WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Точность и взаимозаменяемость днищ может быть достигнута взаимной увязкой функциональных допусков на стадии их назначения и согласованностью технологических допусков с функциональными при изготовлении.

Для обеспечения рациональной организации сборочного производства днищ с другими базовыми деталями сепараторов на принципах полной взаимозаменяемости нами предлагается нормировать предельные отклонения днищ на стадии назначения функциональных допусков в зависимости от типа и назначения сепаратора (см. рис.2).

В третьей главе разрабатываются способы повышения размерной и структурной точности днищ с рациональным выбором температурно – временных, силовых и геометрических параметров штамповки днищ из низколегированных сталей.

Установлено, что основными факторами, оказывающими влияние на формирование размеров днищ, являются температурно-временные, силовые и конструктивно-геометрические, характеризующие множество параметров.

Таким образом, точность днищ является многопараметрической функцией, определяющейся следующим соотношением:

Тт = f (t, i, P, Q, Г, К), где t – температурный фактор, характеризующий температуру заготовок и штамповой оснастки; i – временный фактор, характеризующий продолжительность операции штамповки; Р, Q – силовые параметры, характеризующие усилия вытяжки и прижима; Г – геометрический фактор, характеризующий геометрические параметры штамповой оснастки; К – конструктивный фактор, характеризующий основные размеры заготовки и днища.

На основании промышленных исследований и расчетов сформулировано условие обеспечения точности диаметров днищ в зависимости от температурных параметров термических циклов штамповки (ТЦШ), имеющее следующий вид:

DB = ( a + bt - сtкш )Dпк DВ, раз где Dпк – диаметр пуансона на уровне кромки днища: а, b, c – коэффициенты, учитывающие теплофизические свойства материала пуансона и днища, температуру окружающей среды. Они определяются из следующих соотношений:

а = 1 + (д – п – п пtср) t;

точность днищ согласованность технологических назначение функциональных и функциональных допусков допусков работо- калиб- пригонка разработ- совершенстехнолопрогрес способ- ровка при сборке ка новых твование гические сивные ность технологи- технологистандар- возможсепара ческих про- ческих ности ты и НТД торов цессов изго- процессов изготовтовления изготовления ления холодная регулированием и увязка горячая стабилизацией функциональных параметров штамповки допусков Рис. 2. Схема формирования конструкторской и технологической точности днищ сепараторов b = п (1 + д tcр) ;

с = д (1 – д tср), где д – среднее значение коэффициента термического сжатия материала днища для интервала температур tкш – tср; п – среднее значение коэффициента теплового расширения материала пуансона для интервала температур tср – tр;

tср – температура окружающей среды.

Целевая функция имеет следующий вид:

DB 2nS min.

Граничными условиями являются:

0,5 tпл tкш 0,9 tпл.

Данная математическая модель позволяет прогнозировать точность внутренних диаметров днищ в зависимости от формообразующих размеров и материала пуансонов при известных значениях температуры конца штамповки tкш и температуры заготовки tзаг, а также обеспечить точность днищ их регулированием (рис. 3).

DB=1800мм S=65мм Материал оснастки tкш Рис. 3. Обеспечение точности днищ регулированием tp и tкш Установленные закономерности изменения температурных, силовых и геометрических параметров технологических процессов изготовления днищ различных толщин позволили теоретически обосновать номинальные значения формообразующих поверхностей штамповой оснастки.

Применение термоупроченного проката для изготовления днищ аппаратуры не нашло широкого применения вследствие производства их способом горячей вытяжки, в процессе которой ликвидируется эффект улучшения механических свойств.

Исследованиями установлено, что представляется возможность улучшения механических свойств низколегированных сталей типа 09Г2С в процессе изготовления регулированием и стабилизацией параметров ТЦШ.

Разработан способ производства высокоточных днищ с улучшенными механическими свойствами, основанный на ускоренном охлаждении с межкритического интервала температур (МКИ). Проведен полный цикл лабораторных и натурных исследований по оценки точности и механических свойств штампуемой стали по разработанной методике.

Сущность способа заключается в оптимизации температуры нагрева и улучшения механических свойств при ускоренном охлаждении с МКИ (закалка или нормализация. Реализация данного способа осуществляется с помощью устройства (рис. 4) с применением новой конструкции штамповой оснастки с разборным пуансоном, облегчающим съем штамповых днищ с формообразующей поверхности пуансона.

Способ реализуется следующим образом нагретая заготовка 1 доставляется рольгангом от печи к прессу и укладывается на зеркало матрицы 3. После центровки заготовки относительно оси матрицы начинается процесс вытяжки движением пуансона 5 вниз. Когда пуансон с отштампованным днищем 2 выедет из корпуса матрицы, они погружаются в закалочный бак, затем осуществляется подача сжатого воздуха в пневмозатвор 9 и опускается секторалепестки 6 на крышке бака для препятствия выхода пара через зазор между пуансоном и крышкой закалочного бака. Образующийся при закалке пар отво дится по пароотводу 9. Закалка производится непосредственно после окончания вытяжки фиксацией днища на формообразующей поверхности пуансона за счет использования тепла нагрева под штамповку. Подача хладоагента в бак осуществляется по трубопроводу 7 тангенциально по окружности для создания вихревых потоков, которые препятствуют образованию паровой рубашки на поверхности охлаждаемого днища, что позволяет более эффективно производить закалку. После окончания охлаждения пуансон с днищем извлекаются из бака, под них закатывается тележка 12. По мере дальнейшего подъема пуансона днище упирается кромками в предварительно выдвинутые съемники, и снимается с него за счет разборного исплнения пуансона.

Рис. 4. Устройство для изготовления днищ с улучшенными механическими свойствами Натурные испытания проводились с помощью опытно-промышленной штамповой оснастки для производства днищ с диаметром 1800 мм и толщиной 40 и 65 мм (рис. 5).

Нагрев для штамповки штамповка штамповка штамповка Нагрев для Закалка свободная за Закалка на штампе за счет штамповки счет тепла нагрева для тепла нагрева для штамповки штамповки Закалка свободная Отпуск Отпуск Отпуск Горячая калибровка Горячая калибровка Готовое днище Готовое днище Готовое днище а) б) в) а, б – существующие способы в - предлагаемый Способы изготовления:

а – типовой; б – со свободной закалкой; в – с закалкой на штампе.

Рис.5. Основные операции и способы изготовления С целью сравнительной оценки эффективности разработанного способа были изготовлены по 3 днища с Dв = 1800 мм и S = 40 и 65 мм из стали 09Г2С по ГОСТ 5520 следующими способами:

- типовому, когда отштампованные днища подвергаются нормализации при температуре окружающей среды (без дополнительного нагрева под нормализацию);

-свободной закалкой, когда отштампованное днище повторно нагревается под закалку, затем закаляется в закалочном баке;

- предлагаемому, когда закалка днища осуществляется в закалочном баке в зафиксированном на формообразующей части пуансона состоянии.

Основные операции способов изготовления и значения температурновременных параметров технологического процесса приведены (см. рис. 5) и таблице.

Значения температурно-временных параметров технологического процесса изготовления днищ.

Температура нагрева, 0С 950±Время выдержки при температуре нагрева, ч 0,5…0,Температура конца штамповки,0 С 800…Продолжительность транспортных операций при штамповке:

1) от печи по рольгангу к прессу 30…35 с 2) установка в штамп 10…15 с 3) продолжительность штамповки 40…50 с Анализ результатов замеров показывает, что овальность диаметров днищ, изготовленных данным способом, уменьшилась в 10-15 раз, отсутствуют гофры и выпучины, также повысилась точность по диаметру в 5-10 раз, так как съем днищ с разъемного пуансона осуществляется в охлажденном виде, практически подвергаясь калибровке.

Проведенный комплекс исследований показывает, что механические свойства металла днищ, изготовленных разработанным способом, выше показателей нормативно-технических документов, и подтверждает возможность изготовления взаимозаменяемых днищ данным способом с регулированием и стабилизацией параметров ТЦШ (рис. 6).

Стабильность t достигается применением специальных устройств доставки и центровки заготовки на стол пресса, позволяющих также снизить металлоемкость днищ за счет уменьшения припуска на механическую обработку кромок заготовок и реализовать принципы полной механизации процесса штамповки.

Четвертая глава посвящена технологическому обеспечению беспригонной сборки насадок и корпусов сепараторов.

На основе гармоничного анализа функции погрешности текущего размера дан новый метод расчета точности диаметра корпуса сепаратора, обосновывающий собираемость по принципу инверсии нестандартных соединений с зазором.

Результаты экспериментальных исследований позволили произвести рациональное нормирование параметров точности базовых деталей и разработать технологическую систему эксплуатационного обслуживания, позволяющую перейти к индустриальному методу обеспечения эксплуатационной технологичности элементов сепараторов.

Для согласования конструкторской и технологической точности соединения с зазором предложена математическая модель расчета экономически оптимальных допусков на диаметр корпуса и насадки, обеспечивающие полную взаимозаменяемость.

Разработаны блок- схемы решения задач точностного расчета сборки насадок с корпусами с саморегулированием в стохастической постановке с минимизацией зазора между насадками и корпусом сепараторов, позволяющие уменьшить зазоры при сборке по формуляру. Созданы средства технического обеспечения в блочно-модульном исполнении, предусматривающие формиро- 1 – типовая технология; 2 – технология со свободной закалкой; 3 – технология с закалкой на штампе - закалка; - закалка с отпуском; - минимально допустимые значения по ГОСТ Рис. 6. Распределение значений ударной вязкости, в и т по профилю днищ, изготовленных различными способами вание гибкого комплекса оборудования и оснастки, для оперативного проведения технического обслуживания сепараторов при различной эксплуатационной ситуации.

Предложены алгоритмы и инженерные методики расчета параметров и точности в машинном варианте, пакет прикладных программ на базе технологических процессов изготовления и обслуживания.

Основные выводы работы 1. Разработан комплекс инженерно-конструкторского и технологического обеспечения беспригонной сборки днищ и насадок с корпусами сепараторов, позволяющий уменьшить трудоемкость сборочных работ при изготовлении и техническом обслуживании сепараторов на 30 – 40 % 2. Установлены условия обеспечения точности днищ регулированием температурно-временных, силовых и конструктивно-геометрических параметров штамповки. Получена математическая модель регулирования точности днищ.

3. Разработана улучшающая технология изготовления высокоточных днищ из низколегированных сталей типа 09 Г2С регулированием термических циклов штамповки и нагрева внутри МКИ, использование которой позволяет повысить точность днищ по форме и размерам в 5 – 10 раз и уменьшить металлоемкость заготовок на 8 – 10 %. Оригинальная конструкция водоохлаждаемой штамповой оснастки разъемного исполнения, учитывающая интенсивность охлаждения и функциональные допуски на геометрические размеры заготовок, позволяет облегчить съем отштампованного днища с оснастки.

4. Практические разработки в виде запатентованных, материализованных средств технологического оснащения и утвержденной технической документации реализованы в промышленности. Разработаны и внедрены методика (ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры », г. Волгоград) и стандарт предприятия СТП 0387-256-00 ( ОАО « Салаватнефтемаш», г. Салават) по расчету конструктивных размеров штамповой оснастки и технологических параметров производства высокоточных днищ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ТРУДАХ:

1. Абдеев Р.Г., Ризванов Р.Г., Шенкнехт А.И., Оськин Ю.В. Прогрессивная технология изготовления высокоточных горячештамповочных днищ // Экспресс информ. Сер. ХМ-9 / ЦИНТИхимнефтемаш.– М.,1987.- № 8. – 8с.

2. А.с. 1530300 СССР. МКИ В21 Д22/20,37/16. Пуансон для горячей вытяжки днищ/ А.В. Бакиев, Р.Г. Абдеев, Р.Г. Ризванов, А.И. Шенкнехт// Открытия. Изобретения.- 1989. - № 47.

3. Абдеев Р.Г., Ризванов Р.Г., Ларцев А.В., Шенкнехт А.И. Прогрессивный технологический процесс горячей вытяжки днищ повышенной точности с регулированием термических циклов штамповки// Передовой производственный и научный опыт, рекомендуемый для внедрения. -М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1992. - № 1. -С. 8-10.

4. Абдеев Р.Г.,Бакиев А.В., Ларцев А.В., Шенкнехт А.И. и др. Технология горячей вытяжки днищ повышенной точности с регулированием термических циклов штамповки. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1993. – 37 с.

5. Абдеев Р.Г., Ларцев А.В., Шенкнехт А.И. и др Перспективные конструкции и расчет штамповой оснастки для изготовления высокоточных днищ. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1993. – С. 53.

6. Шенкнехт А.И., Абдеев Р.Г. Способ изготовления горячештампованных высокоточных днищ с улучшенными механическими свойствами. // Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа -: Тез.

Доклады респ. // Нучн.-техн. конф. -Уфа, 1993. – С.66-67.

7. А.с. 1819710 СССР, МКИ В 21 Д 22/06. Штамп для изготовления полых изделий /Р.Г. Абдеев, Р.Г. Ризванов, А.В. Бакиев, А.В.Ларцев, А.И.

Шенкнехт // Открытия. Изобретения.- 1993. - № 21.

8. Шенкнехт А.И., Абдеев Р.Г. Исследование механических свойств металла горячештампованных днищ, изготовленных различными способами // Тез. докл. респ. научн.-техн. конф. - Уфа, 1993. – С. 68-69.

9. Шенкнехт А.И., Воронин А.И., Абдеев Р.Г. Исследование механических свойств стали 09Г2С при различных схемах термообработки и пластической деформации в межкритическом интервале температур // Материалы респ.

науч.-техн. конф.- Уфа, 1994. – С. 53.

10. Абдеев Р.Г., Шенкнехт А.И., Воронин А.И. Процесс производства высокоточных днищ// Каталог науч.-техн. разработок. –Уфа: Изд-во УГНТУ, 1995. – С.84.

11. Ризванов Р.Г., Абдеев Р.Г., Матвеев Н.Л., Рыскулов Р.Г., Шенкнехт А.И. Инсафутдинов А.Ф. Влияние геометрии зоны сопряжения "обечайка- эллиптическое днище" на напряженном состоянии сосудов давления. //Химическое и нефтегазовое машиностроение.- 2000. - № 4. – С.15-16.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»