Особенности расчета кинематических параметров и величины шероховатости при абразивной доводке запорных поверхностей корпусов задвижек, соединяющих трубы

Владимир Александрович Скрябин

Владимир Александрович Скрябин ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» https://orcid.org/0000-0001-7156-9198

Ключевые слова: особенности кинематики абразивной доводки, кинематическая схема, аналитические зависимости режимных параметров и шероховатости поверхности, координаты точек перемещения инструмента, площадь контакта притира с обрабатываемой поверхностью

Аннотация

Введение. В статье сформулированы и обоснованы основные положения особенностей кинематики перемещения притира в процессе доводки запорных элементов задвижек, а также разработаны методики определения режимных параметров и величины шероховатости в процессе абразивной доводки уплотнительных поверхностей деталей трубопроводной арматуры.
Материалы и методы. Разработана кинематическая схема шлифовально-притирочного переносного станка для определения угловых скоростей вращения инструментального диска и притиров. На основании разработанной кинематической cхемы получены аналитические зависимости для определения мощностей двигателя привода станка и резания, а также угловых и линейных скоростей вращения инструментального диска и притиров. В статье описаны траектории следов сетки точки притира при его перемещении по обрабатываемой поверхности детали трубопроводной арматуры.
Результаты исследования. Приведены примеры расчета кинематических параметров и шероховатости обработанной уплотнительной поверхности задвижки с диаметром условного прохода DN 100 по созданным аналитическим зависимостям для черновой и чистовой притирки. Рассчитаны координаты точек перемещения инструментов с визуализацией траектории движения точек с помощью специального программного продукта Lazarus. Рассчитаны координаты и построен графический след точки инструмента при его перемещении в процессе обработки. Определено расчетным путем удельное межуплотнительное пространство, характеризующее пропускную способность уплотнительных поверхностей.
Обсуждение и заключение. Выполненные расчеты позволили установить, каким образом размещать притир относительно обрабатываемой уплотнительной поверхности в плане оптимизации процесса обработки. Предварительные расчеты показали, что площадь контакта притира с обрабатываемой деталью и оптимальный угол контакта изменятся незначительно в пределах относительной погрешности 5…10 %.

Биография автора

Владимир Александрович Скрябин, ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»

профессор кафедры технологии машиностроения ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» (440000, Россия, г. Пенза, ул. Красная, д. 40), доктор технических наук, ResearcherID: R-2385-2018

Литература

1. Адаменков А. К., Поваров В. П., Шаранов С. В. Диагностика электроприводной арматуры с использованием комплекса ПКСД-01 // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2006. № 16. С. 23–27.

2. Oren J. W. Design Considerations of Deflection in a Rigid Flange Gasket Joint // SAE Transactions. 1983. Vol. 92. Pp. 817–828. URL: https://www.jstor.org/stable/44644415?seq=1#page_scan_tab_ contents (дата обращения: 30.08.2019).

3. Скрябин В. А., Павлова Ж. В. Модернизация переносного станка для шлифования и притирки уплотнительных поверхностей затворов задвижек трубопроводной арматуры // Ремонт, восстановление, модернизация. 2015. № 2. С. 8–13. URL: http://www.nait.ru/journals/number.php?p_number_id=2227 (дата обращения: 30.08.2019).

4. Скрябин В. А., Желтова Ж. В. Определение траектории движения инструмента при абразивной доводке уплотнительных поверхностей деталей трубопроводной арматуры // Машиностроитель. 2015. № 5. С. 20–24.

5. Скрябин В. А. Этапы обработки при восстановлении запорных деталей трубопроводной арматуры // Вестник Мордовского университета. 2016. Т. 26, № 2. С. 228–245. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.026.201602.228-245

6. Sarda S. P., Le Tirant P., Baron G. Influence Des Contraintes Et De La Pression De Fluide Sur Le Cou Lement Dans Les Rocked Fissurees // Advances of Rock Mechanics. 1974. Vol. 2. Pp. 667–673.

7. Glaser H. Eine Methode der naherungsweisen Berechnung der Dichtungskennwerte fur Metalldichtungen der ND-Technik anhand mechanischer Ersatzmodelle – 4 Int. Dichtungstag. Dresden, 1970. Pp. 420–444.

8. Gane N., Skinner J. The Friction and Scratch Deformation of Metals on a Micro Scale // Wear. 2005. Vol. 24, Issue 2. Pp. 207–217. DOI: https://doi.org/10.1016/0043-1648(73)90233-0

9. Macdonald I. F., El-Sayed M. S., Mow K., Dullien F. A. L. Flow through Porous Media-the Ergun Equation Revisited // Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals. 1979. Vol. 18, no. 3. Pp. 199–208. DOI: https://doi.org/10.1021/i160071a001

10. Поляков В. А., Шестаков Р. А., Комаров Д. Н. Комплексная параметрическая методика обнаружения утечек и несанкционированных врезок на трубопроводах // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2018. № 1 (65). С. 40–44.

11. Исследование влияния эксплуатационных параметров на ресурс и герметичность затворного узла трубопроводной арматуры / В. К. Погодин [и др.] // Арматуростроение. 2004. № 5. С. 64–67.

12. Krause H. Tribochemical Reactions in the Friction and Wearing Process of Iron // Wear. 1971. Vol. 18, Issue 5. Pp. 403–412. DOI: https://doi.org/10.1016/0043-1648(71)90004-4

13. Огар П. М., Тарасов В. А., Ключев Е. А., Максимова О. В. Влияние толщины покрытия на упругую характеристику слоистого упругого полупространства // Механики XXI веку. 2007. С. 321–327.

14. Адаменков А. К, Веселова И. Н., Рясный С. И. Метод выбора трубопроводной арматуры АЭС, подлежащей ремонту по техническому состоянию // Тяжелое машиностроение. 2008. № 10. С. 8–11.