Введение к работе
Актуальность таны. Развитие энергетики, в тон числа н ядерной, характеризуется постоянным ростом тепло- и еиергонапряхеииости м травуот а свяаи о «тим гарантированной везопасности равоты энергоагрегатоа, а первую очередь, аа счет снижения температур эивргоовменных поверхностей, что осованно важно для активных зон ядерные энергетических установок.
В 1978 г. в института атомной энергии км. И.В.Курчатова (ИАЭ) обнаружен новый класс самоорганизующихся струйных течений гааоа и жидкостей, овладевших способностью значительной интенсификации тепло- и массоовмена (ИТНО) на поверхностях вогнутостей . Значение физического эффекта на исчерпывается его испольаованкем в ядерных энергетических установках. Полезный метод КТКО является осново!» создания ггевого поколения теплоовменного оборудования : паровых и, водогрейки* хо?лоа,гаэотурвиккых агрегатов м дгиготелвй различного назначения, парогенераторов и другнк зиерготехнкчосхнх установок с уг.елыагкиой металлоемкостью и поашганиой функциональной аффективместыо .
Практическая реализация открытого эффекта озусловнла появление целой гаммы деталей таплоовменкой аппаратур» со специфичными, неординарно оформлонигзеи поверхностями. Одними аз таких деталей являются труоы с рельефом з форме сферических лу.чок, расположеигак по аинтозіе* .іикея!,
Принципиальная аоэкоявдоежь получения такого рода повярхно-отзй , качество их нэготоаления, сэойстаа овравотеккого повархио-стного слоя, а тасок* твхнико-зкоксвшчвекмв показатели процесса эвравотхи (проиэводпточьностъ, еввестониость м др.) в первую эчередь зависят от используемого инструмента.
Овревотка рассматриваемого рельефа может проиэзодиться >аэличнычи методами . Нанво/tee эффективны* технологическим прк.-иг.я
-k-
овравоткм рельефа в форме сферических лунок является формоовраэование деталей холоднім пластическим деформированием.
Используемые поверхности деталей теплоовмена принципиально отличны от тех, для овравотхм которых имеющиеся накатные инструменты получили широкое распространенна. Оригинальность деталей, выраженная в периодической повторяемости располамвяного на них рельефа, и специфичность их геометрического оформления, отсутствие кахой - лкво теории к соответствующих методик по проектировании инструмента характеризуют новизну настоящих исследований. А поэтому рааравотха и исследование накатных инструментов для вготовлений указанных поверхностей открывает принципиально новое направление в использовании етнх инструментов.
В связи с этим рааравотха н исследование метода еормоовра-зоваияя данного класса поверхностей н синтез инструмента для его реализация, овладевшего вольвикя технологическими возможностями и высокой производительностью, является актуальной задачей.
Синтезируемая технологическая пара может выгв> основой технологического процесса, реализуемого на разлячний оворудованнн: специальных прокатных станах, универсальных мвталлоовраватії вивші і станхах н др. Вывор вида оборудования зависит от характера производства.
Состояние вопроса внедрения предложенного эффекта на данном ' этапе (тревующего проведения вольного числа экспериментальных проверок) овусловлхвает мелкосерийный кногономекклатурвый характер производства детален теплоовмена. Этот фактор делает инструментальную проблематику применительно х станкам осщетехнологнчес-кого назначения еще волее актуальной.
Равота выполнена в соответствия с программой ИТНОСПД (интенсификация телло-массооБмена смерчевыми процессами н аппаратами) , утвержденной постановлением ГКНТ СССР N 774 от 16.05.
91 г., а также в соответствии с планами НИР СТЛнКИНа.
Цель р а в о т ы - создание методических основ проектирования накатных инструментов, используемых на станках овщетехиологичесхого назначения, для формообразования иа наружные поверхностях труп рельефа в виде сферических лунох , реализующего теплофиэические ЭффвКТЫ.
Методы исследований. достижение поставленной цели осуществляется комплекснім решением задач на основе применения современных методологических средств і кинематической теории формооврааования сопряженных поверхностей и проектирования инструментов , математической теории планирования эксперимента„ а тахже экспериментальной исследованиями и кокпьютарнжи экспериментами.
Научная новизна равоты состоит в установленный внутранних фунхцмональгіьЕС связях между геомвтркзй и хккематикой <5>ормоовраэования р-эльефа з »кда с<^эрнческих лукок а станочной пара "инструмент-деталь" при услоэмн етаутствмя иэсткай кинематической связи между ее Элементами для управления иа их основе точностью и плотностью іяак&т&заемсгс ральъра.
Практическая значимость, Установленные зависимости и предлагавшее рекомендации являются методической основой для создания высокопроазведитэльного в точного метода и инструмента для оеразотки деталей таплоогигкнсй аппаратуры.
Рее. лиэацми разори. Результата es кспол.%-эоааны при раэравсткв к ан«дренкм г пронэаодстао конструкций накатных инструментов для овравоткк цилиндрических-поверхностей теплообмена котлоагрвгатоэ ка двух. предприятиях различных министерств (СКТВ 'Тантал*, г. У^аг ПО "ЕэлгородскиЯ завод энергетического машиностроения" , г. Белгород).
А проса цик р * в о т ц. Основные положения и
наИБОлее важные разделы диссертационной ровоты доложены Hat
- региональной конференции "Инструментальное оваспачение
автоматизированных производств систем мехакоовравотхн"
(Иркутск,ИДНТ,1990 г.);
межотраслевой семинаре "Поверхностный слой, точность и эксплуатационные свойства деталей машин" (Носква, КДНТП, 1991 г.);
научно-техническом семинаре "Провлемы эксплуатации инструмента в кеталлоовраватываюпей промышленности" (Москва, ЦРДЗ, 1992 г.)!
международной технологической конференции "АМТЕХ - 93" (Болгария, г. Русе , 1993 г.)j
научно-методических заседаниях кафедры "Инструментальные системы автоматизированных производств" Московского государственного технологического университета (СТАНКИН), 1989-1993 гг.
Пувлнхацки.' Do материалам диссертации опувлико-вано б печатных раъот , получено положительное решение на выдачу патента.
Структура и овьем равоты. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 2/ -> странице машинописного текста. Диссертация содержит && рисунка, 12 тавлиц, список литературы из 105 наименований и приложений (оецилограммы, программы, акты внедрения результатов равоты, рабочие чертежи инструментов).
В равоте приняты опозначения : И - инструмент, Л - деталь, 3
- заготовка , П - поверхность , ПД - поврхность детали , X - ха
рактеристика , ДЭ - деформирующий элемент , ИП - исходная инстру
ментальная поверхность , МОД - мгновенное относительное движение .