Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Бойченко Олег Валентинович. Повышение эксплуатационной точности маложестких деталей методом автоматического управления процессом виброобработки : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Тольятти, 2005 191 c. РГБ ОД, 61:05-5/2264

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Основные обозначения и сокращения 5

Введение 7

1. Анализ современного состояния технологических
процессов виброобработки деталей малой жесткости 11

1.1. Анализ существующих технологических процессов

виброобработки 11

1.2 . Остаточные напряжения, полученные маложесткими

деталями в результате технологии изготовления 15

  1. Технологические процессы, применяемые для стабилизации геометрической формы маложестких заготовок 22

  2. Анализ современных методов и средств виброобработки 2 6

Цель и задачи работы 33

2. Разработка математических моделей процессов
виброобработки маложестких деталей 37

  1. Расчетные схемы колебаний маложестких валов при виброобработке 37

  2. Разработка математической модели виброобработки как объекта управления 41

2.3. Создание динамической модели процесса
виброобработки маложесткой детали 56

Выводы по главе 2 63

3. Теория повышения эксплуатационной точности готовой
детали путем автоматического управления процессом
виброобработки 69

  1. Теоретическая разработка системы автоматического управления 69

  2. Теоретические исследования процессов релаксации остаточных напряжений при виброобработке 7 6

3.3. Оптимальное (по энергетическому минимуму)
управление объектами класса маложесткая деталь типа
тел вращения с распределенными параметрами 94

Выводы по главе 3 104

4, Экспериментальные исследования точности и размерной
стабильности изготовления длинномерной детали с
применением технологии виброобработки 10 6

А . 1. Специальная установка, оснащённая системой

автоматического управления 106

4.2. Вибровозбудитель для возмущения изгибных колебаний
при виброобработке маложестких деталей^ 12 6

А . 3.Экспериментальная установка с использованием

температурного диагностического контура для контроля
процесса виброобработки _____„_„„^__ 133

4.4. Экспериментальное исследование влияния САУ на
спектры собственных колебаний МВД 141

4.5. Экспериментальные исследования влияния САУ на
эксплуатационную точность виброобрабатываемых деталей
и на уровень остаточных напряжений в материале
деталей 14 2

Выводы по главе 4 14 5

Заключение 14 8

Список использованных источников 150

Приложение 1 (Пример расчета колебаний вала) 161

Приложение 2 (Методика проведения эксперимента) 169

Приложение 3 (Установка для электрохимической обработки

деталей) 172

Приложение 4 (Установка для замеров криволинеиности оси

маложестких деталей) 18 3

Приложение 5 (Акты внедрения) 18 9

Основные обозначения и сокращения

АФЧХ - амплитудно-фазовая частотная характеристика

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

АОК - амплитуда относительных колебаний

- безразмерная координата

TcrtTs - время релаксации при постоянной де-

формации и напряжении соответствен , с

г - время релаксации, с

h - высота, толщина, мм

1 - длина, мм

d - диаметр, мм

М - изгибающий момент, н мм

0 - круговая частота, с'1

/.і - коэффициент Пуассона

x,y,z - координаты

k,j,0 - линеаризованные коэффициенты жест-

кости, податливости и демпфирования, н/мм, мм/н, нс/мм

МЖД - маложесткая деталь

Е - модуль упругости, Н/ 2

/ мм

Еу - модуль упрочения, Н/

* / л>.

G - модуль сдвига, Н/ >

/ мм

J - момент инерции поперечного сечения,

мм*

П - момент сопротивления поперечного Сечения, лш3

- напряжение, Ц/ г

/ мм

02 - предел текучести, Н/

ALU2

/ ли

є - относительная деформация

ВИО - виброобработка W(P) - передаточная функция Т - постоянная времени, с Т - температура, С

F - площадь поперечного сечения, мм2 САУ - система автоматического управления СРП - система с распределенными параметрами ССП - система с сосредоточенными параметрами

S = — - символ дифференцирования по времени, dt

оператор Лапласа УС - упругая система технологической

системы b - ширина

п - частота вращения, об/мин f - частота колебаний, гц е - эксцентриситет, мм

Введение к работе:

В современном машиностроении большое внимание уделяется технологии изготовления ответственных маложестких деталей (МЖД) типа «вал». Многие современные машины, агрегаты и приборы предусматривают использование, в своем составе таких деталей. Такие детали зачастую лимитируют межремонтные, межсервисные и ресурсные интервалы изделий. В настоящее время машиностроительное производство в России наращивает объем выпуска МЖД, что обусловлено совершенствованием прочностных расчетов, оптимизацией форм и конструкций деталей, снижением металлоемкости изделий и все возрастающей потребностью в прецизионных машинах.

Особенности геометрии и конструктивных параметров МЖД создают серьезные технологические трудности в производстве.. Можно выделить следующие причины этого: а) значительный уровень остаточных напряжений, формируемых на стадии заготовительной технологии и термических операциях; б) влияние технологической наследственности на возможное эксплуатационное коробление детали; в) значительные упругие и пластические деформации на всех стадиях механической обработки, сборки и эксплуатации деталей; г) малая термоустойчивость деталей. Действие перечисленных факторов при изготовлении МЖД приводит к значительным погрешностям формы и размеров деталей, поверхностным дефектам, снижению производительности из-за ограничения

режимов резания и, в конечном счете, к снижению эксплуатационной надежности МЖД.

Анализ технологии изготовления МЖД в условиях
единичного и мелкосерийного производств показал, что
практикуется ввод операций ручной доводки и применение
нескольких дорогостоящих термических

искусственностарильных операций для обеспечения заданных параметров детали. Такой путь существенно увеличивает трудоемкость обработки и не гарантирует требуемое качество изделий. Поэтому совершенствование операций искусственностарильной группы в технологии изготовления МЖД является важной задачей, повышающей эффективность производства и качество продукции машиностроения.

Повышение эффективности и производительности технологии виброобработки (ВИО), которая относится к группе искусственностарильных операций способствует улучшению эксплуатационных свойств МЖД, частичному или полному устранению пригоночных работ, возможности интенсификации режимов резания на последующих механических операциях. Это, в свою очередь, снижает трудоемкость изготовления деталей и сборки машин, увеличивает их надежность.

Достижения российских и зарубежных ученых [62, 63, 66] в вопросах повышения производительности, эффективности и качества виброобработки, а также результаты промышленного их использования показывают, что основными направлениями интенсификации технологии ВИО являются: создание прогрессивных конструкций

механических, электромеханических, электрических и ультразвуковых вибровозбудителей, характеризуемых широким диапазоном создаваемых частот и усилий, технологичностью сопряжения с обрабатываемыми деталями, относительно низкой себестоимостью; создание новых способов ВИО/ таких, как способы воздействия на МЖД знакопеременными крутящим моментом и продольной силой; создание систем автоматического управления (САУ) процессами ВИО, что позволяет создавать в детали равномерное напряженное состояние требуемого уровня, что в конечном итоге повышает производительность, эффективность процесса и качество получаемых деталей.

Значительный вклад внесли ученые - авторы публикаций [27, 41, 43, 58]. Ими предложен ряд способов ВИО МЖД и разработаны конструкции устройств для реализации этих способов. Однако, проблема создания оптимального технологического процесса ВИО при обработке маложестких деталей с отношением длин к поперечным сечениям больше десяти не решена в полной мере. В частности, применяемые вибровозбудители характеризуются малым ресурсом и низкой надежностью работы, а большинство предлагаемых способов не дают удовлетворительных решений для случаев обработки маложестких ступенчатых валов из коррозионостойких материалов. Можно сказать и об отсутствии предложений на современном рынке технологий систем автоматического управления ВИО, позволяющих в полной мере использовать все преимущества этого метода искусственного старения.

Работа состоит из четырех глав, выводов и приложения.

В первой главе дан обзор существующих технологических методов ВИО деталей малой жесткости, представлено обоснование необходимости совершенствования технологии ввиду значительного уровня остаточных напряжений МЖД, рассмотрены основные технологические приемы искусственного старения, проведен анализ существующих методов и средств ВИО.

Во второй главе разработаны математические модели процессов ВИО, составлены расчетные схемы процесса, описаны колебательные системы при виброобработке.

В третьей главе приведены теоретические разработки системы автоматического управления применительно к технологии ВИО, изучено влияние управления на релаксационные процессы, происходящие в материале.

В четвертой главе даны экспериментальные исследования процессов ВИО, рассмотрена экспериментальная установка, ее функциональные схемы и алгоритм работы с применением автоматической системы управления процессом, показаны результаты .. экспериментальных и промышленных исследований.

В конце диссертационной работы сформированы общие выводы и намечены пути для дальнейших исследований и разработок в области технологии виброобработки МЖД.

В приложении приведены методики проведения эксперимента, описания разработанных контрольных устройств и акты внедрения.

Подобные работы
Сергеев Антон Викторович
Повышение стабильности и точности формы малож#стких осесимметричных деталей пут#м автоматического управления положением инструмента
Ильин Андрей Николаевич
Оптимальное управление процессом регенерации воздуха в герметично замкнутом объеме
Максаков Сергей Анатольевич
Оптимизация ресурсов и управление процессами информационного обмена в сетях АСУТП на основе полевых шин
Быков Павел Викторович
Квазиоптимальное управление процессом загрузки двухшнековых экструдеров при переработке термопластов
Афанасенко Алексей Геннадьевич
Управление процессом карбонизации в производстве кальцинированной соды по показателям качества продукции
Афлятунов Рим Минигазимович
Оперативное управление процессом пиролиза углеводородов
Деревянов Максим Юрьевич
Оптимальное управление процессом вакуумной цементации деталей буровых долот
Агеев Олег Вячеславович
Ресурсосберегающее управление процессом филетирования рыбы на основе мехатроники
Меликов Агаси Зарбали оглы
Ситуационное управление процессами обслуживания потребителей на распределительных нефтебазах
Шведов Николай Георгиевич
Автоматизация и управление процессом многолезвийной механической обработки на основе динамического моделирования технологической системы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net