Введение к работе
Актуальность работы. Развитие рыночных отношений в стране как никогда остро ставит перед ремонтным производством задачу выпуска конкурентно-способной продукции, которая может быть решена, с одной стороны, повышением надежности отремонтированной техники, с другой стороны - снижением себестоимости ее ремонта. Первую проблему можно решить повышением точности и качества механической обработки деталей и сборки узлов, применением новых материалов и методов восстановления изношенных деталей. Решение второй задачи видится в разработке и внедрении в производство новых ресурсосберегающих, менее трудо- и энергоемких технологий.
Обеспечение заданной точности допусков посадок соединений деталей, а также допустимых отклонений их взаимного расположения в механизме за все время его эксплуатации, может быть достигнуто на основе использования методов расчета размерных цепей, точностные параметры замыкающих звеньев которых и определяют долговечность всей сборочной единицы. Однако, существующие положения теории размерной точности, применяемые в машиностроении при конструировании новых изделий, не могут быть в полной мере использованы на стадии проектирования технологии их ремонта. Это связано с тем, что в последнем случае при сборке узлов наряду с новыми деталями, поступающими на ремонтные предприятия в виде запасных частей, используются детали восстановленные и бывшие в эксплуатации. К тому же существующие методы расчета размерных цепей не учитывают изменение начальных значений составляющих и замыкающих звеньев под действием эксплуатационных факторов.
Перед тем как наметить пути повышения долговечности отремонтированной техники необходимо выявить наименее "слабые" составные части машины, которые регламентируют ее ресурс. Эту проблему также необходимо решать на основе создания новых методов размерного анализа. Причем таких методов, которые позволяли бы решать и обратную задачу - прогнозирование долговечности отремонтированной машины в межремонтном периоде.
Прогрессивным направлением в ремонтном производстве является применение для реставрации изношенных детален полимерных материалов, что позволяет не только значительно снизить себестоимость ремонта, но и предотвратить разрушающее действие фреттинг-коррозионных процессов. Однако в литературе практически отсутствуют сведения по оптимизации составов таких композиций, имеющаяся же информация об опыте использования данных материалов часто носит противоречивый характер.
В частности, абсолютно неизученной остается проблема выявления степени влияния деформационных свойств полимерных композиционных материалов на суммарную погрешность звеньев размерных цепей сборочных единиц. Отсутствие математических моделей деформационного поведения полимерных материалов в восстановленном соединении под действием температурных и силовых факторов ограничивает применение этих прогрессивных материалов.
Таким образом, актуальную задачу повышения долговечности отремонтированной техники можно решить в комплексе поставленных проблем, чему и посвящена данная работа.
Цель и задачи исследования. Целью данных исследований является повышение долговечности отремонтированных сборочных единиц путем обеспечения заданной точности параметров замыкающих звеньев размерных цепей при применении нежестких компенсаторов износа деталей и соединений.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
-
Разработать метод и программное обеспечение расчета многопараметрических размерных цепей отремонтированной сборочной единицы с нежесткими компенсирующими звеньями.
-
Разработать математическую модель и программный комплекс расчета несущей способности полимерного слоя в восстановленном соединении деталей.
-
На основе разработанных методов и средств провести экспериментальные исследования изменения реокинетических свойств разнона-полненных полимерных композиций, выявить существующие закономерности и разработать принципы управления этими свойствами.
-
Теоретически и экспериментально обосновать технологические методы обеспечения точности замыкающих звеньев многопараметрических размерных цепей отремонтированных сборочных единиц, основанные на восстановлении посадочных поверхностей корпусных деталей оптимальными по составу полимерными композиционными материалами. Внедрить данные методы в производство, оценить их экономическую эффективность.
Научная новизна. Разработан метод и программное обеспечение расчета точности многопараметрических размерных цепей сборочной единицы с нежесткими компенсирующими звеньями.
Разработан метод определения степени влияния составляющих звеньев на изменение точностных параметров замыкающего звена многопараметрической размерной цепи отремонтированной сборочной единицы.
Предложена математическая модель, адекватно описывающая процесс деформирования полимерной прослойки в восстановленном соеди-
нении деталей подшипников. Создан программный комплекс для ПЭВМ "Bearing", позволяющий на основе теории конечных элементов реализовать данную модель.
Получены реокинетические константы разнонаполненных полимерных композиций на основе анаэробного герметика ускоренного отверждения Анатерм-6В. Проведено математическое и физическое моделирование деформационного поведения полимерной прослойки в восстановленном подшипниковом соединении, что позволило установить оптимальный состав композиции.
Практическая ценность работы. На основе статистической обработки данных микрометражных исследований технического состояния деталей определена их номенклатура, подлежащая восстановлению, осуществлен расчет многопараметрических размерных цепей коробки передач автомобиля ГАЗ-53, который позволил установить ее наиболее слабые звенья, определяющие долговечность сборочной единицы.
Разработан комплекс технологических мероприятий по повышению надежности агрегата. Разработан и внедрен в производство новый экологически чистый энергосберегающий технологический процесс восстановления изношенных отверстий картера коробки передач.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Республиканской научно-технической конференции "Применение прогрессивных технологий, композиционных материалов и покрытий с целью повышения долговечности сборочных единиц при изготовлении и ремонте машин" (Саранск, 1994 г.); Международной конференции "Надежность механических систем" (Самара, 1995 г.); научных конференциях профессорско-преподавательского состава Мордовского госуниверситета им. Н.П.Огарева (1993-1997 гг.); конференции молодых ученых Мордовского госуниверситета (1996 г.); расширенном заседании кафедры технологии металлов и ремонта машин Мордовского госуниверситета (1997 г.).
Внедрение. Технологический процесс восстановления картера коробки передач автомобиля ГАЗ-53 внедрен на АО АРЗ "Саранский", результаты исследований используются в учебном процессе ИМЭ Мордовского госуниверситета.
Публикации по теме диссертации. Основное содержание диссертации отражено в 10 печатных работах.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложения, содержит 174 страницы машинописного текста, включая 34 рисунка и 10 таблиц.
