Определение предельных обжатий при обкатке выпуклых днищ

2. Achterbeig T., Berthold T., Koch T., Wolter K. Constraint integer programming: a new approach to integrate CP and MIP // Proceedings of the 5th international conference on Integration of AI and OR techniques in constraint programming for combinatorial optimization problems. Springer-Verlag. - 2008. - Р. 6-20.

3. Емельянов В.В., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Теория и практика эволюционного моделирования. - М.: Физматлит, 2003.

4. Goldberg D.E., Deb K. A comparative analysis of selection schemes used in genetic algorithms // Foundations of Genetic Algorithms. Morgan Kaufmann. -1991. - P. 69-93.

5. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. - 2-е изд. изд. - М.: Горячая линия-Телеком, 2008. - С. 452.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ ОБЖАТИЙ ПРИ ОБКАТКЕ ВЫПУКЛЫХ ДНИЩ

© Попова О.В.*, Середа В.Г.*

Донбасская государственная машиностроительная академия, Украина, г. Краматорск

Аналитически получена зависимость определения предельного допустимого обжатия Atp от угла деформирования и из условия уменьшения диаметра и увеличения толщины стенки срединной поверхности очага деформации для тангенциальной обкатки тонкостенных днищ инструментом трения.

Обеспечение конкурентоспособности продукции машиностроения в современных условиях связано с разработкой и внедрением в производстве новых малоотходных технологических процессов с минимальными показателями металлоемкости и трудоемкости изготовления изделий. Процесс обкатки концов труб инструментом трения при изготовлении пустотелых деталей соответствует этим условиям. Этот процесс представляет собой деформирование предварительно нагретого до ковочной температуры конца вращающейся трубчатой заготовки, профилированным инструментом (рис. 1), что поступательно движется в направлении, перпендикулярно к оси ее вращения.

Согласно этой схемы обкатки, при взаимодействии вращающейся заготовки 1 с инструментом 2 происходит постепенное деформирование ее конца до заданной формы. Таким методом изготовляют баллоны, ресиверы и другие детали, имеющие выпуклые днища. Достоинством процесса являет-

* Аспирант кафедры «Машины и технологии обработки металлов давлением».

* Доцент кафедры «Машины и технологии обработки металлов давлением», кандидат технических наук, доцент.

ся локализация очага деформации, что позволяет расширить технологические возможности обкатки [1].

Рис. 1. Схема тангенциальной обкатки

Достаточно исследованы влияние режимов деформирования на распределение толщины стенки по периметру днища, энергосиловые параметры процесса по различным схемам в зависимости от технологических параметров, предельные режимы обжатий при односкоростной обкатке для труб с различной толщиной стенки Б / £0. Однако односкоростная обкатка ограничивает производительность процесса, поскольку режимы обжатий могут быть увеличены при увеличении относительной толщины стенки, обкатываемого днища в очаге деформации [2].

В работе [1] приводится зависимость допустимых обжатий от исходной толщины и диаметра заготовки при односкоростной обкатке труб со стенками различных толщин, установленной на основании лабораторных исследований, имеющая вид:

БцСц

Ар =

Б - 2Бп

где С1 - коэффициент, зависящий от вылета заготовки;

Б - диаметр заготовки;

£0 - начальная толщина стенки заготовки.

Целью данной работы является установить закономерность изменения предельно допустимых обжатий в зависимости от изменения угла деформирования для тонкостенных труб методом тангенциальной обкатки днищ инструментом трения.

В работе поставлена задача вывести зависимость дляопределения предельного допустимого обжатия Ди от угла деформирования ф из условия уменьшения диаметра и увеличения толщины стенки срединной поверхности очага деформации.

Рассматривая схему обжатий в очаге деформации (рис. 2) можно установить, что изменение длины поверхности контакта инструмента с заготовкой зависят от угла деформирования ф, а также от длины образующей, что находится по формуле:

Ь = М + я - я

где Я - радиус закругления плоского днища; Я0 - радиус заготовки.

Соответственно, Ьк рассчитывается:

4 = Ь -где и - угол деформирования.

Рис. 2. Схема обжатий в очаге деформации

Площадь контакта заготовки с инструментом представляет собой четверть эллипса, расстояние Ьс от основания до центра масс рассчитывается по формуле:

Из геометрических соотношений очага деформации можно установить, что диаметр центра масс Бс контактной поверхности в форме эллипса рассчитывается, как:

Дс - Д0 со8

При обкатке с малыми обжатиями происходит удлинение образующей и в результате чего увеличение толщины стенки подчиняется зависимости:

я - Я — с ч д

Для установления зависимости предельного допустимого обжатия Дф от угла деформирования ф из условия уменьшения диаметра и увеличения толщины стенки срединной поверхности очага деформации подставим в уравнение (1) зависимости (2)-(6). Выполнив соответствующие преобразования получим:

Ар = -

Б

1

оо8

2Я 8т

Б

- 2Sn

Рассчитаем значения предельно допустимого обжатия для стальных бесшовных холоднодеформированных труб диаметром 108 мм с различной толщиной стенки. Полученные данные расчета представлены в табл. 1.

Таблица 1

Изменение предельно допустимого обжатия Аф от угла деформирования ф для труб 0108 мм

3

и, град 0108x1.8 0108x2.5 0108x3,5

Ьк, мм Бс, мм 5С, мм Ди, град Ьк, мм Бс, мм 5С, мм Ди, град Ьк, мм Бс, мм 5С, мм Ди, град

0 73,98 108 1,8 1,845 73,98 108 2,5 2,597 73,98 108 3,5 3,708

3 72,15 103,5 1,839 1,971 72,15 103,5 2,554 2,777 72,15 103,5 3,575 3,97

6 70,31 98,95 1,881 2,114 68,48 98,95 2,612 2,982 70,31 98,95 3,657 4,27

9 68,48 94,34 1,926 2,277 66,65 94,34 2,675 3,216 68,48 94,34 3,745 4,614

12 66,65 89,69 1,975 2,465 64,82 89,69 2,743 3,486 66,65 89,69 3,841 5,011

15 64,82 85,01 2,029 2,682 62,98 85,01 2,818 3,799 64,82 85,01 3,945 5,474

18 62,98 80,31 2,087 2,934 61,15 80,31 2,899 4,163 62,98 80,31 4,059 6,016

21 61,15 75,6 5,151 3,229 59,32 75,6 2,988 4,592 61,15 75,6 4,183 6,658

24 59,32 70,89 2,222 3,578 57,49 70,89 3,086 5,102 59,32 70,89 4,32 7,426

27 57,49 66,19 2,299 3,995 55,65 66,19 3,194 5,714 57,49 66,19 4,471 8,357

30 55,65 61,5 2,385 4,499 53,82 61,5 3,313 6,46 55,65 61,5 4,638 9,503

33 53,82 56,83 2,481 5,119 51,99 56,83 3,446 7,384 53,82 56,83 4,825 10,94

36 51,99 52,2 2,589 5,892 50,15 52,2 3,596 8,55 51,99 52,2 5,034 12,79

39 50,15 47,6 2,711 6,879 48,32 47,6 3,766 10,06 50,15 47,6 5,272 15,23

42 48,32 43,04 2,851 8,172 46,49 43,04 3,96 12,07 48,32 43,04 5,544 18,57

По результатам табл. 1 построены графики зависимости допустимых обжатий Ди от угла деформирования и для труб с различными относительными толщинами стенок Б / £0 (рис. 3).

Рис. 3. Графики зависимости допустимых обжатий Дф от угла деформирования ф для труб с различными относительными толщинами стенок

Как видно из графиков при увеличении угла деформирования ф величина Ди монотонно возрастает. Сравнение результатов расчета с известными данными [1] показывает удовлетворительную сходимость.

Полученная зависимость предельного обжатия Ди от угла деформирования может быть рекомендована при расчете профиля тангенциального инструмента для обкатки выпуклых днищ, что позволит уменьшить время деформирования и повысить производительность процесса.

Список литературы:

1. Капорович В.Г. Производство деталей из труб обкаткой. - М.: Машиностроение, 1978. - 136 с.

2. Капорович В.Г. Обкатка в производстве металлоизделий. - М.: Машиностроение. 1973. - 168 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ ИЗ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

© Чернышова Т.И.*, Алпатов Н.В.*, Леликова О.Н.*

Карагандинский государственный индустриальный университет, Республика Казахстан, г. Темиртау

На основе экспериментальных данных рассматривается целесообразность изготовления топливных брикетов из отходов флотации углеобогатительных фабрик с добавкой различных, вполне доступных, являющихся побочными продуктами сопутствующих производств, связующих.

Угольная отрасль является одной из важнейших отраслей мировой и национальной экономики, поскольку минерально -сырьевой потенциал государства обуславливает эффективность функционирования других отраслей промышленности и уровень развития социальной сферы, определяя, таким образом, место страны в мировой экономической системе.

По подтвержденным запасам угля Казахстан занимает 8 место в мире и содержит в недрах 4 % от общемирового объема запасов, в связи с чем, углеобрабатывающая отрасль занимает одну из важнейших позиций в промышленном комплексе страны и порождает необходимость утилизации отходов, образующихся в данном секторе экономики [1].

Ведущее место среди природоохранных задач углеобогащения занимают вопросы организации, складирования, обезвреживания и утилизации отходов. Решение проблемы накопления отходов производства является

* Старший преподаватель кафедры «Строительство и теплоэнергетика».

* Старший преподаватель кафедры «Строительство и теплоэнергетика». " Старший преподаватель кафедры «Строительство и теплоэнергетика».