автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение условий контакта при сборке и эксплуатации опор технологических барабанов

На правах рукописи

Колобов Александр Владимирович

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСЛОВИЙ КОНТАКТА ПРИ СБОРКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОПОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАРАБАНОВ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород 2009 / г. . . ^

003481728

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г.Шухова.

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Шрубченко Иван Васильевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сергиев Аркадий Петрович;

кандидат технических наук Коренев Анатолий Иванович.

Ведущая организация - ЗАО «Белгородский цемент, г. Белгород.

Зашита состоится 4 декабря 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.014.06 в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г.Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, ул. Коспокова 46, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г.Шухова.

Автореферат диссертации разослан 22 октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совет

Т.А.Дуюн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Технологические барабаны (ТБ) представляют собой широкий класс промышленных агрегатов, применяемых во многих отраслях промышленности: строительных материалов, химической, горнодобывающей и др. ТБ служат для осуществления физико-химической обработки материалов: обжига цементного клинкера, спекания шихт в производстве глинозема, окислительного, восстановительного и хлорирующего обжига, прокалки гидроокиси алюминия, кокса, карбонатов, извлечения цинка и свинца, обезвоживания и сушки материалов.

ТБ имеют высокую производительность и, как правило, работают по непрерывному циклу. Например, вращающаяся цементная печь 05x185 м за один час осуществляет обжиг приблизительно 60 т клинкера. Соответственно потери, вызываемые вынужденными остановками ТБ на ремонт, весьма значительны. Поэтому к ТБ предъявляются повышенные требования по надежности: наработка на отказ их деталей и узлов должна быть не менее срока начала проведения капитального ремонта.

Однако на практике из-за образования трещин на корпусе, перегрева корпуса из-за разрушения футерующего слоя и других причин наблюдаются частые остановы в работе ТБ. Проводимые ремонтные работы, особенно по восстановлению футеровки, требуют останова и охлаждения ТБ, что приводит к дополнительной потере времени.

Среди основных причин, приводящих к таким остановам, следует назвать дефекты формы и поворота поверхностей качения опор ТБ. Точность относительного поворота и формы поверхностей качения как в пределах одной опоры, так и ТБ в целом, не соответствует требованиям безотказной эксплуатации уже при монтаже агрегатов, что приводит к нарушению условий контакта деталей опор.

Для транспортирования сырья ТБ обычно имеют наклон к горизонту примерно 3,5%. Одним из существенных недостатков работы вращающегося ТБ является смещение его корпуса по опорных роликам вниз.

Для управления этим процессом и обеспечения равномерного износа опорных роликов, на некоторых конструкциях ТБ оси роликов преднамеренно поворачивают относительно оси ТБ на определенный угол. В результате появляется осевая составляющая силы трения, приводящая к смещению всего ТБ. Управление перемещением осуществляется изменением коэффициента трения за счет периодической смазки поверхностей качения. Таким образом, ТБ может осуществлять циклические возвратно-поступательные осевые движения в пределах поверхностей качения опорных роликов, обеспечивая их равномерный износ. Предельные величины осевых перемещений ограничены жесткими упорами.

Перекашивание роликов сопровождается многими отрицательными явлениями. Во-первых, перекошенные ролики и катящиеся по ним бандажи сильно изнашиваются. Во-вторых, перекос роликов вызывает

дополнительное трение в подшипниках опор и их повышенный износ. В-третьих, из-за дополнительного трения в опорах, возрастает потребная мощность приводного механизма ТБ. Тем не менее, перекашивание роликов - весьма распространенный способ противодействия смещению корпуса ТБ.

Очевидно, что при наличии поворота осей бандажей и роликов опор ТБ, для обеспечения необходимых условий контакта требуется модификация их поверхностей качения. Решение данной задачи возможно при использовании специальных переносных станков, применяемых для обработки бандажей и роликов на работающем агрегате или при его сборке.

Существующие технологические процессы обработки поверхностей качения бандажей и роликов специальными переносными станками в большинстве случаев решают задачи по обеспечению их цилиндричности и круглости. Тем не менее, относительный их поворот способствует интенсивному деформированию поверхностей, что опять ведет к механической обработке.

Очевидно, что форма модифицированных образующих поверхностей качения должны зависеть от характеристик требуемого пятна контакта. Так же очевидно, модификацию поверхностей качения необходимо осуществлять при сборке ТБ, что в свою очередь требует разработки нового или модификации существующего технологического процесса, необходимого мобильного оборудования и средств технологического оснащения.

Цель работы: определение оптимальных условий контакта опор ТБ и разработка технологических методов их достижения за счет модифицирования поверхностей качения непосредственно при сборке ТБ.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. Разработка математической модели определения характеристик контакта бандажа и ролика, учитывающей величину нагрузки на ролик, форму образующих и относительный поворот осей;

2. Разработка алгоритма расчета формы опорного ролика, обеспечивающей полный контакт при заданной форме бандажа и относительном повороте осей;

3. Разработка математической модели формирования образующих бандажей и опорных роликов при обработке мобильным оборудованием;

4. Экспериментальная обработка поверхностей качения опор ТБ;

5. Разработка технологических методов достижения необходимых условий контакта, а также оборудования и средств технологического оснащения для обработки поверхностей качения опор непосредственно при сборке.

Методы исследований. При проведении исследований использовались математические модели и разработанные на их основе программы. Для решения технологических задач применены методы компьютерного моделирования, а также экспериментальная обработка поверхностей качения.

Научную новизну работы составляет следующее:

• Математические модели определения условий контакта деталей опоры и формирования их образующих при обработке мобильным оборудованием;

• Механизм влияния образующих деталей опор на условия контакта и алгоритм определения их необходимой формы;

• Впервые для достижения необходимых условий контакта предложено ввести в технологический процесс сборки опоры операцию механической обработки для модификации опорных роликов;

• Результаты теоретических и экспериментальных исследований в виде принципиально новых: методики, технологических и конструктивных параметров, оборудования и средств технологического оснащения, позволяющих осуществлять модифицирование поверхностей качения непосредственно в условиях сборки ТБ.

Автор выносит на защиту:

• Математическую модель определения характеристик контакта деталей опор;

• Математическую модель формирования образующих бандажей и роликов при обработке мобильным оборудованием;

• Алгоритм определения формы образующих деталей опор, обеспечивающей благоприятные условия контакта;

• Технологический процесс и методику достижения необходимых условий контакта при сборке и эксплуатации опор ТБ;

• Научно-обоснованные технологические и конструктивные параметры, оборудование и средства технологического оснащения, позволяющие осуществлять модификацию поверхностей качения в условиях сборки ТБ.

Практическая ценность работы определяется тем, что разработанный комплекс математических моделей и программ позволяет определять форму образующих деталей опор, обеспечивающую благоприятные условия контакта, осуществлять настройку мобильного оборудования для обработки и выбор оптимальных технологических режимов. Разработанная технология, комплекс мобильного оборудования и средств технологического оснащения позволяют осуществлять обработку непосредственно на месте сборки технологических барабанов, а также в процессе эксплуатации.

Внедрение результатов работы. Результаты исследований: методика обеспечения необходимых условий контакта механической обработкой поверхностей качения бандажей и роликов при сборке ТБ, оборудование и средства технологического оснащения для модифицирования поверхностей качения непосредственно при сборке и в процессе эксплуатации ТБ - внедрены в отрасли строительных материалов: ОАО «Искитимцемент», ООО ТД «Сибирский цемент», ОАО ПО «Якутцемент» и используются так же в учебном

процессе в БГТУ им. В.Г. Шухова и БИЭИ, в курсе дисциплин «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки».

Апробация работы: основные положения диссертационной работы

неоднократно докладывались и обсуждались на международных и

межрегиональных конференциях и получили одобрение:

- V межрегиональной с международным участием научно-технической конференции «Механики - XXI веку» - Братск, 2006 г;

- Международных научно-практических конференциях «Наука и молодежь в начале нового столетия», г. Губкин, 2007,2008,2009 гг.;

- Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (XVIII научные чтения), г. Белгород, 2007г.

Публикации: по теме диссертационной работы опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на полезную модель №77567 - «Станок для обработки бандажей и роликов».

Структура и объем диссертации: диссертация включает введение, 5 глав, заключение, приложения, список литературы, включающий 115 источников. Общий объем диссертации 190 страницы, включая 70 рисунков, 14 таблиц и 51 страницу приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Обоснована актуальность темы диссертационной работы, указана цель и задачи работы, научная новизна, практическая ценность, а также изложены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена литературному обзору. Выполнено исследование существующих конструкций опор, применяемых на технологических барабанах, выявлены основные технические требования, предъявляемые к деталям опор и условиям их контакта.

Исследованы существующие технологии, оборудование и средства технологического оснащения, применяемые для обработки поверхностей качения опор, а также технологические методы обеспечения условий контакта. Проанализированы разработки ученых: H.A. Пелипенко, A.A. Погонина, И.В. Шрубченко и др. Обоснована необходимость применения метода пригонки для достижения требуемых условий контакта поверхностей опор ТБ при их сборке и в условиях последующей эксплуатации. Сделан вывод о необходимости совершенствования существующих технологий - обработке поверхностей качения опор непосредственно при сборке ТБ, разработке технологии модификации поверхностей качения опорных роликов, имеющих преднамеренный перекос осей. Сформулирована цель и задачи работы.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей. Разработана математическая модель, позволяющая определять характеристики контакта поверхностей качения. Разработан алгоритм расчета формы образующей опорного ролика, обеспечивающею полный контакт с бандажом

заданной формы. Рассмотрены условия контакта бандажей и роликов с криволинейными образующими, получено условие полного контакта таких деталей. Рассмотрены возможные схемы обработки поверхностей качения при сборке ТБ. Разработана математическая модель формирования образующей бандажей и роликов при обработке мобильным оборудованием. Кроме того, один из разделов главы посвящен рассмотрению способов управления формой образующих поверхностей качения при обработке.

Для определения характеристик контакта бандажа и опорного ролика, имеющих погрешности формы образующих и относительный поворот осей, используются известные зависимости, полученные для условий контакта двух цилиндров. Поверхности деталей разбиваются на большое число участков, в пределах которых их радиус можно считать постоянным. Затем, производится определение базового сечения - участка, на котором происходит первоначальный контакт поверхностей и межосевой размер равен сумме радиусов детали. На рис. 1 представлена схема определения базового сечения двух тел вращения, имеющих криволинейные образующие.

Величина деформации деталей в /-м сечении отличается от максимального кинематического сближения осей на некоторую величину 8,, которая может быть найдена с использованием следующей зависимости:

4 =(о&\--(я, +ЯР1).

Величина деформации поверхностей в расчетном сечении:

Для определения характеристик контакта получена система уравнений:

2 • ^0,5 • 4 ■ (Лб, + Яр, - 0,54)■ (К6, - ОМ)-(Кр, - ОМ) у?б, + Яр, - 4

2 ■ 0,7982 • Лб, • • (0, + 02)

Алгоритм расчета характеристик контакта (4, Я/. А) включает: . формирование исходных данных, включая форму образующих, размеры, свойства материалов деталей опор, нагрузку на ролик, относительное положение осей; задание числа расчетных сечений п;

• расчет межосевых размеров в контрольных сечениях (0,Ог),;

• расчет значений 3,;

I

• из выражения Я = $р(лг)с£с, учитывая известные зависимости /?, = р(а.),

о

а, = а(/\) и 4 = 4™, - <5, вычисляется максимальное сближение осей (в точке теоретического контакта) - Л^; . вычисление полуширины площадки контакта а„ распределенной

нагрузки р, для всех сечений; . расчет распределенного по пятну контакта давления (q), построение графиков.

Алгоритм определения формы образующей опорного ролика, обеспечивающей контакт на полной длине бандажа с заданной формой, включает:

• определение необходимых исходных данных;

. расчет координат точек оси опорного ролика в расчетных сечениях -

у, >;

• расчет массива значений межосевых размеров в расчетных сечениях -

(О,О,),;

• расчет радиусов ролика в расчетных сечениях: Яр, = (0,02), - Яб,;

. расчет точек образующей ролика на всей его длине (путем аппроксимации).

В результате анализа конструкции опор ТБ и существующего мобильного оборудования были определены наиболее удобные схемы для проведения обработки. В работе рассматривается обработка бандажей и роликов с использованием двух схем установки мобильного оборудования (рис. 2).

а) на левый ролик; б) на правый ролик.

На формирование образующих деталей опор ТБ при обработке мобильным оборудованием оказывает влияние суммарная погрешность, которая может быть представлена в виде:

Л = /(¿¡и,Ау,е),

где Ли - погрешность, связанная с размерным износом режущего инструмента; Лу - погрешность, связанная с упругими деформациями элементов технологической системы; е - погрешность, связанная с неточностью изготовления и установки станка.

Расчет составляющей погрешности Ли производится на основании известных зависимостей стойкости резца от геометрических параметров и технологических режимов путем теоретического построения кривых износа. Особенностью расчета является то, что глубина резания является переменной по длине рабочего хода. В связи с этим производится расчет и суммирование величин износа резца на отдельных участках, в пределах которых можно считать глубину резания постоянной. На рис. 3 представлено семейство кривых износа при обработке поверхностей различной твердости.

Г\ 0.35^ №23$ & 'Л? НВ^'З

/ 1000 3000 4- 12000 1р,

Рис. 3. Кривые износа инструмента

Для определения составляющей погрешности обработки Ли необходимо рассчитать величину радиального износа резца. Зависимость радиального износа резца от величины площадки износа по задней поверхности имеет вид:

1

-г и =

-Л__(1+*ж)х

с^-'ЯУ { вш <р)

5ш((з+(г>,)

<р+фI

ът<р ■ tg ^ + со

ч

ф + ф,

акр, • rg -—- %т<Р1

При обработке поверхностей качения опор ТБ действует значительная по величине сила резания, вызывающая деформацию элементов технологической системы и оказывающая влияние на формирование образующих обрабатываемых поверхностей. Составляющая погрешности обработки Лу аккумулирует перемещения технологической системы, связанные с изгибом направляющей специального переносного станка, закручиванием направляющей, изгибом державки резца, деформацией опор станка и другие.

Наиболее значительные перемещения возникают в технологической системе вследствие изгиба направляющей. Схема действия сил резания при обработке бандажа представлена на рис. 4.

Рис. 4. Схема действия сил резания

Как видно из рисунка, расчетная система является статически неопределимой. Для нахождения возникающих в системе перемещений используется универсальное уравнение упругой линии. Прогиб направляющей станка в расчетном сечении может быть найден по формулам:

1

Е-1

мв -/; рв

-!-+ _1

/

А:. =■

1

Е1

М.

■12 Р •/'

-+ _!-

Опорные реакции в опоре В могут быть определены с использованием метода сил по формуле:

<5,2у' (\

«и хи,

м.

Коэффициенты уравнений метода сил с?,,, <5,2, 4.> <5г2, 4г. > 4г

вычисляются аналитически при помощи интегралов Мора.

Значительные перемещения также возникают в результате закручивания направляющей станка. Расчетная схема для определения перемещений вершины резца представлена на рис. 5. Как видно из рисунка, в данном случае система является статически неопределимой.

Рис. 5. Схема определения перемещений резца при закручивании направляющей

Угол закручивания направляющей может быть определен с использованием зависимостей:

Т = Р -а-Р -Ъ, 0 =

' 'С-/

р

Перемещения вершины резца по направлению координатных осей составляют:

Р = агщ ~, Ауп = У а2 +Ь2)- соб^| - р - в,. ^ - а Л:п = (л/а2 + Ь2)- Й10-р-О^-Ь.

Составляющая погрешности обработки е определяется путем расчета точек траектории вершины резца в расчетных сечениях, геометрическое место которых - прямая линия.

Суммарная погрешность обработки рассчитывается как геометрическая сумма составляющих - перемещений вершины резца.

Третья глава посвящена применению компьютерного моделирования обработки поверхностей опор с целью достижения оптимальных условий их контакта. Рассмотрена разработка программы моделирования условий контакта и программы моделирования формирования образующих при обработке. Также рассмотрен алгоритм определения необходимой формы образующих поверхностей качения. Отдельный раздел главы посвящен моделированию

обработки деталей опор, рассмотрена возможность применения существующего оборудования для модификации поверхностей опорных роликов.

По результатам компьютерного моделирования построены номограммы, иллюстрирующие зависимость длины пятна контакта Ьт бандажа и ролика с криволинейными образующими от величины отклонения их формы (рис. 6).

-2-10 12

46, ММ

80 310 540 770 1000

1-ПК. ММ

Рис. 6. Номограмма изменения длины пятна контакта

Установлено, что детали опоры, имеющие криволинейные образующие, могут иметь благоприятное пятно контакта. Однако в случае осевого перемещения ТБ, условия контакта на таких опорах резко ухудшаются.

Пятно контакта бандажа и опорного ролика удобно представиггь в виде трехмерного графика, иллюстрирующего изменение распределенного давления <7 на площадке контакта.

Программа определения необходимой формы опорного ролика позволяет рассчитывать такую форму образующей, которая при заданной форме бандажа и величине относительного поворота осей обеспечивает контакт по всей длине бандажа. В работе рассмотрен контакт модифицированного ролика с бандажами, имеющими криволинейную или прямолинейную образующую. На рис. 7 представлены характеристики контакта бочкообразного бандажа и модифицированного ролика при симметричном расположении бандажа и в

случае его осевого сдвига. Как видно из рисунка, условия контакта являются нестабильными при осевых смещениях агрегата.

Рис. 7. Условия контакта бочкообразного бандажа и модифицированного ролика: а) без осевого смещения; б) при осевом смещении

Если бандаж имеет прямолинейную образующую, осевые смещения агрегата практически не оказывают влияния на условия контакта. При этом форма модифицированного опорного ролика - однополостной гиперболоид вращения. Форма образующей модифицированного опорного ролика, контактирующего с бандажом цилиндрической формы при наличии относительного поворота осей, близка к прямолинейной (рис. 8).

Рис. 8. Форма образующей модифицированного ролика

В работе рассмотрена возможность применения существующего оборудования - специального переносного встраиваемого станка УВС-01 для модификации поверхностей качения перекошенных опорных роликов. При этом необходимо осуществлять предварительное смещение опор переносного станка для проведения обработки. Величина отклонения образующей модифицированного ролика может быть определена по формуле:

Лрал = Аг ■ со$60°, где Аг — горизонтальное смещение оси ролика.

Величина смещения оси направляющей станка может быть вычислена по следующей зависимости:

Л

pal

cosy/

где (с - угол расположения режущего инструмента. Схема настройки станка при модификации роликов представлена на рис. 9.

По результатам моделирования, пятно контакта обработанных с использованием станка УВС-01 поверхностей не достигает 100% длины бандажа, однако находится в пределах нормативных значений. Пятно контакта бандажа с модифицированным роликом представлено на рис. 10.

Площадь пятне контакта (м2]. Среднее давление (Па) Максимальное давление. Пв Зрк>«8ЯкЮ~3 0« - 1371 * .О8 О»« - 5108 « 108

Рис. 10. Пятно контакта бандажа и модифицированного ролика

Построены номограммы, показывающие зависимость получаемой длины пятна контакта бандажа и опорного ролика от технологических режимов обработки (рис. 11). Номограммы учитывают конструктивные параметры опоры, действующую нагрузку и используются в дальнейшем для выбора оптимальных режимов обработки.

Длина пятня кантзета

645 655 661 675 685 695 705 715 725 735 745

1-ПК. мм

Рис. 11. Номограмма изменения длины пятна контакта при обработке опорного ролика

Четвертая глава посвящена экспериментальной обработке поверхностей качения опор технологических барабанов. Были обработаны ролики трех опор цементных печей 03,6x150 м в условиях ЗАО «Белгородский цемент». Опорные ролики имели преднамеренный поворот осей в горизонтальной плоскости.

Для выполнения обработки был применен специальный переносной встраиваемый станок УВС-01. Величины отклонения образующей модифицированного ролика и предварительного смещения станка рассчитывались с использованием полученных зависимостей. На основании измеренных значений исходной формы образующих бандажей были построены номограммы изменения длины пятна контакта в зависимости от технологических режимов обработки (/ и 5). Глубина резания и подача на чистовых проходах назначались с учетом результатов компьютерного моделирования.

В целом величина отклонения целевой функции - длины пятна контакта -полученной в результате моделирования и экспериментальной обработки, составляет 5...7%, что говорит об адекватности разработанных математических моделей.

Пятая глава посвящена внедрению результатов исследований в производство. На основании проведенных исследований установлено, что для обеспечения необходимых условий контакта поверхности качения опор ТБ при их сборке и эксплуатации должны подвергаться механической обработке: поверхности бандажей - для обеспечения прямолинейности образующих (при необходимости), поверхности опорных роликов - с целью модификации (при наличии преднамеренного поворота осей).

Разработан высокоэффективный технологический процесс сборки опоры ТБ, включающий операции механической обработки бандажей и опорных роликов.

Разработана методика обработки поверхностей качения опорных роликов и бандажей при сборке и эксплуатации опор ТБ, обеспечивающая необходимые условия контакта.

Для выполнения обработки поверхностей качения опор ТБ при сборке, а также модификации образующих опорных роликов, может быть использован специальный переносной встраиваемый станок УВС-01, общий вид которого изображен на рис. 12. Станок имеет модульную конструкцию и может использоваться на опорах ТБ различных типоразмеров.

Рис. 12. Станок УВС-01 при обработке опорного ролика

С целью расширения технологических возможностей управления формой образующей, разработана новая конструкция станка для обработки бандажей и роликов, защищенная патентом на полезную модель №77567 (рис. 13).

Станок содержит две стойки 1, в головках которых установлена направляющая 2, по которой перемещается суппорт 3, снабженный резцедержателем 4, усилителем перемещений 5 и считывающим устройством 6. Резцедержатель 4 соединен через усилитель перемещений 5 со считывающим устройством 6. Плита 7 жестко закреплена на опорных стойках 1. Верхняя плоскость плиты 7 совпадает с плоскостью, в которой движется резец (эта плоскость образована направлением подачи и осью резца). На верхней

плоскости плиты 7 на равных расстояниях по оси, параллельной оси направляющей, неподвижно установлены в ряд кронштейны 8. Каждый кронштейн 8 снабжен подвижным держателем 9, имеющим возможность перемещения по оси, параллельной оси резца (направлению поперечной подачи), а также фиксации в выбранном положении. В подвижных держателях установлена гибкая копирная линейка 10, принимающая форму, соответствующую положению держателей. Кроме того, каждый кронштейн снабжен контрольным устройством 11, кинематически соединенным с соответствующим держателем и измеряющим его перемещение.

Конструкция данного станка имеет ряд преимуществ по сравнению со станком УВС-01, главные из которых заключаются в отсутствии необходимости корректировки положения станка после выверки, а также возможности получения образующих любой заданной формы.

Разработанная технология внедрена в условиях ОАО «Искитимцемент», ООО ТД «Сибирский цемент», ОАО ПО «Якутцемент».

Приведенные акты сдачи-приемки работ и подтвержденные экономические расчеты показывают реальную экономическую эффективность диссертационной работы. Годовой экономический эффект составляет 365181 руб.

Результаты работы используются в учебном процессе БГТУ им. В.Г.Шухова и БИЭИ. Они отражены в рабочих программах и учено-методической литературе.

Основные результаты работы и выводы:

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований получено решение актуальной научной задачи - обеспечение условий контакта при сборке опор крупногабаритных ТБ, а также в процессе

эксплуатации, за счет введения операций механической обработки поверхностей качения с использованием мобильного оборудования.

2. Разработана математическая модель, позволяющая определять характеристики контакта бакдажа и ролика: распределение давления д, распределение нагрузки р, ширину площадки контакта а, кинематическое сближение осей Атах и др. с учетом величины нагрузки на ролик, формы образующих и величин относительного поворота осей деталей.

3. Разработан алгоритм определения необходимой формы образующих поверхностей качения бандажей и роликов, обеспечивающей благоприятные условия контакта. Установлено, что бандаж, имеющий прямолинейную образующую, имеет благоприятные условия контакта с опорным роликом, форма образующей которого должна быть модифицирована.

4. Установлено, что на точность образующих поверхностей качения при обработке оказывают влияние: деформации в технологической системе Ау, погрешность изготовления и установки станка е, погрешность, связанная с износом инструмента/1м. Разработана математическая модель формирования погрешности обработки поверхностей качения для различных схем установки мобильного оборудования.

5. Для опор цементных печей, имеющих преднамеренный поворот роликов (/? = 40'), получены номограммы, позволяющие определить режимы обработки (/ и 5), обеспечивающие нормативные условия контакта.

6. Для модифицирования поверхностей качения опорных роликов обосновано применение специального переносного встраиваемого станка УВС-01. Для расширения его технологических возможностей применена конструкция копирного устройства (патент на полезную модель №77567).

7. Технология обеспечения условий контакта при сборке опор ТБ внедрена в условиях ОАО «Искитимцемент», ООО ТД «Сибирский цемент», ОАО ПО «Якутцемент».

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в научных изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК

1. Шрубченко, И.В. Определение размерного износа инструмента при обработке опор технологических барабанов / И.В.Шрубченко, А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко // СТИН. - 2006. - № 10 - С.22 - 23.

2. Шрубченко, И. В. Оптимизация параметров бесце1провой обработки крупногабаритных бандажей технологических барабанов на основе математического моделирования / И.В.Шрубченко, И.И.Кузнецова, А.В.Колобов, М.И.Шрубченко // Технология машиностроения. - 2008. - №2 - С.55 - 59.

Статьи в материалах международных научных конференций

3. Шрубченко, И. В. Прогнозирование формы поверхностей качения опор технологического барабана при обработке в условиях эксплуатации / И. В. Шрубченко, А. В. Колобов //"Механики XXI веку": сб. докл. V межрегиональной научно-технической конференции с международным участием,- Братск, 2006. - С. 232-237.

4. Шрубченко, И. В. Математическое моделирование изнашивания режущего инструмента при обработке поверхностей качения опор работающего технологического барабана / И. В. Шрубченко, А. В. Колобов //"Механики XXI веку": сб. докл. V межрегиональной научно-технической конференции с международным участием - Братск, 2006. - С. 237-242.

5. Шрубченко, И.В. Управление формой образующей бандажей и роликов технологических барабанов при обработке мобильным оборудованием / И.В.Шрубченко, А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф., Белгород, 18-19 сент. 2007г. / Белгор. гос. технол. ун-т. - Белгород, 2007. - 4.9. - С. 287-289.

6. Шрубченко, И.В. Оптимизация параметров бесцентровой обработки бандажей технологических барабанов / И.В.Шрубченко, И.И.Кузнецова, А.В.Колобов, М.И.Шрубченко // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докл. Междунар. науч.-практич. конф., Белгород, 18-19 сент. 2007г. / Белгор. гос. технол. ун-т. - Белгород, 2007. - 4.9. - С. 290-292.

7. Колобов, A.B. О влиянии размерного износа инструмента на точность обработки бандажей и роликов опор технологических барабанов / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, А.М.Григоренко // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 12-13 апреля 2007г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2007. - С.190-194.

8. Колобов, A.B. Предмонтажная обработка поверхностей качения опор технологических барабанов. / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, Д.В.Кривенченко // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 12-13 апреля 2007г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2007. -С. 194-198.

9. Колобов, A.B. Определение характеристик пятна контакта бандажей и роликов технологического барабана. / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, Д.В.Кривенченко // Наука и молодежь в начале нового столетня: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 12-13 апреля 2007г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2007. - С. 198-201.

10. Колобов, A.B. О точности установки специального переносного встраиваемого станка при обработке бандажей и роликов опор технологических барабанов / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, А.М.Григоренко // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 12-13 апреля 2007г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2007. - С.202-205.

11 .Колобов, A.B. К определению условий контакта поверхностей качения опор технологических барабанов / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, О.И.Спильник // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 10-11 апреля 2008г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2008. - С.122-125.

12. Колобов, A.B. Определение периодичности обработки поверхностей качения бандажей и роликов / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, Р.Н.Брылев // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 10-11 апреля 2008г. / Губкин, филиал Белгор гос.

технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, АЛ.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2008.-С. 125-127.

13. Колобов, A.B. Обработка поверхностей качения опор при сборке технологических барабанов. / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, И.В.Шрубченко // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 9-10 апреля 2009г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2009. -С.189-192.

14. Колобов, A.B. Оптимизация бесцентровой обработки крупногабаритных бандажей технологических барабанов. / А.В.Колобов, И.И.Кузнецова, М.И.Шрубченко, И.В.Шрубченко // Наука и молодежь в начале нового столетия: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. студ., асп. и молод, учен., Губкин, 9-10 апреля 2009г. / Губкин, филиал Белгор гос. технол. ун-та; сост. Т.В.Балабанова, А.П.Гаевой [и др.]. - Губкин: ИП Уваров В.М., 2009. - С192-195.

Статьи в других изданиях

15. Погонин, A.A. Математическое моделирование обработки бандажей технологических барабанов с неустойчивой схемой базирования / А.А.Погонин, И.В.Шрубченко, А.В.Колобов, М.И.Шрубченко // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. - 2007. - №1 - С.82 -85.

16. Шрубченко, И.В. О фактической размерной стойкости инструмента при бесцентровой обработке крупногабаритных бандажей технологических барабанов / И.В.Шрубченко, И.И.Кузнецова, А.В.Колобов, М.И.Шрубченко // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. -2007.-№2-С.51 -53.

Патенты на полезную модель

17. Пат. 77567 Российская Федерация, МПК 7 В 23 В 5/00. Станок для обработки бандажей и роликов / Шрубченко И.В., Кузнецова И.И., Колобов A.B., Шрубченко М.И.; заявитель и патентообладатель Белгород, гос. технол. ун-т. им. В.Г.Шухова -№2008121762/22; заявл. 30.05.08; опубл. 27.10.08, Бюл. №30. - 2 с.

Изд. лиц. ИД №00434 от 10.11.99.

Подписано в печать 13.l0.0iJ. Формат60 х 84/16. Усл. печ. л. - 1.0

Тираж 100 экз. Зак

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г.Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

Введение.

1 Анализ технологических способов обеспечения условий контакта при сборке технологических барабанов.

1.1 Технологические барабаны и основные технические требования, предъявляемые к поверхностям качения их опор.

1.2 Анализ работ по обеспечению формы образующих поверхностей качения при сборке ТБ.

1.3 Актуальность применения метода пригонки для достижения необходимых условий контакта.

1.4 Обоснование цели и задачи исследования.

2 Формирование образующих поверхностей качения бандажей и роликов для достижения необходимых условий контакта.

2.1 Определение характеристик контакта поверхностей качения.

2.2 Алгоритм определения необходимой формы образующих поверхностей качения опорных роликов.

2.3 Контакт бандажей и роликов с криволинейными образующими.

2.4 Разработка схем обработки поверхностей качения при сборке ТБ.

2.5 Математическая модель формирования образующих поверхностей качения при обработке мобильным оборудованием.

2.6 Управление процессом формирования образующих поверхностей качения при обработке.

2.7 Выводы.

3 Математическое моделирование формирования образующих поверхностей качения при обработке.

3.1 Разработка программы моделирования условий контакта бандажей и опорных роликов.

3.2 Разработка программы моделирования обработки поверхностей опорных роликов и бандажей.

3.3 Алгоритм определения необходимой формы образующих поверхностей качения.

3.4 Моделирование обработки поверхностей качения опор ТБ.

3.5 Выводы.

4 Экспериментальное исследование формирования образующих и условий контакта опорных роликов и бандажей ТБ.

4.1 Методы проведения экспериментальных исследований.

4.1.1 Оборудование и образцы.

4.1.2 Приборы и оборудование для измерения показателей при проведении исследования.

4.2 Экспериментальная обработка поверхностей качения опор ТБ.

4.3 Выводы.

5 Внедрение результатов работы и их эффективность.

5.1 Разработка технологического процесса сборки опор ТБ.

5.2 Методика обработки поверхностей качения опорных роликов и бандажей.

5.3 Разработка средств технологического оснащения и модернизация оборудования для обработки поверхностей качения.

5.4 Внедрение технологии в производство.

5.5 Выводы.

Актуальность работы. Технологические барабаны (ТБ) представляют собой широкий класс промышленных агрегатов, применяемых во многих отраслях промышленности: строительных материалов, химической, горнодобывающей и др. ТБ служат для осуществления физико-химической обработки материалов: обжига цементного клинкера, спекания шихт в производстве глинозема, окислительного, восстановительного и хлорирующего обжига, прокалки гидроокиси алюминия, кокса, карбонатов, извлечения цинка и свинца, обезвоживания и сушки материалов.

Конструктивно ТБ представляют собой цилиндрические длинномерные установки с вращательным движением вокруг собственной оси, имеющей наклон к горизонтальной плоскости. Между собой технологические барабаны различного назначения сходны. Каждый ТБ имеет две или более опоры, каждая из которых имеет бандаж - стальное кольцо, устанавливаемое на корпус агрегата или ввариваемое в него - и два опорных ролика, как привило устанавливаемых под углом 60° относительно оси печи. При вращении агрегата поверхность бандажа катится по опорным роликам, установленным в подшипниковых опорах. Благодаря наклону и медленному вращению агрегата, происходит перемешивание и транспортирование загружаемых в ТБ сыпучих материалов, которые подвергаются нагреванию с целью физико-химической обработки. Общий вид технологического барабана представлен на рис. 1.

ТБ имеют высокую производительность и, как правило, работают по непрерывному циклу. Например, вращающаяся цементная печь 05 X 185 м за один час осуществляет обжиг приблизительно 60 т клинкера. Соответственно потери, вызываемые вынужденными остановками ТБ на ремонт, весьма значительны. Поэтому к ТБ предъявляются повышенные требования по надежности: наработка на отказ их деталей и узлов должна быть не менее срока начала проведения капитального ремонта.

Однако на практике из-за образования трещин на корпусе, перегрева корпуса из-за разрушения футеровочного слоя и других причин наблюдаются частые остановы в работе ТБ.

Рис. 1. Общий вид технологического барабана (вращающаяся печь для обжига цементного клинкера) Проводимые ремонтные работы, особенно по восстановлению футеровки, требуют останова и охлаждения ТБ, что приводит к дополнительной потере времени. Среди основных причин, приводящих к таким остановам, следует назвать дефекты формы и поворота поверхностей качения опор ТБ, что приводит к нарушению условий контакта.

Точность относительного поворота и формы поверхностей качения как в пределах одной опоры, так и ТБ в целом, не соответствует требованиям безотказной эксплуатации уже при монтаже агрегатов, так как не обеспечивается необходимая точность на замыкающих звеньях.

Крупногабаритные бандажи технологических барабанов диаметром более 4000 мм к месту сборки поставляются в виде двух полуколец, которые в последующем сваривают электрошлаковой сваркой. Такой способ сборки приводит к значительной погрешности формы, и требуется предмонтажная обработка их базовых поверхностей. На многих предприятиях для этой цели используются тяжелые карусельные и фрезерные станки, однако данное оборудование во многих случаях недоступно.

Учитывая значительную погрешность составляющих звеньев опор ТБ, допуски на замыкающих звеньях оказываются в несколько раз больше, чем предусматривается нормативами. В результате условия контакта бандажей и роликов опор ТБ существенно изменяются — пятно контакта уменьшается или смещается к торцевой поверхности, что приводит к интенсивному раскатыванию поверхностей качения (особенно опорных роликов).

На многих предприятиях при раскатке более, чем на допустимую величину, поверхности качения опорных роликов обрабатывают, демонтировав их с ТБ, или при помощи специальных переносных станков непосредственно на работающем агрегате без демонтажа. Второй способ является предпочтительным, так как обработка ведется без останова работы ТБ и связанных с ним неизбежных потерь.

Одним из существенных недостатков работы вращающегося ТБ является смещение его корпуса по опорных роликам вниз. Для управления этим процессом, на некоторых конструкциях ТБ оси роликов преднамеренно поворачивают относительно оси ТБ на определенный угол. В результате появляется осевая составляющая силы трения, приводящая к смещению всего ТБ. Управление перемещением осуществляется изменением коэффициента трения за счет периодической смазки поверхностей качения. Перекашивание роликов сопровождается многими отрицательными явлениями, и прежде всего повышенным износом деталей опор.

Очевидно, что при наличии поворота осей бандажей и роликов опор ТБ, для обеспечения необходимых условий контакта требуется модификация их поверхностей качения. Решение данной задачи возможно при использовании специальных переносных станков, применяемых для обработки бандажей и роликов на работающем агрегате или при его сборке [1].

Существующие технологические процессы обработки поверхностей качения бандажей и роликов специальными переносными станками в большинстве случаев решают задачи по обеспечению их цилиндричности и круглости. Тем не менее, относительный их поворот способствует интенсивному деформированию поверхностей, что опять ведет к механической обработке.

Необходимую форму и условия контакта поверхностей качения опор ТБ возможно обеспечить, управляя податливостью технологической системы [96]. Однако на практике, ввиду значительного колебания припуска, реализовать такой способ оказывается очень трудно, в особенности при выполнении первых, черновых рабочих ходов, когда снимается большой припуск. Очевидно, что форма модифицированных образующих поверхностей качения должны зависеть от характеристик требуемого пятна контакта. Так же очевидно, модификацию поверхностей качения необходимо осуществлять при сборке ТБ, что в свою очередь требует разработки нового или модификации существующего технологического процесса, необходимого мобильного оборудования и средств технологического оснащения.

Целью данной работы является определение оптимальных условий контакта опор ТБ и разработка технологических методов их достижения за счет модифицирования поверхностей качения непосредственного при сборке ТБ.

Научную новизну работы составляет следующее:

• Математические модели определения условий контакта деталей опоры и формирования их образующих при обработке мобильным оборудованием;

• Механизм влияния формы образующих деталей опор на условия контакта и алгоритм определения их необходимой формы;

• Впервые для достижения необходимых условий контакта предложено ввести в технологический процесс сборки опоры операцию механической обработки для модификации опорных роликов;

• Результаты теоретических и экспериментальных исследований в виде принципиально новых: методики, технологических и конструктивных параметров, оборудования и средств технологического оснащения, позволяющих осуществлять модифицирование поверхностей качения непосредственно в условиях сборки ТБ. Автор выносит на защиту:

• Математическую модель определения характеристик контакта деталей опор;

• Математическую модель формирования образующих бандажей и роликов при обработке мобильным оборудованием;

• Алгоритм определения формы образующих деталей опор, обеспечивающей благоприятные условия контакта;

• Технологический процесс и методику достижения необходимых условий контакта при сборке и эксплуатации опор ТБ;

• Научно-обоснованные технологические и конструктивные параметры, оборудование и средства технологического оснащения, позволяющие осуществлять модификацию поверхностей качения в условиях сборки ТБ.

Методы исследований. При проведении исследований использовались математические модели и разработанные на их основе программы. Для решения технологических задач применены методы компьютерного моделирования, а также экспериментальная обработка поверхностей качения.

Практическая ценность работы определяется тем, что разработанный комплекс математических моделей и программ позволяет определять форму образующих деталей опор, обеспечивающую благоприятные условия контакта, осуществлять настройку мобильного оборудования для обработки и выбор оптимальных технологических режимов. Разработанная технология, комплекс мобильного оборудования и средств технологического оснащения позволяют осуществлять обработку непосредственно на месте сборки технологических барабанов, а также в процессе эксплуатации.

Результаты работы внедрены в условиях ОАО «Искитимцемент», ООО ТД «Сибирский цемент», ОАО ПО «Якутцемент».

По результатам работы внедрены:

• методика обеспечения необходимых условий контакта механической обработкой поверхностей качения бандажей и роликов при сборке ТБ;

• оборудование и средства технологического оснащения для модифицирования поверхностей качения непосредственно при сборке и в процессе эксплуатации ТБ.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на международных и межрегиональных конференциях и получили одобрение на:

• V межрегиональной с международным участием научно-технической конференции «Механики — XXI веку» - Братск, 2006 г.

• Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройинду-стрии (XVIII научные чтения)» - Белгород, 2007 г.

• Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия» - Губкин, 2007 г.

• Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия» - Губкин, 2008 г. Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия» - Губкин, 2009 г.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 — в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на полезную модель №77567 «Станок для обработки бандажей и роликов».

Структура диссертации включает 5 глав, введение, заключение, приложения, список литературы, включающий 115 источников.

5. Результаты работы внедрены в учебном процессе БГТУ им. В.Г. Шухова и БИЭИ, используются в курсе дисциплин «Основы технологии машиностроения» и «Технология машиностроения», курсовом и дипломном проектировании.

Заключение и общие выводы

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований получено решение актуальной научной задачи — обеспечение условий контакта при сборке опор крупногабаритных ТБ, а также в процессе эксплуатации, за счет введения операций механической обработки поверхностей качения с использованием мобильного оборудования.

2. Разработана математическая модель, позволяющая определять характеристики контакта бандажа и ролика: распределение давления ц, распределение нагрузки р, ширину площадки контакта а, кинематическое сближение осей Лтах и др. с учетом величины нагрузки на ролик, формы образующих и величин относительного поворота осей деталей.

3. Разработан алгоритм определения необходимой формы образующих поверхностей качения бандажей и роликов, обеспечивающей благоприятные условия контакта. Установлено, что бандаж, имеющий прямолинейную образующую, имеет благоприятные условия контакта с опорным роликом, форма образующей которого должна быть модифицирована.

4. Установлено, что на точность образующих поверхностей качения при обработке оказывают влияние: деформации в технологической системе А у, погрешность изготовления и установки станка е , погрешность, связанная с износом инструмента А и. Разработана математическая модель формирования погрешности обработки поверхностей качения для различных схем установки мобильного оборудования.

5. Для опор цементных печей, имеющих преднамеренный поворот роликов (Р = 40') получены номограммы, позволяющие определить режимы обработки и 5), обеспечивающие нормативные условия контакта.

6. Для модифицирования поверхностей качения опорных роликов обосновано применение специального переносного встраиваемого станка УВС-01. Для расширения его технологических возможностей применена конструкция копирного устройства (патент на полезную модель №77567). 7. Технология обеспечения условий контакта при сборке опор ТБ внедрена в условиях ОАО «Искитимцемент», ООО ТД «Сибирский цемент», ОАО ПО «Якутцемент».

1. A.c. 1306648 СССР, МКИ4 В 23В 5/32. Станок для проточки бандажей и роликов / H.A. Пелипенко, A.A. Погонин, И.В. Шрубченко (СССР). -№3995076/31—08; заявл. 25.12.85; опубл. 30.04.87, Бюл.№16. -2 с.

2. A.c. 1346340 СССР, МКИ 4 В 23В 5/32. Станок для обработки бандажей и опорных роликов вращающихся печей / H.A. Пелипенко, В.И. Рязанов, A.A. Погонин (СССР). №4000133/31-08; заявл.ЗО. 12.85; опубл. 23.10.87, Бюл.№39. -2с.

3. A.c. 1350459 СССР, МКИ4 F 27 В 7/22. Бандаж вращающейся печи / H.A. Пелипенко, A.A. Погонин, М.А. Федоренко, И.В. Шрубченко (СССР). -№4032018/29-33; заявл. 05.03.86; опубл. 07.11.87, Бюл.№41. -2с.

4. A.c. 1430180 СССР, МКИ 4 В 23 В 5/32. Станок для обработки бандажей и роликов / H.A. Пелипенко. И.В. Шрубченко, А.А.Погонин, М.А. Федоренко (СССР). №418776/31-08; заявл. 28.01.87; опубл. 15.10.88, Бюл. №38.-Зс.

5. A.c. 1435908 СССР, МКИ4 F 27В 7/22. Бандаж вращающейся печи / H.A. Пелипенко, И.В. Шрубченко, М.А. Федоренко, A.A. Погонин (СССР). -№4235310/29-33; заявл. 27.04.87; опубл. 07.11.88 Бюл. №41. -2с.

6. A.c. 1567327 СССР, МКИ 5 В 23 В 5/32. Устройство для обработки бандажей вращающихся печей / H.A. Пелипенко, И.В. Шрубченко, В.Н. Бондаренко, A.A. Погонин (СССР). №4387054/31-08; заявл. 01.03.88; опубл. 30.05.90, Бюл. №20.-Зс.

7. A.c. 252811 СССР, МКИ 4 В 23В 5/32. Устройство для проточки громоздких вращающихся деталей типа печей для обжига / Н.И. Курепов, A.M. Волков, B.C. Платонов (СССР). №1218972/25-08; заявл. 13.02.68; опубл.22.09.69, Бюл.№29. -2с.

8. Адаптивное управление технологическими процессами / Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, С.П. Протопопов и др. М.: Машиностроение, 1980. — 536 с.

9. Аршинов, В.А. Резание металлов / В.А. Аршинов, Г.А. Алексеева М.: Машгиз, 1959. - 490 с.

10. Аршинов, В.А. Резание металлов и режущий инструмент / В.А. Аршинов, Г.А. Алексеева —М.: Машиностроение, 1975. — 436с.

11. Бажков, В.М. Испытание режущего инструмента на стойкость / В.М. Бажков, П.Г. Кацев. М.: Машиностроение, 1985. - 136 с.

12. Балакшин, Б.С. Основы технологии машиностроения. / Б.С. Балакшин М.: Машиностроение, 1969. - 559с.

13. Балакшин, Б.С. Теория и практика технологии машиностроения / Б.С. Балакшин. -М.: Машиностроение, 1982. — Кн.1, 288 с.

14. А. Банит, Ф.Г. Механическое оборудование цементных заводов / Ф.Г. Банит, O.A. Несвижский. — М.: Машиностроение, 1975. 317 с.

15. Банит, Ф.Г. Эксплуатация, ремонт и монтаж оборудования промышленности строительных материалов / Ф.Г. Банит, Г.С. Крижановский, Б.И. Якубович. М.: Изд-во литературы по строительству, 1971. - 236 с.

16. Боганов, А.И. Вращающиеся печи цементной промышленности / А.И. Боганов. М.: Машиностроение, 1965. — 320 с.

17. Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин. / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. -М.: Машиностроение, 1970. 702 с.

18. Веников, В.А. Теория подобия и моделирования / В.А. Веников. -М.: Высшая школа, 1976. 479 с.

19. Геббель, И.Д. Бесцентровое измерение профиля тел вращения / И.Д. Геббель // Измерительная техника. 1973. — №3. - С.24-27.21 .Глик, A.K. Сборка и монтаж изделий тяжелого машиностроения /

20. A.К. Глик. -М.: Машиностроение, 1968. 212 с.

21. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика /

22. B.Е. Гмурман. — М: Высшая школа, 1977. — 479 с.

23. Горский, В.Г. Планирование промышленных экспериментов / В.Г. Горский, Ю.П. Адлер. М.: Металлургия, 1975. - 264 с.

24. ГОСТ 14273-69. Опоры роликовые вращающихся печей. Введ. 196901-01. — М.: Изд-во стандартов, 1969. - 4 с.

25. ГОСТ 17509-72. Надежность изделий машиностроения. Система сбора и обработки информации. Методы определения точечных оценок. -Введ. 1969-01-01. -М.: Изд-во стандартов, 1972. 26 с.

26. Грановский, Г.И. Резание металлов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. М.: Высшая школа, 1985. - 304 с.

27. Гундорин, В Д. Влияние исходной погрешности на точность роликов при бесцентровом суперфинишировании / В.Д. Гундорин, A.B. Рязанов. // Станки и инструмент — 1970. — №11. — С. 12-13.

28. Егоров, М.Е. Технология машиностроения / М.Е. Егоров, В.И. Дементьев, B.JI. Дмитриев. — М.: Высшая школа, 1975. 534 с.

29. Елизаветин, М.А. Технологические способы повышения долговечности машин / М.А. Елизаветин, Э.А. Сатель. М.: Машиностроение, 1969. -398 с.

30. Задирака, В.Ф. Переносной станок для обработки направляющих станин металлорежущего оборудования / В.Ф. Задирака // Прогрессивная технология механосборочного производства: сб. науч. тр. Краматорск, 1982. - С. 59.

31. Захарбеков, Р.В. Исследование износа роликовых опор / Р.В. Захарбеков// Строительные и дорожные машины. — 1969. — Р.2 — 79 с.

32. Ивутъ, Р.Б. Экономическая эффективность ремонта машин и оборудования / Р.Б. Ивуть, B.C. Кабаков. — Минск: Беларусь, 1988. -207 с.

33. Игуменов, Б.Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий / Б.Н. Игуменов. М.: Машиностроение, 1975. - 200 с.

34. Киршенбаум, В.Я. Повышение долговечности высокоэффективного инструмента / В.Я. Киршенбаум. М.: Наука и техника, 1990. - 283 с.

35. Колее, КС. Технология машиностроения / К.С. Кол ев. М.: Высшая школа, 1977 — 256 с.

36. Конструирование и расчет деталей и узлов металлообрабатывающих станков: учеб. пособие / А.Т. Калашников, A.A. Погонин, И.В. Шрубченко и др. М.: Глобус, 2004. - 158 с.

37. Корсаков, B.C. Основы конструирования приспособлений / B.C. Корсаков. М.: Машиностроение, 1983. - 276 с.

38. Корсаков, B.C. Основы технологии машиностроения / B.C. Корсаков. — М.: Высшая школа, 1977. -411 с.

39. Корсаков, B.C. Точность механической обработки / B.C. Корсаков. — М.: Машгиз, 1961.-379 с.

40. Маталин, A.A. Технология машиностроения / A.A. Маталин. — JL: — Машиностроение, 1985.-496 с.

41. Маталин, A.A. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов / A.A. Маталин. — JL: — Машиностроение, 1985.-320 с.

42. Маталин, A.A. Точность, производительность и экономичность механической обработки / A.A. Маталин, B.C. Рысцова. — М.: Машгиз, 1963.-352 .

43. ЪЪ.Машевич, З.А. Основы учения о резании металлов и режущий инструмент / З.А. Машевич. — М.: Машгиз, 1960. 307 с.

44. Миколъский, Ю.Н. Выверка и центровка промышленного оборудования/ Ю.Н. Микольский. Киев: Буд1вельник, 1970. - 188 с.

45. Некрасов, С.С. Технология машиностроения. Обработка конструкционных материалов резанием / С.С. Некрасов, Т.М. Зильберман. М.: Машиностроение, 1974- 288 с.

46. Обработка металлов резанием. Справочник технолога / под ред. A.A. Панова. -М.: Машиностроение, 1988. — 736 с.

47. Основы технологии машиностроения / под ред. B.C. Корсакова. М.: Машиностроение, 1976. — 416 с.

48. ОСТ 22-170-87. Бандажи вращающихся печей. — Введ. 1987-01-07. -М.: Изд-во стандартов, 1982. 96 с.

49. Папшев, Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностей пластическим деформированием / Д.Д.Папшев. М.: Машиностроение, 1978. - 151 с.

50. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов / К. Хартман, Э. Лецки, В. Шефер и др. М.: Мир, 1977 -522 с.

51. Платонов, B.C. Скоростные методы ремонта вращающихся цементных печей / B.C. Платонов, М.Д. Буренко, В.В. Дмитриев. — М.: Литература по строительству, 1970. 127 с.

52. Погонин, A.A. Концепция проектирования встраиваемых станочных модулей для мобильной технологии восстановления / A.A. Погонин, И.В. Шрубченко // Горные машины и автоматика. — 2004. — №7. — С.37-39.

53. Погонин, A.A. Технологическая концепция разработки мобильного оборудования „для обработки крупногабаритных деталей агрегатов с использованием модульных технологий / A.A. Погонин,

54. A.B. Хуртасенко, И.В. Шрубченко // Промышленность строительных материалов. Серия 1. Вып. 1-2. Цементная промышленность. М.: ВНИИЭСМ, 2003. - С. 3-11.

55. Промысловский, В.Д. Переносное обрабатывающее устройство для ремонта основания пресса на месте его установки /

56. B.Д. Промысловский, В.Ф. Задирака // Кузнечно-штамповое производство. 1987. - №3. - С.28-300.78. 77уш, В.Э. Конструирование металлорежущих станков / В.Э. Пуш. — М.: Машиностроение, 1977. 390 с.

57. Расчет и конструирование деталей и узлов металлообрабатывающих станков: учеб. пособие / А.Т. Калашников, A.A. Пошнин, И.В. Шрубченко и др. Белгород.: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. — 137 с.

58. Родии, П.Р. Металлорежущие инструменты / П.Р. Родин. — Киев: Вища школа, 1974.-396 с.

59. Сапожников, М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций / М.Я. Сапожников. -М.: Высшая школа, 1971. — 321 с.

60. Силин, С.С. Метод подобия при резании металлов / С.С. Силин. —I

61. М.: Машиностроение, 1979. 152 с.

62. Скраган, В.А. Лаборатория технологии машиностроения / В.А. Скраган, И.С. Амосов, A.A. Смирнов. -М.: Машгиз, 1960. 129 с.

63. Справочник конструктора-машиностроителя/ под ред. В.И. Анурьева. М.: Машиностроение, 1978.- Т.1. - 728 с.

64. Справочник металлиста / под ред. А.Н. Маслова. -М.: Машиностроение, 1977. -Т.З. 717 с.

65. Справочник технолога-машиностроителя / под ред. А.Н. Малова.- М.: Машиностроение, 1972. -Т.1. -568 с.

66. Справочник технолога-машиностроителя / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1986.-Т.2. —493 с.

67. Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение параметров поверхностного слоя деталей / А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 1987. - 206 с.

68. Технология машиностроения / Л.В.Лебедев, В.У.Мнацаканян, А.А.Погонин и др. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 528 с.

69. Тимирязев, В. А. Управление точностью гибких технологических систем / В.А. Тимирязев. М.: НИИМАШ, 1983. - 65 с.

70. Тимошенко, С.П. Теория упругости / С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. — М.: Наука, 1975. 576 с.

71. Точность производства в машиностроении и приборостроении / под ред. А.Н. Гаврилова. — М.: Машиностроение, 1973. — 568 с.94 .Хроленко, В.Ф. Новые средства контроля / В.Ф. Хроленко, Г.З. Альмарк // Машиностроитель. 1983. — №3. — С. 8-9.

72. Чуб, Е.Ф. Реконструкция и эксплуатация опор с подшипниками качения: справочник / Е.Ф. Чуб. — М.: Машиностроение, 1981. 365с.

73. Шрубченко, И.В. О периодичности обработки поверхностей качения бандажей и роликов вращающихся цементных печей/ И.В. Шрубченко// Промышленность строительных материалов. Серия 1. Цементная промышленность. М., 2003 - Вып. 1-2 (ВНИИЭСМ), С. 16-20.

74. Шрубченко, ИВ. О стойкости режущего инструмента при обработке поверхностей бандажей и роликов печей / И.В. Шрубченко, Е.Е. Гриднов// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова 2005. - №11 - С. 431433.

75. Шрубченко, И.В. Обработка поверхностей качения опорных роликов для вращающихся печей / И.В. Шрубченко // СТИН. 2004. - №3 - С.39.

76. Шрубченко, И.В. Токарная обработка крупногабаритных деталей специальными переносными станками / И.В. Шрубченко // СТИН. — 2004.-№1-С. 34-35.

77. Шрубченко, И.В. Токарная обработка крупногабаритных деталей специальными переносными станками / И.В. Шрубченко // Главный механик. 2004. - №12. - С. 46-47.

78. Ящерицын, П.И. Основы резания металлов и режущий инструмент / П.И. Ящерицын, M.JI. Еременко, Н.И. Жигало. — Минск: Вышэйшая школа, 1981. — 555 с.

79. Переносной круглошлифовальный станок фирмы Frauz-Haberle-Metall-Kreissage Aluminium. 1979 - 55. - №4. - S. 136.

80. Переносной станок для сверления центровых отверстий. Регсепсе ceutreuse, Assemblages. 1977. - №41. - Р. 60-61.

81. Переносной токарный станок фирмы Buker (ФРГ) для обработки труб. Rohrareymaschine «Ind-Auz». 1980. - №71. - S.24.

82. Herold Н. / Die numerische Steurung in der Fertigungstechnik / H. Herold, W. Masberg, G. Stute. VDI - Verlag EmbH, Dusseldorf, 1971. - 453 c.

83. Stelanides, E. Y. Heavyduty Lathes trabel to workpiece / E.Y. Stelanides// Assemblages. 1979.-35. - №1. - P. 60-61.

84. Weck, M. Wergzeugmaschinen, Mestechnisene Unteruchungen und Beusteilung / M. Weck ;- VDI Verlag Dusseldorf. - 1978. - 365 s.

85. Программа моделирования формирования образующих бандажей и опорных роликов ТБ при обработке специальным переносным встраиваемым станком и расчет характеристик пятна контакта обработанных поверхностей (в среде Ма№САй)1. Исх денные обработка

86. Размер иежду стойжаыи станка, м.:1. Диаметр бандажа, мм.:1. Диаметр ролика, мм.:

87. Частота вращения печи, мин-1.:

88. Величины вылета инструмента на расчетных схемах, м.:1.51. Об — 6100 Эр- 1500 пп:- 1а := 01 Ь := 0.26 с := 0.0$

89. Ширина ролика м.: Ширина бандажа [м]: Положение начальной точки бандажа, [у]: хб := 0.05 Зазор между поверхностьюнаправляющей и отверстием в Дне :- 0.08суппорте (мм):

90. Число точек для расчета: п := 1000

91. Диаметр направляющей, м.: <1н:= 0.151р:= 1.116:- 1

92. Уголо между направлением выполняемого размера и осью державки резца град.:5:= О

93. Твердость материала: лв 190

94. Предел прочности обрабатываемогоматериала кГс/нм2.:ошп60

95. Размеры сечения державки резца: Ы —0.04 Ы 0.041. Вектор,характеризуюиум геометрические параметры системы

96. Оптимальный износ по задней поверхности инструмента мм.

97. Геометричекие параметры резца град.: у:= О а:=45 ». := 0.5 4 45 .•= 15 г — 1.51. Из := 2

98. Вектор, характеризуюирй геометрические паарметры (}р резца:

99. Постоянные, характеризуюире свойства материала направляющей:П

100. К расчету характеристик пятна контакта:

101. Постоянные, характеризукжре свойства материалов бандажа и роликов Козффици Пуансона V 0 3

102. Модуль упругости первого рода для материала бандажа Па1: Е1 2-1011 Модуль упругости первого рода для материала роликов [Па.: Е2 := 2-10114000000

103. Нагрузка, приходящаяся на один ролик опоры Н.: к :=2.с»в(30-1)ев)

104. Ширина бандажа м.: Ширина ролика [•*):1. Ьб:= 16 Ьр:= 1р

105. Положение левого края бандажа м.: Ьн Хб

106. Количество точек для расчета (определяет точность вычислений): л = 1 х 103 п1 -.= 50р. Исх. данные-обработка1. В Зимм рат. сммЛ1. Н Зцми рам, оч^

107. Положение расчетных сечений (расстояния до лавой опоры В):бандажа0п-11 2 п-1к:- 0.пр- 1 ^ 2 пр-11. У Интерна шяция гхж-ти

108. Функция расчага точек образующей обрабатываемой поверхности:

109. Рт<0в1,уу) |<-|№ ^ Оя!" О V СЫ * 1 V СЫ * 4 V СЫ" 5 |1р| ¡Г М"2уО|1»3 уСЫ-6уСЫ«7 п *- ^гфВД пз «- 1еп§1Ь(уу) 6* ке О.га- 1к + СЫ ■ 2 V СЫ ■ 3 V СЫ ■ 6 V СЫ ■ 7ш-1 216 к+Хб+-^Ь 1Г СЫ«0 V СЫ-1 УСЫ"4 V СЫ"5 2пэуж 4- рврипе^ух.уу)

110. Ьг ¡6 0.п-1 Рг «- цпетр^.ух, уу,1. Рг1*1 №ПВ|ЯЩ|ЯЯЦИЯ нов та

111. Рамвт лофвииоста установки

112. Функция расчета составляющей погреижюсти а: X:- Для справки: »ЬрО выверка ца щ» «ыполняется относительно обрабатываемой детали, у*у1 - относительно другой детат

113. Функцяи для растеч погрешности установки:е(сЫ,Угу,Дст,Др)

114. Дсто?о + Лу1 Дето, 1 + Ду2 ДсТ. о + Л*' Дети + да -у2-у1 -Й-11 Е0.П-11. Ь-1. 1--ь1. ДРюотютимосдусчиии1. У <- Ayy-t + ylz <- tay-t + II R<-J(jo-y)2 + (B>-z)2 Auet¡4-R ——1. Q Расчет гпубатр

115. Функция рас-чсш глубины реэанмя во всех точках 1ра«тории:t(tmax,Pr,s) —1. НРааигпяви^раш—0 Растит сlengA(Pr) max^Pr)fbr ie 0.ú- I break if Pr »ifbr ie 0.n 1

116. Sj 4- Sj — b fbr it 0„n 1 t; <- t 4- tm - (a - Pr^1; <- |t¡ + «i ¡f +0 otherwúet.

117. Скорость резания u/ммн.: *-D6-nn1. Vp:=1000

118. Pr-»-Py-b if 0sl"0 Pi-t Pyb if Osl • 1 Pz-» - Py-b if Osl « 2 Pi-а - Pyb if Osl • 3 -P»i-Py-b if Osl -4 -P*« - Pyb if Osl» 5 -Pi4-Pyb if Osl "6 -Pi-a - Pyb if Osl - 71. R1Ц1ШК ФУ1Ш»1Й MfnT1. Раоч*т юнося инструмента

119. Функция для расчета стойкости резца в зависимости от aro геометрии:

120. Tl<y,a X ♦)-=ЗЗЗЗх .0- ".(г + WHW.WT^ + .ЗЛМ»«*!

121. Обобщат«* зависимость стойкости резца:1. T(S,».Gp) :=r*-ap0a «- Gpj1. X+-Gp2 t)1. Tr(i0,a0,xo,io)

122. Функция для ржлеи пограимосги обработай, вызванной размерным износом режущего инструмента:

123. MCW.S.t.Op) := I«- I» if СЫ«0 vM'l v0«l»4vOd»S |lp¡ if Osl ■ 2 v Osl ■ 3 v CW ■ 6 v Osl ■ 7 n «- lcagtfa(l)др«см»т«shag <1. Sm *n-l ~ 'o n-1

124. S-пп if Oil "0 v Osl « 1 v Osl »4 v Osl »5 Об

125. S-n»- if Osl»2vOsl"3vOsl»6vOsl»71. Dp1. T^S.tj.Op) «0 otherwise for i e 0.n 1if t. >01. Лч«

126. Г a-c^ if Osl ■ 0 v Osl ■ 2 v СЫ ■ 4 v СЫ " 6k = 0otherwise1. Эо*Ф- «чтищщий I Ш ими

127. Момент мюрции сечении направляющпй:ж-Ди 64

128. Поспммм величины, учаспуюире в расчета опале! направляющей:-Г1. Л 612-Г1. Мр1(х)-Мт1(х) ^ Е-1 '1 822:=-I1. Мш1(х)-Мш1(х) Е-11х

129. Функции для расчета перемещений системы в расчетном сечении, задаваемом размером I:4ут(СЫ.а,1,Рх,Ру) 5=

130. М<У«Ы,»,Рх.РУ.*.1)-Мр1(х) ^I

131. РЬу ^ (611 812у' (АНу^ чМ^У/ \^821 822) \д21у)1. Дгт<0в1,Ь,1,Рх,Рг) :=1.-Мш1(х)1. Д2 *- Доп2((Ы,РЬу)1. Д1 4- ДопКСЫ.Ру.РЬу)1. А2-А1 , Доп «- А2---11. Е-1 1 2 6 J

132. М&(СЫ. Ь. Рх, Ре, х, 1)-Мр 1 (х) Е-11. М&(СЫ,Ь,Рх,Рг,х,1)-Мш1(х)гь1. Д1&4-л