Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 32 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Введение Корпус геохода [1] является важнейшей со- ставной частью аппарата, выполняющей функ- цию базового изделия для установки большей части систем геохода и отделяющей внутреннее рабочее пространство аппарата от геосреды. В процессе эксплуатации корпус геохода под- вергается серьезным нагрузкам как со стороны окружающего массива пород, так и со стороны механизмов, размещенных в аппарате [2]. В свя- зи с этим к конструкции корпуса и качеству его изготовления предъявляются повышенные тре- бования. Одним из важнейших аспектов данных требований является геометрическая точность оболочки (наружной поверхности), непосред- ственно влияющая на энергоэффективность ма- шины и ресурс ее основных систем [3]. Корпусы геохода относятся к кольцевым сег- ментным изделиям, а один из наиболее суще- ственных факторов, усложняющих технологию изготовления корпусов геохода – это их разъем- ность [4]. Каждый из корпусов состоит из не- скольких секторов, соединенных друг с другом при помощи разъемных соединений (рис. 1). Это приводит к тому, что на геометрическую точность влияет большое количество факторов, определяющих точность составных частей кор- пуса и точность сборки корпуса. В работе [5] показано, что взаимное положение секторов при сборке, а также погрешность радиуса оболочки каждого сектора оказывают самое непосред- ственное влияние на отклонения формы обо- лочки. Там же предложена модель для опреде- ления отклонений на основе значений допусков на составные части корпуса и параметры техно- логической наладки в процессе сборки. Модель определения отклонений, основанная на учете допусков формы сопрягаемых поверхностей, приведена в работе [6], а расширенный на трех- мерное пространство вариант модели представ- лен в работе [7]. В то же время практика технологии маши- ностроения показывает, что значимость тех или иных факторов на возникающие в технологиче- ском процессе погрешности может быть надежно выявлена лишь по итогам реализации исследуе- мой технологии [8]. Это объясняется не только сложностью аналитического описания влияния разнообразных факторов на точность, но и слож- ным характером взаимодействия погрешностей [9]. Векторная и вероятностная природа погреш- ностей приводит к сложным механизмам их сум- мирования, при которых одна погрешность мо- жет поглощаться или компенсироваться другой. В связи с этим во многих работах, посвященных вопросам точности, закономерности формирова- ния погрешностей исследуются на основе дан- ных контроля изготовленных по анализируемой технологии изделий. Подобный подход, при- мененный к кольцевым сегментным изделиям, продемонстрирован в работе [10]. В этой работе, как и в ряде других, контроль геометрической точности изделий базируется на принципе коор- динатного контроля [11]. Это связано с тем, что именно координатный контроль позволяет получить достаточ- но широкий набор данных для дальнейшего анализа точности и выявить характер погрешностей [12]. В значительной части ра- бот, касающихся точности коль- цевых сегментных изделий, в качестве основного (зачастую единственного) фактора форми- рования погрешностей рассма- тривается погрешность взаимного положения составных частей изделия [6, 7]. Такой подход не бесспорен и требует экспериментальной провер- ки. К тому же появившийся в последнее время производственный опыт по изготовлению стаби- лизирующей секции опытного образца геохода показывает, что, по всей видимости, значимыми могут оказаться такие факторы, как деформации составных частей корпусов, вызываемые про- цессами сварки и обработки давлением. Все сказанное выше позволяет сформули- ровать задачу исследования в следующем виде: Рис. 1. Корпус стабилизирующей секции опытного образца геохода