Пути решения задачи обеспечения точности крупногабаритных деталей

Повышение эффективности работы оборудования строительных материалов, к которым относятся вращающиеся цементные печи и трубные шаровые мельницы, в первую очередь определяет надежность, которая во многом зависит от качества монтажных работ, от своевременного и эффективного профилактического и ремонтного обслуживания. Для обеспечения точных взаимосвязей узлов машин и агрегатов больших размеров необходимо осуществлять предмонтажную, монтажную и послемонтажную механическую обработку сопрягаемых поверхностей.

Практика производства показывает, что монтажные работы, профилактическое и ремонтное обслуживание тяжелых машин и крупногабаритных установок являются наиболее трудоемкими ручными работами. Поэтому в течение многих лет постоянно наблюдается увеличение численности работающего персонала в этих отраслях промышленного производства. Одной из главных причин отсутствия должного роста производительности груда в этом направлении является слабая оснащенность восстановительных, ремонтных и предмонтажных работ специальным оборудованием в виде малогабаритных, встраиваемых, переносных станков, приспособлений и инструментов.

Нормативный срок службы бандажей вращающихся печей - не менее 19 лет, срок службы роликовых опор до первого капитального ремонта -не менее 5 лет. За такой длительный период работы искажается как форма самих деталей, так и их базовых поверхностей и становится затруднительным, а порой, и невозможным соблюдение технологического процесса эксплуатации печного агрегата. При этом наблюдается повышенный расход электроэнергии и преждевременное разрушение футеровки вращающейся цементной печи. Выявление причин и характера формируемых геометрических отклонений, установление предельных отклонений, вызывающих аварийную ситуацию, является отправным пунктом проводимых исследований.

С целью обеспечения требуемых эксплуатационных параметров процесса необходимо периодически восстанавливать форму рабочих поверхностей опорных узлов печных и помольных агрегатов. Для обработки таких изделий в стационарных условиях требуются уникальные дорогостоящие станки на специализированных предприятиях. Кроме того, выверка и установка таких изделий на станках по трудоёмкости соответствует выверке и сборке на месте эксплуатации. При этом требуется остановка агрегата, демонтаж и транспортирование крупногабаритного изделия на завод изготовитель.

Восстановление работоспособности печного агрегата подобным образом экономически нецелесообразно, учитывая высокую стоимость деталей опорного узла. Исследования показывают, что реальные потери от простоя в течение суток только одной вращающейся цементной печи, связанные с заменой опорного ролика составляют более 100 тыс. рублей. А стоимость замены одного бандажа вращающейся печи находится в пределах 600-1200 тыс. руб.

Гораздо эффективнее выполнять такой вид восстановительного ремонта на основе применения мобильных технологий с использованием переносных станков, которые без труда транспортируются к детали, подлежащей обработке, базируются относительно неё и обрабатывают с достаточной степенью точности необходимые поверхности. В мировой практике все шире находят применение малогабаритные переносные станки, которые встраивают в агрегат, базируют относительно подлежащей обработке детали и обрабатывают с достаточной точностью необходимые поверхности, используя для формообразования рабочие движения агрегата. При этом важным является также разработка методов измерения действительных отклонений параметров геометрической точности крупногабаритных деталей непосредственно на агрегате, без их демонтажа, что также является составной частью данных исследований.

Обработка таким способом опорных узлов вращающихся агрегатов в последние годы получила определенное применение. Однако эффективное развитие таких мобильных технологий сдерживается отсутствием технологических основ целенаправленного, системного проектирования технологических процессов индивидуальной восстановительной обработки крупногабаритных деталей на их рабочем месте, а также отсутствием технологической концепции создания переносных станков. Методология построения технологических процессов восстановления точности крупногабаритных деталей без их демонтажа существенно отличается от традиционных технологических решений и имеет свои особенности, на раскрытие которых направлена данная работа.

Выявление эффективных путей восстановления требуемой геометрической точности бандажей, опорных роликов возможно на основе разработки и исследования нетрадиционных схем процесса формообразования с использованием рабочих движений агрегатов и специальных, встраиваемых переносных станков. Одним из ключевых моментов является разработка технологической концепции создания переносных станков, обоснование их места встройки. Установление влияния составляющих погрешности установки переносных станков на отклонения производящих линий, на точность обработки и разработка способов управления для компенсации этих отклонений требует проведения соответствующих исследований. При этом, важное значение имеют также выбор режущего инструмента, определение его параметров и режимов обработки, обеспечивающих достижение требуемого качества поверхности и стойкости инструмента, достаточной не менее чем для одного прохода при обработке поверхностей больших размеров.

Восстановление параметров геометрической точности базовых поверхностей осуществляется не на стационарных станках, а непосредственно в агрегатах без демонтажа детали при базировании ее по обрабатываемой изношенной поверхности. Бандажи и опорные ролики цементных печей после нескольких лет эксплуатации имеют значительные дефекты базовых поверхностей, которые по величине часто превышают глубину резания. В результате имеет место неопределенность базирования и прерывистый контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью. Это значительно затрудняет процесс достижения требуемой геометрической точности и отрицательно влияет на стойкость режущего инструмента.

В соответствии с этим возникает необходимость раскрытия механики неопределенности базирования деталей и разработки методов управления точностью статической настройки при индивидуальной многопроходной обработке крупногабаритных деталей. Одновременно возникает задача повышения стойкости режущего инструмента, без чего невозможна реализация новых технологий. Это возможно осуществить за счёт варьирования геометрических параметров инструмента, его материала и режимов обработки, что также требует проведение соответствующих аналитических и экспериментальных исследований.

В соответствии с изложенным ставится задача разработки новых прогрессивных восстановительных ремонтных технологий и создание необходимого переносного станочного оборудования для выполнения восстановительных, ремонтных и предмонтажных работ крупногабаритных деталей опорных узлов вращающихся печей и шаровых мельниц без их демонтажа. Это позволит значительно сократить продолжительность времени ремонтных работ, сократить расходы и повысить долговечность работы этого уникального оборудования.

Целью данной работы является разработка научно-методологических основ проектирования высокоэффективных технологических процессов индивидуальной обработки крупногабаритных деталей машин для восстановления геометрической точности их базовых поверхностей в процессе эксплуатации без демонтажа с использованием встраиваемых переносных станков. Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

!.Выявить и исследовать причины и характер формирования отклонений параметров геометрической точности базовых поверхностей бандажей, опорных роликов и цапф, которые приводят к появлению аварийных ситуаций. Установить вид и величину допускаемых предельных геометрических отклонений для всего диапазона размеров рассматриваемых крупногабаритных деталей.

  • 2. Разработать и исследовать методику измерения действительных отклонений параметров геометрической точности изношенных базовых поверхностей крупногабаритных деталей на их рабочем месте без демонтажа.
  • 3. Выявить влияние отклонений геометрической формы базовых поверхностей бандажа и двух опорных роликов на смещение центра бандажа при его вращении, раскрыть механику формирования неопределенности базирования бандажей и цапф при их обработке.
  • 4. Установить математические зависимости, определяющие координаты перемещения центра бандажа при его вращении в функции от значений текущих отклонений параметров геометрической формы бандажа и опорных роликов в точках контакта.
  • 5. Выявить и исследовать возможные методы восстановления

геометрической точности изношенных базовых поверхностей бандажей, опорных роликов и цапф, а также способы их реализации с использованием переносных станков и рабочих движений агрегатов.

б.Определить состав технологических задач, обеспечивающих

восстановление геометрической точности изношенных базовых поверхностей крупногабаритных деталей печных и помольных агрегатов в процессе их эксплуатации на основе применения переносных

встраиваемых станков.

7. Разработать методику построения технологических процессов

индивидуальной, ремонтной обработки базовых поверхностей

крупногабаритных деталей бандажей, опорных роликов и цапф без их демонтажа с работающего агрегата.

  • 8. Используя полученные в результате исследований исходные отклонения для соответствующих параметров геометрической точности восстанавливаемых деталей доказать путем расчета уточнений возможность достижения требуемой точности по каждому из параметров при выбранных методах обработки деталей без их демонтажа
  • 9. Разработать технологическую концепцию проектирования

переносных станков для обработки крупногабаритных деталей без их демонтажа с учетом использования рабочих движений агрегата и места встройки станка.

  • 10. Разработать варианты компоновочных решений и консгрукции переносных встраиваемых станков для обработки бандажей, опорных роликов и цапф на их рабочем месте без демонтажа.
  • 11. Выявить и оценить состав и характер отклонений, формируемых на различных этапах достижения точности при восстановительной ремонтной обработке бандажей, опорных роликов и цапф с использованием переносных станков.
  • 12. Установить влияние отдельных составляющих погрешности установки переносных станков на отклонения производящих линий, создаваемых формообразующими движениями режущего инструмента и рабочими движениями агрегатов.
  • 13. Разработать методику расчета размеров статической настройки при индивидуальной многопроходной обработке бандажей, позволяющую получить положительные уточнение параметров геометрической формы с минимальным числом проходов.
  • 14. Разработать технологические методы управления точностью, позволяющие компенсировать влияние погрешности базирования крупногабаритных деталей и погрешность установки станка на точность обработки восстанавливаемых базовых поверхностей.
  • 15. Исследовать процесс формообразования базовых поверхностей бандажей, опорных роликов и цапф при их ремонтной обработке для выявления необходимых геометрических параметров режущего инструмента и режимов обработки, обеспечивающих достижение требуемого качества поверхности и достаточную стойкость инструмента.
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >