НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ В МАШИНОБУДУВАННІ Вісник КНУ імені

НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ В МАШИНОБУДУВАННІ
UDC 621.981.216
КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РОТАЦИОННОГО
ПРОФИЛИРОВАНИЯ ОБОДЬЕВ КОЛЕС
Мосьпан Д.В.
Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского
ул. Первомайская, 20, 39600 г. Кременчуг, Украина. E-mail: [email protected]
Предложена классификация и характеристики основного оборудования применяемого для изготовления
ободьев автомобильных и тракторных колес. Приведена классификационная схема машин для ротационного
профилирования. Даны рекомендации по совершенствованию оборудования.
Ключевые слова: ротационное профилирование, классификация, обод, колес.
CLASSIFICATION AND CHARACTERISTIC OF THE EQUIPMENT FOR ROTATIONAL PROFILING
OF WHEEL RIMS
Mospan D.V.
Mykhaylo Ostrogradskiy National University of Kremenchuk
Pervomayskaya st. 20, Kremenchug, 39600, Ukraine. E-mail: [email protected]
Classification and characteristics of the basic equipment used for manufacturing of motor and tractor wheels are presented. A classification scheme of machine tools for rotational profiling is given. Recommendations on perfection of the
equipment are given.
Key words: rotational profiling, classification, rim, wheel.
КЛАСИФІКАЦІЯ Й ХАРАКТЕРИСТИКА ВСТАТКУВАННЯ ДЛЯ РОТАЦІЙНОГО
ПРОФІЛЮВАННЯ ОБОДІВ КОЛІС
Мосьпан Д.В.
Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
вул. Першотравнева, 20, 39600 м. Кременчук, Україна. E-mail: [email protected]
Запропоновано класифікацію й характеристики основного устаткування, що застосовується для виготовлення ободів автомобільних і тракторних коліс. Наведено класифікаційну схему машин для ротаційного профілювання. Надано рекомендації з удосконалювання встаткування.
Ключові слова: ротаційне профілювання, класифікація, обід, коліс.
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В последнее время
в автомобиле- и тракторостроении значительно увеличена номенклатура выпускаемой продукции, т.е.
растет количество марок выпускаемых машин и
разнообразие комплектующих деталей. Следовательно, возрастает потребность и в производстве
ободьев колес. Для удовлетворения возрастающего
спроса на профилированные ободья колес необходимо совершенствовать оборудование для их производства. Для оценки возможности применения новых технических решений в области производства
ободьев колес необходимо применять эвристические
методы, методы оптимального проектирования,
принятия решений и прогнозирования. Выбор методов формообразования применяемого оборудования
чрезвычайно затрудняется без разработки основных
положений и принципов общей классификации.
Классификационная схема позволяет выявить среди
множества процессов и оборудования для производства ободьев колес оптимальные, определить по
выбранным критериям перспективные технические
решения.
Классификация способов производства ободьев
колес достаточно полно отражена в работе [1]. Вопросы классификации профилировочного оборудования ранее не рассматривалась. Воспользоваться
существующими классификациями оборудования
для производства гнутых профилей [2] и формообразования цилиндрических заготовок с использова-
нием ротационных машин [3] из-за значительных
различий в конструктивном исполнении и организации технологического процесса крайне затруднительно. Поэтому возникла потребность в классификации оборудования для радиального профилирования ободьев колес.
Целью данной работы является разработка классификации оборудования для радиального профилирования ободьев колес и дать рекомендации по ее
совершенствованию.
МАТЕРИАЛЫ
И
РЕЗУЛЬТАТЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ. Для формоизменения листовых
заготовок используется как универсальное кузнечно-прессовое оборудование общего применения, так
и специализированное оборудование, которое включает обкатное, раскатное, профилировочное с вращательным движением заготовки или деформирующего инструмента.
Учитывая, что спрос на ободья колес, изготавливаемых из цилиндрических листовых заготовок,
постоянно возрастает, необходимо создавать соответствующее оборудование для их изготовления и
правки. Это невозможно без детальной классификации оборудования для ротационного профилирования. Оборудование для ротационного профилирования можно включить во множество машин, предназначенных для деформирования заготовки с локальным очагом деформации [3]. Принцип действия таких машин основан на вращательном движении ра-
Вісник КНУ імені Михайла Остроградського. Випуск 6/2010 (65). Частина 1
74
НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ В МАШИНОБУДУВАННІ
бочего органа. В некоторых случаях используется
возвратно–поступательное движение рабочего органа, но это неприменимо для производства ободьев
колес.
Кузнечно-штамповые машины, у которых использованный механизм или рабочий орган совершает вращательное движение, относится к классу
(множеству) ротационных машин [3]. В это множество включено подмножество машин ротационного
профилирования. Следовательно, при разделении
ротационных машин по технологическому назначению в классификацию следует включить профилировочные машины. Ротационно-профилировочные
машины можно классифицировать в соответствии с
приведенной схемой классификации (рис. 1).
По расположению рабочих профилировочных
роликов профилировочные машины разделяют на
консольные и проходные.
Процессу профилирования присущи преимущества технологических процессов с локальным очагом пластического деформирования, но по схеме
расположения зон деформации оборудование можно
классифицировать на машины, обеспечивающие
равномерность зон деформации по периметру заготовки и с одной зоной деформации. В свою очередь,
машины, которые обеспечивают равномерность зон
деформации по периметру заготовки, могут быть
радиально-ротационно-профилировочными (РРП) и
радиально-осевого ротационного профилирования
(РОРП).
По технологическому названию профилировочные машины можно разделить на формообразующие
и калибрующие. Формообразующие, в свою очередь, подразделяют на машины для гибки-формовки
и гибки-отбортовки. Формообразующие операции
могут проходить как с обеспечением продольной
деформации (на Украине и странах близкого зарубежья это не используется), так и по традиционной
схеме без обеспечения продольной деформации.
Первое обеспечивается применением валковосегментного инструмента (валков), а при радиальноротационно-осевом профилировании - качающимся
роликом, поперечно-винтовой прокаткой.
При гибке-формовке образуются две области
монотонного деформирования: элементы полки
формуются раздачей, элементы ручья – обжимом
исходной кольцевой заготовки. При гибкеотбортовке наблюдается преимущественная подгибка краевых частей (полок) без заметного смещения
элемента ручья.
По конструктивному исполнению профилировочные машины могут быть специализированного
назначения, модульной конструкции и универсальные. В современном производстве ободьев колес в
подавляющем большинстве применяют специализированное оборудование, основными узлами которого является станина, узел верхнего профилировочного ролика, узел нижнего профилировочного
ролика, привод вращения профилировочных роликов, привод сближения профилировочных роликов,
привод осевого пересечения полувалов с секциями
нижних профилировочных роликов, механизм фиксации полувалов, механизм регулирования положения ползуна верхнего профилировочного ролика,
гидростанция. В профилировочных машинах устанавливаются ролики для выполнения различных
формообразующих и калибрующих операций. В
связи с этим большинство профилировочных машин
можно считать универсальными. Более универсальна машина [4], в которой установлены калибрующие
ролики, кинематически связанные с профилирующими. При этом калибрующие ролики осуществляют дополнительное поджатие профилирующих, повышая жесткость последних и качество получаемых
ободьев. Возможно изготовление машин с модульной и блочной конструкцией инструмента, узлов
привода и т.д. Машины модульной конструкции, как
правило, удобны в эксплуатации и более ремонтопригодны, более надежны.
Привод сближения рабочих профилировочных
роликов может быть гидравлическим (в большинстве случаев), пневматическим и механическим. Ход
ползуна регулируется с помощью винтовой системы, ручной или электроприводной.
Привод вращения профилировочных роликов
включает двигатель (гидравлический или электрический) и зубчатый редуктор с маховиком и без него. В конструкциях современных машин не решены
вопросы плавной регулировки скорости вращения.
Это позволило бы существенно увеличить производительность машин путём создания условий для
разгона профиля в процессе его обработки, для профилирования с использованием сложной временной
зависимости скоростей вращения.
Для разработки общего классификатора процессов, инструмента и оборудования ротационного
профиля и создания единой системы проектирования необходима индефикация и индексация дискретных множеств составляющих системы.
ВЫВОДЫ. Приведенная классификация и основные характеристики профилировочного оборудования позволяют дать следующие рекомендации:
1. Конструкция машины должна иметь открытую зону для обслуживания и смены основного технологического инструмента профилировочных роликов.
2. Для повышения производительности машины конструкцию привода вращения профилировочных роликов необходимо выполнить с возможностью обеспечения мягкой автоматической регулировки скорости вращения.
3. Привод нижних профилировочных роликов
конструировать с разделением привода вращения и
привода осевого перемещения.
Вісник КНУ імені Михайла Остроградського. Випуск 6/2010 (65). Частина 1
75
Рисунок 1 – Классификационная схема ротационных профилировочных машин
НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ В МАШИНОБУДУВАННІ
Вісник КНУ імені Михайла Остроградського. Випуск 6/2010 (65). Частина 1
76
НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ В МАШИНОБУДУВАННІ
ЛИТЕРАТУРА
1. Коноваленко О.Д. Аналіз сучасного стану
профілювання коліс транспортних засобів. Металлургическая и горнорудная промышленность. Днепропетровск: Издательство Имет АУ. – 2002. – № 8-9.
– C. 548-559.
2. Евстратов В.А., Пивовар В.О., Коворотный.
Классификация и характеристика оборудования для
профилирования // Кузнечно-штамповочное производство. – 2009. – № 2. – С. 26-30.
3. Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков
Е.Н. Кузнечно-штамповое оборудование: Учебник
для вузов / Под ред. Л.И. Живова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Боумана. – 560 с.
4. Драгобецкий В.В., Мосьпан Д.В. Маркевич
А.Г., Бойко Ю.А. Патент на корисну модель №
48522 «Пристрій для радіального ротаційного профілювання» МПК B26F 1/100 от 25.08.2009. Бюл. №
6, 2010 р.
REFERENCE
1. Konovalenko FD Analysis of the current state of
the profiling wheel vehicles. Metallurgical and Mining
Industry. Kiev: Publishing Have AU. – 2002. – № 8-9.
Pp. 548-559 [in Ukrainian].
2. Yevstratov V.A., Brewer V.O., Kovorotny. Classification and characteristics of equipment for profiling /
Forging-stamping production. – 2009. – № 2. – S. 26-30
[in Russian].
3. Zhivov L. Ovchinnikov, AG, Skladchikov EN
Forging and stamping equipment: textbook for high
schools, Ed. LI Zhivov. – M.: Publishing MSTU. NE
Bowman. – 560 р. [in Russian].
4. Dragobetsky V.V., Mospan D.V., Markevich A.,
Bojko Y. Patent for korisnu model number 48522 "Pristrіy for radіalnogo rotatsіynogo profіlyuvannya" IPC
B26F 1 / 100 of 25.08.2009. Bull. № 6, 2010 p. [in Russian].
Стаття надійшла 30.06.10
Рекомендована до друку
д.т.нпроф. Драгобецьким В.В.
Вісник КНУ імені Михайла Остроградського. Випуск 6/2010 (65). Частина 1
77