Теоретичні і експериментальні дослідження процесу розділення трубного прокату за схемою ексцентричного закручування
Анотація
Карнаух С. Г.
Теоретичні і експериментальні дослідження процесу розділення трубного прокату за схемою ексцентричного закручування
У роботі приведені результати теоретичних й експериментальних досліджень енергосилових параметрів процесу розділення, геометричної точності трубчастих заготовок способом «ексцентричного закручування». Розроблена математична модель обладнання з «кривошипно-круговим» механізмом для відрізки труб «ексцентричним закручуванням». Проведене моделювання технологічного процесу відрізки труб «ексцентричним закручуванням» з використанням програмного комплексу DEFORM. Для перевірки результатів теоретичних розрахунків проведені експериментальні дослідження розділення труб на установці оригінальної конструкції. Відрізані трубчасті заготовки мають задовільні показники геометричної точності. Отримані результати експериментальних досліджень задовільно узгоджуються з теоретичними даними, які розраховані, як за допомогою запропонованої математичної моделі, так і спеціалізованої програми DEFORM. Розбіжність максимальних значень моменту відрізки, отриманих теоретично та експериментально, не перевищує 6%. Теоретичні результати виявилися трохи заниженими, що пов'язано з необхідністю більш коректного обліку тертя в обертальних парах. А також з деякою невідповідністю механічних властивостей матеріалу експериментальних зразків з матеріалом із бази сталей самої програми DEFORM. Для промислового впровадження результатів досліджень запропонована конструкція установки із клиношарнірним приводом з увігнутим клином у комбінації з «кривошипно-круговим» механізмом для розділення труб за схемою «ексцентричного закручування». Клиношарнірний механізм із увігнутим клином має збільшені опорні поверхні, невелику висоту ланок за напрямком дії робочої сили. Тому застосування в машинах клиношарнірного механізму з увігнутим клином забезпечує меншу пружну деформацію й динаміку машини, підвищення коефіцієнта використання ковальсько-пресового устаткування. При цьому розвинена площа опори шатуна у повзуні «кривошипно-кругового» механізму знижує питомі сили в цій опорі й сприяє гасінню коливань, що в комбінації з малою деформаційною зоною призводить до високої динамічної стійкості й відсутності розгойдування на фундаменті.
Посилання
Wang J., Ibaraki S., Matsubara A. A cutting sequence optimization algorithm to reduce the workpiece de-formation in thin-wall machining. Precision Engineering. 2017. 50, pp. 506–514. DOI: https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2017.07.006.
Gang Wang, Shifan Qiao, Guang Wang, Huan Jiang. Cutting depth of pile materials subjected to the abrasive waterjet and its prediction model. Tunnelling and Underground Space Technology. 2022. 124, pp. 104–473. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tust.2022.104473 .
An H. P., Li L., Wang L. Research on designing project of transmission system about machine for cutting metal cannulation. Coal Technology. 2009. 12, pp. 17–19.
Jiang Y., Pi J., Xiao J., Zhang Y., Jiang T., Yang G., Shen Z. A novel method for effecting flexible guided wave propagation in elliptical vibration cutting. Precision Engineering. 2012. 72, pp. 437–447. DOI: https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2021.06.006.
Karnaukh S.G. Improvement of equipment for separating long products into dimensional blanks. Materials Working by Pressure. Kramatorsk : DSEA. 2017. 2(45), pp. 154–160 (in Russian).
Shigematsu S., Tanigawa H., Aburadani A., Takeda N., Kakudate S., Mori S., Merola M. Verification test re-sults of a cutting technique for the ITER blanket cooling pipes. Fusion Engineering and Design. 2012. 87(7-8), pp. 1218–1223. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2012.02.108.
Qian Y. P., Huang X., Zhou X. Z. Development of a tube cutting head for thin-walled stainless steel. Ma-chine tool and hydraulics. 2014. 16, pp. 18–19.
Zhe Zhang, Dong Liu, Zhenfei Li, Yangyang Zhang, Runqiang Zhang, Yanhui Yang, Yuhua Pang, Jianguo Wang. Study on the shear-torsion deformation of rotary tube piercing process for nickel base superalloy. Journal of materials processing technology. 2021. 295, pp. 117–153. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2021.117153.
Yi J., Qian Y., Shang Z., Yan Z., Jiao Y. Design of cutting head for efficient cutting machine of thin-walled stainless steel pipe. Procedia engineering. 2017. 174, pp. 1276–1282, DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.01.302.
Yi J., Qian Y., Shang Z., Yan Z., Jiao Y. Structure analysis of planetary pipe cutting machine based on an-sys. Procedia Engineering. 2017. 174, pp. 1283–1288. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.01.272 .
Pat. 51501 Ukraine, B23D 31/00, B23D 23/00. Device for separating long rolled products into standard workpieces using the method of eccentric twisting. Karnaukh S. G., Karnaukh D. S. u200911584; declared 11/13/2009; published 07/26/2010. Bull. No. 14 (in Russian).
Kasuga Y., Machida T., Kato N. Effect of cutting conditions on press cutting of a square pipe. Journal of Materials Processing Technology. 2003. 143, pp. 716–722. DOI: https://doi.org/10.1016/s0924-0136(03)00367-4.
Vladimirov E. A., Sholeninov V. E. Complex calculation of the actuating mechanism of a press with Assur groups of arbitrary structure. Improvement of processes and mastery of vice processing in metallurgy and mechanical engineering : Thematic collection of works. Kramatorsk: DSEA. 2007, pp. 316–321 (in Russian).
Roganov L. L., Chosta N. V. Promising design schemes of machines for separating rolled products with a wedge-hinged mechanism. Improvement of processes and processing with a vice in mechanical engineering and met-allurgy : Collection of scientific works. Kramatorsk – Slovyansk : DSEA. 2000, pp. 437–439 (in Russian).