автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности изготовления упорных подшипников на основе разработки малоотходной технологии изготовления колец из металлической ленты

На правах рукописи

АНИЧКИН Александр Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕЦ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ

ЛЕНТЫ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005010158

Саратов 2011

005010158

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель наук РФ, лауреат премии Президента РФ Королев Альберт Викторович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Аникин Анатолий Афанасьевич

кандидат технических наук, доцент Мелентьев Владимир Александрович

Ведущая организация: НПП «Алмаз» (г. Саратов)

Защита состоится 23 декабря 2011 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.02 в ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.» по адресу: 410054, г. Саратов, Политехническая, 77, корп. 1, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.».

Автореферат разослан ноября 2011 г.

Автореферат размещен на сайте ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.»: www.sstu.ru •2-3 ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Игнатьев А. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В существующих условиях конкуренции на рынке подшипников качения становится важным обеспечение производства изделий высокого качества с новыми потребительскими свойствами и пониженными производственными затратами. Это возможно на основе эффективного использования накопленного в России мощного научного потенциала, внедрения в производство новых эффективных наукоемких технологий, создания разработок в области совершенствования конструкций машин и механизмов.

Среди большого разнообразия на рынке конструкций подшипников качения большую долю составляют упорные подшипники, упорные подшипники в большом количестве используются в различных узлах автомобилей - передняя стойка, коробка передач, узел сцепления и др., в тракторах, комбайнах, самолетах, разнообразной бытовой технике. К числу проблемных подшипников, например, относится упорно-радиальный подшипник верхней опоры передней стойки легковых отечественных автомобилей «Катина», «Приора», «Гранта», а также автомобилей зарубежных моделей: Renault, Nissan, Ford, Volkswagen и многих других. Отечественные упорные подшипники не обеспечивают требуемый ресурс работы, очень велика стоимость этих подшипников.

В области изготовления этих и других подшипников в последнее время достигнуты большие успехи. Для изготовления деталей подшипников используются высококачественные стали, широко применяются станки с программным управлением, используется эффективный режущий инструмент и т.д. Однако основным недостатком современного подшипникового производства остается низкий коэффициент использования материалов, так как значительная часть металла (более 50%) при обработке заготовок удаляется в стружку. В связи с этим существующая технология и известные способы производства деталей подшипников все еще малоэффективны, их изготовление сопровождается высокими материальными и трудовыми затратами, что приводит к высокой стоимости этих подшипников. Поэтому тема работы по совершенствованию технологии изготовления деталей подшипников, созданию малоотходных и безотходных методов производства является актуальной.

Целью данной работы является повышение эффективности производства упорных подшипников качения на основе разработки малоотходной технологии изготовления их колец из металлической ленты.

Методы и средства исследований. Построение математической модели процесса формирования опорных колец подшипников из металлической ленты осуществлялось с применением методов технологии машиностроения и сопротивления материалов. Для моделирования динамических свойств деталей использовался программный продукт Solid Works

Simulation Xpress 3D. Экспериментальные исследования проводились на основе методов математической статистики и теории планирования экспериментов. В качестве средств исследования использовались современное оборудование и приборы ОАО «Алмаз».

Научная новизна работы:

1. Выполнен системный анализ безотходных и малоотходных методов изготовления деталей машин и приборов, обоснован способ изготовления колец упорных подшипников из металлической ленты путем навивки ленты в рулон, обеспечивающий существенную экономию материала и других производственных ресурсов при его использовании. Описаны критерии, определяющие прочностные показатели колец упорных подшипников в процессе их изготовления из металлической ленты методом навивки.

2. Разработана математическая модель формирования деформационно-напряженного состояния и прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты, установлен механизм влияния основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки, на прочностные параметры деталей типа колец.

3. Разработана и построена в программе Solid Works Simulation Xpress 3D имитационная модель процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников, получены результаты, подтверждающие теоретические исследования и показывающие наиболее опасные для разрушения участки деталей.

4. Получены регрессионные зависимости прочностных параметров колец подшипников от основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки, выполнен анализ этих зависимостей, обоснованы рациональные условия формирования колец, подтверждена адекватность аналитических зависимостей.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Практическая ценность работы заключается:

-в разработанной перспективной малоотходной технологии формирования рабочих колец подшипников из металлической ленты, позволяющей существенно снизить материалоемкость и трудоемкость, значительно упростить технологию производства колец упорных подшипников;

-в предложенном ресурсосберегающем оборудовании для формирования колец из металлической ленты; данное оборудование является простым в изготовлении, настройке и ремонте, для работы на нем не требуется специального обучения и навыков;

-в предложенных рациональных условиях осуществления процесса формирования колец, полученных методом расчетов и доказанных лабораторными испытаниями.

Методика, алгоритм и технология производства опорных колец подшипников из металлической ленты приняты к внедрению в ООО «НПП НИМ» СГТУ. Предложена методика расчета экономического эффекта от внедрения разработанных технологий и оборудования в условиях реального производства.

Полоз/сепия, выносимые на защиту:

1. Системный анализ безотходных и малоотходных методов изготовления деталей машин и приборов; предложен инновационный способ изготовления колец упорных подшипников из металлической ленты путем навивки ленты в рулон, обеспечивающий возможность существенной экономии материала и других производственных ресурсов при его использовании.

2. Математическая модель формирования деформационно-напряженного состояния и прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты; установлен механизм влияния основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки на прочностные параметры деталей типа колец.

3. Имитационная модель процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников; получены результаты, подтверждающие теоретические исследования и показывающие наиболее опасные для разрушения участки деталей; разработана и построена в программе Solid Works Simulation Xpress 3D.

4. Регрессионные зависимости прочностных параметров колец подшипников от основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки; выполнен анализ указанных зависимостей, обоснованы рациональные условия формирования колец, подтверждена адекватность аналитических зависимостей.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается лабораторными исследованиями, выполненными с применением научно обоснованных средств измерений и обработки экспериментальных данных, показателями опытно-производственного внедрения, а также соответствием результатов исследований современному уровню.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы по мере их разработки докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях различного уровня:

-научных семинарах кафедры «Технология машиностроения» СГТУ 2009-2011г.,

-международной молодежной научной конференции, Республика Марий Эл, 2010, Марийский государственный технический университет;

-Общероссийском конкурсе проектов Фонда содействия развитию МП НТС в рамках программы «СТАРТ 10», 2010;

-Общероссийском конкурсе проектов Фонда содействия развитию МП НТС в рамках программы «СТАРТ 11», 2011;

По тематике данной работы были получены грамоты и награды в конкурсах:

-почетная грамота за 2-е место в региональном конкурсе «Лучшее бизнес-предложение инновационного проекта» и 3-е место в общекомандном результате 2009;

-золотая медаль и диплом первой степени за первое место в конкурсе «5-й Саратовский салон изобретений, инноваций и инвестиций» 2010;

-присужден статус победителя и получено денежное финансирование 1 000 000 руб. в конкурсе проектов по программе «СТАРТ 10» 2010.

Публикации. По результатам исследований получено одно положительное решение о выдаче патента, опубликованы 10 работ, среди которых 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 117 наименований, 10 приложений. Основная часть работы изложена на 171 странице машинописного текста, содержит 24 таблицы, 96 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель, сформулирована научная новизна и практическая ценность, приведены сведения об апробации результатов работы.

В первой главе произведен анализ современных способов и технических средств, применяемых при изготовлении деталей из металлической ленты, дан анализ эффективности изготовления таких деталей, проанализированы основные плюсы и минусы существующих методов.

Актуальной задачей современного машиностроения являются экономия материалов, труда и энергии, широкое внедрение ресурсосберегающих технологий. Приведенный обзор исследований в области повышения коэффициента использования материалов изделий (Ю. М. Ермакова, Б.М. Бржозовский, А. Н. Васин, О. Ю. Давиденко, А. А. Игнатьев, Н. Ю. Шилова, Б. Г. Мурашева, Е. А. Акида, С. М. Заседателева, В. А. Калинина, Т. В. Аюшева и др.) показал, что одним из эффективных методов снижения материалоемкости деталей и уменьшения является их изготовление из многослойных материалов. Наиболее пригодными к изготовлению по ленточным и пластинчато-листовым технологиям являются тонкостенные тела вращения, подшипники, корпусные детали и профильно-оболочковые детали (рис.1). Детали, изготовленные из многослойных материалов, имеют высокие жесткость, прочность и повышенные рабочие свойства. Преимуществом многослойных деталей также является то, что они эффективно демпфируют динамические силы и поглощают вибрации,

шумы. Кроме того, данный метод обеспечивает снижение расхода основных материалов.

Эти положительные свойства в сочетании с облегчённой и материа-лоэкономной конструкцией представляют интерес для дальнейшего рассмотрения и внедрения в производство.

Наиболее эффективным на данный момент методом замены стандартной технологии изготовления деталей колец подшипников является метод малоотходной технологии изготовления из многослойных материалов деталей подшипников качения. Известно (А. И. Спришевский, А. В. Королев, А. М. Дольской, Т. Е. Лазутин и др.), что традиционные методы изготовления деталей подшипников весьма трудоемки и связаны с большим расходом материалов. Кроме того, детали подшипников качения обладают малой жесткостью и поэтому даже при наличии небольших остаточных напряжений теряют при эксплуатации свои форму и размеры. Указанные недостатки можно было бы устранить, если изготавливать детали подшипников из многослойных материалов. Но, к сожалению, технология изготовления деталей подшипников из многослойных материалов в настоящее время отсутствует.

и пластинчато-листовым технологиям деталей

На основе вышеизложенной цели работы сформулированы задачи исследований:

1. Предложить малоотходную технологию формирования опорных колец упорных подшипников из металлической ленты.

2. Разработать математическую модель формирования потребных прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты.

3. Выполнить компьютерное моделирование процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников.

4. Исследовать закономерности процесса формирования колец из металлической ленты, отражающие влияние на показатели качества и производительность изготовления колец основных технологических факторов: геометрических параметров металлической ленты, силы натяжения ленты, скорости намотки ленты в рулон.

5. Разработать практические рекомендации по промышленному применению полученных результатов исследований.

Во второй главе рассмотрена технология изготовления колец подшипников из металлической ленты, выполнено построение математической модели формирования потребных прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты, выполнено компьютерное моделирование процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников, разработаны алгоритм и программа расчета механических свойств деталей, изготовленных из металлической ленты, выполнен анализ влияния на эти свойства основных технологических факторов.

Схема технологического процесса изготовления кольцевых деталей из металлической ленты приведена на рис. 2. В оправке 1 неподвижно фиксируют конец металлической ленты 2. После этого оправка поджимается неподвижным упором (не показан) и включают вращение оправки 1. Лента 2 сматывается с бухты (не показана) и проходит при намотке на оправку 1 через механизм натяжения 3. В процессе вращения оправки 1 лента

2 наматывается на малый диаметр с) кольцевой выточки оправки 1 до тех пор, пока рулон не достигнет диаметра Б, равного большему диаметру кольцевой выточки оправки 1. В этот момент ленту 2 вблизи оправки 1 отрезают от бухты и при дальнейшем вращении оправки 1 свободный конец ленты 2 за счет натяга плотно укладывается в кольцевую канавку оправки 1. Вращение оправки 1 выключают, упор отводят в исходное положение (не показано), а из оправки 1 выпрессовывают полученный рулон в специально подготовленный кожух (не показан). После этого цикл повторяют.

При построении математической модели формирования напряженно-деформированного состояния (НДС) кольцевых деталей в процессе намотки из металлической ленты приняты некоторые допущения:

1. Сила натяжения ленты в процессе формирования детали создает напряжения растяжения, не вызывающие пластическую деформацию материала ленты.

2. Толщина ленты при натяжении не изменяется.

Рис. 2. Схема процесса изготовления деталей из металлической ленты

3. В процессе намотки лента находится в плоско-напряженном состоянии.

4. Каждый виток ленты рассмотрен как цилиндрическая оболочка, находящаяся в состоянии растяжения.

За аналог расчета при определении напряжений в витках деталей, изготовленных из многослойных материалов, и расчета радиального напряжения, действующего на деталь, использован метод расчета напряжений в составных трубах (В. И. Феодосьев, В. А. Сухарев, И. И. Матющев):

Ь - а г Ь - а

где: Ра - внутреннее давление на деталь; Рь- внешнее давление на деталь; а - радиус отверстия детали; Ь - радиус наружной поверхности детали; г -текущий радиус детали.

В результате преобразований получена формула для определения значений напряжений в витках деталей:

аг = О,-(2)

2 г^г+м—)1 ()

где: аг- радиальное напряжение; а, - тангенциальное напряжение.

Для определения прочностных свойств многослойных кольцевых деталей рассмотрим схему, приведенную на рис.3. Деталь состоит из нескольких слоев, число которых равно п, все слои имеют равную толщину 8 и ширину И.

Деталь изготовлена следующим образом. На цилиндрическую оправку с радиусом гг с определенным натягом дг, напрессовывается кольцо, составляющее первый внутренний слой детали.

На это кольцо с натягом дг2 запрессовывается второе кольцо. И так далее последовательно каждое последующее кольцо с натягом Аг: запрессовывается на предыдущее кольцо, образуя /- й слой детали.

Между слоями детали образуется контактное напряжение а„г Так как толщина каждого витка мала по сравнению с его радиусом, расчет напряжений в каждом слое производился на основе безмоментной теории оболочек. Выделим в данном слое элемент, представленный на рис. 4, на который действуют нормальные напряжения. Обозначим через ст, нор-

Рис. 3. Схема формирования многослойной детали вращения

мальные растягивающие напряжения, направленные вдоль окружности детали, а через ат - нормальные напряжения, направленные вдоль ее оси.

0,77

07

а--

? т

Рис. 4. Элемент поверхности произвольного витка кольца

В соответствии с уравнением Лапласа

о-,, , _

(3)

где:рт - радиус поперечного сечения слоя; р1 - радиус средней окружности 1-го слоя.

Для слоя, имеющего цилиндрическую форму,/?,,, = Поэтому из равенства (3) получим

(4)

Равенство (4) показывает, что контактное напряжение между слоями даже при одинаковом натяге слоев различно и оно уменьшается по мере возрастания радиуса.

Несложно определить, что нормальные напряжения вдоль окружности слоя зависят от величины натяга:

с(5) >

где £- модуль упругости материала ленты, а

к<Л) =--2-^

1 + (6) Р1 + А .

Радиус витка зависит от его номера:

р,=р,+6-Ц-1), (7)

Примем, что натяг между витками не постоянный и изменяется в соответствии с равенством

Дг( = Дг -¡1.

С учетом данного выражения и выражений (5), (7) и (4) получим:

= ( Дг" 1 (8) (Ру+оч)

где

В процессе намотки детали нормальные напряжения вдоль ленты определяются силой I) ее натяжения: аи = Pj(8 h). Поэтому из равенства

(5)

а из (8)

где pv- сила натяжения ленты при формировании первого витка; Л- ширина ленты.

Так как в упорном подшипнике рабочая нагрузка действует со стороны торца детали, одним из основных показателей качества деталей является напряжение сдвига между витками т,. С учетом равенства (8):

_ _ !\ 'Р. •>•' • /

где / - коэффициент трения скольжения.

Из равенства (12) видно, что напряжение сдвига между витками во многом зависит от характера изменения силы натяжения ленты в процессе намотки, определяемого коэффициентом к. Если к = 0, то сила натяжения ленты в процессе намотки постоянна и следовательно, по мере намотки витков ленты напряжение сдвига уменьшается. Если к > 1, то с увеличением порядкового номера витков напряжение сдвига может сохраняться постоянным, но может и существенно возрастать. Таким образом, регулируя характер изменения силы натяжения ленты в процессе намотки, можно существенно изменять нагрузочную способность кольца подшипника.

Если после намотки деталь снимается с оправки, то между витками происходит перераспределение напряжений. Как следует из равенства (8), напряжение между i -м и соседним витком будет равно:

(.3)

(p,.+8i)

где Дгм - радиальная деформация i - го витка после снятия детали с оправки.

При условии неразрывности контакта витков их радиальная деформация должна осуществляться на одинаковую величину (Лrh = Лг„ = const).

Величину свободной деформации витков Лр„ найдем из условия равенства сил сжатия и сил растяжения, действующих между витками:

г

1>..о.-Л2=0, (14)

где с - число витков в детали.

Решая равенства (13) и (14) относительно дг0, получим

-• (15)

i=i

Равенства (13) и (15) позволяют определить напряжения между витками детали после снятия ее с оправки. Как видно из этих равенств, при формировании детали с постоянным натяжением ленты (it =0) после снятия детали с оправки между витками отсутствует напряжение. При к>0 внутренние витки находятся в состоянии сжатия, а наружные витки - в состоянии растяжения. Поэтому детали, изготовленные навивкой из ленты, как и многослойные трубы, выдерживают значительно большее внутреннее давление, чем детали, изготовленные из сплошных материалов.

Разработаны алгоритм и программы расчета прочностных свойств колец подшипников на основе полученной математической модели. Выполнен анализ влияния различных факторов на величину контактных напряжений между витками и напряжение сдвига между ними.

Таким образом, мы получили искомые зависимости для расчета напряжений в детали, изготовленной навивкой из металлической ленты. Исследования показали, что, регулируя значение к при формировании слоев детали, можно существенно влиять на ее прочностные свойства.

Полученная математическая модель формирования напряжений в детали, изготовленной навивкой из металлической ленты, была дополнена компьютерной моделью. Для осуществления компьютерного моделирования прочностных свойств кольцевой детали была построена ее 3D модель. Процесс построения и расчетов проводился в программе Solid Works Simulation Xpres.

Для крепления детали были выбраны 2 поверхности: - внутренняя цилиндрическая и наружная цилиндрическая поверхности детали (рис. 5). Равномерно распределенную нагрузку прикладывали к месту расположения дорожки качения.

Значение нагрузки выбрано равным 1500 Н, т.к. такая нагрузка наиболее распространена на практике (на рисунке показана стрелками, указывающими на дорожку качения).

Определялся запас прочности детали как отношение фактического напряжения сдвига между витками к максимальному напряжению сдвига, при котором происходит смещение витков относительно друг друга. По величине напряжения в различных точках кольца можно судить о возможности нарушения его целостности под действием внешней нагрузки.

Моделирование показало, что при указанном нагруже-нии наибольшее напряжение сдвига возникает у внутренней и наружной поверхностей модели, а в центре модели напряжения стремятся к минимуму. При заданной нагрузки запас прочности получился больше единицы, что означает Рис. 5. Расчетная схема компьютерного сохранение целостности дета-моделирования ли

Выполнен анализ влияния действующих факторов на прочность изготовления детали методом навивки из металлической ленты. Это позволило выявить наиболее влияющие факторы и определить область рациональных значений технологических параметров.

В третьей главе представлена методика проведения экспериментальных исследований. Изложены объекты, средства и условия проведения экспериментальных исследований, разработана конструкция экспериментальной установки.

Сложность процесса навивки металлической ленты в рулон, взаимодействие большого числа факторов делают целесообразным использование методов математической статистики при его исследовании. Данные методы позволяют в значительной мере исключить интуитивный подход, заменив его научно обоснованной программой проведения экспериментальных исследований.

В результате выполненного математического моделирования установлено, что на основные параметры точности и качества поверхности при изготовлении колец подшипников методом навивки оказывают влияние большое количество технологических факторов, таких как: исходный диаметр, величина выпуклости ленты, сила натяжения ленты, скорость вращения оправки, смазка, толщина ленты, время навивки и т.д. На основании выполненного анализа были выделены наиболее важные и значимые факторы. В качестве контролируемых факторов были приняты: диаметр предварительного изгиба ленты (¿а, мм), длина ленты (/,м), сила статического натяжения ленты (Р, Н), частота вращения оправки О, об/мин).

Поскольку число факторов в нашем случае равно четырем, выбран план полного факторного эксперимента - 24. В качестве показателей прочностных свойств детали использовались:

- РТ - сила воздействия на торец детали в зоне расположения дорожки качения, при которой начинается сдвиг витков ленты относительно друг друга. Н;

- 8а - диаметральная жесткость детали как отношение сил сжатия детали вдоль ее диаметра к деформации детали в этом направлении, Н/мм;

- ди - изгибная жесткость детали как отношение силы, действующей в диаметральной плоскости детали, опирающейся по краям на неподвижную опору, к величине прогиба детали в этой плоскости, Н/мм;

- £„ - осевая жесткость детали как отношение силы, распределенной по окружности дорожки качения, к упругому перемещению дорожки качения под действием этой силы, Н/мм;

- Т„ - твердость материала по Бринеллю (ГОСТ 9012-59) в зоне расположения дорожки качения, МПа.

Для изготовления колец подшипников методом навивки была сконструирована и изготовлена экспериментальная установка (рис. 6). Устройство состоит из станины, в которой установлены электродвигатель и редуктор, связанные между собой посредством клиноременной передачи. Редуктор передает вращение на шпиндель, смонтированный в корпусе шпиндельной бабки с возможностью перемещения вдоль оси от ручного привода. На шпинделе установлена оправка. Оправка имеет кольцевую выточку с большим диаметром Б и малым диаметром д (рис. 2). В кольцевой выточке оправки закреплен конец металлической ленты. Металлическая лента предварительно наматывается на оправку механизма натяжения. В процессе формирования детали лента сматывается с оправки, которая вращается в подшипниках механизма натяжения. Натяжение ленты обеспечивает сапа трения, возникающая между поверхностью ленты и упором, прижимаемым к ленте Рис' Устт°**° д«я

„ „ проката в рулон

с заданной силои.

По результатам исследований строились регрессионные зависимости. Оценка достоверности уравнений регрессии оценивалась по критерию Фишера.

Оптимизацию режима формирования деталей в процессе навивки осуществляли на основе симплекс-метода. Для этого на основе полученных моделей процесса была построена математическая модель процесса формирования деталей. Ограничительными факторами являлись твердость

поверхности дорожки качения, сила сдвига витков детали, сила натяжения ленты и частота вращения детали. В качестве критерия оптимизации использовалась производительность формирования колец, прямо пропорциональная отношению частоты вращения оправки к длине ленты: Я = и//.

Достоверность результатов аналитических исследований оценивалась по среднему абсолютному отклонению расчетных значений от опытных данных.

В четвертой главе приведены результаты и выполнен анализ экспериментальных исследований, определены рациональные условия формирования колец, приведено сравнение результатов аналитических и экспериментальных данных.

Получены следующие уравнения регрессии, связывающие указанные выше показатели процесса формирования колец с технологическими факторами:

Как видно из представленных зависимостей (16) - (20), наиболее значительное влияние на механические свойства изготовленных деталей оказывает сила Р статического натяжения ленты, что согласуется с теоретическими данными. Длина ленты / оказывает значительное влияние на качество формирования колец, если она не позволяет плотно установить деталь в кожух, так как при этом натяг в ленте уменьшается. С увеличением частоты вращения оправки п в силу инерции системы намотки фактический натяг ленты возрастает по сравнению со статическим натягом, что приводит к увеличению прочностных параметров детали. При уменьшении диаметра предварительного изгиба ленты с!а витки ленты при формировании детали более плотно укладываются в рулон, что повышает прочностные свойства детали.

Адекватность математических моделей, представленных в гл. 2, с результатами опытов определялась путем сравнения расчетных и фактических значений силы сдвига витков ленты. На рис. 7 точками показаны экс-

(18)

(17)

(20)

(19)

(16)

401

периментальные значения силы сдвига витков шариком, а сплошной линией - расчетные значения.

50

100

Р

150

200

Пунктирными линиями показаны доверительные границы экспериментальных значений, соответствующих доверительной вероятности 0,9.

Рис. 7. Теоретические Рп( Р ),Н (сплошная линия) и экспериментапьные РТ( Р),Нзначения (точки) силы сдвига витков ленты шариком в зависимости от силы Р ,Н натяга ленты и доверительные границы (штриховые

линии) экспериментальных значений

Как видно, расчетные значения находятся в пределах доверительных границ экспериментальных значений, что подтверждает соответствие расчетных значений экспериментальным данным.

Выполненные исследования позволили определить рациональные параметры изготовления колец навивкой из металлической ленты.

Технико-экономическая эффективность процессов получения деталей типа колец подшипников обеспечивается за счет:

- экономии металла в результате получения заготовки, приближенной к форме деталей;

- повышения производительности и снижения трудоемкости производства заготовок;

- улучшения качества и эксплуатационных свойств деталей.

В пятой главе приведены практические рекомендации и технико-экономическая эффективность результатов исследования.

Выполненные исследования технологического процесса изготовления колец упорных подшипников из металлической ленты позволили глубже понять кинематику этого процесса и предложить технологию и оборудование для его практической реализации.

Новизна предложенных решений подтверждается положительным решением ФИПС по заявке № 2010124538 на изобретение «Установка для намотки тонкого проката в рулон». Отличительными признаками этого изобретения являются следующие: деталь изготавливается в виде рулона, навиваемого из металлической ленты на оправку, оправка выполнена в виде диска, имеющего кольцевую выточку с внутренним и наружным диаметрами, равными диаметрам изготавливаемого рулона, устройство снабжено упором, механизмом перемещения оправки вдоль оси до упора и механизмом натяжения ленты, упор снабжен пазом для подачи ленты в канавку оправки, а механизм натяжения ленты выполнен в виде неподвижной щели с изгибом, через которую подается лента.

Внедрение результатов исследований осуществлялось в «НПП НИМ» СГТУ при изготовлении упорных колец подшипников 1118-

2902840-04, используемых в верхней опоре передней стойки автомобилей ВАЗ «Калина», «Приора». Простое сравнение существующего технологического процесса изготовления упорных колец этих подшипников, используемого на подшипниковых заводах ОАО «СПЗ», ЗАО «ВПК» и др., с предложенной технологией показывает значительные преимущества последней: обеспечивается высокий коэффициент использования материала до 0,95 и выше, не требуется трудоемкая и энергоемкая токарная и термическая обработка, малые габариты и простота конструкции и наладки оборудования, повышенная работоспособность подшипников.

Расчет экономического эффекта от практического использования предложенной технологии осуществлялся приближенным к условиям ОАО «СПЗ». Расчет показал, что при потребном объеме выпуска подшипников И 18-2902840 в количестве 500 тыс. шт. в год экономический эффект составляет 18 млн. руб. в год, рентабельность 75%, срок окупаемости капитальных вложений - 0,9 года.

Высокое качество производимых в «НПП НИМ» СГТУ подшипников подтверждается результатами их испытаний в ОАО «Скопинский автоагрегатный завод», который является основным поставщиком передних стоек автомобилей на ВАЗ и отзывами потребителей данных подшипников.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили решить поставленную в работе актуальную задачу по разработке и отработке рациональных параметров малоотходного технологического процесса изготовления деталей подшипников из металлической ленты, обеспечивающего повышение эффективности производства и достижение требуемого качества упорных подшипников.

2. Предложена математическая модель формирования потребных прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты. Показано влияние на прочностные свойства деталей различных технологических факторов. Анализ результатов расчета с применением предложенной математической модели позволил выявить наиболее влияющие факторы на прочностные свойства деталей и определить область рациональных значений технологических параметров.

3. Выполнено компьютерное моделирование процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников, который подтвердил результаты аналитических исследований.

4. Результаты экспериментальных исследований позволили получить регрессионные зависимости механических свойств деталей, изготовленных методом навивки из металлической ленты, от основных влияющих технологических факторов. Приведено сравнение экспериментальных исследований с результатами аналитических расчетов, что подтверждает адекватность предложенных математических моделей. Предложена методика оп-

тимизации режима формирования деталей, получаемых навивкой из металлической ленты.

5. Разработаны практические рекомендации по промышленному применению результатов исследований. Новизна предложенной технологии подтверждается положительным решением ФИПС по заявке на изобретение № 2010124538 «Установка для намотки тонкого проката в рулон». Анализ эффективности предложенных решений показал значительные преимущества новой малоотходной технологии в сравнении с существующими технологиями изготовления упорных подшипников. Выполненные исследования позволили организовать производство упорных подшипников в условиях Саратовского государственного технического университета. Подшипники 1118-2902840-04, изготовленные по предложенной технологии в условиях «НПП НИМ» СГТУ, успешно прошли испытания на ОАО «Скопинский автоагрегатный завод» - основном поставщике передних стоек автомобилей на ВАЗ, в которых используется данный подшипник. Имеются положительные отзывы об эксплуатации упорных подшипников производства «НПП НИМ» СГТУ от потребителей. Расчет показал, что при потребном объеме выпуска подшипников 1118-2902840 в количестве 500 тыс. шт. в год, экономический эффект составляет 18 млн. руб. в год, рентабельность 75%, срок окупаемости капитальных вложений - 0,9 года.

6. Предложенная технология может эффективно использоваться для изготовления колец подшипников других типоразмеров взамен традиционных технологий.

По теме диссертации опубликованы следующие работы, раскрывающие ее основное содержание:

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ

1. Аничкин А.Н. Остаточные напряжения в многослойных кольцевых деталях / А. Н. Аничкин, A.B. Королев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. № 1 (44). С. 53-59.

2. Аничкин А.Н. Исследование рациональных условий формирования колец из металлической ленты / А.Н. Аничкин, A.B. Королев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т 13. № 1 (3) (39). С. 508-511.

3. Аничкин А.Н. Механизм формирования механических свойств многослойных деталей / А. Н. Аничкин, A.B. Королев // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. № 2 (56). С. 11-18.

4. Аничкин А.Н. Моделирования процесса нагрузок в кольцевых деталях / А. Н. Аничкин, A.B. Королев И Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. № 2 (56). С. 92-96.

Публикации в других изданиях

5. Аничкин А.Н. Повышение эксплуатационных свойств подшипников путем изготовления их деталей из волокнистых материалов / А. Н. Аничкин // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2009. - С. 215-220.

6. Аничкин А.Н. Расчет напряжений в деталях, изготовленных из многослойных материалов / А. Н. Аничкин // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2009. - С. 220-223.

7. Аничкин А.Н. Моделирование и расчет прочностных свойств многослойных кольцевых деталей/ А. Н. Аничкин // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2011.-С. 3-4.

8. Аничкин А.Н. Экспериментальная установка для изготовления колец подшипников / А. Н. Аничкин, A.B. Королев // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ, 2011.-С.4-8.

9. Аничкин А.Н. Анализ прочностных свойств многослойных деталей / А.Н. Аничкин, A.B. Королев П Международная молодежная научная конференция: сб. науч. тр. Секция № 9, Республика Марий Эл, Марийский государственный технический университет, 2010. - С. 37-38.

10. Аничкин А.Н., Королев A.B., Установка для изготовления тел вращения / А.Н. Аничкин, A.B. Королев // Международная молодежная научная конференция: сб. науч. тр. Секция № 9, Республика Марий Эл, Марийский государственный технический университет, 2010. - С. 38-40.

Патенты на изобретения

11. Решение ФИПС о выдаче патента по заявке на изобретение № 2010124538 «Установка для намотки тонкого проката в рулон» // Королев A.B., Аничкин А.Н., Королев A.A.

АНИЧКИН Александр Николаевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПОРНЫХ ПОДШИПНИКОВ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ МАЛООТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЕЦ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛЕНТЫ

Автореферат

Подписано в печать 18.11.2011 Формат60х84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 295 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в Издательстве СГТУ: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Тел.: 24-95-70; 99-87-39, e-mail: izdal@sstu.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ современных способов и технических средств, применяемых при изготовлении деталей из металлической ленты. Эффективность изготовления деталей данным методом.

1.2 Выводы, цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛЕНТЫ.

2.1 Обоснования исходных данных и принятых допущений.

2.2 Моделирование упругих и прочностных свойств многослойных кольцевых деталей в процессе их изготовления из металлической ленты.

2.3 Разработка алгоритма и программа расчета. Моделирование процесса нагрузки в кольцевых деталях.

2.4 Анализ влияния технологических факторов на упругие и прочностные свойства деталей при изготовлении их из металлической ленты.

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Объект, средства и условия проведения экспериментальных исследований.

3.2 Разработка конструкции экспериментальной установки для изготовления колец методом навивки.

3.3 Условия проведения экспериментальных исследований.

3.4 Методика планирования экспериментов и обработка результатов.

3.5 Выводы

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Анализ влияния технологических факторов на показатели заготовки.

4.2 Зависимость механических свойств заготовки от геометрических параметров

4.3 Рационализация условий получения заготовки.

4.3Выводы

Развитие современного машиностроения характеризуется созданием конструкций и узлов машин, предназначенных для работы в различных условиях эксплуатации. Эти задачи решаются в соответствии с требованиями экономического и социального развития, предусматривающими сосредоточение усилий на повышении качества, надежности, экономичности и производительности оборудования, снижении материалоёмкости и энергопотребления. Большое значение имеет поиск новых методов, позволяющих обеспечить высокую производительность, требуемую точность и качество деталей. В этом плане теоретические разработки, новые идеи, а также оптимизация уже известных методов имеют особое значение.

Требования повышения качества и долговечности работы подшипника в значительной степени определяются физико-механическими и геометрическими характеристиками рабочих поверхностей.

Известно, что в основе почти всей современной техники лежат движения вращения или качения. Следствием этого является то, что большая часть деталей, обеспечивающая работу техники, является телами вращения.

Современное машиностроение характеризуется непрерывным повышением интенсивности работы изделий: увеличением скоростей и нагрузок, рабочих давлений и температур. В процессе работы машины в наиболее напряженных условиях находится тонкий поверхностный слой контактных участков соприкасающихся деталей, от качества и прочности которых зависят эксплуатационные свойства всего изделия, его надежность и долговечность.

Ни одна современная машина не обходится без подшипников качения. К ним предъявляются особенно высокие требования. Они должны выдерживать работу при очень больших частотах вращения, под большим давлением, хорошо работать в агрессивных средах, выдерживать высокую температуру.

Одной из важнейших проблем подшипникового производства является сокращение расходов основного материала и повышение качества рабочих поверхностей деталей. Особое внимание уделяется требованиям в отношении точности, бесшумности, долговечности подшипников. Все эти требования должны найти отражение в дальнейшем совершенствовании конструкции подшипников, а также в технологии их изготовления.

Актуальность темы. В существующих условиях конкуренции на рынке подшипников качения становится важным обеспечение производства изделий высокого качества с новыми потребительскими свойствами и пониженными производственными затратами. Это возможно на основе эффективного использования накопленного в России мощного научного потенциала, внедрения в производство новых эффективных наукоемких технологий, создания разработок в области совершенствования конструкций машин и механизмов.

Среди большого разнообразия конструкций подшипников качения на рынке большую долю составляют упорные подшипники, которые в большом количестве используются в различных узлах автомобилей: передняя стойка, коробка передач, узел сцепления и др., в тракторах, комбайнах, самолетах, разнообразной бытовой технике. К числу проблемных подшипников, например, относится упорно-радиальный подшипник верхней опоры передней стойки легковых отечественных автомобилей «Калина», «Приора», «Гранта», а также автомобилей зарубежных моделей: «Renault», «Nissan», Ford, Volkswagen и многих других. Отечественные упорные подшипники не обеспечивают требуемый ресурс работы, очень велика стоимость этих подшипников.

В области изготовления этих и других подшипников в последнее время достигнуты большие успехи. Для изготовления деталей подшипников используются высококачественные стали, широко применяются станки с программным управлением, используется эффективный режущий инструмент и т.д. Однако основным недостатком современного подшипникового производства остается низкий коэффициент использования материалов, так как значительная часть металла (более 50%) при обработке заготовок удаляется в стружку. Поэтому существующая технология и известные способы производства деталей подшипников все еще малоэффективны, их изготовление сопровождается высокими материальными и трудовыми затратами, что приводит к высокой стоимости этих подшипников.

Поэтому тема работы по совершенствованию технологии изготовления деталей подшипников, созданию малоотходных и безотходных методов производства является актуальной.

Технико-экономическая эффективность процессов получения деталей типа колец подшипников, обеспечивается за счет:

- экономии металла в результате получения заготовки к форме деталей и обработки поверхности деталей без снятия стружки, в некоторых случаях получения уже готовой детали;

- повышения производительности и снижения трудоемкости производства заготовок и высокоточной обработки деталей, так как при этом могут исключаться доводка, хонингование, термообработка и другие процессы;

- улучшения качества и эксплуатационных свойств деталей, устойчивость к износостойкости, увеличение прочности и др.

Целью данной работы является повышение эффективности производства упорных подшипников качения на основе разработки малоотходной технологии изготовления их колец из металлической ленты.

Методы и средства исследований. Построение математической модели процесса формирования опорных колец подшипников из металлической ленты осуществлялось с применением методов технологии машиностроения и сопротивления материалов. Для моделирования динамических свойств деталей использовался программный продукт Solid Works Simulation Xpress 3D. Экспериментальные исследования проводились на основе методов математической статистики и теории планирования экспериментов. В качестве средств исследования использовались современное оборудование и приборы ОАО «НЛП «Алмаз».

Научная новизна работы:

1. Выполнен системный анализ безотходных и малоотходных методов изготовления деталей машин и приборов, обоснован способ изготовления колец упорных подшипников из металлической ленты путем навивки ленты в рулон, обеспечивающий существенную экономию материала и других производственных ресурсов при его использовании. Описаны критерии, определяющие прочностные показатели колец упорных подшипников в процессе их изготовления из металлической ленты методом навивки.

2. Разработана математическая модель формирования деформационно-напряженного состояния и прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты, установлен механизм влияния основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки, на прочностные параметры деталей типа колец.

3. Разработана и построена в программе Solid Works Simulation Xpress 3D имитационная модель процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников, получены результаты, подтверждающие теоретические исследования и показывающие наиболее опасные для разрушения участки деталей.

4. Получены регрессионные зависимости прочностных параметров колец подшипников от основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки, выполнен анализ этих зависимостей, обоснованы рациональные условия формирования колец, подтверждена адекватность аналитических зависимостей.

Практическая ценность и реализация работы:

Практическая ценность работы заключается: в разработанной перспективной малоотходной технологии формирования рабочих колец подшипников из металлической ленты, позволяющей существенно снизить материалоемкость и трудоемкость, значительно упростить технологию производства колец упорных подшипников;

- в предложенном ресурсосберегающем оборудовании для формирования колец из металлической ленты, так как данное оборудование является простым в изготовлении, настройке и ремонте, для работы на нем не требуется специального обучения и навыков;

- в предложенных рациональных условиях осуществления процесса формирования колец, полученных методом расчетов и доказанных лабораторными испытаниями.

Методика, алгоритм и технология производства опорных колец подшипников из металлической ленты приняты к внедрению в ООО «НПП НИМ» СГТУ. Предложена методика расчета экономического эффекта от внедрения разработанных технологий и оборудования в условиях реального производства.

Положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Системный анализ безотходных и малоотходных методов изготовления деталей машин и приборов; предложен инновационный способ изготовления колец упорных подшипников из металлической ленты путем навивки ленты в рулон, обеспечивающий возможность существенной экономии материала и других производственных ресурсов при его использовании.

2. Математическая модель формирования деформационно-напряженного состояния и прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты; установлен механизм влияния основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки на прочностные параметры деталей типа колец.

3. Имитационная модель процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников; получены результаты, подтверждающие теоретические исследования и показывающие наиболее опасные для разрушения участки деталей; разработана и построена в программе Solid Works Simulation Xpress 3D.

4. Регрессионные зависимости прочностных параметров колец подшипников от основных технологических факторов: диаметра предварительного изгиба ленты, длины ленты, силы статического натяжения ленты, частоты вращения оправки; выполнен анализ указанных зависимостей, обоснованы рациональные условия формирования колец, подтверждена адекватность аналитических зависимостей.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается лабораторными исследованиями, выполненными с применением научно обоснованных средств измерений и обработки экспериментальных данных, показателями опытно-производственного внедрения, а также соответствием результатов исследований современному уровню.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы по мере их разработки докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях различного уровня:

- научных семинарах кафедры «Технология машиностроения» СГТУ 2009 -2011г.,

- международной молодежной научной конференции, Республика Марий Эл, 2010, Марийский государственный технический университет;

- Общероссийском конкурсе проектов Фонда содействия развитию МП НТС в рамках программы «СТАРТ 10», 2010;

- Общероссийском конкурсе проектов Фонда содействия развитию МП НТС в рамках программы «СТАРТ 11», 2011;

По тематике данной работы были получены грамоты и награды в конкурсах:

- почетная грамота за 2-е место в региональном конкурсе «Лучшее бизнес-предложение инновационного проекта» и 3-е место в общекомандном результате 2009;

- золотая медаль и диплом первой степени за первое место в конкурсе «5-й Саратовский салон изобретений, инноваций и инвестиций», 2010;

- присужден статус победителя и получено денежное финансирование 1 000 000 руб. в конкурсе проектов по программе «СТАРТ 10», 2010.

Публикации. По результатам исследований получено одно положительное решение о выдаче патента, опубликовано 10 работ, среди которых 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 117 наименований, 10 приложений. Основная часть работы изложена на 171 странице машинописного текста, содержит 24 таблицы, 96 рисунков.

5.3 Выводы:

1. Предложено новое оборудование для выполнения операции навивки металлической ленты в рулон, которая проста в эксплуатации и не требует высокой квалификации при обслуживании и позволяет уменьшить металлоемкость и стоимость оборудования;

2. Предложен технологический процесс изготовления колец подшипников, в связи с чем значительно сокращается количество операций и снижается загрязнение окружающей среды вредными веществами;

3. Рассчитан экономический эффект от внедрения технологического процесса изготовления колец радиальных упорных подшипников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили решить поставленную в работе актуальную задачу по разработке и отработке рациональных параметров малоотходного технологического процесса изготовления деталей подшипников из металлической ленты, обеспечивающего повышение эффективности производства и достижение требуемого качества упорных подшипников. а у щ/---Г ^

2. Предложена математическая модель формирования потребных прочностных свойств деталей, изготовляемых из металлической ленты. Показано влияние на прочностные свойства деталей различных технологических факторов. Анализ результатов расчета с применением предложенной математической модели позволил выявить наиболее влияющие факторы на прочностные свойства деталей и определить область рациональных значений технологических параметров.

3. Выполнено компьютерное моделирование процесса формирования прочностных свойств деталей типа колец упорных подшипников, который подтвердил результаты аналитических исследований.

4. Результаты экспериментальных исследований позволили получить регрессионные зависимости механических свойств деталей, изготовленных методом навивки из металлической ленты, от основных влияющих технологических факторов. Приведено сравнение экспериментальных исследований с результатами аналитических расчетов, что подтверждает адекватность предложенных математических моделей. Предложена методика оптимизации режима формирования деталей, получаемых навивкой из металлической ленты.

5. Разработаны практические рекомендации по промышленному применению результатов исследований. Новизна предложенной технологии подтверждается положительным решением ФИПС по заявке на изобретение № 2010124538 «Установка для намотки тонкого проката в рулон». Анализ эффективности предложенных решений показал значительные преимущества новой малоотходной технологии в сравнении с существующими технологиями изготовления упорных подшипников. Выполненные исследования позволили организовать производство упорных подшипников в условиях Саратовского государственного технического университета. Подшипники 1118-2902840-04, изготовленные по предложенной технологии в условиях «НИИ НИМ» СГТУ, успешно прошли испытания на ОАО «Скопинский автоагрегатный завод» -основном поставщике передних стоек автомобилей на ВАЗ, в которых используется данный подшипник. Имеются положительные отзывы об эксплуатации упорных подшипников производства «НИИ НИМ» СГТУ от потребителей. Расчет пока-зал, что при потребном объеме выпуска подшипников 1118-2902840 в количестве 500 тыс. шт. в год, экономический эффект составляет 18 млн. руб. в год, рентабельность 75%, срок окупаемости капитальных вложений - 0,9 года.

6. Предложенная технология может эффективно использоваться для изготовления колец подшипников других типоразмеров взамен традиционных технологий.

1. Bezier P. Example of an existing system in the motor industry: The UN1.URF System. - Proc. Royal Soc., London, 1971, A 321, pp. 207-218.

2. Blair I.S.: Stresses in Tubes Due to Internal Pressure, 1950, p. 172.

3. Boardman H.C.: Formula for the Design of Cylindrical and Spherical Shells to Withstand Uniform Internal Pressure. The Water Tower, 1943, p.30.

4. Braid L C. Geometric modeling // Advances in Computer Graphics. -Berlin: Spinger-Verlag, 1981. P. 425-462.

5. Computer graphics society. Techniques for computer graphics / Ed. by R. A. Earns haw, D. F. Rogers. New York: Springer, 1987. VIII. - 512 p.

6. Ling-Ling Wang, Wen-Hsiang Tsai. Camera calibration by Vanishing Lines for 3-D Computer Vision. IEEE Trans. On Pattern Analysis and Machine Intelligence. Vol.13, No.4, April, 1991.

7. Lord E.A., Wilson C.B. The mathematical description of shape and form. Chichecter: Harwood, 1984. 260 p.

8. Pigel L. Key development in computer-aided geometric design // Computer Aided Design. 1989. Vol. 21, № 5. P. 63-71.

9. Scnhittedaten fur das Drenfrasen // Seco Tools GmbH. Werkstatt und Betrib, 1986.-V. 119.-№.4.-S. 312-313

10. A.c. 963643 (СССР). Способ изготовления многослойных изделий. П. Г. Пимштейн, Б.Г. Мурашев, А.А. Топицын и д. р. Заявл. 309.80, Цо 2977412, Опубл. в Б.И. 1983, № 37.

11. А.с. № 1810641. Шариковый радиально-упорный подшипник / ЯхинБ.А., Кузьмин В.А. и Волкова Л.П. // Открытия. Изобретения. 1993. - Бюл. № 15.

12. Агеев Н.П. Изготовление деталей пластическим деформированием. / Н.П. Агеев и др. Л.: Машиностроение, 1979. с. 292-307.

13. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. / Ю. П. Адлер и др. М.: Наука, 1971.

14. Акида Е.А. и др. Исследование многослойных цилиндров, работающихпод высоким давлением, Т 9, 1969, № 4, с.376-389

15. Алямовский A.A. Solid Works 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. -1040 с.

16. Антонюк В. Е. В помощь молодому конструктору станочных приспособлений / В. Е. Антонюк. Минск, 1975. - 352с.

17. Анурьев В. И. Справочник специалиста. Справочник конструктора -машиностроителя. В 3 т. Т. 2 / В. И. Анурьев. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2001.

18. Арзамасов Б.Н., Макарова В.И., Мухин Г.Г. Материаловедение: Учебник для вузов. М.: Изд. во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -648 с.

19. Ахмеров А.Ф. О напряженно деформированном состоянии проволоки при навивке цилиндрических пружин// Изв. ВУЗов. Авиационная техника. М., 1970,-№4-С. 130-136.

20. Ахмеров А.Ф., Махмудов A.M. проектирование технологических операций Навивки винтовых пружин и спиралей на цилиндрическую основу // Конструирование и технология изготовления пружин / Межвузовский сб. науч. тр., Устинов, 1986. С П 1-119.

21. Базров Б. М. Модульная технология в машиностроение / Б. М. Базров. -М.: Машиностроение, 2001. -368с.

22. Балюра П.Г. Машинная оптимизация процесса поверхностного пластического деформирования / П.Г. Балюра, Е.М. Коровин, А.Г. Ермаков // Вестник машиностроения № 8 1978, -68с.

23. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: Высш. шк., 1961. - 537с.

24. Беленко И. С. Прогрессивные технологические процессы токарной обработки колец подшипников из штучных заготовок / И. С. Беленко. М.: НИИ Автопром, 1972. - 94с.

25. Белков В.Г., Соколов К.О., Лавриненко Ю.А. Новая технология упрочнения высоконагруженных пружин растяжения и сжатия из круглойпроволоки. Отчет по НИР. Челябинск: ЧГТУ, 1996. - № гос. регистрации 04.950.005063.

26. Белков Е.Г. Исследование процесса навивки пружин, с межвитковым давлением на автоматах // Кузнечно-штамповочное производство. -1974. -№9. С . 18-20.

27. Белков Е.Г. О влиянии скорости подачи проволоки на точность навиваемых пружин Изв. ВУЗов. Машиностроение, 1986. №10. 136-139.

28. Белков Е.Г. Холодная навивка пружин. Иркутск: Изд. Иркутского ун-та, 1987.-96с.

29. Богатов A.A., Мижирицкий О.И., Смирнов СВ. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. - 144с.

30. Бородачев Н. А. Расчетные методы выявления резервов производительности и точности производства в точном машиностроении и приборостроении / Н. А. Бородочев. М.: МАИ, 1955. -№116. - 78с.

31. Бровман М.Я. Применение теории пластичности в прокатке. /М.Я. Бровман-М.: «Металлургия», 1965.

32. Васиин А. Н. Формирование припусков на механическую обработку заготовок на основе стохастических моделей: дисс. Докт. Техн. Наук. -Саратов, 2006. 460с.

33. ГОСТ 520-2002. Подшипники качения. М.: Изд-во стандартов, 2003. -67с.

34. ГОСТ 8338-75. Подшипники шариковые радиальные однорядные. М.: Изд-во стандартов, 1984. -58с.

35. Гришин В. К. Статистические методы анализа и планирования экспериментов / В. К. Гришин М.: МГУ, 1975. -128с.

36. Добровольский В. В. Теория механизмов и машин / В. В. Добровольский. -М.: МВТУ, 1958.- 16с.

37. Ермаков Ю. М. Высокотехнологичные и материало-экономные детали машин и механизмы. Ленточные технологии их изготовления/Технологияметаллов. 2002. -№7. С. 33-36.

38. Ермаков Ю. М. Перспективны развития технологических процессов и автоматических линий для механической обработки тел вращения / Ю. М. Ермаков. М.: ВНИИТЭМР, 1990. - 64с.

39. Ермаков Ю. М. Состояние и тенденции развития лезвийной обработки/ Ю. М. Ермаков. М.: НИИмаш, 1983. - 68с.

40. Заседателев С.М. Навивка пружин с начальным натяжением // Расчеты на прочность элементов машиностроительных конструкций: Тр. МВТУ. 1955. -№31. -С.109-119.

41. Иванов М. Г. Формирование припусков на механическую обработку заготовок на основание стохастического анализа влияющих факторов: дисс. Канд. Техн. Наук. Саратов, 1991. -187с.

42. Калинин В.А. Моделирование процесса намотки оболочек волокнистыми композиционными материалами // Геометрические вопросы САПР: Тез. док. межгосударственной науч. конф. Улан-Удэ, 1993. С. 9-10.

43. Калинин В.А. Технологический процесс намотки и его моделирование // Керамика в народном хозяйстве: Тез. науч. техн. конф. - Ярославль, 1994. С. 48-49.

44. Калинин В.А., Аюшеев Т.В. Вопросы наматываемости ленты при геометрическом моделировании процесса намотки составной поверхности. -Депонир. в ВИНИТИ, № 1083-В92 от 31.03.92. -9 с.

45. Калинин В.А., Аюшеев Т.В. Вопросы прилегания ленты при геометрическом моделировании процесса намотки составной поверхности // Математическое обеспечение систем с машинной графикой: Тезисы VII науч.-техн. семинара. Ижевск, 1992. С. 29.

46. Калинин В.А., Аюшеев Т.В. Расчет параметров армирования составной поверхности с учетом ширины композиционной ленты. Депонир. в ВИНИТИ, № 1082-В92 от 31.03.92. 10 с.

47. Калинин В.А., Якунин В.И. геометрическое моделированиетехнологического процесса намотки в производстве JIA / Учебное пособие. -М.: Изд-во МАИ, 1995. 68 с.

48. Каневцов В. М. Прогрессивная технология и металлорежущее оборудование для обработки деталей подшипников / М.В.Каневцов. М.: ЭНЙИП, 1958. -№19. -79с.

49. Каневцов В. М. Совершенствование токарной обработки колец подшипников / М.В.Каневцов. М.: ЭНЙИП, 1963. - №2. - 85с.

50. Качанов JIM. Основы теории пластичности и ползучести. М.: Наука, 1969.-420 с.

51. Ковалев М.П. Расчет высокоточных шарикоподшипников / М.П. Ковалев, М.З. Народецкий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. 347с.

52. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения / И.М. Колесов. М.: Высш. шк., 2001. -590с.

53. Коновалов A.A. О вынужденных колебаниях цилиндрических пружин Вестник машиностроения,-1965 ,-№6.-С.28-30.

54. Королев A.A. Совершенствование технологии изготовления тонкостенных колец подшипников. / Ал. А. Королев, A.B. Королев, Ан. А. Королев Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004.

55. Королев A.B., Годунов В.Б. Анализ рациональных схем контроля деталей автомобиля. Прогрессивные техпроцессы в машиностроении. Труды всероссийской конференции с международным участием. Тольятти: ТГУ, 2002. 140-144.

56. Королев A.B. Выбор оптимальной геометрической формы контактирующих поверхностей деталей машин и приборов. Саратов: СГУ, 1972.-96 с.

57. Королев A.B. Способ изготовления колец подшипников из листового проката. / A.B. Королев, В.В. Болкунов, A.A. Никифоров. // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. Саратов:

58. Сарат. гос. техн. ун-т, 2005.

59. Коростошевский Р.В. Подшипники качения: справочник-каталог / Р.В. Коростошевский, В.Н. Нарышкин, В.Ф. Старостин; под общ. Ред. В.Н. Нарышкина, Р.В. Коростошевского. -М.: Машиностроение, 1984. 472с.

60. Корсаков B.C. Основы конструирования приборостроения / B.C. Корсаков. М.: Машгиз, 1983. - 277с.

61. Корсаков B.C. Точность механической обработки / B.C. Корсаков. М.: Машгиз, 1961.-286с.

62. Крысин В.Н., Крысин М.В. Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций. М.: Машиностроение, 1989. 240 с.

63. Кузнецов E.H. Конструирование оболочек из лент в тр. Международного симпозиума по напряженному состоянию пространственных строительных конструкций, Токио, Киото, 1972, с.339-344

64. Лобкова Н.А, Влияние закрепления краев навивки на напряженно-деформированное состояние районированной цилиндрической оболочки -Прикладная механика, 198 2, № 4 й.48-52.

65. Лурье Г.Б. Технология производства подшипников качения /Г.Б.Лурье. -М.: Машгиз, 1949. -446с.

66. Львов Д.С. Штамповка кольцевых заготов / Д.С. Львов, Ю.Л. Рождественский. -М.: Машгаз, 1958. 237с.

67. Малинин H.H. Холодная навивка цилиндрических пружин. Новые методы расчета пружин / Под общей редакцией Пономарёва Д. М.: «Машгиз» , 1946,-5-10.

68. Маталин A.A. Технология механической обработки / А.А.Маталин. -Машиностроение, 1977. -237с.

69. Машиностроение: Энциклопедия: в 40т. /Под общ. Ред. А.Г. Суслова. -М.: Машиностроение, 2000. Т.1. -840с.

70. Машиностроение: Энциклопедия: в 40т. /Под общ. Ред. А.Г. Суслова. -М.: Машиностроение, 2000. Т.2. -840с.

71. Машиностроение: Энциклопедия: в 40т. /Под общ. Ред. А.Г.Суслова. -М.: Машиностроение, 2000. Т.З. -840с.

72. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов. РДМУ 109-77. -М.:Стандарты,1978. -63с.

73. Налимов В.В. Статестические методы планирования экстремальных экспериментов /В.В. Налимов, H.A. Чернов. М.: Наука, 1965. -340с.

74. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов / М.П. Новиков. М.: Машиностроение, 1980. 592с.

75. Обработка металлов резанием: справочник технолога / A.A. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.: под общ. Ред. A.A. Панов. М.: Машиностроение, 1988. 756с.

76. Отраслевые нормали подшипниковой промышленности: ГП 40-58, ОН2305-033-65, ОН 2305-034-65.

77. Пат. 2252096 Российская Федерация, Кл. B21D22/02, Способ изготовления цилиндрических деталей: A.M. Чистяков, В.Н. Буданов, Р.В. Воробьев, В.В. Болкунов, A.A. Королев, A.B. Королев 04.08.03.

78. Пат. 1494160 /Англия/Multilayerpressurevessel/ П.Г. Пимштейн И др. -заявл. 23.04.76; опубл.07.12.1977.

79. Патент США № 3. 387. 724. CLUTCH BEAR1.GS / Manfred Bran-<leastein, Aschfeld, Armin Obechewski, Scliweinfiirt bold of Germany Mar. 18, 1975.

80. Патент США № 4. 027. 932. CLUTCH RELEASE / Heinrich Kukel,Schweinfort; Manfred Brandenstien, Asciifeld; Schweinflirt; Sigismund Finzel, Dittelbrunn; WilliGossmaim, Mainberg, all of Germany June. 7, 1977.

81. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента / Л.Г. Куклин, В, И, Сагалов, В.Б. Серебровский, С.И. Шабашов. М.: Машиностроение, 1986. - 140с.

82. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания / В.Н. Подураев.-М.: Машиностроение, 1977. -304с.

83. Пономарёв Д. Упруго пластические расчёты в связи с холоднойнавивкой цилиндрических пружин // Тр. МАИ. 1952 . -Вып. 17. 10-25.

84. Прогрессивные технологии: Учеб. Пособие / Под общ. Ред. В.И. Аверченкова: 2-е изд. Брянск, 1997. 158с.

85. Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: сб. науч. тр. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005.

86. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник: В Зт. / Под. общ. ред. A.C. Проникова. -М. Машиностроение, 1994.

87. Проектирование технологических процессов в машиностроение: учебн. Пособие / И. П. Филонов, Г. Я. Беляев, JI. М. Кожуро, В. И. Аверченков и др.; под. общ. ред. И. П. Филонова. Минск: Технопринт, 2003. -910с.

88. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования эксперимента, М., Наука, 1970, -76 с.

89. Расчеты эффективности новой техники / Под ред. K.M. Великанов. Д.: Машиностроение, 1990. 432с.

90. Редькин JI.M. Разработка научных основ управления качеством производства пружин с применением ВТМО: Дисс. докт. техн. наук: 05.02.08. — Ижевск, ИжГТУ. 1999.

91. Рождественский Ю.Л. Прогрессивные методы производства заготовок колец подшипников качения / Ю.Л. Рождественский. М.:Специнформ-центр ВНИППа, 1968. -94с.

92. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента / Л.З. Румшинский. М.: Наука, 1971. - 192с.

93. Смирнов-Аляев Г. А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. / Г.А. Смирнов-Аляев JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1978. -368 с.

94. Смиронов Н.В. Курс теории вероятности и математической статистики для технических приложений / Н.В. Смиронов, И.В. Дунин-Барковский. М: Наука, 1965. -511с.

95. Совершенствование технологии изготовления колец подшипников /Лазуткин Т.Е., Гринфельд Л.А. // Кузн. штамп, пр-во - 1996 - № 8 - с. 16-17 Рус.

96. Соколовский А.П. Курс технологии машиностроения / А.П.Соколовский. М.:Машгиз, 1949. -436с.

97. Соколовский А.П. Расчеты точности обработки на металлорежущих станках / А.П.Соколовский. М.:Машгиз, 1952. -324с.

98. Солонин И.С. Математическая статистикав технологии машиностроения / И.С.Солонин. М.¡Машиностроение, 1972. -215с.

99. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. 183 с.

100. Способ изготовления плоских колец: Пат. 2041003 Россия, МКИА B21HI / 12 / Наговицин В.В., Ефимов А .М ., Шагов B.C.; НИИ металлург, технол. № 5066605\08; Заявл. 1.7.92; Опубл. 9.8.95, Бюл. №22.

101. Способ изготовления пружин Е.Г. Белков, опубл. 15.01.76. Бюл. №33. 28.101. 1 Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т. 1 /под. ред. A.M. Дальского, А.Г.Клсиловой, Р.К.Мещарикова, А.Г.Суслова. М.:Машиностроение, 2001. -917с.

102. Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т.2 /под. ред. A.M. Дальского, А.Г.Клсиловой, Р.К.Мещарикова, А.Г.Суслова.

103. М. Машиностроение, 2001. -949с.

104. Спришевский А.И. Подшипники качения / А.И.Спришевский. М.: Машиностроение, 1969.

105. Спришевский А.И. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1986.-616с.

106. Сторожев М.В., Попов Е. А. Теория обработки металлов давлением. Учебник для ВУЗов. Изд. 4-е, М.: Машиностроение, 1977. — 423с.

107. Стрельченко В.С.Математическая модель технологиимногопроходного продольного накатывания / B.C. Стрельченко // Тр. ОАОАНИТИМ. Барнаул, 1997.-е. 89-95.

108. Сухарев В. А., Матюшев И.И. Расчет тел намотки. М.: машиностроение, 1982. 136 с.

109. Теория вероятности: справочник по теории вероятности и математической статике / под. ред. В.С.Королюк. Киев: Наукова думка, 1978. -583с.

110. Технология машиностроения: учебник /А.Г.Суслов. М.: Машиностроение, 2004. 400с.

111. Технология машиностроения: учебник для машиностроительных специальностей вузов /А. А. Гусев, И. М. Колесов и др. М.: Машиностроение, 1986.-480с.

112. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Издательство МВТУ им. Н.Э. Баумана. 1999. С. 593.

113. Шаврин О.И., Редькин JI.M., Конышев В.Н. Технология повышения надежности пружин дизелей Двигателестроение, 1987, 38-41.

114. Шварц А.Б. Математическое и программное обеспечение геометрического моделирования процессов намотки изделий из композиционных материалов. Дисс. канд. техн. наук. Новочеркасск, 2002. -184 с.

115. Щербаков В.И. Исследование работоспособности пружин сжатия из различных материалов Конструирование и технология изготовления пружин/ Межвузовский сборник науч. трудов, Устинов, 1986.-С. 127-135.