Как обеспечить соосность отверстий

Обеспечить соосность отверстий

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.

Как обеспечить соосность шпинделя и втулки на станке?

_Gamlet

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Важная информация

Чем можно проверить соосность двух отверстий?

Вы можете ответить сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас уже есть аккаунт, войдите, чтобы ответить от своего имени.

Информация

Недавно просматривали 0 пользователей

Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.

Как обеспечить соосность отверстий

1. Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова (профессор)

Белгород, Белгородская область, Россия

2. Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова (профессор)

Белгород, Белгородская область, Россия

3. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (Заведующий кафедрой)

Белгород, Белгородская область, Россия

4. Белгородский государственный национальный исследовательский университет
сотрудник

Страницы:
с 104 по 109
Статус:
Опубликован
Получено:
Одобрено:
Опубликовано:
Классификаторы:

УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
ГРНТИ 55.03 Машиноведение и детали машин
ББК 345 Общая технология машиностроения. Обработка металлов

Язык материала:
русский, английский
Ключевые слова:
станок, обработка, монтаж, отверстие, фланец, промышленное оборудование, точность, износ.

Аннотация (русский):
Одной из причин потери работоспособности оборудования являются нарушения технологии сборки и монтажа и недостаточная точность стыковки узлов при установке этого оборудования в условиях эксплуатации. Эти нарушения при монтаже оборудования возни-кают в частности при необходимости использования ручного труда при выполнении раз-личных подгоночных работ. В процессе эксплуатации в результате возможного нарушения технологии изготовления деталей и узлов, неточности монтажа, нарушения инструкций по эксплуатации, климатических условий и т.д., показатели надежности промышленного оборудования, такие как долговечность, безотказность снижаются, Для дальнейшей эксплуатации оборудования необходимо производить своевременное восстановление изношенных деталей и узлов, но для осуществления этой задачи промышленное предприятие должно иметь механизированный парк станков, которые обеспечивали бы ремонт деталей про-мышленного оборудования в условиях эксплуатации без остановки технологического процесса производства продукции.

Ключевые слова:
станок, обработка, монтаж, отверстие, фланец, промышленное оборудование, точность, износ.

Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Введение. На многих промышленных предприятиях эксплуатируются вращающееся оборудование, имеющее крышки (фланцы). Крышки к корпусу закрепляются при помощи большого количества болтов. К таким агрегатам относятся помольные и сырьевые мельницы, сушильные барабаны, емкости в химической промышленности и т.д. Фланцевые соединения валов, крышек, цапф и т.д. имеют несколько отверстий, выполненных под призонные болты, диаметром до 60 мм . Разрушение отверстий происходит в результате ослабления соединения, частой разборки и сборки узла, вибраций оборудования и др. Например, разрушение отверстий вала конической дробилки может происходить в результате нагрузок, возникающих при передаче большого вращающего момента и постоянных вибраций, передающихся на вал, при дроблении твердых пород. При остановке или заклинивании узлов происходит срез или изгиб болтов промежуточных валов, что приводит к искажению формы отверстий [5–7, 9].

Во многих случаях, детали фланцевого типа, которые необходимо установить, заменив изношенные, поступают на предприятия без отверстий, и возникает необходимость просверлить отверстия, совпадающие со старыми.

Основная часть. При восстановлении диаметра изношенных отверстий во фланцевых соединениях узлов больших размеров и массы, заменяемый фланец крепится к фланцу, который установлен в узле, этот фланец будет выполнять роль кондуктора при обработке отверстий в новом фланце и который также используется для расположения на нем приставного станка [4, 8].

В связи с тем, что при обработке отверстий во фланце возникают погрешности, вызванные неточностью базирования станка, на которые влияет непараллельность торцов фланцев, неточность изготовления и сборки деталей станка, неточность установки крепежного кронштейна, недостаточная жесткость станка.

Крепежный кронштейн станка сложно установить с высокой точностью относительно фланца. В результате базирования может возникнуть перекос в вертикальной и горизонтальной плоскостях, на величину которого влияет форма фиксатора и отверстия, расположенного на исходном фланце. Такая погрешность установки может привести к уводу сверла, а также к неточности обработки отверстия. Погрешность формы сверла, неравенство углов при его вершине и биение шпинделя при обработке, приводят к образованию погрешности формы отверстия и разбивке диаметра.

Допустим, что левая режущая кромка режущей части инструмента больше правой, (рис. 1) в этом случае сила резания . Известно, если изменение угла достигает 2 о , то разница радиальных сил определяется по формуле , которую можно представить в следующем виде [2]:

где — величина, которая зависит от отношения сил: осевой и подачи.

Рис. 1. Силы резания, возникающие при сверлении

Изменение диаметра от неуравновешенной радиальной силы можно представить:

где – длина инструмента; – минимальный момент инерции, рассчитанный в поперечном сечении инструмента.

На разбивку диаметра отверстия влияет искажение оси по длине сверла, т.е. отклонение от вертикальной оси, несоосность рабочей части инструмента с хвостовиком (рис. 2).

В том случае, когда при обработке сверла используют в качестве приспособлений кондукторы, а отверстия в них получены неточно, возникают дефекты расположения центров отверстий. Даже при относительно точном расположении центров отверстий в кондукторных втулках встречается разбивка отверстий. Разбивка наблюдается в связи с погрешностью направления инструмента в процессе сверления, в том случае, если втулка имеет недостаточную высоту, нежесткого закрепления, при наличие зазора между втулкой и инструментом и от гироскопического эффекта. При качественном и точном изготовлении станка, его деталей и узлов, и режущих инструментов многие погрешности возможно минимизировать или исключить совсем. Гироскопический момент, который наблюдается при сверлении влияет на смещение оси шпиндельного узла и сверла.

Рис. 2. Схема сил, влияющих на сверло

При определении значения действующего гироскопического момента имеется две системы отсчёта: неподвижная , , ось , в которой направлена вдоль оси сверла в положении равновесия [3], и подвижная с началом координат в центре тяжести.

Произвольные постоянные интегрирования системы , , , , устанавливаются заданными условиями.

Частоты k ₁ и k ₂ собственных колебаний системы находят по следующим зависимостям:

Амплитуды вынужденных колебаний и системы определяются по формулам:

Исходя из вышеприведенных зависимостей, вытекает, что при повышении значения угловой скорости будет происходить уменьшение и , а, значит, колебания шпинделя и сверла. В этом случае будет снижаться погрешность при сверлении.

Конструкция сверло – шпиндельный узел осуществляет вращение вокруг оси инструмента с постоянной угловой скоростью и моментами инерции относительно осей , , — , , , при равенстве моментов инерции . В вышеприведённых формулах обозначим как расстояние от поперечной режущей кромки инструмента до центра тяжести узла; — расстояние от центра тяжести до точки , расположенной на оси вращения инструмента, полученное на пересечении оси и плоскости, которую провели через нижнюю грань шпинделя, перпендикулярно к ней; — расстояние от точки до неподвижной точки . Введем обозначение угла поворота оси сверла (вокруг оси ), заданный от оси в плоскости ; и — угла поворота оси сверла, определяемый от оси x в плоскости .

Введем обозначения ( ) и ( ) координат точки относительно подвижной и неподвижной системы отсчёта. Таким образом, с учетом того, что величины углов и малы, можно записать:

На конструкцию инструмент – шпиндельный узел оказывает влияние – сила подачи, – крутящий момент, обозначим и проекции на оси и горизонтальных упругих реакций, которые прикладывают к шпиндельному узлу в точке , – масса конструкции, – равнодействующая вертикальной силы, и – радиальные составляющие, и – тангенциальные составляющие поперечной и главной режущей кромок инструмента. Принимаем, что и неуравновешенная радиальная сила приложены к точке поперечной кромки, лежащей на оси инструмента и .

Используя теорему об изменении момента количества движения относительно центра масс, приведем систему дифференциальных уравнений колебаний конструкции сверло – шпиндельный узел вокруг осей, параллельных осям и , которые проходят через центр тяжести конструкции. Тогда система дифференциальных уравнений с точностью до величин первого порядка малости с учётом влияния гироскопического эффекта будет следующей [3]:

где — жесткость шпинделя по направлениям осей y и z .

Величина изменения диаметра увеличивается при увеличении подачи. При увеличении частоты вращения разбивка уменьшается. На точность обработки отверстий влияет также и увеличение глубины сверления.

Фланцы, входящие в конструкцию узлов большой массы и размеров, характеризуются большой жесткостью, поэтому инструмент, применяемый для обработки, может разрушиться под действием продольной силы вызывающей его изгиб. На рис. 1.3. приведены основные схемы положения сверла в процессе работы.

Критическая сила, которая допустима исходя из условий прочности инструмента, определяется по формуле [2]

где – коэффициент устойчивости, на который оказывает влияние характер закрепления сверла; – площадь поперечного сечения инструмента.

При обработке отверстий с применением нестационарных станков (рис. 1.4) их устанавливают по отверстию в ответном фланце. Таким образом, возможно возникновение отклонения соосности отверстий из-за неточности базирования, а в процессе сверления ось инструмента не совпадёт с осью базового отверстия.

Построим измерительную размерную цепь . Если левое отверстие, при сверлении смежных фланцев, используется как базовое, то погрешность может образоваться ь в результате параллельного смещения или перекоса осей.

При применении левого отверстия в качестве базового с координатами , относительно которой имеется смещение и поворот обрабатываемого отверстия с координатами находимые по векторам линейного смещения и углового поворота, то отклонение от соосности на длине определим по формуле:

где — отклонения соответствующих параметров смещения и относительного поворота. Наибольшее отклонение от соосности может быть:

Рис. 3. Варианты расположения инструмента при сверлении

Рис. 4. Схема определения погрешности при сверлении

Для решения назначаем: — расстояние средней оси до оси вала; — расстояние между смежными отверстиями; — расстояние между торцами фланцев, если известны отклонения и то максимальная погрешность (отклонение от соосности) на участке определяется по формуле:

где — расстояние, на котором выполнятся замер перекоса оси правого отверстия.

Таким образом, среднее отклонение оси отверстия от оси вала появляется вследствие неточного монтажа и установки нестационарного станка и увода сверла, его можно рассчитать по формуле:

Вывод. Отклонение оси отверстия при обработке его на новом фланце с использованием исходного фланца в качестве сопрягаемого копира, зависит от точности исполнения отверстий этого фланца и параллельности торцов фланцев.

1. Решетников Д.Н., Портман В.Т. Точ-ность металлорежущих станков, М.: Машино-строение, 1986. 336 с.

2. Кацев П.Г. Статистические методы ис-следования режущего инструмента. Изд. 2-е, перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1974, 239 с.

3. Кобалаев Ю.Ж., Гукъямухов М.Б. Вли-яние гироскопического момента на точность обработки при сверлении. Труды СКГМИ Ор-джоникидзе.вып. 27. 1970, 30 с.

4. Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А., Рыбак Л.А., Бестужева О.В. Разработка станка для сверления и растачивания отверстий в крупногабаритных фланцевых соединениях // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шу-хова. 2016. № 5. С. 106-109.

5. Албагачиев А.Ю., Амбросимов С.К., Бавыкин О.Б., Большаков А.Н., Бондаренко Ю.А., Вячеславова О.Ф., Еременко Ю.И., За-бельян Д.М., Зайцев С.А., Козлова М.А., Кру-пеня Е.Ю., Лебедев В.А., Лобанов И.Е., Моро-зова А.В., Пелипенко Н.А., Пухальский В.А., Рыбак Л.А., Санин С.Н., Санина Т.М., Сереб-ренникова А.Г. Прогрессивные машинострои-тельные технологии, оборудование и инстру-менты. Москва, 2015. Том VI, 59-103 с.

6. Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А., Санина Т.М. Энергосберегающие методы вос-становления работоспособности оборудова-ния промышленности строительных материа-лов. Белгород, 2011, 162 с.

7. Федоренко М.А., Санина Т.М., Бонда-ренко Ю.А., Погонин А.А., Схиртладзе А.Г. Бездемонтажное восстановление кpупнога-баpитных агpегатов // Ремонт. Восстановле-ние. Модернизация. 2009. № 11. С. 11-14.

8. Федоренко М.А., Бондаренко Ю.А. Приставной сверлильный станок для сверле-ния и растачивания отверстий в крупногаба-ритных фланцевых соединениях патент на полезную модель RUS 67907 17.05.2007

9. Бондаренко Ю.А. Технологические методы и способы восстановления работо-способности крупногабаритного промышлен-ного оборудования без его демонтажа при-ставными станочными модулями. Белгород, 2005, 231 с.

Цитировать

Скопируйте отформатированную библиографическую ссылку через буфер обмена или перейдите по одной из ссылок для импорта в Менеджер библиографий.

Электронная ссылка
Печатная ссылка

Федоренко М., Бондаренко Ю. А., Погонин А. А., Бестужева О. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. №. 5. С. 104-109. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5af5a7330752d2.61639267 (дата обращения: 06.04.2024).

Электронная ссылка
Печатная ссылка

Федоренко М., Бондаренко Ю. А., Погонин А. А., Бестужева О. «ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ» Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова 5 (2018): 104-109. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5af5a7330752d2.61639267 (дата обращения: 06.04.2024).

Электронная ссылка
Печатная ссылка

Федоренко М., Бондаренко Ю. А., Погонин А. А., Бестужева О. (2018). ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. (5), 104-109. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5af5a7330752d2.61639267 Получено из (дата обращения: 06.04.2024)

Электронная ссылка
Печатная ссылка

Федоренко М., Бондаренко Ю. А., Погонин А. А., Бестужева О. «ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ». Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 2018 (5): 104-109. DOI: https://doi.org/10.12737/article_5af5a7330752d2.61639267 (дата обращения: 06.04.2024).

Электронная ссылка
Печатная ссылка

Как обеспечить соосность отверстий

Обеспечить соосность отверстий

Войти

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Главная

Активность

Важная информация

Как обеспечить соосность шпинделя и втулки на станке?

Войти

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Главная

Активность

Важная информация

Чем можно проверить соосность двух отверстий?

Информация

Недавно просматривали 0 пользователей

Популярные темы

Как обеспечить соосность отверстий

Цитировать

Добавить комментарий Отменить ответ