авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Технологическое обеспечение точности многозвенных рычажных механизмов с переменным передаточным отношением

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Григоров Игорь Владимирович

Технологическое обеспечение точности
многозвенных рычажных механизмов
с переменным передаточным отношением

Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Орел – 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО

«Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Ямников Александр Сергеевич
Официальные оппоненты: Харламов Геннадий Андреевич доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК»
Прокофьев Александр Николаевич доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Технология
машиностроения», ФГБОУ ВПО
«Брянский государственный технический университет», г. Брянск
Ведущая организация: ОАО «Тульский завод точного
машиностроения»

Защита диссертации состоится «23» мая 2012 г. в 14 часов
на заседании диссертационного Совета Д 212.182.06 при ФГБОУ ВПО
«Госуниверситет – УНПК» по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО
«Госуниверситет – УНПК».

Автореферат разослан «20» апреля 2012 г.

Ученый секретарь
диссертационного совета
Василенко Юрий Валерьевич

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации

Трудоемкость узловой и общей сборки составляет в среднем около 30 % всей трудоемкости изготовления машин. В массовом и крупносерийном производстве эта доля меньше, а в единичном и мелкосерийном, где выполняется большой объем пригоночных работ, трудоемкость сборки достигает нередко 45...50 %. Высока себестоимость сборочных работ, что обусловлено преобладанием на сборке преимущественно ручного труда и использованием рабочей силы повышенной квалификации. Последнее характерно и для сборки автоматических машин, где, несмотря на подчас массовый характер производства, широко применяется ручная пригонка ответственных соединений.

при слесарной пригонке рабочий собирает узел, предварительно нанеся слой копоти регламентированной толщины на одну из прилегающих при сборке поверхностей. Затем поверхности в подсобранном механизме приводятся в соприкосновение с помощью штатной пружины механизма. По площади пятна контакта рабочий делает заключение о годности сборки.

Если площадь контакта не достигает необходимой величины или если заданное выступание плеча рычага не соответствует допуску, то рабочий разбирает узел и снимает компенсационный припуск, специально оставленный на звене-компенсаторе. Эти приемы могут повторяться от 3-х до 7 раз в зависимости от точности изготовления составляющих звеньев размерной цепи и квалификации рабочего.



Механизация съема припуска возможна, если на станочной позиции будет создана имитация собираемого механизма (технологическая модель). Однако для успешного достижения точности при сборке необходимо обеспечение тождественности размеров звеньев механизма и технологической модели. Наличие разброса размеров деталей механизма и станочной модели приводит к нарушению этого требования. Следовательно, требуется сопоставительный анализ размерных связей собираемого механизма и его технологической модели и разработка теоретического обоснования разрешения этих противоречий.

Поэтому разработка способов и средств, обеспечивающих заданную точность выходных параметров узлов автоматических машин и снижающих трудоемкость их изготовления, является актуальной научной задачей.

Работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР ТулГУ по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации (тема Регистрационный номер: 7.1439.2011 19.59.2011)

Объектом исследования является технологический процесс пригонки сопрягаемых поверхностей деталей автоматики высокотемпных изделий.

предметом исследования является установление и исследование внешних и внутренних размерных связей узлов при сборке рычажных механизмов и закономерностей технологического процесса их механизированной пригонки.

Целью настоящей работы является выявление закономерностей размерных связей, проявляющихся при сборке узлов рычажных механизмов, точность прилегания контактирующих поверхностей которых нормирована по пятну контакта, обоснование и разработка специальных приспособлений и приемов станочной обработки, позволяющих, в совокупности, исключить необходимость привлечения рабочей силы высокой квалификации для ручной пригонки.

Для достижения названной цели в диссертации были поставлены следующие задачи:

1. Анализ специфичных особенностей решения размерных цепей многозвенных рычажных механизмов с переменным передаточным отношением.

2. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния параметров шероховатости сопрягаемых поверхностей деталей на величину контактного сближения под действием регламентированной статической нагрузки, а также составляющей допуска замыкающего звена, учитывающей погрешности формы сопрягающихся поверхностей.

3. Обоснование рациональных приемов достижения точности замыкающих звеньев рычажных механизмов с переменным передаточным отношением и компоновки устройств для механизации пригоночных работ.

4. Обоснование размерно-точностных параметров станочной позиции для механизированной пригонки звена - компенсатора многозвенного рычажного механизма с переменным передаточным отношением.

5. Реализация обоснованных схемных решения в виде конкретных конструкций технологической оснастки, а также технологических приемов для механизированной пригонки типовых многозвенных рычажных механизмов с переменным передаточным отношением.

Методы исследования. Теоретические исследования базируются на основных положениях теории размерных связей, общей технологии машиностроения, методов математического и компьютерного моделирования.

Экспериментальные исследования проводились в научной лаборатории кафедры «Технология машиностроения» ТулГУ.

Достоверность результатов обеспечена обоснованным использованием теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задачи, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследователями, а также практическим использованием результатов в промышленности.

Автор защищает:

1. Теоретическое обоснование неизбежности пригоночных работ при сборке рычажных механизмов с точностью, нормируемой по пятну контакта, в случае, когда деталь-компенсатор одновременно входит в 2 связанные размерные цепи.

2. Результаты экспериментального определения влияния параметров шероховатости сопрягаемых поверхностей деталей на величину контактного сближения под действием регламентированной статической нагрузки, а также экспериментального определения составляющей допуска замыкающего звена, учитывающей погрешности формы сопрягающихся поверхностей.

3. Положение о том, что механизация пригоночных работ рассматриваемых механизмов в принципе возможна, если при доработке детали-компенсатора использовать ту же схему базирования, что и в рабочем механизме.

4. Технологическую модель собираемого механизма, имитирующего взаимодействие деталей во время съема компенсационного припуска.

5. Математическую модель станочной позиции, связывающую фактические значения размеров и положения звена - компенсатора и размеров элементов станочной позиции с величиной замыкающего размера (раскрытия стыка с нормированным контактом).

6. Алгоритм и программу для интерактивного определения взаимного влияния размеров звена - компенсатора и станочной позиции на замыкающий размер, а также допустимых отклонений составляющих звеньев размерной цепи.

7. Результаты моделирования, показывающие, что в рассматриваемом примере нельзя использовать приспособление с жестко заданными размерами, а нужно вводить размерную регулировку по составляющему звену с наибольшим передаточным отношением.

8. Методику линеаризации передаточных отношений составляющих звеньев размерной цепи, оценки погрешности линеаризации и уменьшения погрешности до доверительного уровня.

9. Конструкторско - технологические разработки, реализующие теоретически обоснованные схемные решения.

Научная новизна результатов работы состоит в том, что:

- разработана математическая модель станочной позиции, связывающая фактические значения размеров и положения звена - компенсатора и размеров элементов станочной позиции с величиной замыкающего размера (раскрытия стыка с нормированным контактом),

- разработана методология решения размерных цепей типовых многозвенных рычажных механизмов с переменным передаточным отношением, реализованная в виде алгоритма и программного обеспечения.

Практическая значимость результатов работы состоит в том, что:

- создана возможность для анализа влияния размеров механизма и станочной позиции для механизированной пригонки на замыкающие размеры механизма, а также принятия решения о допустимых значениях погрешностей звеньев или обоснования перехода к механизированной пригонке,

- предложены конструкции технологической оснастки и приемы механизированной пригонки звена - компенсатора типовых многозвенных рычажных механизмов с переменным передаточным отношением, что позволяет избавиться от ручного труда высококвалифицированных рабочих и обеспечить стабильность времени пригонки.

Реализация работы. Результаты работы внедрены на ОАО «ТОЗ» и ОАО «АК Туламашзавод». Материалы диссертации используются в учебном процессе при изложении курсов лекций «Основы технологии машиностроения», при курсовом и дипломном проектировании, выполнении выпускных квалификационных работ, магистерских диссертаций по направлению 552900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств». Эти работы дополняют разделы «Точность обработки» и «Сборка машин» специальной части курса «Технология машиностроения» и курса «Проектирование станочных приспособлений».

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Международной заочной научно-практической конференции «Современные тенденции в науке: новый взгляд» (Россия, Тамбов, 29 ноября 2011 г.), а также на ежегодных научно-технических конференциях сотрудников ТулГУ.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано: статей в рецензируемых изданиях и сборниках, входящих в «Перечень периодических научных и научно-технических изданий, выпускаемых в Российской Федерации,– 8; статей в различных межвузовских сборниках научно-технических трудов – 1; из них статей без соавторства – 2.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 113 наименований, 2 приложений на 7 стр. и включает 149 с. основного печатного текста, содержащего 49 ил., 9 табл. Общий объем 167 с.

Основное содержание диссертации

В первой главе анализируется состояние вопроса, пути сокращения трудоемкости пригоночных работ в производстве автоматических машин. наличие пригоночных работ повышает трудоемкость сборочных работ и является основной причиной, препятствующей использованию принципов взаимозаменяемости. Наиболее эффективным направлением повышения производительности сборки автоматических машин является замена пригоночных работ финишными методами обработки деталей на металлорежущих станках. В разделе рассмотрены возможности замены ручных пригоночных работ станочной обработкой при сборке некоторых типовых для автоматических машин объектов. задача снижения трудоемкости сборочных работ является в настоящее время одной из наиболее актуальных задач технологии машиностроения. Решению этой задачи посвятили свои труды видные советские и российские ученые: Балакшин Б.С., Васильев А.С., Коганов И.А., Колесов И.М., Корсаков В.С., Маликов А.А., Новиков М.П., Суслов А.Г., Ямников А.С.





В качестве примера в диссертации приводится анализ технологии изготовления конкретного механизма (рис. 1). Конструктивной особенностью автоматических машин является наличие в них сборочных единиц с несколькими (не менее двух) выходными параметрами. Одним из параметров являются, как правило, нормированные по площади контактные сопряжения взаимодействующих деталей, показанные, например, на рис.1. Изменение в таких сопряжениях фактической величины одного из параметров влечёт соответствующее изменение величины других выходных параметров. Подобная зависимость может оказаться очень "чувствительной". Только при одном положении правого плеча рычага из бесконечного множества возможных в пределах допуска на это положение, его левое плечо может иметь нормированный контакт с базовой деталью.

Рис. 1. типовая конструкция рычажного механизма

Для идеальных форм соприкасающихся поверхностей контакт может быть только или полным или точечным. В рассматриваемом примере (рис. 1.) контактное сближение в силу "взаимной чувствительности" выходных параметров может сделать сборочное соединение функционально непригодным. В конце главы делаются выводы, формулируется цель работы и задачи исследования.

Во второй главе анализируются условия базирования рычага и его размерные связи в механизме.

 Схема базирования рычага в-2

Рис. 2. Схема базирования рычага в спусковом механизме

На рис. 2 размерная цепь рычага включает в себя следующие звенья:

А1 - расстояние от точки Д правого плеча рычага до центра О пальца, А2 - диаметр пальца в механизме, А3 - диаметр отверстия под палец в шептале, А4 - расстояние от ближайшей точки И, принадлежащей плоскости Л, до центра пальца О, измеренное параллельно плоскости Л, А5 - расстояние от плоскости Л до центра пальца О, измеренное по нормали к плоскости Л, А6 - расстояние от ближайшей точки И, принадлежащей плоскости Л, до центра пальца О, Ах - ордината точки Д относительно точки О, - выступание точки Д относительно измерительной базы Г, измеренное по нормали к последней.

Звенья размерной цепи, определяющей возможное раскрытие стыка обозначены буквами Гi : Г1= погрешность вертикального положения центра отверстия под палец в крышке, Г2 = Б4 - горизонтальная координата центра пальца относительно поверхности Э, являющейся вспомогательной базой, Г3 - расстояние от плоскости М до центра пальца О, Г4 - расстояние от точки Ж контакта плоскостей М и Л, измеренное параллельно плоскости М (рис. 3), - расстояние от точки И контакта плоскостей М и Л, измеренное параллельно плоскости М (рис. 3), Г5 - Радиальное смещение центра отверстия в шептале относительно оси пальца, Г6 - ширина поверхности Л (гипотетической поверхности контакта плоскостей М и Л), (рис. 3) - возможные значения углов раскрытия стыка.

 Схема одного из предельных-7

Рис. 3. Схема одного из предельных положений рычага

Величина раскрытия стыка определяется зависимостью.
А угол раскрытия стыка рассматриваемого (рис. 3) положения определяется с помощью уравнения

. (1)

Сводя рассчитанные допуски, получаем таблицу результатов размерного анализа, выполненного с учетом нормированного по копоти контакта (табл. 1).

Таблица 1

Результаты размерного анализа рычажного механизма,
выполненного с учетом нормированного по копоти контакта

Обозначение
размеров
Допуски, рассчитанные из условий полной взаимозаменяемости, мм Допуски, принятые
в производстве, мм
Б1 0,02 0,24
Б2 0,033 0,2
Б3 0,02 0,1
К6 0,023 0,2
К7 0,02 0,1


Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.