Людмирский Юрий Георгиевич - профессор кафедры машин и автоматизация сварочного производства, доктор технических наук, профессор.
Ростов-на-Дону, пл. Гагарина,1.
Lyudmirskiy, Yury G. - professor of the Welding Fabrication Machines and Automation Department, Dr.Sci. , professor.
1, Gagarin Square, Rostov-on-Don, 344000.
Ассауленко Семен Семенович - старший преподаватель кафедры машин и автоматизация сварочного производства.
Ростов-на-Дону, пл. Гагарина,1.
Assaulenko, Semen S. - senior lecturer of the Welding Fabrication Machines and Automation Department.
1, Gagarin Square, Rostov-on-Don, 344000.
Introduction. The sources of damage and wear of the main shaft of the drier toaster are analyzed. The repair know-how and welding operations execution limitations which must be considered when developing the technique providing the restoration of the structure performance features are studied. The work objective is to develop a technique of repair without dismantling for the main toaster shaft. To solve the task, a design repair structure was installed, and postwelding operations that meet the engineering and regulatory requirements for this structure were performed.
Materials and Methods. In “Kompas 3D” software, the following models were developed: integral shaft (project shaft design); damaged shaft as a result of long-term operation (more than 15 years); and damaged shaft with a welded repair structure. Numerical simulation of the stress-strain state (SSS) was carried out.
Research Results. Software for the computational modeling of the repair structure SSS is developed. The repair shaft structure in which the maximum stresses do not exceed the shaft stresses in the project design is obtained using the model. To eliminate the aggressive medium effect on the corrosion fatigue strength of the shaft, an insulating method is used. A technique for mounting the repair structure to the shaft allowing for the outrun limitation 0.12 mm is developed.
Discussion and Conclusions. Torsion shafts damaged deeply by wear and corrosion are considered. To restore their structural integrity, it is worthwhile using the following complex of techniques:
— constructive (consists in the installation of optional parts that compensate for insufficient strength, and provides a reduction in stress concentration in the most loaded zones);
— processing (reduces residual welding stresses due to the reasonable sequence of deformation that contributes to generating favorable residual compressive stresses);
— isolation (is based on the application of anticorrosion coatings).
The economic expediency of the developed repair technique is obvious. The repairing of the shaft without dismantling costs 180,000 rubles, while a new shaft costs 3.8 million rubles.
Введение. Статья посвящена анализу причин повреждений и износа главного вала тостера сушилки. Рассмотрены специфика ремонтного производства и ограничения в выполнении сварочных работ, которые необходимо учитывать при создании технологии, обеспечивающей восстановление эксплуатационных свойств конструкции.
Цель работы — создание технологии ремонта главного вала тостера без его разборки. Для реализации этой задачи была установлена расчетная ремонтная конструкция и выполнены послесварочные операции, обеспечивающие требования технической и нормативной документации к данной конструкции.
Материалы и методы. В программной среде «Компас 3D» разработаны модели: целого вала (конструкция вала в проектном состоянии); вала, поврежденного в результате длительной эксплуатации (более 15 лет); поврежденного вала с приваренной ремонтной конструкцией. Проведено численное моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) моделей.
Результаты исследования. Разработано программное обеспечение для численного моделирования НДС ремонтной конструкции. С помощью модели получена конструкция ремонтного вала, в которой максимальные напряжения не превышают напряжений вала в проектном состоянии. Для исключения влияния агрессивной среды на коррозионную усталостную прочность вала использован изоляционный способ. Для присоединения ремонтной конструкции к валу разработана технология выполнения швов, позволяющая ограничить биение 0,12 мм.
Обсуждение и заключения. Рассмотрены работающие при кручении валы, поврежденные в результате износа и коррозии на большую глубину. Для восстановления их конструктивной прочности целесообразно использовать комплекс перечисленных далее методов. Конструктивный (заключается в установке дополнительных деталей, компенсирующих недостаточную прочность, и обеспечивает уменьшение концентрации напряжений в наиболее нагруженных зонах). Технологический (уменьшает остаточные сварочные напряжения за счет рациональной последовательности деформирования, способствующего наведению благоприятных остаточных напряжений сжатия). Изолирующий (основан на нанесении антикоррозионных покрытий).
Экономическая целесообразность разработанной технологии ремонта несомненна. Ремонт вала без его разборки стоил 180 тысяч рублей, а цена нового вала — 3,8 млн рублей.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.