CC BY
8
FTAMP 55.31.01
https://doi.org/10.48081/RJUO1188
*М. М. Мусаев1, Б. С. Доненбаев2, К. Т. Шеров3, Д. С. Касымбабина4, И. М. Аман5
1,2Л5Э. Сагынов атындагы Караганды техникалык университет!, Казахстан Республикасы, Караганды к;
3С. Сейфуллин атындагы К^азак агротехникалык зерттеу университет!, Казахстан Республикасы, Астана к. *e-mail: kstu_mmm@mail.ru
ШИНАТЕСК1Ш Б1ЛДЕКТЕРДЩ ЦУРАЛДАРЫНЫЦ ТОЗУСИПАТЫН ЗЕРТТЕУЖЭНЕ ТАЛДАУ
Мацалада шинатесюш бшдектердг кецтен цолданатын елгмгздегг бграцатар кэсторындарда журггзшген зерттеулердщ, сондай-ац, аталган бшдектерде цолданылатын цуралдыц эбзелдердщ шыгынын зерттеу нэтижелерг келтгршген. Зерттеулер Цазацстан Республикасы Рылым жэне жогарыбшмминистрлггтщ Рылым комитетгтарапынанцаржыландырылган АР19578884 «Шинатесюш станок цуралыныц тозуга тозгмдшгт арттыру жэне конструкциясын жетшдгру» тацырыбы шецбертде орындалды.
Пайдалану жагдайларына сэйкес жалпы соццылы цуралдардыц тозу сипатына талдаулар жасалынды. Зерттеулердщ 6ip бвлш тесу цуралыныц бойындагы бузылу себептерт аныцтау мацсатында Deform 3D, Siemens NX пакетттертде соцгы элементтер эдтмен орындалды.
Процестг арнайы мамандандырылган багдарламалардыц заманауи пакеттертде модельдеу созылу кернеулертщ всут жэне деформациялардыц улгаюын нацты ondipicme тозу немесе сыну аныцталган жерде коруге мумюндж öepdi. Моделъдеудщ алдын-ала нэтижелерт талдай отырып, тесу цуралыныц конструкциясын озгерту жэне процестщ оцтайлы режимдерт тацдау мумюндггг туралы цорытынды жасауга болады. Зерттеу нэтижелерг шиналардагы meciKmepdi тесу ушт цолданылатын цурал тез тозатынын жэне жиг iстен шыгатынын Kopcemmi. Тозган цурал шетелдж ондгрушшерден сатып алынатын жацасымен ауыстырылады. К,урал шыгыны оте жогары жэне ондгршген отмнщ озтдж цунына mepic эсер emedi.
Арнайы компъютерлж кешендердщ комеггмен жург1зшген модельдеу нэтижелерг де тесюш цуралдыц оте ауыржагдайда жумыс icmeümimH Kopcemmi.
Krnmmi создер: шинатесюш цурал, шинатесюш бшдек, тоц отюзггш шиналар, тозуга тозгмдшк, пуансон.
Kipicne
Машина жасау экономиканы индустрияландырудьщ ажырамас 6eniri жэне мемлекеттщ мацызды саласы болып табылады. Сала агроенеркэсштш кешен, энергетика жэне металлургия секторлары, кэлш жэне баска да непзп салалар кызметшщ турактылыгын камтамасыз етед1, бул кэбшесе экономиканьщ материал
сыйымдылыгын, ецбек ешмдштн жене елдщ экономикальщ каушс1зд1гш айкындайды.
10-15 жыл шшде аталган сала курамдас белштер мен косалкы белшектерд1 енд1руден ешмнщ соцгы турлерш енд1руге кештг Бугшде К^Р кептеген машина жасау кэсшорындарында eHflipicTi техникальщ кайта жарактандыру белсенд1 журпзшуде. Механикальщ ецдеуге, сондай-ак, металдарды ецдеудщ баска турлерше (кую, термиялык ецдеу, металдарды кысыммен ецдеу жене т.б.) арналган есюрген станок парю жацартылуда. Импорттык станоктар технологияныц дамуымен 6ipre журед1, олар eHflipic кезшде сапаны THicTi, жогары децгейде устап туруга мумкшдш бередь Олардыц 6ipi - шина тесюш станоктар-престер. Бул станоктар Ka3ipri уакытта «Электромонтаж» АК„ «Астана электромеханикальщ зауыты» ЖШС, «Kazelectrosystems электротехникалык жабдьщтар зауыты» ЖШС (Астана к), «Орал трансформатор зауыты» ЖШС, «Алматы электромеханикальщ зауыты» ЖШС, «Asia Trafo - Alageum Electric» ЖШС (Шымкент к ), «Кентау трансформатор зауыты - Alageum Electric» А^ (Кентау к ) сиякты жене т.б. зауыттарда трансформатор шиналарындагы тесштерд1 тесу ушш кещнен колданылады.
Бул станоктарды енд1рушшер мен жетюзушшер, сондай-ак, оларга технологиялык жене куралдьщ жабдыктарды эз1рлейтшдер ресейлж жене кытайльщ енд1рушшер болып табылады.
АР19578884 «Шинатесюш станок куралыныц тозуга тез1мдЫгш арттыру жене конструкциясын жетшд1ру» такырыбындагы гылыми жобаны орындау шецбершде журпзшген зерттеулер нэтижелер1 шиналардагы тес1ктерд1 тесу ушш колданылатын куралдар тез тозатынын жене жш ¿стен шыгатынын керсеттг Тозган куралдарга ешкандай жендеу немесе кайта ецдеу жумыстары журпзшмейд1, оныц орнына шетелдж енд1рушшерден сатып алынатын жацасымен ауыстырылады. Бул жагдайда курал шыгыны ете жогары жене енд1ршетш ешмнщ езшдш кунына Tepic эсер етедь Бул Ka3ipri тацда eHflipicTeri езекп мэселе болып табылады.
Материалдар мен зерттеу эдктемелер1
Жогарыда аталган станоктарда колданылатын тесу куралы катты тозуга ушырайды. Пайдалану жагдайына сэйкес, соккы куралы мен матрицалар ауыр жуктелген куралга жатады, ейткеш олар престелген металмен жанасады. Престеу процес1 жогары температурада, кысымда жене катты уйкелюте журедь Тесу куралыныц каркынды тозуыныц Heri3ri ce6e6i кызып кету болып табылады, нэтижесшде берштш темендейд1, бул ез кезегшде деформацияга экеледь Атап айтканда, матрицаныц тозуы оныц басу температурасы босату температурасынан жогары болган кезде пайда болады, бул оныц пластикальщ деформациясына экелу1 мумкш. Куралдьщ жумыс жагдайлары оныц 6epiKTiriHe улкен эсер етедг Ken жагдайда престеу процеи 6ip калыпты емес, куралга соккы жуктемелер1 курал материалынан жогары каттылык шектерш талап етед1, оны улкен каттылыкпен 6ipiKTipy киын болуы мумкш. Соккы жуктемелер1 пресс куралыныц берштМн темендетедь Алдын алуга болатын кысымныц курт темендеу1 куралдыц бузылуына экеледг куралдыц жогары температура аймагында узак туруы (мыс
пен болат ушш 850°С, болат ушш 1100°С) оныц бержттн курт темендетедь Осыган байланысты бул курал ауыспалы болып табылады жене ешмдтки артгыру жене пресс куралыныц шыгындарын азайту ушш оныц конструкциясын жетшд1руд1 кездейд1 [6].
1-суретте шинатесюш куралдардыц суреттер1 керсетшген.
Сурет 1 - Шинатесюш куралдар
2-суретте шина тесюш куралдардыц курастырылган туршдеп суреттер1 керсетшген.
(б)
1 - шинатесюш курал; 2 - пуансон. Сурет 2 - Шина тесюш куралдардыц курастырылган тур1
1 жене 2 суреттерде шинатесюш куралдардыц жарылган, тозган жене деформацияланган беттер1 сары туспен керсетшген.
^a3ipri уакытта Караганды техникальщ университетшщ «Технологияльщ жабдьщ, машина жасау жене стандарттау» кафедрасыныц докторанттарыныц катысуымен шина тесетш станок куралыныц конструкциясыныц тозуга тез1мдЫгш камтамасыз ету бойынша зерттеулер журпзшуде.
Зерттеулердщ 6ip 6eniri тесу куралыныц бойындагы бузылу себептерш аныктау максатында Deform 3D пакетшде соцгы элементтер эдю1мен орындалады. Дайындама модел1 Siemens NX багдарламальщ ортасында зауыттык сызбалар бойынша орындалды. Процесс параметрлер1 шина тесетш станоктыц паспортына сэйкес алынады.
Нэтижелер мен талкылаулар
3-суретте куралдыц, шинаныц жене матрицаныц модельдер1 керсетшген.
Deform 3D багдарламасында модельдеу нэтижелерш талдау процестщ бастапкы кезецдершде куралдыц ортасында кысу кернеулер1 байкалатынын KepceTTi. Деформация процесшде материалдыц кабыргаларга карай жылжуы нэтижесшде кернеу матрицалары кысылады.
4-суретте куралдыц денесшдеп кернеулердщ таралуы керсетшген. Суреттен процестщ бастапкы кезецдершде кысу кернеулер1 басым болатынын жене 200 МПа мэнше жететшш керуге болады.
4-cypeTTeri диаграммада курал денесшде кернеудщ таралуы керсетшген.
Сурет 3 - куралдыц, шинаныц жене матрицаныц модельдер1
Сурет 4 - Кдоал бойындагы кернеудщ таралуы 5-суретте тесу процесшщ модел1 керсетшген.
Сурет 5 - TeciK тесу процесшщ модел1
Deform 3D багдарламасында есептеу кезшде материалдыц агымын жэне тацдалган параметрлердщ кез-келгенш (деформация, деформация жылдамдыгы, орташа кернеулер, температура жэне т.б.) ба^ылау мумкшдт бар.
Кдоалдыц бастап^ы ^озгалысында материал штамптыц куысын толтырады. Матрицаныц ^абыргаларына жеткенде, материал жогары карай ^озгалады, курал мен матрица арасындагы толтырылмаган куыс^а умтылады. 6-суретте дайындаманын козгалысы мен температурасы кэрсетшген.
6-суретте дайындаманын козгалысы жэне температура корсеткштер1 кэрсетшген.
Сурет 6 - Дайындаманын, козгалысы жене температура керсетюштер1
Бул процесс арнайы мамандандырылган багдарламалардын, заманауи пакеттершде модельдеу созылу кернеулершщ ecyiH жене деформациялардын, улгаюын накты енд1р1сте тозу немесе сыну аньщталган жерде керуге мумкшдш бердь
Модельдеудщ алдын-ала нэтижелерш талдай отырып, тесу к¥Ральшын. конструкциясын езгерту жене процестщ оцтайлы режимдерш тацдау мумкшдт туралы корытынды жасауга болады. Оцтайлы тесу жагдайларын алу ушш процесп зерттеуд1 жалгастырган жен.
^орытынды
Зерттеу нэтижелер1 шиналардагы тесштерд1 тесу ушш колданылатын курал тез тозатынын жене жш icTeH шыгатынын керсетп. Тозган курал шетелдш онд1рушшерден сатып алынатын жацасымен ауыстырылады. К^урал шыгыны ете жогары жене онд1ршген ошмнщ езшдок кунына Tepic эсер етедь
Арнайы компьютерлш кешендердщ комепмен журпзшген модельдеу нэтижелер1 де тесюш куралдыц ете аУыР жагдайда жумыс ктейтшш керсетп.
K^a3ipri проблема шиналарды тесетш станоктар куралыныц конструкциясыныц тозуга тез1мдшгш арттыру технологиясын ез1рлеу кажетплтн жене осы меселеш шешуге багытталган гылыми зерттеулерд1 талап етедь
ПАЙДАЛАНЕАН ДЕРЕКТЕР TI3IMI
1 Donenbayev, В., Mussayev, М., Sherov, К., Tussupova, S., Taskarina, А., Mazdubay, A. Investigation of the method of processing holes with a rotary cup cutter with surfacing // Journal of Applied Engineering Science. - Vol. 19. - Iss. 4. - 2021. - P. 862-867.
2 Mohd, Zurrayen Abdul, Mutalib, Mohd Idris Shah Ismail, Nawal Aswan Abdul Jalil. Characterization of tool wear in friction drilling // Jurnal Tribologi. - Vol. 17. - 2018 P. 93-103.
3 Sherov, K., Mussayev, M., Kuanov, I., Karsakova, N., Mardonov, В.,
Makhmudov, L. The Investigation and Improvement of the Hardness of the Clad
Surface by Thermal Friction Milling Methods // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. - 2022. - 11(10). - P. 784-792.
4 Технология машиностроения: Учебное пособие / Под ред. С. Л. Мурашкина - СПб. : СПбГТУ, 2011. -Ч.2.- 498 с.
5 Miller, Scott & Blau, Peter & Shih, Albert. Tool wear in friction drilling // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - Vol. 47. - 2007. - P. 1636-1645.
6 Шерба В. H., Райтбарг Л. X. Технология прессования металлов. - М. : Металлургия, 1995. — 151 с.
7 Математическое моделирование сложных систем в металлургии : учебное пособие/ А. В. Выдрин, Е. А. Шкуратов, М. А. Соседкова. - Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2016.-76с.
8 Davis, J. R. Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance : ASM Technical Books Edited by J. R. Davis. - ASM International. - 2001.-P.315.
9 Технология прессования профилей из легких сплавов: метод, указания / сост. : В. Р. Каргин, Б. В. Каргин, Е. В. Арышенский. - Самара : Изд-во СГАУ, 2012. - 54 с.
10 Щерба, В. Н. Прессование алюминиевых сплавов : Учебник - М. : «Интермет Инжиниринг», 2001. - 768 с.
11 Batista Ponce, Moises & Del Sol, Irene & Gomez-Parra, & Ramirez, Magdalena & Salguero. Study of the Tool Wear Process in the Dry Turning of Al-Cu Alloy // Metals. - Vol. 9. - 2019 - P. 1094.
REFERENCES
1 Donenbayev, В., Mussayev, M., Sherov, K., Tussupova, S., Taskarina, A., Mazdubay, A. Investigation of the method of processing holes with a rotary cup cutter with surfacing // Journal of Applied Engineering Science. - Vol. - 19 Iss. 4. - 2021. -P. 862-867.
2 Mohd Zurrayen Abdul Mutalib, Mohd Idris Shah Ismail, Nawal Aswan Abdul Jalil. Characterization of tool wear in friction drilling // Jurnal Tribologi. Vol. 17. - 2018 P. 93-103.
3 Sherov, K., Mussayev, M., Kuanov, I., Karsakova, N., Mardonov, В., Makhmudov, L. The Investigation and Improvement of the Hardness of the Clad Surface by Thermal Friction Milling Methods // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. - 2022. - 11(10). - P. 784-792.
4 Texnologiya mashinostroeniya [Mechanical engineering technology]: Uchebnoe posobie / Pod red. S. L. Murashkina - St. Petersburg : SPSTU. - 2011. - Vol. 2. - 498 p.
5 Miller, Scott & Blau, Peter & Shih, Albert. Tool wear in friction drilling // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - Vol. 47. - 2007. - P. 1636-1645.
6 Sherba V. N., Rajtbarg L. X. Texnologiya pressovaniya metallov [Metal pressing technology]. - Moscow : Metallurgy. - 1995. — 151 p.
7 Matematicheskoe modelirovanie slozhny'x sistem v metallurgii [Mathematical modeling of complex systems in metallurgy]: Textbook/ A. V. Vy'drin, E. A. Shkuratov, M. A. Sosedkova. - Chelyabinsk : SUSU Publishing Center. - 2016. - 76 p.
8 Davis J. R. Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance: ASM Technical Books Edited by J. R. Davis. - ASM International, 2001.-P.315.
9 Texnologiya pressovaniya profilej iz legkix splavov [Technology of pressing profiles from light alloys] : Textbook / V. R. Kargin, В. V. Kargin, E.V. Ary'shenskij. - Samara : SSAU publishing house. - 2012. - 54 p.
10 Shcherba, У. N. Pressovanie alyuminievy'x splavov [Pressing of aluminum alloys] / Textbook : «Internet Engineering». - 2001. - 768 p.
11 Batista Ponce, Moises & Del Sol, Irene & Gomez-Parra, & Ramirez, Magdalena & Salguero. Study of the Tool Wear Process in the Dry Turning of Al-Cu Alloy // Metals. Vol. 9. - 2019. - P. 1094.
Материал 01.06.23 баспага тусть
*M. М. Мусаее1, Б. С.Доненбаев2, К. Т. Шерое3, Д. С. Касымбабина4, И. М. Аман5
1,2'4'5Карагандинский технический университет имени А. Сагинова, Республика Казахстан, г. Караганда;
3Казахский агротехнический исследовательский университет имени С. Сейфуллина, Республика Казахстан, г. Караганда. Материал поступил в редакцию 01.06.23.
АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРА ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТОВ ШИНОПРОБИВНЫХ СТАНКОВ
В статье приводятся результаты исследований, проведенных на различных предприятиях страны, широко применяющих шинопробивных станков, а также исследования расхода инструментальной оснастки данных станках. Исследования провились в рамках выполнения грантовой темы, финансированной Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан АР19578884 «Повышение износостойкости и совершенствование конструкции инструмента шинопробивного станка».
Проведен анализ характера износа ударных инструментов в соответствии с условиями эксплуатации. Часть исследований проводилась методом конечных элементов в пакетах Deform 3D, Siemens NX с целью выявления причин поломки инструментов. Моделирование процесса в современных пакетах специализированных программ позволило увидеть рост растягивающих напряжений и увеличение деформаций в месте обнаружения износа или поломки в реальном производстве. Анализируя предварительные результаты моделирования, можно сделать вывод о возможности изменения конструкции пробивного инструмента и выбора оптимальных режимов процесса. Результаты исследования показали, что инструмент, используемый для пробивания отверстий в шинах, быстро изнашивается
и часто выходит из строя. Изношенный инструмент заменяется новым, приобретаемым у зарубежных производителей. Затраты на инструмент очень высоки и негативно сказываются на себестоимости произведенной продукции. Результаты моделирования, проведенного с помощью специальных компьютерных комплексов, также показали, что пробивной инструмент работает в очень тяжелых условиях.
Ключевые слова: шинопробивной инструмент, шинопробивной станок, тоководящие шины, износостойкость, пуансон.
*М. Mussayev1, В. Donenbayev2, К. Sherov3, D. Kassymbabina4,1. Атап5
1,2,4,5 Abylkas Saginov Karaganda Technical University, Kazakhstan, Karaganda; 3S. Seifullin Kazakh Agrotechnical University, Kazakhstan, Astana. Material received on 01.06.23.
ANALYSIS AND INVESTIGATION OF THE WEAR NATURE OF TOOLS OF BUSBAR PUNCHING MACHINES
The article presents the results of studies conducted at various enterprises of the country that widely use tire punching machines, as well as a study of the consumption of tooling on these machines. This research has been funded by the Science Committee of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (Grant No. AP19578884 «Increasing -wear resistance and improving the design of the tool ofthe busbar punching machine».
The analysis of the nature of wear ofpercussion instruments in accordance -with the operating conditions -was carried out. Part of the research -was carried out by the finite element method in the Deform 3D, Siemens NX packages in order to identify the causes of tool breakage. Modeling the process in modern specialized software packages made it possible to see an increase in tensile stresses and an increase in deformations at the site of wear or breakage in real production. Analyzing the preliminary simulation results, we can conclude that it is possible to change the design of the punching tool and select the optimal process modes. The results of the study showed that the tool used to punch holes in busbar -wears out quickly and often fails. The -worn tool is replaced by a new one purchased from foreign manufacturers. Tooling costs are very high and have a negative impact on the cost of production. The results of modeling carried out using special computer systems also showed that the punching tool -works in very difficult conditions.
Keywords: busbar punching tool, busbar punching machine, busbars, wear resistance, punch.
