 |
Анализ методов проектирования систем применения СОЖ на операциях шлифования
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в механообрабатывающих производствах определяется не только оптимальным компонентным составом СОЖ, но и рациональной организацией систем ее эксплуатации вспомогательными службами цехов и заводов машиностроительных отраслей. Ни одно машиностроительное предприятие не обходится без службы СОЖ, выполняющей соответствующие процессно-аппаратурные функции приготовления и активации рабочих растворов, подготовки оборудования, систем циркуляции, транспортирования, очистки, регенерации, утилизации и обезвреживания отработанных жидкостей.
Проектирование службы СОЖ невозможно без научного обоснования процессов, связанных с эксплуатацией жидкости. Однако значение СОЖ и рациональной организации систем их применения до сих пор еще часто недооценивается. В теории резания превалирует механогеометрический подход, поэтому следует развивать физико-химические представления о процессах составляющих резание. В основных отделениях заводской службы по эксплуатации СОЖ осуществляются физико-химические, гидромеханические и массообменные процессы, широко используемые в химической технологии, а аппараты и оборудование, в которых они реализуются, - в химических производствах. Поэтому научное обоснование повышения эффективности систем эксплуатации СОЖ и оптимизации технологических процессов, протекающих в них должно базироваться на системном анализе физико-химических и химико-технологических основ конкретных процессов и аппаратов для функционирования СОЖ, в которых учтена специфика механообрабатывающих производств. Такой подход необходимо использовать при разработке методов и моделей для автоматизированного проектирования систем эксплуатации СОЖ.
|
|
|
Выбор СОЖ и рациональная организация систем их эксплуатации - часть проектирования общей системы резания. Создание гибких автоматизированных производств (ГАП), роботизация и внедрение безлюдной технологии выдвигают новые требования к структуре систем эксплуатации СОЖ и методам их проектирования. Для ускорения проектных работ используют САПР. Использование ЭВМ обусловливает изменение традиционного подхода к процессу проектирования систем эксплуатации СОЖ. Так, необходимо осуществить математическую формулировку задач и построение математических моделей отдельных стадий и процессов эксплуатации СОЖ, а также моделей, описывающих интерактивные взаимодействия между ними. Для автоматизации проектирования службы СОЖ необходима разработка соответствующего программно-математического обеспечения (ПМО), включающего алгоритмы, программы и т. д. Математические модели отдельных стадий и процессов эксплуатации СОЖ являются основой построения САПР-СОЖ. Особенно возрастает роль, САПР-СОЖ при проектировании ГПС, когда необходимо соблюдение принципа системного подхода к проектированию различных подсистем ГПС, в т. ч. и вспомогательных, к которым относится система применения СОЖ. В этом случае САПР-СОЖ является одной из подсистем САПР ГПС.
В этой работе сделана попытка решить проблему проектирования систем применения СОЖ, применив ЭВМ и систему ANSYS, что позволило сократить время расчета систем применения и перебрать большое количество комбинаций, что очень облегчает проектирование систем применения в производстве и позволяет получить зависимость шероховатости изделия от любого параметра системы.
Проведены исследования системы применения СОЖ, с помощью полученных математических моделей. Получены результаты, которые позволяют давать рекомендации при разработке систем применения, а именно какие размеры должны быть у бака, трубопровода, какой насос и фильтр должны находиться в системе, как они должны быть расположены, какой расход СОЖ выбрать, чтобы получить нужную нам шероховатость изделия и чтобы примеси в системе осели в баке, а не в трубопроводе.
|
|
|
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ СОЖ НА ОПЕРАЦИЯХ ШЛИФОВАНИЯ
Выбор типа системы эксплуатации СОЖ и ее проектирование зависят от конкретных условий производства и экономических расчетов эффективности применения систем.
Системы применения СОЖ разделяют на индивидуальные, групповые и централизованные. Индивидуальные системы обеспечивают возможность быстрого перехода на эксплуатацию новой СОЖ и перепланировки оборудования. Групповые и централизованные системы эффективны в условиях серийного и массового производства и допускают возможность полной автоматизации и применения безотходной и малоотходной технологии [6].
Наиболее перспективны групповые и централизованные системы, т. к. именно в них возможна полная автоматизация выполнения основных операций и управления ими. Централизованные системы представляют собой сложные комплексы, обеспечивающие решение всей совокупности задач рациональной эксплуатации СОЖ.
Решение вопроса организации систем применение СОЖ осуществляется в три этапа:
1)выбор номенклатуры и составов СОЖ;
2)проектирование, изготовление и эксплуатация технических средств;
3)организация систем контроля и управления процессом использования СОЖ.
К техническим средствам применения СОЖ относятся устройства для приготовления, очистки, регенерации и обезвреживание отработанных растворов, устройства для подачи СОЖ к оборудованию и в зону резания, насосы, трубопроводы, емкости для хранения и т. д. Проектирование систем применения СОЖ сводится, в основном, к выбору перечисленных технических средств и определению их конструктивных параметров.
При проектировании централизованных систем подачи СОЖ главной задачей является выбор основных параметров: количества циркулирующей СОЖ (производительности системы), сечения трубопроводов, мощности насосов, емкости резервуаров, числа фильтров и т. п. Оценка этих параметров проводится, как правило, по эмпирическим данным.
|
|
|
Для управления смазочным хозяйством, включающим службу СОЖ, рекомендуется использовать ЭВМ.
Следует отметить, что пока еще отсутствуют специализированные предприятия по выпуску оборудования для эксплуатации СОЖ, а в разрабатываемых проектах велик удельный вес нестандартного оборудования. Отсутствуют общие методические подходы к синтезу оптимальной структуры систем применения СОЖ, выбору и компоновке оборудования в автоматизированных комплексных системах, нахождению оптимальных режимов их работы конструкционных параметров. Не разработаны научные основы автоматизированного проектирования систем эксплуатации СОЖ с использованием ЭВМ.
Недостаточно широкое распространение автоматизированных систем эксплуатации СОЖ объясняется отсутствием соответствующего серийного оборудования, а также использованием традиционных, ручных методов проектирования, позволяющих выбирать лишь ограниченное число вариантов схем и оборудования.
Расширение выпуска гибких производственных модулей (ГПМ) и систем (ГПС), работающих в условиях ГАП и безлюдной технологии, выдвигает новые требования к решению вопросов проектирования систем эксплуатации СОЖ, в частности автоматизации процессов проектирования и эксплуатации СОЖ.
|
|
|
