Studium adaptacji konstrukcji urządzenia kuźniczego TR dla potrzeb metody N-TR

• Autorzy: Walczyk W. , Lulkiewicz J. , Gąsiorkiewicz M. , Szkudelski S.

Warianty tytułu

EN

Study of design adaptation of TR forging device for purposes of the N-TR method

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem studium było sprawdzenie możliwości stworzenia, na bazie klasycznego urządzenia kuźniczego TR, urządzenia umożliwiającego stosowanie złożonych schematów technologicznych kształtowania wykorbień wałów korbowych. Możliwość stosowania złożonych schematów kształtowania wykorbienia pozwoli optymalizować technologię kucia wałów korbowych pod kątem uzyskania dokładniejszego kształtu odkuwki, przy mniejszych naddatkach technologicznych, na co nie pozwala klasyczna metoda TR. Pokazano zasady działania klasycznego urządzenia kuźniczego TR, urządzenia kuźniczego N-TR według patentu chińskiego oraz klasycznego urządzenia RR i udoskonalonego urządzenia NRR. Opracowano założenia konstrukcyjne urządzenia kuźniczego N-TR36, będącego adaptacją klasycznego urządzenia TR36. Urządzenie N-TR36 współpracuje z niezależnym mechanizmem ruchu wyginaka, będącym elementem prasy współpracującej z urządzeniem kuźniczym. W celu zbadania skutków wprowadzenia niezależnego mechanizmu ruchu wyginaka przeprowadzono symulację metodą elementów skończonych (MES) procesu kucia wału korbowego w programie QForm 3D v. 5.1. w klasycznym urządzeniu kuźniczym TR36 i nowym urządzeniu kuźniczym N-TR36. Symulacja MES procesu kucia w urządzeniu N-TR36 wykazała, że siła potrzebna do utrzymania wyginaka w nieruchomej pozycji jest dużo większa niż spodziewana, co prowadzi do konieczności stosowania odpowiednio mocniejszego napędu hydraulicznego wyginaka. W celu określenia skutków adaptacji klasycznego urządzenia TR36 do urządzenia N-TR36 przeprowadzono obliczenia MES głównych elementów obu urządzeń w programie ADINA. Obliczenia wykazały, że wprowadzone zmiany konstrukcyjne wpłynęły pozytywnie na sztywność i wytrzymałość urządzenia kuźniczego N-TR36.

EN

The goal of the study was to verify the possibility of creating a device based on the classical TR forging device enabling the utilization of complex technological schemes for forming cranks of crankshafts. The possibility of using complex crank forming schemes will make it possible to optimize shaft forging technology from the perspective of achieving a more accurate forging shape with lower technological allowances, which the classical TR method does not allow for. The operation of the classical TR forging device, N-TR device according to a Chinese patent, and classical RR device, as well as of an improved NRR device, was shown. The design assumptions of the N-TR36 device, an adaptation of the classical TR36 device, were developed. The N-TR36 device cooperates with an independent bending tool motion mechanism, which is a component of the press cooperating with the forging device. In order to study the effects of introducing the independent bending tool motion mechanism, FEM simulation of the crankshaft forging process was conducted using QForm 3D v. 5.1 software for the classical TR36 forging device and new N-TR36 forging device. FEM simulation of the forging process in the N-TR36 device showed that the force required for maintaining the bending tool in an immobile position is much larger than expected, which leads to the necessity of using a more powerful hydraulic drive of the bending tool. To determine the effects of adaption of the classical TR36 device to the N-TR36 device, FEM calculations of the primary components of both devices were conducted using ADINA software. Calculations showed that the introduced design changes had a positive impact on the rigidity and strength of the N-TR36 forging device.

Słowa kluczowe

PL

kucie; wał korbowy; urządzenie kuźnicze; konstrukcja; analiza MES

EN

forging; crankshaft; forging device; design; FEM analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 26, nr 2
• Strony: 159--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys. tab.

Twórcy

autor

Walczyk W.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Lulkiewicz J.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Gąsiorkiewicz M.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Szkudelski S.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Rut T., Haliasz J.: Przegląd i ocena nowoczesnych metod kucia ciężkich wałów korbowych. Obróbka Plastyczna t. VII z. 4 (1968), s. 301–327.
• [2] Rut T., Walczyk W., Harabasz W.: Implementation of the improved TR-method of forging crankshafts. Proceedings IFM 2003 Japan, Kobe City, October 26–29, 2003, s. 416–422.
• [3] Walczyk W., Milenin A., Pietrzyk M.: Computer Aided Design of New Forging Technology for Crank Shafts. Steel Research International vol. 82 issue 3 (March 2011), s. 187–194.
• [4] Shirgaokar M., Epp G., Nystrom J., Taylor B., Continuous Grain Flow (CGF) Forging Crankshafts on a Multi-Directional Press. Proceedings of the18th International Forgemasters Meeting, 12–15 September 2011, Pittsburgh, USA, s. 313–319.
• [5] Patent: China Patent Application No. 2005100013222.8 /CN 1836804 A/
• [6] Araki S., Ochi T., Fujita H., Hirano, Takahara H., New Forging process for Continuous Grain Flow Crankshaft in Upsetting and Offsetting Operation. Proceedings of the 11th International Forgemasters Meeting, June 1991, Terni, Italy, s. 35–42.
• [7] Zhang L., Zhang Z., Li S., Cui H., Cui H.: FE simulation and bending speed optimization of N-TR continuous grain flow forging process for solid heavy crankshaft, Obróbka Plastyczna Metali t. XVII nr 2 (2006), s. 3–13.