У дисертації запропонований перспективний напрямок рішення науково-практичної задачі, - підвищення ефективності складання шліцьових з'єднань за рахунок розробки технології з використанням термовпливу і самооріїнтації, що дозволило підвищити надійність складання. За результатами досліджень зроблені наступні висновки. 1. Виявлені фактори, що впливають на процес складання шліцьових з’єднань, серед яких: зазори між поверхнями базування шліцьової пари b; кут суміщення шліцьових контурів між внутрішньою шліцьовою поверхнею втулки та зовнішньою шліцьовою поверхнею вала – ; коефіцієнт тертя між поверхнями контактування шліцьових деталей під час складання; похибка відносно вісей симетрії базової, та деталі, що приєднується. 2. Виявлені та реалізовані напрямки досліджень, спрямовані на зменшення похибок позиціювання, серед яких головними є: ефект самоорієнтування деталі шліцьової пари, що приєднується; осциляційний ефект щодо базової деталі шліцьової пари; мінімальні температурні деформації під час термовпливу відносно деталі шліцьової пари, що приєднується. 3. На основі теоретичних розрахунків розроблено спосіб самоорієнтації деталі, що приєднується, який лежить в основі забезпечення безвідмовності складання шліцьових з'єднань з імовірністю не менш 0,98 і захищений патентом України №23365А. 4. На основі експериментальних досліджень відносно конструкторських та технологічних факторів, які були проведені на унікальному обладнанні, визначено, що складання шліцьових з'єднань під дією власної ваги деталі, що приєднується, з вище зазначеною імовірністю може здійснюватись тільки при зазорах між поверхнями базування більшими за 0,02b. Виявлено, що похибки взаємного орієнтування можуть досягати (0,1 - 0,2)d. 5. Розроблена термодинамічна модель складання враховує теплові витрати шліцьової втулки в навколишнє середовище і елементи технологічного устаткування. При її використанні можна визначити початкову температуру нагрівання шліцьової втулки для того, щоб виконати складання з термічним зазором, гарантованим на протязі 4 – 5 с. Перевірена коректність розробленої математичної моделі. Виявлено, що різниця температур шліцьової втулки наприкінці складальної операції між розрахунковими даними і даними, отриманими експериментально, не перевищує 10%. Запропонований спосіб складання дозволив зменшити час сполучення шліцьової пари до 20%, а також зменшити тепловіддачу нагрітої втулки в навколишнє середовище і елементи технологічного устаткування, що в остаточному підсумку дозволило використовувати менш точне і більш дешеве складальне устаткування. 6. Створена методика проектування процесів складання деталей, яка дозволяє зменшити похибки позиціювання до величин, при яких можливе складання прямобічних шліцьових з'єднань із заданою імовірністю. В основі розглянутої методики лежить системний підхід, що дозволяє раціонально вибрати технологічний процес складання з трьох різновидів: технологія складання шліцьових з'єднань із зазорами по поверхнях базування, більшими за bmin. Складання таких з'єднань здійснюється під дією сили ваги деталі, що приєднується, або за допомогою пневмо- чи гідроподавачів; технологія складання шліцьових з'єднань із зазорами, меншими bmin, котрі можна одержати шляхом нагрівання шліцьової втулки; технологія складання шліцьових з'єднань, при яких зазори між поверхнями базування менші bmin навіть після нагрівання шліцьової втулки. Складання таких з'єднань реалізується шляхом запресовування деталей в межах пружної деформації матеріалу. При цьому для зменшення зусилля запресовування на торцях зубців сформовані додаткові фаски а й а/. Застосування як сухих, так і рідких речовин, що змащують поверхні базування, дозволило зменшити зусилля запресовування до 30%. 7. Визначені конструкторські параметри і технологічні режими для складання ШЗ, серед яких: шорсткість конічної, циліндричної поверхонь, і торців зубців базової, та деталі що приєднується, по IT 9 – 10; кут , між віссю симетрії та утворюючою конуса - 10 - 150; кут зрізу - 1, більший за кут тертя, і менший 450, - arctg f < 1 450; діаметр циліндричної ділянки d1 - (0,94…0,96)d; температура нагріву шліцьової втулки не повинна перевищувати для загартованої втулки +2200С, для незагартованої втулки +2800С; швидкість запресовування шліцьової втулки не повинна перевищувати 2 м/хв. 8. Розроблено алгоритмічне і програмне забезпечення, яке дозволяє зі ступенем точності до 0,98 визначати можливість складання розглянутого з'єднання на етапі проектування вузла. 9. Результати дисертаційної роботи пройшли промислову апробацію: на ТОВ „ТРИЗ” (м. Суми), ВАТ „Сумсільмаш”, ВАТ „СМНВО ім. Фрунзе”, з очікуваним економічним ефектом 33 тис. грн. на рік, за розрахунками замовників. |
