Статья

Наименование	Аналитические методы определения силы поперечной резки трубы клиновым ножом
Авторы	Ошовская Е. В., к. т. н., доц. Ковалева О. А., асс.
Раздел	Машиностроение и машиноведение
Год	2022	Выпуск	69	Страницы	96 - 103
УДК	621.774.3			EDN	VWXUNH
Аннотация	Приведен аналитический метод уточненного расчета силы поперечной резки трубы клиновым ножом, учитывающий установленную закономерность изменения площади сдвигаемого поперечного сечения полого профиля в зависимости от внедрения в его тело рабочей кромки режущего инструмента, а также геометрические параметры и прочность материала разделяемого на части трубного проката.
Реферат	Цель. Получение аналитическим методом информации, необходимой для вывода зависимости, позволяющей с учетом геометрических параметров трубы и прочности ее материала рассчитать силу, которая требуется при разделении на части полого профиля круглой формы. Методика. С использованием полученных аналитических зависимостей в пакете MathCad составлена программа для расчета площади поперечного сечения трубы, подверженного сдвигу, в зависимости от хода ножа. Результаты. На основании положений метода планирования эксперимента была составлена матрица, в соответствии с которой выполнены 11 математических опытов по определению максимального значения силы реза с использованием разработанной программы для расчета площади срезаемого сечения. В работе приведены рассчитанные значения коэффициентов регрессии для уравнения в кодированном виде, а также дана оценка их уровня значимости по критерию Стьюдента. Научная новизна. Впервые получена эмпирическая зависимость определения максимального значения силы реза клиновым ножом полой цилиндрической заготовки, позволяющая с меньшей трудоемкостью рассчитывать силовые параметры разделительного процесса. Средняя погрешность между значениями силы реза, полученными в ходе выполнения планированного эксперимента и рассчитанными по полученному уравнению, составила 2,3 %. Следовательно, предложенная зависимость адекватна данным математического эксперимента и может использоваться для расчета при проектировании механизма резания ножниц. Установлено, что при вычислении максимальной силы резки наибольшую значимость оказывает диаметр трубы, а степень влияния толщины стенки в 2,3 раза меньше, предела прочности материала меньше в 12,4 раза. Практическая значимость. Комплексное использование аналитического метода и планированного математического эксперимента позволило повысить точность расчета силы резки труб клиновыми ножами, что имеет практическое значение при проектировании новых образцов ножниц для разделения на части полых профилей круглой формы.
Ключевые слова	труба, поперечное сечение, клиновой нож, сдвигаемый слой, сила резки.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Расчет силы резания тонкостенных труб клиновидными ножами [Текст] / С. П. Еронько [и др.] // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: международный сб. научных трудов. — Донецк: ДонНТУ, 2003. — Вып. 24. — С. 61–66. 2. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х т. Т. 3. Машины и агрегаты для производства и отделки проката [Текст] / А. И. Целиков [и др.]. — М.: Металлургия, 1988. — 680 с. 3. Сатонин, А. В. Имитационное математическое моделирование спектра рабочей загрузки процесса поперечной резки сортовых профилей на ножницах [Текст] / А. В. Сатонин, П. В. Боровик, П. А. Петров // Обработка материалов давлением: сборник научных трудов. — Краматорск: ДГМА, 2014. — № 2 (39). — С. 54–59. 4. Боровик, П. В. Теоретическое определение силы резки ножницами фасонных профилей [Текст] / П. В. Боровик, П. А. Петров // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 2013. — № 5. — С. 41–44. 5. Ульяницкий, В. Н. Влияние формы и расположения профиля на энергосиловые параметры резки фасонного металлопроката сортовыми ножницами [Текст] / В. Н. Ульяницкий, П. А. Петров // Сб. научн. трудов ДонГТУ. — Алчевск: ДонГТУ. — 2016. — Вып. 3. — С. 149–156. 6. Лыжников, Е. И. Технологические и силовые параметры резки труб плоским ножом [Текст] / Е. И. Лыжников, Е. К. Дунда // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. — 2013. — № 1. — С. 137–140. 7. Лыжников, Е. И. Особенности технологического процесса резки труб плоским ножом [Текст] / Е. И. Лыжников, Е. К. Давыденко // Обработка материалов давлением. — 2013. — № 2 (35). — С. 142–146. 8. Болтян, А. В. Теория инженерных исследований [Текст]: учебное пособие / А. В. Болтян, И. А. Горобец. — Севастополь: Вебер, 2001. — 139 с.
Полный текст