Автореферат магистерской работы

Донецкий национальный технический университет
Механический факультет
Кафедра технологии машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

магистерской работы по теме:

"Разработка технологии изготовления тяговых звёзд приводов горных машин с применением элементов САПР и адаптивного управления резанием"

Автор: Ткаченко С. В. (главная страница)
Руководитель: д. Болтян А. В.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ:

   В настоящее время перед угольной промышленностью Украины стоит задача перехода к использованию высокопроизводительных технологий. К таким технологиям относится добыча угля из тонких пологих пластов с помощью фронтальных агрегатов без постоянного присутствия людей в забое.К указанным агрегатам относится фронтальный агрегат АФк,разработанный Донгипроуглемашем.
   Важной задачей создания фронтальных агрегатов на настоящем этапе является разработка технологии его изготовления, обеспечивающей выполненеи всех требований качества машин, особенно силовых элементов привода агрегата.
   Как показали промышленные испытания агрегата в шахтных условиях его тяговые звёзды являются ненадёжным элементом. Тяговые звёзды изготавливались из отливки путём последущей механической обработки. Поэтому наиболее рациональным способом изготовления звезды является производство их из поковок или штампов, что позволит повысить долговечность звёзд.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Разработать прогресивный технологический процесс производства тяговых звёзд агрегатов,с применением элементов САПР.

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ В РАБОТЕ:

1. Обоснованный выбор заготовки;
2. Разработка маршрутного и операционного технологического процессов;
3. Составление программы выбора модульной фрезы;
4. Проектирование станочного и контрольно-измерительного приспособления;
5. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения новой технологии;
6. Разработка мероприятий по безопасности технологического процесса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ:

   Звёзды предназначены для перемещения агрегатов АФК, подачи его на забой для разрушения угля, и для совершения поступательного движения каретками с резцами, которое является движением резания.
   Все виды перемещений и движений совершаются благодаря движению обкатки звезды и круглозвенной цепи.У звезды предусмотрена канавка и ложе для звена цепи.
   Звенья цепи боковыми поверхностями контактируют з боковыми повнрхностями зубьев звезды. В результате нагрузка на зубья распределяется на небольшой площади контакта(теоретический контакт по линии). Вследствие этого звезда воспринимает большие контактные напряжения с высокодинамическим характером нагружения. Высокодинамический характер нагружения обуславливается с технологической точки зрения погрешностью изготовления, а с конструкторской-характером разрушения и транспортировки угля каретками; и местными сопротивлениями перемещению.
   Снизить такую нагрузку, прежде всего, можно технологическими методами, тоесть повысить точность изготовления звезды.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА:

Тяговые звёзды предназначены для перемещения горнодобывающей машины, подачи её для разрушения угля и для совершения движения резания каретками(фронтальные агрегаты).

Схема расположения тяговых звёзд у фронтального агрегата представлена на рисунке

Рис 2.1-Расположение тяговых звёзд
ЭД-электродвигатель;
ТМ-турбомуфта;
Р-редуктор;
1-тяговая звезда;
2-цепь;
3-каретки.
   Между ЭД и Р у фронтальных агрегатов стоит турбомуфта, являющаяся предохранительным элементом, но и она не спасает от высокодинамического характера нагружения звезды, обусловленого характером разрушения и транспортировкой угля каретками, которым препятствуют местные сопротивления.
   Высокодинамический характер нагрузки подтверждается испытаниями, проведёнными кафедрой ТМ на шахте им.21 съезда КПСС,ПО"Допропольеуголь". Вероятными причинами
   такой нагрузки является перенос сплава, неравномерная подача агрегата на зобой, неравномерный характер разрушения, изменение сопротивляемости угля резанию по мощности пласта и длине лавы и другими факторами.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ:

   Звёзды изготавливают из литейных сталей путём литья в землю, что является недостатком. Точность литья в землю недостаточна для выполнения требований точности к звёздам, предъявляемым ГОСТ 13561-89. Стали не соответствуют характеру нагружения, неточность профиля. Указанное снижает надёжность звёздЭто всё связано стем, что отливки имеют полосчатую структуру, которая не устраняется даже в результате термической обработки. Такая структура обуславливает снижение прчности отливок причём излом в направлении полос. Особенно это проявляется при динамическом характере нагрузок. Указанный недостаток можно устранить применением в качестве заготовки звезды поковки или штамповки. Направление волокон при этом должно быть параллельно оси звезды(аналогично рекомендуемому направлению волокон для зубчатых колёс).
   Данное направление волокон достигается осодкой материаля в торец.
   ГОСТ 9445-70 "Цепи круглозвенные высокопрочные для горных машин" предусматривает 11 калибров цепи для горных машин. Что обуславливает необходимость наличия как минимум 11 моделей. Но так как для литья звёзхд в условиях завода такие параметры как ширина кольцевого паза, F И наружный диаметр С могут меняться конструктивно для различных условий, то это неизбежно приведёт к увеличению числа литейных моделей до 60-70. Это определяет удорожание производства, в результете получаем продукцию не соответствующую условиям эксплуатации.
   Учитывая сказанное выше, предлагается литьё заменить на механическую обработку звезды из поковки с использованием для формообразования ложа звезды пальцевой модульной фрезы.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

Звёздочки для тяговых круглозвенных цепей горных машин являются наиболее нагруженным элементом системы их привода, так как воспринимают высокую динамическую нагрузку, обусловленную характером взаимодействия рабочих органов машин со средой и местными сопротивлениями перемещению тяговой цепи. До настоящего времени тяговые звёздочки изготавливались из отливок путём механической обработки только центрального отверстия, что в условиях динамической и ударной нагрузки обуславливает их низкую надёжность вследствие частых поломок звёздочки и её зубьев.
В предлагаемой технологии изготовление звёздочек осуществляется из поковок путём механической обработки не только центрального отверстия, но и впадин между зубьями для размещения в них звеньев цепи. Впадины между зубьями звёздочки представляют собой сложную поверхность, образованную пересечением эвольвентной и цилиндрической поверхностей. На практике для удобства построения и упрощения изготовления литейной формы эвольвентную поверхность аппроксимируют двумя цилиндрическими. Поверхность впадин предлагается фрезеровать пальцевыми модульными фрезами, предназначенными для фрезерования зубьев зубчатых колёс, на горизонтально-расточном станке. Выбор фрезы осуществляется по следующим критериям: обеспечение впадины заданного чертежом радиуса зуба звёздочки на её делительной окружности и максимальное совпадение расчётного и получаемого профиля зуба по его высоте. Первое обеспечивается предварительным выбором фрезы из условия равенства делительных диаметров звёздочки и воображаемого зубчатого колеса, для которого предназначена фреза, и последующего заглубления фрезы в тело звёздочки. Второе-поворотом оси фрезы относительно оси симметрии зуба звёздочки. Решаются эти задачи методами аналитической геометрии. Применительно к ПЭВМ типа IBM PC на алгоритмическом языке TURBO PASCAL 6.0 разработана программа, позволяющая технологу в диалоговом режиме выбрать соответствующую модульную фрезу для обработки зубьев звёздочки данного типоразмера и получить размеры, необходимые для наладки горизонтально-расточного станка с поворотным столом.

Перечень ссылок:

1. Прогрессивные технологии и системы машиностроения:междунсродный сб. научн. трудов-Донецк;ДонГТУ,2001 Вып.16.
2. Прогрессивные технологии и системы машиностроения:междунсродный сб. научн. трудов-Донецк;ДонГТУ,2001 Вып.15.
3.Прогрессивные технологии и системы машиностроения:междунсродный сб. научн. трудов-Донецк;ДонГТУ,2001 Вып.17.
4.Подгорный А.Н., Марченко Г.А., Пустынников В.И. Основы и методы прикладной теории упругости. – К.: Вища школа, 1981. – 328 с. 2. Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. Справочник техника - конструктора. – К.: Техніка, 1978. – 592 с.
5.Новый способ изготовления тяговых звездочек приводов горных машин / Болтян А.В., Куликов Д.Н., Барило А.В. // Тезисы докладов научн.-техн. конференции «Проблемы зубчатых передач и редукторостроения». – Харьков: НТО машиностроителей Украины, 1993. – С.90.
6.Исполнительные органы очистных комбайнов для тонких пологих пластов / Бойко Н.Г., Болтян А.В., Шевцов В.Г., Марков Н.А. – Донецк: Донеччина, 1996. – 223 с.

Библиотека Результаты поиска Ссылки