СКІНЧЕННО-ЕЛЕМЕНТНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЗАКРІПЛЕННЯ ТОНКОСТІННОГО КІЛЬЦЯ В ТРИКУЛАЧКОВОМУ ПАТРОНІ

  • Б. Д. Сторож Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
  • Р. Т. Карпик Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
Ключові слова: трикулачковий патрон, тонкостінне самоцентрувальне кільце, сила закріплення, відхилення від круглості, радіальна деформація, скінченно-елементне моделювання

Анотація

Проаналізовано конструкції токарних патронів та встановлено основні напрямки для їх оптимізаційного проектування. Подано вирази для визначення пружних деформацій тонкостінного кільця при закріпленні його в трикулачковому патроні залежно від виду закріплення (в стиск, або в розтиск). Розміри опорної поверхні кулачків патрона оптимізовано за критерієм мінімального відхилення від круглості отвору закріпленого в ньому циліндричного кільця. Оптимізацію виконано у два етапи. Перший етап передбачає оптимізацію ширини опорної поверхні, а другий — оптимізацію її діаметра. Досліджуючи поведінку скінченно-елементної моделі для широкого діапазону навантажень і розміри кілець, зокрема їхньої кривизни (відношення товщини поперечного перерізу кільця до його серединного радіуса) в межах 1/5…1/20, виявлено, що відхилення від круглості отвору закріпленого в патроні кільця: збільшується лінійно зі збільшенням навантаження на кулачок, а також обернено пропорційно їхній кривині в третьому степені (для кілець малої кривини); зменшується зі збільшенням ширини кулачка. При цьому для відношення діаметрів опорної поверхні кулачка до базової (зовнішньої) поверхні кільця: меншого від одиниці досягаються максимальні похибки; близького до одиниці похибка зменшується; більшого від одиниці практично не змінюється. Показано графічні залежності відхилення від круглості отвору сталевого кільця, від ширини опорної поверхні кулачка та відношення діаметрів кулачка і кільця в контакті. Дослідженням деформації побудованої скінченно-елементної моделі технологічної системи «кільце–кулачки трикулачкового самоцентрувального патрона» визначені оптимальні параметри опорної поверхні кулачків за критерієм найменшого відхилення від круглості отвору кільця. Верифікація скінченно-елементної моделі виконана за допомогою порівняння результатів чисельного аналізу з обчисленими величинами деформації кільця та відхилення від круглості його отвору при закріпленні в патроні з вузькими кулачками підтвердила її адекватність і точність. Розбіжність результатів за обома методами склала менше 2,5 %, що цілком достатньо для інженерного прогнозування.

Біографії авторів

Б. Д. Сторож, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

канд. техн. наук, професор кафедри комп’ютеризованого машинобудування

Р. Т. Карпик, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

канд. техн. наук, доцент кафедри комп’ютеризованого машинобудування

Посилання

В. C. Корсаков, Основы конструирования приспособлений. Москва, Россия: Машиностроение, 1983, 277 с.

Е. Ю. Денисова, «Технологическое обеспечение точности механической обработки тонкостенных деталей авиационных двигателей», автореф. дис. канд. техн. наук, спец. 05.02.08, Технология машиностроения, ОГТУ. Омск, Россия, 2012.

Т. В. Галузина и А. В. Поляков, «Исследование изменений формы и расположения кольцевых заготовок малой жесткости» в Вестник Самарского гос. аэрокосмического ун-та, № 3(27), Самара, Россия, 2011, с. 222-226.

В. С. Корсаков, Основы конструирования приспособления. Москва: Машиностроение, 1983, 277 с.

Б. М. Вардашкин, ред., Станочные приспособления: справочник, т. І. Москва: Машиностроение, 1984, 592 с.

Опубліковано
2018-11-09
Як цитувати
[1]
Б. Сторож і Р. Карпик, СКІНЧЕННО-ЕЛЕМЕНТНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЗАКРІПЛЕННЯ ТОНКОСТІННОГО КІЛЬЦЯ В ТРИКУЛАЧКОВОМУ ПАТРОНІ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 5, с. 79-84, Лис 2018.
Номер
Розділ
Машинобудування і транспорт