Введение к работе
Актуальность темы. Характерной особенностью современного
состояния технологии машиностроения является неуклонное повышение качества выпускаемой продукции. Важная роль в обеспечении эксплуатационных показателей машин и механизмов принадлежит сборочным операциям. При этом большую группу соединений составляют резьбовые соединения, от качества которых зависят функциональные параметры узлов. Вместе с тем, получившие распространение традиционные методы сборки этих соединений не всегда удовлетворяют все возрастающим требованиям к качеству узлов.
Перспективным направлением совершенствования традиционных процессов сборки является введение ультразвуковых колебаний в зону контакта поверхностей деталей, когда наряду с основными движениями, предусмотренными технологической схемой сборки, деталям дополнительно сообщаются колебания ультразвуковой частоты. Использование физико-технологических особенностей ультразвука и сопутствующих эффектов открывает качественно новые возможности в организации и проведении процессов сборки, улучшении функциональных параметров соединений.
Вместе с тем, работы, посвященные применению ультразвука для сборки резьбовых соединений, носят, по существу, поисковый характер и касаются лишь отдельных сторон вопроса. Поэтому выявление закономерностей воздействия ультразвука на основные физико-технологические показатели процесса и разработка на их основе новых способов технологического обеспечения требуемых функциональных параметров соединений является важной научной задачей.
Цель работы. Повышение эффективности сборки резьбовых соединений путем применения ультразвука на базе теоретических и экспериментальных исследований физического механизма процесса.
Метода исследований. Для достижения поставленной цели в работе использованы основные теоретические положения технологии машиностроения, программный пакет ANSYS, основанный на методе конечных элементов. В экспериментальных исследованиях применена методика математического планирования эксперимента. Опыты проведены с использованием специальных и стандартных измерительных устройств на образцах и натурных изделиях. Обработка и анализ экспериментальных данных проводились с использованием ПЭВМ.
Достоверность научных положений, выводов и заключений обусловлена совпадением результатов численных расчетов параметров процесса с данными экспериментальных исследований.
Научная новизна. Выявлен механизм воздействия ультразвука на процесс сборки резьбовых соединений, их прочность.
і иоснациональная]
БИБЛИОТЕКА | 1
С помощью программного пакета ANSYS разработана конечно-элементная модель процесса ультразвуковой сборки резьбовых соединений, позволяющая производить комплексный анализ процесса:
определение напряженно-деформированного состояние резьбовых соединений;
определение контактных давлений, возникающих при сборке резьбового соединения.
Определены оптимальные параметры процесса ультразвуковой сборки по критериям работоспособности резьбовых соединений и силовым параметрам процесса сборки.
Выявлены основные факторы, способствующие повышению качества резьбовых соединений.
Практическая ценность. На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований реализован комплекс конструк-торско-технологических решений, направленных на дальнейшее повышение качества сборки и разборки резьбовых соединений путем применения ультразвуковых колебаний.
Разработана и внедрена технология ультразвуковой сборки и разборки резьбовых соединений, позволившая существенно снизить силовые параметры процесса и повысить эксплуатационные показатели соединений.
Основные положения, выносимые на защиту: Общие и частные методики моделирования элементов ультразвуковой сборки, позволяющие научно обоснованно подойти к выявлению механизма воздействия ультразвука на основные параметры процесса.
Выявленные теоретическими и экспериментальными исследованиями основные особенности механики формирования контактных связей в соединении.
Разработанные конечно-элементные модели процесса ультразвуковой сборки резьбовых соединений, формирования напряженно-деформированного состояния соединения. Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на четырех международных научно-технических конференциях: «Высокие технологии в машиностроении» (г. Самара, 2002 г.), «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, 2003 г.), Наука. Технологии. Инновации. (г.Новосибирск, 2003 г.), «Высокие технологии в машиностроении 2» (г. Самара, 2004 г.). В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на объединенном заседании кафедр «Технология машиностроения», «Автоматизация технологических процессов в машиностроении», «Автоматизированные станочные комплексы», «Инструментальные системы автоматизированного производства».
Публикации. Основное содержание работы отражено в семи публикациях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из
введения, четырех разделов и общих выводов, изложенных на 190 станицах машинописного текста, содержит 100 рисунков, 29 таблиц, библиографический список, включающий 132 наименования.
Похожие диссертации на Повышение эффективности сборки и разборки резьбовых соединений путем применения ультразвуковых колебаний
