ФРЕЗАЛАП ЖОНУҒА АРНАЛҒАН ҚҰРЫЛҒЫНЫҢ СЕРПІМДІ МУФТАСЫН ЕСЕПТЕУ

ФРЕЗАЛАП ЖОНУҒА АРНАЛҒАН ҚҰРЫЛҒЫНЫҢ СЕРПІМДІ МУФТАСЫН ЕСЕПТЕУ

Мусаев Медгат Муратович

PhD, доцент м.а., Қарағанды техникалық университеті,

Қазақстан, Қарағанды

Карсакова Нургуль Жолаевна

докторант, Қарағанды техникалық университеті,

Қазақстан, Қарағанды

CALCULATION OF THE ELASTIC COUPLING OF A TURN-MILLING DEVICE

Medgat Mussayev

PhD, act. Associate professor, Karaganda Technical University,

Kazakhstan, Karaganda

Nurgul Karsakova

PhD student, Karaganda Technical University,

Kazakhstan, Karaganda

АҢДАТПА

Бұл мақалада әмбебап құрылғының негізгі жауапты түйіні болып табылатын доға тәрізді серпімді элементтері бар муфтаны есептеу нәтижелері берілген. Есептеуді орындау үшін құрылғының жалпы көрінісі және доға тәрізді серпімді элементтері бар муфталар модельденді, сонымен қатар муфтаның геометриялық параметрлері анықталды. Есептеу нәтижелері бұл түйіннің жеткілікті беріктігі бар екенін көрсетті. Болашақта муфтаның серпімді жоғары серпімді элементтерін жүктеудің күрделі геометриясы мен сипатын, сондай-ақ материалдың ерекшелігін ескере отырып, арнайы компьютерлік бағдарламаларды қолдана отырып, муфтаның кернеулі-деформациялық күйін есептеу ұсынылады.

ABSTRACT

This article presents the results of the calculation of a coupling with arc-like elastic elements, which are the main responsible nodes of a universal device. To perform the calculation, the general appearance of the device and the couplings with arc-like elastic elements were modeled, as well as the geometric parameters of the coupling were determined. The results of the calculations showed that this joint is strong enough. In the future, it is recommended to calculate the stress-strain state of the coupling using special computer programs, taking into account the complex geometry and nature of the loading of high-elastic elements of the coupling, as well as the specifics of the material.

Кілт сөздер: фрезалап жону; серпімді муфта; арнайы құрылғы; шеңберлік күш; беріктік

Keywords: turn-milling; elastic coupling; universal device; сircumferential effort; strength

Ұзақ уақыт бойы токарлық процестерді жетілдіру, атап айтқанда олардың өнімділігін арттыру, негізінен, аспаптық материалдарды жетілдіру саласындағы ғылым мен техниканың жетістіктерімен анықталады [1]. Алайда, кесу жылдамдығының одан әрі үздіксіз артуы кейбір жағдайларда дәстүрлі жону әдістерін қолдануға күмән тудыра бастады.

Мысалы, айналу денелерінің үлкен өлшемді, ұзын бөлшектерін жону кезінде кескішке соққы жүктемесінің пайда болуы және әртүрлі пішіндер мен өлшемдерге ие иірмелі жоңқалардың пайда болуы сияқты мәселелер кесу сапасы мен өнімділігіне әсер ететін негізгі себептердің бірегейі болды.

Өз жетегі бар аспаптық бастиек жабдықталған көп функциялы станоктардың пайда болуымен фрезалап жону операциясын жүзеге асыру мүмкіндігі пайда болды, бұл аталған қиындықтарды жоюы мүмкін еді. Алайда, қатты қорытпалардан жасалған тістермен жабдықталған стандартты фрезаларды қолданған кезде фрезерлеу операциясының өзіндік құнына байланысты тағы бір мәселе туындайды. Қазақстан Республикасының (ҚР) машина жасау кәсіпорындары жағдайында фрезерлеудің жоғары өнімді тәсілін қолдануға сандық басқару бағдарламасы бар көп функциялы токарлық станоктардың болмауы да кедергі келтіреді.

Негізінен әмбебап станоктар мен жабдықтарды пайдаланатын машина жасау кәсіпорындары жағдайында бұл проблема одан сайын ушыға түседі. Жоғарыда аталған мәселелерді шешу үшін авторлар Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі қаржыландыратын AP08956387 «Фрезерлеп жону технологиясын жүзеге асыруға арналған токарлық білдек базасындағы әмбебап қондырғының тәжірибелік үлгісін жасау» гранттық жобасын орындау шеңберінде фрезалап жону және термофрикциялық фрезалап жону технологиясын іске асыру үшін токарлық станок базасында арнайы құрылғының конструкциясын әзірледі. Термофрикциялық фрезалап жонудың негізгі айырмашылықтарының бірі стандартты шеткі фрезалардың орнына аспаптық емес материалдан жасалған арнайы үйкеліс фрезсын пайдалануы болып табылады [2,3].

Фрезалап жону технологиясын енгізу үшін әмбебап құрылғының арнайы серпімді муфтасын есептеу үшін оған орнатылған құрылғысы бар станоктың моделі жасалды. Сондай-ақ, әмбебап құрылғының модельдері және доға тәрізді серпімді элементтері бар арнайы муфталардың да үш өлшемді сызбасы әзірленді. Муфтаның геометриялық параметрлері анықталды.

Сурет 1. Доға тәрізді серпімді элементтері бар муфта

Доға тәрізді серпімді элементтері бар муфта үш серпімді элементтен және олар жартылай муфталарға бұрандалы қосылыстармен бекітіледі (1-суретті қараңыз). Жартылай муфтаны аралық біліктің соңына және электр қозғалтқышының білігіне орнатады. Айналу моменті электр қозғалтқышынан муфталар арқылы аралық білікке беріледі.

Іс жүзінде муфталар (каталогтан) берілетін айналу моментінің шамасы бойынша таңдалады Т_p, оның есептік шамасы формула арқылы анықталады:

Т_р=k ∙ T_ном,

мұнда, T_ном – номиналды, ұзақ әсер ететін момент;

k − динамикалық коэффициенті (жұмыс тәртібінің коэффициенті).

Біздің жағдайда арнайы конструкциялы муфта пайдаланылатындықтан, біз нақты айналу моментін есептейміз Т_нақты, ал k коэффициенті муфтаның бөлшектерінің беріктігі мен тозуға төзімділігіне жүктеменің әртүрлі деңгейлерінің әсерін ескере отырып, жүктеме спектрі туралы деректер негізінде есептеледі. Біздің құрылғы үшін динамикалық коэффициенті k=1,25-1,50 (үздіксіз қозғалысы бар металл кесетін станоктар) болады.

,

мұнда, Р_эл – пайдаланылатын электр қозғалтқышының қуаты (Р_эл = 12 кВт);

ω – бұрыштық жылдамдық.

,

мұнда, n – айналу жиілігі (n=3000 айн/мин).

 рад/с,

 Нм.

Серпімді элементтерді электр қозғалтқышынан берілетін жартылай муфталарға бекіту орнындағы күштерді анықтаймыз (2-суретті қараңыз).

мұнда, m – бұрандалы қосылыстардың саны.

2-суретте бекіту орнында шеңберлік күш схемасы көрсетілген.

Сурет 2. Бекіту орнында шеңберлік күш схемасы

Айналу моментін серпімді элементтерге беру кезінде айналмалы ығысудың  жанасу кернеулері әрекет етеді. Пайдаланылатын муфта жұмыс сипаты бойынша торо тәрізді қабықшамен муфтаға ұқсас, сондықтан торо тәрізді қабықшамен муфта үшін ең көп тарағаны диаметрі D₀ қысқыштың жанындағы сақиналы қимадағы қабықшаның бұзылуымен байланысты ақаулық болып табылады.

Әдебиеттер тізімі:

1. Зубков Н. Н. Инструментальные материалы для изготовления лезвийных инструментов // Наука и образование. Научное изд. МГТУ им. Баумана. 2018. № 13. - С.75-100.
2. Шеров К.Т., Мусаев М.М., Шеров А.К., Доненбаев Б.С., Ракишев А.К. Универсальное устройство для токарного станка / Патент РК №33088 на изобретение. Опубликовано 17.09.2018.  Бюл. №35.
3. Mussayev, M., Sherov, K., Taskarina, A., Sherov, A., Gabdyssalik, R., Buzauova, T., Ainabekova, S. Chip formation during thermal friction turn milling // Journal of Applied Engineering Science. 2021. Vol. 19. P. 142-147.