ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Разработка способа контроля параметров точности крупногабаритных тел вращения представляет собой актуальную задачу, которая решается специалистами из различных отраслей. Возникновение погрешностей формы связано не только с большими габаритами и массами, но и условиями базирования самих агрегатов, при которых положение оси вращения непостоянно. Показано применение методики для коррекции механической обработки на основе измерения параметров формы поверхности непосредственно в процессе обработки. Цель работы: совершенствование мобильных технологий обработки с использованием специальных измерительных устройств и обрабатывающих модулей. Для этого решены задачи разработки и анализа математических моделей, описывающих процесс базирования и механической обработки бандажа как цилиндрического объекта с нестационарной осью вращения. Предлагаемая методика исследована, разработаны схемы контроля и реализовано оборудование для мобильной механической обработки. Методами исследования являются анализ разработанных математических моделей с позиции назначения эффективных технологических режимов, имитационное моделирование обработки, программно-аппаратная реализация предложенных решений, статистическая обработка результатов измерений. Результаты и обсуждение. Алгоритм и методика протестированы с помощью имитационной трехмерной модели. Представленная методика измерений и расчета припуска для восстановительной обработки позволяет сократить время обработки по сравнению с технологией с активным контролем формы и по сравнению с традиционной методикой назначения припуска для обработки. Измерение и корректировка припуска на основе данных измерения производятся не после каждого измерения, а только в случае перехода к чистовым переходам или для контроля процесса выполнения. Определено, что при обеспечении единой технологической базы на каждый отдельный технологический переход в рамках мобильной технологии механической обработки поверхности катания бандажей технологических барабанов повышается точность и скорость обработки. Разработана оригинальная конструкция устройства для контроля параметров, изготовлена экспериментальная установка и лабораторная модель бандажа.

1. Phillips Kiln Services. – URL: http://www.pkse.co.uk (accessed: 13.04.2022).

2. Boateng A.A. Rotary kilns: transport phenomena and transport processes. – Elsevier, 2015. – 390 p. – ISBN 9780128038536.

3. Design and mechanical behavior analysis of two-stall cement rotary kiln cylinder / W. Wei, Y. Peng, L. Du, Y. Cai // International Journal of Performability Engineering. – 2020. – Vol. 16, iss. 6. – P. 883–895. – DOI: 10.23940/ijpe.20.06.p7.883895.

4. Anti-fatigue optimization of kiln shell at intermittent multi-body contact state / X. Lei, Y. Xiao, G. Chen, Y. Liu, X. Zhao // Sichuan Daxue Xuebao (Gongcheng Kexue Ban) = Journal of Sichuan University. Engineering Science Edition. – 2014. – Vol. 46, iss. 6. – P. 185–190. – In Chinese.

5. Wei G., Tan Q. Measurement of shaft diameters by machine // Applied Optics. – 2011. – Vol. 50, iss. 19. – P. 3246–3253. – DOI: 10.1364/AO.50.003246.

6. Syusyuka E.N., Amineva E.Kh. Control of mobile equipment for the processing of marine shaft lines // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2061. – P. 012083. – DOI: 10.1088/1742-6596/2061/1/012083.

7. Syusyuka E.N. Possibility of applying X-ray methods to control the surface quality of a shaft line after finishing // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2061. – P. 012022. – DOI: 10.1088/1742-6596/2061/1/012022.

8. Rotary kiln cylinder deformation measurement and feature extraction based on EMD method / K. Zheng, Y. Zhang, C. Zhao, L. Liu // Engineering Letters . – 2015. – Vol. 23, iss. 4. – P. 283–291.

9. Mogilny S., Sholomitskii A. Precision analysis of geometric parameters for rotating machines during cold alignment // Procedia Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 1709–1715. – DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.702.

10. Li M., Yu J.P. Status and development of geometric measurement in industry // Chinese Journal of Scientific Instrument. – 2017. – Vol. 38, iss. 12. – P. 2959–2971. – In Chinese.

11. Identification and kinematic calculation of laser tracker errors / J. Conte, J. Santolaria, A.C. Majarena, А. Brau, J.J. Aguilar // Procedia Engineering. – 2013. – Vol. 63. – P. 379–387. – DOI: 10.1016/j.proeng.2013.08.190.

12. Farooqui S.A., Doiron T., Sahay C. Uncertainty analysis of cylindricity measurements using bootstrap method // Measurement. – 2009. – Vol. 42, iss. 4. – P. 524–531. – DOI: 10.1016/j.measurement.2008.09.008.

13. Koziolek S., Derlukiewicz D., Ptak M. Design process innovation of mechanical objects with the use of design for Six Sigma methodology // Solid State Phenomena. – 2010. – Vol. 165. – P. 274–279. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/ssp.165.274.

14. A self-calibration rotational stitching method for precision measurement of revolving surfaces / Y. Liu, C.F. Cheung, X. Feng, C.J. Wang, R.K. Leach // Precision Engineering. – 2018. – Vol. 54. – P. 60–69. – DOI: 10.1016/j.precisioneng.2018.05.002.

15. Ramaswami H., Kanagaraj S., Anand S. An inspection advisor for form error in cylindrical features // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2009. – Vol. 40. – P. 128–143. – DOI: 10.1007/s00170-007-1321-4.

16. Variable optical null based on a yawing CGH for measuring steep acylindrical surface / J. Peng, D. Chen, H. Guo, J. Zhong, Y. Yu // Optics Express. – 2018. – Vol. 26, iss. 16. – P. 20306–20318. – DOI: 10.1364/OE.26.020306.

17. Influence of eccentricity and tilt of cylindrical part’s axis on the measurement results of its diameters / Z. Zhao, B. Li, G. Zhang, H. Yu, M. Shang // Measurement. – 2019. – Vol. 138. – P. 232–239. – DOI: 10.1016/j.measurement.2019.01.085.

18. Stamboliska Z., Rusinski E., Moczko P. Proactive condition monitoring of low-speed machines. – Cham: Springer International Publishing, 2015. – P. 53–68. – ISBN 978-3-319-10493-5. – ISBN 3319104934.

19. Li X., Shen Y., Wang S. Dynamic modeling and analysis of the large-scale rotary machine with multi-supporting // Shock and Vibration. – 2011. – Vol. 18. – P. 53–62. – DOI: 10.1155/2011/541049.

20. An online straightness deviation measurement method of rotary kiln cylinder / K. Zheng, Y. Zhang, L. Liu, C. Zhao // Tehnicki Vjesnik. – 2017. – Vol. 24 (5). – P. 1297–1305. – DOI: 10.17559/TV-20150426160032.

21. Ziga A., Karac A., Vukojevic D. Analytical and numerical stress analysis of the rotary kiln ring // Tehnicki Vjesnik. – 2013. – Vol. 20. – P. 941–946.

22. Guo Y., Wang Y., Liu X. Real-time optical detection system for monitoring roller condition with automatic error compensation // Optics and Lasers in Engineering. – 2014. – Vol. 53. – P. 69–78. – DOI: 10.1016/j.optlaseng.2013.08.007.

23. Патент № 161400 Российская Федерация, МПК G 01 B 5/20 (2006.01). Измерительное устройство для определения формы поверхностей крупногабаритных деталей – тел вращения: № 2015152710/28: заявл. 08.12.2015; опубл. 20.04.2016, Бюл. № 11 / С.П. Тимофеев, А.В. Хуртасенко, И.В. Шрубченко, М.Н. Воронкова, А.В. Гринек; заявитель и патентообладатель БГТУ им. В.Г. Шухова.

24. Способ контроля параметров геометрической точности судовых валопроводов / А.В. Гринек, С.П. Тимофеев, С.И. Кондратьев, А.В. Хуртасенко // Морские интеллектуальные технологии. – 2020. – № 3, т. 1. – С. 90–97. – DOI: 10.37220/MIT.2020.49.3.011.