Модели и алгоритмы поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева прессового оборудования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Корнилов Кирилл Сергеевич

• Корнилов Кирилл Сергеевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Корнилов Кирилл Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1 РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИЙ И РЕЖИМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРЕССОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1 Конструкции гидравлических прессов. Реализуемые процессы

1.1.1 Элементы конструкции и прессов и термообработка изделий

1.1.2 Способы нагрева и конструкции плит прессов

1.2 Методики расчетов элементов гидравлических прессов

1.2.1 Выбор материалов, определение геометрии нагревательных

плит и пресс-форм

1.2.2 Формирование профиля температур рабочей поверхности нагревательной плиты

1.2.3 Формирование полей температур в обрабатываемых изделиях и выбор способа стабилизации температуры нагревательных плит

1.2.4 Выбор материалов и определение толщин плит теплоизоляции пресса

1.2.5 Определение размеров опорных элементов пресса и гидроцилиндра

1.3 Системы автоматизации определения параметров конструкции

и режима функционирования прессового оборудования

1.3.1 Предлагаемые подходы к определению параметров

прессового оборудования

1.3.2 Общая характеристика современных систем

конечно-элементного анализа

Выводы по главе и постановка задач исследования

2 МОДЕЛИ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ НАГРЕВА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ

2.1 Постановка задачи поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов

2.2 Задачи определения параметров элементов системы нагрева гидравлического пресса

2.3 Структура СППР при определении параметров систем

нагрева гидравлических прессов, функции элементов

2.4 Модели определения параметров системы нагрева гидравлического пресса

2.4.1 Модель описания и оценки эффективности способа нагрева и конструкции нагревательной плиты пресса

2.4.2 Информационная модель выбора способа нагрева и определения конструкции нагревательной плиты пресса

2.4.3 Модель описания и оценки эффективности размещения изделий на рабочей поверхности плиты с учетом способа регулирования ее температуры

2.4.4 Информационная модель размещения изделий на рабочей

поверхности плиты с учетом способа регулирования ее температуры

2.4.5 Модели определения температур внешних поверхностей плит

теплоизоляции

2.5 Представление информационных моделей в реляционной

базе данных

Выводы по главе

3 АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ

3.1 Определение конструкции нагревательных плит пресса

3.1.1 Аппроксимация кривых намагничивания плит индукционного нагрева

3.1.2 Определение температурных полей спиральных нагревателей

3.2 Определение температурных полей плит, пресс-форм и изделий при ПИД-регулировании температуры плит индукционного нагрева

3.3 Определение конструкции теплоизоляции нагревательных

плит пресса

Выводы по главе

4 ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ СППР

4.1 Оценка эффективности плит промышленных прессов с нагревателями разного типа

4.2 Выбор материала и определение оптимальной конфигурации спирального омического нагревателя

4.3 Определение полей температур в вулканизируемых изделиях

4.4 Выбор материалов и определение толщин плит теплоизоляции

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева прессового оборудования»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В промышленности обработка материалов давлением с применением прессового оборудования является одним из основных способов формообразования деталей машин различного назначения. Почти 50 % всей стали и более половины цветных сплавов, практически 100 % резины и пластмасс в нашей стране подвергаются обработке давлением, главным образом, на гидравлических прессах.

Сфера применения гидравлических прессов, осуществляющих температурную обработку нагруженных изделий, охватывает производство резинотехнических изделий (РТИ), древесноволокнистых плит, композиционных материалов и изделий из пластмасс методом горячего прессования. Кроме того, гидравлические прессы востребованы в производстве высокоточных изделий из металлов на технологических операциях отпуска и изотермической штамповки. Наибольшее внимание при проектировании и эксплуатации прессового оборудования уделяется системе нагрева, элементами которой являются нагревательные плиты и собственно нагреватели, пресс-формы и плиты теплоизоляции, отделяющие нагревательные плиты от опорных элементов конструкции (стол, рама или траверса).

В связи с тем, что предприятия, использующие гидравлические прессы, как правило, заказывают оборудование под конкретное изделие (небольшой ряд изделий) или технологический процесс с конкретными параметрами, предприятие-изготовитель сталкивается с проблемой постоянного расширения номенклатуры прессового оборудования и оптимизации его себестоимости. Одним из способов сокращения сроков разработки и повышения качества прессового оборудования является автоматизированная поддержка принятия решений при определении конструктивных и режимных параметров (далее - параметров) систем нагрева гидравлических прессов.

Степень разработанности темы. . Вопросы системного анализа тепловых процессов и оптимизации конструкций элементов прессового оборудования рассматривались в работах А. Б. Кувалдина, В. Б. Демидовича, Е. Н. Малыгина, С. В.

Карпушкина, X. Zhao, Y. Liu, M. Strano, A. Rossi, O. Biro, A. Canova и др. Вопросы выявления связей и закономерностей процессов проектирования и эксплуатации технологического оборудования рассмотрены в публикациях Ю. М. Соломенцева, В. В. Павлова, Б. М. Позднеева, С. Я. Егорова, В. Г. Мокрозуба, M. Minsky, D. McCarthy, P. Jackson, N. Nilsson и др. Анализ научных публикаций по вопросам поддержки принятия решений при проектировании и эксплуатации прессового оборудования приводит к выводу, что существующие подходы ориентированы, в основном, на процессы объемной штамповки и разработку пресс-оснастки, а поддержке принятия решений при определении параметров систем нагрева внимания практически не уделяется.

В связи с вышеизложенным, автоматизированная поддержка принятия решений при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов, является актуальной. Работа выполнялась в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы, и Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ: проект 8.7082.2017/БЧ.

Объектом исследования в работе является система поддержки принятия решений (СППР) при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов.

Предметом исследования являются модели и алгоритмы поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов.

Целью работы является разработка моделей и алгоритмов, позволяющих сократить продолжительность принятия решений при определении параметров систем нагрева прессового оборудования без потери точности этих решений. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1) определить структуру системы поддержки принятия решений (СППР) при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов, функции ее элементов, информационные потоки между ними;

2) разработать постановку задачи поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов и декомпозировать ее на задачи оптимизации параметров элементов системы нагрева;

3) разработать и ввести в модели описания и оценки эффективности тепловых процессов в элементах пресса соотношения, расширяющие спектр возможностей поддержки принятия решений при определении параметров элементов и позволяющие сократить сроки принятия решений без потери точности;

4) разработать информационные модели, обеспечивающие обработку и хранение информации при решении задач оптимизации параметров элементов системы нагрева, обмен информацией между задачами;

5) разработать алгоритмы решения задач определения параметров конструкции нагревательных плит, размещения обрабатываемых изделий (пресс-форм с изделиями) на рабочей поверхности нагревательной плиты, выбора материалов и толщин плит теплоизоляции.

6) разработать алгоритмическое и информационное обеспечение системы поддержки принятия решений, апробировать его на конкретных примерах решения задач определения параметров систем нагрева промышленных прессов.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения.

В первой главе рассмотрены конструкции гидравлических прессов и систем их нагрева, способы нагрева и конструкции нагревательных плит прессов, существующие методики расчетов элементов гидравлических прессов, системы проектирования и управления прессовым оборудованием. На основе материала главы сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе сформулирована общая задача поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов, предложена ее декомпозиция на три задачи оптимизации параметров элементов системы нагрева: задачу выбора способа нагрева и определения параметров нагревательной плиты; задачу размещения обрабатываемых изделий на рабочей

поверхности нагревательной плиты с учетом способа регулирования ее температуры; задачу выбора материалов и определения значений толщин плит теплоизоляции. Предложена структура СППР, определены функции ее элементов и информационные потоки между ними. Для представления информационных потоков составлена функциональная диаграмма в формате ГОЕБ0. Разработаны модели описания и оценки эффективности конструкций и режима функционирования элементов систем нагрева гидравлических прессов, соответствующие информационные модели и их представление в информационном хранилище (реляционной базе данных).

В третьей главе предложены алгоритмы решения задач оптимизации параметров элементов систем нагрева гидравлических прессов, а также алгоритмы расчетов, необходимость реализации которых выявлена в результате анализа моделей описания и оценки эффективности элементов систем нагрева: математического представления кривых намагничивания материалов плит индукционного нагрева, расчета температурного поля спирального омического нагревателя.

В четвертой главе рассмотрены примеры практического применения СППР для определения параметров конструкций и режимов функционирования систем нагрева промышленных прессов.

В приложение включены справки о практическом использовании результатов работы на АО «Завод Тамбовполимермаш» и АО «АРТИ-завод», г. Тамбов, свидетельство о государственной регистрации разработанного программного обеспечения.

Научная новизна. На основе системного анализа процессов принятия решений при проектировании и эксплуатации прессового оборудования:

- впервые предложена структура СППР при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов, определены функции ее элементов и информационные потоки между ними (п. 8 паспорта специальности 05.13.01);

- разработаны модели описания и оценки эффективности конструкций и режима функционирования элементов систем нагрева гидравлических прессов,

которые, в отличие от существующих, включают уравнения для определения удельных тепловыделений при паровом, омическом и индукционном нагреве плит, минимально допустимого радиуса изгиба спирального омического нагревателя, внутренних тепловыделений индукторов в период стабилизации температур нагревательных плит с применением ПИД-закона регулирования, средних температур поверхностей плит теплоизоляции (п. 3);

- разработаны информационные модели хранения и обработки информации об исходных данных и результатах решения моделей описания и оценки эффективности элементов систем нагрева гидравлических прессов, включающие значения характеристик элементов и интервалы их допустимых значений (п. 5);

- разработан алгоритм поддержки принятия решения по конфигурации спирального омического нагревателя, отличающийся определением температурного поля части объема спирали, ограниченной адиабатическими поверхностями, и его копированием на все другие области (п. 4);

- разработан алгоритм поддержки принятия решения по выбору материалов и определению толщин элементов многослойного пакета плит теплоизоляции, отличающийся определением средних температур поверхностей плит с использованием фиктивного коэффициента теплоотдачи (п. 4).

Теоретическая и практическая значимость.

Теоретическая значимость результатов, полученных в работе заключается в развитии методологии решения задач поддержки принятия решений при определении параметров систем нагрева прессового оборудования, а именно:

- в разработке структуры СППР при определении параметров систем нагрева гидравлических прессов, функций ее элементов и информационных потоков между ними;

- в модернизации моделей описания и оценки эффективности конструкций и режима функционирования нагревательных плит прессов, пресс-форм, обрабатываемых изделий и плит теплоизоляции, разработке соответствующих информационных моделей;

- в численном подтверждении гипотезы о существовании адиабатических поверхностей в объеме спиральных нагревателей, исследовании зависимости локальных перегревов спирали от радиуса ее изгиба;

- в разработке алгоритма выбора материалов и определения толщин элементов многослойного пакета плит теплоизоляции.

Практическая значимость результатов работы заключается:

- в обосновании выбора в качестве представления кривых намагничивания материалов плит индукционного нагрева универсальной аппроксимации Пентегова, обеспечивающей минимальную относительную погрешность расчета полей вихревых токов в объеме плит;

- в разработке и программной реализации алгоритма расчета температурных полей плит индукционного нагрева в процессе стабилизации их температур с применением ПИД-закона, позволяющего существенно уменьшить объем вычислений за счет обоснованного сокращения числа итераций электромагнитного анализа или отказа от его реализации и аппроксимации индукторов двумерными осесимметричными моделями;

- в обосновании необходимости выделения и учета стадии стабилизации температурных полей плит и пресс-форм при проектировании и эксплуатации прессового оборудования.

Методология и методы исследования. В работе использовались методы системного анализа, математического моделирования, оптимизации, обработки данных экспериментов, метод конечных элементов (МКЭ).

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается публикациями в рецензируемых изданиях, промышленными экспериментами и успешными внедрениями решений задач оптимизации параметров элементов систем нагрева гидравлических прессов в промышленную практику..

По результатам исследования сделан ряд докладов на международных научных конференциях: «Математические методы в технике и технологиях» (Волгоград: 2012; Тамбов: 2014, Ярославль: 2015, С-Петербург: 2017, 2018, 2019),

«Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн» (Тамбов: 2015, 2016, 2018), «В.И. Вернадский: устойчивое развитие регионов» (Тамбов: 2016); «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении» (Севастополь: 2018).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, из них 5 статей в журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ, 1 статья в журнале, входящем в реферативные базы ISI Web of Science и Scopus, 12 тезисов докладов на международных научных конференциях, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Все основные научные результаты получены автором. Вклад автора в результаты работ, опубликованных в соавторстве, состоит в постановке задач, разработке теоретических положений, а также - в непосредственном участии во всех этапах прикладных исследований.

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору Карпушкину Сергею Викторовичу, сотрудникам кафедры "Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении" ТГТУ профессору Малыгину Евгению Николаевичу, доценту Карпову Сергею Владимировичу, доценту Глебову Алексею Олеговичу, профессору Мокрозубу Владимиру Григорьевичу за помощь в работе над диссертацией.

1 РАСЧЕТЫ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИЙ И РЕЖИМОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРЕССОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В настоящее время эффективность производственных процессов зависит от применения высокопроизводительных, развивающихся в научном и практическом плане методов и технологий. К высокоэффективным методам реализации процессов вулканизации РТИ, полимеризации пластмасс и высокотемпературной обработки изделий из металлов является применение электротермических установок, в частности, гидравлических прессов с нагревательными плитами. Прессовое оборудование отличается компактностью, простотой обслуживания, возможностью быстрой замены нагревательных плит, позволяет эффективно контролировать температурный режим реализации процессов.

Основной проблемой температурной обработки изделий при проведении процессов полимеризации пластмасс, вулканизации РТИ, отпуска и изотермической штамповки изделий из металлов является обеспечение равномерного прогрева изделия в процессе обработки, т.е. постоянной заданной температуры во всем его объеме. В условиях промышленного производства эта проблема часто решается экспериментальным подбором мощностей и расположения нагревателей в плитах пресса, обеспечивающих допустимый перепад температур по рабочим поверхностям нагревательных плит.

Максимальная рабочая температура плит с электрическим обогревом должна составлять 250 °С при вулканизации РТИ [1] и 550 °С при высоком отпуске и изотермической штамповке изделий из металлов [2-4].

Существующие подходы к моделированию и оптимизации температурных полей в нагревательных плитах прессов, пресс-формах и изделиях, плитах теплоизоляции определению конструкций этих элементов основаны, главным образом, на использовании инженерных методик и упрощенных математических моделей.

1.1 Конструкции гидравлических прессов. Реализуемые процессы

Для реализации температурной обработки изделий из различных материалов в промышленности наиболее широко используются две конструкции гидравлических прессов: рамный и колонный.

1.1.1 Элементы конструкции и прессов и термообработка изделий

Конструкция рамного гидравлического вулканизационного пресса 250-600 2Э производства АО «Завод Тамбовполимермаш» [5], который оснащен плитами индукционного нагрева размером 600*600 мм, а его гидропривод развивает усилие 2.5 МН, представлена на рис. 1.1. На рис. 1.2 представлена конструкция колонного пресса 65-600 [6], гидропривод которого развивает усилие 0.65 МН, а его плиты размером 600*600 мм оснащены трубчатыми омическими нагревателями (ТЭНами).

Рисунок 1.1 - Пресс рамный вулканизационный 250-600 2Э 1 - рама пресса; 2 - верхняя поперечина; 3 - теплоизоляционные плиты;4 - нагревательные плиты; 5 -стол; 6 - плунжер; 7 - шкаф управления

Перед началом вулканизации РТИ требуется предварительный разогрев плит с пресс-формами. Нагревательные плиты на этом этапе находятся в сомкнутом состоянии. При достижении температуры, заданной технологом, стол пресса опускается, оператор заряжает пресс-формы резиновой смесью. Затем выполняется смыкание плит и происходит формование изделий.

Рисунок 1.2 - Пресс колонный вулканизационный 65-600 2Э 1 - колонны; 2 - верхняя траверса; 3 - теплоизоляционные плиты;4 - нагревательные плиты; 5 - пресс-форма; 6 - подвижный стол; 7 - гидроцилиндр; 8 - пульт управления

Поддержание температуры может выполняться как по позиционному закону, так и с помощью широтно-импульсного регулирования (ШИР) по ПИД-закону. Вулканизация длится в течение времени, установленного технологическим регламентом. По истечении этого времени плиты размыкаются, оператор пресса извлекает РТИ и выполняет перезарядку пресс-форм [7, 8].

Для предотвращения перегрева гидроцилиндра пресса и снижения потерь тепла применяются теплоизоляционные плиты 3. В вулканизационных прессах часто в качестве теплоизоляции используют асбестоцементные плиты - АЦЭИД [9]. В прессах, предназначенных для отпуска металлических деталей, с максимальной рабочей температурой свыше 400 °С АЦЭИД неприменим -волокна асбеста при таких температурах разрушаются [10]. В связи с канцерогенными свойствами асбеста и запретом его использования в ЕС компания RÖCHLING [11] выпускает композиты GLASTHERM [12] и THERMALITE [13] с максимальными температурами длительного воздействия 250 °С и 500 °С соответственно. При температурах до 700° С могут использоваться цементные высокотемпературные дугостойкие

электроизоляционные плиты ФОРТЕРМ H91 [14].

1.1.2 Способы нагрева и конструкции плит прессов

В настоящее время на производстве применяются следующие способы нагрева плит: электрический, паровой, водяной, масляный.

Максимальная рабочая температура плит с паровым обогревом составляет 200 °С. Паровой нагрев малоэффективен - КПД форматоров-вулканизаторов составляет 6-9 % [15]. Плиты с паровым обогревом обладают высокой мощностью, в связи с этим сокращается время технологической подготовки оборудования. Однако температурное поле рабочих поверхностей таких плит характеризуется большой дисперсией.

На рис .1.3 представлена геометрическая модель промышленной плиты парового нагрева. Плита состоит из стального корпуса в котором просверлены параллельные паровые каналы, соединенные двумя перпендикулярными каналами.

Выход конденсата

Паров!

каналь

Рисунок 1.3 - Конструкция плиты парового нагрева

Нагрев горячей водой применяется при производстве плит из термопластов, когда по окончании полимеризации необходимо охлаждение изделия [16]. Масляный способ обогрева сравнительно редко применяют для плит с максимальной рабочей температурой 200 °С, предназначенных для вулканизации ответственных изделий.

Электрический способ нагрева плит подразделяется на омический (резистивный) и индукционный. Поскольку с ростом температуры плиты значительно увеличиваются теплопотери (вследствие излучения), максимальная температура омического нагрева ограничивается удельной мощностью нагревателей, которой оказывается достаточно для достижения температуры 500^600°С. Основной недостаток такого способа нагрева- сравнительно быстрый выход нагревателей из строя.

Общий вид плиты, оснащенной спиральными омическими нагревателями представлен на рис. 1.4. Омические нагреватели представляют собой термосопротивления: при прохождении электрического тока они выделяют тепло. Как правило, для изготовления таких нагревателей применяют сплавы с высоким удельным электрическим сопротивлением, например, нихром или фехраль [17].

Основание

Рисунок 1.4 - Конструкция плиты с омическими нагревателями

Максимальная рабочая температура фехрали составляет 1350°С. Алюминий, который входит в состав данного сплава, способствует образованию прочной оксидной пленки, препятствующей быстрой коррозии нагревателя под воздействием кислорода воздуха. Цена фехрали ниже, чем нихрома. Однако фехралевая проволока менее пластична, механические деформации после окисления вследствие нагрева недопустимы, поскольку приводят к образованию трещин. Кроме этого, не рекомендуются частые резкие изменения мощности фехралевых нагревателей, которые также приводят к росту микротрещин.

Максимальная рабочая температура нихрома составляет 1200°С. В отличие от фехрали, нихром обладает хорошей пластичностью.

Омические нагреватели могут изготавливаться в виде ленты или спиралей. В нагревательных плитах, как правило, применяются спиральные нагреватели, т.к. обладают более высокой удельной мощностью. Шаг намотки спирали из фехрали должен быть не менее 2,5d, из нихрома - не менее 2й (й - диаметр проволоки). В настоящее время для электроизоляции нагревателя чаще всего применяется электротехнический периклаз [18]. Способ размещения спирального нагревателя внутри паза показан на рис. 1.5. В процессе первого нагрева периклаз, пропитанный органосиликатной композицией, спекается, образуя твердый

электроизолятор с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (до 5 Вт-м-1-К-1) [19].

Рисунок 1.5 - Монтаж омического нагревателя

Нагревательные плиты могут также оснащаться трубчатыми электронагревателями (ТЭНами ), конструкции которых стандартизированы [20]. Цилиндрические ТЭНы вставляются в сквозные отверстия на боковой поверхности плиты, чем обеспечивается возможность быстрой замены. Недостаток плит, оснащенных ТЭНами, состоит в неравномерном нагреве рабочей поверхности.

Для нагрева плит вулканизационных прессов с температурой эксплуатации до 250°С наиболее целесообразным считается применение индукционного нагрева, поскольку индукторы характеризуются продолжительным сроком службы и обладают высокой удельной мощностью.

Применение индукционного нагрева для достижения более высоких температур сдерживается следующими факторами:

1) при многократном повторном нагревании медного провода, из которого изготавливаются индукторы, до температуры свыше 250°С медь становится крупнозернистой и разрушается [21-23];

2) процесс индукционного нагрева плит характеризуется значительной нелинейностью, т.к. при повышении средней температуры плит заметно снижается мощность, выделяемая индукционными нагревателями (по причине увеличения удельного электросопротивления материала плиты);

3) для обеспечения высокой мощности необходимо увеличивать частоту тока до 20^50 кГц с помощью специальных генераторов [24], что сопряжено со значительными материальными затратами.

Конструкция плиты индукционного нагрева приведена на рис. 1.6.

Рисунок 1.6 - Конструкция плиты с индукционными нагревателями

Индукторы, изготовленные из медного провода и изолированные слюдинитовой лентой, размещаются в пазах плиты. Далее пазы заполняют органосиликатной композицией, например, ОС-82-05 [25].

Таким образом, основными элементами гидравлического пресса являются: опорная рама или колонны, неподвижная верхняя поперечина или траверса,

подвижный стол, нагревательные плиты, плиты теплоизоляции, гидроцилиндр. В нагревательных плитах монтируются нагреватели: паровые каналы, отверстия для ТЭНов, пазы для размещения спиральных омических нагревателей или индукторов. Выбор материалов для изготовления плит теплоизоляции определяется рабочей температурой реализуемого процесса: вулканизация РТИ, прессование пластиков, отпуск или изотермическая штамповка изделий из металлов и сплавов.

1.2 Методики расчетов элементов гидравлических прессов

Процесс проектирования гидравлических прессов, реализующих температурную обработку изделий, включает решение следующих основных задач:

- выбор материалов и определение геометрии нагревательных плит и пресс-форм исходя из размеров и материалов обрабатываемых изделий, выполнения условий прочности;

- формирование температурного поля рабочей поверхности нагревательной плиты пресса: выбор способа нагрева, определение количества, размеров, мощности и положения нагревателей, обеспечивающих получение требуемого профиля температур рабочей поверхности плиты за указанное время;

- формирование полей температур в объеме обрабатываемых изделий: определение положения изделий или пресс-форм с изделиями на поверхности нагревательных плит, при котором степень неравномерности температурного поля в изделии не превышает предельно допустимой, выбор способа стабилизации температуры нагревательных плит;

- выбор материалов и определение толщин плит теплоизоляции пресса, обеспечивающих выполнение ограничений на температуры опорных элементов пресса (стола, рамы или траверсы);

- определение размеров опорных элементов пресса и силового гидроцилиндра, обеспечивающих выполнение условий прочности.

Рассмотрим постановки этих задач и существующие подходы к их решению.

1.2.1 Выбор материалов, определение геометрии нагревательных плит

и пресс-форм

Длина l и ширина ^ нагревательных плит вулканизационного пресса определяются ассортиментом обрабатываемых изделий и размерами пресс-форм для них, а выбор материала mп и высоты плиты h - условием ее прочности.

Нагревательные плиты прессов работают при температурах от 150 до 550 оС под давлением, т.е. подвержены температурным и механическим деформациям.

Для выполнения прочностного расчета нагревательной плиты необходимы:

- рабочая температура Тz нагревательных плит;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Корнилов Кирилл Сергеевич, 2020 год

« // »

( IJI'AHkA

с /■

lii'ini и, ц:к,1ИЧЦ IMUI'I" HlLJIÍitHLUlHIlfi IK'IIHpLÎlfne ■ПгГТ]к' l|»l-l

Ч^0М1(1|(К»ГЙт4>'НЬ|Щ]рИр111111Н11Ь1е Ult'IVMl.l II MillllLitlfi I ]lh>i-niiii Ф1 111 >V [к) " I . h M >.'■! < I i-L к 311

1ьч') iiij>L iijL']iii[,in тсКНижш1Н i...........................Кор.....им н ^Чишы

IiiMOüHK>p-tHltf¿pl^m^ при рчикчнш m.m i upiViciiijMiL^iuiu i'Jijuрашшiwckoi'd riptr^tib i ui И ML'ÜKÜtL'M Пириту PTUJt'Jíll Ii i.|L-'lllli II i MCMIJI'll'ti H Ii' 11 ' Nil LL h |i,

I iut ii!Hiiiii ,i .loxjML'JiTfHi подтверждаем 4TÜ ЦСПНрМГГОМ К№|№'ф1'1 КИОМ ГГ I V Кирпн.'крш.ш к,с ричрнАотаны МСТО.ЧИКН 011[ч-'1\-'К'Г1(|И 1 ч i in Mit i i-i IV íi l¿ull[|iHiyp.....in

CJIHpLUMII>l\ k>M№4№KH4 Huí 14'imil', it'll. нмйури mli iqiiui. kpii н oii|K' ll1 t ■_■ i i l ■ m nçitiWo,iíim;.i\

ril'küHH llflHl F t"11 KM I IRIN [Ulli. ^и'МОлЛюЩНР llliUpü'l lllrn1 pJiL L'1 III J I il Nil J Ii I1!1 JjL'^I 11 ML lÖMIWpttiJl^LIU I40.IH 'kWHMIII lipUL'VU U рЙЖИМИХ h(upL'ntt I: i;i'jll IIMlMI.Hií líMlllípiiiyprJ, 1>IP]4'. k1 UM Ir MlJlilK I qilK" flIKIL MUI pi'IWK'.k'li II LI. Ill I iL'll.f', ш.ьщни

I'l4_v iiiTUlM PHC4ÍГ^Р и" Ми+иДОКйМ, ii|v. [.'PitwuiPii-m Кирилловым К.(Л. ннслргнй il MWipyK ИфСКМр OiJlíJlií u ta im i.'i Гпмбишшлнмсрмиш»: fid oi'iii'iic npLVLiotfi'ifittw

МСК'ДОВ |i:.l <|H|Í'hi I LUi;i KUlk P ПУКИЦК'Kil>l LOIÍYWH IjIILIJPI ULI ъ í I l' I L'M \ 11 LU pi'kL.k 11 iL'ilJIlHI Líi'l^llHll

biHpNïlitfltHii II и жми liptfiíbri пифли/игшишп) иулкцнцщЦЖъЖЮГФ .'Sít-Híiy |'J с

UJlH'iniil H.||M\| Wfll pi'№)M ll.'lll I Ii« . II\V |lIII LUiULi'llililí Ï1 l'ltl r#4O<>flpílC'0TKH 11 L [L' uní

IP 1 4L'].I.'l.НШ II Ill.'lllllilll.

Hú'llliMIiilVL kllii )ффLlKI ill lipityi.HCIIIlN [ШрнОнЧИМШ,!* Ml'KUOIÍ II ¡L.LhPpHIMiln hт i [ч.чсn i+;n.' iч:>L IL ¡íjJÜOÜÜ pyn left.

СПРАВКА

о ПрИПНЧЮНЩ щзлолыивйнни рщудщпад иссладомшип кпирпШИ кифидру

фСйнимОНрИО'НКПГрДО*!!......ID .......... мщщиност^ШтИИ» Ф1'БОУ ВО "ТиМГЮКИиП

гаоуДпрттиИНЬтИ ушяыйрыт" lííipiiurtDUá K.Í.', И ДО «АРТИ-ЗЬийД» tip» решении н^сиевдмишд и ршли'имши ИчШфетурнш* rtùrtâH "jH'i цулкшш-шцнйННт пресса»с .....................цгрештипжМН,

I liii.' i ¡HHiiiiM документам щщгнржднм. чтр мпнр4нтвл1 кпфелрц КИСМ ПТУ

............H piü|hiQ<yrdiHri методик« ..............ропорцИЮЛиЛьНй'НИ НГРНЛШО

диффервнЦНиЛЫШТО 'iitKiiiiiL рбГуЛирйнМИм ГСНПСретури пЛиТ ИНДУКНИОН^чпр иигртии "

МАТОМ'^'Ч4Íскогр ирелктшиюмИи криочх иимипшчшчн"" мчифишиш пЛйТ ............ого

мигрени, *?<&СМЧН......... eymportíiiHOí «крпщышс йАъймн ИМЧКвЛОИТЙ "J"i pflíWli?

кмпсрцтурнопз ноли ШПГТ1.....|ерВДД cru СТйОИЛ^СЩН* a tiikhíc ...........yi<>

HJarpíüiHOtfn. расчета поля TOKúlí,

Ptayñhtftibi piiCHtfTOIt m методикам. Ир*ДЛО)М1ШЧМ КорИМййшЛМ K-í ',. внедрены й ШНИруКНртКН отдели АО «АРТИ-ЭМОЛ»: с примшншЮМ предложенных М«ОДИК ciíiippcKTiipmiiui ИИСГЦукт^ррквд докум(лгтпЦНв m ПЛИТУ p|iirpenmvjii.|iyu> РТ11И 500*430, ННЛСКС 3321 12, прЩЦШ11йЧ(1ШУК> для изготовления р^ннптекничвпМХ nur mil

ЭКОНОгЛНЧ^КИЯ ¡ффекг ÜT ЧрИмйиспН* ^Гфийтниишх мсниш" H WPÙpPÏMÙi ОЦОШШЮТЫ И 2ÛOOOO pyriJlcfl,