Совершенствование процесса проектирования пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

колебания, которая представлена бесконечно дифференцируемой функцией.

Библиографические ссылки

1. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. М. : Наука, 1978.

2. Блехман И. И., Джаналидзе Г. Ю. Вибрационное перемещение. М. : Наука, 1968.

3. Елисеев С. В., Лоткин О. И. Условия существования и нарушения контакта для систем с неудержи-вающими связями // Тр. ОМИИТа. 1966. Вып. 69. С. 93-99.

A. V. Eliseev, A. I. Karlina Irkutsk State Transport University, Russia, Irkutsk

FEATURES INTERECTION OF MATERIAL PARTICLE WITH VIBRATION SURFACE SUBJECT TO «NOT HOLD BACK» TIES

Method of determining analytic conditions of disconnection is offered. The analytical estimates allow to estimate the key characteristics of a particle separation from the surface vibrations.

© Елисеев А. В., Карлина А. И., 2012

УДК 658.512.22

В. С. Ереско, С. П. Ереско, А. Н. Антамошкин, Т. Т. Ереско

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРЕСС-ФОРМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАНЖЕТНЫХ УПЛОТНЕНИЙ

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.

Процессы автоматизации проектирования неразрывно связаны с математическим моделированием объекта проектирования [1]. Уплотнители применяются в гидро-пневмо-вакуумных системах для герметизации соединений, и моделирование рабочего процесса, и оптимизация конструктивных параметров выполняется с учетом всех условий эксплуатации соединения и учетом вида материала, из которого изготовлен уплотнитель. Герметичность определяется объемом утечек среды из герметизируемой полости объекта. Основными параметрами режима работы уплотнителя, определяющими герметичность соединения, являются контактное напряжение, создаваемое в материале уплотнителя при установке его в специальное гнездо, предусмотренное для этой цели конструкцией герметизируемого узла соединения, а также форма уплотнителя, определяющая градиент контактных напряжений. Во время эксплуатации и длительного хранения в напряженном состоянии контактное напряжение постоянно уменьшается, что связано с процессом релаксации напряжения, протекающем в материале при постоянной деформации. При относительном перемещении сопрягаемых поверхностей требуются дополнительные контактные напряжения,

так как в пленке рабочей жидкости, затягиваемой в уплотняемый зазор, возникает гидродинамическое давление, компенсирующее некоторую часть контактных напряжений. В данном случае 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. Причиной отказов часто бывает усталостный абразивный износ, а также недопустимое снижение эффективных контактных напряжений в материале вследствие процессов старения и релаксации напряжений.

Под эффективными контактными напряжениями понимаются начальные контактные напряжения, создаваемые при монтаже и обеспечивающие герметичность при отсутствии давления рабочей жидкости или малых ее давлениях. Герметичность при номинальных давлениях рабочей жидкости обеспечивается способностью эластомерных материалов подобно вязкой жидкости передавать эти давления на уплотняемую поверхность за счет эффекта самоуплотнения. Методика оптимизации конструктивных параметров

Механика специальных систем

формы манжетного уплотнителя для угла раскрытия 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 либо экспериментально для конкретных гидроагрегатов, либо методами имитационного математического моделирования, как это сделано в работах [5; 6].

Найденная 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. 1, 2).

Импортируя уравнения, управляющие размерами, из предварительно созданного текстового файла (рис. 3), создаем твердое тело модели уплотнителя (рис. 4).

Затем 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 (рис. 5).

Ki>?,ae R52.B9

RS4.S 11 R55

Рис. 1. Профиль модели манжеты

] equations— Блокнот -гз—11

Файл Правка Формат Вид Справка

Alpha"= 55 AlрИа@Профиль1" = "Alpha" высота гнезда манжеты'= 4.7 ширина гнезда манжеты"= 9.5 высота манжеты" = 10 диаметр штока" = 110 D3"= "012@Профиль1" * 2 Dl"= "Dl_ob®npofHnbl" * 2 D2"= "02_оЬ@Профиль1" * 2 М-"= "[>4_оЬ@Профиль1" * 2 D5"= "05_оЬ@Профиль1" * 2 D6"= "об_оЬ@Профиль1" i 2 D8"= "08_оЬ@Профилbl" * 2

Рис. 2. Исходные переменные параметрической модели уплотнителя

не*

Урав«нми. глобальные переменные и рэ5«еры

£ 1 ' От&шьтроеать все поля ft | По ywo/манию -

Инн Значение / Уравненпе Равняется * Заметки * i - i

56 </ | Отмена

- "DlZSHpotbHrtsr " 2 119. Ьп J =

■ T)i_obsngoijjinhi ■2 105 Зоим 7 Итсрт...

= Т)г_[)Ь£Про^в1лы"' г 1Н.71ПИ 7 J

1Н' = 'D4_ob£Поофя1ль 1' я2 124,25И* J Экспорт,.-

D5r = Т)Е_оЬйПро^ль1" " ' I33.6+W 7 Справка

- 'М_оЬ£Пд<ф1Ль1' "2 134.2SHM J

- TMjlbSnpo^itnbl" "2 7

'Высота пйчкеты' ■ 10 ■/

высогта: иакиты -4.7 4,7 J

Перестраивать Н Угловые .1 лвтомттески v 1-, Автонаттео™ порядок peiueHHfl

J Связь с внешним С: VJteWer ре*1орУ*1есгФоряа Солщ УкраЬзп!. b:t файлом: ш 4

Рис. 3. Таблица уравнений параметрической модели

Решетневские чтения

Рис. 5. Параметрическая модель пресс-формы манжеты

Изменяя параметры гнезда 3Б-модели пресс-формы, 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 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.

Библиографические ссылки

1. Совершенствование гидропневмоударного агрегата на основе имитационного моделирования / Т. Т. Ереско, А. А. Тубольцев, С. П. Ереско, В. С. Ереско // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 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 XV Междунар. науч. конф. : в 2 ч. Ч. 1. Красноярск, 2011. С. 212-213.

3. Автоматизация разработки параметрических моделей контактных уплотнений подвижных соединений и пресс-форм для их изготовления / В. С. Ереско, С.П. Ереско, А. Н. Антамошкин, Т. Т. Ереско // Системы. Методы. Технологии. 2012. № 1 (13). С. 22-27.

4. Автоматизация технологического процесса производства пресс-форм для изготовления манжетных уплотнений / В. С. Ереско, С. П. Ереско, А. Н. Антамош-кин, Т. Т. Ереско // Вестник СибГАУ. 2012. Вып. 2 (42). С. 130-135.

5. Ереско С. П. Система управления надежностью уплотнений подвижных соединений гидроагрегатов строительных машин : дис. ... д-ра. техн. наук. Красноярск, 2003.

6. Ереско Т. Т. Совершенствование конструкций и рабочего процесса гидропневмоагрегатов ударного действия : дис. ... д-ра техн. наук. Красноярск, 2005.

V. S. Eresko, S. P. Eresko, A. N. Antamoshkin, T. T. Eresko Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

IMPROVING THE PROCESS OF MOLD DESIGN FOR LIP SEALS MANUFACTURING

The paper describes a method of production process automation of molds for manufacturing lip seals through the construction of parametric models of contact-type lip 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.

© Ереско В. С., Ереско С. П., Антамошкин А. Н., Ереско Т. Т., 2012