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.
точность обработки при резании, математическое моделирование, позиционирование заготовки
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.
1. 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.
2. 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.
3. Ивович, В. А. Переходные матрицы в динамике упругих систем / В. А. Ивович. - Москва : Машиностроение, 1969. - 199 с.
4. 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.
5. Бидерман, В. Л. Прикладная теория механических колебаний / В. Л. Бидерман. - Москва : Высшая школа, 1972. - 416 с.
6. Ривин, Е. И. Динамика привода станков / Е. И. Ривин. - Москва : Машиностроение, 1966. - 203 с.
7. Левин, А. И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков / А. И. Левин. - Москва : Машиностроение, 1978. - 184 с.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
