Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980200310.12737/3510Технические наукиTechnical sciencesТехнические наукиStudy on tube shell transverse displacements under its machining based on computer simulationИсследование поперечных смещений трубной заготовки в процессе её механической обработки на основе компьютерного моделированияГолубьБогдан ИгоревичGolubBogdan Игоревичvidocq666@mail.ru0704201407042014141110121https://zh-szf.ru/en/nauka/article/2003/view
Исследуется возможность повышения точности параметров (шаг резьбы, угол профиля, наружный и внутренний диаметры резьбы) различных видов резьбы на обсадных бесшовных трубах. Как способ достижения поставленной цели рассматривается уменьшение амплитуд колебаний, возникающих в системе «станок — приспособление — инструмент — деталь» (СПИД). Для решения данной задачи предложена модель, описывающая колебания трубной заготовки в процессе её обработки и позволяющая определить влияние на обрабатываемый конец колебаний заготовки, возникающих в свободной её части. В результате проведённого исследования получена математическая модель, основанная на методе начальных параметров. В результате
проведённых расчётов определена наилучшая (из рассмотренных в статье) схема расположения опор, при которой возникающие в системе автоколебания минимальны. Полученные в работе результаты могут быть применены на любом предприятии, занимающемся нарезанием резьбы на обсадных трубах. По результатам проведённого исследования было установлено следующее:
— оптимальное количество опор для рассматриваемого оборудования — пять;
— увеличение числа опор далеко не всегда приводит к уменьшению амплитуд колебаний;
— изменение взаимного расположения опор является эффективным средством уменьшения амплитуды колебаний, что способствует повышению точности параметров резьбы.
The possibility to increase parameter accuracy (pitch of thread, pressure angle, external and internal thread diameter) for various kinds of thread on the seamless casing is studied. As a means of achieving the target goal, the vibration amplitude contraction arising in the system ‘machine — widget — tool — part’ is considered (MWTP). To solve the problem, a model which describes tube shell oscillations in the course of its processing and allows defining the impact on the work end of shell oscillations arising in its loose part is offered. The study is resulted in a mathematical
model based on the initial parameters method. The calculations found the best (of the considered in the paper) support location diagram under which the arising oscillations are the lowest. The obtained results can be used at any enterprise dealing with thread cutting on the casing tubes. The investigation results in the following:
— optimum quantity of supports for the considered equipment is five;
— expansion in the number of supports by no means always leads to the vibration amplitude contraction;
— changing in the relative position of supports is an effective means of the vibration amplitude contraction that acts to increase thread parameters accuracy.
точность обработки при резанииматематическое моделированиепозиционирование заготовкиprocessing accuracy under cuttingmathematical modelingwork position shift
Введение. В последнее время условия добычи нефти и природного газа постоянно усложняются. Соответственно, растут требования к параметрам резьбы различных типов. Речь идёт о таких параметрах, как герметичность соединения, лёгкость свинчивания, способность противостоять поперечным и продольным нагрузкам. Таким образом, качество резьбы обсадных труб — актуальная проблема [1], [2].На Таганрогском металлургическом заводе (ОАО «ТАГМЕТ») получение резьбы с требуемыми параметрами затруднено по ряду причин. В процессе нарезания в системе СПИД заготовка вращается и прогибается под собственным весом. Всё это вызывает колебания. Изменяются силы резания. На рассматриваемом участке основными видами резьбы являются ОТТМ, ОТТГ, БАТТРЕСС. Диапазон диаметров труб — от 140,0 мм до 219,0 мм. Толщина стенок — от 7,0 мм до 12,1 мм. Длина труб — от 8,5 м до 12,3 м.Целью проведённого исследования является повышение качества резьбы на обсадных трубах путём уменьшения амплитуд автоколебаний, возникающих в системе СПИД.
Авилов, А. В. Измерительный комплекс для оценки состояния системы СПИД / А. В. Авилов // Современные тенденции развития металлургической, машиностроительной и станкоинструментальной промышленности : сб. тр. Промышленного конгресса юга России и Международной специализированной выставки «Метмаш. Станкоинструмент» 6-8 сентября 2006 г. - Ростов-на-Дону, 2006. - С. 38-41.Avilov, A. V. Izmeritel´nyy kompleks dlya otsenki sostoyaniya sistemy SPID / A. V. Avilov. Sovremennye tendentsii razvitiya metallurgicheskoy, mashinostroitel´noy i stankoinstrumental´noy promyshlennosti : sb. tr. Promyshlennogo kongressa yuga Rossii i Mezhdunarodnoy spetsializirovannoy vystavki «Metmash. Stankoinstrument» 6-8 sentyabrya 2006 g. - Rostov-na-Donu, 2006. - S. 38-41.Авилов, А. В. Расчёт собственных частот колебаний резца / А. В. Авилов, В. Г. Мирошниченко, Д. О. Козырев // Современные проблемы машиноведения и высоких технологий. - Ростов-на-Дону : Изд-во Дон. гос. техн. ун-та, 2005. - Т. 1. - С. 35.Avilov, A. V. Raschet sobstvennykh chastot kolebaniy reztsa / A. V. Avilov, V. G. Miroshnichenko, D. O. Kozyrev. Sovremennye problemy mashinovedeniya i vysokikh tekhnologiy. - Rostov-na-Donu : Izd-vo Don. gos. tekhn. un-ta, 2005. - T. 1. - S. 35.Ивович, В. А. Переходные матрицы в динамике упругих систем / В. А. Ивович. - Москва : Машиностроение, 1969. - 199 с.Ivovich, V. A. Perekhodnye matritsy v dinamike uprugikh sistem / V. A. Ivovich. - Moskva : Mashinostroenie, 1969. - 199 s.Авилов, А. В. Инновационные технологии в машиностроении / А. В. Авилов // Качество машин : сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф., 3-5 сентября 2008 г. - Ростов-на-Дону, 2008. - 10 с.Avilov, A. V. Innovatsionnye tekhnologii v mashinostroenii / A. V. Avilov. Kachestvo mashin : sb. tr. Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf., 3-5 sentyabrya 2008 g. - Rostov-na-Donu, 2008. - 10 s.Бидерман, В. Л. Прикладная теория механических колебаний / В. Л. Бидерман. - Москва : Высшая школа, 1972. - 416 с.Biderman, V. L. Prikladnaya teoriya mekhanicheskikh kolebaniy / V. L. Biderman. - Moskva : Vysshaya shkola, 1972. - 416 s.Ривин, Е. И. Динамика привода станков / Е. И. Ривин. - Москва : Машиностроение, 1966. - 203 с.Rivin, E. I. Dinamika privoda stankov / E. I. Rivin. - Moskva : Mashinostroenie, 1966. - 203 s.Левин, А. И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков / А. И. Левин. - Москва : Машиностроение, 1978. - 184 с.Levin, A. I. Matematicheskoe modelirovanie v issledovaniyakh i proektirovanii stankov / A. I. Levin. - Moskva : Mashinostroenie, 1978. - 184 s.Заковоротный, В. Л. Динамика процесса резания. Состояние и перспективы / В. Л. Заковоротный // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2005. - Т. 5, № 3 (25). - С. 17-42.Zakovorotnyy, V. L. Dinamika protsessa rezaniya. Sostoyanie i perspektivy / V. L. Zakovorotnyy. Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2005. - T. 5, № 3 (25). - S. 17-42.Заковоротный, В. Л. Параметрические явления при управлении процессом обработки на станках / В. Л. Заковоротный, Фам Динь Тунг, Фам Тху Хыонг // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - № 7 (68). - С. 52-61.Zakovorotnyy, V. L. Parametricheskie yavleniya pri upravlenii protsessom obrabotki na stankakh / V. L. Zakovorotnyy, Fam Din´ Tung, Fam Tkhu Khyong. Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2012. - № 7 (68). - S. 52-61.Заковоротный, В. Л. Потеря устойчивости равновесия динамической системы процесса резания за счёт позиционных связей процесса обработки / В. Л. Заковоротный, Фам Динь Тунг, Нгуен Суан Тьем // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2011. - Т. 11, № 8 (59), вып. 2. - С. 1335-1343.Zakovorotnyy, V. L. Poterya ustoychivosti ravnovesiya dinamicheskoy sistemy protsessa rezaniya za schet pozitsionnykh svyazey protsessa obrabotki / V. L. Zakovorotnyy, Fam Din´ Tung, Nguen Suan T´em. Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2011. - T. 11, № 8 (59), vyp. 2. - S. 1335-1343.