Совершенствование процесса безоправочной навивки ответственных пружин сжатия

• Автор: Соломатов, Максим Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание

Принятые обозначения

Введение

1. Современное состояние пружинного производства.

Обзор литературы. Постановка задач исследования

1.1. Пружинные материалы

1.2. Способы навивки пружин

1.3. Анализ литературных источников по определению

силовых факторов при формообразовании пружин

1.4. Вопросы качества при изготовлении высоконагруженных многоцикловых ответственных пружин

1.5. Выводы и постановка задач исследований

2. Исследование напряженно -деформированного состояния при формообразовании пружин под комбинированным воздействием четырех силовых факторов: изгибающего и крутящего моментов,
осевой и перерезывающей сил
2.1.Постановка задачи в общем виде. Гипотезы и допущения
2.2.Решение прямой задачи -отыскание распределения
напряжений по сечению
2.3.Анализ эволюции контура упругой части сечения
2.4.Решение обратной задачи -определение предельных
силовых факторов при комбинированном нагружении
2.5.Вывод ы
3. Выделение частных решений
3.1 .Сжатие + кручение + изгиб
3.2.Кручение + изгиб + перерезывающая сила
3.3.Сжатие + кручение
3.4.Кручение + изгиб
3.5.Сжатие + изгиб

3.6.Перерезывающая сила + изгиб
3.7.Вывод ы
4. Анализ процесса безоправочной навивки. Исследование причин,
снижающих качественные характеристики пружин
4.1. Постановка задачи и построение эпюр силовых факторов при шагообразовании
4.2. Анализ процесса шагообразования
при четырехфакторном нагружении
4.3. Расчет усилия шагообразования и оптимальной точки
его приложения при двухфакторном нагружении
4.4.Экспериментальная проверка. Выводы
4.5. Ошибки при формообразовании опорных витков и их влияние на
непараллельность торцев после шлифовки и осадки
Заключение
Литература

Приложение 1. Программа расчета к главе
Приложение 2. Результаты расчета к главе
Приложение 3. Оценочный расчет экономической эффективности

Принятые обозначения
Р.,Р2, Р5 Рз
— первая и вторая рабочие нагрузки, нагрузка соответствующая началу пластических деформаций;
— нагрузка соответствующая максимальному сжатию пружины или в блок до соприкосновения витков, или с недоосадкой на величину ДН;
- конструктивная относительная жесткость;
Но, НЬН2, Н

п; п.

— длинна пружины с свободном состоянии, при первой, второй нагрузках и при сжатии до нагрузки Р3. Размеры пружин сжатия -со шлифованными и поджатыми торцами;
— наружный диаметр пружины;
— диаметр проволоки;
— шаг пружины сжатия в свободном состоянии, время;
— число рабочих и полных витков;
— индекс пружины, характеризующий относительную кривизну витка;
Ы Б-ё
^пски _Ми

пеки _ Мк
к ~ и'

— кривизна срединного волокна витка;
— относительный изгибающий момент при совместном действии перерезывающей силы, сжатия, кручения и изгиба;
— предельный изгибающий момент;
— относительный крутящий момент при совместном действии перерезывающей силы, сжатия, кручения и изгиба;
предельный крутящий момент;

Эти риски (вплоть до стружкообразования) могут появляться даже на притёртом инструменте со скруглёнными кромками при неправильной настройке навивочного и шагообразующего механизмов автомата. Продольные риски являются концентратором напряжений для ответственных пружин, снижают их усталостную прочность, поэтому они являются браковочным признаком. Проверка правильности настройки и анализ условий, при которых появляются риски, требует определения силовых факторов навивки. А для их определения необходимо решить задачу предельного нагружения круглого стержня комбинированной нагрузкой с учетом перерезывающей силы, т. е. в более общей постановке, чем это сделано в работах других авторов. На рис. 2.2 представлены все возможные сочетания совместного действия силовых факторов. Часть вариантов двух и трёхфакторного нагружения решены в работах других авторов. Решения «сжатие + изгиб» приведены в работах Шнейдеровича P.M. [15] и в справочнике [49, т.1]. Решения «сжатие (растяжение) + кручение» приведены в работе Ржаницина А.Р. [14]. Решения задачи о совместном кручении и изгибе приведены в работах двух авторов: Шнейдеровича P.M. [15] и Заседателева С.М. [18]. При трёхфакторной задаче из четырёх возможных вариантов комбинированного нагружения решены два: «сжатие + кручение + изгиб» в работе Белкова Е.Г. [20], и «кручение + изгиб + перерезывающая сила» в работе Белкова Е.Г., Кривощапова В.В., Вершигоры С.М., Кривощапова М.В. [50]. Решения остальных частных задач при двух и трёхфакторном нагружении отсутствуют и известной нам литературе. И тем более в настоящее время не решена задача в общей постановке при четырёхфакторном нагружении.
Величины деформаций зависят от радиуса кривизны срединного слоя (радиуса образующего цилиндра) R=D/2, от диаметра проволоки d=2r, от угла подъёма винтовой линии d, от усилия шагообразования Q (рис. 2.1.) и др.