DOI: https://doi.org/10.20998/2078-7405.2019.91.20

ВИВЧЕННЯ ГЕОМЕТРІЇ ШЛІФУВАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ДЛЯ ОБРОБКИ ВЕЛИКО-ГАБАРИТНИХ КОЛІНЧАСТИХ ВАЛІВ

Zbigniew Siemiatkowski, Miroslaw Rucki, Dmitrij Morozow, Robert Martynowski, Alexander Shelkovoy, Yuriy Gutsalenko

Анотація


У статті розглядаються проблеми управління процесом шліфування, що виникають при виробництві колінчастого вала суднового дизеля. Колінчасті вали великого розміру мають довжину до 12 м і важать до 25 тонн, але допуск на остаточне шліфування для діаметра становить 0,3-0,4 мм. Для цього необхідна дуже висока точність механічних деталей шліфувального верстата. Дослідження було зосереджено на вимірі таких параметрів, як площинність, лінійність, паралельність, биття і співвісність відповідальних за вихідну точність механічних частин шліфувального верстата. Робота виконана зі шліфувальним верстатом типу DB12500, оснащеним системою управління Sinumerik 840D, а також системами вимірювання та ексцентричної обробки. На підставі отриманих результатів були зроблені деякі рекомендації по процедурі перевірки з метою забезпечення стабільної якості випуску колінчастих валів. Шліфувальним інструментом був шліфувальний круг дискового типу MOLEMAB B126-100639 S.630090. Вибір хімічно інертного до оброблюваного матеріалу з вмістом вуглецю і водночас особливо твердого абразивного інструментального матеріалу (c-BN), а також значна протяжність робочої частини шліфувального круга по периферії (понад 6 м), є важливою передумовою забезпечення стійкості інструменту в циклі продуктивної і якісної зовнішньої обробки заданих функціональних поверхонь розглянутих великогабаритних колінчастих валів. Припуски на обробку розподілялися між попереднім і чистовим переходами шліфування з деяким збільшенням (резервуванням забезпечення точності) для шатунних шийок, обробка яких велася другим планом. Мікрогеометричну якість поверхні контролювали за допомогою портативного вимірювача шорсткості поверхні Surftest SJ-201P, що дозволило уникнути очевидних проблем вимірювання профілю в задачах контролю великогабаритних деталей складної ступінчастої форми, якими є суднові колінчаті вали. Отримані параметри шорсткості після шліфування (Ra≤0,4 мкм) були визнані вагомою мірою задовільними, що дозволило після цього ефективно полірувати до необхідного за основними функціональними поверхнями рівня Ra 0,3 мкм.

Ключові слова


колінчастий вал, шліфування, шорсткість, биття, лінійність, паралельність.

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


PRS Executive Board: (2007) Calculation of crankshafts for diesel engines: Rules. Gdansk: Polski Rejestr Statkow; Poland, ISBN 978-83-60629-27-7.

Fonte, M., Duarte, P., Anes, V., Freitas, M., Reis, L.: (2015) On the assessment of fatigue life of marine diesel engine crankshafts. Eng Fail Anal, 56: 51-57, DOI 10.1016/j.engfailanal.2015.04.014.

Siemiatkowski, Z.: (2017) Experimental evaluation of the shrink-fitted joints in the assembled crankshafts. Journal of Engineering Technology, 6: 832-841.

Oliveira, J. F. G., Silva, E. J., Gomes, J. J. F., Klocke, F., Friedrich, D.: (2005) Analysis of grinding strategies applied to crankshaft manufacturing. CIRP Annals, 54: 269-272, DOI 10.1016/S0007-8506(07)60100-0.

Oliveira, J. F. G., Silva, E. J.; Guo, C.; Hashimoto, F.: (2009) Industrial challenges in grinding. CIRP Annals, 58: 663-680, DOI 10.1016/j.cirp.2009.09.006.

Thanedar, A., Dongre, G. G., Singh, R., Joshi, S. S.: (2017) Surface integrity investigation including grinding burns using barkhausen noise (BNA). Journal of Manufacturing Processes, 30: 226-240, DOI: 10.1016/j.jmapro.2017.09.026.

Silva, F. S.: (2003) An investigation into the mechanism of a crankshaft failure. Key Engineering Materials, 245-246: 351-358, DOI 10.4028/www.scientific.net/KEM.245-246.351.

Shen, N. Y., Li, J., Wang, X., Ye, J., Yu, Zh.: (2014) Analysis and detection of elastic deformation of the large-scale crankshaft in non-circular grinding. Applied Mechanics and Materials, 532: 285-290, DOI 10.4028/www.scientific.net/AMM.532.285.

Torims, T., Vilcans, J., Zarins, M., Brutans, V., Ratkus, A.: (2012) A Study on how Grinding Technology Parameters Affect the Surface Texture Formation of Marine Diesel Engine Crankshafts. Advanced Materials Research, 538-541: 1413-1421, DOI

4028/www.scientific.net/AMR.538-541.1413.148. 10. Hashimoto, F., Yamaguchi, H., Krajnik, P., Wegener, K., Chaudhari, R., Hoffmeister, H. W., Kuster, F.: (2016) Abrasive fine-finishing technology. CIRP Annals, 65: 597-620, DOI 10.1016/j.cirp.2016.06.003.

Maruda, R., Legutko, S., Krolczyk, G., Raos, P.: (2015) Influence of cooling conditions on the machining process under MQCL and MQL conditions. Tehnicki Vjesnik – Technical Gazette, 22: 965-970, DOI: 10.17559/TV-20140919143415.

Tian, Y. B., Liu, F., Wang, Y., Wu, H.: (2017) Development of portable power monitoring system and grinding analytical tool. Journal of Manufacturing Processes, 27: 188-197, DOI: 10.1016/j.jmapro.2017.05.002.

Grzesik, W.: (2015) Effect of the machine parts surface topography features on the machine service. Mechanik, 8-9: 587-593, DOI 10.17814/mechanik.2015.8-9.493 (In Polish).

Gutsalenko, Yu. G., Gutsalenko, O. G., Burenkov, M. V., Shelkovoy, A. M.: (2002) Electroerosive treatment of surfacing on roll grinding machines: special equipment, tools, organization of production (Prospect of scientific and technical development: VII International Exhibition “Metalworking 2002”, May 27-31, 2002, Moscow). Kharkiv, NTU “KhPI”; p.: 4 (In Russian).

Gao, W., Haitjema, H., Fang, F. Z.; Leach, R. K.; Linares J. M.: (2019) On-machine and in-process surface metrology for precision manufacturing. CIRP Annals, Article on press, Available online 13 June 2019, DOI 10.1016/j.cirp.2019.05.005.




ISSN 2078-7405