CC BY
10
Список литературы
1. Бахно А.Л., Ямников А.С., Васильев А.С., Чуприков А.О. Повышение точности растачивания отверстий в сварных корпусах // СТИН, 2019 №6. С. 38-40.
2. Ямников А.С., Ямникова О.А., Чуприков А.О., Матвеев И.А. Упругие деформации заготовок полых осесимметричных корпусов при закреплении в трехкулачковых патронах // Черные металлы. 2018. №6 (1038). С. 25 - 30.
3. Ямников А.С., Чуприков А.О. Токарные патроны для закрепления тонкостенных заготовок // Вестник машиностроения. №8, 2015. С. 64-66.
4. Чуприков А.О., Ямников А.С. Моделирование погрешностей закрепления тонкостенных сварных корпусов в трехкулачковых патронах // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2014, №8-2. С. 18-22.
5. Чуприков А.О. Компьютерное моделирование погрешностей обработки тонкостенных сварных корпусов в трехкулачковых патронах // Прогрессивные машиностроительные технологии, оборудование и инструменты. Том III. Коллективная монография / А.О. Чуприков и др.; Под ред. А.В. Киричека. - М.: Издательский дом «Спектр», 2014 - 416 с. С. 253-320.
6. Chuprikov A.O., Yamnikov A.S., and Troitsky D.I. Simulation of deformations in thin shells clamped in a gripper with wrap-around jaws // Cite as: AIP Conference Proceedings 2188, 050028 (2019); https://doi.org/10.1063/L5138455. Published Online: 17 December 2019.
Чуприков Артем Олегович, канд. техн. наук, начальник отдела интеллектуальной собственности, artemline@rambler.ru, Россия, Тула, ПАО «Императорский Тульский оружейный завод»
ELASTIC DEFORMATIONS OF SHELL BLANKS WHEN FIXED IN THREE- CAM CARTRIDGES
A.O. Chuprikov
A typical installation of a shell housing made of B95 alloy in a three-cam cartridge with bored cams is analyzed. It is shown using computer modeling in SolidWorks that under even conditions, elastic deformations of the workpiece body are uniformly distributed along the cylinder, where maximum displacements are observed in the range of0.00508^0.00542 mm.
Key words: precision, shell casings, elastic deformations, three-cam cartridges.
Chuprikov Artem Olegovich, candidate of technical sciences, head of intellectual property department, artemline@rambler.ru, Russia, Tula, PSC «Imperatorsky Tulsky oruzheiny zavod»
УДК 621.744.001
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-529-532
СТРУКТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ
А.И. Вальтер
Приводится описание операционных и агрегатных технологических графов структурной модели технологического процесса литья в песчано-глинистые формы. Модель технологической части, описывается ОТ-графом, а рациональная компоновка литейной системы АТ-графом.
Ключевые слова: литейный процесс, структурное моделирование, графы, оптимальная компоновка технологического оборудования.
Развитие машиностроения привело к значительному повышению требований к качеству отливок и необходимости увеличения объемов производства. Это потребовало усложнения отдельных элементов технологического процесса, увеличения мощности литейных цехов, усложнения их структуры и резкого увеличения объема информации, превышающего возможности рациональной обработки обычными методами и дальнейшего использования.
Возникла необходимость в разработке структурных моделей литейных технологических систем для решения задачи их рационального построения и анализа функционирования. Модель, построенная с учетом качественных параметров системы, позволяет использовать количественные методы для рационального проектирования, а также построения автоматизированной системы управления производством и технологическим процессом.
Литейная система, анализируется по двум уровням: 1 - подсистема процесса и оборудование для его реализации; подсистема, включающая технологические элементы и оборудование до получения полуфабриката; 2 - подсистема, охватывающая полный технологический процесс, где областью функционирования является литейный цех [1].
Такая система требует раздельного построения моделей пластичной и скелетной частей. Пластично-технологическая часть системы описывается операционно-технологическим графом (ОТ - граф), вершинами которого являются технологические, а дугами - транспортные операции. Для упрощения построения этой модели технологическая часть системы разбивается на подсистемы, а внутри их на отдельные элементы, по каждому из которых строится операци-онно-технологический граф, который в условиях литейного производства имеет вид дерева (рис. 1).
Модель технологической части, описанная ОТ-графом, является типовой для любой литейной системы, однако при отсутствии модели скелетной части не позволяет осуществить полный количественный анализ литейной системы.
При построении системы, оборудование выбирается по каталогам в соответствии с нормами на проектирование.
Рис. 1. Структурная схема литейного производства в песчаные формы.
Также разрабатывается агрегатно-технологический граф (АТ-граф), вершины которого соответствуют технологическому, а дуги - транспортному оборудованию (рис. 2). Обозначения сохраняются прежними, но граф отличается соответствием вершин количеству установленных агрегатов.
Рис. 2. ОТ-граф участка смесеприготовления.
Рациональная компоновка литейной системы на основе анализа ОТ- и АТ-графов состоит из следующих разделов:
1. Технологическая система, предназначенная для выпуска отливок в разовые формы в условиях массового и крупносерийного производства, преимущественно компонуется в одном корпусе, в условиях индивидуального производства, в нескольких корпусах с разделением по переделам.
2. Первый передел - выплавка металла - охватывает подготовку шихты и подачу ее к плавильным агрегатам. Эта система имеет один выход в виде потока жидкого металла. При массовом производстве требуется непрерывная выдача металла, обусловленная режимом работы литейного конвейера. Следовательно, плавильные агрегаты должны быть расположены в непосредственной близости от мест потребления. При индивидуальном производстве металл выдается периодически. Плавильные агрегаты могут быть вынесены в отдельное помещение, и иметь транспортную связь с местом заливки форм. Длина пути определяется временем сохранения требуемых технологических свойств жидкого металла.
3. Второй передел является доминирующим в литейной системы вследствие максимального количества грузопотоков внутри подсистемы и на стыке с другими переделами (выход из первого -вход во второй). Он состоит из подсистем изготовления форм, стержней, смесей и подготовки производства (модель, оснастка и другие материалы).
Рациональная топология подсистем этого передела определяется из условия надежности системы, то есть минимизации технологических отказов и отказов оборудования, а также рационального управления при минимизации занятых площадей.
Единым критерием, учитывающим эти факторы, является длина грузопотока между подсистемами. При этом минимизируются технологические отказы; сокращается количество единиц транспортного оборудования и вероятность их отказа; сокращается используемая площадь [2].
Согласно этому принципу при массовом производстве основная подсистема изготовления форм на литейном конвейере располагается отдельно. Каждому конвейеру выделяется собственный участок приготовления смесей. Стержни изготовляются на специализированном участке с выдачей готовых изделий на склад, расположенный в непосредственной близости от мест сборки форм. Заливка, охлаждение и выбивка форм компонуются на участках литейного конвейера.
При индивидуальном производстве формовочные отделения располагаются на нулевом уровне. Стержневые отделения размещаются в том же здании между формовочными пролетами с выходом к ним или непосредственно на формовочных пролетах. Обеспечение смесями осуществляется индивидуальными участками, расположенными на формовочных и стержневых пролетах, а также централизованным отделением, предназначенным только для подготовки, хранения и раздачи исходных материалов и приготовления песчано-глинистых смесей.
Участок выбивки отливок размещается в отдельном корпусе или пролете, являющемся продолжением формовочно-стержневых пролетов из-за высокой запыленности.
4. Третий передел, включающий отделения термообработки, очистки и финишной обработки отливок, располагается при массовом и индивидуальном производствах в специально выделенном помещении или отдельном корпусе. Основной выход из второго передела - это полуфабрикат (отливка). Грузопотоки замыкаются внутри подсистемы, компоновка которой строится по принципу минимизации грузопотоков.
Автоматизированные системы управления (АСУ) технологическим процессом находятся на уровне решения задачи для отдельных элементов системы. Построение АСУ складывается из следующих этапов: изучение, упорядочение и приведение в соответствие с поставленной задачей информационных потоков; разработка информации в соответствии с заданной программой, выдача управляющего воздействия.
Начальной базой для создания АСУ служит ОТ-граф технологической системы, который одновременно является моделью управляющей и информационной системы. При необходимости ОТ-граф упрощается путем «сборки» отдельных операций.
Исходной информацией для литейной АСУ является технологический процесс. При подготовке к переходу на АСУ первичные данные обрабатываются в виде массивов данных, где последовательно по изделиям и деталям указываются масса отливки и жидкого металла, марка металла, количество отливок на изделие, загрузка площадей и все необходимые сведения по трудовым и материальным нормативам. Эти сведения обязательны для расчета оптимального варианта плана производства.
Построение ОТ-графов значительно повышает качество технологического проектирования и сокращает его сроки.
Таким образом, с помощью ОТ- и АТ-графов строится графическая модель системы, позволяющая произвести количественный анализ отдельных элементов подсистем и системы по нескольким направлениям в зависимости от целей исследования, а также осуществлять регулирование или управление системой.
Список литературы
1. Бречко А.А, Атливаник Л.Г., Поляков Ю.Г., Щаников А.И., Бречко Н.Г. Литейные системы и их моделирование. Л., «Машиностроение», 1975. 248 с.
2. Вальтер А.И. Управление качеством машин и технологий: учебник. Вологда: Ин-фраИнженерия. 2020. 248 с.
Вальтер Александер Игоревич, д-р техн. наук, профессор, valter.alek@rambler. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
STRUCTURAL MODELING OF THE PRODUCTION AND TECHNOLOGICAL PROCESS OF SAND CASTING
A.I. Valter
The description of operational and aggregate technological graphs of the structural model of the technological process of casting into sand-clay molds is given. The model of the technological part is described by a graph, and the rational layout of the foundry system is described by a graph.
Key words: foundry process, structural modeling, graphs, optimal layout of technological equipment.
Valter Alexander Igorevich, doctor of technical sciences, professor, valter.alek@rambler. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-532-538
ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ ВИБРАЦИОННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С РАЗДЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ КОЛЕБАНИЙ
Х.Х. Фам
Эта статья посвящена исследованию и расчету динамического гасителя вибрационного автоматического загрузочного устройства с раздельным возбуждением колебаний.
Ключевые слова: гаситель, автоматического загрузочного устройства с раздельным возбуждением колебаний.
Основными элементами вибрационного автоматического загрузочного устройства с раздельным возбуждением колебаний (ВАЗУ) являются: дно бункера 9, основание 2, центральный вал 8, вертикальный электромагнитный привод и корпус, к которому крепятся горизонтальный электромагнитный привод.
Необходимо найти оптимальные значения момента инерции основания, жесткости пружин С (пружины 1) и коэффициент демпфирования для того, чтобы при работе ВАЗУ колебания не действовали на окружающие оборудования. Для уменьшения динамических усилий, передаваемых на фундамент при угловых колебаниях, в рассматриваемой схеме ВАЗУ основание используется в качестве промежуточной массы 2.
Если считать моменты инерции бункера 9 и корпуса 4 как момент инерции одной массы, то конструкция ВАЗУ может быть представлена двухмассной динамической моделью в горизонтальном направлении. На рис. 2 представлена расчетная схема ВАЗУ.
