|
Материалы

Обеспечение точности при бесцентровой обработке крупногабаритных массивных деталей


Важную роль в повышении работоспособности опорных узлов вращающихся агрегатов имеет точность формы поверхности катания бандажей крупногабаритных колец, зачастую относящихся к уни­кальным деталям по своим размерам: диаметр до 8450 мм, и мас­са до 132 т. Шероховатость поверхностей катания и опорных поверхностей всех типоразмеров бандажей должна находиться в пределах 6,3 -12,5 мкм ГОСТ 2789-73.

Кроме того, необходимо производить обработку бандажей и в предмонтажный период. Бандажи с диаметром до 4950 мм изготавливаются в виде цельных колец, а свыше этого диаметра - из двух полуколец, точ­но обработанных с учетом размера сварного шва, а затем сварен­ных в сплошное кольцо электрошлаковым способом по месту эксп­луатации.

Поэтому актуальной является задача предмонтажной обработки бандажей цементных печей. Так как диаметр бандажей достигает 8450 мм, металлорежущий станок для их обработки представляет собой уникальный агрегат, зачас­тую единичного исполнения. Поэтому, при монтаже, или ремонтных работах возникает необходимость транспортировки бандажа к месту расположения соот­ветствующего станка или обработки при помощи имеющихся руч­ных средств, причем, такая обработка обычно не дает необходи­мой точности, что отрицательно сказывается в дальнейшем на на­дежности и долговечности всего агрегата.

В мировой практике все шире находят применение перенос­ные станки, которые сами транспортируются к детали, подлежа­щей обработке, базируются относительно неё и обрабатывают с достаточной точностью необходимые поверхности.

Решение проблемы предмонтажной обработки рассмотрено в различных работах [1-5], установлено влияние ряда факторов на точность бесцентровой обработки бандажей и обоснованы парамет­ры передвижного станка для протачивания деталей, базирующихся на двух опорных роликах.

Целью настоящей работы является определение величины деформаций массивного кольца, опирающегося на две роликоопоры. Это позволяет затем выбрать оптимальные углы расположения роликоопор и режущего инструмента.

Бандаж цементной печи, имеющий отношение толщины стенки к наружному диаметру, равное 1:15, может быть рассмотрен как плоское тонкостенное кольцо, установленное в вертикальной плоскости на двух роликоопорах. Под действием гравитационных сил кольцо деформируется - его точки смещаются от первоначального положения на окружности радиуса R. Уравнение равновесия изотропного твердого тела имеет вид [6]:

(1),

где - вектор деформации рассматриваемой точки тела, Е – модуль Юнга материала, s - коэффициент Пуассона, r - плотность материала. Уравнение (1) должно быть решено при соответствующих граничных условиях: вектор в точке касания роликоопор должен быть равен нулю, механические напряжения на свободных поверхностях кольца равны нулю. После определения вектора деформации тензор механических напряжений может быть определен по формуле

(2),

где uik - тензор деформаций, .

В рассматриваемом плоском случае отличны от нуля компоненты вектора деформаций ux, uy и компоненты тензора напряжений sxx, sxy, syy.

Решение уравнения (1) представляет сложную математическую задачу, требует хорошей математической квалификации и возможно только с помощью численных методов. Облегчить расчеты по определению реакций опор и определению деформации бандажа позволяют современные программные средства, в основу которых положен метод конечных элементов (МКЭ) [7]. Рассмотрим решение, поставленной в начале доклада задачи, с использованием этих средств.

1 2
Общее время работы: 15.787839889526 мс
Использование памяти: 659 КБ