автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.18, диссертация на тему:Обоснование параметров ударной системы шарнирно-рычажного ударного механизма для обрубки литья

г. ИН>ад^ЕРНАЯ АКАДЕМИЯ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ 1 НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

! ^ " . ' -ЙНСТИТУТ МАШИНОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи УДК 621.01

АЛИЕВ Мусафер Ирзалиевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УДАРНОЙ СИСТЕМЫ ШАРНИРНО-РЫЧАЖНОГО УДАРНОГО МЕХАНИЗМА ДЛЯ ОБРУБКИ ЛИТЬЯ

Специальность 05.02.18 — «Теория механизмов и машин»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бишкек — 1998

Района выполнена n Институте машиноведения Национал!.ной Академии наук Кыргывской Республики

Научный руководитель:

академик Международной инженерной академии, дот*.техн.наук. Еухшьииц В.а

Официальные оппоненты:

академик Междунаррдной инженерной академии и Инженерной академии РК, член-корреспондент Национальной Академии Наук Республики Казахстан, докт.техн. наук, професоор Ьа/>< уич»гши И. И.

Кандидат технических наук, доцент Кгцашаи А.

Ведущей предприятие - Ошский Технологический университет (г.Ош)

Защита состоится "JL" "У^М " 1998 г. в ^ часов на заседании специализированного совета Д OS. SO.76 при Инженерной Aica-деыии Кыргызской Республики и Институте машиноведения Национальной Академии Наук Кыргызской Республики, 720055, г.Бишкек, ул. Скрябина, 23

О диссертацией исмшо ознакомиться в биолиотеке Института машиноведения HAH |$иргиаокой Республики.

Ваши отаиьц на автореферат ь двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 72005b,г.Бишкек, ул.Окр;Ю;ша, 23, Институт машиноведения HAH КР, Опецсовет Д ОЬ.58.76.

Автореферат разослан _____^^L.___1998 г.

Ученый секретарь специализированного совета Л Oti.98.76, кднд.тех н.наук

. !.j'J*' Аоидов А.О

Общая характеристика работы.

Актуальность работы: На автомобилестроительных, тракторостроительных . моторостроительных и других заводах широко применяется точное литье мелких деталей по выплавляемым моделям. В технологическом процессе литьп по выплавляемым моделям наиболее трудоемкими и наименее механизированными операциями являются очистка литейных блоков от керамической формы и отделение от них отливок.. Одним из перспективных' направлений механизации этих операций является применение виброударных станков для отделения отливок.

В последние годы были разработаны и использование» в практике пневматические и гидравлически" виброударные станки которые обладают высокой производительностью - до 200 блоков в час. Но пневматические станки имеют низкий коэффициент полезного действия, не превышающий 0,1Б...0,£0, большое потребление сжатого воздуха и зависимость выходных характеристик от давления воздуха з заводской лнев-мосети, которое обычно непостоянно.

Гидравлические станки имеют вдвое больший коэффициент полезного действия по сравнению с пневматическими, обеспечивают стабильные выходные характеристики и производительность. Но они более сложны в изготовлении и эксплуатации, требуют автономной гидростанции и подвода воды к ней для охлаждения масла в гидросистеме.

Появление в Институте машиноведения НАМ КР нового направления, связанного с созданием шарнирно - рычажных ударных механизмов и разработки на их основе отбойных молотков и перфораторов, открыло новые возможности в совершенствовании виброударного оборудования для отделения отлиеок. В частности разработка мощных шарнирно - ры-чаченых ударных механизмов для отделения отливок и замена этими механизмами пневматических и гидравлических ударных механизмов по предварительным расчетам дает возможность ' уменьшить энергоемкость процесса отделения отливок в 3-4 раза и существенно упростить конструкции станков. Поэтому создание шарнирно - рычажных ударных механизмов высотой мощности является актуальной задачей.

Основная идея работы заточается в том, что использование шарнирно - рычажных ударных механизмов с энергией удара до 150 Дж при отделении отливок от блоков может обеспечить производительность, не уступающую пневматическим и гидравлическим ударным механизмам, при более простой конструкции станка и меньших затратах энергии.

Целью работы является обоснование рациональных параметров ударной системы шарнирно-рычажного ударного механизма для обрубки литья.

- 2 -

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты исследования условий нагружения блоков отливок в пневматических и гидравлических станках;

- результаты анализа напряженного состояния инструмента гидравлических станков для отделения отливок;

- математическая модель ударной системы шарнирно - рычажных ударных механизмов;

- результаты анализа влияния параметров элементов ударной системы шарнирно - рычажного ударного механизма, на характеристики генерируемых в ней волн деформаций;

- рекомендации по выбору рациональных параметров элементов ударной системы шарнирно - рычажного ударного механиама.

При выполнении настоящей работы использовались следующие методы исследования: наблюдения за работой гидравлических станков и экспериментального образца электромеханического ударного механизма. Теоретические и экспериментальные методы исследования волновых процессов в ударных системах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выявлении рациональных условий нагружения блоков отливок;

- разработке и экспериментальном подтверждении достоверности мате-матичеасой модели ударной системы шарнирно - рычажного ударного механизма*,

- выявлении взаимосвязи характеристик волн деформаций, генерируемых в ударной системе шарнирно - рычажного ударного механизма, с параметрами бойка и инструмента, а тшже со скоростью удара.

Практическая ценность работы заключается в выявлении причин поломки инструментов в гидравлических станках С1'У - 03 и разработке новой конструкции инструмента, позволяющей повысить его запас прочности не менее, чем в 2 раза; в разработке экспериментальных стендов и методик для исследования ударных процессов при ударе по волноводу поступательно движущимся бойком и ьрапщющимся бойком; разработке и реализации рекомендаций по выбору параметров ударной системы шарнирно - рычажных ударных механизмов.

Достоверность выводов, сформулированных по результатам теоретических исследований, подтверждена экспериментальными исследованиями процессов формирования волн деформаций в волноводе поступательно движущимся и вращающимся бойками, а также результатами наблюдений аа процессом отделения отливок от литниковых систем при испытании экспериментального образца ударного механизма МО - 16.

Аиробации работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого совета Института машиноведения НАН КР с 1993 по 1998 годы; на Международной конференции "Механизмы переменной структуры и вибрационные машины" (г.Бишкек,1995 г.);. на IV научной конференции Кыргыэско - Российского Славянского университета (г.Бишкек, 1997 г); на Международной научной конференции "Научно - технический прогресс - основа развития рыночной экономики" (г.Караганда.1997 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ, в том числе 6 статей и Я тезиса докладов.

Обьем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 174 страницы машинописного текста, 10 таблиц, 49 рисунков и библиографию из 74 наименований.

Автор выражает свою признательность сотрудникам Института машиноведения НАН КР и Инженерной Академии КР за оказанную помощь и содействие при выполнении данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАВОТи

В первой главе обсуждены преимущества и недостатки различных способов отделения отливок от литниковых систем. Показано, что наиболее эффективны).! является виброударный способ. Проведен анализ достоинств и недостатков существующих станков для виброударного отделения отливок: пневматических типа УВИТ - 240 и гидравлических типа СГУ - 03. Выявлено, что дальнейшее совершенствовние виброударных станков для отделения отливок, должно быть направлено на снижение их энергоемкости, упрощение конструкции и снижение затрат на эксплуатацию. Выдвинута идея о том, что такие качества могут быть обеспечены при использовании в станках шарнирно - рычажных ударных механизмов, разработанных в ИМАШ НАН КР и использованных ранее в ручных отбойных молотках.

Отсутствие опыта в создании мощных шарнирно - рычажных ударных механизмов для отделения отливок, особенности конструкций их ударных систем и отсутствие методов та расчета и проектирования потребовало проведения цикла теоретических и экспериментальных исследований, основными задачами которых являлись следующие: 1. Выявление рациональных условий нагружеиия блоков отливок. Р.. Разработка модели ударной системы шарнирно-рычажного ударного механизма и установление взаимосвязей между параметрами системы и условиями нагружений блага.

'3. Анализ выявленных взаимосвязей и обоснование параметров ударной системы, при которых реализуются заданные условия нагружвния блоков отливок.

4. Экспериментальное подтверждение выводов и рекомендаций, сформулированных по результатам теоретических исследований.

Во второй удаве для выявления рациональных условий нагруления блоков отливок проведены исследования ударных систем' пневматического ' станка УБИГ-240 (рис.1а) и гидравлического станка СГУ-03 (рис.2а), обеспечивающих производительность, удовлетворяющую потребностям практики. Исследование процесса формирования и распространения волн деформаций в ударных системах проводилось графодинаш-ческим методом с использованием алгоритмов и программ расчета на ЗВМ, разработанных ранее в Институте машиноведения НАН КР. Результаты исследований представлены на рис. 1 и рис, 2.

Установлено, что несмотря на существенные различия в конструкциях элементов этих систем и начальных скоростях их соударения, условия нагружения блока отливок в них близки,• чем и объясняются близкие значения производительности этих станков. С учетом полученных результатов сформулированы следующие требования к условиям нагружения блока отливок в станке о иарнирно - рычажным ударным механизмом: максимальные усилия в контакте стояка о инструментом 350 -400 кН; время действия усилий 250 - £50 мкс; максимальная скорость контактного сечения не менее 4 м/с; амплитуда перемещений контактного сечения 0,4 - 0,45 мм. Предполагалось, что при выполнении этих требований производительность станка с шарнирно - рычажным ударным механизмом не будет уступать производительности пневматических и гидравлических станков.

Опыт эксплуатации станков СГУ - 03 показывал, что наименьшей долговечностью из элементов его ударной системы обладал инструмент. При этом его долговечность изменялась в широком диапазоне: от 24 до 260 часов. Для выявления причин такого разброса долговечности был проведен анализ напряженного состояния инструмента при продольном ударе но нему бойком для двух случаев: когда реакция со стороны блока отливок действует вдоль продольной оси инструмента (рио.З) и когда она приложена эксцентрично (рис.4). Последний случай возникает при обработке.блоков отливок с дефектами сопрягаемой с инструментом поверхности.

Результаты анализа щхсазали, что наибольшие напряжения, приводя-цгю к разрушению инструмента, воанюсают из-за действия на него из-

- б -

Рио.1. Ударная система станка УВИТ-240 (а). Диаграммы изменения во времени усилий (б) в контактном сечении стояка с инструментом, скорости (в) и перемещения (г) этого сечения.

ЖЙ®

т НПО £,тс г

Рис,2. Ударная система станка СГУ-03 (а). Диаграммы изменения во времени усилий (0) в контакном сечении стояка с инструментом, скорости (в) и перемещения (г) этого сечения.

к.

г^г:— ^етС—

"ее

1>чН о,№

ш о.

т е

1т

з »

.у.:

£Э

на

Ряс.3.Распределение усилий и напряжений в инструменте в различные моменты времени при центральном продольном ударе, а,б,в -соответственно 1=70 мко, 280 икс, 332 мко.

Рис.4. Схеш нагрулении инструмента и эпюры изгибающих моментов II при н&изношешюй (а) и изношенной (б) направляющей втулке.

гибких нагрузок при обргюотке блоков с дефектами литья.

С учетом этих результатов разработана новая конструкция инструмента, который имеет запас прочности в 2-3 раза больший по сравне-неп о оуцествувщиы инструментом. Эта конструкция рекомендована для использования в станках СТУ-03 и принята как базовая при разработка инструмента для станка о иарнирно - рычажным ударным механизмом.

но

Третья глава посвящена разработке и исследования модели ударной системы иарнирно - рычажного ударного механизма.

Рассматриваемая ударная система состоит из вращающегося бойка 1 (рис.Ба), наносящего удар по инструменту 2, взаимодействующему со стояком блока отливок 3, прижатым к опоре 4.

При разработке модели были сделаны следующие допущения; в период удара реактивные силы, действующие в контакте бойга .о опорой, пренебрежимо малы по сравнению о силами в контакте Оойка о инструментом и боек можно рассматривать как свободное твердое тело; общие деформации бойка пренебрежимо малы по сравнению о местными деформациями его сферической ударной части; вращательное движете бойка в модели заменялось поступательным при сохранении кинетической анергии бошса и скорости его соударения о инструментом.

С учетом этих допущений расчетная схема ударной сиотемы имела вид, показанный на рис.Бб. В ней боек представлен в виде жесткого недеформируемого тела с податливой сферической ударной частью, а инструмент и стояк блока отливок - в виде двух упругих стержней.

Уравнение движение бойка во время, удара записывалось в виде

вад^т, ('и

где га - масса бойка, щ - перемещение центра масс бойка, Р - усилие в контакте бойка с инструментом.

о. а

Рис.Б. Конструктивная (а) и расчетная (б) схемы ударной системы.

- в -

Контактная сила Р в случав, если деформации предполагаются упругими, определяется по теории Герца как

Р = К * а3/г, (2)

где а - сближение центра масс бойка с ударной поверхностью инструмента, К - коэффициент, определяемый при одинаковых материалах бойка и инструмента и плоском ударном торце инструмента по формуле

К = 2Е ч/В> 3(1-»1г), (3)

где Е, - соответственно модуль упругости и коэффициент Пуассона материала бойка и инструмента; И - радиус сферы ударной части бойка.

При построении модели, учитывающей местные деформации в контактной зоне соударяющихся тел и общие деформации инструмента и стояка, использовался метод линеаризации, предложенный В.Л.Бидерма-ном. В соответствии с этим методом контактная характеристика представлялась в линейном виде: '

й = б*Р, (4)

где б - коэффициент податливости, который выбирается из условия равенства потенциальной анергии деформаций при линейной и нелинейной зависимостях Р(а) в момент, когда сила достигает максимального значения Ри. Формула для определения этого коэффициента имеет вид:

б = 0,8 |С2/3 Рм ~1/э, (Б)

где. величина максимальной силы Рм находится методом последовательных приближений.

Общие деформации инструмента и стояка описывались волновыми уравнениями:

аги2(х,- а2 [В2и2(хД)/ахг]=0, (6)

с^Ых.и/аь2 - а2 [62из(х,Ь)/ах23=0, (7)

где 11£(хД) и из(хД) - соответственно смещение сечения инструмента и стояка блока отливок; х - координата сечения; I - время; а - скорость распространения волны деформации, принимаемая одинаковой для всех элементов системы.

Решение этих уравнений в соответствии с методом Дапамбера отыскивалась в виде суммы двух функций

и(хД) = ПаЬ-х) + Ф(а1-»х), (в)

одна из которых Г (а(:~х) описывает волну деформации, распространяющуюся в положительном направлении оси х, а вторая ф(аЬ+х) - волну, распространяющуюся в отрицательном направлении оси х.

Таюш образом, основу математический модели рассматриваемой ударной системы составляли четыре уравнения: уравнение движения Сойка (1), уравнение контактной характеристики соударяющихся тел

(4) и уравнения движения сечений инструмента и стояка (6),(?).

Эти уравнения дополнялись граничными условиями в контактных сечениях элементов ударной системы: для сечения х = О:

• P(0,t) = Cua(O.t) - ui(t)]/5, (9)

P(0,t) s -EF2[ßu2(0,t)/öx]; (10)

для сечения x = 12:

F2CäU2(la,t)/9x] = РзЕ5иэ (l2,t)/öxl, . (11)

3u2(l2,t)/3t 9 6u3(l2,t)/öt; (12)

для сечения x = L:.

Su3(L,t)/3t =0; (13)

С использованием граничных условий и вышеизложенных уравнений найдены функции uj(t), u2(x,t), usU.t) и построены графики изменения во времени силы и скорости в контактных сечениях системы при изменении массы бойка и радиуса сферы его ударной части, диаметра и длины инструмента (рис.6). При расчетах энергия удара принималась неизменной и равной 150 Дж, диаметр центрального стержня обрабатываемого блока отливок da-=38 мм. .

Из полученных результатов следует, что параметры бойка: его масса и радиус сферы ударной части, в исследованном диапазоне их изменения оказывают несущественное (до 9%) влияние на величины максимальных усилий и скоростей в сечениях рассматриваемой системы. Несколько большее влияние (до 13%) эти параметры сказывают на коэффициент передачи энергии бойка в инструмент, который возрастает с увеличением массы бойка и радиуса сферы его ударной части;

Диаметр инструмента существенно влияет на максимальные усилия п сечениях системы и скорости перемещения этих сечений. Увеличение диаметра приводит к повышению максимальных значений усилий в сечениях инструмента и уменьшению их скорости, уменьшению усилий и скоростей в сечениях стоя1са, снижению коэффициента передачи энергии бойка в инструмент. С увеличением диаметра инструмента от 40 до 70 мм указанные параметры могут изменяться в 1,5...2 раза.

Представленные на рис.6 результаты справедливы, если длина инструмента и стержня блока превышают 0,6 м. При моньэих длинах отражение волн деформации от граничных сечений элементов системы и ил наложение на начальную волну приводит к изменения? амплитуды и времени действия усилий в различных сечениях и скорости их переыощэ-ний. Эти изменения иллюстрируются графиками, показанными на рио.7. При построении графиков принято: Л-1Г>0 Дж, m=r3,0 кг, Rc= 60 км,

¡-8е'80ми ¡еа

!■ щег,0% кг

I

Кс'БО»*

Л ш1ймм

Рис.6. Диаграммы изменения усилий в контактных сечениях бойка о инструментом (а,б,в) и инструмента со стояком (г) в зависимости от времени при различных радиусах сферы ударной части (а), различных массах бойка (б) и диаметре инструмента (в,г).

Рис.?. Диаграммы изменения усилий и скоростей в контактных сечениях бойка с инструментом (а,б) и инструмента со стояком (в,г) в зависимости от времени при различных длинах инструмента, равных: 1 - 0,18 и, 2 - 0,2В и, 3 - 0,36 м.

(12=55 мм, с1э--=38 мм, ¡3=0,35 м. Из них видно, что о уменьшением длины инструмента происходит незначительное уменьшение длительности удара при практически неизменной амплитуде максимальных усилий (рис.7а,в). При этом с уменьшением длины инструмента менее 0,20 м начинает возрастать амплитуда скорости рассматриваемых сечений (рис.76,г), что является положительным фактором с точки зрения повышения эффективности отделения отливок.

На основании полученных результатов разработаны рекомендации по выбору параметров бойка и инструмента шарнирно-рычажного ударного механизма МО-15 с энергией удара 150 Дж, при нютсрих реализуются требуемые условия нагружения блока отливок.

Четвертая глава посвящена разработке экспериментальных стендов и методики проведения исследований, целью которых являлась оценка достоверности теоретических результатов и выводов.

Разработанные стенды позволяли проводить экспериментальные исследования процесса формирования волн деформаций в инструменте при ударе по нему свободно падающими бойками различной конфигурации и вращающимся бойком. Регистрация волн деформаций в инструменте осуществлялась с помощью тензометрических датчиков, сигнал с которых подавался на осциллограф С8-11. Используемая аппаратура имела полосу пропускания до 50 кГц и позволяла исследовать сигналы с амплитудой от 0,01 до 50 мВ.

Проведена оценка погрешности экспериментальных результатов, показавшая, что применение прямоугольного тарировочного импульса для определения масштаба осциллограмм позволяет уменьшить погрешность измерений в "...2,5 раз, по сравнению с погрешностью, получаемой при определении масштаба по паспортным данным аппаратуры.

При использовании тарировочного импульса погрешность в определении усилий в волне, генерируемой в инструменте, не превышает 42, энергии волны - 12%, коэффициента передачи энергии бойка в волновод - 11%, длительности волны - 2%.

В пятой главк представлены результаты экспериментальных исследований. На первом этапе исследований проводилась оценка соответствия теоретических и экспериментальных результатов при ударе по инструменту поступательно движущимся бойком. Эксперименты проводились при разных скоростях удара для трех типов бойков (рио.8), имеющих одинаковые продольные и поперечные размеры, массы, но отличяи-щихся между собой радиусом сферы ударной чадтп.

<670

0$*

Р}кН т\

#й

¿о

40

о

&

\ х

V

л \

4.'.

—"|У^*• ^-1II- лм . 1.УЧ

— м

100 150 Ш НО

Рис.8. Изменение усилий в волнах деформации, генерируемых в волноводе бойками с различным радиусом сферы ударной части. -расчет,----эксперимент. 1 - V. = 3 м/с, 2 - V = 5 м/с.

Полученные результаты пошзали , что при радиусе сферы ударной части бойка, равном 40 мм, теоретические и экспериментальные результаты практически совпадают (рис.8). При скоростях удара саише 4 м/с совпадение результатов наблюдается и при радиуса сферы 70 ш. йсходя из- этого можно сделать вывод, что принятая математическая модель ударной системы, достаточно адекватно отражает реальную ударную систему. Экспериментально подтверждена достоверность теоретических выводов о том, что иаменение радиуса сферы ударной части Зойка от 40 до 70 мм не оказывает существенного влияния на параметры волн деформаций, генерируемых в волноводе.

Па втором этапе исследований проводилась оценка правомерности замены в модели ударной системы вращающегося бойка поступательно движущимся. При проведении экспериментов сил использован вражзющий-;я боек от электромеханического ударного механизма МО-15. Радиус зферы его ударной поверхности было равен 40 мм, а приведенная масса 5ыла равна массе экспериментального бойка, использованного ранее фи исследовании процесса формирования волн деформаций поступатель-ÍO движущимся бОШССЫ.

Осциллограммы волн деформаций, генерируемых в инструменте ьра-1ающимся бойком, показаны на рис.9 сплошными линиями. Для сравнения ia этом же рисунке пунктирными линиями показаны осциллограммы, порченные при ударе по инструменту поступательно движущимся бойкот с 'шеим же радиусом сферы ударной части.

Диаграммы изменения усилий в волноводе, полученные при ударе по [ему вращающимся бойком, отличаются от аналогичных диаграмм при 'даре поступательно движущимся бойком большей длительностью фронта [арастания усилий, несколько меньший амплитудой (на 8-15%) и боль-¡ей длительностью (на 15-20Х) волны. Это является следствием упру-■их деформаций врачующегося байка и его спори. Коэффициент передачи ■нергин бойка в воянсвоц при ударе поступательно и ьрй^тгешга два-.ущимся Оонками отличается не более, чем на 5*.

Полученные результаты подтверждают возможность замены в раг.чет-сй модели вращающегося бойка на поступательно движущийся с сохра-еиием его кинетической энергии и скорости соударения о инотрумеа-см. При такей замене погрешность в определении усилий и с»юрсете!1 ечеиий на превыкает 1БХ и в принципе может быть уменьшена введены-и в модель соответствующего коэффициента, значение которого мелет ыть принято на основании порученных экспериментальных розуяьтаточ.

Таким образом экспериментальными исследованиями была подтверждена достоверность теоретических выводов и рекомендаций по выбору рациональных параметров ударной системы. С учетом этого рекомендации были реализованы в конструкции экспериментального образца ударного механизма МО-15.

Результаты апробации этого механизма при обработке блока отливок показали, что при одинаковом времени отделения отливок на гидравлическом станке СГУ-03 и экспериментальном стенде с шарнирно-ры-чажным ударным механизмом МО-15 потребление энергии в последнем случае меньше. Это также подтверждает достоверность основных выводов и рекомендаций, сделанных в работе.

- 15 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе сформулирована идея о перспективности создания станка для отделения отливок на основе использования шарнирно-рычажного ударного механизма о особыми положениями звеньев, который более прост в изготовлении и эксплуатации по сравнению с применяемыми ранее пневматическими и гидравлическими ударными механизмами, не требует компрессорных гаи гидравлических станций, обладает более высоким коэффициентом полезного действия и меньшим энергопотреблением.

На основе анализа ударных процессов в пневматических станках ЛЗИГ-240 и гидравлических станках СГУ-03, обеспечивающих производительность, удовлетворяющую потребностям практики, выявлены рациональные условия иагружения блока отливок, которые были приняты как необходимые при выборе параметров ударной системы шарнирно-рычажного ударного механизма.

Исследованиями напряженного состояния инструмента станка СГУ 13 установлено, что снижение его долговечности вызвано действием на гаструмент изгибающих нагрузок, возникающих при обработке блоков этливок с дефектами литья.

Разработана и рекомендована к применению новая конструкция инс-"румента станка СГУ-ОЗ, который имеет запас прочности в 2-3 раза ¡олыщй по сравнению с существующим инструментом.

Разработана модель ударной системы шарнирно-рычажного ударного юханизма, проведено её математическое описание и получены аналитические выражения, связывающее параметры ударных процессов, протека-щих в системе, с характеристшсами элементов системы: массой и ра-иусом сферы ударной части бойка, диаметром и длиной инструмента.

На основе анализа полученных выражений установлены зависимости силий, возникающих в контактных сечениях инструмента о бойком и тояком блока отливок, скоростей и перемещений этих сечений, коэффициента передачи энергии бойка в инструмент от характеристик элементов ударной системы.

С использованием выявленных зависимостей разработаны рекоменда-ии по выбору параметров бойка и инструмента шарнирно-рычажного Парного механизма МО-15, при реализации которых обеспечиваются эебуемне условия нагружения блока отливок.

Разработаны экспериментальные стенды и методики для лсследова-« процесса формирования волн деформации в инструменте при ударо

по ному свободно падающими бойками различной конфигурации и вращающимся бойком.

Экспериментальными исследованиями установлено, что в исследуемом диапазоне изменения параметров принятая математическая модель ударной системы достаточно адекватно отражает реальную систему.

Подтверждена достоверность теоретических выводов о том, что изменение радиуса сферы ударно!': части бо'ша от 40 до 70 мм не оказывает существенного влияния на параметры волн деформаций, генерируемых в волноводе.

Экспериментально доказана возможность замены в расчетной модели вращающегося бошса на поступательно движущийся с сохранением его кинетической энергии и скорости соударения с инструментом.

Выводы и рекомендации, нолученные по результатам исследований, реализованы в экспериментальном образце шарнирно-рычажного ударного механизма МО-15. Результаты апробации этого механизма при обработке блоков отливок подтвердили достоверность основных выводов и рекомендаций, сделанных в работе.

В целом в работе приведено научное обоснование новых технических решений, в частности выбора рациональных параметров ударной системы шарнирно-рычажного ударного механизма, применение которого в станках для отделения отливок позволяет обеспечить производительность, не уступающую лучшим моделям пневматических и гидравлических станков, при более простой конструкции ударного механизма и меньшем энергопотреблении.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в сдаку-вард работая:

1. Перспективы и проблемы создания электромеханических виброударных станков для обрубки отливок. Тез.докл. Международной научно - практической конференции посвященной 75 - летию академика Х.Х. Усманходжаева. Фергана: 1994, с.135 (соавтор В.Э.Еремьянц).

2. Аналиа ударных процессов в станках для обрубки литья. -Сб.трудов Инженерной академии Республики Кыргызстан. Вып.1. Бишкек: 1995, с. 154-159.(соавтор В.Э.Еремьянц).

3. Повышение долговечности инструмента виброударных станков для обрубки литья. - Сб.трудов. Инженерной Академии Республики Кыргызстан. Вып.1. Бишкек: 1995, с 160-169 (соавтор В.3.Еремьянц).

4. Формирование волн деформаций 2 трехэлементной ударной системе виброударных машин. - В Сб."Механизмы переменной структуры и вибрационные машины".Бтавкек: 1995, с.227-231.(соавтор В.Э.Еремьянц)

5. Методика экспериментального определения параметров волн до-Формаций, генерируемых при соударении тел. В.Сб." Материалы IV научной конференции КРСУ". Бишкек: 1997, с.75 (соавтор В.Э.Еремьянц).

6. Экспериментальная оценка достоверности моделей продольного соударения тел.В Сб." Материалы IV научной конференции RPCY". Бишкек, 1997, с 38 (соавторы В.Э.Еремьянц, Е.А.Яхонтов).

7. Методика и результаты экспериментальных исследований формирования волн деформаций при продольном ударе. В Сб.научных трудов 'Института машиноведения HAH KP. Еып.1. Бишкек: Илим, 1S97, с.221 -230 (соавторы В.Э.Еремьянц, В.А.Яхонтов).

Э. Экспериментальный стенд для исследования процесса формирования волк деформаций при ударе по волноводу вращающимся бойком. В Сб. научных трудов Института машиноведения HAH KP. Выл.1. Бишкек: Илим, 1997, о.230-236 (соавтор В.Э.Еремьянц).

9. Обоснование параметров шарнирно - рычажного ударного механизма для обрубки литья. В Сб.Труды Международной научной конференции. "Научно-технический прогресс - основа развития рыночной экономии". Караганда, КГТУ, 1997. - с.281-254 (соавтор В.Э.Еремьянц).

Аписгацня

Жумуатун негиэикде иарнкрдик-рычагдык урма мэхашзимди кукыа-ларды болуучу отаноктордо коддонуу вдеясы жатат. Кумушта ушул меха-пизшдчрдик урма систеизларыкын рационалдуу параштрлерин негиздеэ маселеси чгчилет, .

Пневматикалык дана гидравликалык станоктордун урма системаларын ив^лдеэнун негививдв куйма Слокторуна динамккадык жуктэенун рационалдуу шарты табылган. Шарнярдик-рычагдЫк урма механизимдэрдин урма системасынын модели гсптелип чыгарылгак. С'истемадзгы динамикалык процэсстс-рдик влчэмдсрунун системадагы злеманттердин муиездэмелару менек болгсн ез ара байланштары табылган. Ушул еэ ара байланыг-тар-дын негизинде ¡суймз блокторун рационалдуу жуктеэ шартын камсыз кыд-ган урма системасынын элементтеринин параметрлерин тандоо бсонча жолдомолор штолкп чыгарылгзн.

Моделдерди изилдэенун негиэикде жаеалган корутундулардын жана колдомолордун тууралыгын ушул жолдомолор колдонулган МО-15 урма ме-ханиэиминин эксперименттери кана айкындоосу менен далилденген.

- 18 -Лимитация

В основе работы лежит идея использования шарнирно-рычажных ударных механизмов в станках для отделения отливок.В работе решается задача обоснования рациональных параметров ударных систем этих механизмов.

На основе исследований ударных систем пневматических и гидравлических станков Еыявлены рациональные условия динамического нагру-мения блоков отливок, разработана модель ударной оистемы шарнир-но-рычажных удармж механизмов. Выявлены взаимосвязи параметров динамических процессов в системе о характеристиками элементов системы. На основе этих' взаимосвязей разработаны рекомендации по выбору параметров элементов ударной системы, обеспечивающих рациональные условия нагрукения блоков отливок.

Достоверность выводов и рекомендаций, сделанных на основе исследования моделей, подтверждена экспериментами и апробацией ударного механизма МО-15, в котором реализованы эти рекомендации.

Annotation

■In the base of the work is the idea of hinged-leverages using1 for casting separation machines. The problem of percussion system efficient parameters determination of these mechanisms is solving.

On the base of percussion systems researching of pneumatic and hydraulic machines , are' established the rational conditions of dynamic loading for the casting blocks. The model of a percussion system of hinged-leverages percussion mechanisms is developed. It is determined the correlation of dynamio prosesses parameters in the system with the element system characteristics. On the base of these correlations are determined recomendations on selection the parameters of percussion system's elements, whioh are guarantee efficient conditions of the casting blocks loading.

Reliability of the conclusions and recomendations, whioh are made on the base of the models researching, is proved by experiments and approbation of MO-16 percussion mechanism, in whioh •were realised all these recomendations.

Подписано в печать 26.05.98. Формат 60Х84'/ц. Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ 44.

720001, Бишкек, ул. Пушкина, 144 тип. HAH Кыргызской Республики.