасайды. Нэтижесiнде илемдеу кезiнде жумыс бткшелершщ желiлiк жылдамдыFы мен илемделушi жолактын аракатынасы ара-тура секiрмелi eзгеруi мYмкiн жэне дтербелiстiн пайда болуына экелетiн, салдары ретiнде жолакта ойыктар пайда болатын, эр кос тю бетiнiн калыпты карым-катынасын калпына келиредь
Суык илемделген жолактарда ойыктардын пайда болуына тербелютщ эсерiн зерттеу макатында «1700» YPетiлген жэне терт клеталык орнаFы шарттарында «Северсталь» АА^ тэжiрибелiк зерттеулер жYргiзiлдi. «Portable» тербелiс диагностикалык кешенi жэне «Тербелiс акустикалык жYЙе жэне технологиялар» фирмасынын баFдарламалык камсыздардыруы аркылы тербелiстi елшеу кезiнде жеке жумыс клеталары тYЙiнiнiн eзiндiк жшлтн, сонымен катар тербелiстiн пайда болу непзш аныктады.
Суык тилемдеулi канылтыр орнактарында бiлiкшелi металлды алу кезшде, тегiстеу кезiндегi ауытку амплитудасынан 3-8 рет асатын айтарлыктай жоFары амплитудалы ауыткулары бар каркынды динамикалык жYктемелер пайда болады (1 сурет). Ауыткулы жYктемелердiн кауiптiлiгi, олардын бастапкы кезенде нeлдiк немесе терiс мэндi алуы болып табылады. KосылулардаFы Yлкен санылаулы жYЙенiн кайта ажыратылуы жэне екпiндi туйыкталуы кезiнде желiлерде жоFары жYктемелер пайда болады. Эмбебаб шпиндельдегi астардын тозуы салдарынан, басты желiдегi санылаулар тез YДейдi жэне бeлшектердiн тeзiмдiлiгiне кауiптi циклдiк кернеуге экеледi. Осынын салдарынан шпиндельдердiн тозыFы жеткенше кызмет аткару мерзiмi 5 айдан 2,4 жылFа дейiн ауыткиды.
1 сурет
Эдебиеттердеп мэлiметтерге карасак, барлык авторлардыц пiкiрiнше, ауытку жYктемелерiнiц пайда болуы жетек жумысыныц ерекшелiгi болып табылады.
Суык илемдеу орнактарыныц жYктемесiнiц динамикасын зерртеу Yшiн тэжiрибе жYргiзу киын немесе кей жаFдайларды мYмкiн емес, сондьщтан ец колайлысы зертхана жаFдайларында тэжiрибе жYргiзу болып табылады. К. И. Сатпаев атындаFы Казак улттык техникалык университетiнiц металлургиялык машиналар жэне жабдыктар кафедрасыныц зертханасында динамикалык жYктеменi зерттеу бiлiкше диаметрi D0=100 мм жэне бшжше жаFыныц YзындыFы ¿б=150 мм желiлiк типтi ДУО 100 бiр клеталык орнакта жYргiзiлдi.
Бшжше жетегi айналым саны п=1500 мин-1, косалкы катынасы /—20 жэне белбеулж тапсырушы жиналмалы редуктор аркылы куаты 3кВт туракты токты электрокозFалткыштан жYзеге асырылады. Бiлiкше айналымыныц саны п=30 айнал/мин. Илемдеудiц шектi кYшейтуi Ртах=0,1МН(10т).
Тэжiрибеде 90х20х90 мм к9лемдегi корFасын Yлгiлерi жэне 5,0х20х100мм к9лемдегi алюминий Yлгiлерi колданылды. Yлгiлер илемге дешн жэне кейiн микрометрмен жэне штангенциркульмен 9лшендi.
Тэжiрибе жYргiзуде илемдеудiц энергия кушт1к к9рсеткiштерiн ультрафиолеттiк каFазFа жазу Yшiн сYЙретпе осциллограф колданылды. Илемдеу мен кезецнщ кYшеюiн тiркеу катар журпзшдь Илемдеудiц кYшеюi бойынша белгiлердi жазу оц жэне сол месдоз жYргiзiлдi. Осциллограф iшiне эртYрлi житкл гальванометрлер орнатылды. Мысалы: илеудеудiц ^шеюшщ каналын элшеу Yшiн 2,5 кГц, кезец бойынша канал Yшiн 450 Гц житкл сYЙретпе орнатылды. Сондай-ак тецдестiру Yшiн эр каналFа нэлдж сYЙретпе орнатылды. Сызбаны тендес^ру аркылы сYЙретпе н9лдiк мэнге шыкты.Шпиндель бетшщ деформациясын тiркеушi к¥PылFынын
ерекшелт илемдеу op^FEmbiH; бткшесшщ aйнaлyы кезшде сы^ылысу мен созы^ дa деформaциялaнyы болып тaбылaды.
АлынFaн осциллогрaммaлaр келесще: 2,3 суреттерде Р1, Р2 болып белгшенген жоFaрFы жене тeменгi бeлiктерiнде сол жене он месдозaнын кYшеюi бойыншa кисыкгар кeрсетiлген. Ортa бeлiгiнде жоFaры шпиндельдiн aйнaлyы кезiндегi кисык кeрсетiлген. (2 суретте) M болып ^рсе^^ен.
2 сурет
Осциллогpaммaлapдaн илемдеудеп KYшеюдiн ен жоFapFы менi бшкшелердщ метaлды aлy кезiнде жене бшкшелерден метaллдapдын шыFyы кезiнде aйкын ^ршед^ Осциллогpaммaлapды тексеруден кейiн eндipiстiк жaFдaйлapлa илемдеyдi зерттеу зеpтхaнaлык зерттеуге сейкес келетшдЫн aнFapyFa болaды. Тексеpiлген осциллогpaммaлapдын мелiметтеpi 1,2 кестеде кepсеiлген. Илемдеу оpнaFынын динaмикaлык жYKтемесiн зеpтхaнaлык жaFдaйлapдa зеpттеyдiн apтыкшылыFы, eлшеy к¥PылFылapын мукият куру apкылы еpтYpлi мaтеpиaлдap мен Yлгiлеpдi Kолдaнып, технологиялык pежимдеpдi ерюн ayыстыpып сaлыстыpмaлы Yлгiде жумыс журпзуге мYмкiндiк беpедi. M¥ндaй мYмкiндiктеp eндipiстiк шapттapдa жок.
Кесте 1 - KоpFaсын Yлгiлеpiн иемдендipy кезiндегi зеpтхaнaлык зеpттеyлеpдiн мелiметтеpi
Yлгi № h0, мм h,, мм Ah, мм l0, мм l,, мм b0, мм b ,, мм M , kH м дин Р ,, kH Р, kH Р * ,kH общ
4 9,37 8,35 1,02 96,0 111,0 20,43 20,52 0,14 3,3 7,2 10,5
5 9,34 8,34 1,0 97,0 112,0 20,4 20,53 0,2 3,3 6,0 9,3
7 9,34 8,29 1,05 98,0 110,0 20,45 20,5 0,22 3,65 6,0 9,65
16' 9,48 8,38 1,0 95,0 113,0 20,4 20,5 0,14 4,0 6,0 10,0
17' 9,46 8,46 1,0 99,0 110,0 20,5 20,8 0,22 3,65 6,0 9,65
Кесте 2 - Алюминий Yлгiлеpiн иемдендipy кезiндегi зеpтхaнaлык зеpттеyлеpдiн мелiметтеpi
Yлгi № h0, мм h , мм Ah, мм l0, мм l,, мм b0, мм b ,, мм M д , дин Шм Р,, kH Р, kH Р * ,kH общ
1 4,97 4,35 0,62 98,0 111,0 18,0 19,0 0,16 6,0 8,0 14,0
2 4,97 4,0 0,97 98,0 113,0 21,0 21,5 0,2 15,6 13,6 29,2
3 4,97 4,05 0,92 100,0 121,0 21,0 22,0 0,11 14,2 11,2 25,4
4 4,97 3,9 1,07 100,0 127,0 21,0 21,5 0,14 17,0 13,4 30,4
5 4,97 3,96 1,01 100,0 125,0 21,0 22,0 0,125 14,2 10,1 24,3
Кестелерден жэне осциллограммалардан илемдеу opHaFbiHbiH; жетегшдеп динамикальщ жYктемелердiн ерекшелiктерi к9ремiз. Таныс калыпты ауыткулардын пайда болуына тек жетек тушншщ жумысы Fана емес, сонымен катар пластикалык деформация да ыкпал етедi. Илемдеу процессiнiн динамикалык сипаты илемдеу процессiнiн ажыраFысыз б9лiгi болып табылатынын анFарамыз.
Зертханалык тэжiрибе жYргiзу зертханалык жаFдайларFа Fана тэн емес, сондай-ак 9ндiрiстiк орнактардаFы жетекке динамикалык жYктеменi бэлу зандылыFын аныктауFа баFытталFан. Зертханалык жаFдайлардаFы динамикалык жYктеменi зерттеу жумысы жалпы зандылыктарды шыFаруFа жэне ТYстi металлдарды эндеу бойынша Балкаш Дуо-Кварто зауытындаFы орнактаFы жYЙелi сынуларFа негiздеме беруге мYмкiндiк береди Берлiген зертханалык орнакты зерттеу бткшелердщ сыну себебiн аныктау максатында эндiрiстiк орнакка кэшуге ыкпал етедi.
ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1 Целиков, А. И., Полухин, П. И., Гребеник, В. М., и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. - Т. 3 - М. : Металлургия, 1988, - 680 б.
Материал 01.06.15 баспаFа TYстi
Р. С. Кузеванов, Н. С. Сембаев
Исследование динамических особенностей прокатного стана
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар. Материал поступил в редакцию 01.06.15.
R. S. Kuzevanov, N. S. Sembayev
Research of dinamic characteristics of the rolling mill
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 01.06.15.
Данная статья посвящена исследованию динамической энергии прокатного стана. Позволяет провести исследование системных спадов динамической нагрузки производственных прокатных станков.
This article is devoted to research of the dinamic power of the rolling mill. It allows to undertake a study of systemic declines in the dinamic load of industrial rolling machines.
