автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Работоспособность приводных роликовых и втулочных цепей с ориентированными свертными втулками

ЛЬВОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА

На правах рукописи КРИВЫЙ Петр Дмитриевич

УДК 621.855

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПРИВОДНЫХ РОЛИКОВЫХ И ВТУЛОЧНЫХ ЦЕПЕЙ С ОРИЕНТИРОВАННЫМИ СВЕРТНЫШ ВТУЛКАМИ

Специальность 05.02.02 - машиноведение и детали машин

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Львов - 1990

Работа выполнена в Тернопольском филиале Львовского ордена Ленина политехнического института иыени Ленинского комсомола

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Дубиняк С.А.

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки и

техники РСФСР, доктор технических наук, профессор ИВАШОВ И.И. кандидат технических наук, доцент ПАВЛЩЕ В.Т..

Ведущее предприятие - Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения

Защита состоится ^ • 77 1990 г. в ' часов на заседании специализированного совета К 063.36.05 при Львовском ордена Ленина политехническом институте им. Ленинского комсомола (290646, г.Львов-13, ул.Кира,12).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института (ул.Профессорская,I).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по указанному адресу.

У/)

.Автореферат разослан /уО. 7С/._ 2990 г.

Ученый секретарь спедаализированного совета . Е.М.Гарасск

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Надежная работа десятков миллионов машин, оснащенных цепными передачами, во многом определяется работоспособностью приводных роликовых и втулочных цепей. Широкое использование цепей вызывает необходимость проведения углубленных исследования по повышении их работоспособности. Опыт эксплуатации цепных передач показывает, что одно? из основных причин выхода цепей из строя является недостаточная износостойкость их шарниров. Улучшению этого показателя способствует ориентация свер-тных втулок стыковым швом внутрь звена при сборке цепи, исключаю- . щая возможность контакта в зоне шва пары "втулка-валик".- Однако в настоящее время нет достаточных количественных и качественных показателей влияния ориентации втулок на работоспособность цепей. Кроме того, не исследовано влияние ориентации на точностные параметры цепи и разноразмерность ее шагов, прочностные характеристики сопряжений втулка-пластина, условия контактирования шарниров. Отсутствуют эффективные устройства, обеспечивающие угловую ориентацию втулок на оборудовании для сборки приводных цепей.

Тема работы отвечает тематике, предусмотренной планом научно-исследовательских работ Минвуза СССР в области механики на 19851990 гг.(приказ Минвуза СССР № 445 от 19.08.85 г.), решению комитета по научно-техническому сотрудничеству стран-членов СЭВ (код 1.36.СЭВ) и планам хоздоговорных работ Тернопольсхого филиала Львовского политехнического института, выполняемых по заказу Дау-гавпилсскаго завода приводных цепей (НИР № 02840030432 и № 02850078699, государственные регистрационные № 80013791, № 0184004918).

В связи с этим решение вопроса о влиянии ориентации втулок на работоспосооность приводных роликовых и втулочных цепей с обеспечением конструкторско-технологической реализации процесса ориентирования является весьма актуальной задачей.

Цель работы - теоретическое и экспериментальное исследование влияния ориентации втулок на работоспособность приводных цепей по критериям износостойкости и прочности прессовых соединений втулка-хластина;'оптимизация угловых зон ориентирования втулок и конструктивных параметров пластин; разработка методик и средств контроля единичных показателей качества цепей; создание устройств для ори-гнтации втулок.

Методы исследований. Теоретическая часть работы выполнена с применением известных положений теории вероятностей, теории цепного зацепления, а также статистических методов обработки экспериментальных данных. Определение статистических характеристик исследуемых параметров и их оптимизация осуществлялась на ЭВМ. Теоретические результаты подтверждены экспериментальными данными, полученными на специально разработанных и изготовленных установках с использованием высокочувствительной измерительной аппаратуры.

Научная новизна. Теоретически обосновано влияние ориентации втулок на повышение износостойкости шарниров цепей в процессе макроприработки, точности контактных шагов цепи и нагрузочной способности двухрядных и параллельно-рядных передач. Разработана методика контроля величины износр цепи с обоснованием достаточного числа измерений для отдельного отрезка и контура цепи, а также периодичности контроля.

Практическая ценность. Разработаны конструкции устройств для ориентации втулок, автомата для сборки внутренних звеньев приводных двухрядных цепей шага 9,525 мм с ориентированными втулками, а также способы и устройства контроля зазоров в собранной цепи и функциональных размерных параметров пластин. Получены зависимости для установления оптимальных значений межосевых расстояний отверстий пластин для цепей с ориентированными втулками.

Реализация раооты. Результаты работы внедрены в производство на Даугавпилсском заводе приводных цепей, Новосибирском заводе низковольтной аппаратуры, Горьковском автомобильном заводе и Оренбургском политехническом институте. Расчеты показывают, что годовой экономический эффект от внедрения автомата сборки внутренних звеньев только на Даугавпилсском заводе составит за счет повышения производительности - 10 тыс.руб., а за счет увеличения износостойкости цепей на 15% - 400 тыс.руб. в сфере эксплуатации.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 5-й Лениградской научно-практической конференции "Повышение качества и надежности промшленных изделий"(г.Ленинград, 1975 г.), на 7-й всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых "Теоретические и экспериментальные исследования в области сельскохозяйственного машиностроения" (г.Москва, 1979 г.),на краевой научно-технической конференции "Повышение технико-эксплуатационных показателей машиностроительной продукции конструкторскими и технологическими методами" (Хабаровск, 1980 г.), на всесоюзной научно-технической конференции "Развитие и совершенствование сельско-

хозяйственной техники" (г.Кировоград, 1983 г.), на 5,6 и 7-й Всесоюзных школах "Расчети управление надежностью больших механических систем" (г.Свердловск, 1984,1986,1988 гг.), на отчетных конференциях профессорско-преподавательского состава Тернопольского филиала Львовского политехнического института (г.Тернополь, 19751989 гг.), на заседании кафедры "Детали машин" Львовского политехнического института (г.Львов, 1990 г.), а также на всесоюзных и республиканских конференциях с тематикой соответствующей диссертации (г.Ленинград, 1976; г.Кировоград, 1977; г.Киев, 1980; г.Тернополь, 1980; г.Грязи, 1986;г.Харьков, 1986).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 29 научных работах, а основные конструкторские разработки защищены II авторскими свидетельствами на изобретения.

Ооъем раооты. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, перечня литературы и приложения. Основной текст изложен на 252 страницах машинописного текста и включает 107 рисунков. В библиографию включено 169 наименований. Приложения представлены на 103 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе "Анализ состояния вопроса, постановка задачи и цель исследований" дан анализ критериев работоспособности,единичных показателей качества применительно к приводным цепям. Значительный вклад в исследование работоспособности приводных цепей внесли работы советских ученых Воробьева И.В., Глущенко И.П., Ду-коваК.П., Дубиняка С.А., Ивашкова И.И., Петрика А.А., Решетова Д.Н., Романовского Б.В., Столбина Г.В., французского исследователя Кунтцмана П., немецкого ученого Рахнера Г. и др. Основными направлениями повышения работоспособности приводных цепей являются! выбор соответствующих материалов для деталей цепей; обеспечение требуемых физико-механических свойств трущихся поверхностей, обеспечивающих максимальную износостойкость трущейся пары; достижение заданных значений геометрических параметров рабочих поверхностей (шероховатость, форма, регулярный микрорельеф и-т.п.), а также повышение точности размеров наружных и внутренних звеньев и оптимизация их соотношения.

В результате анализа известных конструкторско-технологических методов повышения работоспособности приводных цепей, работ проф. Жукова К.П., опыта некоторых зарубежных и отечественных изготови-

телей цепей, установлено, что одним из существенных резервов повышения их износостойкости является обеспечение угловой ориентации свертных втулок, исключающей контакт шва втулки с валиком. Вместе с тем существующими исследованиями недостаточно освещен механизм влияния угловой ориентации втулок на повышение износостойкости шарниров, не установлена взаимосвязь между ориентацией втулок и соответствующими критериями работоспособности, а также размерным состоянием цепи в сборе.

На основе проведенного анализа и в соответствии с целью исследований, задачами настоящей работы являются: разработка конструкций устройств для обеспечения ориентации втулок при сборке внутренних звеньев; создание оборудования и методик для экспериментального исследования эксплуатационных свойств приводных цепей с ориентированными втулками; разработка научно обоснованного аппарата прогнозирования повышения износостойкости и нагрузочной способности приводных цепей за счет ориентации втулок.

Во второй главе "Исследование влияния ориентации втулок на точностные параметры приводных цепей и деталей" дан анализ влияния точности функциональных размеров деталей приводных цепей на такие качественные показатели, как точность контактных шагов, точность длины отрезков и рядная разноразмерность для двухрядной цепи шага 9,525 мм. Исследована точность контактной толщины стенки втулки и ее распределение по углу поворота; диаметров отверстий и их межосевых расстояний в наружных и внутренних пластинах (соответственно ^пл » и А„ , Аб). а также отклонения от прямолинейности ооразую-щей у и от круглости Д внутренней цилиндрической поверхности втулок и значения зазора в шарнире 63 .

Установлено, что толщина стенки втулок в зоне контакта с валиком в зависимости от особенностей технологического процесса их изготовления, имеет определенную закономерность по углу поворота и в случае произвольной ориентации втулок отрицательно влияет на поле рассеяния контактных шагов. н ^

Доказана стабильность измерений величин с1ПА , с1ПА и Ан , А& выполненных по предложенной в работе методике, достоверность полученных результатов. Их анализ показал, что существующие технологические процессы не обеспечивают требуемой точности диаметров отверстий и межосевых расстояний в пластинах.

Предложена методика (авт.св.СССР ».446734, № 636464) и устройство контроля зазоров в шарнирах приводных цепей в собранном виде,-

использу». которое определены реальные величины зазоров. Анализ результатов показывает, что зазоры получаются большими, чем рекомендуемые в литературе для нормальной работы цепи. С увеличением шага цепи наблюдается увеличение среднего значения зазора и дисперсии его рассеяния. Имеется незначительная вероятность возникновения отрицательного зазора, приводящего к потере шарнирности. Ориентация втулок, порождая тенденцию к уменьшению математического ожидания и дисперсии значений зазора, на шарнирность влияет несущественно. Математическое ожидание зазоров в иарнирах цепей шагов 12,7; 19,05 мм существенно меньше среднего значения, регламентированного чертежами. Это уменьшение объясняется радиальной деформацией концов втулок, исследование которой по разработанной методике показало ее неравномерность и.определенную закономерность по углу поворота, вызываемую наличием стыкового шва и особенностями технологических процессов изготовления втулок.

На основании теории размерных цепей, с учетом расчетной схемы, показанной на рис.1, получены значения контактных шагов наружных tн и внутренних "tg звеньев серийных (с произвольной ориентацией втулок) приводных цепей.

it- е1Сп^созЭпи (2)

где d - диаметр валика; Др - толщина стенки ролика; - среднее значение толщины стенки втулки; DgT и d6r- соответственно наружный и внутренний диаметры втулок; в - эксцентриситет наружной и внутренней поверхности втулки, образовавшийся при ее изготовлении и запрессовке в пластины; 0- угол ориентации шва втулки относительно направления передаваемого цепью усилия; - значение зазора в шарнире; 6,=Утах- Ут;п - эксцентриситет, образовавшийся при различной деформации концов втулки; ymOÄ и У min - максимальное и мини-' мальное отклонения от прямолинейности образующей внутренней цилиндрической поверхности втулки; п= 1,2,3... - порядковые номера шарниров.

Все составляющие уравнений (1,2) суть величины случайные, подчиняющиеся, за исключением 0 и COS0, нормальному закону распределения. Поэтому и "tg также величины случайные с нормальны;.? законом распределения. В серийных цепях величина © подчиняется закону равной вероятности, а величинаCCS0- закону арккосинуса.

В случае обеспечения ориентации втулки величина 0 становится

неслучайной, а ее значения 9п-»-'Я .Э^у^О. Для цепей с ориентированными втулками математические ожидания МНн)иМ(^) контактных шагов и уменьшение дисперсий Ы)(1н)и Л0(1{)и1с рассеяния соответственно для внутренних и наружных звеньев будут равны

Маон) = М(1с„)+2ё; О)

М(^)=Дв-2ё< ; (4)

Д0(Г„) = РС^н) - Ь (П) = ё2 - б* > 0; (5)

М>(ф=Р(^)-Э(106)=ё?Х>0, (б)

где М математическое ожидание контактных шагов наружных звеньев серийной цепи; 6 , Ав и - средние значения величин е , А$ и е< соответственности),) иР^н), - дисперсии рассеяния контактных шагов наружных и внутренних звеньев соответственно серийной и опытной (с ориентированными втулками) цепей; бе и 6б1 -соответственно среднеквадратические отклонения величин б и .

Рис Л. Расчетная схема для определения влияния функциональных размеров и ориентации втулок на контактные шаги наружных и внутренних звеньев приводной цепи

Из полученных результатов следует, что ориентация втулок, повывая точность контактных шагов (5,6) увеличивает по отношению к серийной цепи их разноразмерность, так как

М(1°Н)>М№); . (?)

В качестве оценки влияния ориентации втулок на точность контактных шагов звеньев цепи предложены коэффициенты

; кт.6=1/>11-(ё?-6|1)кЧ2

где кп - коэффициент пропорциональности, являющийся отношением допуска на контактный шаг цепи к номинальному значению шага "Ь . С увеличением шага цепи влияние ориентации на точность контактных шагов ослабевает. Так,для цепей с шагами, 9,525; 12,7; 15,875; 19,£»25,4 мм значения ктн соответственно равны:1,41;1,41;1,31;1,16;1,08.

Учитывая, что ориентация втулок увеличивает разноразмерность шагов (см.(7,8)) возникает необходимость оптимизации соотношения межосевых расстояний отверстий пластин наружных и внутренних звеньев. С этой целью для обеспечения нормального способа зацепления цепей с ориентированными втулкаш со звездочками, получены зависимости, поздоляпцие^определить оптимальные значения межосевых расстояний Аи и А6 с учетом точности звездочек, наиболее вероятной оптимальной разноразмерности и отклонением среднего шага Д цепи от t [хз]:

С^„-|2ё+£н+з\

1+к*

'Ж + <8

■I

2$,

« \ ."ЙРс + 7

I р 1 а4 + ь4

(9)

(10)

где к = 6ц/^8 > 6Н и 65 - среднеквадратические отклонения шагов наружных и внутренних звеньев; - регламентированный допуск на шаг цепи; - коэффициент приведения, для нормального закона распределения =1; 2$ - количество зубьев большей звездочки; -угол зацепления; 9Р =0,0025 с1р+0,05 мм - расстояние между центром расположения ролика и центром впадины, здесь с1р - диаметр ролика; а , Ь — постоянные коэффициенты:

Исследования отклонений

Исследования отклонений от круглости внутренней цилиндрической поверхности запрессованных втулок показали, что в зоне, про-

тивополохной шву, имеются минимальные значения этих отклонений независимо от ти::оразмера цепи и технологии изготовления втулок.

В третьей главе "Исследование влияния ориентации втулок на нагрузочную способность роликовых и втулочных приводных цепей" изложены методики и результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния ориентации втулок на ряд конструкторско-эксплуата-ционных параметров и нагрузочную способность приводных цепей.

Для двухрядной цепи введен показатель разности погружения рядов, т.е. рядная:разноразмерность Нр— }"t¿ —t¿ Î, где ti и tf - значения шагов одноименных звеньев первого и второго ряда. Величина Нр случайна, подчиняющаяся закону распределения модуля разности. Исследования Нр для цепей шага 9,525 мм показали, что в цепях с ориентированными втулками среднее значение Нр и поле рассеяния соответственно в 1,35 и 1,57 раз меньше по сравнению с такими же характеристиками серийных цепей. Таким образом, можно констатировать, что ориентация втулок благоприятно сказывается на равномерность нагружения рядов.

Доказан вероятностный характер коэффициента рядности km приводных двухрядных цепей. Получена зависимость плотности его распределения 2 ^

где é(t) - среднеквадратическое отклонен^ шага цепи; V - случайная величина,- и=|Хо|+Ы, здесь jXo|=|ti-ti | ;|y0|=|tj~tjl - рядная разноразмерность шагов цепи на ведущей и ведомой звездочках; ко -текущее значение коэффициента km , Ду - деформация цепи

при заданной передаваемой нагрузке; ф(Х1)=ф[(и-2йа/2б(1;)]} Функции Лапласа.

Предложено в качестве рекомендовалиых для расчета цепных передач принимать значения km » соответствующие квантилю Ь% риска. Показано, что значение km зависит от Ó(t) цепи, количества звеньев в ведущей ветви N3 цепной пещца^и и жесткости С цепи. Подучена зависимость km =2-6,28Э 6 (i) Р N , позволяющая определить влияние ориентации втулок, изменяющей 6(+), на кщ для двухрядной цепи с шагом 9,525 мм. Ориентация втулок оказывает существенное влияние на km для передач с длиной ведущей ветви меньше Ю звеньев и передаваемым усилием до 750 Н.

Разработана методика, создана установка, приведены исследования и получены эмпирические зависимости вида /Ц=кп'Р 'N3 ;

С=кпр /N3 для определения деформации и жесткости цепей, где Р - передаваемое^цепью усилие; N5 - количество звеньев ведущей ветви цепи; кп и кп - коэффициенты пропорциональности.

Теоретически исследовано влияние ориентации втулок на нагрузочную способность параллельно-рядных, оснащенных двумя цепями,передач. Получены зависимости для определения коэффициента неравномерности нагружения рядов к« К его наиоолее вероятного М(кц)и минимального М(кн.р), соответствующих заданной надежности.

М(кн) = 1+2А9/[М(дЬ)+2Аа] ; (12)

М (кар)=1+2&я Д ир[2 (гц •ко^н+Пгкс^ 662)Г+2ДЧ}, (13)

где М(аЦ- математическое ожидание отклонений длины ведущей ветви; Ир - квантиль заданной вероятности для закона распределения величины /\Ь ; ГЦ и П2 - количество наружных и внутренних звеньев ведущей ветви; ко, и к<>2- коэффициенты, учитывающие влияние эксцентриситетов роликов на величину деформации наружных и внутренних звеньев.

В четвертой главе "Работоспособность приводных роликовых и вту-. лочных цепей с ориентированными втулками" проведено теоретическое . обоснование и экспериментальные исследования влияния ориентации втулок на износостойкость цепей. Разработана математическая модель прогнозирования повышения износостойкости шарниров пр'ГЕОдных цепей за счет ориентации втулок с учетом какрогеомэтрни контактирупщих поверхностей. В качестве критерия оценки повьления износостойкости принят коэффициент и /"с

км.-рт^^и)*«., (14)

где Ис и и0 - линейный, в радиальном направления износ шарниров, соответственно серийной и опытной цепей; ф(и)- функция, учитывающая влияние изменения проекций фактической площади касания пар трения на плоскость, которая перпендикулярна направлению радиального перемещения валика при макроприработке. Интеграл в (14) с достаточной точностью можно представить в_следулцем виде " о г тп'}

С15)

где 7. - число приращений Дх , необходимых для заданных условий прекращения макроприработки; I - порядковый номер интервала;ГТ^ -число интервалов на ] -м участке; Ф[ = й1К1'АХ"С05сР; - элекентар-ная площадь износа в поперечном сечении втулки, здесь элеме-

нтарная длина линии контактирования; ф; = ТС/2 +(1 ~0,5^1Г/4 - угол от

оси валика до середины L -го интервала; Нхк; - суммарная длина контакта по ширине втулки

í Нвт

{ О R6i<R6m.i

здесь Hjm - ширина втулки; Rg¡ -текущее значение

радиуса, соединяющего центр втулки с точкой на поперечном сечении валика; Xí=6j +, X¡ - радиальное смещение валика относительно втулки от первоначально соосного положения до положения, в котором процесс макроприрасотки заканчивается; U¡ - значение износа, соответствующего окончанию процесса макроприрздотку; Rsm.i=^/2+<6>.(í¡i). -текущее значение радиуса втулки ;cHp(Xi)=ao+1^ai?i соответственно многочлены, описывающие отклонения от круглости и прямолиенйности образующей внутренней поверхности втулок; aj и bj -коэффициенты многочленов %>(&) и ^в i - текущее значение угла между швом втулки и точкЬй контакта в шарнире

\ 2lí+^o+cPi ; VCPi<0 ,

Uo+<ft-2ir X0 + 4>l>21T

где "Jk - угол, задающий положение зоны износа на внутренней поверхности втулки;^; = aECSin(d.Sin<})i/2í?Bi) .

Используя статистические характеристики отклонений от круглости и прямолинейности образующей внутренней цилиндрической поверхности втулок по зависимости (15) с использованием ЭВМ рассчитаны значения Кца в зависимости от углового расположения зоны контакта втулки с валиком, определяемым углом , которые представлены на рис.2. ^

Максимальные значения Кпц соответствуют оптимальноцу значению угла ориентации. Из рис.2 следует, что оптимальные значения углов ориентации втулок равны: - 110°, - 120° и - 180° соответственно дли цепей с шагами 9,525;12,7;19,05 мм.

Проанализированы и оценены существующие методы контроля значений износа приводных цепей. Доказана необходимость теоретико-экспериментального обоснования разработки нового метода контроля износа цепей, так как в существующих.необоснованы периодичность и

количество измерений, а также не учтено влияние замены разрушенных в процессе испытания звеньев на достоверность результатов. В даных исследований приведены: необходимое число измерений длины отдельного отрезка П=ЦГ-\М|/ёр+3 ; число измерений удлинения различных отрезков контура цепи П0ПТ='Й ку/бот = Плш , если 6от=+К-куут/п^£ ^6« ; периодичность контроля износа в зависимости от точности измерений Тк= киз.'^ч

, где % - размах

выборки из трех измерений; бр - выборочное среднее значение эксцентриситета ролика; - критерий Стывдента, взятый при до верительном шачении ОС и числе степеней свободы Ф=Пс-1; бот- относительная доверительная ошибка; к7 - коэффициент вариации; 5Н - нормированная относительная ошибка; кИ5 =4-6 - отношения поля допуска к точности измерения контролируемого размера; точность измере-

ний прибора; Ту - регламентируемая продолжительность испытаний; дЬр. <§дСР , 6дЬк - соответственно средние значения и сред-

неквадратические отклонения длин отрезков цепей до и после испытаний.

Рис.2. Графики изменения коэффициента повышения износостойкости

кпи. от угла 2Гц , 1,2 и 3 - соответственно для шарниров цепей с шагами 9,525;12,7 мм Дауивпилсского и 19,05 мм Тульского производства

Дано описание конструкции и принципа работы разработанного стенда для испытания цепей (авт.св.СССР # 553515). Получена зависимость для определения продолжительности испытаний на используе-

мьрс стендах с силовым замкнутым контуром.

у _ 2А-Пзб.-Та.к. (16)

где - частота вращения ведущей звездочки,об/мин, регламентированная стандартом; Та .к- - время испытаний на стенде с замкнутым силовым контуром, час; N1*.- количество звеньев в контуре цепи; - количество зубьев ведущей звездочки.

Экспериментальные исследования прочности прессовых соединений втулка-пластина, как одного из критериев работоспособности, показали неоднозначное влияние ориентации втулок на этот параметр для различных типоразмеров цепей. Ориентация втулок существенно влияет на прочность прессовых соединений только для цепи шага 9,525 мм, не оказывая влияния на этот параметр для цепей с шагами 12,7 мм и 15,875 мм, что объясняется разными технологиями изготовления.

Установлено, что вследствие значительного рассеяния натягов, среднее значение усилий выпрессовки Ркр и моментов проворота Мкр в несколько раз превшают, регламентированные_стандартом Рр и Мр, но вместе с тем имеется вероятность, когда РК{,-Зй(Ркр)<Рр и

Мр . Это, с одной стороны, приводит к возникновению значительных радиальных деформаций концов втулок (бочкооб-. разности), кромочного контакта в шарнире, увеличивающим интенсивность износа, а с другой - возможности распрессовки втулок с пластинами и потере работоспособности цепи.

Экспериментальные исследования влияния ориентации втулок на износостойкость шарниров проводились в лабораториях Даугавпиле-ского завода приводных цепей (ДЗПЦ) и Тернопольского филиала Львовского политехнического института. Испытанию подвергались 5 серийных и 5 опытных цепей шагов 9,525;12,7 и 15,875 мм. Режим испытаний для этих цепей соответствовал ГОСТ 13568-75 и методике, утвериденной заводами изготовителями автомобилей (ВАЗ, АЗЛК), ВНИИиотопромом и согласованной с ЦКБ ЦГСиУ ВНИИПТУглемаша и ДЗПЦ. Периодичность контроля износа для цепей с шагами 9,525; 12,7 и 15,875 мм соответственно составила: 50,24 и 48 часов. Контроль удлинения отрезков осуществлялся с точностью 0,01 мм. В случае замены разрушившегося эвена проводился повторный контроль удлинения и находилась поправка, учитывающаяся в определении истинного значения износа.

Испытания на износостойкость шарниров цепи ПР-25,4-5670 проводились на разработанном стевде при следующем резиме: количество

Iй

5 12

Э: Й>

05

ь/* ь Л

/ ж 71

1 А

к У ■А

й Р

О

I

1

3: & 1

т гоо 500 ш

Продал шитепьношь

испытаний, час. Рис.3. Графики износа цепей I и 2 для цепей ПР-12,7-1820-2 и ПР-15,875-2300-2 соответственно;

—о—о— - цепи серийные с произвольной ориентацией втулок; —*—X—цепи с ориентированными втулками

<е

Г к-

р" К Л*

*** <

[А

■

о то 2оо зоо т 500

продолжительность испытаний, час. Рис.4. Графики износа двухрядных цепей шага 9,525 мм: I - серийные; 2-е ориентированной втулкой,

Рис.5. Графики зависимости износа шарниров цепи ПР-25,4-5670 с различной угловой ориентацией втулок-

50 юо «о гао гво зоо 350 Продолжительность испытаний, час

\

двойных ходов толкателя - 168 дв.х/мин; ход толкателя - 7 мм;

= 4000 Н, смазка периодическая через 2 часа работы стенда.

Полученные результаты по удлинению цепей при их испытаниях на износостойкость поддавались статистической обработке согласно требованиям действующих стандартов. За истинное значение величины износа принималось выборочное среднее. Износостойкость шарниров опытных цепей шагов 9,525; 12,7;и 15,875 повысилась на соответственно 39", 20 и 25 процентов (см. рис.3 и 4), а для цепи с шагом 25,4 мм - на 30$ (см. рис.5) при расположении свертного шва втулки под углом 90° и 180° к направлению передаваемого цепью усилия.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Получены теоретические зависимости, позволяющие оценить влияние ориентации втулок на повышение точности контактных шагов звеньев приводных цепей. Установлено, что с увеличением шага цепи влияние ориентации втулок на точностные характеристики шагов уменьшается. При изменении шага цепи от 9,525 мм до 25,4 мм повышение точности контактных шагов наружных звеньев по отношению к серийным составило от 41 до 8 процентов.

2. Показано, что ориентация втулок приводит к увеличению разноразмерности шагов цепи. Поэтому предлагается изменение конструкции цепи, требующее корректировки межосевого расстояния отверстий пластин при их, изготовлении. В работе приведены аналитические зависимости для определения оптимальных межосевых расстояний для наружных и внутренних пластин.

3. Разработаны методика и устройство для исследования рядной разноразмерности смежных звеньев двухрядных цепей. Установлено,что для двухрядной цепи шага 9,525 мм ориентация втулок уменьшает в 1,35 раза среднее значение рядной разноразмерности и в 1,57 раза поле ее рассеяния. Таким образом, ориентация втулок способствует более равномерному нагружению рядов цепи.

4. Доказано, что для выбора двухрядной цепи коэффициент рядности Кт является функцией передаваемого цепью усилия, среднеква-дратического отклонения шага цепи и количества звеньев ведущей ветви. Для цепи шага 9,525 мм при передаваемой нагрузке Р< 750 Н и длине ветви Ье^юМз ориентация втулок приводит к увеличению на 10-25%, а при больших значениях Р и Ьв - практически не влияет на Кт •

5. Предложена математическая модель износа шарниров для прогнозирования повышения износостойкости приводных цепей в процессе макроприрайотки и получены значения углов ориентации втулок, обеспечивающие максимальную износостойкость. В зависимости от величины шага цепи и технологии изготовления втулок оптимальные значения находятся в пределах + (110°...180°).

6. Экспериментально подтверждено, что ориентация втулок для роликовых и втулочных приводных цепей с шагами 9,525-25,4 мм повышает износостойкость шарниров соответственно на 30-20 процентов. Влияние ориентации на прочность прессовых соединений втулка-пластина незначительно.

7. Созданы, защищенные авторскими свидетельствами, конструкции устройств для угловой ориентации втулок, автомата для сборки внутренних звеньев приводных цепей, а также стенда для испытания цепей на износостойкость.

8. Внедрение устройства для ориентации втулок' при сборке цепей дало, за счет повышения их долговечности в среднем на 15$, годовой экономический эффект в размере 150 тыс. рублей только по Даугавпи-лсскому заводу приводных цепей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Стенд для испытания цепей на износостойкость / С.А.Дубиняк, П.Д.Кривый, И.Д.Мокрицкий, В.Г.Карпов //Технология и организация пр-ва: Науч.-произв.сб.- Киев, 1976.- № 10. - С.64-66.

2. Повышение износостойкости приводных цепей / С.А.Дубиняк,И.И.Зуб-ченко, П.Д.Кривый, А.В.Куцевич// Машиностроитель, 1977.- 7.-C.I5.

3. Дубиняк С.А., Кривый П.Д., Куцевич A.B. Устройство для сборки прессовых соединений // Машиностроитель, 1978.8.- С.15.

4. Дубиняк С.А., Зубченко И.И., Кривый П.Д. Статистическо-вероят-ностный метод контроля величины зазоров в шарнирах // Изв.вузов. Машиностроение, 1978.- № 3.- С.150-152.

5. Дубиняк С.А., Кривый П.Д., Куцевич A.B. Новая технология изготовления свертных втулок и сборки приводных цепей // Теоретические и экспериментальные исследования в области сельскохозяйственного машиностроения.- М.: ВИЗХ0М, 1979.- С.91-94.

6. Кривый П.Д. Устройство для ориентации втулок // Машиностроитель, 1979.- № 5.- С.14.

7. Кривый П.Д., Куцевич A.B. Методы контроля зазоров в шарнирах втулочно-роликовых цепей // Тр.Краснодаракого политехи.ин-та. Цепные передачи и приводы.-Краснодар, 1979.-Вып.98.-С.53-61.

8. Кривый П.Д. Разработка новых конструкций устройств для круговой ориентации втулок при автоматической сборке приводных цепей и оптимизация их параметров // Исследования и перспективы развития зажимных, загрузочных и фиксирующих механизмов станков-ав-томатбв и станков и программным управлением; Тез.докл.всесоюз. науч.-техн.конф., 1980.- Киев: КПИ, 1985.

9. Кривый П.Д. О корректировке номинальных размеров элементов приводных цепей с ориентированными втулками // Цепные передачи и приводы: Межвузовский сб. - Краснодар: КПИ, 1980.- С.94-99.

10. Кривый П.Д. К повышению точности изготовления приводных цепей// Вестник машиностроения, 1980.- № II.- С.30-34.

11. Дубиняк С.А., Кривый П.Д., Куцевич A.B. Рядная разноразмерность и нагрузочная способность двухрядных цепей с ориентированными втулками // Вестник машиностроения, 1984. - № 10.- C.I4-I6.

12. Кривый П.Д., Рудник А.Г; Прогнозирование макроприработки шарниров с учетом точности формы контактирующих поверхностей //Эксплуатационная надежность машин, роботов и модулей ГПС: Тез.докл. всес.науч.-техн.конф. Свердловск: УФШАШ АН СССР, I987.-C. 107-109

13. Дубиняк С.А., Кривый П.Д., Куцевич A.B. »¡следование макрогеометрии свертных втулок и ее влияние на износостойкость приводных цепей // Цепные передачи и приводы. Сб.науч.трудов.- Краснодар: изд. КП 4, 1988.-С.57-68.

По теме диссертации получены авторские свидетельства

(»» 446734, 462694, 547267, 553515, 589484, 607695, 636464, 722725,

733962, 958034 ttqatqq^

Подл, к печати 22.Ю. 90. формат 60x84'/16 Бумага типограф. № 2. Офс. печ. Усл.печ. л /. Усл. крас.-отт. / Учетно-изд. л 0,95 _Тиражу экз. Зак./ЗУ.Бесплатно_

_ДПИ 290646 Львов-!3. Мира. 12

Участок оперативной печати опытного завода ЛПИ львов, ул. 1-го Кая, 286