Технология формообразования и сборки профильных неподвижных и подвижных соединений

• Автор: Коржова, Ольга Павловна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ПРОФИЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ

1Л Анализ влияния свойств материалов элементов винтового соединения на его функциональное назначение

1.2 Способы создания профильных поверхностей

1.3 Сборка соединений с натягом

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ПОДВИЖНЫХ И НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
2.1 Описание процесса упругопластического деформирования при формообразовании профиля на сопрягаемой поверхности охватывающего элемента
2.2 Поле перемещений внутренней поверхности охватывающего элемента ' цилиндрического ПС
2.3 Технология сборки профильных подвижных соединений деформирующим протягиванием
ГЛАВА 3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОХВАТЫВАЮЩЕЙ ДЕТАЛИ ПС
3.1 Моделирование процесса деформирования охватывающей детали методом конечных элементов
3.2 Напряженно-деформированное состояние цилиндрической обоймы при внутреннем последовательном нагружении
3.3 Упругопластические деформации обоймы при формообразовании профиля

3.4 Упругопластические деформации охватываемого элемента ПС при сборке дорнованием
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛЯ СОПРЯГАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПС
4.1 Технология изготовления образцов
4.2 Изготовление инструмента и приспособления
4.3 Технология сборки профильного соединения деформирующим протягиванием
4.4 Исследование процесса накатывания профиля
4.4.1 Коэффициент заполнения профиля
4.4.2 Влияние геометрических параметров профиля на прочность ПС
ГЛАВА 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ПРОФИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1 Экспериментальное исследование прочности ПС
5.1.1 Изготовление образцов
5.1.2 Исследование процесса формирования профиля соединения
5.1.3 Исследование процесса сборки ПС
5.1.4 Испытания ПС осевой нагрузкой и крутящим моментом
5.1.5 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований
5.2 Методика проектирования ПС
5.3 Методика неразрушающего контроля прочности и надежности ПС
5.4 Рекомендации по проектированию конструкций, технологии сборки, увеличению прочности и контролю ПС
5.4.1 Рекомендации по проектированию конструкций ПС
5.4.2 Рекомендации по технологии сборки ПС
5.4.3 Рекомендации по увеличению прочности ПС
5.4.4 Рекомендации по контролю
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Профильные подвижные и неподвижные соединения получили весьма широкое распространение особенно в последнее десятилетие. Благодаря способности противодействовать относительному смещению охватывающего и охватываемого элементов при значительном снижении материалоемкости и разрабатываемым технологичным конструкциям, профильные неподвижные соединения в ряде случаев пришли на смену соединениям с натягом, у которых неподвижность обеспечивается в основном упругими свойствами материалов сопрягаемых деталей.
У профильных соединений сопротивление относительному смещению (неподвижность) обеспечивается за счет искусственно создаваемому профилю на сопрягаемых поверхностях, благодаря увеличению площади опорной поверхности и так называемому шпоночному эффекту, возникающему в сопряжении охватываемой и охватывающей деталей.
Создание подвижных, например, винтовых соединений, возможно также применяя те же самые технологии сборки.
Отличительными особенностями при сборке винтовых подвижных соединений являются, прежде всего, свойства материалов охватываемого и охватывающего элемента, отношение их размеров и реяшмы деформирующего протягивания (дорнования).
Очевидно, при сборке подвижного элемента дорнованием должны обеспечиваться гарантированные зазоры как в осевом, так и в радиальном направлениях либо благодаря правильно рассчитанным размерам деформирующих элементов инструмента, либо за счет упруго-пластических свойств материала охватываемого элемента, обеспечивающих необходимую усадку и, как следствие, подвижность соединения.
Первые опыты, проводимые в 70-х годах прошлого столетия [14, 90, 102, 103, 104] доказали возможность обеспечения требуемой несущей способности элементов соединения, а также снижение материалоемкости при сохранении

существенное влияние как на сам технологический процесс сборки, так и на формируемые параметры качества соединений. При наложении вибрации на детали изменяются условия контактирования между поверхностями сопряжения, снижается сопротивление пластической деформаций, что объясняется эффектом вибрационной линеаризации разрывной характеристики силы сопротивления запрессовке [5]. Комбинированное воздействие ультразвуковых и статических нагрузок на соединяемые детали способствует уменьшению усилия запрессовки и снижению энергоемкости процесса, уменьшает перекосы и деформации деталей. Введение в зону контактирования ультразвуковых колебаний является эффективным средством направленного регулирования основных показателей качества поверхностного слоя, в том числе тонкой кристаллической структуры, деформационного упрочнения и остаточных напряжений.
Продольная запрессовка не позволяет в полной мере использовать преимущества предварительного дорнования охватывающей детали. Объясняется это тем, что в процессе сборки происходит неизбежный контакт сопрягаемых поверхностей, что сопровождается упругой или упругопластической деформацией охватываемой и охватывающей деталей. Вследствие геометрической неточности сопрягаемых поверхностей, неизбежных перекосов и несовмещения осей деформация происходит неравномерно как в поперечном, так и в продольном сечениях соединения. Кроме того, происходит повреждение микронеровностей на сопрягаемых поверхностях. Деформированными оказываются и упрочненные после дорнования слои металла охватывающей детали. Это снижает величины натяга в соединении и упругого восстановления металла сопрягаемых деталей после запрессовки и, как следствие, уменьшаются контактные напряжения и сила трения на сопрягаемых поверхностях.
Указанные недостатки, снижающие эффективность применения дорнования для повышения прочности прессовых соединений, можно исключить, совмещая в одной операции упрочняюще-калибрующую обработку охватывающей детали 1 дорном 2 и последующую запрессовку с силой Р в нее охватываемой детали 3 с подачей масла под давлением р (рис. 1.11) [93]. Авторы описы-