Исследование методов расчета натяга в прессовых соединениях на основе управления технологическими условиями обработки поверхностей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат наук Федулов, Виталий Михайлович

• Федулов, Виталий Михайлович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Федулов, Виталий Михайлович

1.4 Выводы по главе 1

1.5 Цель и задачи исследования

Глава 2. Обеспечение качества неразъёмных соединений с натягом

технологическими мероприятиями

2.1 Обоснование величины натяга с учетом выполняемых функциональных требований

2.2 Обоснование выбора материалов соединяемых деталей в данном исследовании

2.3 Расчётное определение величины натяга, исходя из способа соединений

2.3.1 Прессовое соединение без тепловых воздействий на соединяемые детали (продольно-прессовые соединения)

2.3.2 Соединение с нагревом и охлаждением соединяемых деталей

2.3.3 Соединение с натягом, осуществляемое с наложением ультразвуковых воздействий на собираемые детали

2.4 Выводы по главе 2

Глава 3. Обеспечение качества соединений с натягом обоснованным назначением технологических условий обработки сопрягаемых

поверхностей деталей

—3.1—Предлагаемая методика технологического обеспечения прочности

прессовых соединений

3.2 Обоснование выбора метода расчета коэффициентов трения при запрессовке с учетом шероховатости поверхностей собираемых деталей

3.3 Расчетное определение площади контакта сопрягаемых поверхностей

3.4 Расчетное определение параметров шероховатости контактируемых поверхностей

3.5 Алгоритм расчетного определения технологических условий обработки контактируемых поверхностей при выполнении соединения с натягом

3.6 Выводы по главе 3

Глава 4. Экспериментальная оценка эксплуатационных свойств

неразборных соединений с натягом

4.1 Методика исследования

4.2 Описание стенда для исследования

4.3 Результаты исследования

4.4 Выводы по главе 4

Глава 5. Практическое использование результатов исследования

5.1 Методика определения условий обработки поверхностей деталей при сборке соединения с натягом

5.2 Пример расчетного назначения условий обработки поверхностей деталей при сборке соединения с натягом

5.3 Выводы по главе 5

Основные результаты и выводы

Список литературы

Приложение А. Акт внедрения результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование методов расчета натяга в прессовых соединениях на основе управления технологическими условиями обработки поверхностей»

ВВЕДЕНИЕ -___-----

Соединения с натягом получили широкое распространение в машиностроении в связи с возможностью передавать большие по величине и различные по направлению нагрузки при сравнительно небольших габаритных размерах, что и обусловило их применение в ответственных узлах деталей машин, работающих продолжительное время в различных условиях нагружения и внешних средах.

Перспективным направлением в развитии машиностроения является повышение качества выпускаемых изделий при минимальных затратах на изготовление, эксплуатацию и утилизацию. Ужесточение требований по экологичности и борьба за ресурсосбережение движет конструкторскими усовершенствованиями, что влечет за собой повышение нагрузок на отдельные элементы и узлы двигателей и сопутствующих агрегатов. Так, для более экономичного расхода топлива приходится существенно увеличивать степень сжатия топлива в камере сгорания, что влечет неизбежные нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма двигателя и элементы газораспределения. При недостаточной надежности перечисленных узлов может произойти разрушение, при котором стоимость ремонта может достигать половину и более стоимости нового изделия. Поэтому особое значение следует уделять конструкторско-технологическому обеспечению качества соединений с натягом.

Расчет нагрузочной способности соединений с натягом ведётся, в настоящее время, по известным зависимостям Ляме-Гадолина или численными методами, например, методом конечных элементов. Расчетом и проектированием прессовых соединений занимались Л. Т. Балацкий, Г. А. Бобровников, Е. С. Гречищев, А. С. Зенкин, А. А. Ильяшенко и ряд других ученых. Ими были выявлены основные аспекты конструирования и технологии сборки неподвижных соединений с натягом. В развитие теории ультразвуковой сборки соединений с натягом и автоматизации процессов сборки существенный вклад внесли Б. Л. Штриков, М. Г. Кристаль, А. Г. Холодкова, В. Г. Шуваев и др. Процессы, протекающие в зоне контакта поверхностей, уточнение степени влияния

технологических факторов на прочность соединений с натягом остаются мало изученными, что отмечается указанными авторами. Успешное применение соединений с натягом во многом зависит от конструкции и адаптированности к применяемому методу сборки, обоснованного выбора материалов соединяемых поверхностей деталей и расчета геометрических параметров, от технологических условий обработки и факторов процесса сборки. Как показывает опыт, получаемый на практике, результат далеко не всегда соответствует расчетам, что связано с состоянием контактных поверхностей деталей соединений и погрешностью их изготовления. Так как часть факторов учитывается при расчете посадки с натягом, а другую часть учесть в расчетах трудно или невозможно, поэтому в ответственных случаях выбранную в соответствии с расчетом посадку рекомендуется проверять экспериментально. Следовательно, актуальным становится разработка универсальных методов расчета, с возможностью использования автоматизированного расчета на ЭВМ, с учетом технологических условий обеспечения качества соединений с натягом.

Противоречивые данные по рекомендуемым параметрам качества контактных поверхностей деталей усложняет работу конструктора при проектировании, а высокие требования по точности и параметрам шероховатости поверхности приводят к увеличению себестоимости. Поэтому при конструировании соединений с натягом необходимо учитывать технологические условия обработки поверхностей деталей.

Цель работы состоит в обеспечении требуемых значений расчётного натяга в прессовых соединениях тяжело нагруженных деталей машин, собранных различными методами, за счет управления технологическими условиями обработки сопрягаемых поверхностей.

Научная новизна работы заключается в получении расчетных зависимостей для определения величины натяга с учетом параметров шероховатости и технологических условий обработки контактирующих поверхностей, а также алгоритма для её реализации, а именно:

1. Для численного определения нагрузочной способности соединения с натягом установлены зависимости расчетного натяга от параметров шероховатости и технологических условий обработки сопрягаемых поверхностей деталей, учитывающие метод сборки.

2. Разработан алгоритм определения номинального натяга и посадки в соединении, обеспечивающий требуемую прочность, в зависимости от вида сборки и технологических условий обработки сопрягаемых поверхностей деталей.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке теоретических зависимостей, связывающих величину расчетного и номинального натягов с параметрами шероховатости контактных поверхностей и технологическими условиями их обработки для различных методов сборки.

Практическая ценность работы заключается в создании методики определения условий обработки поверхностей деталей при сборке соединения с натягом, позволяющей решить задачу по определению нагрузочной способности прессового соединения при различных способах сборки деталей, с учетом параметров шероховатости контактных поверхностей. Это даёт возможность обоснованно назначить посадку в соединении на стадии проектирования изделия. Разработанная компьютерная программа по автоматизированному расчету параметров соединения с натягом повышает эффективность и сокращает время на разработку конструкторско-технологической документации.

Общая методика исследований. Работа базируется ца научных основах теории контактирования твердых тел, технологии машиностроения, технологического обеспечения параметров качества поверхностного слоя, а также экспериментальных методах исследования влияния параметров качества поверхностного слоя деталей после механической обработки на величину прочности соединений с натягом. При проведении исследований использовались фундаментальные положения физики твердого тела, технологии машиностроения и обработки материалов резанием. Анализ и обработка экспериментальных данных и проверка параметров качества математических зависимостей

производились с использованием программных продуктов - Ма^ой® МаШсаЫ, МюгобоЙ® СШюе Ехсе1.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Математические зависимости расчетного натяга от параметров шероховатости и технологических условий обработки контактных поверхностей при различных методах сборки.

- Методика расчетного определения условий обработки поверхностей деталей при сборке соединений с натягом

Достоверность полученных результатов и выводов основана на использовании в диссертационной работе известных теоретических закономерностей. Предлагаемые в работе теоретические зависимости подтверждаются результатами экспериментальных исследований, выполненных автором и другими исследователями. Эксперименты проводились на универсальной метрологически поверенной разрывной машине ИР 5047-50.

Апробация работы. Основные положения и результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

64-я Региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, Ярославль, 2011 г.; «Международные Колмогоровские чтения -IX», Ярославль, 2011 г.; XXXVIII Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения», Москва, 2012г.; Четвёртая международная научно-техническая конференция «Нукоёмкие технологии в машиностроении авиадвигателестроении (ТМ-2012)», Рыбинск, 2012 г.; Всероссийская научно-техническая конференция «Современные тенденции в технологиях металлообработки и конструкциях металлообрабатывающих машин и комплектующих изделий», Уфа, 2013.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору Безъязычному В. Ф. за помощь, оказанную при работе над диссертацией.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ—ПО—ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ---

1.1 Анализ проблем конкретных видов изделий (типовых соединений), связанных с низкой надёжностью неразборных соединений с натягом

Соединения с натягом относятся к неразъемным соединениям, а значит напряженным. В результате создания натяга Д между охватывающей деталью (втулка или ступица) с меньшим диаметром отверстия и охватываемой с большим диаметром (вал или ось), на сопрягаемых поверхностях возникают силы трения, препятствующие взаимному смещению деталей. При больших натягах в соединениях, особенно если детали изготовлены из легких сплавов и пластмасс, возникают упругопластические и пластические деформации. Сопрягаемые поверхности могут быть цилиндрическими или коническими (рисунок 1.1).

/ /

С)

I

1 ^

'Яйу/.

Рисунок 1.1- Соединения с натягом с цилиндрической и конической

поверхностями

Существуют несколько методов выполнения таких соединений: продольная запрессовка, поперечная запрессовка (тепловая сборка), гидрозапрессовка, продольная запрессовка с применением вибраций. Анализ применяемости соединений с натягом в различных отраслях машиностроения показывает, что как валы, так и втулки могут иметь различные соотношения внутреннего и наружного диаметров и различные длины сопряжения. Материалы сопрягаемых деталей также могут значительно отличаются по физико-механическим свойствам. Такое

многообразие факторов в ряде случаев порождает проблемы—недостаточйой

надёжности—неразборных соединений с натягом. Способ сборки оказывает существенное влияние на надёжность и в зависимости от него соединения с натягом условно делят на продольно-прессовые и поперечно-прессовые.

В продольно-прессовом соединении одну из сопрягаемых деталей под воздействием осевой силы запрессовывают в другую. Основным преимуществом механической продольной запрессовки является ее высокая производительность. К числу недостатков этого способа сборки относятся: возможность повреждений сопрягаемых поверхностей (риски, задиры), значительное рассеяние значений сил запрессовки и распрессовки, деформации тонкостенных деталей, практически невозможность применения эффективных антикоррозионных покрытий [1].

Применяют продольно-прессовые соединения, главным образом при сборке легконагруженных и не требующих высокой прочности соединений. Необходимое качество соединений при этом методе сборки обеспечивается только при осуществлении ряда подготовительных операций. Сопрягаемые поверхности должны быть тщательно промыты и протерты, на них не должно быть забоин и заусенцев. В процессе запрессовки применяют различные смазочные материалы, предохраняющие поверхности от задиров, уменьшающие коэффициент трения и снижающие необходимую силу запрессовки. В последнее время применяют дисульфидмолибденовый смазочный материал Мо82. Он не только уменьшает до 30 % силу запрессовки, но и предохраняет контактные поверхности от задиров при распрессовке, что имеет существенное значение при повторной сборке [2].

Большое влияние на прочность соединений при продольной запрессовке оказывают погрешности формы сопрягаемых поверхностей, так как при этом уменьшается фактическая площадь контакта деталей. Механическая запрессовка приводит к сглаживанию поверхностей, грубые задиры ухудшают эксплуатационную надежность соединения (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Микрошлиф продольно-прессового соединения

Расчетная величина натяга уменьшается за счет смятия микронеровностей, появляются риски и задиры на сопрягаемых поверхностях, тонкостенные детали подвергаются деформации. При таком методе сборки существенную роль играет шероховатость сопрягаемых поверхностей. По рекомендации [3] должно быть Яа < 1,6 мкм.

Прочность продольно-прессового соединения и сила запрессовки в значительной мере определяются также скоростью выполнения операции; рекомендуемая скорость запрессовки составляет примерно 2 мм/с [2]. Поэтому для качественной сборки продольно-прессовых соединений необходимо правильно выбрать тип пресса и сборочного приспособления. Для запрессовки или распрессовки соединений с большими натягами нужны значительные силы. Таким образом, область применения продольной запрессовки - небольшие по габаритам соединения, работающие при незначительных нагрузках.

В поперечно-прессовых соединениях сопрягаемые поверхности сближают в радиальном к поверхности деталей направлении. Процесс сборки осуществляется методом термовоздействия. Охватывающую деталь (втулку) нагревают, а охватываемую (вал) охлаждают, либо используют комбинацию нагрева и охлаждения. За счет внедрения микронеровностей сопрягаемых поверхностей площадь их контакта намного превосходит аналогичную площадь при продольной запрессовке. На рисунке 1.3 изображен микропрофиль соединения, полученного методом охлаждения охватываемой детали.

Рисунок 1.3 - Микрошлиф поперечно-прессового соединения

Прочность соединений, собранных с термовоздействием, в значительной мере зависит от параметров шероховатости поверхностей. Для повышения прочности соединения параметр шероховатости сопрягаемых поверхностей Яа должен быть в пределах 5...6,3 мкм [2, 3]. Следовательно, при тепловой сборке могут быть существенно снижены требования к качеству обработки сопрягаемых поверхностей. Кроме высоты микронеровностей на несущую способность соединений влияет и форма микронеровностей, которая характеризуется радиусами закругления вершин и впадин, углами наклона боковых сторон выступов и шагом между неровностями.

По сравнению с продольной запрессовкой прочность соединения возрастает в 2 - 2,5 раза, но при больших натягах пластические деформации, возникающие в материале, приводят к снижению прочности деталей на сдвиг и проворачиванию из-за релаксации напряжений [2]. Кроме этого тепловые методы сборки ограничены технологическими причинами. Температуру нагрева охватывающей детали ограничивают 300 - 350 °С, так как дальнейшее ее увеличение ведет к снижению твердости, появлению окалины (оксидных пленок), возникновению больших остаточных напряжений, особенно при значительной разнице коэффициентов линейного расширения материалов собираемых деталей. Нижний уровень температуры нагрева ограничивается условием собираемости сопряжения, при котором обеспечивается возможность совмещения осей поверхностей и свободное перемещение на требуемую величину. Температура охлаждения

ограничена температурой хладагента: для твердой углекислоты -78,5 °С, для жидкого кислорода-182,5 °С, для жидкого азота-195,8 °С [4, 5].

Малые значения коэффициентов линейного расширения и ограничения температурных режимов нагрева и охлаждения делают невозможной применение тепловой сборки при диаметрах сопряжения й < 15 мм, а для сопряжений с диаметром 15 мм <й< 40 мм необходимо подвергать тепловому воздействию обе собираемые детали. Поэтому тепловую сборку рекомендуют применять при диаметрах сопряжения й > 40...50 мм с тепловым воздействием на одну из собираемых деталей. Помимо этого при сборке методом охлаждения необходимо учитывать особенности сталей аустенитного класса (У7, У12, ХГ, 9ХС, ШХ15 и др.), у которых при охлаждении до низких температур и последующем нагреве остаточный аустенит переходит в мартенсит с резким увеличением объема. Эта особенность может вызвать перенатяг в соединении. Например, у валов диаметром 50 мм из стали ХВГ с содержанием аустенита от 13 % до 45 % увеличение диаметра составляет от 0,07 до 0,25 мм, что недопустимо, так как возникающее от натяга напряжение может быть больше или близко к пределу текучести материала [3, 4].

Одной из мало изученных проблем является напряженно-деформированное состояние деталей соединения при приложении к нему комбинированных внешних нагрузок в виде изгибающих и крутящих моментов, осевых и радиальных сил. Нахождение суммарных напряжений в зоне контакта путем суперпозиции сил и моментов методом конечных элементов предложено в работах [6].

Рассмотрим проблемы, связанные с низкой надежностью конкретных видов изделий машиностроительного производства на примере предприятия ОАО «ТМЗ». Предприятие специализируется на выпуске дизельных двигателей для магистральных автопоездов, большегрузных автомобилей-самосвалов, сельскохозяйственных и промышленных тракторов, двигателей для спортивных грузовиков «КАМАЗ». Кроме того, предприятие выпускает коробки передач и запасные части к двигателям семейств ЯМЗ и ТМЗ.

С 2011 года ОАО «ТМЗ» выпускает промышленные партии новых 9- и 14-ступенчатых коробок передач для Минского автозавода. Новая коробка передач имеет изобилие посадок с натягом (рисунок 1.4-1.5), надежность каждого из соединений очень важна.

Рисунок 1.4 - Фрагмент вторичного вала коробки передач

Серийная коробка не выдерживает конкуренции со стороны ведущих мировых производителей, новую коробку передач нужно дорабатывать, улучшая ее эксплуатационные и весовые параметры. Плохие показатели качества в

промышленном выпуске нового изделия означают потерю рынка, его быстро займут другие поставщики.

Все соединения с натягом выполнены методом термовоздействия на собираемые детали. Так как втулки подшипников тонкостенные, то чрезмерный натяг приведет к их деформации и преждевременному износу. Контроль на предприятии за качеством соединений с натягом отсутствует. Также нет методики, по которой можно оценить величину натяга в соединении, исходя из технологических условий обработки сопрягаемых поверхностей. Все рассмотренные проблемы, изложенные в начале главы, для соединений с натягом, собранных с термовоздействием, могут иметь наличие в узлах коробки передач.

Для повышения технологичности изготовления деталей привода газораспределительного механизма на ОАО «ТМЗ» изменен способ крепления шестерни привода со шпоночного соединения на соединение с натягом (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Схема крепления шестерни привода газораспределительного

механизма на коленчатом валу ДВС

При больших рабочих нагрузках поворот шестерни на шейке коленчатого вала на несколько градусов приводит к аварийной ситуации и дорогостоящему ремонту двигателя. Расчётный конструкторский натяг теоретически должен обеспечить прочность соединения в заданном диапазоне нагрузок, но без учёта технологических параметров изготовления посадочных поверхностей деталей надёжность соединения может значительно снизиться. Для предприятия ОАО

«ТМЗ» исследования в рамках диссертационной работы являются актуальными и имеют практическую значимость.

Типовые соединения с натягом находят широкое применение не только при производстве новых изделий, но и, например, при ремонте газотурбинных двигателей. На рисунке 1.7 показан восстановленный диск двигателя, путём запрессовки кольца с минимальным натягом на место предварительно расточенной повреждённой поверхности.

Прессовые соединения выполняют определенное служебное назначение и имеют различное конструктивное исполнение, поэтому следует провести анализ в области обеспечения качества прессовых соединений в зависимости от конструктивного исполнения и функциональных требований.

1.2 Анализ известных методик расчетного определения величины натяга прессовых соединений с учетом служебного назначения соединения деталей и их конструктивных особенностей

Условия эксплуатации прессовых соединений различны и во многом предопределяют долговечность работы узлов и механизмов. По этим условиям,

согласно ГОСТ 25346-89, посадки с натягом можно разделить на три группы: легкие, нормальные, тяжелые. Средние значения относительных натягов (отношение среднего натяга к диаметру посадки) у данных соединений соответственно равны 0,00025; 0,0005; 0,001.

Первую группу посадок рекомендуется применять, когда крутящие моменты или осевые силы малы, а также когда случайное относительное смещение соединяемых деталей несущественно при эксплуатации. Посадки Н/р\ P/h -«легкопрессовые» - характеризуются минимальным гарантированным натягом. Они установлены в наиболее точных квалитетах (валы 4 - 6-го, отверстия 5 - 7-го квалитетов). Такие посадки широко применяют для сборки тонкостенных деталей, не допускающих деформаций. Типичными соединениями этой группы являются опорные подшипники, корпусы со вставными втулками, зубчатые колеса на валах небольших редукторов, тонкостенные венцы со ступицами зубчатых колес, соединительные муфты.

Вторая группа посадок обеспечивает передачу нагрузок средней величины: их применяют, как правило, без дополнительного крепления шпонками соединяемых деталей, которые затрудняют изготовление и монтаж. Посадки Н/г; H/s\ H/t и R/h\ S/h; T/h - «прессовые средние» - характеризуются умеренными гарантированными натягами в пределах А = (0,0002...0,0006)-<i. Они применяются для деталей относительно высокой точности (валы 5 - 7-го, отверстия 6 - 7-го квалитетов). Сборка соединений возможна как под прессом, так и способом термической деформации. Характерными соединениями этой группы посадок могут служить втулки подшипников скольжения, работающие при больших и ударных нагрузках, втулки с головками шатуна компрессора.

Третья группа посадок предназначена для соединений, на которые воздействуют большие, в том числе и динамические, нагрузки. Посадки Н/и\ Н/х; H/z и U/h - «прессовые тяжелые» - характеризуются большими гарантированными натягами в пределах А = (0,001 ...0,002)-<i. В большинстве случаев такие посадки также применяют без дополнительного крепления, и в связи с большими натягами детали должны быть проверены на прочность. Сборка

обычно осуществляется методом термической деформации. Для посадок с большими натягами предусмотрены относительно широкие допуски размеров деталей (7-9 квалитет). Примером таких соединений могут служить колесные пары рельсового транспорта, соединительные реверсивные муфты на концах валов, зубчатые колеса с венцами в буровом и прессовом оборудовании.

В зависимости от размера сопрягаемых деталей посадки с натягом можно разбить на три группы: малого, среднего и большого диаметров. К группе малых относятся детали диаметром до 3 мм включительно; как правило, такие соединения применяют в приборостроении. К группе средних относятся детали диаметром 3 - 500 мм; такие детали применяют в машиностроении, приборостроении. В машиностроительных конструкциях посадки с натягом этой группы применяют чаще всего в деталях диаметром 18-120 мм. К группе больших диаметров относятся соединения с диаметром 500 - 3150 мм.

Прочность соединений (несущая способность) зависит от натяга, материала и размеров деталей, качества и погрешностей формы сопрягаемых поверхностей, способа сборки. Ввиду такого многообразия факторов выбор посадок следует производить не только по аналогии с известными соединениями, но и на основе расчетов натягов и возникающих на поверхностях деталей напряжений.

Несущую способность (прочность) цилиндрических и конических соединений с натягом в осевом и окружном направлениях оценивают по формулам [1,7]:

Ро^^-^Р^/^^ (1-1)

Мкр=ж^2-1-р-/кр/2, (1.2)

где й— номинальный диаметр сопрягаемых поверхностей; р - давление в соединении; / - длина контакта соединяемых деталей;

/кр,/ос - коэффициенты трения при кручении и осевом сдвиге; а - угол наклона конуса. Для цилиндрических соединений а = 0.

Из этих зависимостей следует, что прочность зависит от эффективной площади сопряжения, контактного давления и коэффициента трения. Площадь сопряжения определяется геометрическими размерами соединения, которые назначают из условия обеспечения статической прочности и выносливости соединяемых деталей, предполагаемого среднего значения коэффициента трения, а также по конструктивным соображениям. Для большинства соединений с натягом, используемых в машиностроении, отношение Ш= 0,5...2. При выборе этого отношения необходимо учитывать, что соединения с короткими втулками допускают передачу больших нагрузок без локального проскальзывания при действии динамических крутящих моментов, однако хуже сопротивляются осевым и скручивающим нагрузкам при переменном изгибе вала.

У конических соединений необходимо обеспечивать условия их самоторможения, т. е. foc > tga или 2/ /ос > к, где к - конусность соединения. Из этого следует, что при /ос = 0,1 конусность не может быть более 1:5. В таблице 1.1 помещены стандартные данные по номинальным значениям параметров конических поверхностей.

Таблица 1.1 - Номинальные значения параметров конических поверхностей [1]

Конус- Угол Угол Конус- Угол Угол

ность конуса уклона ность конуса уклона

1 200 0°17'13" 0°8'37" 1 12 4°46'19' 2°23'9"

1 100 0°34'23" 0°17'12" 1 10 5°43'29" 2°5Г45"

1 50 1°8'45" 0°34'23" 1 8 7°9'10" 3°34'35"

1 30 1°54'35" 0°57'18" 1 7 8° 10' 16" 4°5'8"

1 20 2°51'51" 1°25'56" 1 5 11°25'16" 5°42'38"

1 15 3°49'6" 1°54'33" 1:3 18°55'30" 9°27'45"

При выборе конусности руководствуются возможностями механической обработки, наличием измерительных средств, способами демонтажа, конструктивными соображениями. При отсутствии производственных ограничений рекомендуется использовать конусности меньших значений, которые обеспечивают более высокую прочность соединений при осевых нагрузках, а в случаях, когда имеются несколько посадок на одном валу, малая конусность способствует снижению габаритов и массы узла.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федулов, Виталий Михайлович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1 Гречищев, Е. С. Соединения с натягом: расчеты, проектирование, изготовление [Текст] / Е. С. Гречищев, А. А. Ильященко. - М.: Машинострое-ние, 1981.-247 с.

2 Зенкин, Ф. С. Сборка неподвижных соединений термическими методами [Текст] / Ф. С. Зенкин, Арпентьев Б. М. - М.: Машиностроение, 1987. - 127 с.

3 Холодкова, А. Г. Технология автоматической сборки [Текст] / А. Г. Холодкова, М. Г. Кристаль, Б. JI. Штриков. - М.: Машиностроение, 2010. -224 с.

4 Бобровников, Г. А. Прочность посадок осуществляемых с применением холода [Текст] / Г. А. Бобровников. - М.: Машиностроение, 1971. - 90 с.

5 Зенкин, Ф. С. Расчет технологических сборочных параметров при формировании соединений с натягом с использованием глубокого холода [Текст] / Ф. С. Зенкин, О. В. Лабудина В. Н. Павленко // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2001. №10. - С. 8 - 10.

6 Абрамов, И. В. Напряженно-деформированное состояние деталей соединения с натягом под действием изгибающего момента [Текст] / И. В. Абрамов, А. И. Абрамов, А. И. Синицын, В. В. Синицына // Вестник машиностроения. - М., 2010. №8. С. 18-21.

7 Балацкий, Л. Т. Прочность прессовых соединений [Текст] / Л. Т. Балацкий. - К.: Техника, 1982. - 151 с.

8 ГОСТ 25346-89. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений [Текст]. - Введ. 01.01.1990. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1990. - 20 с.

9 Стандарт DIN 7190:2001. Основы расчета прессовых соединений и правила оформления [Текст] / 2001. - 40 с.

10 Берникер, Е. И. Посадки с натягом в машиностроении [Текст] / Е. И. Берникер. - Л.: Машиностроение, 1966. - 166 с.

11 Бежелуков, Е. Ф. Изменение высоты неровностей при сборке соединений с натягом [Текст] / Е. Ф. Бежелуков // Вестник машиностроения. -М., 1976. №4.-С. 73 -75.

12 Бежелуков, Е. Ф. Расчет поправки на смятие и срез микронеровностей в соединении с натягом деталей при их продольной запрессовке [Текст] / Е. Ф. Бежелуков, В. А. Белашев // Известия вузов, М., 1973. № 10. С. 31 - 34.

13 Безъязычный, В. Ф. Автоматизация технологии изготовления газотурбинных авиационных двигателей [Текст] / В. Ф. Безъязычный, В. Н. Крылов, В. А. Полетаев [и др.]. - М.: Машиностроение, 2005. - 41. - 560 с.

14 Дмитриева, М. Н. Обеспечение контактной жесткости деталей машин на основе управления технологическими условиями обработки [Текст] / М. Н. Дмитриева Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Рыбинск, 2010.

15 Головатый, А. Д. Технологическая обработка поверхностей и прочность соединений с натягом [Текст] / А. Д. Головатый, Проскуряков С. И. // М.: Вестник машиностроения. 1972. № 4. - С. 31 - 33.

16 Щенятский, А. В. Исследование распределения контактного давления в соединениях с гарантированным натягом с гальваническим покрытием. [Текст] /

A. В. Щенятский // Вестник машиностроения. - М., 1993. №11. - С. 8 - 10.

17 Вологин, М. Ф. Применение ультразвука и взрыва при обработке и сборке [Текст] / М. Ф. Вологин, В. В. Калашников, М. С. Нерубай, Б. Л Штриков. - М.: Машиностроение, 2002. - 264 с.

18 Николаев, В. А. Влияние ультразвуковых колебаний на контактирование микрорельефов поверхностей сопряжения при запрессовке [Текст] /

B. А. Николаев, Б. Л. Штриков // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1992. №4.-С. 98-101.

19 Гудушаури, Э. Г. Сборка деталей с гарантированным натягом в условиях колебаний [Текст] / Э. Г. Гудушаури, Г. Я. Пановко // Проблемы прочности. 1986. №2.-С. 78-81.

20 Губанов В. Ф. Теоретические аспекты вибродиагностики процессов механической обработки [Текст] / В. Ф. Губанов // Технология машиностроения. 2005. №6. -С. 53 -57.15

21 Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя [Текст]: - 8-е изд., / В. И. Анурьев, И. Н. Жесткова / - М.: Машиностроение, 2001. - Т2. - 920 с.

22 Дунаев, П. Ф. Допуски и посадки. Обоснование выбора [Текст] / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов, JI. П. Варламов. - М.: Высш. шк., 1984. - 112 с.

23 Биргер, И. А. Расчет на прочность деталей машин [Текст]: - 4-е изд., перераб. и доп. / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

24 Алексеев, В. П. Двигатели внутреннего сгорания [Текст] / В. П. Алексеев, В. Ф. Воронин, J1. В. Греков и др. - М.: Машиностроение, 1990. - 284 с.

25 Колосков, М. М. Марочник сталей и сплавов [Текст] / М. М. Колосков, Е. Т. Долбенко, Ю. В. Каширский [и др.]. - М.: Машиностроение, 2001. - 672 с.

26 Луканин, В. Н. Двигатели внутреннего сгорания. Динамика и конструирование [Текст]: 3-е изд., перераб. / В. Н. Луканин, М. Г. Шатров. - М.: Высш. шк., 2007. - 400 с.

27 Колмогоров, Г. Л. Гидропрессование труднодеформируемых тугоплавких металлов и сплавов [Текст] / Г. Л. Колмогоров. - М.: Металлургия, 1991. - 180 с.

28 ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения [Текст]. - Введ. 01.01.1990. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам: Изд-во стандартов, 1983. - 17 с.

29 ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения [Текст]. - Введ. 01.01.1975. -М.: Государственный комитет СССР по стандартам: изд-во стандартов, 1975. - 7 с.

30 Безъязычный, В. Ф. К вопросу технологического обеспечения прочности прессовых соединений [Текст] / В. Ф. Безъязычный, Т. Д. Кожина // Сборник научных трудов. Ярославль, 1986. - С. 51 - 55.

31 ГОСТ Р 50-54-96-88. Рекомендации. Надёжность в технике. Методы оценки экономических последствий повышения надёжности [Текст]. - Введ. 12.10.1988. - М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1989. - 22 с.

32 Свириденок, А. И. Механика дискретного фрикционного контакта [Текст] / А. И. Свириденок, С. А. Чижик, М. И. Петроковец. - Ми.: Наука и техника, 1990. - 272 с.

33 Корсаков, В. С. Сборка и монтаж изделий машиностроения [Текст]: справочник в 2-х т. / В. С. Корсаков, В. К. Замятин. - М.: Машиностроение, 1983. -Т1.-480 с.

34 Иосилевич, Г. Б. Влияние некоторых конструктивных факторов на распределение напряжений в соединениях с натягом [Текст] / Г. Б. Иосилевич, Ю. В. Лукащук // Вестник машиностроения. 1980. №4. - С. 38 - 42.

35 Зенкин, А. С. Оценка и прогнозирование напряжённо-деформированного состояния соединений с натягом при термических методах сборки [Текст] / А. С. Зенкин, Н. А. Зубрецкая // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. №6.-С. 9-12.

36 Демкин, Н. Б. Качество поверхностей и контакт деталей машин [Текст] / Н. Б. Демкин, Э. В. Рыжов. - М.: Машиностроение, 1981. - 248 с.

37 Буланов, Э. А. Соединения с натягом. Влияние шероховатости поверхностей [Текст] / Э. А. Буланов // Вестник машиностроения. 2006. №4- С. 25 - 27.

38 Иванов, А. С. Расчет соединений с натягом на несдвигаемость с учетом контактной жесткости сопрягаемых поверхностей [Текст] / А. С. Иванов, А. В. Воронцов, С. А. Терехин // Вестник машиностроения. 2003. №2. - С. 19-21.

39 Иванов, А. С. Расчет соединений с натягом с учетом контактной жесткости сопрягаемых поверхностей [Текст] /' А. С. Иванов, Б. А. Попов // Вестник машиностроения. 2005. №4. С. 31 - 35.

40 Кулиш, Е. В. Решение контактной задачи прессовых полисоединений [Текст] / Е. В. Кулиш, Ю. В Турыгин, Д. Мага // Сборка в машиностроении и приборостроении. 2008. № 1. - С. 33 - 41.

41 Дрозд, М. С. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. [Текст] / М. С. Дрозд, М. М. Матлин, Ю. И. Сидякин. - М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

42 Рыжов, Э. В. Контактная жесткость деталей4 машин [Текст] / Э. В. Рыжов. -М.: - Машиностроение, 1966. - 193 с.

43 Безъязычный, В. Ф. Назначение режимов резания по заданным параметрам качества поверхностного слоя [Текст] / В. Ф. Безъязычный. Ярославль, 1978. - 86 с.

44 Дальский, А. М. Справочник технолога-машиностроителя [Текст]: - 5-е изд. перераб. и доп. / А. М. Дальский, А . Г. Суслов, А. Г. Косилова, Р. К. Мещеряков. - М.: Машиностроение-1, 2001. - Т. 2 - 944 с.

45 Дальский, А. М. Сборка высокоточных соединений в машиностроении [Текст] / А. М. Дальский, 3. Г. Кулешова. - М.: Машиностроение, 1988. - 304 с.

46 Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №3457. Расчёт технологических условий токарной обработки, обеспечивающих заданные параметры качества поверхностного слоя и точность обработки [Текст] / В. Ф. Безъязычный, Т. Д. Кожина, С. А. Волков; организация-разработчик РГАТА имени П. А. Соловьёва. Зарегистрировано в отраслевом фонде алгоритмов и программ 21.04.2004. 1 - с.

47 Галин, Л. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости [Текст] / Л. А. Галинин. - М.: Наука, 1980. - 304 с.

48 Рудзит, В. Я. Микрогеометрия и контактное взаимодействие поверхностей [Текст] / В. Я. Рудзит. - Рига: Зинатне, 1975. - 216 с.

49 Дёмкин, Н. Б. Контактирование шероховатых поверхностей [Текст] / Н. Б. Дёмкин. -М.: «Наука», 1970.- 227 с.

50 ГОСТ Р 53191-2008. Формирование колесных пар локомотивов и моторвагонного подвижного состава тепловым методом. Типовой технологический процесс [Текст]. - Введ. 01.07.2009. - М.: Национальный стандарт РФ: Изд-во стандартинформ, 2009. - 15 с.

51 Гусев, А. А. Технология сборки в машиностроении [Текст]: энциклопедия / А. А. Гусев. - М.: - Машиностроение, 2006. - ТЗ- 640 с.

52 Дунаев, П. Ф. Вероятностный расчет соединений с натягом [Текст] / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов // Вестник машиностроения. - М., 1974. №9. С. 31 - 33.

53 Решетов, Д. Н. Надежность машин [Текст] / Д. Н. Решетов, А. С. Иванов, В. 3. Фадеев. - М.: Высшая школа, 1988. - 238 с.

54 Кобрин, М. М. Прочность прессовых соединений при повторно-переменной нагрузке [Текст] / М. М. Кобрин. - М.: Машгиз, 1954. - 204 с.

55 Воячек, И. И. Технология системного подхода к проектированию неподвижных соединений [Текст] / И. И. Воячек // М.: Вестник машиностроения. 1996. №8.-С. 10-12.

56 Крагельский, И. В. Трение и износ [Текст] / И. В. Крагельский. - М.: Машиностроение, 1978. -480 с.

57 Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей [Текст] / А. Г. Суслов. - М.: Машиностроение, 1987. -208 с.

58 Суслов, А. Г. Технология машиностроения [Текст] / А. Г. Суслов. - М.: Машиностроение, 2007. - 432 с.

59 Филоненко, С. Н. Резание металлов [Текст] / С. Н. Филоненко. - Москва: Техника, 1975. - 152 с.

60 Люткевич, Е. Г. Влияние материала режущей части резцов на шероховатость обработанной поверхности [Текст] / Е. Г. Люткевич, В. Ф. Кравчвенко // Энергомашиностроение. 1975. №4. - С. 27.

61 Силин, С. С. Теоретический и экспериментальный анализ зависимости параметров качества поверхностного слоя при обработке с оптимальными режимами резания (оптимальной температурой) от технологических факторов [Текст] / С. С. Силин, В. Ф. Безъязычный // Автоматическое регулирование процессов резания по температуре. Ярославль: ЯПИ. 1976. №4. - С. 86-114.

62 Исаев, А. И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием [Текст] / А. И. Исаев - М.: Машгиз, 1950. - 324 с.

63 Исаев, А. И. Микрогеометрия поверхности при токарной обработке [Текст] / А. И. Исаев - М.: Идательство академии наук СССР, 1950. - 108 с.

64 Безъязычный, В. Ф. Разработка теоретических основ технологического обеспечения качества и эффективности механической обработки деталей авиационных двигателей [Текст] / В. Ф. Безъязычный Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Москва, 1982.

65 Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение и повышение эксплуатационных свойств деталей и их соединений [Текст] / А. Г. Суслов, В. П. Федоров, О. А. Горленко. - М.: Машиностроение, 2006. - 448 с.

66 Синопальников, В. А. Надежность и диагностика технологических систем [Текст] / В. А. Синопальников, С. Н. Григорьев. - М.: Высш. шк., - 2005. -343 с.

67 Дальский, А. М. Изменение размеров отверстий тонкостенных втулок при сборке с натягом [Текст] / А. М. Дальский, В. А. Серенко // Вестник машиностроения. - М., 1976. №4. - С. 71 - 73.

68 Шашкин, В. В. Надежность в машиностроении [Текст] / В. В. Шашкин, Г. П. Карзов. - СПб.: Политехника, 1992. - 719 с.

69 Эдельман, В. И. Надежность технических систем: экономическая оценка [Текст] / В. И. Эдельман. -М.: Экономика, 1988. - 151 с.

70 Ремнев, А. И. Методология, моделирование и оптимизация расчета режимов сборки соединений с натягом для систем теплообмена [Текст] / А. И. Ремнев, А. А. Яныпин, J1. А. Ремнев // Известия курского государственного технического университета. 2010. №1. - С. 65 - 72.

71 Кравцов, М. К. Расчет характеристик прочности на осевой сдвиг соединений с натягом, собранных термическим способом [Текст] / М. К. Кравцов, Ю. И. Сазонов, А. А. Святуха // Пробл. прочн. 1996. № 3. - С. 113 - 117.

72 Кулиш, Е. В. Методика расчета прессовых полисоединений [Текст] / Е. В. Кулиш // Вестник машиностроения. 2007. № 9. - С. 9 - 11.

73 Елизаветин, М. А. Повышение надежности машин [Текст] / М. А. Елизаветин. Изд. 2-е переработ, и доп. М.: - Машиностроение, 1973. - 430 с.

74 Самойлов, С. И. Технология тяжелого машиностроения [Текст] / С. И. Самойлов, В. М. Горелов, В. М. Браславский, Ю. М. Кондратов и др. - М.: Машиностроение, 1967.-597 с.

75 Иванов, А. С. Обоснование предлагаемых расчетов на контактную жесткость при конструировании машин [Текст] / Иванов А. С. // Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей машин. 2005. № 1.-С. 8-14.

76 Безъязычный, В. Ф. Влияние качества поверхностного слоя после механической обработки на эксплуатационные свойства деталей машин [Текст] / В. Ф. Безъязычный // Инженерия поверхности. Приложение. Справочник инженерный журнал. 2001. № 4. - С. 9 - 16.

77 Абрамов, В. В. Напряжения и деформации при термической обработке стали [Текст] / В. В. Абрамов. - Киев; Донецк: Вища шк. Головное издательство, 1985,- 133 с.

78 Суслов, А. Г. Инженерия поверхности деталей [Текст] / А. Г. Суслов, В. Ф. Безъязычный, Ю. В. Панфилов и др. - М.: Машиностроение, 2008. - 320 с.

79 Зайцева, Н. Г. Проблемы управления качеством обработки и моделирование процесса формирования шероховатости поверхности при точении [Текст] / Н. Г. Зайцева, А. Р. Ингеманссон, Д. В. Крайнев, А. С. Сергеев // Известия волгоградского государственного технического университета. 2012. № 13.-С. 15-18.

80 Шенк, X. Теория инженерного эксперимента [Текст] / X. Шенк. - М.: -Мир, 1972.-381 с.

81 Якушев, А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения [Текст] / А. И. Якушев. - М.: Машиностроение, 1979. - 343 с.

82 Куприянов, А. В. Моделирование прочности соединения с натягом при наличии погрешности геометрии формы [Текст] / А. В. Куприянов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2013. №5. - С. 41 - 44.

83 Тесленко, Е. В. Прогнозирование состояния соединений типа «вал-втулка» с помощью искусственной нейронной сети [Текст] / Е. В. Тесленко,

Д. С. Тесленко, В. В. Андреев // Труды Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева. 2011. № 4(91). - С. 129 - 135.

84 Андреев, А. В. Расчет деталей машин при сложном напряженном состоянии [Текст] / А. В. Андреев. - М.: Машиностроение, 1981. - 216 с.

85 Cardts, D. Berechnung der beim thermischen Fugen von Pressverbanden entStenden Eigenspannungen unter Beruchsichtigung nichtelastischer Effekte: Diss. Darmstadt, 1988.-995 s.

86 Scheffler, S. Berechnung elastisch-plastisch beanspruchter Pressverbande Stillstand und bei Rotation mittels Finiter Elemente. - Dusseldorf, 1984. - 154 s.