Повышение эффективности технологии изготовления шарнирных подшипников на основе совершенствования схемы сборки и использования ультразвуковых колебаний

• Автор: Тимофеев, Станислав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 182 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Критический анализ современных конструкций, технологий и технических средств, применяемых при сборке шарнирных подшипников
1.2 Задачи исследования
ГЛАВА 2 МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА СБОРКИ ШАРНИРНЫХ
ПОДШИПНИКОВ С ОДНОРАЗЛОМНЫМ НАРУЖНЫМ
КОЛЬЦОМ
2.1 Исходные данные, принятые допущения
2.2 Вероятность разрушения колец подшипника в процессе сборки
под действием внутренних напряжений
2.3 Математическая модель процесса сборки шарнирных
подшипников при различных схемах ее осуществления
2.4 Программы расчета технологических параметров сборки шарнирных подшипников
2.5 Анализ полученных результатов
2.6 Выводы
ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Объекты и средства исследований
3.2 Методика измерений и обработки экспериментальных данных
3.3 Определение внутренних напряжений кольца подшипника
3.4 Планирование эксперимента по оценке влияния

технологических факторов на показатели процесса сборки
3.5 Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Адекватность математической модели
4.2 Точность ультразвуковой сборки шарнирных подшипников с одноразломным наружным кольцом
4.3 Влияние основных технологических факторов на эффективность
сборки
4.4 Выводы
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ БЕЗОТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ ШАРНИРНЫХ ПОДШИПНИКОВ
5.1 Предлагаемый способ сборки шарнирных подшипников
с одноразломным наружным кольцом
5.2 Предлагаемая конструкция установки для сборки шарнирных подшипников по новому способу
5.3 Технико-экономическая эффективность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
У0 - средний разрушаемый объем материала, в котором содержится хотя
бы одна трещина критической величины или любой другой дефект,
приводящий к разрушению, м*;
- энергия деформации внешних сил, Дж;
^о ' внутренняя удельная энергия насыщения материала, Дж/м3;
9 - коэффициент полезного действия внешних сил;
сг - внутренние напряжения растяжения, МПа:

я " номинальный деформированный объем материала, мм ;
Е - модуль упругости материала детали, МПа;
а0 - среднее напряжение изгиба, при котором кольца разрушаются, МПа.
Вп - высота наружного кольца, мм;
Ву - высота поперечного сечения внутреннего кольца, мм;
Н - глубина сферической рабочей поверхности наружного кольца, мм;
К - радиус сферы, мм;
Р ' площадь поперечного сечения наружного кольца, мм 2;

'* осевой момент инерции сечения кольца, мм ;

о центральный момент инерции сечения кольца, ММ ;
3 ' статический момент инерции сечения наружного кольца, мм3;
у0 - расстояние от основания сечения кольца до нейтральной линии, мм;
№ ' момент сопротивления изгибу, ЛШ3;
Р - нагрузка, потребная для установки внутреннего кольца в наружное,
действующая перпендикулярно плоскости разлома кольца, Н;
Я0 - радиус средней линии наружного кольца, мм;

При построении математической модели примем следующие допущения:
1) Деформация наружного кольца в процессе сборки подшипника подчиняется закону Гука. Практически во всех случаях расчетов упругой деформации различных деталей принимается допущение, что модуль упругости материала деталей является постоянной величиной, независящей от нагрузки. В некоторых случаях такое допущение неприемлемо и вносит в расчеты существенные погрешности. Например, в работе [50] показано, что для поршневых колец, изготовленных из чугуна, такое допущение вносит значительные погрешности в расчеты, так как даже при незначительных нагружениях имеет мест нелинейная зависимость между деформацией и нагрузкой. Кроме того, модуль упругости зависит от структуры материала кольца и может изменяться вдоль периметра кольца. Однако при расчете упругой деформации стальных закаленных деталей, какими являются кольца подшипников, использование закона Гука вполне приемлемо.
2) Радиальная толщина наружного кольца шарнирного подшипника мала по сравнению с его диаметром и, следовательно, наружное кольцо можно рассматривать как кривой брус малой кривизны. Обычно, если толщина кривого бруса меньше или равна пяти его радиусам, то такой брус считается брусом малой кривизны [11]. В данном случае, например, для шарнирного подшипника ШСП 50 (рис. 2.1) толщина наружного кольца составляет 6 мм, а радиус кольца по средней линии равен 35 мм. Для других типоразмеров шарнирных подшипников подобная пропорция также соблюдается. Поэтому для наружных колец шарнирных подшипников указанное допущение вполне приемлемо со всеми вытекающими из этого последствиями.
Как известно, при определении внутренних силовых факторов и построении эпюр не имеет значение кривизна бруса. Но при определении нормальных напряжений, возникающих в поперечных сечениях бруса, для бруса малой кривизны достаточную точность обеспечивает применение формул, полученных для прямого бруса.