CC BY
1
15. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область сильных полей). М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1958. 909 с.
16. Григоров А.Б., Наглюк И.С. Диэлектрические свойства моторных масел // Автомобильный транспорт / Харьк. нац. автомоб.-дорож. ун-т. Харьков, 2009. № 25. С. 167-170.
17. Надь Ш.Б. Диэлектрометрия. Пер. с венг. В.Д. Калашникова. Под ред. В.В. Малова. М.: Энергия, 1976.
200 с.
18. Майофис И.М. Химия диэлектриков. Учеб. пособие для энергетических специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1970. 332 с.
19. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоиздат, 1982.
320 с.
20. Экспресс-метод оценки работоспособности моторных масел / В.Ф. Кукоз, В.Д. Хулла, А.В. Тарасов, Н.Г. Подгайный // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2007. № 3. С. 75-76.
21. Алаев А.С., Трушин Н.Н. Автоматизация диагностики рабочей жидкости в гидросистемах металлорежущих станков // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 8. Часть 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. С. 258-264.
22. Алаев А.С., Трушин Н.Н. Обоснование метода диагностики гидравлических систем // Машины, агрегаты и процессы. Проектирование, создание и модернизация: Материалы международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург: СПб ФНИЦ МС, 2018. № 1. С. 115-120.
23. Трушин Н.Н., Сычев Д.В. Микроконтроллерный прибор диагностики загрязненности минерального масла // Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании: Материалы IX Международной научно-практической конференции-конкурса. Тюмень: Изд-во ТИУ, 2022. С. 152-156.
Алаев Александр Сергеевич, начальник бюро отдела программного управления оборудованием, [email protected], Россия, Тула, ПАО «Императорский Тульский оружейный завод»
Сычев Денис Викторович, магистрант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Трушин Николай Николаевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
DIAGNOSTICS HYDRAULIC SYSTEM WORKING FLUIDS BY DIELECTRIC PERMITTIVITY PARAMETER
A.S. Alaev, D.V. Sychev, N.N. Trushin
The article deals with dielectric permittivity as one of the properties of mineral oils used as working fluids in hydraulic systems of many technological and transportation machines. In the process of operation of hydraulic systems, there is a deterioration ofproperties ofworking fluid, which requires its periodic replacement. The task of determining the optimum period of working fluid operation and moments of its replacement is an actual organizational and technical task. The article substantiates the diagnostics of mineral oil condition by the value of its dielectric permittivity, which changes in the process of oil saturation with polluting particles. Based on the theoretical studies, an experimental microcontroller device for measuring the dielectric permittivity of mineral oil by measuring the capacitance of a special fabricated capacitor immersed in the tested oil was manufactured.
Key words: hydraulic systems, working liquid, liquid resource, hydraulic equipment diagnostics.
Alaev Alexander Sergeevich, head of the bureau of the hardware software management department, [email protected], Russia, Tula, JSC «The Imperial Tula Arms Factory»,
Sychev Denis Vicktorovich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Trushin Nikolay Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, trushn@tsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State
University УДК 625.144.5
DOI: 10.24412/2071-6168-2024-3-314-315
ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСА РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ДЛЯ УКЛАДОЧНОГО КРАНА УК-25/9-18
Г.Г. Киселев, И.А. Коновалов, А.Р. Коновалова
В статье рассматривается комплекс рационализаторских предложений для путеукладчика УК-25/9-18. Проанализированы выявленные недостатки при работе на укладочном кране в эксплуатации. Даны рекомендации по усовершенствованию конструкции укладочного крана, заключающиеся в замене стандартных башмаков крепления каретки на пальцы, установки навеса для защиты от атмосферных осадков, увеличение выхлопной трубы для устранения попадания отработавших газов на рабочее место машиниста и установкой пневмоинструмента для путевых работ. Выполнен расчет статических нагрузок с использованием программы Solid Works от предложенных мероприятий. Проанализированы преимущества и недостатки предложенных мероприятий по модернизации УК-25/9-18.
Ключевые слова: укладочный кран УК-25/9-18, пульт управления, модернизация, статистические нагрузки.
Укладочный кран УК-25/9-18 - путевой кран, предназначенный для укладки и снятия рельсовых звеньев длиной 25 метров и грузоподъемностью до 18 тонн, а также для выполнения работ по обслуживанию и ремонту железнодорожного пути [1].
Путеукладчик разработан и произведен Калужским машиностроительным заводом. Первый кран был выпущен с конвейера в 1974 году на Юго-Западную железную дорогу, последний кран данного типа был выпущен в 2019 году на Узбекскую железную дорогу.
Так как данные путеукладчики используются с 70-х годов, то им необходим комплекс рационализаторских предложений для поддержания работоспособности и увеличения эксплуатационных показателей.
1. Предложение по улучшению рабочего места машиниста.
Усовершенствование состоит в том, чтобы защитить машиниста УК - 25/9-18 от любой непогоды и случайного падения щебня с звена подвешенного на траверсах между ферм крана.
Рассмотрим конструкцию укладочного крана и его пульта управления, представленную на рис. 1. Как видно из рис. 1, на пульте управления краном отсутствует защита от влияния атмосферных осадков. Для устранения этого недостатка предлагается установить навес, который имеет прозрачные окна, сделанные из поликарбоната, чтобы видеть весь спектр работ, проводимый путеукладчиком.
- две лапки рамы будут крепиться непосредственно на ферму;
- два кронштейна будут зафиксированы в платформе. Для этого проделаем два отверстия в платформе, привариваем две втулки квадратной формы 21х21, фиксируем стойки навеса и втулки между собой шплинтом;
- кронштейн, который фиксирует поликарбонат боковых окон, крепится сбоку платформы. В платформе проделываются два отверстия диаметром 20 мм и туда же приваривается круглая втулка внутренним диметром 21 мм, при сборке навеса, данный кронштейн фиксируется шплинтом к платформе.
Рис. 1. Укладочный кран и пульт управления краном УК -25/9-18
Монтаж навеса будет производится в 6 местах крепления:
Навес легко разбирается и собирается за счет храповых механизмов, поэтому предположительное время, которое необходимо для сбора данной конструкции составляет 5 минут.
Предположительное место хранения - стрела УК - 25/9 - 18.
Так как безопасность работы машиниста обеспечивается только за счет бокового ограждения и никак не защищает его от дождя, снега, ветра и возможности падения щебня во время опускания или поднятии звена, то предлагается установить специальный навес, показанный на рис. 2.
Рис. 2. Спроектированный с помощью 31) моделирования навес: 1 - поликарбонат боковой;
2 - поликарбонатовая крыша; 3 - задняя крышка поликарбонатовая, которая защищает пульт управления;
4 - металлический каркас; 5 - фиксатор к боковому ограждению; 6 - ножка фиксации к платформе крана;
7 - балка, которая фиксируется сбоку платформы; 8 - уголок; 9 - ножка фиксации балки
Данный навес позволит избежать травмоопасные моменты, позволит увеличить видимость при плохих погодных условиях, уменьшит вероятность заболевания машинистов, которые находятся во время проведения работ за пультом управления, а следовательно, увеличится продуктивность и эффективность сотрудников, которые закреплены за данной техникой.
Сборка и разборка навеса происходит в течении 5 минут, т.к. с точки зрения безопасности кран в рабочем положение является негабаритом, чтобы избежать травмоопасных ситуаций, данный навес устанавливается только во время работ, а именно проведения «технологического окна», также эксплуатация крана с данной доработкой допускается если скорость путеукладчика УК - 25/9-18 будет составлять не более 10 км/ч, в случае если скорость превышает установленной нормы требуется срочная остановка крана и разборка навеса.
В случае разрешения установки данного навеса на укладочный кран, рекомендуется дополнить правила технической эксплуатации (ПТЭ) и правила технического обслуживания и ремонта крана (ПТОРК) с учетом дополнительного оборудования.
Навес изготовлен из металлического профиля 20 мм и поликарбоната, так как этот материал обладает уникальными свойствами: очень легкий (в среднем в 250 раз легче силикатного стекла), пожаробезопасностью (самозатухающий и не выделяет при горении токсины), ударопрочностью, устойчивостью к ультрафиолету, экстремальным температурам (от -40 до +120 °С), атмосферному и химическому воздействию.
Навес является полностью сборным и разборным, за счет быстросъемов и храповых механизмов. Данные решения требуют ежегодного обслуживания любыми густыми смазочными материалами, чтобы обеспечить долговечность сборки.
2. Предложение по подключению пневмоинструмента к пневмосистеме крана.
Главная конструктивная сложность использования пневмоинструмента - место врезки. Есть два варианта подключения штуцера: в главный резервуар или в запасной резервуар.
Запасной резервуар, предназначен для хранения запаса сжатого воздуха необходимого при торможении с помощью воздухораспределителя [2-5].
Резервуар состоит из цилиндрической части и двух выпуклых днищ. В днище имеется штуцер 1 с резьбой 1/2 или 1/4 для присоединения трубопровода от воздухораспределителя. Штуцер 2 с резьбой на цилиндрической части предназначен для установки выпускного клапана или трубопровода [6-9].
Предположительное место хранения - стрела УК - 25/9 - 18.
Для ускорения сборки и разборки путей, предлагается врезка в запасной резервуар быстросъем
Также для подключения пневмогайковерта требуется прочный шланг воздушный с фитингами 25 м, 12x16 мм Gigant RH 2012 служит удлинителем между компрессором и рабочим инструментом. Достаточная длина оснастки позволяет осуществлять работы на нужном расстоянии от компрессора.
На железной дороге используются в основном болты диаметром 22мм и максимальный момент затяжки составляется 1520 Нм, то на основе полученных данных выбираем пневмогайковерт NP18250 [10]. В табл. 1 приведены технические характеристики гайковерта.
Таблица 1
Технические характеристики пневмоинструмента NP18250_
Наименования NP18250
Присоединительный квадрат 1
Максимальное усилие 2500 Нм
Скорость свободного вращения 3200 об/мин
Максимальный диаметр завинчиваемого болта М45
Рабочее давление 6,0-6,5 Bar
Тип ударного механизма Twin Hammer
Диаметр впускного отверстия 1/2
Вес 11 кг
Теперь во время проведения «технологического окна», при завинчивании и отворачивания накладных, закладных болтов, можно использовать пневмогайковерт №18250. 3. Предложение по удлинению выхлопной системы
Система выпуска включает две выводные трубы с глушителями, расположенными под полом кабины электрогенератора. Каждая выводная труба соединена с одним из охлаждаемых секций дизеля.
В каждой трубе установлены компенсаторы сильфонного типа, которые позволяют снизить нагрузку на коллекторы дизеля, вызванную весом выхлопных труб и усилиями, возникающими из-за тепловых расширений и перемещений дизеля на амортизационных опорах.
Следующие предложение, которое подходит для несамоходной единицы МПД, МПД - 2, УК - 25/9 -18, УК 25/25, УК2ТСП, ППК - 2В, ППК - 3В.
На перечисленной технике выхлопная система находится близко к пульту управления, как показано на рис.
за, и при запуске двигателей внутреннего сгорания отработавшие газы все время направляются в лицо машинисту, что мешает производить какие-либо работы, поэтому предлагаем изменить выхлопную систему как показано на рис.
зб.
Данная доработка позволит помочь машинисту избежать попадание продуктов горения в легкие и получить наилучшую видимость во время проведения работ на путеукладчике.
4. Предложение по замене башмаков на пальцы. Для быстрого подъема и опускания стрелы, уменьшение времени работы в «технологическом окне» предлагается следующая доработка крана, а именно замена башмаков, каждый из которых сбоку имеет два шипа, вставляемых в отверстие стойки на обычные пальцы.
Для изготовления данной детали потребуется 14 заготовок: круг стальной Ст45 70х400мм. Стоимость одной заготовки на 01.11.2023 составляет 1663 руб.
Составим технологическую карту по изготовлению пальца для фиксации каретки, которая представлена в виде табл. 2.
Технологическая карта изделия
Таблица 2
№ п/п
Последовательность выполнения работы
Графическое изображение
Инструменты и приспособления
2
Выбрать заготовку цилиндрической формы длиной 400мм, и диаметром 70мм. Необходимо при этом учитывать припуск на обработку
Штангенциркуль, токарный станок
Установить заготовку в патроне диаметром 80мм и надежно закрепить
Токарный станок, штангенциркуль.
Проточить заготовку до 055мм, на длине 350мм.
й
Токарный станок, проходной резец, штангенциркуль.
Произвести контрольную проверку размера, используя штангенциркуль, далее обточить цилиндр под 0 50мм. При осуществлении поперечной подачи необходимо следить за точностью величины снятия металла с поверхности заготовки
5?
Токарный станок, проходной резец, штангенциркуль.
Снять две фаски 2х45°
Токарный станок, резец проходной отогнутый.
Отрезать заготовку длиной 380мм
Токарный станок, резец отрезной.
Снять фаску 2х45°
Токарный станок, резец проходной отогнутый.
Приварить половину кольца 025 и толщиной 5мм к крышке пальца
Сварочный аппарат, тиски, электрод
3
4
2
3
4
5
6
7
8
Для проверки прочности конструкции выполним статический расчет на прочность в программе Solid Works
[11].
Для начала расчета нам нужно выбрать новое исследование. После этого в дереве построения выбираем способ крепления модели "зафиксированная геометрия" и выбираем плоскость, которую мы хотим закрепить, т.е. платформу.
После этого зададим нагрузку на стрелу, при этом нагружаем ее весом 60 тонн и для траверсы с максимальной нагрузкой 18 тонн, как показано на рис. 4а.
Во взаимодействии компонентов выбираем "контакт". Свойства: диапазон зазора для учета контакта 10%; стабилизировать область, если зазор составляет 1%; коэффициент трения 0,05.
В результате мы получаем различные эпюры, посчитанные методом конечных элементов.
По эпюре напряжений в нашем примере можно сделать вывод, что максимальные напряжения составят около 140 МПа при максимально допустимых 580 МПа для обычной стали. Запас прочности примерно 4,1, то есть конструкция может выдержать около 300 тонн.
Эпюра перемещения: в нашем примере по эпюре можно сделать вывод, что максимальное перемещение при нагрузках в 78 тонн составит около 10,2 мм, рис. 4б.
а
в
Рис. 4. Статические нагрузки на укладочный кран: а - нагрузки на стрелу и траверсы; б - эпюра перемещения
УК - 25 - 9/18; в - деформация при нагрузках 78 т
Эквивалент деформации, представленный на рис. 4в, составит 0,0003%.
а
Рис. 5. Сравнение результатов текущего исследования: а - передние порталы; б - задние порталы
318
Для более подробного ознакомления с результатами, проведем общий анализ и подытожим, рис. 5, что пальцы со сталью Ст40 выдерживают выше допустимую норму нагрузок и можно рекомендовать менять стандартные башмаки на пальцы. Главной задачей расчетов было - выдержит ли вес стойки порталов и каретки в несколько раз, превышающий стандартный, несмотря на то что были проделаны отверстия и в данных местах установлены пальцы. Поэтому можно сделать вывод, что можно рекомендовать данные доработки с УК - 25/9 - 18.
Проведя расчет соединения каретки с порталом и поперечной нагрузкой в 16875 Н, делаем вывод, что палец выдержит стандартные нагрузки, при чем с запасом в четыре раза.
Проведем расчет соединения каретки с порталом с поперечной нагрузкой в 16875 Н.
Болт точеный, поставлен без зазора (плотно, с небольшим натягом, рис. 6.
с
&»с НЙЙ 17я Ш М 10? * 8«С сям** 95 *
А-А
Р=16875 Н
к
'А
а
Рис 6. Соединения с поперечной нагрузкой
Болт работает на срез и смятие. На срез болт рассчитываем по формуле:
пё г
[тср]
Из этого следует:
ё =
т™ > Р
4Р
I П[Тср ]
где Р - сила, действующая поперек болта, Н; [тСр] - допускаемое напряжение на срез, [тСр] = 122 МПа;
, , 416875
ё = .1-6 = 0,013 м = 13 мм
16875 > 16875 - удовлетворяет условию.
Проверка для диаметра 50 мм:
п122 -10' 2
-106 > 16875:
^^122-106 > 16875; 4
239546 > 16875 - удовлетворяет условию.
На смятие болт рассчитываем по формуле:
йк\гЗсМ ]> Р.
Откуда следует:
Н = -
Р
ё[стсм]
где Н - высота участка смятия, мм; [осм] - допускаемое напряжение на смятие, [осм] = 295 МПа.
16785
Н = -
л6
= 0,0043 м = 4,3 мм;
0,013 - 295-10° 0,013 • 0,0043 • 295 • 106 > 16875;
16875 > 16875 - удовлетворяет условию Проверка для диаметра 50 мм:
0,05 • 0,0043 • 295 • 106 > 16875; 63425> 16875 - удовлетворяет условию. Предполагаемый ранее диаметр d = 50 мм удовлетворяет полученным результатам, исходя из выше приведенного расчета для материала Сталь 45.
Проанализируем предложенные мероприятия, путем сравнения их преимуществ и недостатков. Палец.
4
4
Плюсы:
- уменьшение затраченного времени при подъеме и опускании ферм;
- безопасность (машинисту не требуется ставить руки под каретку во время установки башмаков и в случае неисправности, руки машиниста не пострадают);
- простота изделия (в случае поломки, есть возможность изготовить новое изделие);
- хранение (пальцы крепятся на цепочке, которые зафиксированы на лестнице портала).
Минусы пальца не обнаружены.
Навес.
Плюсы:
- безопасность (машинисту больше не требуется контролировать случайное падение щебня и управлять СПС под открытым дождем или снегом);
- простота конструкции (сборка и разборка составляет 5 минут);
Минусы:
- СПС становится негабаритом, что в экстренных ситуациях может привести к опасным ситуациям;
- хранение (предположительно место хранения стрела укладочного крана).
Пневмогайковерт.
Плюсы.
- уменьшение времени работы по откручиванию и закручиванию накладных, закладных болтов;
- уменьшение количество работников путевого хозяйства;
- простота конструкции;
- хранение (есть возможность хранить в ящиках под инструменты).
Минусы:
- вес (11 килограмм).
Выхлопная система.
Плюсы:
- время сборки и разборки (не больше 30 секунд);
- простота конструкции (всего одно крепление);
- меньше выхлопных газов направлено в сторону машиниста.
Минусы:
- поворотный механизм выхлопной системы из-за дополнительного веса имеет шанс на поломку.
Рассмотренные в статье предложенные мероприятия по усовершенствованию конструкции укладочного
крана УК-25/9-18, позволят продлить срок эксплуатации путеукладчика, уменьшить травматизм на рабочем месте машиниста и уменьшить время поднятия/опускания стрелы. На 01.11.2023 стоимость всех покупных изделий, оборудования и с учетом заработной платы работников, по модернизации УК-25/9-18 составляет 320000 рублей.
Список литературы
1. Багажов В.В., Воронков В.Н. Машины для укладки пути. Устройство, эксплуатация, техническое обслуживание: учебное пособие. Москва: УМЦЖДТ, 2013. 427 с.
2. Михайлов А.А. Повышение качества сжатого воздуха для тормозных систем подвижного состава железных дорог / А. А. Михайлов, Г. Г. Киселев // Обеспечение безопасности движения как перспективное направление совершенствования транспортной инфраструктуры: Материалы Международной студенческой научно-практической конференции. Нижний Новгород: Филиал Самарский государственный университет путей сообщения, 2022. С. 134138. EDN RDYVDE.
3. Киселев Г.Г. Интенсификация процесса подготовки сжатого воздуха для зарядки и опробования тормозов на ПТО // Наука и образование транспорту. 2022. № 1. С. 60-63. EDN IZSDSS.
4. Шафиков И.И. Определение места утечки газо-осушительной смеси при опробовании автотормозов на ПТО // Дни студенческой науки : Сборник материалов 47-й научной конференции обучающихся СамГУПС. Самара: Самарский государственный университет путей сообщения, 2020. Выпуск 21. Том 1. С. 89-92. EDN GPFRNW.
5. Михайлов А. А. Оптимизация процесса подготовки сжатого воздуха для работы пневматических систем / А. А. Михайлов, Г. Г. Киселев // Техника и технологии наземного транспорта : Материалы IV Международной студенческой научно-практической конференции. Нижний Новгород: Филиал Самарский государственный университет путей сообщения, 2022. С. 319-324. EDN IKMPEA.
6. Патент на полезную модель № 143026 U1 Российская Федерация, МПК F04B 41/02. Устройство для получения очищенного и осушенного сжатого воздуха на транспортном средстве : № 2014101872/06 : заявл. 21.01.2014: опубл. 10.07.2014 / Г.Г. Киселев; заявитель Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС). EDN AAKKKE.
7. Патент на полезную модель № 147629 U1 Российская Федерация, МПК F24F 3/00, B60H 1/00. Устройство для получения очищенного и осушенного сжатого воздуха на транспортном средстве: № 2014126700/11: заявл. 01.07.2014: опубл. 10.11.2014 / Д.Я. Носырев, Г.Г. Киселев; заявитель Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС). EDN SLGYBH.
8. Патент на полезную модель № 116915 U1 Российская Федерация, МПК F04B 41/00. Устройство для получения очищенного и осушенного сжатого воздуха на транспортном средстве: № 2011135757/06 : заявл. 26.08.2011: опубл. 10.06.2012 / Д. Я. Носырев, Г. Г. Киселев; заявитель Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС). EDN YWBBZI.
9. Киселев Г.Г. Повышение безопасности движения подвижного состава при использовании системы подготовки сжатого воздуха на локомотиве // Наука и образование транспорту. 2011. № 1. С. 150-153. EDN PFHXPT.
10. Пневмогайковерт NP18250. [Электронный ресурс] URL: https://mcgrp.ru/manual/nordberg/np18250?ysclid=lonytio2y5992110361 (дата обращения: 12.10.2023).
11. Бондарев Э.С. Разработка программного комплекса SOLIDWORKS для создания модулей тренажера машиниста-путеукладчика ук-25/9-18 // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2019. Т. 7. С. 42-48.
320
Киселев Геннадий Геннадьевич, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Коновалов Иван Александрович, студент, konovalov-vip@mail. ru, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения,
Коновалова Анита Руслановна, студентка, anita-ax@outlook. com, Россия, Самара, Самарский государственный университет путей сообщения
INTROD UCTION OF A SET OF INNOVATIVE PROPOSALS FOR THE LAYING CRANE UK-25/9-18 G.G. Kiselyov, I.A. Konovalov, A.R. Konovalova
The article considers a set of rationalization proposals for the track-laying machine UK-25/9-18. The identified shortcomings when working on a laying crane in operation are analyzed. Recommendations are given for improving the installation of a laying crane, consisting in replacing standard carriage mounting shoes with fingers, installing a canopy to protect against precipitation, increasing the exhaust pipe to eliminate exhaust gases from entering the driver's workplace and installing a pneumatic tool for track work. Static loads are calculated using the SolidWorks program from the proposed activities. The advantages and disadvantages of the proposed measures for the modernization of the CC-25/9-18 are analyzed.
Key words: laying crane UK-25/9-18, control panel, modernization, statistical loads.
Kiselev Gennadi Gennadievich, candidate of technical sciences, docent, velesik@mail. ru, Russia, Samara State Transport University,
Konovalov Ivan Aleksandrovich, student, konovalov-vip@mail. ru, Russia, Samara State Transport University,
Konovalova Anita Ruslanovna, student, anita-ax@outlook. com, Russia, Samara State Transport University
УДК 621
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-3-321 -322
ПРОЦЕССЫ ЧЕРНОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЬЕВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЁС
С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ
А.О. Чечуга
В работе рассмотрена технологическая схема обработки венцов с круговыми зубьями и ее особенности. Описаны методы формообразования венцов зубчатых колёс с использованием двухсторонних зуборезных резцовых головок и стандартного осевого инструмента. Проанализированы их достоинства и недостатки, а также потенциал применения в инструментальном производстве. Представлены схемы обработки круговых зубьев цилиндрическими и сферическими концевыми фрезами.
Ключевые слова: шевер-прикатник, зубчатый венец, двухсторонняя зуборезная резцовая головка, твердосплавная концевая фреза.
Существует несколько вариантов построения маршрутных технологий для изготовления определённых групп зубчатых венцов, обьединенных комплексом параметров, а именно: число зубьев, модуль, ширина венца. Технологии могут быть выстроены посредством анализа схемы, разработанной применительно к требованиям инструментального производства шеверов-прикатников.
Для зубообработки венца шевера-прикатника необходимо рассмотреть варианты возможных последовательностей. Стоит отметить, что в условиях инструментального производства, наибольшую эффективность обработки венцов зуборезными резцовыми головками, а также при обработке стандартным осевым инструментом - фрезами, имеют четырех и пяти координатные обрабатывающие центры.
Используемые при зубообработке шеверов цельные режущие инструменты выполнены, как правило, из быстрорежущей стали. В свою очередь, сборные инструменты могут обладать режущими элементами изготовленными из быстрорежущей стали или твердых сплавов, а также иметь многослойное износостойкое покрытие [1].
После термической обработки, для устранения возникших деформаций и погрешностей, а также достижения 6 степени точности по ГОСТ 1643-81 и необходимого параметра шероховатости поверхности зубьев следует применять метод раздельного шлифования или, не менее эффективный, метод фрезерования твердосплавным концевым сферическим инструментом.
При фрезеровании, достижение требуемых показателей точности осуществляется путем комбинирования рабочих движений инструмента по отношению к обрабатываемой поверхности детали, увеличением числа проходов, а также различных способов деления припуска [2]. Однако, стоит отметить, что данный способ чистовой обработки зубьев приводит к возникновению ряда негативных явлений:
- образование профильной огранки, увеличивающей уровень шероховатости обрабатываемых поверхностей,
- увеличение времени обработки,
- критическое снижение объема снимаемого инструментом металла, появление упругих отжимов инструмента и возникновение остаточных напряжений.
