ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.982.44
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-3-71-80
Аннотация
Актуальность работы. Разнообразные нежесткие цилиндрические детали типа валов и осей используют при создании транспортных, сельскохозяйственных, землеройных и других машин. При изготовлении, ремонте, эксплуатации, а в некоторых случаях и при хранении такие детали меняют свою геометрическую форму и размеры, то есть искривляются. Проблемы, связанные с искривлением нежестких деталей, возникают уже на этапе их изготовления. Поэтому на практике применяют неоднократные операции правки для достижения правильной геометрической формы деталей машин. В Иркутском НИТУ разработан способ правки и упрочнения нежестких деталей, основанный на поперечной обкатке гладкими плитами. Однако для реализации этого способа правки необходимо сначала выправить небольшой центральный участок заготовки, при этом сохраняя форму ее поперечного сечения. Цель работы. Определить напряженно-деформированное состояние на ограниченном участке цилиндрической заготовки для определения качества правки, параметров процесса и геометрического искажения поперечного сечения заготовки. Используемый метод. С помощью программного обеспечения для 3D-проектирования (Solid work 2019) и вычислительного моделирования (Ansys workbench 19.2) построена модель процесса деформирования центральной части заготовки перед правкой и выполнен расчет величины радиальной силы, необходимой для выправления искривленной заготовки на локальном участке. Результаты. На основе анализа результатов конечно-элементного моделирования установлена величина радиальной силы, равная 600 Н, для выправления цилиндрической заготовки из стали 3 диаметром D = 10 мм, длиной l = 200 мм с исходным прогибом f0 = 0,5 мм на центральном участке шириной 20 мм. При таком значении радиальной силы не нарушается геометрическая форма поперечного сечения заготовки и максимальное значение напряжений в поперечном сечении меньше предела текучести материала, что обеспечивает процесс дальнейшей ее обкатки между гладкими плитами.
Ключевые слова
радиальная сила, искривленный вал, прогиб, степень относительного обжатия, напряженно-деформированное состояние, интенсивность напряжений, упругопластическая деформация, правка, плоские плиты
Для цитирования
Зайдес С.А., Буй М.З., Пономарев Б.Б. Правка локального участка цилиндрических деталей перед обкаткой гладкими плитами // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №3. С. 71-80. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-3-71-80
1. Иванов В.П., Кастрюк А.П. Основные направления ресурсосбережения в ремонтном производстве // Труды ГОСНИТИ: Техническое обслуживание, ремонт. М.: ГОСНИТИ, 2013. Т. 112. Ч. 2. С. 15-18.
2. Блюменштейн В.Ю., Смелянский В.М. Механика технологического наследования на стадиях обработки и эксплуатации деталей машин. М.: Машиностроение, 2007. 399 с.
3. Бабичев А.П., Мотренко П.Д. Виброударная отделочно-упрочняющая обработка деталей нетрадиционных форм и размеров наукоемких изделий (на примере силовых деталей вертолета) // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2021. №1. С. 38-43.
4. Бубнов А.С. Технологические возможности процесса правки маложестких цилиндрических деталей стесненным сжатием // Вестник ИрГТУ. 2006. №4. С. 68-75.
5. Клушин В.А., Рудович А.О. Технология и оборудование поперечно-клиновой прокатки: монография. Минск: ФТИ НАН Беларуси, 2020. 300 с.
6. Повышение точности ориентации валов с дефектами поверхности при их правке на прессах / И.И. Манило, С.Г. Тютрин, А.А. Городских и др. // Инновации и исследования в транспортном комплексе: материалы Первой междунар. научн.-практ конф. Курган: Российская транспортная академия, 2013. С. 86-87.
7. Королев А.В., Решетников М.К., Савран С.А. Конструктивные и технологические решения реализации способа правки и механической стабилизации длинномерных цилиндрических деталей // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2018. №7 (85). С. 9-16.
8. Зайдес С.А., Емельянов В.Н. Влияние поверхностного пластического деформирования на качество валов: монография. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. 380 с.
9. Попова В.В. Поверхностное пластическое деформирование и физико-химическая обработка. Рубцовск: Рубцовский индустриальный институт, 2013. 98 с.
10. Особенности формирования глубины упрочнения при обработке деталей поверхностным пластическим деформированием / Отений Я.Н., Привалов Н.И., Щеголев Н.Г., Муравьев О.П., Ткачева Ю.О. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. №12-3. С. 452-455.
11. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М.: Машиностроение, 2019. 320 с.
12. Зайдес С.А., Лэ Х.К. Способ правки маложестких цилиндрических деталей. Патент на изобретение RU 2685826 C1, 23.04.2019. Заявка № 2018117414 от 10.05.2018. Бюл. №12.
13. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / под общ. ред. Д.Г. Красковского. М.: Компьютер Пресс, 2002. 224 с.
14. Study of the oil geopermeation patterns: A case study of ANSYS CFX software application for computer modeling / Iryna Ablieieva, Leonid Plyatsuk, Ihor Roi, Oleh Chekh, Sabina Gabbassova, Kseniia Zaitseva, Serhii Lutsenko // Journal of Environmental Management. 2021, vol. 287, 112347. https://doi.org/ 10.1016/j.jenvman.2021.112347.
15. Мураткин Г.В., Катова И.В. Математическая модель процесса правки деталей методом поверхностного пластического деформирования с предварительным изгибом заготовки //Обработка металлов давлением. 2022. №6. С. 27-31.
16. Зайдес С.А., Хо М.К. Определение напряженно-деформированного состояния цилиндрических деталей при круговой осцилляции секторального рабочего инструмента // Упрочняющие технологии и покрытия. 2022. Т. 18. №1 (205). С. 6-13.
17. Приходько В.М., Петрова Л.Г., Чудина О.В. Металлофизические основы разработки упрочняю¬щих технологий. М.: Машиностроение, 2003. 384 с.
18. Зайдес С.А., Нгуен Х.Х. Интенсификация напряженного состояния в очаге деформации при локальном воздействии деформирующего инструмента // iPolytech Journal. 2022. Т. 26. №4. С. 580-592.