Введение к работе
Актуальность темы. Одним из эффективных направлений обеспечения качества выпускаемой продукции является совершенствование технологии сборки. Сборочные операции, как завершающий этап производственного процесса, во многом определяют потребительские свойства изделий и их технико-экономические показатели.
Резьбовые соединения (PC) составляют примерно 25...35% от всех используемых видов соединений в силу известных преимуществ, но трудоемкость их сборки продолжает оставаться высокой в основном из-за сравнительной сложности обеспечения требуемого качества сборочных работ.
Под качеством PC принято понимать способность обеспечивать в течение максимального времени плотность (или герметичность) стыков. Под качеством сборочной операции понимают точность достижения определенного уровня нагружения каждого PC и обеспечение равномерной затяжки при выполнении всех операций. Количественными показателями напряженного состояния в резьбовых зонах являются крутящий момент, угол поворота крепежного элемента, удлинение тела болта или же одновременно несколько показателей.
Проблему обеспечения качества PC решают различными способами, но для автоматизированных производств наиболее эффективным является подход, заключающийся в совершенствовании технологии и оборудования для сборки PC.
На качество операций сборки PC влияют несколько групп факторов:
связанных с особенностями конструкции и элементов резьбового узла, применяемых материалов и покрытий;
обусловленных особенностями используемых гайковертов и винтовертов и скоростью нагружения;
зависящих от точности применяемых средств контроля (в том числе активного).
Каждая группа факторов формирует погрешности, которые обусловливают при сборке PC разброс контролируемого параметра затяжки (например, крутящего момента). Величина_ахош_рззброса в
і ~ii-. национальная!
| БИБЛИОТЕКА .{
| С.Летерб»
09 К»
%Ж
конечном итоге лимитирует достижимое качество сборки. Поэтому исследования, направленные на минимизацию влияния перечисленных факторов на неравномерность затяжки PC, являются актуальными.
Цель работы. Повышение качества автоматизированной сборки резьбовых соединений за счет использования пневматических средств диагностики на стадии технологической подготовки сборочных работ.
Методы исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений технологии машиностроения, сопротивления материалов, дифференциального и интегрального исчисления, теории автоматического регулирования.
Экспериментальные исследования проводились в Специализированном КБ автоматизации и роботизации сборочных операций (АРСО) Пензенской технологической академии на аттестованных контрольно-измерительных стендах.
Обработка результатов экспериментов выполнялась методами математической статистики на персональных компьютерах.
Научная новизна. 1. Предложен новый пневматический способ диагностики резьбосборочного инструмента на стадии технологической подготовки производства, обеспечивающий повышение качества сборки PC за счет повышения точности контроля усилий их затяжки.
-
Получены математические модели формирования погрешности измерения крутящих моментов у гайковертов статического и ударно-вращательного действия, позволяющие прогнозировать точность сборки PC.
-
Установлены связи между величиной момента затяжки, параметрами пневматического контрольного устройства и его метрологическими характеристиками, обеспечивающие возможность настройки на требуемый типоразмер собираемых резьб.
Практическая ценность. 1. Предложена методика обеспечения требуемого качества автоматизированной сборки PC путем применения на стадии технологической подготовки производства пневматических средств диагностики сборочного инструмента.
-
Разработан и изготовлен опытный образец пневматического контрольного устройства для измерений крутящих моментов у гайковертов статического и ударного действий.
-
Получены необходимые значения параметров настройки предложенного контрольного устройства и разработаны рекомендации по его использованию для контроля моментов затяжки при сборке резьбовых соединений MI...MIA.
Реализация и внедрение результатов. Результаты исследований переданы для внедрения на Калининградский завод по производству строительных металлоконструкций ООО «Лукойл-Калининградмор-нефть» для настройки резьбосборочного инструмента, используемого при периодической диагностике резьбовых соединений морских стационарных буровых платформ.
Применение устройства позволило сократить время диагностических работ в 1,3... 1,6 раза за счет повышения точности настройки инструмента и исключения дополнительных операций.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Способ контроля крутящих моментов и пневматическое устройство для диагностики инструмента, применяемого при автоматизированной сборке PC.
-
Совокупность зависимостей, описывающих параметры настройки и метрологические характеристики пневматического контрольного устройства.
-
Методика обеспечения качества сборки PC на стадии технологической подготовки производства.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены и обсуждены на конференциях и заседаниях:
Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2001);
Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование в машиностроении и металлургии» (Липецк, 2002);
Международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2002);
Международной научно-технической конференции «Проблемы машиностроения и технологии материалов на рубеже веков», (Пенза, 2003);
заседаниях кафедр «Металлообрабатывающие станки и комплексы» Пензенского государственного университета и «Технология общего и роботизированного производства» Пензенской технологической академии.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе получен патент РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, состоящего из 70 наименований, и приложений. Она содержит 116 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 13 таблиц и приложение на 17 страницах.
