"Механики XXI веку" №16 2017

Современные технологии и автоматизация в машиностроении

УДК 621.924.7

Модель образования тороидально-винтового потока

в рабочей камере при ЦРО

Давыдова И.В., Золотопуп И.В., Гончаров М.О.

Донской государственный технический университет,

Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, Россия

Ключевые слова

Центробежно-ротационная обработка, рациональный выбор

В статье раскрыты исследования центробежно-ротационной обработки деталей. В данной

статье рассмотрен энергетический подход к образованию тороидально-винтового потока и обра-

ботке деталей в нем. Рассматривается модель подвода энергии для создания сложного тороидаль-

но-винтового движения среды в рабочей камере при центробежно-ротационной обработке деталей.

Поток среды описывается уравнением Навье-Стокса и уравнением неразрывности. Приводятся ос-

новные характеристики процесса: напор, создаваемый вращающимся дном; мощность потока сре-

ды; окружная скорость переносного движения. Установлено, что энергия потока среды затрачива-

ется на потери трения и расширение потока, на поворот потока, потери на удар, связанные с на-

теканием потока на стенки неподвижной обечайки под некоторым углом атаки и на соударение

частиц среды. В статье приводятся зависимости, которые могут быть использованы для опреде-

ления количественных закономерностей.

Центробежно-ротационная обработка (ЦРО) деталей применяется как за рубежом и в

нашей стране. Этот метод обеспечивает высокую интенсивность обработки, устройства для

его осуществления просты по конструкции, позволяют механизировать и автоматизировать

процесс обработки, обладают широкими технологическими возможностями (рис. 1).

Рис.1. Схема центробежно-ротационной обработки деталей

В рабочую камеру, образованную неподвижной обечайкой 1 и вращающимся дном 2,

размещают обрабатывающую среду 3 и обрабатываемые детали 4. Дну 2 сообщают враща-

тельное движение, которое вовлекает всю массу загрузки в сложное тороидально-винтовое

движение, в процессе которого происходит скольжение твердых частиц обрабатывающей

среды по поверхности материала обрабатываемых деталей.

Поток среды можно считать осесимметричным, вязким и несжимаемым, который

описывается уравнением Навье-Стокса и уравнением неразрывности: