Экспериментальное оборудование и средства контроля

При проведении экспериментальных исследований технологии обработки рабочей цилиндрической поверхности цапф мельниц требуется использование специального станка, основного и вспомогательного инструмента и средств контроля, а именно:

1) Станок для обработки цапф помольных мельниц [75], позволяющий производить обработку рабочих цилиндрических поверхностей цапфы мельницы;

2) Ротационный резец, обеспечивающий варьирование выбранных факторов влияющих на обработку в пределах, заданных задачей исследования;

3) Контрольно-измерительная техника, обеспечивающая точность измерения при исследовании изучаемого процесса.

Для исследования обработки рабочей цилиндрической поверхности цапфы мельницы, с учетом вышеуказанных требований, был разработан и изготовлен специальный станок для обработки цапф помольных мельниц (рисунок 3.2) (Приложение Б).

Принцип работы заключается в следующем. Цапфа устанавливается на расположенные на плунжере ролики буртами, , и при помощи гидравлики удерживается в определенном положении. После начала вращения производится обработка поверхности, заключенной между буртами.

Неизменное положение оси вращения цапфы относительно ротационного резца, расположенного на стойке способствует высокой точности обработки. При наличии на буртах дефекта в виде выступа и прохождении его по одному из роликов, возникает дополнительное усилие на ролик от воздействия дефекта, т.к. мельница имеет массу до 600 тонн, то ролик воздействует на плунжер, который опускается вниз и выдавливает масло по каналам к остальным гидроцилиндрам и гидроаккумулятору, в результате создается дополнительное усилие на роликах, удерживающих

цапфу от перемещения, сохраняя неизменное положение оси вращения относительно режущего инструмента.

Рисунок 3.2 - Общий вид станка для обработки цапф:

1 - бурты цапфы, 2 - стойка с режущим инструментом, 3 - ролики,

4 - подвижные плунжеры, 5 - гидроцилиндры, 6 - гидроаккумулятор,

7 - опора, 8 - подвижный корпус, 9 - опора, 10 - каналы, 11 - пружины

Кроме того, если на бурте имеется дефект в виде углубления, нагрузка на ролик уменьшается, и в гидроцилиндр этого ролика поступает масло из гидроаккумулятора, в результате чего плунжер перемещается вверх, обеспечивая необходимую нагрузку на ролик.

Введение в техническое решение пружин, устраняющих колебания подвижного корпуса, установленные по периметру опоры, обеспечивает сохранение неизменного положения суппорта относительно оси вращения цапфы и исключение поворота сферического основания.

Обработка проводилась с применением разработанных и изготовленных физической модели и резцедержателя с ротационным резцом (рисунок 3.3), позволяющий менять величины углов режущей чаши относительно обрабатываемой поверхности восстанавливаемой цапфы.

Данная конструкция подшипникового узла ротационного резцедержателя позволяет повысить жесткость этого узла за счет минимального вылета режущей чашки относительно опоры. Устойчивость крутящего момента на ротационном резце обеспечивается расположением активного участка его режущей кромки путем соответствующего выбора углов установки этого резца в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Рисунок 3.3 - Резцедержатель с ротационным резцом

Важной задачей при постановке эксперимента является определение диапазона возможного изменения углов режущей чаши ротационного резца в двух плоскостях.

Физическая модель позволяет соблюсти все условия кинематического, динамического и геометрического подобия (рисунок 3.4).

При проведении эксперимента основным показателем для определения влияния параметров режущей чаши ротационного резца на геометрическую точность и качество рабочей поверхности цапфы выбрана диаметральная величина обрабатываемой заготовки. Образцом заготовки выбран литой вал из стали 35Л ГОСТ - 977-88.

Рисунок 3.4 - Физическая модель приставного станка

для обработки цапф мельниц

Измерения, проводимые при реализации эксперимента: величина переднего угла режущей чаши, угла установки, угол поворота и радиус ротационного резца, диаметр и величина шероховатости обработанной поверхности.

Для определения материала режущей части ротационного резца при обработке стали 35Л был проведен анализ литературы. Распространенным применением в промышленности являются твердые сплавы групп ВК и ТК.

На основании результатов исследований [47, 52, 100], выбраны оптимальные сплавы для пластины резца - Т15К6 и ВК8. Режущий инструмент с пластиной Т15К6 имеет наибольшую стойкость, но поверхность с наивысшим классом обработки получается ротационным резцом из ВК8 ввиду благоприятных условия стружкообразования и медленного износа режущей кромки инструмента. Определяющий критерий при выборе материала является качество обработанной поверхности, соответственно, для стабильных получаемых характеристик шероховатости при достаточной стойкости принимаем ВК8.

Для контроля при проведении эксперимента использовались следующие измерительные приборы: эталоны шероховатости согласно ГОСТ 9378-93, скоба индикаторная типа СИ - 300 ГОСТ 11098 - 75.

3.3.