автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности правки валов при ремонте сельскохозяйственной техники на основе оптимизации процессов ориентации и изгиба

Направах рукописи

МАНИЛО Иван Иванович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРАВКИ ВАЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ОРИЕНТАЦИИ И ИЗГИБА

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученей степени доктора технических наук

Челябинск - 2004

Работа выполнена на кафедре «Технология и организация технического сервиса» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет».

Научный консультант

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Ломоносов Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор Храмцов Николай Васильевич

доктор технических наук, профессор Корольков Иван Васильевич

доктор технических наук, профессор Окунев Геннадий Андреевич

Сибирский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (СибИМЭ)

Защита состоится 19 ноября 2004 г., в 10 часов, на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 при Челябинском государственном агроинженерном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр.Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного агроинженерного университета.

Автореферат разослан «0£_» октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Плаксин А.М.

тм

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Для поддержания высокого уровня работоспособности сельскохозяйственной (с.-х.) техники необходимо обеспечение первоначальных размеров и геометрических форм узлов с деталями класса валов (валы, оси, тяги, штоки, удлиненные втулки и т.п. - в дальнейшем по тексту - ВАЛЫ), как при их производстве, так и при ремонте. Непрерывно возрастающие удельные нагруженности машин, эксплуатация в тяжелых условиях сельскохозяйственного производства, приводят к износу и деформации валов, возникновению динамических нагрузок, значительно превышающих допустимые значения.

Это одна из основных причин снижения качественных показателей и производительности с.-х. техники, преждевременного выхода из строя механических передач и подшипниковых узлов. Устранение отклонений от прямолинейности оси валов, обладающих достаточным ресурсом для дальнейшей эксплуатации (т.е. без восстановления других эксплуатационных свойств), осуществляется правкой, которая производится, преимущественно, вхолодную. В ряде случаев (разгар сезонных работ) такая правка валов осуществляется непосредственно в полевых условиях.

Восстановление и изготовление валов при ремонте с.-х. техники в условиях ремонтных предприятий АПК осуществляют применением различных технологий наплавки, упрочнения (термической, химико-термической обработки и т.п.) и сварки, в основе которых лежит термическое воздействие на деталь. В результате такого воздействия на вал или нарушения равновесия напряженного состояния заготовки при снятии припуска металла механической обработкой резанием снижается точность размеров детали, увеличиваются отклонения формы и расположения поверхностей.

Применение правки при изготовлении и восстановлении валов уменьшает, а в ряде случаев совсем исключает, механическую обработку резанием и сокращает потери металла, исключает нарушение целостности сформировавшейся при термической обработке структуры и создание дополнительных концентраторов напряжений, сохраняет упрочненный поверхностный слой деталей после химико-термической обработки.

В общий технологический процесс восстановления и изготовления валов включается до 3-6 операций правки. Зачастую они являются финишными и в значительной степени определяют точностные и эксплуатационные показатели качества деталей.

Несмотря на несомненные достоинства правки, при изготовлении и восстановлении валов в условиях АПК, их правят вручную (кузнечными способами) или же на стационарных гидравлических прессах управление которыми, в основном, осуществляется вручную. Параметры режима правки в таком случае выбираются и назначаются рабочим-правильщиком "на глаз", т.е. интуитивно, на основании лишь собственного опыта, что требует от него уникальных навыков, определяет низкую производительность, невысокое качество правки, которые всецело зависят от квалификации правильщика.

Наряду с этим, применение правильных агрегатов, оснащенных устройствами ЧПУ и управляющими ЭВМ, в условиях ремонтного производства весьма дорого и к тому же, не обеспечивает требуемого качества правки одно- двухкратным нагружением детали, а поэтому не может найти.шнроиоге |

Вопросы осуществления качественной правки валов особенно остро стоят при необходимости оперативного устранения изгиба вала (например, при ремонте комбайна в поле, когда кроме величины и места расположения прогиба другой информации не имеется), а также при ремонте импортной техники и технологического оборудования, когда требуется восстановление или изготовление единичных экземпляров валов.

Технологам ремонтно-технических предприятий (РТП) и машинно-технологических станций (МТС), рабочим-ремонтникам ремонтных мастерских сельскохозяйственных предприятий (МТМ) нужны методы правки и соответствующие технические средства, которые позволят оперативно (прежде всего, без проведения предварительных теоретических и экспериментальных исследований, теряющих смысл в условиях МТС и МТМ в период сезонных работ) осуществлять качественную правку валов, отличающиеся простотой изготовления и обслуживания, высокой надежностью и невысокой стоимостью.

Разработка теоретических положений, обеспечивающих оптимизацию процессов правки при изготовлении новых и восстановлении изношенных валов в условиях АПК, представляет собой актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение и требующую теоретического обобщения и решения.

Актуальность выбранного научно-практического направления исследования также подтверждается соответствием данной темы как разделу федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ («Разработать научные основы развития системы технолого-технического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирование эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики»), так и тематическому плану Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001 -2005 гг. Данное направление было также одобрено НТС Межрегионального комитета по сельхозмашиностроению Ассоциации республик и областей Уральского региона (протокол № 6 от 28.11.02.).

Цель работы. Повышение эффективности правки деталей класса валов при ремонте сельскохозяйственной техники на основе оптимизации процессов пространственной ориентации и обработки изгибом.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. С позиций комплексного подхода провести анализ существующих методов и технических средств выполнения процессов правки валов и разработать целевые функции по выбранным критериям, реализация которых обеспечит оптимизацию процессов ориентации и обработки изгибом.

2. На основе системного подхода разработать математические модели для исследования процессов ориентации и изгиба валов, выбора оптимальных режимов, обеспечивающих требуемые точностные показатели качества правки при минимальном количестве нагружений валов усилием изгиба.

3. Разработать алгоритмы управления технологическими процессами правки валов с учетом их оптимизации по выбранным критериям; осуществить экспериментальную проверку результатов аналитических исследований.

4. Обосновать структурную схему системы адаптивного автоматического управления, разработать и изготовить основные блоки, обеспечивающие реализацию алгоритма оптимизации, обладающие свойствами надежности и простоты обслуживания в эксплуатации и позволяющие с наименьшими затратами модернизировать широко используемые в АПК гидравлические правильные прессы с ручными режимами управления.

5. Провести проверку разработанных методов и технических средств в производственных условиях (техносфере) предприятий и оценить их технико-экономическую эффективность.

При поиске решений поставленных задач исследования было установлено, что многие задачи, возникающие в системном анализе и исследовании операций, по отысканию совокупности условий, обеспечивающих достижение экстремальных критериев эффективности, в том числе, конкретных производственно-технических систем, являются задачами поиска глобального (или частных) экстремума.

В этой связи принята научная гипотеза, которая положена в основу проведения теоретических и экспериментальных исследований технологических операций пространственной ориентации вала и обработки его изгибом.

Гипотеза. В процессе пространственной ориентации и последующей обработки вала поперечным изгибом существуют закономерности образования изменяющихся во времени и действующих в пространстве взаимозависимых связей, являющиеся непрерывными функциями с экстремальными значениями (экстремумами), выявление которых (путем непосредственного измерения физических величин) позволит обеспечивать точную установку вала в необходимое для правки положение и определять упругую составляющую общей деформации вала при изгибе и, тем самым, назначать индивидуальные режимы правки каждой детали.

Объект исследования. Процесс правки валов при ремонте сельскохозяйственной техники, осуществляемый свободным изгибом детали на двух опорах сосредоточенной нагрузкой после ориентации ее экстремальной точкой прогиба непосредственно под рабочий инструмент (боек).

Предмет исследования. Закономерности образования взаимозависимых связей параметров протекания процессов ориентации и изгиба валов с показателями прямолинейности оси и производительности.

Методы исследований. В процессе выполнения работы осуществлялся системный подход к исследованию, включающий критический анализ научно-технической литературы и патентные исследования, теоретические исследования и физическое моделирование процессов правки, а также промышленное опробование и внедрение.

Изучение и обобщение научной проблемы произведено: на базе теорий упругости и пластического изгиба металлов, базирования, управления пространственным положением вращающихся объектов, с применением научных положений теории оптимизации технологических процессов.

Исследование технологического процесса правки осуществлялось также с применением общетеоретических положений прикладной математики и автоматических систем управления технологическими процессами, с применением апробированных методов анализа задач и синтеза решений, применяемых для формирования структуры и параметров новых объектов, создаваемых на уровне изобретений.

Научная новизна положений работы, выносимых на защиту:

1. Закономерности образования связей, действующих при ориентации валов и являющихся непрерывными функциями с экстремальными значениями, позволяющие обеспечивать требуемую точность измерения прогиба вала и осуществлять точную установку экстремальной точкой прогиба непосредственно под рабочий инструмент (боек) деталей широкой номенклатуры, в том числе, с дефектами поверхности.

2. Использование информации о срыве напряжения материала валов от верхнего до нижнего предела текучести, соответствующего наличию глобального экстремума аргумента функции «напряжение-деформация» и определяемого путем непосредственного отслеживания и анализа перепадов давления рабочей жидкости в силовом гидроцилиндре правки, для назначения индивидуальных режимов правки каждой детали, изготовленной из низкоуглеродистых сталей или с применением сварки.

3. Использование информации о нарушении текущего отношения между вектором аргумента и вектором функции «напряжение-деформация», получаемой измерением текущих значений линейного перемещения рабочего инструмента и давления рабочей жидкости в силовом гидроцилиндре правки, для определения моментов начала пластической составляющей в общей деформации валов из высокоуглеродистых сталей.

4. Математические модели и алгоритмы, обеспечивающие создание оптимальных режимов ориентации и изгиба валов как на прессах, конструкции которых предусматривают только ручное выполнение всех операций и переходов, так и при адаптивном управлении процессом с учетом имеющих место ограничений и неконтролируемых (неуправляемых) воздействий техносферы предприятия.

5. Технические средства и методы, позволяющие осуществлять адаптивное управление операциями пространственной ориентации и обработки изгибом деталей, изготовленных из низко- и высокоуглеродистых сталей, отличающиеся простотой схемно-аппаратурного и конструктивного решения, изготовления и обслуживания, низкой стоимостью, что способствует их применению не только на специализированных РТП, но и в МТС, и МТМ.

Научная значимость и новизна основных положений работы подтверждена получением 17 авторских свидетельств на изобретения, а также «ноу-хау», изложенными в заявках для защиты их патентами, и публикациями, обладающими приоритетом в постановке и решении рассматриваемых проблем.

Практическая значимость работы. Решена важная народнохозяйственная задача, позволяющая обеспечивать требуемое качество правки на основе оптимизации процессов пространственной ориентации валов и обработки их одно-двухкратным изгибом.

Предложенные теоретически обоснованные и практически подтвержденные решения позволяют избавиться от длительного и дорогостоящего пути теоретических и экспериментальных исследований при разработке технологических процессов правки деталей класса валов на РТП, в условиях МТС и МТМ.

Способы и технические средства, разработанные в процессе выполнения работы, являются научно-технической базой для совершенствования существующих и создания принципиально новых структур технологических

процессов правки, удовлетворяющих современным требованиям правки деталей класса валов при ремонте с.-х. техники в условиях АПК.

Проведена схемно-аппаратурная реализация основных элементов САУ правильным агрегатом с учетом возможности их сопряжения с ЭВМ или УЧПУ в условиях автоматизированного ремонтного производства.

На большинство разработанных и внедренных способов и устройств конструкторско-технологическая документация передавалась в Курганский ЦНТИ Российского объединения информационных ресурсов научно-технического развития (Росинформресурс), по результатам чего выпущено 67 информационных листков общим тиражом свыше 26000 экземпляров, распространенных по системе Росинформресурса в России, а также по ряду бывших союзных республик СССР.

Реализация результатов исследования. Реализация результатов исследования осуществлялась по следующим направлениям:

Результаты НИОКР и соответствующая конструкторско-технологическая документация использовались Курганским ПКБ Минавтопрома, КЭКТИавтопромом на стадии расчета и проектирования, в том числе, для создания совместно с фирмой "THORNS" (Швеция) гаммы правильных станков.

Выполнена модернизация правильных агрегатов для правки карданных и торсионных валов, ходовых винтов и специальных длинномерных изделий на ряде предприятий автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, ремонтно-технических предприятий АПК и ремонтных баз.

Отдельные блоки, являющиеся основой научно-технических решений рассматриваемой проблемы, прошли метрологическую аттестацию в качестве средств измерения.

По результатам многолетних теоретических и практических исследований разработаны рекомендации по повышению эффективности правки длинномерных деталей автотракторной и сельскохозяйственной техники, позволяющие осуществлять модернизацию правильного оборудования РТП, МТС, мастерских с.-х. предприятий.

Рекомендации одобрены НТС Межрегионального комитета по сельхозмашиностроению Ассоциации экономического взаимодействия областей и республик Уральского Федерального округа (протокол № 6 от 28.11.2002 г.), выпущены тиражом 2000 экземпляров и направлены в Департаменты сельского хозяйства краев, республик и областей РФ, в сельскохозяйственные вузы, на предприятия автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.

Достоверность основных положений и научных выводов подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями, производственными испытаниями, а также практическим использованием научно-технических разработок и рекомендаций в течение длительного времени (1971-2004 гг.).

Апробация работы. Результаты проведенных НИР и отдельные положения настоящей работы докладывались, были обсуждены и одобрены: • на Международных научно-практических конференциях: "Научные результаты -агропромышленному производству" (Курган, 2004 г.); "Экологизация технологий: проблемы и решения" (Москва-Курган, 2004 г.); • на Всесоюзных научно-технических конференциях. "Техническое творчество химических войск МО СССР "ТТХВ-77" (Чебаркуль, 1977 г.), "Проблемы обработки деталей машиностроения на станках с

ЧПУ" (Свердловск, 1983 г.); "Проблемы создания и эксплуатации гибких производственных систем и промышленных роботов на предприятиях машиностроения" (Севастополь, 1990 г.); • на одиннадцати региональных и зональных научно-технических конференциях; • на заседаниях НТС; • на техсоветах и технических совещаниях предприятий, где проводился ряд исследований и осуществлялось внедрение результатов исследований и разработанных устройств (Херсон, Курган и др., 1971-1989 гг.).

Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры «Эксплуатация и ремонт машинно-тракторного парка» Курганской ГСХА (сЛесниково, КГСХА, 2001 г.; 2002 г.; 2003 г.).

Полное содержание диссертации обсуждалось на расширенном заседании руководителей проблемных Советов КНЦ МАНЭБ (Курган, 2004 г.), на кафедре "Эксплуатация и ремонт МТП" Курганской ГСХА (сЛесниково, КГСХА, 2004 г.); на объединенном заседании кафедр «Технология и организация технического сервиса», «Эксплуатация машинно-тракторного парка», «Уборочные машины» Челябинского государственного агроинженерного университета (Челябинск, ЧГАУ, 2004 г.).

Публикации. Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, внедрений разработок в производство по теме диссертации и ее основные положения нашли отражение в 147 публикациях, в числе которых 2 книги и 6 брошюр, 33 статьи и опубликованные доклады, 45 авторских свидетельств на изобретения.

Ряд работ автора использованы в научных трудах проф. Шарина Ю.С., проф. Пономарева В.П., проф. Лапшина П.Н., проф. Пухова А.С. и других ученых и специалистов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов после каждой главы и основных выводов, списка литературы (331 наименование, из них 16 на иностранных языках) и приложений.

Работа содержит 348 страниц основного текста, 104 рисунка, 4 таблицы.

Общий объем работы составляет 398 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность проблемы и необходимость разработки научно-технических решений, обеспечивающих повышение эффективности правки деталей класса валов при ремонте сельскохозяйственной техники, сформулированы цель и задачи исследований, конкретизированы объект и предмет исследований, показаны научная новизна положений, выносимых автором на защиту, и практическая ценность работы, отражены вопросы реализации и апробации полученных научных результатов, дана общая характеристика выполненных исследований.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Показаны условия эксплуатации с.-х. техники, деталей класса валов, испытывающих воздействие разнообразных внешних и внутренних факторов при работе под действием механических сил (растяжения, сжатия, скручивания).

Изучению этой проблемы посвящено большое количество работ, в числе которых исследования Л.В.Дехтеринского, В.Е.Черкуна, Ю.Н.Петрова, Н.С.Решетникова, А.И.Селиванова, И.Е.Ульмана, С.С.Черепанова, В.И.Черноиванова, В.А.Шадричева и других ученых.

Организационно-технологические основы специализированного ремонта с.-х. техники получили фундаментальное научное обоснование в трудах В.М.Михлина, Ю.Н.Артемьева, Г.С.Игнатьева, Д.Ф.Гуревича, А.А.Цырина, В.А.Какуевицкого, И.С.Левитского, Н.И.Лившина, И.Е.Ульмана, Н.В.Храмцова и других.

Огромный вклад в решение проблем выбора способов восстановления деталей и разработки новых технологий внесли М.В.Авдеев, А.Н.Батищев, И.Г.Голубев, В.П.Лялякин, Ю.Н.Ломоносов, Е.Л.Воловик, Ю.Н.Петров, Л.С.Ермолов и другие ученые.

В формирование и развитие учения о закономерностях и технологиях подготовки к ремонту, создании оптимальных запасов деталей и узлов, большой вклад внесли Н.И.Иващенко, В.И.Казарцев, В.М.Кряжков, К.Т.Кошкин, М.А.Масино, И.В.Корольков, ГАОкунев, Л.И.Королькова и другие ученые, которые решали проблемы ремонта и восстановления деталей требуемого качества и заданного количества с наименьшими общественными затратами.

Интенсивная эксплуатация с.-х. техники, в том числе импортной, предопределяет изготовление в условиях РТП, МТС и МТМ новых деталей, которые по ряду причин, прежде всего, финансового характера, не могут быть приобретены. В этой связи особую актуальность приобретает организация не только восстановления, но и изготовления валов в условиях АПК.

Основным видом деформации, приобретаемой валами при интенсивной эксплуатации, при термообработке и сварке в процессе их изготовления, который наиболее беспокоит технологов и производственников, является приращение отклонений от прямолинейности оси.

В отечественном ремонтном производстве исправление таких отклонений производится, преимущественно, пластическим изгибом (операции правки).

В теоретических и прикладных работах, охватывающих широкий круг задач повышения эффективности ремонта с.-х. техники, недостаточно уделено внимания применению правки деталей класса валов. В отдельных работах В.П.Лялякина, Е.Л.Воловика, В.А.Шадричева, Л.С.Ермолова, В.М.Кряжкова, В.Е.Черкуна и других ученых даны примеры и рекомендации по применению правки деформированных деталей с.-х. техники. Анализ этих работ показал, что многие процессы и явления, происходящие при правке валов изгибом в реальных условиях РТП, МТС и МТМ, а, следовательно, и закономерности образования изменяющихся во времени и действующих в пространстве рабочей зоны правильного оборудования причинных и функциональных взаимозависимых связей, изучены недостаточно. В результате, в своем большинстве существующие методы проектирования процессов правки

не позволяют обосновать выбор их параметров, недостаточно или совсем не учитывают принципиальные закономерности ориентации и изгиба.

В зависимости от степени деформации и размеров (жесткости) валы правят как в холодном, так и в горячем состоянии. Преобладающая часть валов с.-х. техники подвергается правке вхолодную.

Исправление кривизны оси валов на РТП, МТС и в МТМ осуществляют вручную (при помощи рычагов и домкратов; наклёпом вогнутой стороны молотком на наковальне; настольными гидравлическими переносными прессами, приводимыми в действие ручным плунжерным насосом; переносными гидравлическими струбцинами), а также используют гидравлические двухколонные вертикальные прессы, конструкции которых предусматривают, преимущественно, ручное управление. Все режимы правки выбираются самим правильщиком и полностью зависят от его опыта и умения. Поэтому сам процесс исправления кривизны валов в ручном режиме сточки зрения точности (качества) и производительности является в определенной мере искусством оператора-правильщика.

Значительный вклад в комплексные исследования процессов правки валов внесли ученые и специалисты ВНИИТУВИД (ВНПО «Ремдеталь») и ЭНИКМаша. Этому направлению посвящены также работы Челябинского государственного агроинженерного университета, Пермского и Воронежского политехнических, Курганского машиностроительного институтов, а также других организаций.

Ведущие отечественные организации стали включать в состав систем автоматического управления (САУ) правильными агрегатами устройства числового программного управления (УЧПУ) и управляющие вычислительные машины (УВМ). УЧПУ и УВМ позволяют улучшить свойства технологической системы агрегата, уменьшить влияние вредных факторов, управлять ходом технологического процесса правки. Суть применяемых при этом методов сводится к тому, что после первого нагружения детали по настроечной зависимости измеряют её остаточную кривизну и по результатам измерений корректируют управляющую программу. Это привело к тому, что на роль доминирующих факторов, снижающих ожидаемое (заданное) качество, выдвинулись другие случайные факторы, прежде всего, реальные механические свойства материала детали, которые могут быть различными в разных сечениях одного и того же вала.

Применение таких методов управления процессом правки валов в условиях АПК (отличающихся единичным и мелкосерийным производством), предусматривающих проведение предварительных теоретических и экспериментальных исследований и составление программ (на основе вероятностных методов расчета с применением усредненных данных механических характеристик материала данного типоразмера валов), просто теряет смысл.

Кроме того, технические средства для правки валов, оборудованные устройствами ЧПУ и УВМ, при использовании их в условиях РТП, МТС, требуют решения проблем надежности и стоимости. Данные технические средства также не обеспечивают высокое качество правки одно- двухкратным нагружением валов изгибом, так как в основу работы большинства из них положены эвристические алгоритмы.

Работы по созданию и внедрению систем автоматического управления (операциями правки валов) на базе микропроцессоров и ЭВМ проводят зарубежные фирмы: итальянская GOLDABINI, шведская THORNS MEKANISKA VERSTAD АВ,

швейцарская YENNY PRESSEN AG, японская TOYOTA коку К.К. и др. Устройства данных фирм обеспечивают требуемое качество правки также за счет многократных изгибов, так как не учитывают упругой составляющей общей деформации непосредственно в процессе правки каждой выправляемой изгибом детали. В таких устройствах учитывается значение усредненной (для данного типоразмера деталей) упругой составляющей, уточняемое в процессе нескольких предварительных правок.

Таким образом, в системах управления агрегатами правки передовых отечественных и зарубежных специализированных фирм существующие в процессе правки неуправляемые воздействия (прежде всего, физико-механические свойства материала) определяются и учитываются не в текущем процессе нагружения вала, а в последующем цикле его изгиба. То есть, параметры протекания процесса первоначального изгиба вала используются для назначения режима правки при повторном (последующем) изгибе, когда изменились механические свойства материала (в результате предшествующего нагружения) и, возможно, параметры окружающей среды (техносферы предприятия).

Это требует решения вышеприведенных задач исследования, составляющих основу проблемы. При этом поставленные задачи исследования, обусловленные актуальностью проблемы и целью работы, должны содержать решения, которые могут быть применены как на специализированных ремонтно-технических предприятиях АПК, так и в МТС, и в ремонтных мастерских с.-х. предприятий.

Наряду с этим, чтобы избавиться от большого, неоправданного и невыполнимого (в условиях единичного и мелкосерийного ремонтно-восстановительного производства) объема теоретических и экспериментальных исследований, минимизировать суммарные материальные и временные затраты на осуществление качественной правки каждой (конкретной) детали, необходимо раскрыть закономерности образования, изменяющихся во времени и действующих в пространстве взаимозависимых связей при ориентации и пластическом деформировании вала.

ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРАВКИ ВАЛОВ ПО СХЕМЕ СВОБОДНОГО ИЗГИБА НА ДВУХ ОПОРАХ

Качество правки при восстановлении и изготовлении валов рассматривали как сложный многофакторный процесс, функционал которого может быть представлен в виде

№) = Ffa(*).*2(t),<>3(t),04(t),05(t),...,n],

где K(t) - точностные показатели качества правки (показатели минимальных отклонений от прямолинейности геометрической оси);

4>i(t)'Q2(t)><l'3(t)><l>4(t)><t>5(t) - группы факторов во времени, обеспечивающие и реализующие качество правки, соответственно, на операциях измерения величины исходного прогиба и ориентации, базирования, обратного перегиба детали за геометрическую ось центров на величину упругой отдачи, измерения величины остаточного прогиба. Фактор /7 функционала (1) отражает наличие возмущений и неконтролируемых параметров производственно-технологического процесса.

Социально-экономический эффект от применения валов с минимальными отклонениями их геометрической оси от прямолинейности обеспечивается повышением надежности работы узлов и механизмов вследствие точности и стабильности структуры пространственных размерных связей, снижением шума и вибраций.

В соответствии с вышеизложенным и поставленной целью технологический процесс правки также определяется функционалом, который имеет вид

Э(0=ФосЛ'М'ИО. п.пт], (2)

где ЭЦ - показатель достижения поставленной цели; е^ДО - критерий качества правки (остаточная кривизна); 0(1) - производительность; Ф(У - группы факторов во времени, обеспечивающие и реализующие качество на стадиях проектирования, изготовления и применения (эксплуатация, восстановление и т.п.); Л- приведенные затраты; ПТ- организационный и производственно-технологический факторы.

Решение задач, определяющих повышение эффективности правки, предопределяет рассмотрение составляющих функционала (2) как самостоятельных объектов исследования, так и во взаимной связи с учетом наличия возмущений и неконтролируемых параметров.

Критерий точностных показателей качества правки представляет собой минимальную остаточную кривизну детали, достижение которой должно обеспечиваться в течение вышеуказанных процессов (1), (2)

(3)

где - остаточная кривизна детали;

- величина исходного прогиба детали, т.е. до операции правки; - величина обратного перегиба детали в сторону противоположную исходной кривизне.

В свою очередь, величина обратного перегиба детали е .„ зависит от величины упругой отдачи материала детали и определяется как

(4)

где еуо - величина (значение) упругой отдачи материала детали после снятия усилия поперечного изгиба.

Было признано целесообразным, кроме лабораторных образцов, использовать для исследования натурные детали, в частности, торсионные и карданные валы автотракторной и сельскохозяйственной техники, которые восстанавливаются и изготовляются как в условиях автоматизированного производства, так и на предприятиях с «малой» механизацией.

Кроме того:

• карданные и торсионные валы в процессе эксплуатации испытывают все четыре вида нагружения, которые характерны для деталей класса валов с.-х. техники (односторонний изгиб, одностороннее кручение, переменный изгиб, переменный изгиб с кручением);

• процессы правки карданных и торсионных валов отличаются особой сложностью, вызванной переменностью сечения и наличием сварного шва у карданных валов, сложным характером распределения прогибов вдоль оси торсионного вала.

Обеспечение требуемого качества правки валов в значительной мере определяется точностью вывода вала экстремальной точкой прогиба непосредственно под боек, правильностью базирования его на опорах (призмах) и зажима в этом положении без деформации.

Для определения положения экстремальной точки прогиба вала в системе координат бойка при ориентации и определения положения вала в системе координат опорной призмы при базировании и нагружении вала применен метод последовательного перехода из одной системы координат в другую (рис. 1).

Для достижения высокой точности и производительности при исправлении точно сориентированного вала изгибом необходимо изогнуть его в противоположную первоначальной кривизне сторону на величину упругой отдачи, т.е. необходимо совместить координатные системы ХдУ^и Ууо0^1уо, за минимально возможное время. Переместив первую из координатных систем вдоль оси 02с на величину 2им=20+2уо за минимальное время получаем идеальное исправление вала однократным изгибом при максимальной производительности на операции.

Координатные системы контролируемого сечения вала, рабочего инструмента и центров

Рис.1

При изготовлении и ремонте сельскохозяйственной техники, включая валы, используются стали, обладающие самыми различными химическими, механическими и технологическими свойствами.

Наряду с этим, во время проведения процесса правки детали правильный пресс и его технологическая система непрерывно испытывают внешние воздействия, которые нарушают стабильность протекания хода технологических операций, а каждая конкретная деталь класса валов имеет свои собственные (только ей присущие) механические характеристики (свойства).

Так как в силу неопределенности механических свойств детали и неизвестности качества ее поверхности распределения вероятностей для случайных переменных заранее не известны, то оптимальная стратегия управления процессом правки не может быть определена однозначно. Поэтому в принципе оптимальное управление технологическим процессом правки предопределяет создание адаптивной системы управления. Это означает, что система управления в процессе правки каждой конкретной детали должна оценивать ее механические свойства и характер случайных переменных, соответствующих дефектам поверхности детали, чтобы вырабатывать оптимальную стратегию управления.

С учетом данных требований в основу алгоритма работы системы адаптивного управления процессом правки валов должно быть заложено следующее обстоятельство (требование): основное отличие параметров пластичности от параметров упругости (которое состоит в том, что последние являются практически константами материала конкретного вала, тогда как параметры пластичности зависят от температуры, скорости деформации и упрочнения, т.е. механического наклёпа, неоднородности свойств, обусловленной в первую очередь неравномерным распределением накопленной деформации, деформационной анизотропии, остаточных макронапряжений).

При этом целесообразно осуществлять адаптивное управление процессом правки простыми в изготовлении и обслуживании, недорогими и надежными техническими средствами, доступными для приобретения как РТП, так и МТС, и даже с.-х. предприятиями. Причем они должны использоваться как при создании новых систем управления правильными агрегатами, так и при модернизации правильного оборудования с ручным управлением.

Под оптимизацией правки понимали назначение таких режимов обработки, которые бы обеспечивали требуемые точностные показатели качества (показатели прямолинейности оси) минимальным количеством изгибов, что одновременно обеспечивает оптимизацию производительности и технологической себестоимости.

При назначении режимов правки следует добиваться исправления детали одно-двухкратным нагружением, что обеспечивает оптимальную себестоимость и время обработки, а также максимально возможное сохранение других эксплуатационных свойств деталей, приобретенных ими на предшествующих операциях.

В целях решения задачи оптимизации в качестве параметров целевых функций использованы: остаточная кривизна (е^ ), не превышающая заданных пределов; количество нагружений (л) в контролируемом сечении, технологическая себестоимость Сош (или приведенные затраты); производительность О, при выполнении /-й технологической операции (перехода).

Технологический процесс правки рассматривался как объект многопараметрической оптимизации, протекание которого в условиях ремонтного

предприятия (РТП, МТС и тд.) определяется параметрами, воздействующими на его входы. Часть из них являются заданными, другие - управляющими, третьи представляют собой случайные факторы влияния техносферы предприятия (рис. 2).

Структурная схема оптимизации операций базирования и изгиба валов

Рис.2

К числу заданных параметров относятся: допустимая кривизна вала е^ , не превышающая значений, заданных ТУ на вал; максимально допустимое количество нагружений вала изгибом л; конструктивные параметры вала (диаметр Д или диаметры одля ступенчатых валов; длина вала /_ или длины ..,£.„ ступеней вала); координаты Х^Х^Х^...^ сечений контроля вала на наличие отклонений, превышающих допустимые значения (в оговоренных ТУ контрольных сечениях).

Управляющими параметрами считали: давление рабочей жидкости (масла) Р в силовом гидроцилиндре правки; линейное перемещение рабочего инструмента (бойка пресса) Упри нагружений вала бойком; скоростные режимы вращения вала

при его ориентации w и перемещения бойка v на участках холостого хода.

Изменением этих параметров в определенных пределах можно обеспечить необходимые оптимумы по точностным показателям прямолинейности оси валов на операциях ориентации и изгиба, а также процесса правки в целом.

К случайным возмущениям относятся: температура окружающей среды f°; уровень электромагнитного поля (индустриальных электрических полей) £; физико-химические свойства £ и физико-механические свойства f деталей, изменяющиеся в процессе прохождения вала от начала создания заготовки до последней операции, например, в случае когда правка является финишной обработкой; дефекты поверхности вала S„ в зоне контролируемых сечений.

Качество технологической системы определяют выходные параметры: остаточная кривизна вала е^ ; количество нагружений л; время обработки детали Тц; количество неисправимого (окончательного) брака R; технологическая себестоимость детали С. Один из этих пяти параметров или сочетание нескольких из них представляет собой показатель качества (функцию цели) оптимизируемого объекта.

Целью оптимизации процесса правки как объекта многопараметрической оптимизации является приведение показателя качества к экстремуму. Остальные выходные параметры должны поддерживаться в определенных (заданных) пределах, то есть на поведение объекта (протекание технологического процесса правки) при оптимизации накладываются ограничения.

Задачей оптимизации процесса правки является отыскание таких управляющих параметров для каждой конкретной детали, которые обеспечили бы требуемую точность правки одно- двухкратным нагружением.

Априори оптимизация процесса правки достигается при стремлении каждого из выходных параметров к определенному минимуму.

Оптимизация будет обеспечена, если целевая функция примет вид

F = f(®ocm.up.; Тц; R; С;п)-> min (5)

Наряду с вышеизложенным, очевидно, что выходные параметры вк ,л,7^С за исключением R, не могут быть равны нулю.

Следовательно, на эти выходные параметры накладываются ограничения, которые в обобщенном виде будут выражаться функциями вида

F = f (бост.пр.;п: тц;С)> о; (6)

Управляющие параметры не могут быть бесконечно малыми или бесконечно большими. Они должны иметь пределы, значения которых рекомендуются специальными исследованиями и рекомендациями, конструктивными особенностями оборудования, обеспечивающими (наряду с необходимостью достижения поставленной цели) эксплуатационную надежность и долговечность оборудования. Т.е. на управляющие параметры также накладываются ограничения.

Из всего вышеизложенного, следует, что поставленная задача является задачей многопараметрической оптимизации при наличии ограничений на все параметры объекта. Таким образом, решение поставленной задачи сводится к минимизации функций F при всех принятых ограничениях.

Процедура оптимизации, традиционно выполняемая как процесс отыскания оптимальных управляющих параметров с помощью методов поиска, осуществляемых на ЭВМ, для единичного и мелкосерийного ремонтного производства неприемлема. Нужен принципиально новый подход к осуществлению операций ориентации и изгиба вала.

Так как основной оценкой (критерием) качества правки деталей является остаточная кривизна, а показателем экономической эффективности -технологическая себестоимость процесса правки при заданном качестве, то эффективность правки может также выражаться (находиться) через целевые функции точностных и экономических показателей

еосш.пр. = Р(еисх.пр.' ео6р.пвр.! еу.о.' &ор.> $баз.) т,п (8)

Целевая функция точностных показателей (еостпр) определяется погрешностями измерения исходного прогиба детали (е^ ), обратного перегиба (еобртр) с учетом упругой отдачи материала (е^), ориентации детали (дор) и ее базирования (8ба2) на опорах.

Целевая функция стоимостного характера процесса правки определяется текущими расходами и суммарными значениями основного (машинного), вспомогательного времени и времени технического обслуживания.

3. СИНТЕЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИЙ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОГИБА И ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ВАЛА

Изучение и анализ операции пространственной ориентации и установки вала в необходимое для правки положение осуществляли математическим моделированием процесса, т.е. путем прямого применения математических аппаратов физики и механики для описания закономерностей образования, изменяющихся во времени и действующих в пространстве, взаимозависимых связей, выдвинутых в научной гипотезе, определяющей интерпретацию физических явлений, происходящих на данной технологической операции.

При этом погрешностями установки вала в центрах и, соответственно, пространственными перемещениями экстремальной точки прогиба в других координатных плоскостях (кроме поворота в координатной плоскости Ус02с - рис. 3) пренебрегали.

График синусоиды с амплитудой круговой частотой (о и фазой ц>0,

соответствующий пространственному перемещению экстремальной точки прогиба вала, представлен на рис. 4.

Обобщенная формула функции имеет вид

уГ0=А-вт(а>*г), (10)

где А= Яд+Е0.

В процессе ориентации вала путем его вращения вокруг геометрической оси центров

А>0,(о>0. (11)

Вектор Л достигает максимума при условиях </>=л,

Тогда у=Л=Яд+Е„. (12)

Изменение проекций вектора экстремальной точки прогиба вала при ориентации

1 - контролируемое сечение детали; 2 - элемент прижима измерительного рычага; 3 - устройство измерения биения детали (датчик кривизны)

Рис. 3

В общем случае сигнал напряжения, пропорциональный амплитуде биения вала иш, является функцией одной переменной 2е,т.е. ит-Ц2е). В режиме ориентации валов непрерывный поиск экстремума функции Ц=1(2е) является необходимым условием работы, а значение экстремума управляющей функции заранее неизвестно.

Для измерения величины прогиба (равной половине разности максимального и минимального показаний датчика кривизны) и ориентации вала по этим сигналам необходимо осуществить не менее одного полного оборота вала. Полное линейное перемещение 5П экстремальной точки Эв в пространстве в течение цикла ориентации будет зависеть от величины угла и находиться в пределах

2я(11д+Е0)й8п<4х(Яд + Е0) (13)

Начальный фазовый угол представляет собой погрешность, которую необходимо в соответствии с поставленной задачей компенсировать. Т.е., угол д>0 можно рассматривать как входное воздействие системы управления ориентацией, выходом которой при решении задачи повышения качества правки является точность компенсации этой погрешности.

В физическом смысле у0 представляет .собой угол, на который смещена экстремальная точка прогиба вала (после загрузки его в центры) по отношению к оси датчика кривизны (и оси бойка, если датчик кривизны и боек расположены соосно).

При исследовании процесса ориентации вала рассматривали вариант, когда датчик кривизны и штемпель установлены по одну сторону от геометрической оси центров и их оси совпадают, т.е. ось штока датчика кривизны совпадает с

геометрической осью штока (пресса), к которому прикреплен штемпель (боек).

Команду на остановку вала датчик кривизны подает, когда экстремальная точка прогиба находится непосредственно под его (датчика) измерительным штоком (положение Э, на рис. 4, 5).

Прямое вращение и реверсвала Точная ориентацияваладоворотом при ориентации На ползучейскорости вращения

Рис. 4.

1 - датчик кривизны; 2 - боек пресса; 3 - контролируемое сечение вала. Рис. 5.

После поступления команды на привод полное торможение осуществляется с некоторым запаздыванием, так как система "вал - центры - ведомые элементы привода" продолжает какое-то время вращаться по инерции, в том числе и при торможении. Вал останавливается с некоторым выбегом экстремальной точки прогиба относительно оси бойка и, соответственно, оси штока с бойком.

Путь, пройденный экстремальной точкой прогиба вращающегося вала от момента подачи команды датчиком кривизны до полной остановки за время будет равен некоторой дуге стягивающей угол выбега <р :

(.4)

где - угловая скорость вращения детали в момент подачи команды на начало торможения;

г - суммарная масса вала, центров и ведомых элементов привода;

Рт - усилие торможения, приведенное к исполнительному органу,

*ом- время отключения привода, например муфты.

В первом приближении угол выбега ^ можно определить по формуле

<р„ ^ (15)

После преобразований получаем значение угла выбега экстремальной точки прогиба

(16)

Это приводит к необходимости измерения угла выбега и последующего реверса вала на этот же угол, что усложняет привод механизма ориентации детали, снижает точность позиционирования из-за объективного наличия люфтов в приводе вращения.

Более эффективным вариантом является подача команды на остановку вала экстремальной точкой прогиба под боек с опережением. Поскольку начальное положение экстремальной точки прогиба неизвестно, то команда на остановку вала может быть подана датчиком кривизны не ранее, чем наступит момент когда экстремальная точка прогиба окажется под измерительным штоком датчика кривизны (например, положение Э( на рис. 5).

В общем случае угол выбега экстремальной точки прогиба будет определяться (с достаточной для практических целей точностью) формулой

(17)

где ып - угловая скорость вращения детали в момент подачи команды; I- время срабатывания электрических аппаратов привода после подачи команды датчиком кривизны детали;

/пг - масса всех движущихся (вращающихся) элементов,

т усилиеторможения,

I

приведенная к исполнительному органу (к конечному звену); Р,

приведенное к исполнительному органу.

Для широкой номенклатуры (типоразмеров) валов, отличающихся длиной и диаметром, массами и исходными прогибами, при непостоянствах времени отключения элементов привода и тормозного усилия угол ßtue будет лежать в imin .о - отах

некотором диапазоне < < Авыб.. Для подачи команды на остановку

вала экстремальной точкой прогиба под боек (положение ) с опережением ось измерительного штока датчика кривизны смещают (рис. 5) на максимально прогнозируемый (установленный расчетным и/или экспериментальным путем) угол

, в секторе которого точную ориентацию вала экстремальной точкой прогиба

под боек (из положения Э() осуществляют путем доворота вала на ползучей скорости.

Данный алгоритм управления ориентацией вала (снижением скорости прямого вращения в функции остатка пути) реализуется посредством применения как приводов с асинхронными электродвигателями, так и современных приводов с шаговыми двигателями.

При ориентации валов системой управления механизмом вращения решается задача на основе анализа сигнала, поступающего с датчика кривизны, который описывается уравнением

Z0={ra+E0 )• cos(a>t + <p0) (18)

Поскольку кривая Z0 = (/?д + E0j-cos{at + <p0) имеет два экстремума и, следовательно, двузначна (Z=Rfl*E0, при р=0* и при р=180°), то посредством исполнительного устройства по значению вектора на выходе датчика кривизны необходимо определить, какой из экстремумов несет информацию о выпуклости траектории пространственного перемещения экстремальной точки прогиба.

Таким образом, решение задачи оптимизации сводится к созданию алгоритма, при котором для автоматического управления процессом измерения прогиба и ориентации достаточно информации о полной амплитуде сигнала биения (от т/л до max) без запоминания его для последующего сравнения с целью остановки вала в требуемом положении (что имеет место в известных алгоритмах).

Разработан алгоритм управления процессом измерения прогиба и ориентации валов, удовлетворяющий вышеизложенным требованиям.

Исследования показали, что лучшим, сточки зрения оптимального управления, является элемент, способный определять текущее приращение сигнала датчика кривизны и выдавать команду на останов вала при прекращении такого приращения, то есть в моменты перехода функции U=f(2e) через точки минимума и максимума.

Таким элементом является экстрематор с адаптацией к производной сигналов датчика кривизны, обеспечивающий значительное повышение точности и быстродействия путем непосредственного дифференцирования по времени экстремальной функции U=f(2e).

При ориентации валов с дефектами поверхности в зоне контролируемого сечения поиск экстремума прогиба вала [экстремума функции U=f(2e)] осуществляется на фоне последовательного поиска частных экстремумов. Таким образом, имеется сложная зависимость показателя l/от неизвестного по амплитуде и не регулируемого на стадии ориентации параметра 2е. При этом расположение искомого, расположения и число частных экстремумов заранее неизвестно.

Дефекты типа "вмятина" или "выступ" на поверхности вала в контролируемом сечении с низкой частотой и сравнительно большой амплитудой, что особенно характерно для поковок валов, вызывают появление на выходе экстрематора управляющего сигнала dU(u;/dt=0. Это воспринимается как обнаружение экстремальной точки прогиба и вызывает ложный останов вала.

Выпуклость и вогнутость вала в зоне контролируемого сечения (выпуклость Е^ и вогнутость Еди на рис. 6) обеспечивают временное совпадение максимума и минимума функции U=f(2e), смещенных на временном графике на 180°.

Экспериментальные исследования поверхностей валов кругломером показали, что вероятность расположения дефектов рассматриваемого типа в плоскости контролируемого сечения и смещенных один относительно другого точно на 180° ничтожно мала.

Таким образом, получаются удобные условия для определения момента нахождения экстремальной точки прогиба вала в определенном пространственном положении относительно бойка при помощи двух однотипных экстрематоров с датчиками, измерительные рычаги которых смещены относительно один другого на 180°.

Оптимальное управление процессом ориентации вала сдефектами поверхности в контролируемом сечении

1 - измеряемое сечение реальной детали; 2 - максимальный показатель измерения; 3 - эффективное значение биения; 4к, 4и - соответственно компенсационный и измерительный датчики кривизны; 5 - элемент совпадения "И"; 6 - измерительные рычаги Рис.6

Сопоставительный анализ известных и рассматриваемых вариантов алгоритмов управления показывает, что предложенный алгоритм управления процессом измерения прогиба и ориентации повышает точность ориентации деталей широкой номенклатуры, а также производительность агрегата на этом переходе не менее, чем на 50% (при прочих равных условиях).

ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ОПЕРАЦИИ УСТРАНЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ОСИ ВАЛОВ ПЛАСТИЧЕСКИМ ИЗГИБОМ

На механических свойствах материала каждого исправляемого вала отражается весь процесс от производства материала и его изготовления или восстановления (составление шихты; выход из прокатного стана или из другой машины; различные виды механической и упрочняющей обработки по приданию необходимых размеров и формы, а также эксплуатационных свойств; эксплуатация в тяжелых условиях с.-х. производства) до процесса правки. Поэтому, чтобы с

применением правки изгибом оперативно произвести восстановление вала, который испытывал в процессе эксплуатации различного вида нагрузки (вызывающие те или иные механические напряжения), необходимо знать механические характеристики его материала.

Так как наиболее полно механические характеристики материалов отражают статические испытания на растяжение, то данный метод использовали для решения задачи оптимизации операции изгиба валов.

В частности, для установления зависимости между деформацией и соответствующей ей силе сопротивления металла провели серию экспериментов на образцах из различных материалов, применяемых для изготовления валов с.-х. техники.

Имея ввиду важную роль, которую играет упругая составляющая в процессе изгиба вала при устранении его кривизны, принципиальным с практической и теоретической точек зрения является выбор способа и технических средств, обеспечивающих компенсацию упругой отдачи конкретного материала детали.

Математическое описание пластического изгиба валов с применением идеализации процесса правки и схематизации диаграмм деформирования материалов показывает, что величина обратной кривизны при изгибе вала зависит от формы и размеров поперечного сечения и от механических характеристик материала. Строго говоря, все три фактора не являются постоянными.

В этой связи исследования на растяжение и разрыв по общепринятой методике проводились на одинаковых (с металлографической точки зрения) образцах, изготовленных из одного и того же серийного проката, как одной и той же, так и разных производственных партий.

Результаты проведенных физико-механических исследований показали существенную разницу в поведении этих образцов при их растяжении и разрыве: диаграммы «напряжение-деформация» сдвигаются относительно друг друга на некоторое расстояние (рис. 7).

Сдвигдиаграмм «напряжение (усилие) -деформация» партииобразцов

V

6<эбр.перг6исх.пр. + бу.о.

ттттттт

Г 1 е ЕэмпБп Хп(д1;дД;дс1)

Рис.7

На диаграммах растяжения образцов из среднеуглеродистых сталей наступление текучести выражается в виде площадки, которая возникает при напряжениях, соответствующих пределу текучести 0>(рис. 7, а). У металлов с большим количеством примесей (малоуглеродистые стали, из которых изготавливают большинство деталей сельскохозяйственных машин) наступление текучести сопровождается образованием «зуба» текучести (рис. 7, б). У образцов из высокоуглеродистых сталей после достижения предела пропорциональности наблюдается постепенное нарастание пластической деформации (рис. 7, в).

Такие же сдвиги диаграмм напряжения характерны для образцов, изготовленных из сортового проката одной и той же производственной партии.

Результаты испытаний на растяжение сварных образцов показывают, что на диаграммах растяжения имеются достаточно четкие провалы, аналогичные "зубу" текучести при растяжении образцов из низкоуглеродистых сталей.

Проведенные металлографические исследования показывают, что валы, проходящие на РТП несколько видов обработки до операции правки, обладают индивидуальными физико-механическими характеристиками, т.е. индивидуальными диаграммами «напряжение-деформация».

В этой связи для осуществления качественной правки валов однократным изгибом, необходимо обеспечивать компенсацию упругой отдачи материала непосредственно в процессе правки каждой выправляемой детали.

Так как невозможно в процессе правки каждого вала в условиях РТП, МТС и МТМ, тем более в полевых условиях, учитывать его индивидуальные механические характеристики (параметры ат, Е и т.д.) и одновременно контролировать все воздействия, влияющие на свойства детзли, то в основу алгоритма управления процессом правки положили результат одновременного воздействия на деталь бойка и всех возмущений, т.е. оценивали отклонения оси изгибаемой детали, определяя при этом значения упругой и пластической составляющих ее общей деформации.

Ранее отмечалось, что точность исправления отклонений от прямолинейности оси деталей класса валов в значительной степени определяется точностью компенсации упругой отдачи (4).

При изгибе вала общая деформация будет равна

р =а =в +е (19)

общ двф. обр пер у о. шистсост.' * '

где - пластическая составляющая деформации.

Приравняв правые части (4) и (19), получим

е = е (20)

пласт сост. цех пр. '

Условие (20) позволило разработать и реализовать алгоритмы правки валов, которые выгодно отличаются от известных.

В частности, при управлении процессом правки валов отказались от определения абсолютного значения (измерения) упругой составляющей (еу0) общей деформации (ео6таеф) изгибаемого вала, а определяли (выявляли) момент, когда упругая составляющая переставала проявляться в реальной зависимости «напряжение-деформация» при правке каждой (любой) детали.

Выявление данного момента и, соответственно, компенсацию упругой отдачи и уменьшение погрешности правки обеспечивали несколькими методами (рис. 7, 8,9)

Первый метод. На участке пропорциональности ОА (рис. 8), измеряя деформации Х1,Х2,Х3,...1Хк бесконечное число раз (к оо ) одной и той же детали, работающей в данном случае, какупругоетело, поддействием к одинаково направленных сил Р1,Р2,Р3,...,Рк , приложенных в одной и той же точке, можно сравнивать счисленные (измеренные) значения этих сил (рис. 8)

• = С0Л5(.

(21)

Диаграмма растяжения образцов с появлением площадки текучести

Диаграмма «напряжение-деформация» валов из высокоуглеродистых сталей (а) и соответствующая ей синхронная диаграмма интенсивности (¡¡I) сигналов АЭ (б)

То есть, можно отслеживать постоянство этих отношений и фиксируя его нарушение, например, в точке т (где началась текучесть материала), определять

момент начала текучести материала детали

■ ф СогЫ.

Упругую отдачу вала определяли путем выявления нарушения соотношения амплитуд электрических сигналов, в частности, напряжений, пропорциональных текущим значениям нагрузки Р и деформации е, т.е.

и(е)/и(Р)=к (22)

где угол наклона участка пропорциональности диаграммы

напряжений. Момент времени нарушения этого соотношения в сторону увеличения

и(е)1и<Р) > * (23)

принимали за начало текучести материала вала.

Второй метод. Упругую отдачу определяли поиском момента экстремума

интенсивности ( /у ) сигналов акустической эмиссии, те. поиском равенства производной от интенсивности ( д| ) сигналов акустической эмиссии (АЭ) по времени нагрузки (Г) нулю -

которое соответствует по времени началу пластического течения материала вала при его изгибе (рис. 9).

Третий метод. Управление процессом правки валов из сталей, которые обладают свойствами провала пластичности (рис. 7, б), по диаграмме «напряжение-деформация», имеющей ярко выраженный, так называемый, «зуб» текучести. Данному экспериментально установленному факту присуще наличие двух экстремумов - максимума и минимума - и последующее за этим продолжение пластической деформации. Регистрация экстремумов позволяет осуществить компенсацию упругой отдачи материала вала (регистрация экстремума в точке минимума обеспечивала более точную правку).

Обеспечение достаточно высокой точности правки каждой конкретной детали из высокоуглеродистых сталей достигается путем выявления момента (23) простой, доступной и надежной аппаратурой.

В частности, отслеживанием наступления момента текучести материала по нарушению соотношения сигналов (например, напряжений) датчика прогиба и датчика усилия в следующем пределе:

где (Ш(е)у, сИ1(Р)у - напряжения, пропорциональные прогибу вала и

давлению в силовом гидроцилиндре правильного пресса на участках чисто упругих и упруго-пластических прогибов с переменным пружинением, соответственно.

Так как стержни торсионных валов имеют несколько прогибов, расположенных вдоль оси произвольным образом, то процесс правки представлен в виде дискретной многошаговой задачи оптимизации, решаемой методом разбиения на одношаговые задачи оптимизации. Постановку и решение одношаговых задач производили с учетом требований оптимизации процесса правки в целом.

Экспериментальные исследования процесса исправления отклонений от прямолинейности оси торсионных валов проводили реализацией условия (25).

Так как экстремальные точки (от 1 до п) прогиба располагались вдоль оси стержня вала произвольным образом, то осуществлялось разбиение стержня вала между галтелями на отдельные (местные) участки правки. Границами участков являлись точки перегиба и концы прямолинейных участков кривой прогиба Правка производилась последовательным приложением усилий изгиба отдельно на каждом выбранном участке. Усилия поперечных изгибов прикладывались в точках максимального отклонения исходной кривой прогиба от прямой линии, которая соединяет концы участка правки. При этом величина пластической составляющей общей деформации прогиба в точках приложения усилий назначалась равной максимальному отклонению исходной кривой от прямой линии, соединяющей концы участка правки

Так как для всех испытанных нами сварных образцов перелом ("провал пластичности") на машинных диаграммах является характерным признаком, то выдвинуто предположение, что он будет присущ изгибу стыковых сварных

(24)

(25)

соединений натурных деталей, в частности, карданных валов.

Поэтому в основу алгоритма работы систем управления правильными агрегатами при правке карданных валов заложили диаграммы деформирования (диаграммы «напряжение-деформация»), являющиеся основной характеристикой материала каждой конкретной детали.

Для исследования операции правки карданных валов после сварки усилием поперечного изгиба на двух опорах, получения более глубокого анализа собранного исследовательского материала и более определенных и точных выводов, а также для компенсации влияния случайных погрешностей и неучитываемых факторов, проведены многочисленные опыты.

Из математической статистики известно, что средняя ошибка при определении квадратического отклонения Б генеральной совокупности по выборке из нее объема л будет

щх=±Э/^2{п-1) (26)

Для практических целей ремонтно-восстановительного производства АПК достаточно определить Б с ошибкой ±10%, т.е. =0, ^.

Тогда, составив уравнение 0- -1) и решив его относительно л,

получим л » 50.

В этой связи, минимальное число валов каждого типоразмера в исследованиях было не менее или превышало 50 штук.

При экспериментальных исследованиях измерялись и фиксировались следующие параметры: величина исходного прогиба; усилие правки; остаточная кривизна; температура сварного шва; время выдержки вала под заданным усилием поперечного изгиба.

При этом одна серия опытов правки валов осуществлялась в соответствии с установленной [10, 38,*] зависимостью P=f(2e). Во второй серии опытов процесс правки валов данной модели осуществлялся в соответствии с управлением

процессом нагружения деталей по закону 6о6р.тр. = еисх.пр.+еу.о.. В частности, определяли момент появления «зуба» текучести прослоек сварного шва перепадом (провалом) давления в гидросистеме силового гидроцилиндра пресса, что фиксировалось реле давления, разработанным автором экстрематором и самописцем.

Данные опыты подтвердили выдвинутое предположение о возможности управления процессом правки карданных валов и других сварных деталей класса валов по первому и третьему (из рассмотренных) методам.

Исследования нагруженного деформированного состояния гладких образцов из низко- и высоко-углеродистых сталей с помощью сигналов АЭ проводили на специальной лабораторной установке, основу которой составляла разрывная машина мод. «ИР-5145-500» и соответствующая измерительная аппаратура.

Соответствие (синхронность) между диаграммой "напряжение-деформация" и диаграммой интенсивности (Ы) сигналов акустической эмиссии контролировалось двумя экстрематорами, вход одного из которых подключался к усилителю датчика давления, а второго - к выходу широкополосного предварительного усилителя сигналов пьезодатчика. Выходы экстрематоров подключались к электронному секундомеру, в частности, одного - на запуск

электронного секундомера, второго - на останов.

Обработка экспериментальных данных проводилась в соответствии с методами статанализа. По экспериментальным данным для двух типов исследуемых карданных валов построены зависимости фактических отклонений и теоретических кривых отклонений размеров по прогибу (биению) при различных выдержках времени под нагружением, а также по двум законам управления: Р=Ц2е), еобр.пр. - еисх.пр. + еу.о. (рис. 10, 11). Изгибы (правка) по данным законам управления позволили достигнуть требуемых точностных показателей качества правки по нормам прямолинейности оси до 100% от исследуемого количества валов, в том числе 72% при однократном нагружении.

Для оценки и сравнительного анализа остаточных отклонений от прямолинейности оси карданных валов после правки, через один час и через 1618 часов после правки использовался метод определения средних значений с учетом средних квадратичных отклонений. Оценка расхождения кривых экспериментального и теоретического распределений приводилась по критерию Колмогорова

^ ~ ($эксп. ~ ^творет.)/л/^эксгг. тах (27)

Аналогичные результаты расчетов значений отклонений от прямолинейности оси с учетом средних квадратичных отклонений были получены для торсионных валов (рис. 12).

По результатам поиска технологических решений для восстановления эксплуатационных свойств валов после правки (снижения остаточных растягивающих напряжений и устранения микронарушений сплошности поверхности вогнутой стороны) применен метод поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле (ППД в ПМП).

В результате обработки ППД в ПМП образцов с различным содержанием углерода (из сталей 20, 38ХС, 45,45Х) достигнуто:

• увеличение твердости поверхностного слоя на 40...60%;

• глубина упрочненного слоя от 1,8 мм до 2,2 мм;

• обеспечение шероховатости поверхности в пределах Ra=0,63...0,125 мкм;

• увеличение циклической усталостной прочности образцов в 1,3-1,4 раза;

• возрастание процентного содержания углерода в упрочненном поверхностном слое на 12-18% больше, чем в сердцевине.

При проведении экспериментальных исследований процесса правки торсионных валов применялась магнитно-импульсная обработка детали бойком, конструкция которого содержала элементы создания магнитно-импульсного вращающегося поля, а также пульсирующая нагрузка на вал при выдерживании его под давлением на участке (площадке) текучести. В результате отмечено повышение точностных показателей качества и эксплуатационных свойств валов.

ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРАВКИ

Реализация алгоритма, выбор элементов (блоков) системы автоматического управления процессом исправления отклонений от прямолинейности оси деталей класса валов осуществлялась как с учетом автономной работы правильного агрегата на РТП, в МТС и МТМ, так и возможностью подключения ее к комплексной АСУТП.

Фактические отклонения и теоретические кривые прогибов (биений) карданных валов мод. ГАЗ 51-2202015-Б (длина трубы 470 мм) при изгибе по закону P=f(2e)

ф экспериментальные данные; — -ф- —теоретическое распределение а) до операции правки (после сварки); б) после операции правки однократным изгибом (время выдержки валов под нагрузкой й 0,5с); в) через 1 час после правки ( < 0,5с), г) через 16 часов после правки (1П < 0,5с)\ д) до операции правки (после сварки); е) после правки (> 2,5 - 3,0с); ж) через 1 час после правки ( Л 2,5 - 3,0с ); з) через 16 часов после правки ( > 2,5-3,0с)

Рис. 10

Фактические отклонения и теоретические кривые отклонений размеров карданных валов мод. МАЗ 537-2206015 по прогибу (биению)

— экспериментальные данные; — —теоретическое распределение а) до правки (после сварки); б) после правки по закону управления P=f(2e), в) до правки (после сварки); г) после правки по закону управления еа

Рис. 11

=е +е

обрлер. исх.пр. у.о.

Фактические отклонения и теоретические кривые отклонений размеров торсионных валов мод. МАЗ 537-2902860/70 по прогибу (биению)

экспериментальные данные; — —теоретическое распределение а) после термообработки (закалка и отпуск) -1 садка; б) после правки, осуществляемой в ручном режиме управления -1 садка; в) после

термообработки (закалка и отпуск) - II садка; г) после правки, осуществляемой в автоматическом режиме управления - II садка

Рис. 12

Т.е. предусматривались модернизация правильных прессов с ручным управлением, а также широкое агрегатирование системы САУ правильным агрегатом на разных компоновочных уровнях в зависимости от уровня решаемых задач как локально, так и в составе АСУТП с управлением от УВМ (ЭВМ) для производственно-технологических условий специализированных РТП.

Для автоматизации процесса ориентации использовали сведения о текущем значении производной бЩе)Ш, в частности, сигналы, соответствующие вершине сигнала.

Производная от дифференцируемой функции имеющей максимум и

<Ш(е)

минимум, обращается в этих точках в нуль, те.

Л

• = 0. Для ориентации вала

абсолютное значение производной интереса не представляет.

На основе анализа

Отслеживание с помощью экстрематора момента

образования "зуба" текучести материала вала

и'^г

решения

поставленных в работе задач было определено, что система управления процессом правки деталей класса валов (в том числе, карданных и торсионных) должна содержать следующие четыре основных элемента (блока).

Блок поиска .экстремальной точки прогиба вала. Он представляет собой электронно-фазовый коммутатор, состоящий из экстрематора и выходного нормализатора.

Блок отслеживания момента образования "зуба" текучести материала изгибаемого вала. В качестве данного блока используется вышеуказанный электронно-фазовый коммутатор, состоящий из тех же самых экстрематора и выходного нормализатора, формирующего прямоугольные сигналы управления (логического нуля «О» и логической единицы «1»).

На рис. 13 показано одновременное протекание двух процессов: изменение напряжений в материале вала и формирование сигналов на выходах элементов экстрематора и нормализатора.

Так как время нагружения вала на участке упругости (0,5-1,0 сек) находится в том же порядке измерения, что и время его вращения при измерении прогиба и ориентации (0,3-0,5 об/сек), то электронно-фазовый коммутатор используется в обоих

случаях без каких-либо конструктивных изменений То есть, при измерении прогиба и ориентации он подключается к выходу преобразователя датчика кривизны, а при нагружении вала изгибом - к преобразователю датчика давления рабочей жидкости в силовом гидроцилиндре правки.

При нагружении вала изгибом и отслеживании диаграммы «напряжение-деформация» экстрематор вьделяет моменты экстремумов сигналов <Н1(р>/сП-0 в точках с® (срыв напряжения верхнего предела текучести) и (срыв напряжения нижнего предела текучести). Аналогично, как и при поиске экстремальной точки прогиба для ориентации вала, в данном случае абсолютное значение производной интереса не представляет. Важно определение момента начала текучести материала вала, после чего в процессе последующего нарастания пластической деформации отслеживается перегиб вала на величину исходного прогиба.

Блок определения отношения деформации и усилия изгиба. Принцип работы исполнительной схемы блока заключается в делении сигнала, пропорционального текущей координате деформации вала, на сигнал, пропорциональный текущей координате давления рабочей жидкости в поршневой полости силового гидроцилиндра правки.

На рис. 14 приведен обобщенный алгоритм управления технологическим процессом правки валов, в основе работы которого лежат четыре метода компенсации упругой отдачи материала деталей.

Проведенная схемно-аппаратурная реализация основных элементов системы, обладающих сравнительной простотой, надежностью и низкой стоимостью, позволила использовать ее в условиях РТП, МТС и МТМ, а также в составе АСУТП, путем подключения разработанной системы к ЭВМ и УЧПУ, что обеспечивает создание технологии, оптимизированной по критериям качества и производительности.

Эффективность правки валов при ремонте с.-х. техники на предприятии (РТП, МТС и тп.) в значительной мере зависит от надежности и ритмичности выполнения всех частей расчлененного между исполнителями (рабочими местами, включая правку валов) процесса их восстановления или изготовления, от исключения условий неопределенности и нечеткости протекания производственного процесса, отклонений в технологической дисциплине при подефектной технологии Найденное в математической модели оптимальное распределение ресурсов (например, времени) нарушается периодически возникающими возмущениями (отказы оборудования; простои по организационно-техническим причинам; нарушение режимов технологических процессов механической и термической обработки, сварки, правки и др.), последствия которых сказываются на эффективности применения правки в общем процессе восстановления (или изготовления) валов, в частности, приводят к возрастанию количества правок

Решение данной проблемы (с учетом диалога с ЛПР - лица принимающего решение и рассматриваемого в качестве основного гибкого управляющего звена и носителя дополнительной информации) обеспечивается разработанными и внедренными техническими средствами определения отклонений параметров от заданных значений, автоматического и автоматизированного учета работы и простоев (с дифференциацией их причин), контроля производительности технологического оборудования (защищенными 29 авторскими свидетельствами на изобретения)

Обобщенный алгоритм работы правильного агрегата с использованием: метода реализации нелинейной зависимости [Р=Ц2е)]; метода определения

момента текучести материала при образовании площадки

(IЮ(Р)

или "зуба"

<я

{¿и(Р)

£ А

текучести;акусто-эмиссионного метода получения информации о текучести материала | —- = О

Л

НАЧАЛО

Наличие изделия в центрах

Подача сигнала на устройство загрузки-разгрузки

да

Подача сигнала на электродвигатель механизма вращения изделия

< Наличие биения, превышающего допуск

Звискпр.^ 2е двл

нет

Подача сигнала на разгрузку изделия в «ГОДНЫЕ»

да

да1-

Ориентация и базирование изделия экстремальной точкой прогиба под боек

т

с/и,

А

жО

Подача сигнала на разгрузку изделия в «БРАК»

Нагружение из-

делия для ком- Р = ((2е); = 0 Щ»>=0

пенсации упру- чщр) - л

гой отдачи

Перегиб изделия на величину первоначального прогиба

фпр.^'исх.лр.

Циклическое обнуление электронных узлов системы управления агрегатом

Сброс давления в силовом гидроцилиндре правки

Поднятие бойка в исходное положение

КОНЕЦ

* после первой правки ** после второй (третьей, четвертой и та) правки

Рис. 14

еос. НАЦИОНАЛЬНА*! БИБЛИОТЕКА 1 СПеторбург 1 09 МО № I

ГЛАВА 6. НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эффективность разработанных технологических процессов и технических средств правки рассматривали (с учетом того, что проведенные комплексные исследования позволили автоматизировать процесс) в трех основных аспектах: техническом, экономическом и социальном.

Технический эффект выражался в уровне разработанных способов правки и соответствующих технических средств, выполненных на уровне изобретений и являющихся основой для разработки методов и устройств адаптационной оптимизации технологических процессов правки деталей класса валов, восстанавливаемых и изготовляемых при ремонте с.-х. техники.

Экономический эффект достигался за счет:

- повышения точностных показателей и производительности агрегата на операциях ориентации и нагружения валов усилием изгиба;

-уменьшения количества окончательного брака (трещины шва сварных деталей и др.);

- снижения расхода электроэнергии в силу уменьшения количества правок (с 6...7до1 ...2).

Социальный эффект обеспечивался за счет "гуманизации" труда операторов-правильщиков и повышения надежности с.-х. техники у потребителя.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

По результатам теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Системный анализ существующих методов и технических средств правки валов при ремонте с.-х. техники и технологического оборудования перерабатывающих отраслей АПК в условиях РТП, МТС и МТМ показал, что она осуществляется, преимущественно, по традиционно сложившимся технологиям, предусматривающим устранение прогибов ручными кузнечными способами или при помощи прессов с ручным режимом управления, в результате чего требуемое качество правки достигается многократными (не редко знакопеременными) изгибами (до 6-7 раз и более), приводящими к резкому снижению эксплуатационных свойств валов и даже их разрушению в месте изгиба.

2. Применение параметра допустимой остаточной кривизны вала, достигаемой минимальным количеством его изгибов, в качестве критерия оптимальности процесса правки обеспечивает его оптимизацию по основным технологическим и производственным показателям (максимально возможное сохранение эксплуатационных свойств вала, приобретенных им на предшествующих правке технологических операциях, технологическая себестоимость и производительность).

3. Подтверждена научная гипотеза о существовании закономерностей образования (в процессе ориентации и изгиба вала) изменяющихся во времени и действующих в пространстве рабочей зоны технологической системы правильного пресса взаимозависимых связей, являющихся непрерывными функциями с экстремальными значениями в виде глобальных экстремумов.

4. Останов вращающегося (при измерении прогиба и ориентации) вала в момент совпадения направлений вектора его кривизны с геометрической осью измерительного штока датчика кривизны и равенства производной сигнала (упомянутого датчика) нулю обеспечивает оптимизацию процесса измерения

прогиба и ориентации валов (в том числе с дефектами поверхности) как по точностным показателям, так и по производительности.

5. Использование информации о срыве напряжения материала валов от верхнего до нижнего предела текучести, соответствующего наличию глобального экстремума аргумента функции «напряжение-деформация» позволяет определять момент перехода материала вала из упругого состояния в пластическое непосредственно в процессе правки каждой детали. Этим обеспечивается назначение индивидуальных режимов изгиба сварных деталей, а также деталей из низкоуглеродистых сталей в соответствии с теми механическими свойствами, которыми каждая из них обладает в процессе изгиба, находясь под одновременным воздействием неизвестных и неуправляемых параметров окружающей техносферы.

6. Использование информации о нарушении текущего отношения между вектором аргумента и вектором функции «напряжение-деформация», получаемой измерением текущих значений линейного перемещения рабочего инструмента и давления рабочей жидкости в силовом гидроцилиндре правки, для определения моментов начала пластической составляющей в общей деформации валов из высокоуглеродистых сталей. Это позволяет осуществить компенсацию упругой отдачи материала детали с одновременной компенсацией влияния на нее случайных и систематических погрешностей, сопровождающих технологический процесс, в ходе правки каждой конкретной детали.

7. Воздействие переменного магнитного поля на участок вала, подвергаемый поверхностному пластическому деформированию (после холодной правки изгибом), обеспечивает снижение остаточных растягивающих напряжений, повышение твердости поверхностного слоя (до 40...60%) и глубину упрочнения (до 1,8...2,2 мм), в результате чего повышается износостойкость (до 35...40%).

8. Разработанные и реализованные технические средства, позволяющие осуществлять адаптивное управление операциями ориентации и обработки изгибом валов, изготовленных из низко- и высокоуглеродистых сталей, отличаются простотой схемно-аппаратурного и конструктивного решения, изготовления и обслуживания, низкой стоимостью, что способствует их применению не только на специализированных РТП, но и в МТС и МТМ.

9. Результаты промышленного применения подтвердили эффективность разработанных методов и технических средств оптимизации операций ориентации вала и обработки его изгибом, составляющих основу технологического процесса правки деталей класса валов при ремонте с.-х. техники. Их реализация позволяет в среднем в 2...3 раза повысить производительность оборудования и производительность труда операторов, уменьшить до 60% энергозатраты и снизить в 2,5...3 раза технологическую себестоимость, осуществить «гуманизацию» труда рабочих-правильщиков, направить их деловой настрой на обеспечение качества правки.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В 147 ИЗДАНИЯХ, В ЧИСЛЕ КОТОРЫХ:

1. Манило И.И. Функция Лагранжа в законе колебания элементов технологической системы агрегата для правки валов. - М.: НПО «Константа», 1997. - 23 с.

2. Манило И.И. Задача оптимального управления ориентацией детали в рабочей зоне правильного агрегата1 сообщения по прикладной математике. - Курган: КНЦМАНЭБ, 1998.-28 с.

3. Манило И.И. Блоки нелинейной функции в алгоритмах управления агрегатами для правки валов. - С.-Петербург: МАНЭБ, 1999. - 21 с.

4. Манило И.И. Правка длинномерных автотракторных деталей (тенденции развития методов и оборудования). - Санкт-Петербург: МАНЭБ, 1999. - 36 с. -(Обзорная информация).

5. Манило И.И., Таранов А.С. Повышение эксплуатационной надежности валов. С.-Петербург: МАНЭБ, 2000. - 37 с.

6. Рекомендации по повышению эффективности правки длинномерных деталей автотракторной и сельскохозяйственной техники/ Разработчик Манило И.И. -Курган: Межрегиональный комитет по сельхозмашиностроению Ассоциации экономического взаимодействия областей и республик Уральского региона, 2002. - 56 с.

7. Ливанов Ю.В., Манило И.И., Ломоносов Ю.Н., Лапшин П.Н. Задача оптимального управления технологической системой кузнечно-прессового участка РТП с учетом надежности оборудования: сообщения по прикладной математике. - Курган: КГСХА, 2004. - 29 с.

8. Волковой М.С., Манило И.И. Автоматизация правки крупногабаритных цилиндрических заготовок на прессах. - С.-Петербург: МАНЭБ, 2004. - 103 с.

9. Манило И.И., Пухов А.С. Система программного управления процессом правки деталей типа тел вращения // Проблемы обработки деталей машиностроения на станках с ЧПУ: Материалы Всесоюзной научн.-техн. конф. - Свердловск, 1983.-С. 164-166.

10. Манило И.И. Правка карданных валов автотракторной техники (особенности автоматизации)// Вестник ОГУ. - Оренбург, 2003. - № 1. - С. 119-121.

11. Манило И.Й., Пономарев В.П. Автоматическая компенсация упругой отдачи при правке изделий на агрегатах с программным управлением // Эффективность комплексного применения оборудования с ЧПУ и САПР в машиностроении: Материалы зон. научн.-техн. конф. - Курган, 1984. - С. 27-29.

12. Манило И.И. Особенности и способы достижения гибкости при обработке валов пластическим изгибом на агрегатах, встраиваемых в ГПС // Развитие гибких производственных систем в машиностроении: Материалы зон. научн.-техн. конф. - Курган, 1986. - С. 63-65.

13. Пономарев В.П., Манило И.И., Завражин Б.Н. Повышение точности правки деталей типа "ступенчатый вал" в условиях ГПС // Гибкие производственные системы в машиностроении: Материалы зон. научн.-техн. конф. - Курган, 1987. -С. 12-14.

14. Манило И.И. Электронно-фазовый коммутатор как элемент САУ кузнечно-прессовым обрабатывающим центром // Эффективность комплексного применения оборудования с ЧПУ и САПР в машиностроении: Материалы зон. научн.-техн. конф. - Курган, 1984. - С. 31-32.

15. Манило И.И. Минимизация времени ориентации валов в рабочей зоне правильного агрегата в составе ГПМ // Гибкие производственные системы в машиностроении: Материалы зон. научн.-техн. конф. - Курган, 1987. - С. 32-33

16. Ломоносов Ю.Н., Манило И.И. Особенности восстановления деталей типа тел вращения сельхозмашин правкой на прессах // Наука сельскому хозяйству: материалы зон. научн конф - Курган. ГИПп "Зауралье", 1994. - С. 225-227.

17. Ломоносов Ю.Н., Манило И.И. Основные тенденции в разработке оборудования для правки автотракторных деталей типа тел вращения // Через

опыт - в науку: материалы регион, научн.-практ. конф. - Курган: ГИПП "Зауралье", 1995.-С. 235-238.

18. Манило И.И. Адаптивное управление процессом правки длинномерных деталей при их воспроизводстве как частное решение эколого-эргономической проблемы // Экологизация технологий: проблемы и решения. Научные сообщения Курганского Центра МАНЭБ / Под ред. И.И.Манило и В.П.Кветкова. - Курган: ИПП "Дамми", 1998. - С. 187-192.

19. Манило И.И. Об управляемости процесса правки длинномерных изделий на прессах // Экология - Здоровье - Безопасность жизнедеятельности: Материалы регион, научн.-практ. конф. / Под общ. ред. И.И.Манило. - Курган: Курганский научный Центр МАНЭБ, 2002. - С. 182-184.

20. Манило И.И. Выбор параметров для автоматического управления нагружением карданных и торсионных валов усилием поперечного изгиба при их правке // Экологизация технологий: проблемы и решения. Научные сообщения Курганского Центра МАНЭБ / Под ред. И.И.Манило и В.П.Кветкова. - Курган: НЦСП "Экономика и реформы", 1999. - С. 142-147.

21. Манило И.И. Оптимизация технологического цикла при правке длинномерных автотракторных деталей типа "ступенчатый вал": постановка задачи и подход / /Тамже.-С. 148-156.

22. Манило И.И. Автоматизация правки деталей машин на прессах (состояние и перспективы) // Экология - Здоровье - Безопасность жизнедеятельности: Материалы регион, научн.-практ. конф. / Под общ. ред. И.И.Манило. - Курган: Курганский научный Центр МАНЭБ, 2002. - С. 170-173.

23. Манило И.И. Правка длинномерных деталей - научно-техническая проблема в области БЖД и высоких технологий (некоторые итоги, проблемные вопросы и перспективные решения) // Экологизация технологий: проблемы и решения. Научные сообщения Курганского Центра МАНЭБ / Под ред. И.И.Манило и В.П.Кветкова. - Курган: ИПП "Дамми", 1998. - С. 192-199.

24. Манило И.И. Диаграмма растяжения в законе управления процессом правки сварных деталей класса валов // Экологизация технологий: проблемы и решения: Материалы междунар. научн.-практ. конф. / Под общ. ред. П.Вильмса (Германия), И. Манило (Россия), С.Робинсона (Швейцария). - М.- Курган: Курганский научный центр МАНЭБ, 2004. - С. 74-76.

25. Манило И.И. Ориентация штампованных заготовок в рабочей зоне правильного агрегата при изготовлении валов в условиях РТП // Научные результаты -агропромышленному производству: Материалы междунар. научн.-практ. конф. В 2-х т. - Курган: ГИПП «Зауралье», 2004 - т. 2. - С. 436-440.

26. Манило И.И., Волковой М.С. Проблема управления правкой торсионных валов - дискретная многошаговая задача оптимизации // Экологизация технологий: проблемы и решения: Материалы междунар. научн.-практ. конф. / Под общ. ред. П.Вильмса (Германия), И. Манило (Россия), С.Робинсона (Швейцария). -М.- Курган: Курганский научный центр МАНЭБ, 2004. - С. 91-94.

27. Манило Ив.Ив., Ломоносов Ю.Н., Лапшин П.Н., Манило Иг.Ив. Повышение точностных показателей качества правки карданных валов - технологический метод снижения затрат при динамической балансировке // Экологизация технологий: проблемы и решения: Материалы междунар. научн.-практ. конф. / Под общ. ред. П.Вильмса (Германия), И. Манило (Россия), С.Робинсона (Швейцария). - М.- Курган: Курганский научный центр МАНЭБ, 2004. - С. 62-65.

28. Манило И.И., Кузнецов Ю.Н. Особенности оптимизации процесса правки валов при ремонте сельскохозяйственной техники // Научные результаты -агропромышленному производству: Материалы междунар. научн.-практ. конф. В 2-х т. - Курган: ГИПП «Зауралье», 2004 - т. 2. - С. 440-443.

29. Ломоносов Ю.Н., Манило И.И. Основные направления развития технологии правки длинномерных автотракторных деталей//Экология - Здоровье -Безопасность жизнедеятельности: Материалы регион, научн.-практ. конф./ Под общ. ред. И.И.Манило. - Курган: Курганский научный Центр мАнЭБ, 2002. - С. 207-208.

30. Манило И.И. Оптимизация процесса правки валов на основе акусто-эмиссионного метода получения информации об упругой составляющей общей деформации детали // Экологизация технологий: проблемы и решения: Материалы междунар. научн.-практ. конф. / Под общ. ред. П.Вильмса (Германия), И. Манило (Россия), С.Робинсона (Швейцария). - М. - Курган: Курганский научный центр МАНЭБ, 2004. - С. 81-83.

31. Лапшин П.Н., Огнев О.Г., Манило И.И. Правка валов совместным действием поперечных и продольных сил // Аграрная наука: Проблемы и перспективы: Материалы регион, научн.-практ. конф. - Курган: ГИПп «Зауралье», 2002. - С. 399-401.

32. Манило И.И., Волковой М.С. Влияние времени нагружения валов усилием изгиба на точностные показатели качества правки // Экологизация технологий: проблемы и решения: Материалы междунар. научн.-практ. конф. / Под общ. ред. П.Вильмса (Германия), И. Манило (Россия), С.Робинсона (Швейцария). -М.- Курган: Курганский научный центр МАНЭБ, 2004. - С. 42-45.

33. Манило И.И., Таранов А.С. Повышение эффективности правки валов применением поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле // Экологизация технологий: проблемы и решения: Материалы междунар. научн.-практ. конф. / Под общ. ред. П.Вильмса (Германия), И. Манило (Россия), С.Робинсона (Швейцария). - М.- Курган: Курганский научный центр МАНЭБ, 2004. - С. 50-53.

34. Пухов А.С, Манило И.И. Локальная АСУТП правки длинномерных изделий формы "тела вращения" // Автоматизированные системы управления технологическими процессами и роботизация в машиностроении: Материалы научн.-практ. конф. зоны Урала. - Курган, 1981. - С. 92-93.

35. Манило И.И., Лапшин П.Н., Огнев О.Г. Опыт и перспективы применения правки на прессах при воспроизводстве длинномерных изделий в условиях АПК // Экология - Здоровье - Безопасность жизнедеятельности: Материалы регион, научн.-практ. конф./ Под общ. ред. И.И.Манило. - Курган: Курганский научный Центр МАНЭБ, 2002. - С. 202-204.

36. Манило И.И. Оптимизация правки валов изгибом на основе использования информации об экстремумах в законе управления процессом // Научные результаты -агропромышленному производству: Материалы междунар. научн.-практ. конф. В 2-х т. - Курган: ГИПП «Зауралье», 2004 - т. 2. - С. 433-436.

37. Ломоносов Ю.Н., Манило И.И. Повышение эффективности правки длинномерных деталей автотракторной и сельскохозяйственной техники -технологический резерв ремонтного производства // Материалы Х1Л научн.-техн. конф. Челябинского гос. агроинженерного ун-та. - Челябинск: ЧГАУ, 2003. - 4.2. - С. 234-240.

38. Ас. 442870 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Устройство для правки цилиндрических

изделий / И.И.Манило, К.Ф.Иванов (СССР). - Опубл. 15.09.74., Бюл. №34.

39. А.с. 550195 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Система управления правильным агрегатом / И.И.Манило (СССР). - Опубл. 15.03.77., Бюл. №10.

40. А.с. 556867 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Устройство для правки цилиндрических изделий / Е.В.Таранов, И.И.Манило, В.Н.Гюппенен (СССР). -Опубл. 05.05.77., Бюл. №17.

41. А.с. 660024 СССР, МКИ6 в05В19/18. Система управления процессом правки цилиндрических изделий / И.И.Манило (СССР). - Опубл. 30.04.79., Бюл. №16.

42. А.с. 733775 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Система управления правильным агрегатом / И.И.Манило (СССР). - Опубл. 15.05.80., Бюл. №18.

43. А.с. 804070 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Система управления правильным агрегатом / И.И.Манило (СССР). - Опубл. 15.02.81., Бюл. №6.

44. А.с. 880552 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Устройство для правки цилиндрических изделий / И.И.Манило (СССР). - Опубл. 15.11.81., Бюл. №42.

45. А.с. 883943 СССР, МКИ6 в07С3/10. Устройство для счета рабочих ходов пресса / П.П.Иванов, И.И.Манило, И.И.Благинин (СССР). - Опубл. 23.11.81., Бюл. №43.

46. А.с. 978424 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Система управления устройства для правки цилиндрических изделий / И.И.Манило, Ю.С.Шарин, А.С.Пухов (СССР). -(Заявлено 12.06.81.; Заеегистр. в Госреестре 03.08.82.).

47. А.с. 1009555 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Система управления гидроагрегатом правки цилиндрических заготовок / А.С.Пухов, Ю.С.Шарин, И.И.Манило (СССР). -Опубл. 07.04.83., Бюл. №13.

48. А.с. 1035885 СССР, МКИ6 В21 ДЗ/10. Устройство точной установки детали для правки / И.И.Манило (СССР). - (Заявлено 14.08.81.; Зарегистр. в Госреестре 15.04.83).

49. А.с. 1074621 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Система управления агрегатом правки цилиндрических изделий / А.С.Пухов, Ю.С.Шарин, И.И.Манило (СССР). -Опубл. 23.02.84., Бюл. №7.

50. А.с. 1107378 СССР, МКИ6 В21 ДЗ/10. Устройство точной установки детали для правки / И.И.Манило (СССР). - (Заявлено 18.11.82.; Зарегистр. в Госреестре 08.04.84.).

51. А.с. 1107379 СССР, МКИ6 В21ДЗ/10. Устройство для правки цилиндрических изделий / И.И.Манило (СССР). - (Заявлено 28.03.83.; Зарегистр. в Госреестре 08.04.84.).

52. А.с. 1138995 СССР, МКИ6 В21 ДЗ/10. Система управления устройства для правки цилиндрических изделий / И.И.Манило, В.П.Пономарев, А.С.Пухов (СССР). -(Заявлено 11.07.83.; Зарегистр. в Госреестре 08.10.84.).

53. А.с. 1434607 СССР, МКИ6 В21 ДЗ/10. Устройство точной установки детали для правки / И.И.Манило (СССР). - (Заявлено 30.12.86.; Зарегистр. в Госреестре 01.07.88.).

54. А.с. 1573629 СССР, МКИ6 В21 ДЗ/10. Устройство точной установки детали для правки / П.П.Иванов, И.И.Манило (СССР). - (Заявлено 03.05.88.; Зарегистр. в Госреестре 22.02.90.).

— Манило И.И. Обеспечение требуемой точности и повышения производительности при исправлении отклонений от прямолинейности оси термически упрочненных деталей типа "ступенчатый вал". - Дис... канд. техн. наук. - Курган, 1989. - 224 с.

#20015

РНБ Русский фонд

2005-4 17998

Подписано к печати 01.10.2004.

Формат 64*84/16.

Заказ № ^^ .Тираж 100 экз.