CC BY
12
Список литературы
1. Варин, А. Н. Медико-техническое обеспечение вневрачебного мониторирования состояния здоровья человека / А. Н. Варин, В. П. Гундаров // Медицинская техника. - 1999. - № 1.
2. Huang, N. E. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis / N. E. Huang // Proceedings of the Royal Society of London. - 1998. - Р. 903-995.
3. Клионский, Д. М. Декомпозиция на эмпирические моды и ее использование при анализе дробного броуновского движения / Д. М. Клионский, Н. И. Орешко // Цифровая обработка сигналов. - 2008. - № 3. - С. 37-45.
УДК 691
ЗАЧИСТНАЯ ОБРАБОТКА РЕЗИНОВЫХ ДЕТАЛЕЙ БЫТОВЫХ МАШИН
Н. П. Уланова, А. В. Липов, М. Н. Быков
Разработана технология механизированной зачистной обработки уплот-нительного кольца сепаратора-сливкоотделителя с использованием промышленного вибрационного станка и специально разработанной оснастки.
It is developed the technology of the mechanized cleanup processing of a sealing ring of cream separator with use of the industrial vibrating machine and specially developed equipment.
Разработка технологии рассмотрена на примере уплотнительного кольца, которое служит для герметизации стыка между крышкой и основанием барабана сепаратора-сливкоотделителя, разделяющего цельное молоко на сливки и обезжиренное молоко в домашнем хозяйстве.
Кольцо имеет размеры, приведенные на рис. 1, и выполнено из резиновой смеси 1а-11 52-563 ТУ2512-046-00153081-2003: условная прочность 86-97МПа; относительное удлинение 560-570 %; твердость по Шору 56-58А; температурный предел хрупкости - 35 °С по ГОСТ 7912-74.
Рис. 1. Кольцо уплотнительное
Одним из недостатков технологии изготовления уплотнительного кольца является неизбежность появления внутреннего и внешнего облоя, в основном из-за износа форм, который может быть исправимым браком и подлежать удалению.
Учитывая форму и размеры кольца, срезание облоя ручным инструментом вызывает удаление значительного объема материала, что не всегда обеспечивает герметизацию соответствующего стыка и соответственно работоспособность изделия в целом.
Одной из перспективных технологий механизированного удаления облоя на деталях из резин является воздействие на него абразивным наполнителем в рабочих камерах станков для объемной обработки (галтовочных, центробежных, вибрационных и др.) после предварительного охлаждения деталей до хрупкого состояния облоя [1]. При этом более тонкостенные детали предпочитают обрабатывать в вибрационных станках из-за незначительных усилий соударений деталей и абразива, которые могут привести к повреждению деталей.
Для проведения такой обработки рабочую камеру 1 вибрационного станка (рис. 2) теплоизолируют и для герметизации закрывают теплоизолированной крышкой 2, в которую встраивают автоматическую систему подачи хладагента 3, в качестве которого обычно выступает жидкий азот. При охлаждении рабочей камеры, в которой расположены абразивный наполнитель и детали, температура контролируется датчиком температуры 4. При достижении температуры хрупкого состояния облоя подачу жидкого азота обычно прекращают и станок включают в работу. При вибрации рабочей камеры происходит удаление облоя.
12 3 Подача жидкого
~ I I азота
\7_
Рис. 2. Схема обработки
165
Так как уплотнительные кольца имеют специфическую форму и размеры, не позволяющие их обрабатывать в свободном состоянии в рабочих камерах станков, была спроектирована специальная металлическая оправка в виде трубы с грубо обработанной наружной поверхностью. Перед обработкой уплотнительные кольца 5 размещают на оправке 6, а ее свободно устанавливают в рабочую камеру, где расположен абразивный наполнитель. После охлаждения до требуемой температуры станок включают в работу. При этом все элементы устройства совершают следующие движения. Неуравновешенный вал станка 7, создающий колебательные движения рабочей камеры, вращается против часовой стрелки. Абразивный наполнитель в рабочей камере перемещается в противоположном направлении. В этом же направлении вращаются оправка и уплотнительные кольца. Так как диаметр уплотни-тельного кольца на 0,5-0,7 мм больше диаметра оправки, а по ее внутреннему диаметру оно соприкасается с оправкой не по всей длине, скорость вращения кольца несколько больше скорости оправки. При возникающих некоторых проскальзываниях между наружной поверхностью оправки и внутренней поверхностью кольца происходит удаление внутреннего облоя. Наружный об-лой удаляется абразивным наполнителем, находящимся в рабочей камере. При этом в качестве абразивного наполнителя использовались фарфоровые шары диаметром 10 мм.
При удалении облоя по описанной технологии параметрами обработки являются температура и соответствующее время охлаждения деталей, оправки, абразивного наполнителя и режимы работы вибрационного станка, т.е. амплитуда и частота колебаний рабочей камеры.
Установлено, что облой на резиновых деталях становится хрупким при температуре охрупчивания Тохр, определяемой по формуле [2]
Тохр = Тхр + (15 * 20) К,
где Тхр - температурный предел хрупкости, К.
При этом он становится хрупким через 2-3 с после достижения Тохр в камере вибрационного станка [3]. Дальнейшее охлаждение повышает стоимость обработки и может привести к охрупчиванию тонких элементов деталей, которые в дальнейшем могут разрушиться. При недостаточном охлаждении, когда облой не охрупчивается, он удаляется за счет неоднократных перегибов, что снижает качество его удаления.
Для определения рациональных режимов удаления облоя с использованием пакета программ SoПdWorks были разработаны модели вибрационного станка и обработки, которые позволяют определять усилие воздействия на облой в зависимости от амплитуды и частоты колебаний рабочей камеры, размеров обрабатываемых деталей и абразивного наполнителя.
Расчетами установлено и экспериментально подтверждено, что для данного случая обработки частота вращения неуравновешенного вала должна составлять п = 1760 мин1, а амплитуда колебаний рабочей камеры - 1,5 мм.
Дополнительно были проведены эксперименты по определению времени охлаждения и обработки уплотнительных колец, которое составило 12 мин. Необходимо учитывать, что одновременно на этом станке обрабатывается 14 колец.
Описанная технология удаления облоя не требует значительной доработки промышленного оборудования, заключающейся в теплоизоляции и герметизации рабочих камер вибрационных станков, но позволяет обрабатывать детали с заданным качеством и с наименьшим использованием ручного труда.
Список литературы
1. Объемная вибрационная обработка. Рекомендации / сост. И. Е. Бурштейн, В. В. Балицкий, А. Ф. Духовской, Т. П. Найман, Л. А. Устинова. - М. : ЭНИМС, 1984. - 56 с.
2. Казюта, А. М. Обработка деталей из полимерных материалов / А. М. Казюта, Б. И. Кожевников // Машиностроитель. - 1981. - № 10. - С. 31.
3. Липов, А. В. Наукоемкая технология удаления облоя на деталях из термопластов / А. В. Липов, Г. С. Большаков, Р. Ш. Мусаев // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2011. - № 4 (октябрь). - С. 27-32.
