Оптимізація структури і параметрів операцій шліфування відповідальних валів приводів шахтних конвеєрів

Abstract

Дисертація присвячена розробці ефективних операцій круглого зовнішнього шліфування відповідальних валів приводів шахтних конвеєрів. Для цього розроблений новий теоретичний підхід до оптимізації структури й параметрів операцій круглого зовнішнього шліфування за критерієм найменшого основного часу обробки з урахуванням обмеження по точності розміру оброблюваної поверхні, що дозволив визначити оптимальну кількість переходів, значення швидкостей подач і величин припусків, що знімаються, на кожному переході й на цій основі оцінити технологічні можливості різних операцій круглого урізного й поздовжнього шліфування. Теоретично визначена оптимальна за структурою й параметрами операція круглого урізного шліфування, у якій зміна по переходах швидкості радіальної подачі підкоряється закону убутної геометричної прогресії зі знаменником, обернено пропорційним уточненню на розмір оброблюваної поверхні на переході. Доведено можливість істотного зменшення основного часу обробки за рахунок переходу від дискретно до безупинно зменшуваної у часі за експонентним законом швидкості радіальної подачі. Обґрунтована оптимальна за структурою операція круглого поздовжнього шліфування, що виконується у два переходи (чорнове шліфування й виходжування) з однаковою на кожному переході максимально досяжною на верстаті швидкістю поздовжньої подачі. Установлено, що найбільш ефективною схемою обробки циліндричних поверхонь є схема шліфування послідовними врізаннями − з радіальною подачею уступами. Проведено експериментальні дослідження операцій шліфування, що підтвердили вірогідність отриманих теоретичних рішень. Впровадження розроблених ефективних операцій шліфування у виробництво дозволило більш ніж у два рази підвищити продуктивність обробки при гарантованому забезпеченні необхідних показників точності й шорсткості оброблюваних поверхонь.

Диссертация посвящена разработке эффективных операций круглого наружного шлифования ответственных валов приводов шахтных конвейеров. Для этого разработан новый теоретический подход к оптимизации структуры и параметров операций круглого наружного шлифования по критерию наименьшего основного времени обработки с учетом ограничения по точности размера обрабатываемой поверхности, позволивший определить оптимальное количество переходов, значения скоростей подач и величин снимаемых припусков на каждом переходе и на их основе оценить технологические возможности различных операций круглого врезного и продольного шлифования. Теоретически определена оптимальная по структуре и параметрам операция круглого врезного шлифования, в которой изменение по переходам скорости радиальной подачи подчиняется закону убывающей геометрической прогрессии со знаменателем, обратно пропорциональным уточнению на размер обрабатываемой поверхности на переходе. Доказана возможность существенного уменьшения основного времени обработки на операции круглого врезного шлифования за счет перехода от дискретно к непрерывно уменьшающейся во времени по экспоненциальному закону скорости радиальной подачи. Теоретически обоснована оптимальная по структуре операция круглого продольного шлифования, которая выполняется в два перехода (черновое шлифование и выхаживание) с одинаковой максимально достижимой на станке скоростью продольной подачи и с глубиной шлифования на первом переходе, равной величине снимаемого припуска. Установлено, что наиболее эффективной схемой обработки цилиндрических поверхностей является схема шлифования последовательными врезаниями − с радиальной подачей уступами, позволяющая обеспечить наименьшее основное время обработки с учетом ограничения по точности размера обрабатываемой поверхности. Разработана математическая модель определения параметров точности обработки на операции круглого врезного шлифования с учетом баланса перемещений в технологической системе и на ее основе обоснованы условия повышения точности, снижения основного времени обработки и реализации на переходах чернового шлифования и выхаживания значительного суммарного уточнения за счет уменьшения постоянной времени образования упругого перемещения в технологической системе. Доказано, что для обеспечения максимально возможной производительности обработки при круглом врезном шлифовании с учетом ограничения по точности размера обрабатываемой поверхности отношение величины упругого перемещения (после перехода чернового шлифования) к величине снимаемого припуска должно изменяться в пределах 0,05…1,0. Произведено сравнение постоянной времени образования упругого перемещения в технологической системе при шлифовании и точении. Определены условия, при которых при точении данная постоянная меньше, чем при шлифовании, что, в частности, открывает новые технологические возможности исправления погрешности формы обработанной детали при лезвийной обработке. Проведен комплекс экспериментальных исследований параметров операций круглого наружного шлифования ответственных валов приводов шахтных конвейеров, подтвердивший достоверность полученных теоретических решений. Показано, что применение схемы шлифования последовательными врезаниями − с радиальной подачей уступами и реализующих ее оптимальных условий обработки взамен применявшейся ранее схемы круглого продольного шлифования позволило более чем в два раза повысить производительность обработки при гарантированном обеспечении требуемых высоких показателей точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, исключить прижоги и другие температурные дефекты. При этом твердость обработанных поверхностей валов соответствует их твердости до обработки. В результате внедрения разработанных операций круглого наружного шлифования уменьшился процент исправимого брака обрабатываемых валов приводов шахтных конвейеров и на 25% снизился расход абразивных кругов.

Dissertation is devoted to the development of effective operations of the round external polishing of responsible billows of drives of mine conveyors. For this purpose the new theoretical approach to the optimization of structure and parameters of operations of the round external polishing is developed on the criterion of the least basic time of treatment taking into account limitation on exactness of size of the processed surface, allowing to define the optimum amount of transitions, values of speeds of serves and sizes of taken off allowances on every transition and on their basis to estimate technological possibilities of different operations of the round mortise and longitudinal polishing . In theory the optimum operation on structure and parameters of the round mortise polishing is defined, in which a change on the transitions of speed of radial feed submits the law of decreasing geometrical progression with a dominator, inversely proportional clarification on the size processed surface on a transition. Possibility of the substantial diminishing of basic time of treatment is proved owing to a transition from discretely to continuously declining in time on the exponential law of speed of radial feed. The optimum operation on a structure of the round longitudinal polishing, which is executed in two transitions (draft and nursing) with identical speed of longitudinal feed on every transition maximally attaining on a machine-tool . It is set that the most effective chart of treatment of cylindrical surfaces is a chart of polishing successive threading, ledges with radial feed. The experimental analyses of polishing operations were conducted confirming the truth of got theoretical decisions. Applying of the developed operations of polishing in industry allowed more than in two times to increase the productivity of treatment at the assured providing of the required of exactness and roughness of the processed surfaces.