Журнал - Вісник Донбаської державної машинобудівної академії 2010 №1 (6Е)

Подождите немного. Документ загружается.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

204

УДК 621.9

Рычков Д. А., Янюшкин А. С., Лобанов Д. В., Ковалевский С. В., Мишура Е. В.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

НА ПРИМЕРЕ ФРЕЗЕРОВАНИЯ

Для любого типа производства характерно непрерывное совершенствование техноло-

гий изготовления продукции, внедрение прогрессивных способов и методов подготовки

и осуществления технологического процесса, применение широкого спектра современных

режущих инструментов. Рациональный выбор режущего инструмента во многом определяет

достижение высоких качественных и точностных характеристик изделия, оказывает влияние

на себестоимость и производительность обработки [1].

Высокая вариативность конструкций режущего инструмента, особенно сборных, ко-

торыми располагает современная промышленность, а также неоднозначность потребностей

в нем при изготовлении изделий в каждом конкретном случае создает трудности при выборе

инструмента, соответствующего условиям производства. В связи с этим оптимизация выбора

и подготовки режущего инструмента является актуальной задачей на сегодняшний день.

Выбор оптимальной конструкции режущего инструмента реализуется через соотно-

шение значимости критериев: производительности обработки, работоспособности инстру-

мента и экономической целесообразности его применения, а также качества обработанной

поверхности [2].

Одним из параметров, влияющих на значения перечисленных критериев, является пе-

риод стойкости инструмента. Сложность определения этой величины заключается в том, что

затруднительно получить достоверное значение при варьировании обрабатываемого и инст-

рументального материалов без проведения экспериментов и разработки математической мо-

дели, что приводит к неоправданным затратам времени и средств [3]. Поэтому необходимо

создание методики, позволяющей произвести расчет периода стойкости режущего инстру-

мента с учетом различных факторов процесса резания.

Эта проблема решена нами путем создания единой методики, позволяющей произве-

сти расчет периода стойкости на примере фрезерования, учитывая конструктивные парамет-

ры режущего инструмента, прочностные характеристики обрабатываемого и инструменталь-

ного материалов и режимы резания.

Кроме того, из-за наличия широкой номенклатуры режущих инструментов, возникает

проблема хранения и обработки информации об их характеристиках [4] , которая решена пу-

тем разработки программного модуля, позволяющего создавать базы данных конструктив-

ных решений.

Целью данного исследования будет являться разработка и обоснование методики тео-

ретического определения периода стойкости сборного инструмента.

Для решения поставленной в исследовании задачи, выявим основные процессы,

влияющие на стойкость инструмента при фрезеровании, для чего воспользуемся положения-

ми кинетостатики. Выделим момент времени, когда силы, действующие на систему режущий

инструмент – деталь будут иметь максимальные значения (рис. 1) и уточним их.

При резании материала на срезаемый слой со стороны режущего инструмента дейст-

вует сила трения

кр

тр

F , которая связана с упругим сопротивлением обрабатываемого материа-

ла и возникновением реакции

кр

N . Направление силы трения

кр

тр

F совпадает с направлением,

образованным пересечением задней и боковой поверхностей режущего элемента, а направ-

ление

кр

N перпендикулярно направлению

кр

тр

F . В результате вращения фрезы и наличия цен-

тробежного ускорения

на кромке инструмента возникает сила инерции

Ф , направленная

в противоположную сторону относительно

a . Со стороны срезаемого слоя материала на

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

205

режущий элемент действует сила трения по передней поверхности

пер

тр

F , которая связана

с упругим сопротивлением инструментального материала и возникновением реакции

пер

Направление силы

пер

тр

F совпадает с направлением пересечения передней и боковой поверх-

ностей режущей кромки, а направление

пер

перпендикулярно направлению

пер

тр

Рис. 1. Распределение сил при фрезеровании материала

Определяя период стойкости инструмента необходимо учесть влияние на его режу-

щую кромку всех перечисленных сил, которое выражается через действие результирующей

силы

рез

F , которая в дальнейшем определит величину давления Р на режущий элемент,

влияющего на износ инструмента в процессе обработки. В этом случае сила

рез

F характери-

зует момент, возникающий при резании материала.

Для определения

рез

воспользуемся принципом Даламбера. Выделим в системе «ин-

струмент – деталь» оси проекций: ось y направлена перпендикулярно оси фрезы; ось х на-

правлена перпендикулярно направлению оси y.

Таким образом, сумма проекций сил на оси х и у будет равна нулю:

0cossinsincos;0)( =+⋅−⋅+⋅−⋅=

∑

рез

кр

тр

пер

тркрперi

FFFNNxF

αγαγ

; (1)

0sinsincoscos;0)( =⋅+⋅+−⋅−⋅−=

∑

γαγα

пер

кр

тр

nпер

тркрi

NFФFNyF , (2)

где

– передний и задний углы режущего элемента;

fNF

кр

тр

⋅= ; (3)

fNF

пер

тр

⋅= , (4)

f – коэффициент трения между материалами.

Учитывая то, что реакции

кр

N и

пер

N зависят от упругих свойств инструментального

и обрабатываемого материалов, получим:

обр

сжкр

SN ⋅=

;

инстр

сжпер

SN ⋅=

где

обр

сж

– предел прочности на сжатие обрабатываемого материла, МПа;

инстр

сж

– предел прочности на сжатие инструментального материла, МПа;

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

206

cos

обр

⋅

= – площадь сечения срезаемого слоя, в направлении перпендикулярном

действию силы

кр

N , м

;

tBS

инстр

⋅= – площадь сечения режущего элемента, на контактирующей поверхно-

сти, м

; В – ширина режущего элемента, м; t – глубина резания, м.

Таким образом, получим:

обр

сжкр

⋅

cos

; (5)

инстр

сжпер

tBN

⋅⋅= . (6)

Сила инерции

Ф режущего инструмента определяется по формуле:

mФ

= ,

где V – скорость резания, м/мин; R – радиус резания, м; m – масса инструмента, кг.

Для дальнейших расчетов введем некоторые допущения. Объемы корпусной и режу-

щей частей инструмента будем рассматривать укрупнено как объемы простых геометриче-

ских тел:

всвскорпкорп

QQm

⋅

где

корп

вс

– плотности материалов корпуса и режущей части сборного инструмен-

та, кг/м

;

корп

Q ,

вс

Q – укрупненные объемы корпусной и режущей частей инструмента, м

;

корп

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

−

⋅

ππ

где D – диаметр корпусной части, м; d – диаметр посадочного отверстия, м;

всвсвсвс

сbaQ

⋅

где

вс

a – длина вставки, м;

вс

b – ширина вставки, м;

вс

с – толщина вставки, м;

всвсвсвскорп

сbaB

ρρ

ππ

⋅⋅⋅+⋅⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅

−

⋅

;

()

сbaBdDФ

всвсвсвскорп

⋅

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⋅⋅⋅+⋅⋅−=

ρρ

. (7)

Подставив (3) и (4) в (2), получим:

0sinsincoscos =⋅+⋅⋅+−⋅⋅−⋅−

γαγα

перкр

NfNФfNN ;

γα

cossin

sincos

⋅−⋅

⋅−+

перкр

NNФ

f . (8)

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

207

Подставив (3) и (8) в (1), получим:

cossin

sincos

)sincos(sincos =+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅−⋅

⋅−+

⋅⋅−⋅−⋅−⋅

рез

перкр

перкркрпер

NNФ

NNNN

γα

γααγ

;

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⋅−⋅

⋅−+

⋅⋅−⋅+⋅−⋅=

γα

γαγα

cossin

sincos

)sincos(cossin

перкр

перкрперкррез

NNФ

NNNNF

где

перкр

ФNN ,, определяются по формулам (5), (6) и (7) соответственно.

Давление, которое оказывает сила

рез

F на режущую кромку инструмента при фрезе-

ровании, определяем по формуле:

рез

⋅

= . (9)

Таким образом, расчетный период стойкости режущего инструмента при фрезерова-

нии определяется по формуле:

ТЭ

КТТ

⋅

где

Т – период стойкости, полученный экспериментально, мин;

– коэффициент

стойкости, зависящий от параметров инструментального и обрабатываемого материалов, ис-

следуемых и полученных экспериментально;

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−⋅

инстр

обр

инстр

обр

где P и

Р – расчетные значения давления на режущую кромку соответственно для

исследуемой системы «инструмент – деталь» и основанное на имеющихся эксперименталь-

ных данных, Н/м

;

инстробр

НН , – твердость обрабатываемого и инструментального материалов для ис-

следуемой системы «инструмент – деталь», HRA;

инстр

обр

НН , – твердость обрабатываемого и инструментального материалов, на ко-

торых был получен экспериментальный период стойкости, HRA.

Рассчитанное по приведенной методике значение периода стойкости используется

при определении критериев работоспособности инструмента и экономичности [2].

Методика сравнительного анализа реализована в виде автоматизированной програм-

мы определения оптимальной конструкции, интерфейс которой позволяет работать с базами

данных, а также

производить расчет и определение оптимальной конструкции режущего ин-

струмента при заданных условиях производства.

Диалоговое окно модуля программы, предназначенного для выбора оптимальной кон-

струкции инструмента, представлено на рис. 2. Разработанный программный продукт вклю-

чает в себя 2 модуля. Первый модуль позволяет создавать базу данных сборных инструмен-

тов [3], второй – производить сравнительный анализ конструкций и выбирать

режущий ин-

струмент, наиболее подходящий в зависимости от задаваемых условий производства [4].

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

208

Рис. 2. Распределение сил при фрезеровании материала

Программа позволяет в диалоговом режиме задавать исходную информацию, необхо-

димую для анализа, критерии для расчета и режимы резания. В зависимости от введенной

информации, производится расчет, результат которого выводится в нижней части диалогово-

го окна в виде оптимального варианта конструкции режущего инструмента с описанием его

номера в базе данных, стоимости и конструктивного

исполнения режущей части.

Реализация представленной методики дает возможность повысить уровень автоматиза-

ции инструментального обеспечения на предприятиях, сократить время на поиск рационально-

го варианта конструкции для варьируемых условий производства практически в два раза.

ВЫВОДЫ

Таким образом, представленная методика позволяет получить численное значение пе-

риода стойкости режущего инструмента без необходимости проведения дополнительных

экспериментальных исследований и оценить конструкции инструмента в зависимости от за-

даваемых условий производства. Решена важная задача хранения и обработки информации

по конструкциям режущих инструментов, имеющихся в распоряжении предприятия. В ре-

зультате применения методики

сравнительного анализа, реализованной в виде программного

обеспечения, резко сокращается время на поиск наиболее рационального варианта конструк-

ции режущего инструмента. Кроме того, совмещение модулей, позволяющих создавать базу

данных инструментов и проводить сравнительный анализ конструкций, дает возможность

рассчитать и выявить оптимальную конструкцию режущего инструмента на основе данных,

имеющихся на предприятии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лобанов Д. В. Оптимизация выбора режущего инструмента на основе методов сравнительного

анализа / Д. В. Лобанов, А. С. Янюшкин, Д. А. Рычков // Фундаментальные и прикладные проблемы машино-

строения «Технология – 2010» : материалы XII Международной научно-технической конференции, 7–11 июня

2010 г, Орел. – ОГТУ : Орел. – 362 с.

2. Янюшкин А. С. Сравнительный анализ конструкций фрезерного инструмента для

обработки ком-

позиционных материалов / А. С. Янюшкин, Д. В. Лобанов, Д. А. Рычков // Системы. Методы. Технологии. – 2009. –

№ 3. – С. 83–85.

3. Рычков Д. А. Программные продукты для автоматизации подготовки инструментального произ-

водства на предприятиях / Д. А. Рычков, А. С. Янюшкин, Д. В. Лобанов // Научно-техническое творчество мо-

лодых. Ползуновский альманах. – Алтайский гос. техн

. университет им. И. И. Ползунова : Барнаул, 2008. – № 4. –

С. 214–216.

4. Комплексная автоматизация проектирования, подготовки и управления инструментальным произ-

водством / А. С. Янюшкин, Д. В. Лобанов, Д. А. Рычков, Т. Е. Лисова // Современные проблемы механики : ма-

териалы международной научно-технической конференции : Ташкент, 2009. – 416 с.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

198

ПОВЫШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

МАШИН ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ ТРЕНИЯ В ГИДРОЦИЛИНДРАХ ИХ ПРИВОДА

Роганов Л. Л., Роганов М. Л., Абрамова Л. Н., Рудченко А. С.

Определены материалы, из которых наиболее часто изготавливают уплотнения и тре-

бования, предъявляемые к этим материалам. Описана разработанная экспертная система

сравнительной оценки, применяемых в гидроцилиндрах типов уплотнений. Проведен их

сравнительный анализ по восьми параметрам. Предложена конструкция наиболее перспек-

тивного узла уплотнения для повышения коэффициента полезного действия гидроцилиндров

привода и технологических машин в целом. Представлены рекомендации по мероприятиям,

которые необходимо провести для повышения надежности эксплуатации регулируемой

втулки-уплотнения. Приведено описание функционирование системы автоматизированного

управления узлами уплотнений гидравлических аппаратов.

Визначені матеріали, з яких найчастіше виготовляють ущільнення і вимоги, що

пред'являються до цих матеріалів. Описана розроблена експертна система порівняльної оцін-

ки, вживаних в гідроциліндрах типів ущільнень. Проведений їх порівняльний аналіз за вісь-

мома параметрами. Запропонована конструкція найбільш перспективного вузла ущільнення

для підвищення коефіцієнта корисної дії гідроциліндрів приводу і технологічних машин в ці-

лому. Представлені рекомендації до заходів, які необхідно провести для підвищення надій-

ності експлуатації регульованої втулки-ущільнення. Приведений опис функціонування сис-

теми автоматизованого управління вузлами ущільнень гідравлічних апаратів.

Materials, from which most compressions and requirements are often made required, pro-

duced to these materials, are considered. The developed consulting model of comparative estima-

tion is described, applied in the hydraulic cylinders of types. Their comparative analysis is con-

ducted according to eight parameters. The design of the most promising site seal to improve the ef-

ficiency of hydraulic cylinders drive and technological machinery in general is offered. Recom-

mendations are presented in accordance with measures which must be conducted for the increase of

reliability of managed hobs-compressions reliability. Description functioning of the automated

management systems by knots of compressions of hydraulic vehicles.

Роганов Л. Л. д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой МТО ДГМА

mto@dgma.donetsk.ua

Роганов М. Л. канд. техн. наук, доц., дир. ИПКПК

Абрамова Л. Н. канд. техн. наук, ст. преп. кафедры ОПМ ДГМА

Рудченко А. С. аспирант ДГМА

ДГМА – Донбасская государственная машиностроительная академия, г. Краматорск

ИПКПК – Институт повышения квалификации и переподготовки кадров, г. Краматорск

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

199

УДК 62-531.1

Роганов Л. Л., Роганов М. Л., Абрамова Л. Н., Рудченко А. С.

ПОВЫШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ ТРЕНИЯ

В ГИДРОЦИЛИНДРАХ ИХ ПРИВОДА

Повышение коэффициента полезного действия машин при выполнении технологиче-

ских операций является актуальной задачей для любых машин, используемых в технике

и предназначенных для выполнения различных технологических операций в машинострое-

нии, а также на транспорте, сельском хозяйстве, строительстве, горном деле и других отрас-

лях экономики. В этих сферах хозяйственной деятельности находят широкое применение

машины с гидроприводом, главной особенностью которых является применение для выпол-

нения технологических операций гидроцилиндров (обеспечивают возвратно-поступательное

движение рабочих органов машин) и гидромоторов (обеспечивают вращательное движение

рабочих частей машины). Далее рассматриваем только гидроцилиндры как наиболее распро-

странённые. Потери энергии в гидроцилиндрах происходит за счёт сил трения в их трущихся

парах. Как правило, трущиеся пары гидроцилиндров снабжаются уплотнениями, которые

в зависимости от конструкции, применяемых материалов имеют различное трение, что в ко-

нечном итоге сказывается на коэффициенте полезного действия гидроцилиндров и гидроаг-

регатов. По конструкции уплотнительные устройства делятся на контактные и бесконтакт-

ные. Контактные уплотнения обеспечивают более высокий уровень герметизации, однако

в них большие потери на трение, износ, сравнительно низкая долговечность. Бесконтактные

уплотнения характеризуются более сложными проблемами с обеспечением герметичности,

однако их преимуществом является невысокое трение, соответственно более высокий коэф-

фициент полезного действия гидроагрегата, уменьшенный износ, охлаждение гидроагрегата

(гидроцилиндра) в процессе работы, более высокий срок службы.

В качестве материалов для уплотнений применяются металлы (сплавы) и неметаллы.

В качестве металлов применяются стали, цветные металлы-бронзы, латуни, баббиты, чугуны,

металлокерамика и т. п.

Значительный более широкий выбор

для изготовления уплотнений из неметаллов.

Среди них выделяются резины разных сортов, прорезиненная сталь, различные по свойствам

полиуретаны, полиамиды, фторопласты, композитные материалы, прессованная древесина,

пластмассы типа капрон, графитопласты и тому подобное. Основные требования к неметал-

лическим материалам для уплотнений являются сравнительно высокая прочность, заполняе-

мость дефектов поверхности трущихся деталей гидроцилиндров, низкий коэффициент тре-

ния, температурная стойкость при низких и высоких температурах, возможность изготовле-

ния уплотнений отливкой и прессованием в пресс-формах и др. [1]. В последнее время стали

применяться уплотнения из неметаллических материалов, форма сечения и размеры которых

обеспечиваются вытягиванием на станках. Назначение этих манжет, форма сечения, размеры

и материалы – могут быть самыми

разнообразными. В качестве материала применяются на-

полненный полиуретан, нитрильный, гидрированный, фторовые каучуки, тефлоны, силико-

ны, полиацеталы, полиамиды и др. материалы [2]. Приведенная технология позволяет изго-

тавливать более 200 типов уплотнений для промышленного гидропневмоприповода, расши-

ряет возможности проектантов гидропневмооборудования, расширяет возможности ее мо-

дернизации.

Если сравнивать различные виды уплотнений с учетом потерь на трение при работе,

то по существующим методикам сравнения [2] наиболее перспективными являются так на-

зываемые щелевые уплотнения с регулируемой уплотнительной щелью [3].

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

200

Целью статьи является повышение коэффициента полезного действия технологиче-

ских машин за счёт снижения трения в гидроцилиндрах их привода путём применения наи-

более эффективного вида уплотнений.

На рис. 1 представлены наиболее употребляемые виды подвижных уплотнений, при-

меняемые в гидроцилиндрах технологических машин в различных отраслях хозяйственной

деятельности. Представлены типовые расчетные зависимости для определения сил трения

при их работе. Как известно общий коэффициент полезного действия гидроагрегата, кото-

рым можно считать гидроцилиндр, складывается из объемного коэффициента полезного

действия, который учитывает в основном потери на трение в гидроцилиндре (1).

Предполагается, что в щелевых уплотнениях потери на трение можно не учитывать

из-за их пренебрежимо малой величины [1]. Щелевые уплотнения допускают некоторую

протечку жидкости, что способствует охлаждению поверхностей трения, вынос загрязнений

жидкости и продуктов износа [4]. Однако из-за допустимых утечек известные щелевые уп-

лотнения уменьшают механический коэффициент полезного действия гидроцилиндров, что

отрицательно сказывается на общем коэффициенте полезного действия гидросистемы [2].

Предлагаемые регулируемые щелевые уплотнения допускают регулировку уплотняе-

мой щели, вплоть до нуля или даже натяга, что снижает соответственно утечки жидкости че-

рез такое уплотнение и соответственно повышает механический коэффициент полезного

действия гидросистемы [1].

Разработана экспертная система сравнительной оценки применяемых в гидроцилинд-

рах типов уплотнений [3]. Выделено восемь параметров, по которым эксперт оценивает тот

или иной вид уплотнений. При этом назначается «идеальное» уплотнение, у которого каж-

дый сравниваемый параметр имеет максимальное количество баллов, сумма которых опре-

деляет баллы для «идеального» уплотнения, кроме того назначается самое несовершенное

уплотнение с минимальными параметрами (равными единице). Остальные уплотнения срав-

ниваются с параметрами «идеального» и несовершенного уплотнения и получают соответст-

вующие баллы, которые затем суммируются по числу параметров и дают общую «цену» рас-

сматриваемого уплотнения по сравнению с другими. Если выбрать восемь параметров всех

уплотнений (герметичность, силы трения, износ, долговечность, температура, рабочее дав-

ление, габариты, стоимость), то «идеальное» уплотнение имеет сумму баллов 72, самое несо-

вершенное имеет сумму баллов 8, шевронные манжеты набирают 36 баллов, круглые рези-

новые кольца – 39 баллов, разработанные щелевые регулируемые уплотнения

набирают

59 баллов. Погрешность разработанной методики сравнительной оценки разных типов уп-

лотнений лежит в пределах оценки эксперта и составляет 10–20 %, что вполне допустимо

для оценочных характеристик.

Представленное на рис. 1 щелевое регулируемое уплотнение может использоваться

для широких условий эксплуатации как в ручном, так и автоматическом режиме регулировки

уплотняемого зазора. Система управления регулировкой зазора

представляет собой возмож-

ность изменения давления среды на поверхность втулки, противоположную зазору, по кото-

рому идет утечка жидкости.

Функционирование этой системы управления регулировкой зазоров осуществляется

таким образом: датчики утечек снимают данные о количестве утечек уплотнительных втулок

гидроцилиндров и передают их на управляющую электронно-вычислительной машины, вме-

сте с ними ещё передаются данные и с датчиков давлений. По соотношению этих данных оп-

ределяется степень износа уплотнительных втулок. Данные, полученные управляющей элек-

тронно-вычислительной машиной, обрабатываются с помощью установленного программно-

го обеспечения и передаются на сумматоры сигналы о величине необходимого давления, т. е.

давление, которое необходимо подать на уплотнение для его оптимальной работы. В этой

системе каждому уплотнению соответствует свой сумматор, который подаёт давление необ-

ходимой величины.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

201

Fтр = π·d

шт

·h·p

·f Fтр = π·d

шт

·h·p

·f·z Fтр = π d

в·p

·f·z Fтр = π·d

·l·p

·f

f = 0,1 – 0,15 f = 0,1 f = 0,1 f = 0,1

а б в г

Fтр ≈ 0 Fтр ≈ 0 Fтр ≈ 0

д е ж

Fтр ≈ 0

Рис. 1. Силы трения в уплотнениях:

а – шеврон; б – круглые кольца; в – поршневые кольца; г – U-образные манжеты; д – щелевые;

е – лабиринтные; ж – гидродинамические; з – регулируемое щелевое уплотнение

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

202

В свою очередь на сумматоры давление подаётся автономной насосной станцией, но

дальнейшие исследования в этой области могут привести к тому, что эта система, при уста-

новке её на прессе будет также как и пресс работать от насосно-аккумуляторной станции,

тем самым, упростив её конструкцию.

В процессе эксплуатации за счет естественного износа трущихся поверхностей зазор

в соединении увеличивается и соответственно увеличивается количество утечек рабочей

жидкости через него. Учитывая величину утечек и свойства материала, из которого изготов-

лена втулка-уплотнение можно рассчитать величину зазора, который образовался в соедине-

нии, и тем самым узнать величину деформации, на которую нужно продеформировать втул-

ку-уплотнение и соответственно величину давления, которое необходимо подать.

С целью упрощения использования регулируемой втулки уплотнения можно реко-

мендовать следующие мероприятия, повышающие надежность эксплуатации регулируемой

втулки-уплотнения:

– увеличение длинны направления по длине втулки с рекомендуемым (0,4–1) диамет-

ром уплотняемой поверхности, до (1–1,5) диаметров;

– повышением радиальной жесткости концевых зон втулки-уплотнения, что снизит

общий перекос уплотняемой поверхности;

– снижение зазора по регулирующей поверхности втулки, обеспечение натяга на регу-

лируемой поверхности;

– обеспечение поворота регулируемой втулки в процессе движения уплотняемой по-

верхности.

Последний пункт может обеспечить равномерный износ втулки-уплотнения, хотя

с технической стороны довольно сложен.

ВЫВОДЫ

Предлагаемые регулируемые по радиусу щелевые втулки можно отнести к наиболее

эффективному виду уплотнительных устройств гидроцилиндров. Такое уплотнение способно

обеспечить максимальное повышение коэффициента полезного действия гидрофицирован-

ных технологических машин, применяемых в технике. Кроме того, такое конструктивное ис-

полнение уплотнительных устройств позволяет создать систему автоматизированного

управления узлами уплотнений всей машины, которая обеспечит увеличение сроков службы

узлов уплотнений, и, как следствие, межремонтные периоды работы машины, поскольку эти

узлы являются наиболее изнашиваемыми и быстро выходят из строя.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кондаков Л. А. Уплотнения и уплотнительная техника : справочник / Л. А. Кондаков,

А. И. Голубев, В. Б. Овандер, В. В. Гордеев и др.; под общ. ред. А. И. Голубева, Л. А. Кондакова. – М. : Машино-

строение, 1986. – 464 с.

2. Уплотнения для гидравлики и пневматики. Каталог продукции фирмы Seal Jet Ukraine. – Запорожье,

2008. – 4 с.

3. Роганов Л. Л. Развитие

классификации регулируемых щелевых уплотнений / Л. Л. Роганов, Л. Н. Аб-

рамова // Вісник ДДМА. – Краматорськ, 2005. – № 1. – С. 69–72.

4. Макаров Г. В. Уплотнительные устройства / Г. В. Макаров. – Л. : Машиностроение, 1973. – 232 с.

5. Башта Т. М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика / Т. М. Башта. – М. : Машиностроение,

1972. – 320 с.

6. Роганов Л. Л. Новые щелевые уплотнения для гидроцилиндров металлургического

и горнорудного

оборудования / Л. Л. Роганов, Л. Н. Абрамова, Е. А. Еремкин // Перспективы развития горно-металлургического

комплекса : материалы Межд. науч.-практич. конф. – Краматорск : НКМЗ, 6-7 сентября 2004. – С. 92–93.