Введение к работе
з '. .
Актуальность проблемы. В стране насчитывается- большое количество трубопроводов, составной частью которых является запорная арматура. Она широко используется 6 химической, Газа- и нефтеперерабатывающей промышленности. Потребность в валорной арматуре, с учетом постоянного восстановления существующих трубопроводов и прокладкой норых, достаточно велика, а с учетом перспективы роста добычи нефти, газа И их переработки - будет неуклонно Возрастать.
Среди типов запорной арматуры кракы являются преобладающими По объему производства и применения.
До относительно недавнего времени наиболее распространенным!! были конические краны различию конструкций. Однако их эксплуатация и производство выявили ряд недостатков конического эатворз: опасность заклинивания, трудности изготовления точно соответствующих' друг другу по конусности корпуса и пробки.
Краны й?е со сферическим затвором (шаровые краны) обеспечивают надежную герметичность, менае чувствительны к неточностям изготовления, меньще по габаритам и весу, их изготовление менее трудоемко, хотя И требует учета ряда специфических особенностей, связанных с получением точных по форме и размерам (7-8 квалитет) и низкой шероховатости CRa 0,63:0,32) незамкнутой сферической поверхности. За последние голы иаровые краны получили широкое распространение и Вытесняют конические краны из ряда областей применения, однако перевод бытовой техники на новый вид арматуры влечет за собой создание целой отрасли пнмыгаленности, носящей ярко выраженный массовый характер, что подтверждает актуальность работ, ведущихся в.данное направлении,
Настоящая диссертация посвящена изысканию и разработке наиболее производительных процессов обработка сферических поверхностей пробок и ушшиительиых колец, повывздгсо точности И снижению перо-iioBaijciii каитактир'утопци пар в условиях серийного производства. В качестве основного объекта исследования принят шаровой кран; Dy IB Ру ISO (материал проЗкн - сталь ОЭГ^С, материал уплотнительнш колец - капролон)(рис.1).
Результаты выполненной работа доказывают эффективность прю.їв-нгння разработанных методов обработки незамкнутых сферических Поверхностей при изготовлении детатей шарозья кранов запорной арматура высокого давления.
Работа проведена в соответствии с планом хоздоговорны); работ
но теме 66304 кафедры "Технология машиностроения" совместно с Ак
ционерным обществом - завод "Тшшромарматура" (г.Алексии) к ТОО
"Сфера-3". .
Рис Л. Шаровой кран Dy 15 Ру 160,
Цель работ. Целью работы является повышение надежности функционирования и улучшение эксплуатационных характеристик
даровых кранов запорной арматуры высокого давления путем разработки нового процесса чистовой обработки незамкнутых сферических поверхностей - алмазного хонингований И комплекса технологических' приемов, обеспечивающих высокую полноту контакта сопряженных сферических поверхностей деталей шарового затвора. Для достижения уїсазаннсй цели необходимо было:
провести анализ существующих и возможных перспективных процессов предварительной и отлелочяой обработки неполных сферических поверхностей;
осуществить разработку и научное обоснование нового высокопроизводительного лроцесса отделочной обработки неполных сферических' поверхностей - алмазного хониигования;
осуществить разработку и реализации технологического оснащения предлагаемого процесса;
Исследовать точность предлагаемого процесса-,
' ' - разработать рекомендаций по выбору рациональных условий осуществления процесса.
' Автор задирает}
і.. Разработанный им метод алмазного хонингования незамкнутых сферических поверхностей ііробок паровых кранов запорной арматуры высокого давления.
ё. Кинематику и механизм формообразования неполной сферичест кой поверхности единичным зерном, группой зерен, массивов зерен, представляющим собой йароЕоЙ пояс, и комплектом брусков хонинго-ваяьиой головки.'
3. Статистическую модель рабочей поверхности инсірумента, позволяющую аналитически рассчитать распределение зерен по поверхности инструмента и определить теоретически возможную производительность предлагаемого процесса.
4. Рзсчетна-эксдеримедтаиьцые зависимости, результаты статистического анализа точности обработку незамкнутых сферических поверхностей методов алмазного хонвдгованвд, рекомендации по вибору рациональных технологических параметров предлагаемого Процесса.
6. Приемы достижения точности и высокой полноты контакта сопряженных сферических поверхностен деталей игрового затвора при осуществления сборки кранов с пластмассовым» и метаддшоскшн ун-дотнительвыми кольцами.
Об ід а я и е т и д и к а ц с о яїв д о в а и и sj. В ра
боте использовались теоретические ss зксиер^ігнгааьике иатодн ис
следований. Поставленные, ь работе теоретические задача решались с
применением основних раздояоз аналитической геонатрии, E-LicEefl ма-
те-натигл vi натйыагпчйского анализа, теории шл^-сьадщл ыатерпаноз.
При построении ыатештичесглн іл-дели рабочец пое. рхцостц алмазного
ш.Сїр,меьїа u нровейсаці статистического анализа зкспернИ'гН'ї'зчьпу;;
.О'^ших использовался иаїїіКліічзсів-й <:;:;:a,XiC vcopiv,i ссрсі-тностей.
рациональные- їехао..0їКчбСлЦ0 luiij;'.:rj'i.pi; процесса а;;;;азі!ого хонкнге-
Ьс.;:г.їл определилась с nci.iGwpU (шс-уатпчоскс-С "сордіі плгл:,іроtсіїі;л
аіхнеріаоііта.
К.:оі!єрк,:еі;;аліі:':;е исследовании расрас'отаь.-хто процесса аЛ^.П-НОГО XOmUIi'OiJcyiV.Ji ПеПОЛьЬ.Х ОдЄрП4ССГіі!Х П03ЄрлГ,С0ТЄН KpCCi.'
го крана nv 10 !'у 1CQ прсизьод'.ьг.нсъ на onu-iiio-r.^urjjjjouivjf; уста-ьоіко, сі.юіїїііроіиишой ка базе рорїИїїадьііо-^Рросрпогй станка. -Точностные и силовые зависимости сили получены Ко результатам- проведенных экспериментов.
Реиение задачу расчета числа Зерен, расположенный на рабочей поверхности алмазного инструмента. и учасївуюшпи в Процессе резания, определение теоретически bgsmoshoiS производительчостн обработки осуществлялось с применением' персонального компьютера IBM
7 PC/At 336 с использозешіем языка программирования Qutk Baslk 4.5.
H а у.чи а я н о п и з н а. Предложен, теоретически и экспериментально обосновал новій способ чистовой обработки незамкнута -of едических пойеьхностей - алмазное хокингование плавающим инструментом с внутренней конический рабочей поверхностью, оснащенной алмазними брусками. Найдены аналитические зависимости погрешностей обработки' от геометрических . неточностей технологической системы; ^сказано, что отклонении от сферичности распределятся по вакону. Релея; установлены корреляционно-регрессионные зависимости: . . - точности обработки (правильность геометрической формы получаемой сферйчесісой поверхности) от давления инструмента на обрабатываемую поверхность, соотношения частот Бращения инструмента и детали и зернистости алмазньй; брусков;
- съема металла в единицу времени от параметров процессе (давления хонкиговалыгай головки, соотноаения частот вращения " зернистости);
и доказана высокая ксправлявдая способность процесса алмазного хо-нкитозанйя (характеризуемая значеннями коэффициента корреляции в пределах 0,04 - 0,55), гіозволяюйзд повысить точность на 1-2 квали-тета и улучшить качество получаемой сферической поверхности.
П р а В т й ч в с к а а. ц е н н о о 1 ъ. Внедрение нового высокопроизводительного процесса алмазного хонйнговаиия незамкнутых сферических поверхностей пробок шаровых краноа позволяет снизить трудоемкость изготовления, уменьшить объем притирочных работ, улучшитьі как - качество обработанной поверхности (шероховатость), так и ее точность (правильность .геометрической формы - сферичность). '
Решена задача технологического обеспечения процесса алмазного хонйнгования приемлемого для условий серийного производства и jr-
8 пользуемого для экспериментальных исследований предлагаемого процесса. На основании точностных исследований И аналитических расчетов даны практические рекомендации по выбору рациональных режимов обработки.
Предложен комплекс технологических приемов, обеспечивающих более надежное достижение контакта сопряженных сферических поверхностей деталей шарового затвора при сборке.
Реализация работу. Полученные в работе результаты и рекомендации использованы при изготовлении опытной партии сферических, пробок диаметром Ю мм. Отработанный на опытной партии процесс алмазного конингования внедрен в ТОО "Сфера-З" при серийном производстве шаровых кранов Dy ІБ Ру 160 и рекомендован к внедрен на Алєіїсинском заводе "Тяжпромарматура". Экономический эффект от использования разработанного метода алмазного конингования составил 4 461 тыс. рублей.
Апробация работы. Основные положения диссер--талии изложены и обсуядены на 2 научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета в 1994-1935 г.г., на 2 международных научно-практических конференциях "Ресурсосберегающая технология машиностроения" (г. Москва, 1993-1994 г.г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опублшсо-вано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов, заключения, библиографического списка и приложений. Работа содержит 107 страниц машинописного текста, 46 рисунков, список использованной литературы из 71 наименований и 35 страниц приложений.
