Ruda yuvish mashinasining yupqa devorli barabani-ning zaif qattiqligi bilan bog'liq ishlov berish muammolarini hal qilish uchun-ayniqsa, qisish va ishlov berish jarayonida uning deformatsiyaga va chayqalishga moyilligi, bu esa sirt sifatiga putur etkazadi-cheklangan elementlarning tahlili dizaynini optimallashtirish, oqilona va tejamkor tuzatish- Bu tashabbus yupqa devorli baraban uchun{5}}ishlab chiqarish jarayonini yaxshiladi, ishlov berish samaradorligini oshirdi va ishlab chiqarish xarajatlarini samarali ravishda pasaytirdi.
01
Kirish
Ruda yuvish mashinasi mineralni qayta ishlashda muhim uskuna boʻlib, odatda rudadan loy boʻlaklari yoki shagʻallarni yuvish uchun-maydalash, magnit ajratish va flotatsiya qilishdan-oldin tayyorgarlik bosqichida foydalaniladi. Ushbu loyihada taqdim etilgan 2,1 m × 4,5 m ruda yuvish mashinasi xorijdagi mijoz uchun maxsus mo'ljallangan-va ishlab chiqarilgan. Uning strukturasi bir nechta asosiy komponentlarni o'z ichiga oladi, jumladan, besleme qismi, baraban qismi, qo'zg'aysan majmuasi, qo'llab-quvvatlovchi tsilindrni yig'ish, surish tsilindrni yig'ish va tishli korpus; barabanning o'zi mashinaning asosiy komponentidir. Bu barabanning asosiy konstruktiv xarakteristikasi uning qalinligi atigi 12 mm boʻlgan yupqa devor-baraban turi-bogʻlovchilarga nisbatan yupqa{11}}devorli, past-qattiqlikdagi baraban sifatida tasniflanadi. Bunday past qattiqlik barabanlarini qayta ishlashda asosiy qiyinchilik ularning qattiqligining yo'qligi bo'lib, deformatsiyani nazorat qilishni juda muhim qiladi [1, 2]. Siqish va ishlov berish jarayonida baraban chayqalishga moyil bo'lib, bu o'lchov va geometrik bardoshlik og'ishlariga [3] olib kelishi va sirt sifatini buzishi mumkin. Bundan tashqari, ishlov berish paytida baraban holati va uning haqiqiy ish paytidagi holati o'rtasida tafovut mavjud: siqish uchlarini mahkamlashni nazarda tutsa, baraban xizmat ko'rsatish vaqtida ikkita minadigan halqa (shinalar) tomonidan quvvatlanadi.
Qattiqligi past barabanlarga ishlov berish uchun anʼanaviy yechimlar qattiqlikni oshirishga qaratilgan boʻlib, ular dastgohni qisish va kesish kuchlari taʼsirida yuzaga keladigan deformatsiyani minimallashtirishga qaratilgan. Kompaniyamiz ilgari 1995 yilda xuddi shunday tuzilishga ega bo'lgan ruda yuvish mashinasini ishlab chiqargan; ammo, oʻsha davrning texnologik cheklovlari tufayli, yupqa devorli barabanning qattiqligini tahlil qilish-koʻp jihatdan oʻtmish tajribasiga tayangan va faqat sifatli baholash bilan cheklangan. O'sha paytdagi jarayon rejasi barabanning qattiqligini mustahkamlash uchun qo'llab-quvvatlash moslamasini loyihalashni o'z ichiga olgan; bu armatura barabanning har ikki uchida tashqi aylana bo'ylab mahkamlangan, ichki devorga o'rnatilgan eksenel tayanchlar bilan to'ldiriladigan qisqichga o'xshash tuzilmadan foydalangan. Ushbu asbob yordamida silindrning qattiqligi oshirildi, bu ishlov berish va ishlab chiqarish jarayonini muvaffaqiyatli yakunlash imkonini berdi. Biroq, asbobning og'irligi 2035 kg-rudani yuvish tsilindrining o'zi (2813 kg)-dan kam bo'lib, iqtisodiy samaradorlikka olib keldi.
02
Yupqa{0}}devorli ruda yuvish tsilindrining tuzilishi
Tsilindr ruda yuvish moslamasining asosiy komponenti bo'lib, silindr devori so'nggi qopqoqlarga payvandlangan yaxlit payvandlangan tuzilishga ega. Ichki qovurg'a tuzilmalari ikki uchi o'rtasida farqlanadi: oziqlantiruvchi uchi kattaroq ochilishga, ko'proq qovurg'a soniga va nisbatan murakkab tuzilishga ega; tushirish uchi kichikroq teshikka, kamroq qovurg'a va oddiyroq tuzilishga ega. Silindr devori qalinligi 12 mm, maksimal tashqi diametri 2124 mm, uzunligi 4819 mm va ichki diametri 2100 mm bo'lgan Q345B po'latdan yasalgan; og'irligi 2813 kg. Ishlov berishni talab qiladigan joylarga minish halqalari bilan bog'langan ikkita tashqi silindrsimon sirt (tashqi diametr 1 va tashqi diametr 2), shuningdek besleme uchidagi gardish yuzi kiradi (1-rasmga qarang). 1 va 2 tashqi diametrlar uchun o'lcham PH 2,124 mm, oxirgi yuzga perpendikulyarligi 0,025 mm, koaksialligi PH 0,15 mm va sirt pürüzlülüğü Ra=3.2 mkm.
1-rasm: Silindrning 3D modeli
03
Yupqa{0}}devorli ruda yuvish tsilindrini qoʻllab-quvvatlash vositalari sxemasini optimallashtirish
3.1 Tsilindrni jihozlash sxemasi uchun texnik yondashuv
Silindrning qattiqligini har tomonlama baholash uchun chekli elementlar tahlilini (FEA) amalga oshirish uchun Autodesk Inventor dasturidan foydalanilgan. Deformatsiya simulyatsiyasi silindrning oʻz{1}}ogʻirlik holati va uning dastgohga mahkamlangan holati uchun ham oʻtkazildi. Deformatsiyani tahlil qilish natijalariga ko'ra, ishlab chiqarish jarayoni rejasi ishlab chiqildi, asbob-uskunalar tuzilishi optimallashtirildi va silindrlarni qo'llab-quvvatlovchi asboblarning yangi dizayni ishlab chiqildi.
3.2 Tsilindrni chekli elementlarning qattiq jismlarini modellashtirish
Tsilindrning strukturaviy konfiguratsiyasi asosida "ichkaridan{1}}tashqariga" yondashuv yordamida 3D model yaratilgan. Modellashtirish jarayonida silindrning tuzilishi soddalashtirildi va quyidagi taxminlar amalga oshirildi:
1) Tsilindrning ikkala uchidagi qo'llab-quvvatlovchi komponentlar etarli darajada qattiqlikka ega.
2) Tsilindrning payvand choklaridagi to‘liq eritilmagan yoki yoriqlar kabi nuqsonlar hisobga olinmaydi. 3) Tsilindrning payvand choklaridagi moddiy xususiyatlarning o‘zgarishi hisobga olinmaydi; payvandlash materiali asosiy material bilan bir xil deb hisoblanadi [4, 5].
3.3 Yukni hisoblash va chegara holatini sozlash
Hisoblash jarayonida silindrga ta'sir qiluvchi tashqi yuklar, birinchi navbatda, ikkita komponentdan iborat: silindrning o'zining strukturaviy og'irligi va dastgohlar markazi tomonidan ta'sir qiladigan siqish kuchi. Komponentlar parametrlari va dastgohlar texnik xususiyatlariga asoslanib-va dastgoh qo'llanmasi bilan maslahatlashgandan so'ng-markazning siqish kuchi 20 kN ekanligi aniqlandi.
Silindrsimon komponentlar bilan ishlab chiqarish tajribasiga tayanib, ishlov berish jarayonida kesish chuqurligi minimal va kesish kuchlarining ta'siri ahamiyatsiz; shuning uchun silindr deformatsiyasiga kesish kuchlarining ta'siri tahlil qilinmaydi. Ushbu keng qamrovli tahlilga asoslanib, silindr uchun chegara shartlari va yuk sozlamalari quyidagicha o'rnatiladi:
(1) Silindr yuklari: ikkita yuk holati ko'rib chiqiladi. Birinchidan, statik holatda faqat silindrning o'z og'irligi hisobga olinadi. Ikkinchidan, dastgohning-qisqichli holatida dastgoh markazidan siqish kuchi va chuck jag'laridan ushlash kuchi hisobga olinadi; boshqa barcha yuklar e'tiborga olinmaydi.
(2) Chegara shartlari: Statik holatda silindrning har ikki uchida vertikal siljish cheklanadi, eksenel siljish esa silindrning oʻz{1}}deformatsiyasini hisoblash uchun boʻsh qoladi. Mashinaning -qisqichli holatida, eksenel va radiusli siljishlar bir uchida cheklanadi, vertikal siljish cheklanadi va radial harakat boshqa uchida bo'sh qoladi, bu esa dastgohda qisqichlanganda yuklash sharoitlarini taqlid qiladi.
3.4 Silindr deformatsiyasining chekli elementlar tahlili
(1) Statik holatdagi deformatsiya: silindrga tortish kuchi qo'llaniladi va X, Y va Z o'qlari bo'ylab deformatsiyani hisoblash uchun chekli elementlar tahlili qo'llaniladi; Tafsilotlar 2-4-rasmlarda keltirilgan.
Rasm
2-rasm. Statik holatda silindrning X- o'qi bo'ylab deformatsiyasi
Rasm
3-rasm Silindrning Y-oʻqi boʻylab statik holatda deformatsiyasi
Rasm
4-rasm Silindrning Z-oʻqi boʻylab statik holatda deformatsiyasi
(2) Mashinaning-Qisqich holatidagi deformatsiya: silindrga eksenel va radial yuklar tatbiq etiladi va dastgohda qisqichlanganda X, Y va Z o‘qlari bo‘yicha deformatsiyani hisoblash uchun chekli elementlar tahlili qo‘llaniladi; tafsilotlar 5 dan 7 gacha bo'lgan rasmlarda ko'rsatilgan
5-rasm: Tsilindrni qisish paytida X-o'qi bo'ylab deformatsiyasi
Rasm
6-rasm: Tsilindrni qisish paytida Y- o'qi bo'ylab deformatsiyasi
Rasm
7-rasm: Tsilindrning Z- o'qi bo'ylab qisish paytida deformatsiyasi
Silindr modelining-ham statik holatida, ham qisqich bilan ishlov berish holatida-sonli elementlar tahlili natijalari 1-jadvalda keltirilgan.
1-jadval: Turli sharoitlarda silindr uchun chekli elementlar tahlili natijalari (birlik: mm)
Rasm
Ma'lumotlarni tahlil qilish, taqqoslash va o'rganish quyidagi xulosalarga olib keldi: tsilindr o'zining statik holatida minimal deformatsiyani ko'rsatadi, shu bilan birga, qisqich bilan ishlov berish jarayonida silindrning har ikki uchida sezilarli mahalliylashtirilgan deformatsiya sodir bo'ladi.
04
Yupqa devorli ruda yuvish tsilindrini-qo'llab-quvvatlash asboblari sxemasi va tekshirish jarayoni
4.1 Optimallashtirilgan asboblar sxemasi
Tsilindrning past{0}}qattiqlik xususiyatlaridan kelib chiqib, yangi qo'llab-quvvatlovchi asboblar sxemasi ishlab chiqilgan (8 va 9-rasmlarga qarang). Ushbu asbob-uskunalar sxemasi silindrning ichki devorining kamroq qattiq qismlariga o'rnatilgan to'rtta halqali tayanchlar to'plamidan iborat. O'rnatishni osonlashtirish uchun halqali tayanchlarning tashqi diametri sozlanishi va asbobning og'irligi 150 kg ni tashkil qiladi. Har bir halqasimon tayanch uchta yoy shaklidagi plastinka segmentlaridan, birlashtiruvchi plitalardan, murvatli mahkamlagichlardan va takozlardan iborat. Qo'shni yoy segmentlari bir-biriga murvat bilan biriktirilgan; tashqi diametri ulanish teshiklari orasidagi masofani o'zgartirish orqali mahalliy ravishda sozlanishi mumkin. Sozlangandan so'ng, montaj takozlar yordamida tortiladi va keyin murvatli mahkamlagichlar bilan to'liq mahkamlanadi.
Rasm
8-rasm: Tsilindrni qo'llab-quvvatlash asboblari
Rasm
9-rasm: Tsilindrni qo'llab-quvvatlash asboblarini o'rnatish sxemasi
1-Shim plitasi 2-Mashina asboblari quyruq uchi 3-Tailstock markazi
4-Halqasimon tayanch moslamasi 5-Ish qismi 6-Chuk jagʻi 7-Mashina dastgohi bosh qismi uchi
Yupqa devorli{0}}ruda yuvish tsilindri ishlov berish jarayonida deformatsiyalanmasligi uchun quyidagi choralarni ko'rish kerak:
1) Silindr blankini payvandlashda halqa shaklidagi tayanch asboblar silindrning ichki devoriga payvandlanadi; Payvandlash jarayonidan so'ng silindr-halqasimon tayanchlar bilan-o'choqda kuchlanishni bartaraf etish-tavlanishidan o'tadi. Yuvishdan oldin halqa shaklidagi tayanch silindr korpusiga payvandlanganligi sababli, silindrning o'ziga xos qattiqligi kuchayadi va shu bilan kuchlanishni bartaraf etish{5}}davlanishi jarayonida deformatsiyaning oldini oladi.
2) Tsilindrning so'nggi yuzini qo'llab-quvvatlash uchun kallak uchida to'rtta tayanch plitasi o'rnatildi va siqish jag'lari silindrning tashqi yuzasini kerakli joyda ushlab turishini ta'minlaydi. Siqilish kuchidan kelib chiqadigan deformatsiyani oldini olish uchun siqish jag'lari va silindrning tashqi yuzasi o'rtasidagi aloqa joylariga to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshi ichki devorga halqa shaklidagi tayanch moslamalari o'rnatildi. Ish qismi va quyruq markazi o'rtasidagi interfeys uchun texnologik blok ishlab chiqilgan; ushbu blok uchun dizayn talablari shundan iborat ediki, uning tashqi o'lchamlari markaziy teshikni qayta ishlashga mos kelishi kerak va markaziy teshikning o'zi dastgohning markaziy burchagi va ishlov beriladigan qismning massasi asosida aniqlanishi kerak edi.
4.2 Tekshirish jarayoni
Yuqorida aytib o'tilgan texnologik chora-tadbirlar amalga oshirilgandan so'ng, silindrni dastgohga mahkamlagandan so'ng, sinov ishlov berish jarayoni o'tkazildi. Tsilindrning chiqishini tekshirish uchun terish ko'rsatkichlari ishlatilgan; hizalanishning aniqligi 1 mm dan kam bo'lib, ishlov berish rejasining talablarini to'liq qondirdi. Bu hizalama aniqligi asosan payvandlangan silindr bo'shlig'ining aniqligiga mos edi, bu siqish jarayonida deformatsiyaning minimal ekanligini tasdiqladi. Tsilindrni qayta ishlash jarayoni va tayyor komponent 10-12-rasmlarda ko'rsatilgan.
Tasvirlar
10-rasm Tsilindrni qo'pol va tugatish ishlov berish
11-rasm Mashina asboblari markazi bilan interfeysdagi texnologik blok
12-rasm Tayyor silindr
Tsilindrni qoʻllab-quvvatlashning optimallashtirilgan sxemasini qoʻllash orqali ruda yuvish mashinasi uchun yupqa devorli-tsilindr muvaffaqiyatli ishlab chiqarildi. Tekshiruv barcha aniqlik parametrlari chizilgan spetsifikatsiyalarga mos kelishini tasdiqladi. Optimallashtirilgan qo'llab-quvvatlash sxemasi amalda tasdiqlandi, bu ham silindr uchun chekli elementlar tahlili (FEA) natijalarining to'g'riligini tasdiqladi.
05
Xulosa
Cheklangan elementlar tahlili orqali ruda yuvish mashinasining yupqa devorli-tsilindrining qattiqlik tahlili empirik, sifatli yondashuvdan miqdoriy yondashuvga ko'tarildi. Bu ishlab chiqarish jarayonining dizayn sifatini samarali oshirdi va natijada oqilona, tejamkor va tejamkor-qo‘llab-quvvatlash vositalarining optimallashtirilgan yechimi paydo bo‘ldi. Amaliy tekshirish shuni ko'rsatadiki, bu yondashuv qayta ishlash xarajatlarini samarali ravishda kamaytiradi va ishlab chiqarish davrlarini qisqartiradi; u o'xshash mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ilmiy asos yaratadi va boshqa taqqoslanadigan narsalar uchun qimmatli ma'lumotnomani taqdim etadi.
