Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Одним из
свершающих этапов выпуска машин являются сборочные процессы. Эт качества их выполнения в значительной мере зависит надежность и долговечность работы оборудования.
В конструкциях современных машин резьбовые соединения вставляют до 30% от их общего числа. Только в автомобильной іромьішленности мира ежегодно собирается более 6-10э резьбовых соединений.
Прочность и надежность работы машин во многом определяется стабильностью осевой силы затяжки резьбовых соединений, которую эсобенно трудно обеспечить при одновременной сборке групповых соединений.
Величина изменения осевой силы затяжки зависит от существующих средств завинчивания. При обеспечении герметичности стыка, а так же при сборке особо ответственных узлов, величина колебания величины осевой силы затяжки не должна превышать 1...2%.
В настоящее время имеется большое конструктивное разнообразие резьбозавинчивающих устройств, работающих по принципу приложения крутящего момента или ударно-вращательных импульсов, гайковерты с применением инерционных автоматических трансформаторов вращающего момента, импульсного действия с упругими накопителями энергии, с электронной системой обратной связи и другие. Тем не менее, использование этих устройств для автоматизированной затяжки ответственных резьбовых соединений не гарантирует качествешгую сборку, с учетом герметичности стыка. Поэтому вьпгуждены повсеместно ответственные резьбовые соединения затягивать вручную.
Для решения задачи автоматизированной, качественной сборки групповых резьбовых соединений необходимо создать принципиально новые по конструкции и принципу действия многошпиндельные завинчивающие устройства.
На основании изложенного исследование взаимосвязи между параметрами качества соединений с использованием резьбовых
деталей и создание завинчивающих устройств повышенной точносте является актуальной научной задачей.
Целью работы является обеспечение качества соединений деталей путем установления взаимосвязей между параметрами скрепляемых и резьбовых деталей, уплотнения, их физико-механическими свойствами, параметрами многошпиндельных гайковертов, снабженных средствами адаптации, и режимами их работы.
Для обеспечения поставленной цели решались следующие задачи:
-выявление взаимовлияния параметров завинчивающегс устройства, резьбового соединения и физико-механических свойсп уплотнения на качество, с учетом герметичности стыка, автоматизированной сборки узлов и деталей, скрепляемых групповыми резьбовыми соединениями;
обоснование средств адаптации, разработка и исследование многошпиндельных гайковертов, обеспечивающих качественную v эффективную сборку узлов и деталей, скрепляемых резьбовым* соединениями;
экспериментальная проверка качества, с учетом герметичностг стыка, сборки групповых резьбовых соединений многошпиндельнылн гайковертами, имеющими средства адаптации;
-разработка методики проектирования многошпиндельньо гайковертов со средствами адаптации.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. В работе использовалисі аналитические, экспериментальные методы исследования і осуществлялось моделирование процесса сборки.
Исследовалось влияние параметров деталей резьбовы> соединений, сил трения и других факторов на колебание величинь осевой силы затяжки соединений по методу линейных ошибок.
Режимы работы завинчивающего устройства и влияние их ш колебание величины осевой силы затяжки соединения исследовалисі методами кинематики твердого тела.
На основании теории герметичности соединений и теорш прочности установлена взаимосвязь физико-механических свойсп
соединяемых деталей с использованием резьбовых соединений на величину осевой силы при предварительной затяжке.
Для оценки достоверности теоретических исследований резьбовых соединений применялись экспериментальные методы и испытания в производственных условиях с использованием специальной и стандартной измерительной аппаратуры и оборудования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в установлении взаимосвязи параметров качества соединений - герметичности стыков, затягиваемых резьбовыми деталями, физико-механическими свойствами (их и уплотнения) и параметрами качества многошпиндельных гайковертов, снабженных средствами адаптации, а также режимами их работы:
-обоснована математическая зависимость взаимовлияния физико-механических свойств скрепляемых деталей, уплотнения, параметров резьбового соединения и минимальной осевой силы предварительной затяжки;
исследованы режимы работы завинчивающих устройств, имеющих средства адаптации;
обоснованы необходимые и достаточные условия, связывающие параметры гайковерта с требуемой точностью осевой силы затяжки.
ПРАКТИЧЕСКАЯ НОВИЗНА работы заключается:
-
В разработке метода автоматизации сборки групповых резьбовых соединений посредством создания многошпиндельных гайковертов со средствами адаптации.
-
В создании и использовании на предприятиях (АО "Ковровский экскаваторный завод", Ярцевский завод "Дизель", АО "Владимирский тракторный завод") многошпиндельных гайковертов со средствами адаптации, обеспечивающих затяжку стыков посредством резьбовых деталей, обеспечивающих колебание осевой силы затяжки не более чем 1%.
Разработаны конструкции многошпиндельных гайковертов ее средствами адаптации и передана научно-техническая документация на АО "Ковровский экскаваторный завод", Ярцевский завод "Дизель". АО " Владимирский тракторный завод ".
ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ, представленных е диссертационной работе. Предложения, рекомендации и выводы основываются на теоретических положениях фундаментальных наук (теории точности, теоретической механики, сопротивления материалов, теории вероятностей и других разделов математики), экспериментальных исследованиях, а также на результатах, достипгутых при эксплуатации многошпиндельных гайковертов в производственных условиях на АО "ВТЗ" г. Владимира, заводе "Дизель" г. Ярцево, АО "КЭЗ" г. Коврова.
Результаты работы доложены:
-на Международных конференциях - "Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства " в г. Владимире, 1992 г.: "Бесступенчатые передачи, приводы машин и промысловое оборудование" в г. Калининграде, 1997 г;
Всесоюзных и Российских конференциях - "Прогрессивные технологические процессы в механообрабатывающем производстве" в г. Санкт-Петербурге, 1992 г.; "Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства" в г. Киеве. 1992 г.; "Совершенствование мощностных, экологических показателей ДВС" в г. Владимире, 1992 г.; "Системы управления, конверсия, проблемы" в г. Коврове, 1996 г.;
кафедре "Автоматических сборочных производств" в г. Москве, в МГТУ "СТАНКИН", 1997 г.
По материалам диссертации опубликованы 12 научных работ и получен один патент на изобретение.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа содержит 199 с. и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений, включающих 33 рисунка, 13 таблиц и 23 страницы приложения.
Установление взаимосвязей между параметрами качества соединения деталей, их физико-механическими свойствами, параметрами многошпиндельных гайковерто», снабженных средствами адаптации, и режимами их работы.
-
Математическая зависимость взаимовлияния физико-механических свойств скрепляемых деталей, уплотнения, параметров резьбового соединения и минимальной осевой силы предварительной затяжки.
-
Режимы работы многошпиндельного гайковерта в зависимости от параметров автоматизированного наживления ввинчивания, предварительной и окончательной затяжек резьбовых соединений.
-
Необходимое и достаточное условие, связывающие параметры гайковерта с его точностью.
-
Методика проектирования многошпиндельных гайковертов, снабженных средствами адаптации, в зависимости vt требуемой точности величины осевой силы затяжки.