Расчет автоматизированного участка механической обработки детали вал КЗР0104605

Чертеж приспособление фрезерное.cdw

1. Размеры для справок.
Маркировать: 2-133-7216-4303.
ГРС - 2 по СТП 794-053-98.
Остальные Т.Т. по СТП 105-012-027-77

Чертеж детали.cdw

Сталь 25ХГТ ГОСТ 2590-88

Пояснительная записка.docx

Министерство образования Республики Беларусь
Учереждение образования « Гомельский государственный
технический университет имени П.О Сухого»
Кафедра: «Технология машиностроения»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине «Автоматизация производственных
процессов в машиностроении»
на тему: «Рассчитать автоматизированный участок
механической обработки детали вал КЗР0104605»
Принял преподаватель:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Назначение и конструкция обрабатываемой детали
Анализ детали с точки зрения её возможности обработки на автоматическом оборудовании
Разработка технологического маршрута автоматизированного производства
Сводная таблица норм времени
Выбор оборудования систем транспортирования управления и инструмента обеспечения
Разработка синхронизации загрузки оборудования
Разработка принципиальной схемы участка
Разработка циклограммы работы участка
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
1Патентная проработка
Назначение и принцип действия приспособления
Расчет приспособления на точность
Расчет усилие зажима
Приложение А (обязательное) комплект документов на тех процесс детали
Приложение Б (обязательное) приспособление специальное
Приложение В планировка участка цеха
Приложение Г патентная проработка
Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.
Технологи-машиностроители выполняют большую работу по совершенствованию производства машин различного назначения. Перед технологами-машиностроителями стоят задачи дальнейшего повышения качества машин снижения трудоемкости себестоимости и материалоемкости их изготовления внедрения поточных методов работы механизации и автоматизации производства а также сокращения сроков подготовки производства новых объектов.
Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Важно качественно дешево и заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину применив высокопроизводительное оборудование технологическую оснастку средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин а также экономичность их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.
Массовый выпуск машин стал возможен в связи с развитием высокопроизводительных методов производства а дальнейшее повышение быстроходности точности мощности рабочих давлений и температур коэффициента полезного действия износостойкости и других показателей работы машин было достигнуто в результате разработки - новых технологических методов и процессов. Общая компоновка и конструктивное оформление машины влияют на технологию ее производства. Конструкцию машины нельзя разрабатывать без учета технологии ее изготовления.
Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники экономичностью в эксплуатации и условиями производства. Конструкцию машины в которой эти требования учтены называют технологичной. Улучшая технологичность конструкции можно увеличить выпуск продукции при тех же средствах производства и сократить себестоимость ее изготовления.
1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали КЗР 0104605 Вал.
Вал КЗР 0104605 входит в редуктор нижних вальцев КЗР 010400. Диаметр ∅65к6 предназначен для установки подшипника в узле. Шлицы D16х52х60f7x5h9 предназначены для соединения с приводом вальцев прицепного кормоуборочного комплекса КДГ-3000.
Устанавливается вал в корпус редуктора с подшипниками ПОЗ-10 диаметров ∅80h10 ∅70k6 ∅65k6. По резьбе М42х2-6g устанавливается гайка ПОЗ-8. Шлицы эвольвентные предназначеные для установки шестерни которая фиксируется шайбой ПОЗ-5.
Вал предназначен для передачи крутящего момента с редуктора на привод вальцев.
Деталь изготавливается из стали 25ХГТ. Материал для изготовления детали наиболее рационален т.к. он способен выдерживать нагрузки которые воспринимает деталь при работе способен обеспечивать заданную работоспособность детали в процессе всего срока службы. Хорошо обрабатывается резанием.
Химический состав и механические свойства стали 25 ХГТ представлены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 - Химический состав стали 25 ХГТ (ГОСТ 4543-71).
Таблица 1.2 - Механические свойства стали 25 ХГТ (ГОСТ 4543-71).
Нормализация 880 - 895oC воздух Закалка 850oC масло Отпуск 200oC вода
Механические свойства :
- Предел кратковременной прочности [МПа]
- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) [МПа]
- Относительное удлинение при разрыве [ % ]
- Относительное сужение [ % ]
- Ударная вязкость [ кДж м2]
2 Анализ детали с точки зрения ее возможности обработки
на автоматическом оборудовании
Конструкция изделия должна отвечать такому качеству отдельных его составляющих и изделия в целом при котором обеспечивается возможность автоматизированного производства. Анализ должен дать возможность оцепить степень подготовленности конструкции изделия к автоматизированному производству. В основу способа положен принцип поэлементного анализа конструкции изделия с точки зрения возможности и технической целесообразности автоматического выполнения дискретных операций ориентации деталей в пространстве и во времени подачи их в рабочие органы базирования (установки) в рабочей позиции съема послеоперационного транспортирования. При этом предполагается что выполнение основных операций обосновано и оправдано.
Параметрами оценки являются: конфигурация физико-механические свойства сечение поверхности сцепляемость абсолютные размеры и их соотношение показатели симметрии специфические свойства детали и т.д. т.е. основные свойства детали.
Все свойства детали взаимозависимы находятся в единой связи и в совокупности определяют ее качественную характеристику. Для исследования деталей или изделий в целом характерные свойства дифференцированы на семь ступеней. Соответствует детали достаточно простой формы по сложности автоматизации [3]. Операции ориентации загрузки детали в рабочие органы базирования транспортировки съема легко автоматизируются. Известны технические решения которые можно применить для данной детали.
- не требует ориентации; деталь из стали; асимметрия центра тяжести – 1000000;
- несцепляемая механически – 000000;
- стержневая ферромагнитная – 10000;
- круглая прямая – 2000;
- одна ось вращения; – 200;
- нет центрального отверстия – 10;
-шпоночный паз и шлицы на наружной поверхности; резьба присутствует – 9.
По характеристики категорий сложности автоматизации « Вал КЗР 0104605» по сумме баллов набрал 1012209=15 что по таблице 1.2 соответствует детали средней сложности автоматизации [3]. При отсутствии аналогов целесообразна экспериментальная проверка применяемых технических решений.
Разработка технологического маршрута обработки
автоматизированного производства.
Технология автоматизированных участков в значительной мере отличается от технологии традиционных производственных систем что в первую очередь связано с «безлюдным» режимом производства быстрой переналаживаемостью и высокой производительностью при многономенклатурном характере производства одновременного запуска комплектов деталей. Создание производственных систем удовлетворяющих всей совокупности перечисленных требований стало возможным только после разработки и широкого промышленного внедрения новых технологических средств и отдельных подсистем. В том числе станков с ЧПУ и промышленных роботов систем автоматического регулирования технологическими и производственными процессами; электронно-вычислительных машин и управляющих вычислительных комплексов а также систем автоматизации технологической подготовки производства.
В автоматизированном производстве конструкция детали технологический процесс ее обработки конструкция основных узлов станков и расчет рабочих позиций взаимосвязаны между собой и создаются с учетом этой взаимосвязи. При проектировании технологического процесса для автоматизированного участка должны учитываться специфические условия обработки [11]:
- возможность автоматической установки заготовки в рабочей позиции;
- синхронизация выполнения технологических переходов во времени;
- соответствие времени цикла заданному такту выпуска;
- возможность одновременной обработки взаимосвязанных поверхностей со стабильной точностью.
Технологический процесс производства детали - это процесс непрерывного повышения точности ее параметров процесс постепенного снижения погрешностей черновой заготовки до точных размеров детали соответствующих требованиям чертежа.
Технология ГПС в области машиностроения - это дальнейшее развитие общей технологии машиностроения и в первую очередь ее разделов относящихся к автоматизации управления технологическими процессами.
По базовому технологическому процессу механической обработки детали фланец разрабатываем маршрутную технологию для автоматизированного участка по обработке детали ось и заносим в приложение А.
4 Сводная таблица норм времени
В базовом технологическом процессе рассчитаны нормы штучного времени. Заносим их данные в таблицу 1.
Таблица 1 - Нормы основного и штучного времени обработки детали вал КЗР 0104605.
Номер и наименование операции
5 Выбор оборудования систем транспортирования управления и инструмента обеспечения
Основное технологическое оборудование определяет профиль автоматизированного участка. Применение станков с ЧПУ открывает возможности для внедрения новейших достижений науки и техники позволяет достаточно легко формализовать процесс подготовки управляющей программы. Таким требованиям обладает технологическое оборудование с микропроцессорными устройствами с ЧПУ класса CNS обладающие широкими возможностями программирования. Для обработки вала применяем следующее оборудование:SL-10 2С150ПМФ4 ВСА-161BCNC2 ВС-815Ф4.
В качестве промышленного робота принимаем ПР модели M-710iC20L
Грузоподъемность [kg]
Вес механической части [kg]
Радиус действия [mm]
Диапазон перемещения [°]
Максимальная скорость [°s]
Запястье и рука J3 IP67 корпус IP54. (опция: весь корпус IP67)
В качестве склада принимаем автоматизированный стеллажно – тарный склад СТАС – 250 АТ
Техническая характеристика:
Количество ячеек склада .. .. 540
Грузоподъёмность ячейки кг .. .250
Цикл работы склада с .. . .50
Нагрузка на 1 м2опорной поверхностиSкН 39
Суммарная мощность кВт . . ..35
Технические требования:
Предельный уклон опорной поверхности рельса не более мм:
На длине 1000 мм . 3
Отклонение стоек рамы стеллажа от вертикали на высоте 5800 мм не более 3 мм
Отклонение колонны штабелера от вертикали на всей высоте не более 3 мм
В качестве транспортной тележки используем транспортный робот “Электроника НЦТМ – 25”
Техническая характеристика
Грузоподъёмность кг 500
Скорость движения по светоотражающей полосе мс 02 - 08
Радиус поворота мм 500
Погрешность позиционирования мм:
Время работы без подзарядки ч 2
Время включения мин 05
6 Разработка синхронизации загрузки оборудования.
Основным в организации производственного процесса автоматизированного участка является обеспечение максимальной загрузки оборудования. Так как время обработки на станках разное и цикл обработки неодинаков то интервал времени через который со станков поступают обработанные детали меняется от минимальных до максимальных значений. Для исключения простоев станков необходимо выдерживать такой ритм и при подаче к ним заготовок.
Проверяем условие синхронизации:
ni- количество едениц оборудования на i-й операции.
3814-184932413814×100%=10.621%
4932-10.5481184932×100%=14.076%
5481-11.969110.5481×100%=13.472%
Из расчетов видно что для операций 010 020 030 040 необходимое условие синхронизации не выполняется но в связи с тем что оборудование перестраивается на аналогичные детали у которых другой режим обработки нет необходимости приобретать дополнительные станки. Необходимо рассчитать программу по управлению загрузкой таким образом чтобы станки с меньшим циклом обработки выключались или обрабатывали другие детали.
7 Разработка принципиальной схемы участка.
Принципиальную схему участка разрабатываем с учетом рекомендаций [514].
В состав технологической линии входит основное технологическое оборудование промышленные роботы и другое технологическое вспомогательное оборудование. В качестве транспортных средств применяется автоматическая тележка. Для удаления стружки используется тарные контейнеры. Складирование партии деталей в таре производит робот
Из стеллажного склада краном-штабелёром заготовки на полете подаются на перегрузочный стол откуда они забираются роба-карам и перевозится к столу накопителю около станка а затем поштучно роботом манипулятором подаются на станок и забирается из него. Затем деталь снова устанавливается в палету и передаётся дальше по технологической линии. После обработки изделия транспортируются той же тележкой по замкнутой трассе на перегрузочный стол для контроля передачи на другие операции или в ячейки стеллажного склада.
Отходы (стружка) собираемые в таре накопителе расположенной непосредственно около станков при заполнении контейнера стружкой он заменяется на пустой обслуживающим персоналом. При компоновке оборудования с замкнутой трассой транспортирования для перемещения тары с заготовками обработанными деталями отходами и т.д. могут быть применены и подвесные конвейеры. При замкнутой трассе транспортирования технологическое оборудование может обслуживаться последовательно или выборочно по командам от системы управления.
Инструментальные наладки комплектуются на позиции подготовки инструмента а затем в нужный момент подаются к оборудованию и устанавливаются в инструментальные магазины станков.
Автоматизированный участок размещаем на площади механосборочного цеха с выделением его в отдельный участок. В качестве основного критерия расположения технологического оборудования принимается принцип потока для большинства деталей участка и установление минимально допустимых расстояний между станками рядами станков от станков до стен и колонн здания нормы на ширину проходов и проездов.
На планировке участка цеха наносим оборудование по механической обработке системы транспортировки и системы накопления заготовок; промышленные роботы для зажима фиксации базирования и закрепления заготовок при сквозной обработке детали.
Вспомогательное оборудование в виде моечной машины слесарных и контрольных столов а также пульта управления размещаем по технологической цепочке. Всё оборудование и рабочие места изображаются в соответствии с рекомендациями [14] в масштабе 1 : 100 в механосборочном цехе на стандартном участке.
8 Разработка циклограммы работы участка.
Норма времени на линии должна устанавливаться с учетом возможности совмещения элементов основного и вспомогательного времени. Последовательность и совмещение работы элементов отражает циклограмма работы участка которая представлена в таблице 2.
Для составления циклограммы работы участка задаемся следующими показателями: открыть – закрыть ограждение – 1с; поворот на 90° - 1с; поворот на 180° - 2с; зажать-разжать деталь в захвате робота - 2с; зажать-разжать деталь в патроне - 2с; зажать-разжать деталь в приспособлении- 3 с; зажать-разжать деталь в центрах – 3 с.
Таблица 2-Циклограмма работы автоматизированного участка.
Конструкторский раздел
1 Патентная проработка.
В качестве патентной проработки выполнен поиск патента на устройство и конструкцию измерительного датчика устанавливаемого на шлифовальных станках с ЧПУ. В ходе проработки нами найден патент на конструкцию контактного измерительного датчика. Как видно из патента конструкция применяемая в используемом нами станке отличается от предложенной в патенте и как следствие никаких патентных претензий к используемой нами конструкции не возникает. Сам патент представлен в приложении Г.
2. Назначение и принцип действия приспособления.
Данное станочное приспособление применяется на сверлильной операции на которой выполняется сверление восьми отверстий с последующим нарезанием в них резьбы а также контурного фрезерования боковой поверхности наибольшей ступени вала.
Приспособление является одноместным с механическим зажимом детали.
Закрепление детали осуществляется при помощи двух прихватов представляющих собой Г-образные прихваты с резьбовым креплением и плавающими сферическими шайбами обеспечивающих заданное положение прихватов.
Для базирования приспособления на столу станка предусмотрены направляющие шпонки. Корпус приспособления сварной стальной что является простой облегченной конструкцией.
Базирование детали производится по цилиндрическому отверстию и боковой поверхности.
3 Расчет приспособления на точность
Приспособление применяется при фрезеровании боковой поверхности большой ступени вала на вертикально-сверлильно-фрезерно-расточном станке 2С150ПМФ4. Обработка ведется при настроенном станке способом автоматического получения заданного размера.
Чтобы выдержать параллельность боковой поверхности и оси заготовки в пределах заданных допусков на размер необходимо определить допустимую не параллельность установочной плоскости детали и опорной плоскости корпуса приспособления.
пр≤-kk1*2+з2+уст2+изн2 +п2+(k2*)2
где =02 –допуск на выдерживаемый размер мм.
k=12- коэффициент учитывающий возможное отступление от нормального распределения отдельных составляющих;
=0 – погрешность базирования т.к. совмещаются установочные и измерительные базы;
з2=009- погрешность закрепления мм.
уст=0 – погрешность установки т.к. не влияет на фрезеруемую поверхность.
изн=001 – погрешность износа установочных элементов приспособления;
п=0 – погрешность смещения режущего инструмента т.к. отсутствуют напровляющие элементы ;
k2=06-08 – принимаем 06;
=012 – значение погрешности обработки исходя из экономической точности для фрезерования мм.
пр≤02-1212*02+0092+02+0012 +02+06*0122=008 мм
Погрешность проектируемого приспособления должна быть менее половины поля допуска. Из равенства видно что погрешность состоит из 04 поля допуска что обеспечивает требуемую точность.
4 Расчет на усилие зажима.
Для определения усилия зажима необходимо узнать силы резания и их взаимодействие с силами зажима.
Определяем силы резания Pz и Py по формулам:
где Cр =125 постоянный коэффициент;
t = 5 глубина резания мм;
S = 01 подача на зуб ммзуб;
B = 15 ширина фрезерования мм;
D = 15 диаметр фрезы мм;
n = 250 частота вращения фрезы обмин;
z = 5 число зубьев фрезы
коэффициенты резания: хр=085; ур=075;u=1; q=0.73; w=-0.13.
Необходимое усилие зажима при обработке на фрезерных станках определяется по формуле:
где К – коэффициент запаса состоит из произведения;
Ko = 15 гарантированный коэффициент запаса.
К1 = 10 коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки.
К2 = 12 коэффициент учитывающий увеличение силы резания от прогрессирующего затупления режущего инструмента.
К3 = 10 коэффициент учитывающий увеличение силы резания при прерывистой обработке.
К4 = 10 коэффициент учитывающий постоянство силы зажима.
К5 = 15 коэффициент учитывающий установку детали базовой плоскостью на планки ограниченной поверхности.
К=15*10*12*10*10*15=27
f=075 – коэффициент трения на рабочих поверхностях рифлёных зажимов.

циклограмма работы участка.frw

patent-2411446.pdf

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21)(22) Заявка: 200810598028 26.07.2006
(24)начала отсчета срока действия патента:
(56) Список документов цитированных в отчете о
поиске: WO 03102426 A1 11.12.2003. US 4811524
А 14.03.1989. US 4437239 А 20.03.1984. US
51906 A 03.09.1996. GB 2197477 А
EP 2006007398 (26.07.2006)
(85)начала рассмотрения заявки PCT на
национальной фазе: 27.02.2008
(87) Публикация заявки РСТ:
WO 2007017120 (15.02.2007)
Адрес для переписки:
1036 Санкт-Петербург ая 24
НЕВИНПАТ" пат.пов. А.В.Поликарпову
(54) НЕЗАВИСИМОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Изобретение относится к измерительному
характеристик цилиндров валков и подобных
элементов во время операции шлифования
автономного перемещения независимо от
перемещения шлифовального круга или других
частей шлифовального станка. Устройство
содержит по меньшей мере три верхних
держателя и по меньшей мере один нижний
кронштейне. При этом по меньшей мере два из
указанных (верхний и нижний) датчиков
диаметрально противоположны друг другу.
выполняется в четырех точках измерения.
(73) Патентообладатель(и):
ТЕКИНТ КОМПАНЬЯ ТЕКНИКА
(43)публикации заявки: 10.09.2009 Бюл. № 25
ИНТЕРНАЦИОНАЛЕ С.П.А. (IT)
(45) Опубликовано: 10.02.2011 Бюл. № 4
(30) Конвенционный приоритет:
07.2005 IT MI2005A001452
БОЗЕЛЛИ Джованни (IT)
БАВЕСТРЕЛЛИ Джованни Гвидо
БЬЯНКЕЗЗИ Флавио Стефано (IT)
ТРЕВИЗАН Клаудио (IT)
геометрических параметров в четырех точках
изделия. 3 н. и 3 з.п. ф-лы 1 ил.
FOR INTELLECTUAL PROPERTY
PATENTS AND TRADEMARKS
(12) ABSTRACT OF INVENTION
BOZELLI Dzhovanni (IT)
BAVESTRELLI Dzhovanni Gvido Marija (IT)
B'JaNKEZZI Flavio Stefano (IT)
TREVIZAN Klaudio (IT)
(21)(22) Application: 200810598028 26.07.2006
(24) Effective date for property rights:
TEKINT KOMPAN'Ja TEKNIKA
INTERNATsIONALE S.P.A. (IT)
(43) Application published: 10.09.2009 Bull. 25
(45) Date of publication: 10.02.2011 Bull. 4
(85) Commencement of national phase: 27.02.2008
(86) PCT application:
1036 Sankt-Peterburg aja 24 "NEVINPAT
pat.pov. A.V.Polikarpovu reg.№ 0009
(87) PCT publication:
(54) INDEPENDENT MEASURING DEVICE FOR GRINDERS
FIELD: machine building.
SUBSTANCE: device performs autonomous
travels independently from transfers of grindstone or
other parts of grinder. The device consists of at
least three upper sensors positioned on an upper
bracket along a corresponding holder and at least one
lower sensor located on a lower bracket. Also at
least two of the said (upper and lower) sensors are
diametrically opposite one to another. Geometrical
parametres are measured in four points of
geometrical parametres in four points with structure
or surface measurements at simultaneous item
Данное изобретение относится к независимому измерительному устройству
предназначенному для шлифовальных станков.
В частности данное изобретение относится к измерительному устройству
предназначенному для цилиндров валков и подобных элементов измерение
характеристик которых необходимо производить во время операции шлифования и
снабженному системами определения геометрических и пространственных
характеристик (например круглости формы диаметра и т.д.) иили структурных
характеристик (например наличия трещин и наклепа измерения твердости и т.д.)
иили характеристик поверхности (например шероховатости состояний
поверхностного натяжения и т.д.).
Станки для шлифования валков прокатных станов предназначенных для
производства полос из металла являются крупногабаритными машинами которые
должны обеспечивать высокие эксплуатационные характеристики в плане
повторяемости и точности выполняемых измерений в дополнение к точности
определения получаемой геометрической формы.
Обеспечение этих характеристик относящихся к точности качеству поверхности и
стабильности в широком диапазоне размеров (в диаметре до 2 м и свыше и по длине
до 10 м и свыше) необходимо в целом ряде отраслей промышленности помимо
прокатки плоских металлических и неметаллических изделий например в бумажной и
полиграфической промышленности при производстве двигателей и
крупногабаритных гидравлических систем например поршней приводных и
коленчатых валов для судовых двигателей.
Как правило использование этих станков необходимо всякий раз когда большие
размеры компонентов связаны со сложными и ограничительными геометрическими и
поверхностными характеристиками а также с характеристиками структурной
Например в черной металлургии и сталелитейной промышленности для операций
восстановления валков прокатных станов обычной практикой является их обработка
на производственных участках смежных с самим прокатным станом называемых
«участками обработки валков» или в мастерских предназначенных для обслуживания
различных прокатных станов. На этих участках собираются изношенные иили
поврежденные валки для обработки шлифованием с целью восстановления расчетных
параметров требуемых при прокатке.
Даже весьма небольшие изменения в расчетном профиле и крутости прокатных
валков вызывают волнистость полос отметины на поверхности и следы которые
снижают рыночную стоимость тонн стали при очевидном ущербе для завода который
их производит и получает соответствующую прибыль. Кроме того отклонения от
требуемой шероховатости создают осложнения на последующих этапах защитной
обработки поверхности полосы. В конечном счете небольшие дефекты поверхности
(такие как например трещины наклеп и т.д.) угрожают структурной целостности
валка увеличивая опасность аварий (например неустранимых повреждений)
вызывающих остановки производства и огромные расходы на ремонт разумеется в
дополнение к наиболее важному аспекту - безопасности обслуживающего персонала.
Для оптимизации процедуры восстановления валка необходимо измерять и
последовательно корректировать его геометрию во время процесса шлифования.
Одновременно необходимо определять наличие и положение дефектов чтобы
произвести соответствующую обработку шлифованием для их устранения.
В существующем уровне техники существуют два альтернативных решения для
измерения параметров таких валков:
- в бумажной промышленности были разработаны системы построенные на
четырех точках и позволяющие получить отличную качественную характеристику для
определения параметров крутости валка. Однако это решение ограничено тем что
система расположена на каретке держателя шлифовального круга и следовательно
функционирует согласованно с ней. Таким образом что касается качества
определения параметров то результаты измерений геометрических и
пространственных характеристик являются удовлетворительными однако они не
могут быть выполнены во время шлифования тогда как дефекты структуры и
поверхности подлежат выборочному контролю. Из различия размеров
шлифовального круга и датчиков следует что ширина измерительного кольца меньше
ширины получаемой посредством шлифовального круга что не позволяет датчику
покрывать всю площадь которая должна быть проанализирована. Поскольку таким
образом измерение является неполным невозможно обеспечить обнаружение всех
- в противоположность этому в черной металлургии и сталелитейной
промышленности наряду с «традиционными» синхронными способами измерений
(измерительный прибор смонтирован на каретке держателя шлифовального круга) но
с проведением геометрического и пространственного анализа с помощью двух
датчиков которые имеют вышеописанные ограничения были разработаны решения
основанные на использовании асинхронных способов определения дефектов
(независимый измерительный прибор) которые используют две точки для проведения
геометрических и пространственных измерений (форма профиль диаметр и т.д.).
Нормативные положения (например стандарт ISO 4292) определяют что полное и
всестороннее измерение крутости должно проводиться посредством двух измерений в
трех точках и одного измерения в двух точках при этом данные измерения должны
быть выполнены независимо друг от друга. Таким образом очевидно что
существующие на рынке в настоящее время технология и оборудование не могут
обеспечить проведение всесторонних измерений. С другой стороны эти устройства
прекрасно подходят для определения структурных и поверхностных характеристик
так как асинхронная система соотносит высоту кольца с размером датчиков.
В «традиционном» цикле (синхронном) для выполнения полного анализа всей
обрабатываемой площади необходимо три этапа:
- проход шлифовального круга
- контроль геометрических и пространственных параметров и как вариант
структурных параметров
- определение параметров для новой обработки.
Эти операции должны быть выполнены последовательно увеличивая время
необходимое для проведения цикла.
Кроме того тот факт что работа выполняется в разное время вызывает
возможные ошибки обусловленные изменением конфигурации системы в результате
случайных событий между двумя проходами.
Основной целью данного изобретения является таким образом создание
измерительного устройства для шлифовальных станков обеспечивающего устранение
вышеприведенных недостатков существующего уровня техники путем выполнения
измерения геометрических характеристик для четырех точек которое работает
совместно со «структурными» иили «поверхностными» датчиками в системе с
асинхронным перемещением и которое среди прочего отвечает требованиям
определенным в нормативных положениях ISO.
Таким образом эта система также может работать одновременно с выполнением
Принимая во внимание вышеуказанные цели в соответствии с данным
изобретением предложено независимое измерительное устройство для использования
на шлифовальных станках в частности измерительное устройство для шлифуемых
цилиндров валков и подобных элементов снабженное средствами контроля
геометрических иили пространственных иили структурных иили поверхностных
параметров имеющее характеристики определенные в приложенной формуле
Морфологические и функциональные характеристики данного изобретения а также
его преимущества по сравнению с существующим уровнем техники будут более
очевидны из последующего описания со ссылками на прилагаемый чертеж на
котором показан неограничивающий пример данного изобретения и который
схематически иллюстрирует независимое измерительное устройство для
шлифовальных станков созданное в соответствии с инновационными принципами
В соответствии с данным чертежом шлифовальный станок 10 для валков 11
цилиндров и подобных элементов содержит по меньшей мере одно основание 12 на
котором с возможностью перемещения расположены каретка 20 перемещающая
шлифовальный узел 21 снабженный шлифовальный кругом 22 и опорная каретка 40
независимого средства измерений перемещающая измерительное устройство 50.
Устройство 50 измерения и определения геометрических характеристик валка 11
используется не только с валками от прокатного стана предназначенного для
получения полосового металлопроката но также и в других отраслях
промышленности в которых есть процессы шлифования цилиндров валков и других
подобных элементов - в бумажной промышленности и в более общем случае при
производстве плоских неметаллических катаных заготовок иили в таких областях как
производство судовых двигателей иили крупногабаритных гидравлических систем.
Таким образом устройство 50 установлено на независимой системе - измерительной
каретке 40 и в качестве первой особенности имеет клещеобразную конструкцию 51
снабженную по меньшей мере одним верхним кронштейном 52 на котором
расположены верхние датчики 54 и нижним кронштейном 53 на котором расположен
по меньшей мере один нижний датчик 55.
Данная клещеобразная конструкция выполнена с возможностью
размыканиясмыкания путем поступательного перемещения иили вращения по
меньшей мере одного из кронштейнов 52 53 в направлении показанном стрелкой F с
обеспечением вхождения в контакт с валком 11 на этапе измерения и в то же время с
обеспечением возможности загрузки и выгрузки валка по окончании обработки.
Измерительное устройство 50 также содержит датчики 54 55 расположенные с
обеспечением одновременного выполнения измерения по меньшей мере в четырех
точках не создавая никаких помех для элементов шлифовального узла.
В частности верхние датчики 54 расположены вдоль соответствующего
держателя 56 в радиальном направлении в плоскости перпендикулярной оси
обрабатываемого валка 11.
Один из датчиков 55 нижних точек измерения расположенный также в радиальном
направлении может быть расположен диаметрально противоположно одному из
верхних датчиков 54 на держателе 56 и соответственно также в плоскости
перпендикулярной оси обрабатываемого валка 11 для обеспечения непосредственного
определения его диаметра.
Другими словами предлагаемая измерительная система работающая на станке для
шлифования указанных валков с автономным перемещением т.е. с перемещением
независимым от поступательного перемещения шлифовального круга или других
деталей содержит по меньшей мере четыре датчика 54 55 расположенные в
плоскости ортогональной относительно цилиндра или валка 11 при этом два из
указанных датчиков могут быть расположены диаметрально противоположно друг
Таким образом датчики расположены по меньшей мере на двух кронштейнах 52
снабженных средствами автоматического перемещения которые обеспечивают
приближение датчиков 54 55 к поверхности валка 11 и их примерное расположение на
Затем выполняется точная регулировка путем непосредственного использования
сигналов от датчиков.
Кроме того в дополнение к вышеуказанным датчикам 54 55 возможно добавление
системы обнаружения структурных дефектов например с использованием
измерителей паразитных токов иили ультразвука иили дюрометров иили
измерителей шероховатости и аналогичных систем предназначенных для определения
характеристик поверхности.
Предусмотрена установка данной системы анализа структуры иили поверхности
на конструкцию 51 независимого средства измерений или другую предназначенную
для этого конструкцию также расположенную на опоре независимого средства
Также на основании 12 предусмотрено расположение соответствующих опорных
конструкций 60 на которых расположены салазки 61 предназначенные для опоры
обрабатываемого валка.
Очевидно что данная система функционирует даже если цилиндр поддерживается
между точками шлифования (центрами) без каких-либо опор.
Наличие датчиков 54 55 преимущественно обеспечивает возможность полного
определения параметров круглости при помощи специального алгоритма
реализованного в системе автоматического управления шлифовального станка 10 и
соответствующей методики измерения.
Все это делает возможным полное считывание геометрических характеристик
валка 11 на основании чего посредством соответствующей системы обработки
информации с обратной связью можно оптимизировать последующие операции
шлифования по параметрам обработки для шлифовального круга регулируя
крутость профиль диаметр и конусность шлифуемых валков.
Измерительное устройство (50) для измерения геометрических параметров
цилиндров или валков (11) работающее с возможностью автономного перемещения
на станке для шлифования указанных цилиндров или валков в котором указанное
автономное перемещение независимо от поступательного перемещения
шлифовального круга или других частей указанного шлифовального станка причем
указанное измерительное устройство (50) расположено на опорной или измерительной
каретке (40) и содержит клещеобразную конструкцию (51) которая снабжена одним
верхним кронштейном (52) на котором расположены верхние датчики (54) и нижним
кронштейном (53) на котором расположен по меньшей мере один нижний датчик (55)
причем указанная клещеобразная конструкция (51) выполнена с возможностью
меньшей мере одного из указанных верхнего и нижнего кронштейнов (52 53) с
обеспечением вхождения в контакт с цилиндром или валком на этапе измерения и для
обеспечения возможности загрузки иили выгрузки цилиндров и валков отличающееся
тем что на указанном верхнем кронштейне (52) расположены по меньшей мере три
верхних датчика которые расположены вдоль соответствующего держателя причем
указанные по меньшей мере три верхних датчика (54) и указанный по меньшей мере
один нижний датчик (55) расположены в радиальном направлении в плоскости
перпендикулярной обрабатываемого цилиндра или валка (11) с обеспечением
возможности ортогонального относительно его поверхности расположения для всех
форм и размеров обрабатываемых элементов и с обеспечением одновременного
выполнения измерения по меньшей мере в четырех точках не создавая никаких помех
для элементов указанного шлифовального станка и тем что по меньшей мере два из
указанных датчиков (54 55) расположены в противоположных положениях которые
Устройство по п.1 отличающееся тем что указанный по меньшей мере один
нижний датчик (55) расположен диаметрально противоположно по меньшей мере
одному из указанных верхних датчиков (54).
Устройство по п.2 отличающееся тем что дополнительно содержит систему
обнаружения структурных дефектов иили дефектов поверхности цилиндров валков (с
использованием паразитных токов иили ультразвука иили дюрометров иили
измерителей шероховатости) расположенную на указанной клещеобразной
конструкции (51) выполненную за одно целое с опорной или измерительной
Шлифовальный станок (10) для цилиндров или валков отличающийся тем что он
содержит измерительное устройство выполненное в соответствии с любым из пп.1-3.
содержит по меньшей мере одно основание (12) на котором с возможностью
перемещения расположены каретка (20) перемещающая шлифовальный узел (21)
снабженный шлифовальным кругом (22) и опорная каретка (40) перемещающая
измерительное устройство (50) выполненное в соответствии с любым из пп.1-3.
Шлифовальный станок по п.4 или 5 отличающийся тем что он дополнительно
содержит систему автоматического управления которая выполняет процедуру
измерения для полного считывания геометрических характеристик и полных
характеристик круглости цилиндра или валка.

циклограмма работы участка.bak.frw

циклограмма работы участка законченая.frw