Закрепление в центрах при токарной обработке деталей

Главнейшей операцией при обработке валов является обточка, которая производится, главным образом, в центрах.

Центра являются базой для ряда операций: чистовой и черновой обточки, нарезки резьбы, фрезерования шпоночных канавок, шлифования и др., а также для правки и проверки.

При ремонтных работах также пользуются сохранившимися центровыми отверстиями для обточки изношенных или поврежденных шеек, для правки, полировки и при других работах.

Центровые отверстия в таких режущих инструментах, как: метчики, свёрла, зенкеры, развёртки и т. д., нужны не только для обработки, но и для проверки, заточки и переточки во время эксплуатации.

Ввиду такого значения центровых отверстий центровку необходимо выполнять весьма тщательно.

Центровые отверстия должны быть правильно засверлены и с начала обработки изделия должны поддерживатьсят в исправном состоянии.

Они должны иметь достаточные размеры, и угол их конусности должен точно совпадать с углом конусности центров станка.

Несоблюдение этих правил ведёт к быстрой разработке центровых отверстий и повреждению самих центров.

Когда применяется крепление в центры

установка заготовки с помощью оправки: 1 — оправка средняя часть; 2 — лыска; 3 — центровые отверстия; 4 — заготовка

• Так протачивают длинные детали, у которых длина пятикратно превышает поперечник;
• если нужно создать концентричность поверхностей во время фиксации;
• дальнейший этап точения проходит на шлифовальном оборудовании;
• технология не предусматривает другие методы.

Особенности обработки

Жесткость установки в центрах будет обеспечена, если сохраняется соотношение длины и диаметра до 12-15. Более длинные детали поддерживают люнетами.

Центровые отверстия на обрабатываемой заготовке делают на подготовительной операции центровым сверлом.

Токарная обработка предусматривает автоматический цикл. Станок легко перенастраивается на изготовление детали с иными габаритными параметрами, за счет внесения изменений в программу управления. Нормы времени на операцию удается сократить в 1,5-2 раза относительно работы на универсальном станке.

В основе работы применение контурной системы обработки с линейно-круговой интерполяцией. Система выполняет обработку сложного контура с разбивкой на черновой и чистовой проходы. Окончательная операция осуществляется обходом контура детали рабочим элементом в один проход.

Траектория инструмента при изготовлении деталей за ряд черновых проходов, параллельна оси вращения детали, перпендикулярна или проходит под углом. За первый проход снимается с заготовки слой окалины и корректируются имеющиеся дефекты формы. У остальных черновых проходов постоянная глубину резания.

После выполнения рабочего прохода отведение инструмента и холостой переход осуществляется параллельно контуру, перпендикулярно ему или по наклонной.

При изготовлении валов на станках многоступенчатого профиля припуск делят на участки, перпендикулярные к оси детали. Последовательность токарной операции на элементарных участках задают так, чтобы обрабатывающий элемент прошел наименьший путь.

Технология крепления

задний центр в качестве опоры для длинных деталей

Заготовка фиксируется в центрах с использованием специальных оправок. Для этого конус оправки не должен превышать 1:2000. На подготовительном этапе в торцах детали делают центральные выемки, в которые будут вставлены верхушки обоих центров. Оправку обрабатывают смазкой и плотно натягивают болванку. Для большей плотности по концу оправки аккуратно постукивают деревянным чурбачком. Закрепление детали в оправках такого типа может меняться в зависимости от ее поперечника.

Движение болванке передается посредством поводкового патрона, который надевается на резьбу шпинделя. Палец поводкового патрона принуждает болванку к вращению. Этот метод более опасен для оператора станка, поэтому предпочтительнее использовать планшайбу поводкового типа с защитным кожухом. Болт закрепляют хомутиком, который опирается на лыску оправки.

Установка заготовок с отверстиями (например, зубчатых колес или втулок) происходит с использованием центровых оправок разнообразной формы. Один из типов оправок имеет шейку в форме цилиндра, на нее надевают заготовку и закрепляют шайбой с гайкой. Гайка прижимается к буртику и фиксирует полученную конструкцию. Слева при помощи винта крепится хомутик. Деталь фиксируется в станке для точения выемками на торцевых участках оправки.

Описание оборудования

Классификация станков с ЧПУ:

1. По ориентации оси главного шпинделя: горизонтальное и вертикальное точение.
2. По набору инструментов: одно и многоинструментальные.
3. По уровню автоматизации: полуавтоматические с ручной установкой заготовок и автоматические с автоматизацией всех рабочих операций.
4. Какое у направляющих расположение: в вертикальной или горизонтальной плоскости, под наклоном.
5. По виду установленной накопителя инструментов: с револьверной головкой, одним или группой суппортов, комбинированные.
6. По номенклатуре операций: станок патронного типа, центрового или патронно-центровой.

Автоматизированные агрегаты оснащаются магазином инструментов или головкой револьверного типа на 4, 6 и 12 гнезд. Каждое гнездо предусматривает размещение двух инструментов для точения наружных и внутренних элементов. На токарных станках с ЧПУ ориентация оси револьверной головки относительно главной шпиндельной оси бывает параллельной, перпендикулярной и наклонной.

В токарных станках ЧПУ монтируют магазины небольшой вместительности, потому что для изготовления одной детали достаточно 10 инструментов.

Вместительный накопитель рабочих элементов необходим на оборудовании, где ведется обработка труднообрабатываемых материалов. В этом случае у инструментов низкий период стойкости и требуется частая замена.

Агрегаты с ЧПУ используют для изготовления деталей из материалов большого спектра:

• чугуны разных видов;
• стали обыкновенного качества, инструментальные и специальные;
• нержавеющие материалы для медицинской и пищевой промышленности;
• цветные металлы и их сплавы (медь, титан, латунь, бронза);
• композиционные материалы;
• пластики;
• дерево.

На центровых станках ЧПУ (например, 1725Ф3,1Б732Ф3) ведется обработка валов различной конфигурации. Ведется точение цилиндрических наружных поверхностей, конических переходов, фасонных шеек и нарезаются разные резьбы.

Патронно-центровые обрабатывающие центры ЧПУ (например, 16Б16Ф3, 1740РФ3,16К50Ф3) имеют возможность установки заготовки в патроне и центрах, выполнения операций точения и растачивания, нарезки резьб, сверления, развертывания и зенкерования.

Конструкции центров

Центры для токарной обработки могут иметь различную конструкцию. Самая распространенная представляет собой конус, на него надевается заготовка, а также хвостовик конической формы. Хвостовик должен совпадать с отверстиями пиноли и шпинделя станка.

Для закрепления заготовок с внешними конусами используются обратные центры. Конусообразное окончание должно совпадать с серединой хвостовика. Чтобы проверить совпадение в шпиндель вставляется центр и запускается на малых оборотах. Об исправности детали говорит отсутствие биения.

Задний центр чаще всего неподвижный, передний вращается с заготовкой и шпинделем. В результате трения выходят из строя обе поверхности, поэтому необходимо наносить смазку:

• мела — 25%;
• тавота — 65%;
• графита — 5%;
• серы — 5%.

Перед смешиванием необходимо растереть в порошок без комков серу и мел. Если не использовать смазку, поверхности центров разрушатся, изменится их конфигурация.

Во время точения заготовок на больших скоростях центры быстрее изнашиваются, увеличивается отверстие в торце самой детали. Чтобы уменьшить разрушение заднего конуса на него наплавляют износостойкий слой.

Стандартный центр используют при скоростях до 120 оборотов в минуту. Во время работы с громоздкими и тяжелыми заготовками на высоких оборотах, при выборке крупной стружки жесткости конструкции мало: деталь начинает вибрировать и может отжаться.

вращающийся центр

Поэтому используют вращающиеся центры, смонтированные в заднюю стойку. Он содержит шпиндель, который крутится в радиально-упорном подшипнике. При высоких нагрузках предпочтительнее роликоподшипник, при средних — шарикоподшипник.

Для чего нужен ЦОД и кто его использует?

Центры обработки данных, или дата-центры (от англ. data center), отвечают за бесперебойную работу всего установленного внутри оборудования и соответствующей инфраструктуры. ЦОД должен выполнять такие функции, как:

• Обеспечение оборудования электроэнергией.
• Отвод излишнего тепла, которое негативно влияет на работоспособность систем и устройств.
• Защита оборудования от негативного воздействия окружающей среды.
• Предоставление доступа к оборудованию сотрудникам дата-центра и ограничение доступа к этому же оборудованию посторонним.
• Защита вычислительного и сопутствующего оборудования от инцидентов, например, пожаров.

Используют ЦОД бизнес, правительственные и научно-исследовательские организации для самых разных нужд. Объединяет их одно: необходимость обработки и хранения огромных массивов информации.

Резервирование инженерных систем ЦОД

Для того, чтобы дата-центр работал без перебоев, критически важные системы могут многократно дублироваться благодаря различным схемам резервирования. Их обозначают латинской буквой N. Главные схемы резервирования перечислены ниже.

N+0. Это базовый уровень, системы без резервирования. Если что-то ломается или отключается энергия, то останавливается работа всего дата-центра. Отметим, что в ЦОД, где требуется бесперебойная работа оборудования, необходимо многократное резервирование, так что схема N+0 здесь не подходит.

N+1. Система резервируется однократно. Резервный элемент задействуется после того, как выходит из строя основной, так что весь комплекс продолжает работу.

2N. У каждой основной системы или элемента есть два резерва, которые работают параллельно, так что нагрузка равномерно распределяется между всеми компонентами. Если какой-то элемент выйдет из строя, его автоматически заменяет второй.

2N+1. Такая же схема, как и выше, но используется еще один добавочный компонент.

2(N+1). В этой схеме дублируются даже дополнительные элементы. Одна из самых надежных схем на данный момент, которая работает безотказно.

Дизель-генераторы ДЦ «Берзарина» Selectel

The Citadel Campus

Площадь: 720 тыс. м2

Местоположение: Невада, США

Citadel Campus построен и принадлежит корпорации Switch из Лас-Вегаса, которая разрабатывает и управляет крупными центрами обработки данных. Дата-центр спроектирован так, чтобы превзойти стандарт Tier IV. Его оптоволоконная сеть обеспечивает задержку всего в 9 мс до Сан-Диего и Лос-Анджелеса, а соединение с центром обработки данных TAHOE RENO 1 составляет 7 мс.

Switch обладает 260 патентами и является одним из самых инновационных поставщиков услуг для центров обработки данных. Кроме того, Switch – единственная компания со 100% индексом чистой энергии.

China Mobile

Площадь: 720 тыс. м2

Расположение: Хух-Хото, Китай

Дата-центр China Mobile расположен в информационном парке Внутренней Монголии в городе Хух-Хото. В нем более 40 000 стоек, расположенных на 720 000 квадратных метрах зданий, а весь комплекс занимает 106 гектаров, что делает его одним из самых больших центров обработки данных в мире. Первоначальные инвестиции в объект составили $1,92 млрд, который помимо оказания корпоративных услуг, ориентирован на исследования новых технологий в сфере облачных вычислений и 5G.

Yotta NM1

Площадь: 76 тыс. м2

Расположение: Мумбаи, Индия

Yotta NM1 – первое из пяти зданий, которые строятся в комплексе Integrated Yotta Data Center Park, расположенного недалеко от Мумбаи. В здании 7 200 телекоммуникационных стоек, которые потребляют 50 МВт электроэнергии. После завершения строительства общая емкость объекта составит 30 000 стоек, а мощность возрастет до 250 МВт. ЦОД имеет 4 резервных оптоволоконных тракта, соединяющих его с национальными магистралями.

Intergate Seattle

Площадь: 84 тыс. м2

Расположение: штат Вашингтон, США

Intergate Seattle – флагманский объект дата-центра Sabey, имеющий доступ к более чем 70 МВт электроэнергии, но большую часть года он использует экологически чистую и относительно дешевую гидроэнергетику (3,1 цента за кВт/ч) в сочетании с естественным охлаждением. ЦОД имеет резервные системы кондиционирования, вентиляции и отопления, а также генераторы мощностью по 2,75 МВт с гарантированным временем автономной работы 72 часа при пиковой нагрузке.

Самые крупные ЦОД в РФ

В качестве ознакомительной информации представим три самых крупных в Российской Федерации дата-центра, каждый из которых сосредоточен на предоставлении определенного типа услуг. Официальный веб-ресурс таких компаний вы сможете без проблем отыскать в поисковике, чтобы ознакомиться с используемыми технологиями, описанием самого центра и отзывами партнеров.

DataLine

Основная услуга, которую можно приобрести у данной компании, – место в ЦОД. Для этого необходимо обратиться на официальный сайт с запросом о проведении расчета. Специалисты подскажут, какие мощности стоит выделить и сколько будет стоить обслуживание.

Дополнительно DataLine предоставляет огромное количество других услуг, связанных с информационными технологиями. Они используют VDI для перевода сотрудников на удаленную работу, обеспечивают инфраструктуру рабочих мест, резервное копирование, облачные сервисы и информационную безопасность.

КРОК

КРОК – компания облачных сервисов, которая работает с офисами, предоставляя хранение данных, их резервное копирование, безопасность и общее управление инфраструктурой.

КРОК поддерживает несколько десятков разных проектов, с которыми можно ознакомиться на официальном сайте. Все платформы оснащены последними технологиями, а их список указан на этом же веб-ресурсе.

Ай-Теко

Ай-Теко позиционируется как ведущий российский системный интегратор. Они внедряют в офисы различные технологии, связанные с ЦОД. Это могут быть системы управления печатью, видеонаблюдение, мини-ТЭЦ, программно-аппаратные решения, системы хранения данных и многое другое.

Помимо этого компания занимается телекоммуникациями, предоставлением информационной безопасности и аутсорсингом. На странице с перечнем услуг для каждой из них есть подробное описание того, как происходит интеграция и какие преимущества это дает при организации бизнес-процессов.

Только что вы узнали основную информацию о дата-центрах, разобрались с их организацией, уровнями и популярными российскими представителями. Есть еще огромное количество технических и экономических нюансов, о которых невозможно рассказать в рамках общей статьи. Сюда относится геораспределение для обеспечения безопасности данных, настройка инфраструктуры и многое другое.

Уровни надежности ЦОД

Чем важнее задача, выполняемая центром обработки данных, тем надежнее он должен быть. Пара минут простоя ЦОД может стоить бизнесу нескольких миллионов долларов. Для оценки уровня надежности ЦОД компания Uptime Institute разработала специальную систему сертификации — Tier. Уровни сертификации:

• Tier I. Это базовый ЦОД, в котором используется система резервирования N+0 (об этом ниже). У таких объектов в большинстве случаев нет дублирующих систем. Максимальный уровень доступности ЦОД (отказоустойчивость) составляет 99,671%.
• Tier II. Более надежный объект, в котором применяется схема резервирования N+1. Системы зарезервированы, но в случае необходимости ремонта ЦОД приходится останавливать. В дата-центрах уровня Tier 2 обязательно должен присутствовать фальшпол. Отказоустойчивость ЦОД — 99,75%.
• Tier III. При поломке какой-либо из систем ЦОД продолжает функционировать, ремонт можно выполнять без остановки всего объекта. Отказоустойчивость ЦОД — 99,98%.
• Tier IV. На данный момент это самый высокий уровень сертификации. У любой инженерной системы есть резерв как основного, так и дополнительного узла (схема резервирования 2N+1). Отказоустойчивость — 99,99%, время простоя сведено к минимуму. Опасности остановки такого ЦОД практически нет.

Lakeside Technology Center

Площадь: 102 тыс. м2

Расположение: Чикаго, США

Digital Reality – инвестиционный фонд, управляющий 280 центрами обработки данных общей площадью более 3 миллионов квадратных метров во всем мире. Самый впечатляющий объект расположен в Чикаго. В 2005 году Digital Realty купила здание за 140 миллионов долларов, где сегодня размещаются дата-центры, ориентированных преимущественно на финансовый рынок. ЦОД имеет 4 магистральных канала связи и 3 источника электропитания, мощностью 100 мегаватт.

Одной из уникальных особенностей этого здания является система охлаждения, использующая резервуар на 3 миллиона литров охлаждающей жидкости, благодаря которому снижаются расходы на кондиционирование в непиковые часы.

Основные услуги дата-центров

Главная задача ЦОД — обеспечение бесперебойной работы оборудования. А вот возможность размещения такого оборудования клиентами компании, которая владеет дата-центром, — это уже услуга. Главные услуги дата-центров:

• Аренда стойки, шкафа или всего ЦОД.
• Физическое размещение серверов в дата-центре (Сolocation).
• IaaS (Infrastructure as a Service) — предоставление IT-инфраструктуры целиком клиенту.
• Резервное копирование данных.
• Администрирование сервера.

Все дата-центры компании Selectel соответствуют стандартам Uptime Institute уровня Tier III.

Всего их шесть: «Берзарина» (г. Москва), «Цветочная 1», «Цветочная 2», «Дубровка 1», «Дубровка 2», «Дубровка 3» (Санкт-Петербург и Ленобласть).

• ДЦ «Берзарина» оснащен источниками бесперебойного питания, дизель-генераторами N+1, а также системой фрикулинга с адиабатическим доохлаждением.
• ДЦ «Цветочная 1» оснащен прецизионными кондиционерами, источниками бесперебойного питания, дизель-генераторами.
• ДЦ «Цветочная 2» оснащен источниками бесперебойного питания, дизель генераторами с резервированием по схеме N+1, чиллерами, автоматической системой пожаротушения.
• В ДЦ «Дубровка 1» установлены 4 дизель-генераторных установки Gesan. Они подключены по схеме 3+1, что позволяет зарезервировать полную мощность дата-центра.
• В ДЦ «Дубровка 2» установлены источники бесперебойного питания, дизель-генераторы N+1, автоматическая система газового пожаротушения и прецизионные кондиционеры.
• В ДЦ «Дубровка 3» используется все то же, но вместо кондиционирования применяется фрикулинг с доохлаждением.

Apple’s Mesa Data Center

Площадь: 120 тыс. м2

Расположение: Аризона, США

Mesa Datacenter был первоначально спроектирован компанией First Solar Inc., производящей солнечные панели, но в 2022 году компания Apple сообщила, что в течение следующего десятилетия потратит 2 миллиарда долларов на дальнейшее совершенствование этого объекта. Однако компания, известная своей секретностью, не стала делиться подробностями о том, что происходит внутри центра обработки данных, сославшись на безопасность, хотя известно, что в нем работают 150 человек.. Apple называет это предприятие своим глобальным центром управления данными.

С тем, чтобы обеспечить ЦОД экологически чистой энергией, Apple построила в штате Аризона солнечную электростанцию ​​площадью 120 гектаров. Ее мощность составляет 50 МВт, что достаточно для питания 12 500 домов. Это не делает центр обработки данных на 100% зеленым, но компенсирует энергопотребление в городе Меса.