Технологическое обеспечение и повышение качества резьбовых соединений

• Автор: Прокофьев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 304 с. : ил.

Технологическое обеспечение и повышение качества

РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 .АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1 .Область применения и функциональное назначение резьбовых

соединений

1.2.Эксплуатационные свойства, определяющие качество

резьбового соединения

1.3.Конструкторско-технологическое обеспечение прочности и

и износостойкости резьбовых соединений

1.4.Технологические методы повышения прочности и износостойкости резьбовых соединений
2.МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1.Методология проведения теоретических исследований
2.2.Методика проведения экспериментальных исследований
2.2.1.Технологические методы и условия обработки резьбы
2.2.2.Проведение испытаний на усталостную прочность
2.2.3.Проведение испытаний стабильности стопорящих свойств
2.2.4.Проведение испытаний износостойкости пары винт-гайка
ЗЛЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1.Взаимосвязь эксплуатационных свойств неподвижных резьбовых соединений с точностью резьбы и состоянием поверхностного слоя
3.1.1.Статическая прочность соединений
3.1.2. Усталостная прочность резьбовых соединений
3.1.3.Стопорящие свойства резьбовых соединений и их стабильность
3.2.Взаимосвязь износостойкости подвижных резьбовых соединений
с точностью и качеством поверхности резьбы
3.3.Технологическое обеспечение точности изготовления
внутренних резьб
3.3.1. Точность обработки внутренних резьб в корпусных деталях

3.3.1.1 .Расчет погрешности размерной настройки технологической системы
3.3.1.2.Расчет погрешности D2 от суммарной
погрешности станка
З.ЗЛ.З.Аяализ точности обработки резьбы
3.3.2. Точность обработки внутренних резьб на токарных
станках с ЧПУ
3.3.2.1 .Расчет погрешности настройки на размер
при обработке резьбы
3.3.2.2.Расчет суммарной погрешности станка
и общей погрешности обработки резьбы
4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1.Экспериментальные исследования взаимосвязи параметров
качества резьбы с условиями обработки
4.2.Система выбора оптимального технологического метода
обработки резьбы
5.ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1.Повышение качества резьб раскатыванием и комбинированной обработкой
5.2.Повышение качества резьбовых соединений прогрессивными
способами сборки
5.2.1.Область применения гладкорезьбовых соединений
5.2.2. Технология гладкорезьбовых соединений
5.2.3.Надежность и долговечность гладкорезьбовых соединений
5.3.Повышение качества резьб электромеханической
обработкой
6.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЫТЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
6.1 .Экспериментальные исследования технологического обеспечения эксплуатационных свойств резьбовых соединений
6.1.1 .Экспериментальные исследования технологического
обеспечения статической прочности

6.1 .Экспериментальные исследования технологического
обеспечения усталостной прочности
б. 1.3.Экспериментальные исследования технологического
обеспечения стопорящих свойств и их стабильности
6.1.4.Экспериментальные исследования износа резьбовых
соединений
6.2.Реализация результатов исследований и расчет экономического
эффекта
6.2.1 .Экономический эффект от внедрения комбинированных
и деформирующих метчиков
6.2.2.Экономический эффект от внедрения электромеханической
обработки
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 .Выписка из выездного заседания Головного Совета «Машиностроение»
Приложение 2.СТП БИТМ 015-95, СТП БИТМ 016-95. «Метчики режуще-деформирующие (комбинированные) для обработки литейных алюминиевых сплавов низкой пластичности»
Приложение З.СТП БИТМ 017-95, СТП БИТМ 018-95. «Метчики чистовые комбинированные режуще-деформирующие для обработки резьб диаметром 24... 60мм и шагом более 3-х мм в материалах средней и низкой пластичности»
Приложение 4. Патент РФ №2142867. Комбинированный (режуще-деформирующий) метчик
Приложение 5. Акт внедрения результатов НИР на ООО «Брянский завод «ТУРБОРЕМОНТ»
Приложение 6. Акт внедрения результатов НИР на ЗАО «ТЕРМОТРОН ЗАВОД»
Приложение 7. Акт внедрения результатов НИР на ФГУП 192ЦЗЖТ

соединений достигается в основном за счет применения болтов из высокопрочных легированных сталей, характеризующихся высокими пластичностью и ударной вязкостью при очень низких температурах. Широкое распространение получили ниобиевые болты, которые могут работать при высоких и очень низких температурах, т.к. не обладают хладноломкостью в широком интервале температур.
Усталостная прочность. Для резьбовых соединений характерны неравномерное распределение нагрузки между витками и высокая концентрация напряжений в наиболее нагруженном витке, вызванная действием общей осевой и местной нагрузки на виток [II, 12, 45). Напряжения, обусловленные первым фактором, значительно ниже напряжений от местной нагрузки на виток, которые действуют в зоне перехода радиусной поверхности впадины в виток. Максимальные значения напряжений от общей нагрузки действуют в середине впадины резьбы.
Конструктивные и технологические мероприятия, направленные на повышение сопротивления усталости, должны обеспечивать уменьшение напряжений в зонах их концентраций и (или) повышение прочности материала болта. Увеличением радиуса впадины можно существенно уменьшить концентрацию напряжений и повысить сопротивление усталости. Однако более эффективным способом является уменьшение локальной нагрузки на витки вблизи опорной поверхности гайки и увеличение ее на витках, прилежащих к свободному торцу.
С увеличением диаметра резьбы сопротивление усталости соединений снижается вследствие вредного влияния масштабного фактора, особенно для деталей с концентрацией напряжений. Действие масштабного фактора объясняется тем, что при увеличении размеров в зоне напряжений данного уровня содержится большое число зерен металла. Это повышает вероятность попадания неблагоприятно ориентированных зерен или зерен с дефектами в область максимальных напряжений [11, 45, 84].
При увеличении радиуса впадины резьбы предел выносливости соединений повышается - при переходе от резьбы с Я=0,1Р предел