автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение производительности и качества сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями на основе разработки технологической оснастки с пассивной адаптацией

На правах^р^зїГиси

Воркуев Дмитрий Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ С ГРУППОВЫМИ РЕЗЬБОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ НА ОСНОВЕ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ С ПАССИВНОЙ АДАПТАЦИЕЙ

Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

Специальность 05.02.08 Технология машинострения

1 5 МДР ш

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Рыбинск 2012

005014673

005014673

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия им. ВЛ. Дегтярёва».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, Житников Юрий Захарович. Официальные оппоненты:

Семёнов Александр Николаевич, доктор технических наук, доцент, «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева», профессор кафедры «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения»;

Вартанов Михаил Владимирович, доктор технических наук, профессор, «Московский государственный технический университет «МАМИ», профессор кафедры «Технология машиностроения»;

Кристаль Марк Григорьевич, доктор технических наук, профессор, «Волгоградский государственный технический университет», профессор кафедры «Автоматизация производственных процессов».

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет».

Защита состоится 18 апреля 2012 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.210.01 в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева» по адресу: 152934, г. Рыбинск, Ярославской области, ул. Пушкина, 53, ауд. Г-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева».

Автореферат разослан 29 февраля 2012 г. Ученый секретарь

диссертационного совета ^ ^ Конюхов Борис Михайлович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Завершающим этапом выпуска продукции машиностроения является операция сборки, от качества которой в значительной степени зависят надёжность и долговечность работы машин и механизмов.

В настоящее время на некоторых сборочных операциях, где требуется обеспечить высокое качество, отсутствуют надёжные средства механизации. К ним относятся изделия, узлы и детали которых скрепляются групповыми резьбовыми соединениями.

Для обеспечения качественной механизированной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями сформулируем требования, выполнение которых гарантирует качество:

- погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений не должны превышать 6% от номинальных значений;

- синхронная затяжка соединений должна начинаться одновременно.

Эти требования возникли из практики сборки изделий.

К изделиям, где требуется обеспечить качественную с учётом герметичности стыков сборку узлов и деталей, скрепляемых групповыми резьбовыми соединениями, относятся гидрораспределители машин и экскаваторов, узлы гидро- и пневмоагрегатов, головки цилиндров двигателей и другие изделия. А к изделиям, где требуется исключить перекосы сопрягаемых поверхностей, соединяемых узлов и деталей, при сборке перед обработкой отверстий под подшипники и при их окончательной сборке с установкой вкладышей относятся шатуны, картеры двигателей и другие.

Как ручная, так и механизированная технологии сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями с установкой и без установки уплотнений осуществляются на основе

- перекрёстного способа завинчивания и затяжки;

- способа сглаживания.

При механизированной сборке используют одношпиндельные завинчивающие устройства, которые различаются по принципу действия, конструктивно, а главное, - по точности обеспечения осевых сил затяжки, погрешности которых могут колебаться в пределах 30.. .70% от требуемого значения.

На практике качественную сборку изделий с групповыми резьбовыми соединениями обеспечивают за счёт высокой квалификации сборщика, который затяжку осуществляет при помощи моментного ключа путём неоднократной затяжки и ослабления соединений.

В производстве для скрепления узлов и деталей групповыми резьбовыми соединениями пытались применять многошпиндельные гайковёрты.

Существуют конструкции многошпиндельных гайковёртов, которые работают от одного привода, но есть и такие гайковёрты, у которых каждый

шпиндель имеет автономный привод. Погрешности осевых сил затяжки этих гайковёртов могут колебаться в пределах 12...20% от требуемого значения.

Тем не менее, они также не обеспечивают качественную, с учётом герметичности стыков, сборку групповых соединений в связи с неодинаковой продолжительностью завинчивания резьбовых деталей до момента начала затяжки из-за неодинаковой глубины ручного наживления и разной длины нарезанной резьбы, исключая синхронность затяжки.

На основании изложенного можно утверждать, что в производстве существует проблема повышения производительности и качества сборки изделий, узлы и детали которых скрепляются групповыми резьбовыми соединениями. Решить проблему возможно только на основе создания высокоточных многошпиндельных гайковёртов, обеспечивающих синхронную затяжку, а следовательно, и требуемое качество сборки.

Целью настоящего исследования является повышение производительности и качества сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями на основе создания универсальных, высокоточных многошпиндельных гайковёртов с пассивной адаптацией по моменту сопротивления и синхронной затяжкой соединений, гарантирующих требуемое качество.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- выявление взаимосвязей между механизированной качественной сборкой изделий с групповыми резьбовыми соединениями и конструктивными особенностями завинчивающих устройств;

- обоснование параметров и режимов работы завинчивающих устройств, при которых обеспечивается требуемое качество сборки;

- разработка многоканальных структурных схем управления процессом сборки групповых резьбовых соединений с активными обратными связями;

- разработка кинематических схем высокоточных, многошпиндельных гайковёртов на основе как пассивных обратных связей управления по моментам, так и без них;

- обоснование точности затяжки групповых резьбовых соединений

многошпиндельными гайковёртами;

- обоснование динамических характеристик работы элементов многошпиндельных гайковёртов, обеспечивающих требуемую точность затяжки;

- экспериментальное подтверждение работоспособности многошпиндельных гайковёртов и точности затяжки групповых резьбовых соединений;

- разработка методологии проектирования многошпиндельных гайковёртов.

Научная новизна работы

1. Обоснована методология разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса с пассивной адаптацией по моментам сопротивления при завинчивании и синхронной затяжкой на основе выяв-

ленных взаимосвязей между параметрами качественной сборки и конструктивными особенностями завинчивающих устройств, гарантирующих это качество.

2. Впервые получены математические зависимости погрешностей осевых сил затяжки от:

- частоты вращения шпинделя, параметров гайковёртов, резьбовых деталей в момент начала затяжки;

- не одновременности начала и продолжительности завинчивания резьбовых деталей с учётом пассивной адаптации и отношения передаточных отношений быстроходной и тихоходной ветвей вращения.

3. Впервые обоснована взаимосвязь предельных скоростей вращения шпинделей и погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений в процессе сборки.

4. Впервые учтён упругий и упруго-пластичный удар элементов механизмов на предельных режимах работы гайковёрта.

Методы исследования. В работе использовались аналитические и экспериментальные методы исследований, а также моделирование процессов сборки: структурные схемы управления процессами сборки резьбовых соединений разрабатывались и исследовались методами автоматического управления и регулирования; кинематические схемы гайковёртов разрабатывались на основе структурных схем с учётом логического анализа; точностные характеристики затяжки резьбовых соединений гайковёртами обосновывались на основе теории кинематики и динамики движений; предельные режимы работы элементов механизмов гайковёртов определялись с учётом теории удара; основные параметры гайковёртов обосновывались с учётом положений теории деталей машин, динамики движения и герметизации соединений; оценка достоверности теоретических исследований работы многошпиндельных гайковёртов нового класса производилась по результатам моделирования процессов предварительной затяжки, экспериментальным данным и испытаниям в условиях производства с использованием специального и стандартного оборудования.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработано семейство оригинальных кинематических схем многошпиндельных гайковёртов нового класса, обеспечивающих производительную и качественную, сборку изделий с групповыми резьбовыми соединениями, с учётом герметичности, которые нашли применение в производстве.

2. Определены параметры гайковёртов, выбор значений которых в процессе разработки гарантирует обеспечение требуемой точности осевых сил затяжки резьбовых соединений:

- отношение передаточных отношений быстроходной к тихоходной ветвей вращения;

- передаточного отношения от оси муфты предельного момента до оси шпинделя;

- момента предварительной затяжки резьбовых соединений.

3. Передана техническая документация, по которой на ОАО «Завод им. В.А. Дегтярёва» г. Коврова разработаны и изготавливаются гайковёрты для крепления рельс к шпалам, на ВНИИ «Сигнал», на ОАО «Ковровский электромеханический завод» и ОАО «Ковровский механический завод» созданы многошпиндельные гайковёрты нового класса для сборки специзделий, значительно повысившие производительность и качество сборки.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-технической конференции «Управление в технических системах. - XXI век» -Ковров: KITA, 2000 (1 доклад); международной научно-технической конференции «Производственные технологии и качество продукции» - Владимир: ВГУ, 2003 (3 доклада); научно-технической конференции «Прогрессивные технологии» - Рыбинск: РГАТА, 2007 (2 доклада); II научно-технической конференции аспирантов и молодых учёных - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А.Дегтярёва», 2008 (2 доклада); III научно-технической конференции аспирантов и молодых учёных - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А. Дегтярёва», 2008 (1 доклада); научно-технической конференции к 100-летию со дня рождения Д.Ф. Устинова - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А. Дегтярёва», 2008 (2 доклада); международной научно-технической конференции «Современные технологии в машиностроении» - Пенза, 2008 (2 доклада); международной научно-технической конференции «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовка инженерных и научных кадров» - Москва: МГТУ «МАМИ», 2009 (2 доклада); международной научно-технической конференции «Прогрессивные сборочные процессы в машиностроению) - Волгоград, 2009 (2 доклада); международной научно-технической конференции «Вооружение. Технология. Безопасность. Управление» - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А. Дегтярёва», 2009 (2 доклада); международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» - Севастополь, 2009 (2 доклада); международной научно-технической конференции - Москва: МГТУ «МАМИ», 2008 (2 доклада); международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы и современные технологии в машиностроении» - Москва: ФГУП Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», 2010 (1 доклад); международном симпозиуме «Проблемы машиностроения и их высокоэффективные решения» - Москва: МГТУ «Станкин», 2010 (1 доклад); международной научно-технической конференции «Автомобиле- и тракторостроение в России» - Москва: МГТУ «МАМИ», 2010 (1 доклад).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 42 работы, среди них разделы в двух учебниках, 1 монография, 19 статей в научных журналах

из перечня ВАК РФ, 3 патента на изобретение, 17 публикаций в различных сборниках научных трудов.

Структура и объём диссертационной работы. Работа состоит из введения, 7 глав, заключения, 3 приложений и списка библиографических источников (120 наименований). Работа содержит 326 страниц сквозной нумерации, включая 66 рисунков и 36 таблиц.

На защиту выносится теоретическое обоснование повышения производительности и качества механизированной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями на основе разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса, гарантирующих требуемое качество, включающее:

1. Выявленные взаимосвязи между технологическими параметрами сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями и конструктивными особенностями многошпиндельных гайковёртов нового класса, обеспечивающие:

- требуемую точность осевых сил предварительной и окончательной затяжки на основе введения комбинированного способа контроля процесса сборки;

- герметичность стыков, скрепляемых узлов и деталей за счёт управления завинчиванием и предварительной затяжки на основе средств пассивной адаптации или переключения вращений с быстроходной, но маломо-ментной на тихоходную, но высокомоментную, использования одного привода, что обеспечило окончательную синхронную затяжку соединений;

- предельные режимы завинчивания и затяжки, при которых гарантируется требуемая точность осевых сил затяжки.

2. Структурные схемы автоматического управления работой многошпиндельных гайковёртов с обеспечением высокого качества сборки с активными обратными связями по моментам сопротивления в резьбе и технологической последовательностью выполнения сборки резьбовых соединений и условий, гарантирующих синхронную затяжку.

3. Оригинальные кинематические схемы многошпиндельных гайковёртов нового класса, разработанные на базе структурных схем управления с заменой их элементов на механические аналоги

- с пассивными обратными связями по моментам сопротивления в резьбе в процессе завинчивания и предварительной затяжки и гарантированной окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений;

- с обеспечением предварительной затяжки резьбовых соединений моментами, при которых практически не деформируются уплотнения, остановкой и окончательной синхронной затяжкой;

- смешанные схемы с пассивными обратными связями на этапах завинчивания и предварительной затяжки, остановкой и окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений.

4. Теоретическое обоснование составляющих погрешностей для определения предельных погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами нового класса в зависимости от параметров гайковёртов, резьбовых деталей и уплотнений, а также и их физико-механических свойств.

5. Предельные режимы работы отдельных механизмов гайковёртов с учётом упругой и упруго-пластичной деформаций их элементов в зависимости от их параметров, при которых гарантируется надёжная работа и качество сборки изделий.

6. Обоснованную методологию разработки сложных механических и электромеханических систем на примере создания многошпиндельных гайковёртов нового класса.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы обеспечения качественной механизированной сборки изделий, т.е. достижения высокой точности затяжки и герметичности стыков, скрепляемых узлов и деталей групповыми резьбовыми соединениями на основе использования высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса, обеспечивающих требуемое качество.

В первой главе дан анализ существующих технологий сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями и средств завинчивания одиночных и групповых резьбовых соединений.

Вопросам сборки изделий посвящены работы отечественных учёных Балакшина Б.С., Безъязычного В.Ф., Вейца B.JL, Вартанова М.В., Воронен-ко В.П., Гусева A.A., Горленко O.A., Дальского A.M., Иванова A.A., Иосиле-вича Б.Г., Корсакова B.C., Косилова В.В., Кристаль М.Г., Лебедовского А.А.,Малова А.Н., Муценюка К.Я., Непомилуева В.В., Новикова М.П., Семёнова А.Н., Робиновича А.Н., Рыльцева И.К., Федотова А.И., Харламова Г.А., Штрикова Б.Л., Яхимовича В.А., Ямпольского Л.С. и других, а также работы зарубежных исследователей Альмгрена Р., Б. Наджи, Кролла, Вандала, де Бойка, Шабайковича и других.

Исследованиями в области резьбовых соединений и созданием средств завинчивания занимались Бостон И.А., Бойко В.Т., Варченко В.Р., Гусев A.A., Гельфанд М.А., Гольштейн Б.Г., Дольник Е.В., Зенкин A.C., Лан-щиков A.B., Цепенюк Я.И. и другие.

К зарубежным фирмам, разрабатывающим и проюводящим завинчивающие устройства, относятся «Tnimf», «Bosch» - Германия, «Atlas Copeo» - Швеция, «Furl airtools» - Япония и другие.

Установлено, что существующие одношпиндельные завинчивающие устройства не могут быть преобразованы в многошпиндельные, так как не гарантируется точность осевых сил затяжки, а главное, герметичность стыков скрепляемых узлов и деталей из-за перекосов сопрягаемых поверхностей, вызываемых неодновременной, несинхронной затяжкой. Погрешности осевых сил затяжки одношпиндельных гайковёртов изменяются в пределах 30. ..70% от номинальных значений.

В настоящее время имеются многошпиндельные гайковёрты с одним приводом и с автономными приводами для каждого шпинделя. Погрешности осевых сил затяжки данными гайковёртами составляют от 12...20% от номинального значения, но они не обеспечивают синхронную затяжку соединений, а, следовательно, и требуемого качества сборки.

Следовательно, существует проблема повышения производительности и качества сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями.

На основании изложенного сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе выявлены взаимосвязи между технологическими параметрами качественной механизированной сборки с определением их значений и конструктивными особенностями многошпиндельных гайковёртов.

Известны следующие способы обеспечения и контроля осевых сил затяжки резьбовых соединений: по моментам затяжки и отвинчивания; по углу поворота резьбовой детали; по величине деформации одной из резьбовых деталей; при помощи шайб, по каналам которых пропускается воздух; по градиенту момента; при помощи тензодатчиков.

Анализ способов показал, что каждый по отдельности нельзя использовать при механизированной сборке изделий, скрепляемых групповыми резьбовыми соединениями из-за низкой точности обеспечения осевых сил затяжки и возникновения перекосов сопрягаемых поверхностей скрепляемых узлов и деталей.

Но если сборку резьбовых соединений обеспечивать и контролировать комбинированным способом, то можно гарантировать высокую точность осевых сил затяжки. Завинчивание и предварительную затяжку контролировать датчиком момента, а окончательную - датчиком угла поворота резьбовой детали, который включается в момент отключения датчика момента.

Необходимо, чтобы момент предварительной затяжки не превышал 7,5% от номинального значения момента окончательной затяжки.

Для упрощения системы контроля момента завинчивания и предварительной затяжки кинематическая схема гайковёрта должна иметь две ветви вращения: быстроходную, но мадомоментную и тихоходную, но высокомоментную.

Учитывая, что при механизированной сборке продолжительность завинчивания каждой резьбовой детали в групповом соединении различна, то одна из резьбовых деталей будет уже затянута, а другая будет продолжать процесс завинчивания. Это приведёт к перекосу сопрягаемых поверхностей и нарушению герметичности стыков.

Для исключения перекосов сопрягаемых поверхностей скрепляемых узлов и деталей групповыми резьбовыми соединениями:

- необходимо процесс предварительной затяжки осуществлять либо обеспечивая практически одинаковые крутящие моменты на всех шпинделях для одновременного прижатия уплотнения в момент переключения на окончательную затяжку, либо исключая деформацию уплотнения за счёт приложения малых крутящих моментов на шпинделях при предварительной затяжке с их остановкой перед включением вращений для окончательной затяжки;

- окончательная затяжка должна осуществляться синхронным поворотом резьбовых деталей на требуемый угол;

- многошпиндельное завинчивающее устройство должно работать от одного привода.

К технологическим параметрам, определяющим качественную механизированную сборку, относятся: момент предварительной затяжки гаек и болтов; угол окончательной затяжки; момент затяжки шпилек; частота вращения резьбовой детали в момент начала затяжки; частота вращения резьбовой детали при затяжке.

Математические выражения частоты вращения при наживлении и завинчивании известны из технической литературы.

Обоснуем момент предварительной затяжки резьбовых соединений.

Момент предварительной затяжки резьбовых соединений находился из условия сжатия уплотнения постоянной силой при следующих допущениях:

1) учитывая, что податливость уплотнения несоизмеримо больше податливости сопрягаемых поверхностей скрепляемых узла и детали, податливостью последних пренебрегаем;

2) из-за малой величины предварительной силы затяжки резьбовых соединений пренебрегаем деформацией (изгибом) скрепляемой детали;

3) считаем, что сближение сопрягаемых поверхностей - поступательное движение, уплотнение сжимается по всей плоскости соприкосновения;

4) считаем, что усилия предварительной затяжки во всех резьбовых соединениях практически одинаковы.

Для такой модели связь перемещений Зу и действующих сил ()сж можно записать:

где Еу - модуль упругости материала уплотнения; - площадь уплотнения в сечении г ; Ну - толщина уплотнения.

(1)

Окончательно суммарная сила предварительной затяжки резьбовых соединений в зависимости от параметров уплотнения, его физико-механических свойств и шероховатости сопрягаемых поверхностей, скрепляемых узлов и деталей запишется:

О

£ я..

(2)

где Ка - высота микронеровностей сопрягаемых поверхностей узла и детали; Ру - площадь уплотнения.

Окончательно момент предварительной затяжки запишется:

0.43Д Я К

Я„

1 £>3-</03 йг 3 Я2-¿02 2 ь

лй.

■ + Р'

(3)

Угол окончательной синхронной затяжки найден из условия совместной деформации уплотнения и резьбовой детали:

<Ро =■

360°

(4)

где [р] - допустимая сила сжатия уплотнения; - сила давления герметизируемой среды; £б - длина растягиваемой части болта; Еб - модуль упругости материала болта; ,Р6 - площадь сечения тела болта.

Моменты затяжки шпилек, ввинчиваемых в корпусную деталь, найдены из условия посадки с натягом торцевых витков резьбы узла на поверхность начала сбега резьбы шпильки.

При затяжке шпилек возникают момент сопротивления в резьбе - Мр и момент, необходимый для посадки полного профиля резьбы отверстия на неполный профиль сбега резьбы шпнлыш М'ъ.

М3 =А/р +М'3 = +р') + А^- +р'),

(5)

где () - осевая сила, создаваемая пружиной патрона, его весом и весом шпильки; А - сила запрессовки при посадке витков резьбы.

Окончательно момент затяжки шпилек запишется:

М3 = 1с, (а, +1,5й)+стї +1Д Т^——^—1.2+ Д2) [ Ь16 -Р

где С, - жёсткость пружины патрона; а, - величина предварительного поджатая пружины; к - длина резьбы шпильки, ввинчиваемой в узел; - вес патрона и шпильки; Н - высота исходного профиля резьбы; Я,- высота действительного профиля резьбы; 1С- длина сбега резьбы на шпильке; р -шаг резьбы; - высота микронеровностей сопрягаемых поверхностей

резьбы; а - угол профиля резьбы; й2 - средний диаметр резьбы; у/ - угол наклона винтовой линии резьбы; р' - угол трения в резьбе.

В настоящее время отсутствует математическая зависимость погрешности осевой силы затяжки от предельной частоты вращения шпинделя.

На этапе предварительной и окончательной затяжки происходит торможение вращения шпинделя, что приводит к возникновению моментов сил инерции и появлению дополнительных погрешностей осевых сил затяжки.

Вращение шпинделя в момент затяжки описывается дифференциальным уравнением вращения:

13ф=ма-мс{<р), со

где Ма = М* -афг - активный момент затяжки; ф - угловая скорость вращения; а - коэффициент сопротивления; 3\ - приведённый момент

инерции подвижных частей гайковёрта к шпинделю.

Момент сопротивления при затяжке:

сила нормального давления при затяжке; / - коэффициент трения; р -плечо силы трения.

где тс - момент сопротивления до

начала затяжки (в резьбе); №п(ср) -

С учётом изменения силы нормального давления при затяжке в функции деформации резьбовой детали и закона изменения угловой скорости вращения шпинделя дифференциальное уравнение движения запишется:

^ I. У А Р Фо^з ^

где ф, ф0 - угловые скорости вращения до и в конце затяжки; Мх — Мпр -момент предварительной затяжки; 8 - безразмерный параметр; <р* - угол

предварительной затяжки; д — кР\2ж\ Р - шаг резьбы; /? > О - параметр, входящий в вьфажение закона изменения угловой скорости при затяжке.

После интегрирования и преобразований окончательно угловая скорость в момент начала затяжки в зависимости от момента и угла предварительной затяжки, приведённого момента инерции вращающихся частей гайковёрта к оси шпинделя запишется:

„ > а»)

где а - коэффициент вязкого трения; J'3 - момент инерции вращающихся

частей гайковёрта, приведенные к осям шпинделей.

Задаваясь погрешностью осевой силы затяжки, определяется предельная угловая скорость вращения шпинделя в момент начала затяжки.

Третья глава посвящена теоретическому обоснованию и разработке семейства высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса.

На основе требований обеспечения качественной сборки резьбовых соединений, технологической последовательности процесса сборки, обоснованных конструктивных особенностей разработки многошпиндельных гайковёртов и методов автоматического регулирования и управления построена обобщённая структурная схема управления работой многошпиндельными завинчивающими устройствами, работающими от одного или нескольких приводов. Схема управления представляет собой многоканальную адаптивную систему, которую можно отнести к синхронно-силовой системе с обратными связями по моментам. Данная схема управления работоспособна, но она сложна, громоздка, требует установки на каждом шпинделе датчиков обратных связей и создания сложной системы управления.

На основании данной структурной схемы управления разработаны две принципиально различные схемы.

Первая схема управления, согласно требованиям по точности и конструктивным особенностям гайковёртов, построена по принципу активной адаптации по моментам сопротивления на шпинделях, обеспечивает практически одинаковые крутящие моменты на всех шпинделях для одновременного прижатия уплотнения в момент переключения на окончательную синхронную затяжку.

Структурная схема управления многошпиндельным гайковёртом представлена на рис. 1.

—, №

ЗУ

Рис. 1. Структурная схема управления многошпиндельным гайковёртом: - задающее устройство момента привода;

Мфф! ~ передаточная функция привода

по моменту привода; ^х^ ~ устройства разделения движений с заданными крутящими моментами; СхП - устройства сравнения по моментам - Мили угловым скоростям -

У^р) - передаточные функции элементов управления по моментам; [ | - возму-

щающие моменты, действующие в процессе сборки; ЕРЬ. ~ блок переключения с быст-

¿у Г"

рохояной на тихоходную ветвь вращения;.

- блок отключения быстроходной вет-

ви вращения по достижению момента предварительной затяжки

Центральная часть схемы управляет быстроходной, но маломоментной ветвью вращения с двумя выходами на шпиндели, вращающиеся с угловыми

скоростями Щ = 0)2. Две боковых части схемы управляют тихоходной, но

высокомоментной ветвью вращения с двумя выходами на эти же шпиндели.

Упростим систему управления, вводя механические аналоги.

Разделение вращений іД" быстроходной, но маломоментной ветви по каналам управления может выполнять зубчатая передача, представляющая собой центральную шестерню, взаимодействующую с несколькими зубчатыми колёсами.

Функцию разделения вращений УД1 по двум каналам вращения с обеспечением взаимосвязей по моментам сопротивления на шпинделях могут обеспечить дифференциальные механизмы Д\.

Функцию автоматического переключения с быстроходной на тихоходную ветвь вращения могут обеспечить механизмы свободного хода МСХ храпового типа, собачки которых будут расположены на ведущих обоймах, а храповые колёса - на ведомых.

Отсчёт требуемого угла поворота шпинделей при окончательной затяжке резьбовых соединений можно обеспечить за счёт установки датчика импульсов на подвижную полумуфту при взаимодействии зубьев МПМ во время её срабатывания.

Оригинальная кинематическая схема четырёхшгашдельного гайковёрта на основе общей муфты предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода для чётного числа резьбовых деталей представлена на рис. 2.

Гайковёрт имеет две ветви вращения: быстроходную, но маломомент-ную и тихоходную, но высокомоментную.

По быстроходной ветви вращение передаётся от электродвигателя 1 через зубчатые передачи 2, 3 и 5, 4 на муфту предельного момента с полумуфтами 8,9 и далее на центральную шестерню 37. Происходит разделение вращений по двум кинематическим ветвям.

По первой - от шестерни 37 к колесу 12 на ось вращения 14 дифференциала, где движение вновь разделяется на два. Первое вращение через ось 14 дифференциала, которая жёстко связана с осью 19 сателлита 18, передаётся на сдвоенную шестерню 17,16, взаимодействующую с колесом 15, и далее - через зубчатые передачи 24,25 и 26,27 на шпиндель 28 к патрону 30 для удержания резьбовых деталей. По аналогии вращение передается к остальным патронам.

По тихоходной, но высокомоментной ветви вращение от электродвигателя 1 через зубчатые передачи 2, 3 и 5, 4 передаётся на центральную шестерню 41 разделения вращений по кинематическим цепям к шпинделям.

К шпинделю 28 от центральной шестерни 41 вращение передаётся через зубчатое колесо 7, механизм свободного хода с ведущей 10 и ведомой 11 обоймами и далее через зубчатые передачи 24,25 и 26,27.

По аналогии движение от центральной шестерни 41 передаётся к шпинделям 31,32, 34.

Рис. 2. Многошпиндельный гайковёрт на основе муфт предельных моментов, дифференциальных механизмов, механизмов свободного хода (для чётного числа шпинделей - 2,4,6,8,...)

Много шпиндельный гайковёрт работает следующим образом. Включается электродвигатель, и вращения передаются всем шпинделям по быстроходным кинематическим цепям.

Одновременно вращение передаётся по тихоходной ветви до механизмов свободного хода 10, 11. Учитывая, что собачки механизмов свободного хода расположены на ведущих обоймах механизмов 10, а храповые колёса -на ведомых 11, а также меньшую скорость вращения ведущих обойм с собачками по отношению ведомым, которые вращаются за счёт быстроходных кинематических цепей, от собачек вращение к храповым колёсам не передаётся, т.к. происходит проскальзывание собачек по ним.

Как только срабатывает муфта предельного момента 8, 9, обеспечив требуемый момент предварительной затяжки резьбовым соединениям, вращение по быстроходным кинематическим цепям передаваться не будет из-за проскальзывания полумуфт, следовательно, остановятся ведомые обоймы 11 с храповыми колёсами всех механизмов свободного хода. Вращающиеся ведущие обоймы 10 введут собачки во взаимодействие с храповыми колёсами 11 и начнётся передача вращения по тихоходным, но высокомоментным кинематическим цепям к шпинделям гайковёрта, т.е. начнётся процесс окончательной затяжки резьбовых соединений.

Учитывая, что процесс окончательной затяжки происходит синхронно, гайковёрт обеспечит требуемое качество сборки.

Вторая структурная схема управления, согласно конструктивным особенностям гайковёртов нового класса, обеспечивает малые крутящие моменты предварительной затяжки, при которых практически исключается деформация уплотнения, остановку шпинделей с последующим одновременным включением для окончательной синхронной затяжки резьбовых соединений.

На основе двух структурных схем управления работой многошпиндельными гайковертами создана третья, в которой управление процессами завинчивания и предварительной затяжки обеспечивается по аналогии с первой схемой, а окончательная затяжка - по аналогии со второй.

С учетом замены электрических элементов управления на механические аналоги разработаны оригинальные кинематические схемы.

В зависимости от обеспечения требуемой точности осевых сил затяжки резьбовых соединений разработано 11 вариантов кинематических схем, которые вошли в классификацию гайковертов нового класса.

В четвёртой главе обоснованы погрешности осевых сил при затяжке резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами нового класса.

Найдём зависимости этих погрешностей от параметров резьбы, уплотнений и от их физико-механических свойств и параметров гайковёртов.

Погрешность осевых сил затяжки от неодновременности начала на-живления и продолжительности завинчивания найдена для кинематической схемы рис. 2. При окончании завинчивания резьбовой детали шпинделем 31 происходит его мгновенная остановка с последующим включением вращения по тихоходной ветви для начала затяжки. В это время шпиндель 30 за

счёт свойств дифференциала увеличит скорость и продолжит вращаться с удвоенной угловой скоростью по быстроходной ветви, оканчивая процесс завинчивания.

Максимальный угол отставания при завинчивании резьбовой детали шпинделем 30 равен:

<Р*°)=<Р»+<Р*г=*

'3 + 2ДХ Ч4 Р У

(И)

где <рв - погрешности углов наживления резьбовых деталей при ручном или автоматизированном совмещении заходных кромок; (рт - погрешности

длин нарезанной резьбы на болте или шпильке; Д - допуск на длину нарезаемой резьбы.

Из кинематики движения найден угол отставания шпинделя 30:

гшп

пК г(Б)

п Л,7 (17 шп

д,шп

ґ Л 2/ л

23 і 19

ж+~ж

\1д,2\ 1Д,М

(12)

Погрешность осевых сил затяжки резьбовых соединений от неодновременности начала наживления и продолжительности завинчивания запишется:

<5&

Я.7ІЕІ„-Гу-Еу-Р

(13)

2/М

ДШІ

^23 ,

Ж+"ЛвГ

V Д,21 д,14 У

•{б) -(т)

где Я„, Д» - радиусы соответствующих шестерён; V V - передаточные

отношения по быстроходной и тихоходной ветвям вращения от двигателя - «д» или шпинделя - «ш» до соответствующих номеру шестерён или колёс; £к - радиус оси (водила) дифференциального механизма; - площадь

сжатия уплотнения; Еу - модуль упругости уплотнения; р - шаг резьбы; £у -

толщина уплотнения.

Доказано, что погрешность осевой силы затяжки от неодновременности начала наживления и продолжительности завинчивания можно понизить уменьшением соотношения передаточных отношений быстроходной и тихоходной ветвей вращения:

¿(В)

А -

л—ТТГ-

д,шп

Найдём погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами от нестабильности срабатывания муфты предельного момента.

Известна зависимость момента срабатывания муфты предельного момента:

0.(А>+Л)_, (15)

Мр=-

2 а

где ()а - осевая сила срабатывания (отклонения) муфты предельного момента кулачкового (зубчатого) типа; £>0» А - наружный и внутренний диаметры муфты; / - коэффициент трения; <1 - диаметр вала муфты; а - угол

скоса зубьев; ф - угол трения.

Момент срабатывания муфты, приведенный к оси шпинделя, запишется:

Мшм=Мр-1шм^Ш1, (16)

где г'мпмдип - передаточное отношение от осей муфты и шпинделя.

Влияние погрешности изготовления муфты на стабильность момента срабатывания найдено методом линейных ошибок (дифференцирования). Переходя к конечным величинам, имеем:

8М„ дМ„ £п дМ к 7 дМ

дО.

ЗА

ад

ді

&г

(17)

дМг да

-Аа +

где 8М± дМг_

дМ

___ коэффициенты влияния данных параметров на

80.' ад, """ д<р'

погрешность срабатывания муфты; А¿)0,А<р'~ допустимые изменения параметров.

Окончательно погрешности осевых сил затяжки от нестабильности срабатывания муфты предельного момента в зависимости от параметров резьбовых деталей, муфты предельного момента и точности её изготовления и параметров гайковёрта запишутся:

<5М,

¿Ужт

хмпм

(18)

1 Л.

яг/.

-+р

где Цл - коэффициент трения на торце головки болта; 2) - средний диаметр головки болта, равный размеру под ключ; с/0 - диаметр стержня болта; йг - средний диаметр резьбы; р - угол трения в резьбе.

Погрешность осевых сил затяжки от неодновременности (задержки) включений вращения шпинделей механизмами свободного хода определяется неодновременностью входа в зацепление собачек с зубьями храповых колес на величину одного зуба храповика. Угол отставания находится из

(т) 2л-

пропорции и равен -, где число зубьев храпового колеса.

^хк

Максимальная погрешность осевой силы затяжки в зависимости от параметров резьбы, механизма свободного хода, уплотнения и его физико-механических свойств запишется:

®мсх~-М-~£ г -¿V ' ( 9)

у хк 'хк,шп

.(т)

где г;к'шп - передаточное отношение от оси храпового колеса до оси шпинделя по тихоходной ветви вращения.

Аналогичным образом найдена погрешность осевых сил затяжки от неодновременности включения шпинделей механизмом переключения вращений:

^мсх^Т^Г, (20)

у к к,шп

•(т)

где гк - число зубьев колёс 16, 17, 18 (рис.4); - передаточное отношение от осей колёс до шпинделей по тихоходной ветви вращения.

Погрешности осевых сил затяжки от кинематических погрешностей в зубчатых передачах возникают из-за разности углов поворота шпинделей при затяжке.

Максимальная погрешность осевых сил затяжки от кинематических погрешностей запишется:

2я£у

где срк - кинематическая погрешность угла поворота ведомого звена.

Учитывая, что в процессе завинчивания резьбовых деталей гайковёрт не совершает реверсивных вращений, в первом приближении погрешности

осевых сил затяжки от мертвого хода передачи ~ 0.

В процессе затяжки резьбовых соединений происходит торможение, следовательно, возникают ускорения и появляются моменты сил инерции, направленные по движению.

Разность приведённых моментов инерции вращающихся элементов гайковёрта к осям шпинделей и нестабильность угловых скоростей в момент начала предварительной затяжки вызывает случайные погрешности осевых сил затяжки.

Угловая скорость вращения шпинделей в момент начала предварительной затяжки находится из выражения (10), а момент предварительной затяжки находится из выражения (3).

Угол предварительной затяжки резьбовых соединений равен:

^ ЕуРур •

После подстановки и преобразований получим математическую зависимость осевой силы предварительной затяжки от скорости вращения шпинделя, параметров резьбовых деталей, уплотнения, его физико-механических свойств и параметров гайковёрта:

(22)

д

/М'^Р/ 4 + /2x1,

• (23)

I і

й1 -сії + 2

жй.

+Р

1 Б1

Задаваясь разностью приведённых моментов инерции AJ'3 к осям шпинделей и подставляя в выражение (23), находим погрешности осевых сил затяжки.

Аналогичным образом из выражения (23) находим погрешности осевых сил затяжки при заданном диапазоне изменения угловой скорости Дй) в момент начала затяжки.

Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений от нестабильности моментов сопротивления в резьбе определялись методом линейных ошибок. На этапе предварительной затяжки на погрешности осевых сил оказывают влияние все составляющие выражения (3).

На этапе окончательной синхронной затяжки, т.е. поворота всех резьбовых деталей на одинаковый угол, на погрешности осевых сил затяжки

оказывают влияние только неточности изготовления тела болта - ; шаг

резьбы - Р и модуль упругости - Е.

Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений от неточности измерения угла окончательной затяжки по импульсам срабатывания муфты предельного момента запишутся:

3<рр-Р6-Еб-р _Ъх

<%><? = ■-— ~-

2 пі.

-б 2хк'1мпм,ш Л.в

где імпн ш - передаточное отношение от оси муфты до оси шпинделя; -

площадь сечения болта; Еб - модуль упругости материала болта; 1б - длина растягиваемой части болта.

2 тг£.

(24)

Для гайковёртов на основе пассивных средств адаптации (рис. 2) на этапе предварительной затяжки погрешности осевых сил затяжки запишутся:

¿0, = № + SQf + SQff + tí2 + ^ínp)2 . (25)

На этапе окончательной затяжки имеем:_

SQo = ■ (26)

Суммарная погрешность осевых сил затяжки находится из выражения:

(27)

Для каждой из оставшихся 10 кинематических схем многошпиндельных гайковёртов нового класса найдены погрешности осевых сил затяжки.

В пятой главе обоснованы предельные режимы стабильной работы элементов многошпиндельных гайковёртов нового класса с учётом качественной сборки изделий.

В процессе работы механизма свободного хода храпового типа происходит удар собачки о зуб храпового колеса.

Предельная частота вращения ведущей обоймы механизма свободного хода храпового типа, для случая упругого удара, получена на основе теоремы об изменении главного вектора момента количества движения системы в интегральной форме в проекции на ось вращения:

(28)

где J02 - приведённый момент инерции вращающихся элементов гайковёрта от ротора электродвигателя до ведущей обоймы механизма свободного хода; в»ь ®о - угловые скорости вращения системы после и до удара; -

проекция моментов внешних сил на ось вращения ведущей обоймы; t - время взаимодействия системы.

Для случая удара, учитывая, что угловая скорость вращения храпового колеса до удара равна нулю, выражение (32) запишется:

</о0о = Л/уд/> (29)

где АР" - момент силы удара собачки о зуб храпового колеса.

Считаем, что работы сил при ударе и медленном сжатии собачкой поверхности зуба храпового колеса при одинаковой упругой деформации равны:

А=М^-<р^=Мсж-срсж, (30)

где сруд - угол поворота собачки вокруг своей оси при упругой деформации поверхности зуба храпового колеса при ударе; Мсж - момент силы при

медленном сжатии остриём собачки поверхности зуба; (рсж - угол поворота

собачки при медленном сжатии.

Окончательно предельная угловая скорость вращения ведущей обоймы с собачкой, при которой во время удара на поверхности зуба храпового колеса возникли бы только упругие деформации, примет вид:

м Пая

<у0 < 2[Оа

(

(31)

\n-E-Jr,

I ч

где а - ширина зуба собачки; Я - радиус острия собачки; [С?сж]- допустимое напряжение сжатия; Е - модуль упругости материала.

Поскольку угловая скорость движения обоймы при упругой деформации зуба храпового колеса мала, следовательно, мала и производительность сборки многошпиндельными гайковёртами.

Рассмотрим случай упруго-пластичного уд ара собачки о зуб храпового колеса. Согласно теории Герца, при медленном сжатии возникнет деформация:

д = ау+И, (32)

где ау - глубина упругой деформации при ударе; А - величина пластической деформации.

Окончательно предельная угловая скорость вращения ведущей обоймы с собачкой механизма свободного хода, учитывая допустимую пластическую деформацию поверхности зуба храпового колеса на треть допуска размера зуба:

ЗЛ,

3 130 -нкс

(33)

где 8 - допуск на размер храпового колеса в месте удара собачки; НЯС -твёрдость по Роквеллу.

Предельная частота вращения кулачковой (зубчатой) муфты в момент пуска гайковёрта находилась из условия исключения её проскальзывания (срабатывания) и определялась из уравнения равновесия моментов согласно принципу Даламбера.

Проскальзывание (срабатывание) муфты будет исключено при следующих условиях:

1) предельная угловая скорость вращения полумуфт не будет превышать значения:

Щ < -\J~jr ~ 2с • а • / • г„ > (34)

где ср - угол поворота муфты при разгоне гайковёрта; I - приведённый мо-

мент инерции элементов гайковёрта от оси электродвигателя до оси подвижной полумуфты; с - жёсткость пружины поджатия полумуфты; а - величина предварительного поджатия пружины полумуфты; / - коэффициент трения скольжения кулачков муфты; гм - средний радиус положения кулачков относительно оси лолумуфт;

2) величина осевого перемещения подвижной полумуфты при пуске

(ударе) Хт не будет превосходить высоты зуба (кулачка) Хк:

Хт<Хк. (35)

В шестой главе представлены результаты расчётов погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений, моделирования процессов предварительной затяжки и экспериментальных исследований точности затяжки соединений многошпиндельными гайковёртами нового класса.

Расчёты, моделирование и эксперимент проводились для определения погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений 0=8 мм, 0=24 мм.

На рис. 3 изображён испытательный стенд, на рис. 4 - двухшпиндель-ный гайковёрт на основе муфты предельного момента, дифференциального механизма и механизма свободного хода, на рис. 5 - двухшпиндельный гайковёрт на основе муфт предельного момента и механизма переключения вращений.

Сравнительные результаты для многошпиндельного гайковёрта на основе муфты предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода храпового типа приведены с учётом изменения отношений передаточных отношений быстроходной к тихоходной ветви вращения в таблице 1.

Себестоимость четырёхшпиндельного гайковёрта на основе муфты предельного момента, дифференциальных механизмов, механизмов свободного хода храпового типа не превышает 70 ООО рублей.

Себестоимость четырёхшпиндельного гайковёрта на основе муфт предельного момента и механизма переключения вращений - порядка 50 ООО рублей.

Рис. 3. Испытательный стенд

Рис. 4. Гайковёрт на основе пассивных обратных связей (на основе муфты предельного момента, дифференциального механизма и механизмов свободного хода)

Рис. 5. Гайковёрт на основе обеспечения предварительной затяжки малыми моментами (на основе муфт предельного момента и механизма переключения вращений)

Следует заметить, что расчётные значения погрешностей получились значительными, т.к. считалось, что дифференциальный механизм ни разу не срабатывал в процессе завинчивания. Эксперимент показал, таких срабатываний при завинчивании происходило не менее трёх, что значительно уменьшало погрешность. Кроме того, уменьшение коэффициента А значительно повысило точность затяжки.

Результаты расчётов и эксперимента для многошпиндельного гайковёрта на основе муфт предельных моментов и механизмов переключения вращений приведены в таблице 2.

Как видно из таблиц, данные гайковёрты обеспечивают высокую точность осевых сил затяжки, максимальные погрешности которых не превышают 2,81% от номинальных значений.

Таблица 1

Обозначения, параметри и размерности Резьбовое соединение £>=24 мм Отношение передаточных этношений Осевая сила окончательной затяжки Осевая сила предвари-тельной затяжки Погрешность осевой силы предварительной затяжки (расчетная) Погрешность осевой силы предварительной затяжки (экспериментальная) Погрешность осевой силы окончательной затяжки (расчетная) Погрешность осевой силы окончательной затяжки (экспериментальная)

М А 1д,шп Л ~ :<т) д,шп Qг (Н) 157000 (Н) (Н) (%) (Н) ВВщ (%) 1,65 «Ч2з (Н) 2188,63 <%) 1,4 «3 (Н) <*2з (%)

0,044 2355 2179 1,387 2590,5 2716,1 1,73

Резьбовое соединение />=24 мм 0,044 0,044 157000 7850 2192,5 1,396 2590,5 1,65 2202 1,4 2857,4 1,82

Резьбовое соединение 0=8 мм 15800 790 1468,26 9,29 581,44 3,68 1483,77 9,39 444 2,81

Резьбовое 1 соединение І 0,044 £М8 мм I 15800 1185 1468,5 9,29 613 3,88 1483,77 9,39 377,62 2,39

Резьбовое соединение £>=8 мм 0,020 15800 790 579,8 3,67 434,5 2,79 445,56 2,82 458,82 2,9

Резьбовое соединение £>=8 мм 0,015 15800 790 434,5 2,75 300,2 1,9 312,84 1,98 322,32 2,04

Резьбовое I соединение I 0,010 £>=8 мм | 15800 790 290,1 1,83 210,14 1,33 230,68 1,46 252,8 1,6

Таблица 2

Осевая

Обозначения, параметры и размерности Осевая сила окончательной затяжки сила преи-вари-тельной ззгаж-ки Погрешность осевой силы предварительной затяжки (расчетная) Погрешность осевой силы предварительной затяжки (экспериментальная) Погрешность осевой силы окончательной затяжки (расчетная) Погрешность осевой силы окончательной затяжки (экспериментальная)

а Ор $2, «3 «3 «з

(Н) (Н) (Н) (%) (Н) (У.) (Н) (%) (Н) (%)

Резьбовое соединение 0=24 мм 157000 2355 583 0,37 816,4 0,52 635,69 0,405 894,9 0,57

Резьбовое соединение 23=24 мм 157000 7850 1890 1,2 2245,1 1,43 1906,9 1,214 2166,6 1,38

Резьбовое соединение 0=& мм 15800 790 145,65 0,92 176,96 1,12 323,86 2,05 200,66 1,27

Резьбовое соединение £>=8 мм 15800 1185 313 2 347,6 2,2 426,2 2,7 372,88 2,36

Покупная цена четырёхшпинделыюго шведского гайковёрта с автономными приводами на основе активных обратных связей с системой электронного управления для резьбовых деталей М24 составляет порядка 40 ООО долларов.

Но данный гайковёрт не гарантирует герметичность стыков узлов и деталей, скрепляемых групповыми резьбовыми соединениями.

В седьмой главе приводится методология разработки сложных механических и электромеханических систем, у которых отсутствуют аналоги (кинематические схемы работы) на примере разработанных многошпиндельных гайковёртов нового класса, а также прилагаются фотографии образцов многошпиндельных гайковёртов, созданных по данной методологии.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В диссертационной работе решена важная научно-техническая проблема, заключающаяся в повышении производительности и качества сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями путём разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса, обеспечивающих это качество.

1. Обоснованы взаимосвязи между технологическими параметрами качественной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями и конструктивными особенностями многошпиндельных гайковёртов нового класса:

- требуемой точностью осевых сил предварительной и окончательной затяжки и способом контроля процесса сборки;

- герметичностью стыков, скрепляемых узлов и деталей и способом управления завинчиванием и предварительной затяжкой на основе средств пассивной адаптации по моменту сопротивления с разделением вращений - быстроходной, но маломоментной, и тихоходной, но высокомоментной, - использования одного привода, что обеспечило окончательную синхронную затяжку соединений;

- предельными режимами сборки резьбовых соединений и требуемой точностью осевых сил затяжки.

Это позволит разрабатывать структурные схемы автоматического управления процессом качественной сборки групповых резьбовых соединений.

2. На базе структурных схем управления с заменой их элементов на механические аналоги разработаны оригинальные кинематические схемы высокоточных многошпиндельных гайковёртов с одним приводом:

- с пассивными обратными связями по моментам сопротивления в процессе завинчивания и предварительной затяжки и гарантированной окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений, практически представляющие механическую следящую систему с погрешностями осевых сил затяжки не более 2,81% от номинальных значений;

- с обеспечением предварительной затяжки резьбовых соединений моментами, при которых практически не деформируются уплотнения, оста-

новкой и окончательной синхронной затяжкой с погрешностями осевых сил затяжки не более 2,36% от номинальных значений;

- смешанные схемы с пассивными обратными связями на этапах завинчивания и предварительной затяжки, остановкой и окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений с погрешностями осевых сил затяжки не более 2,1% от номинальных значений.

3. Получены математические зависимости составляющих погрешностей для определения предельных относительных погрешностей осевых сип затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами, позволяющие оценить точность осевых сип затяжки на стадии разработки гайковёртов.

4. Определены основные параметры многошпиндельных гайковёртов -момент предварительной и угол окончательной затяжки резьбовых соединений в зависимости от параметров резьбы, резьбовых деталей, уплотнений и от их физико-механических свойств.

5. Обоснованы предельные режимы работы отдельных механизмов гайковёрта, в зависимости от их параметров, при которых гарантируются стабильная работа и качество сборки изделий:

- предельная частота вращения ведущей обоймы механизма свободного хода с учётом упругой и упруго-пластичной деформации зуба храпового колеса в зависимости от параметров механизма, моментов инерции элементов гайковёртов, приведённых к осям обойм и физико-механических свойств элементов механизма;

- предельная частота вращения кулачковой муфты, при которой в зависимости от её параметров в момент пуска гайковёрта не происходило бы проскальзывания полумуфт.

6. Обоснована методология разработки сложных механических и электромеханических систем на примере создания многошпиндельных гайковёртов нового класса.

7. Выявлены факторы, оказывающие существенное влияние на повышение точности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами за счёт:

- уменьшения отношения передаточных отношений быстроходной, но маломоментной ветви вращения к тихоходной, но высокомоментной;

- увеличения передаточных отношений от осей муфт предельного момента до осей шпинделей гайковёртов;

- уменьшения момента предварительной затяжки резьбовых соединений.

Это позволит на этапе разработки гайковёртов гарантировать заданную

точность осевых сил затяжки резьбовых соединений.

8. Разработанные конструкции гайковёртов используются в производстве на ОАО «Завод им. В.А. Дегтярёва» г. Ковров, ОАО «Ковровский электромеханический завод» и ОАО «Ковровский механический завод», ОАО «Сигнал» для сборки спецтехники.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

1. Воркуев, Д.С. Многошпиндельный гайковёрт нового класса доя завинчивания и затяжки кратного числа резьбовых соединений [Текст] / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2007. - №12. - С. 34-38.

2. Воркуев, Д.С. Автоматизированный комплекс сборки бортовой передачи трактора Т-25 [Текст] / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2004. - №8. - С. 27-33.

3. Воркуев, Д.С. Четырёхшпиндельный гайковёрт [Текст] / Д.С. Воркуев // Известия МГТУ «МАМИ». - М., 2008.- С. 231-236.

4. Воркуев, Д.С. Предельные режимы работы механизмов свободного хода храпового типа с учётом удара [Текст] / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2008. -№12. - С. 24-28.

5. Воркуев, Д.С. Обоснование условий надёжного снятия разрезных кулачков с завинченных шпилек при групповой автоматизированной сборке [Текст] / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. -

2009.-№3.-С. 15-18.

6. Воркуев, Д.С. Четырёхшпиндельный гайковёрт [Текст] / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №6. - С. 30-34.

7. Воркуев, Д.С. Геометрическая классификация деталей при анализе сборок с пространственными допусками [Текст] / Д.С. Воркуев, М.А. Гаер, A.B. Шабалин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №7.

8. Житников, Б.Ю. Устройства для завинчивания болтов [Текст] / Б.Ю. Житников, Д.С. Воркуев, С.А. Балуков // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2002. - №9. - С. 25-26.

9. Симаков, АЛ. Автоматизированный комплекс сборки бортовой передачи трактора Т-25 [Текст] / А.Л. Симаков, Д.С. Воркуев, Ю.З. Житников // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - №8.

10. Житников, Ю.З. Автомат с устройством выдачи шпилек поворотом планшайбы [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев, A.B. Тожокин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2001. - №11. - С. 22-24.

11. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Известия МГТУ «МАМИ». - Москва, 2008 - С. 259-263.

12. Житников, Ю.З. Расчёт погрешностей осевых сил затяжки двух-шпиндельным гайковёртом [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев, A.A. Шма-гин // Известия МГТУ «МАМИ». - Москва, 2008 - С. 263-270.

13. Житников, Ю.З. Обоснование кинематики и параметров работы многошпиндельных гайковёртов нового класса на основе муфт предельного момента и механизмов свободного хода [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №2. - С. 10-12.

14. Житников, Ю.З. Определение сечения дросселя для управления скоростью подвода к узлу исполнительного органа сборочного оборудования [Текст] / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников, Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №5. - С. 34-36.

15. Житников, Ю.З. Обоснование способа обеспечения и контроля качества затяжки групповых резьбовых соединений [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №9.

16. Житников, Ю.З. Разработка кинематической схемы многошпиндельного гайковёрта на основе муфты предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода для чётного числа шпинделей [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №8.

17. Воркуев, Д.С. Определение угла затяжки резьбовых соединений с учётом деформации уплотнения [Текст] / Д.С. Воркуев, М.А. Гаер, A.B. Ша-балин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - №7.

18. Воркуев, Д.С. Обоснование нового класса высокоточных многошпиндельных гайковёртов [Текст] / Д.С. Воркуев, Ю.З. Житников // Научные труды «Фундаментальные проблемы и современные технологии в машиностроении». - М.: Машиностроение. - 2010. - С. 315. - 320.

19. Житников, Ю.З. Обоснование конструктивных особенностей и разработка высокоточных многошпиндельных гайковертов нового класса [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев //Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2010. - № 11.

Патенты

1. Патент 2327556 Российская Федерация, С2, МПК В23 Р19/06. Многошпиндельный гайковёрт для завинчивания шпилек с угловым рассогласованием осей [Текст] / Д.С. Воркуев, Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников, Ю.Н. Матросова; заявитель и патентообладатель Ковровская государственная технологическая академия. Опубл. 27.06.08., Бюл. №18.

2. Патент 2345880 Российская Федерация, AI СІ, МПК В21/00, В23 PI9/06. Многошпицдельный гайковёрт [Текст] / Б.Ю. Житников, Д.С. Воркуев, Ю.Н. Матросова; заявитель и патентообладатель Ковровская государственная технологическая академия. Опубл. 10.12.09., Бюл. №4.

3. Патент 2360784 Российская Федерация, С2, МПК В258 21/00. Многошпиндельный гайковёрт [Текст] / Б.Ю. Житников, Д.С. Воркуев, Ю.Н. Матросова, А.Е. Матросов, A.A. Шмагин; заявитель и патентообладатель Ковровская государственная технологическая академия. Опубл. 10.07.09., Бюл. №19.

Монографии

1. Воркуев, Д.С. Разработка семейства высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса на основе одного привода: монография / Д.С. Воркуев, Ю.З. Житников; под общ. ред. Ю.З. Житникова. - М.: Машиностроение, 2009. - 204 с.

Статьи в трудах конференций и сборниках

1. Воркуев, Д.С. Пути решения проблемы автоматизированной сборки изделий [Текст] / Д.С. Воркуев // Управление в технических системах. - XXI век: сборник научных трудов. - Ковров: КГТА, 2000. - С. 207-208.

2. Воркуев, Д.С. Обоснование способа пассивной адаптации резьбовых деталей при автоматизированной сборке [Текст] / Д.С. Воркуев // Производственные технологии и качество продукции: материалы научно-технической конференции. - Владимир: ВГУ, 2003. - С. 81-83.

3. Воркуев, Д.С. Предельная частота вращения шпинделя в момент начала затяжки резьбовых соединений [Текст] / Д.С. Воркуев // Сборник научных трудов. - Ковров: КГТА, 2008. - С. 155-158.

4. Воркуев, Д.С. Многошпиндельный гайковёрт нового класса средней точности [Текст] / ДС. Воркуев // Вооружение. Технлошя. Безопасность. Управление: материалы IV межотраслевой конференции с международным участием аспирантов и молодых учёных. В 3 ч. 4.1. - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А. Дегтярёва», 2009. - С. 98-105.

5. Воркуев, Д.С. Предельная частота вращения шпинделя в момент начала затяжки ответственных резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами нового класса [Текст] / Д.С. Воркуев, A.A. Шмагин Н Сборник научно-практической конференции. - Пенза, 2008. - С. 171-174.

6. Воркуев, Д.С. Обоснование момента предварительной затяжки резьбовых соединений многошшщдельными гайковёртами [Текст] / Д.С. Воркуев, A.A. Шмагин // Вооружение. Технлогия. Безопасность. Управление: материалы IV межотраслевой конференции с международным участием аспирантов и молодых учёных. В 3 ч. 4.1. - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В. А. Дегтярёва», 2009. - С. 105-112.

7. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт на основе муфт предельного момента и механизма переключения вращений для завинчивания произвольного числа резьбовых деталей [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев, A.A. Шмагин // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии: сборник научных трудов. - Рыбинск. - 2007. -№1(11).-С. 100-103.

8. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт на основе муфты предельного момента, дифференциального механизма и механизма свободного хода для завинчивания кратного числа резьбовых деталей (Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев, И.В. Тюрина // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии: Сборник научных трудов. - Рыбинск. -2007. -№1(11).- С. 103-107.

9. Житников, Ю.З. Разработка многошпиндельного гайковёрта средней точности на основе муфт предельного момента и механизма свободного хода [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Научно-технический сборник к 100-летию со дня рождения Д.Ф. Устинова. - Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А. Дегтярева», 2008. - С. 76-92.

10. Кабаева, 0,Н. Способ автоматизированного совмещения податливой детали с базовой поверхностью [Текст] / О.Н. Кабаева, Д.С. Воркуев, М.И. Коробова // Производственные технологии и качество продукции: Материалы научно-технической конференции. - Владимир: ВГУ, 2000. - С. 38-40.

11. Кабаева, О.Н. Стабилизация движения податливых деталей в де формированном состоянии [Текст] / О.Н. Кабаева, Д.С. Воркуев, М.И. Коро бова // Производственные технологии и качество продукции: Материаль научно-технической конференции. - Владимир: ВГУ, 2000. - С. 40-42.

12. Житников, Ю.З. Обоснование кинематической схемы многошпин дельного гайковёрта на основе муфты предельного момента, дифференци альных механизмов и механизмов свободного хода для чётного числа шпин делей [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Сборник научных трудов. Ковров: ГОУ ВПО «КГТА им. В.А. Дегтярёва», 2008. - С. 99-106.

13. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт на основе муфт пре дельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов переключені вращений [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев, A.A. Шмагин // Современны технологии в машиностроении: Сборник статей научно-технической конферен ции. -Пенза, 2008. - С. 174-177.

14. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт [Текст] / Ю.З. Житни ков, Д.С. Воркуев // Прогрессивные сборочные процессы в машиностроении: Сборник научных трудов. - Волгоград, 2009. - С. 143-148.

15. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт средней точност [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев. // Прогрессивные сборочные процессы машиностроении: сборник научных трудов. - Волгоград, 2009. - С. 148-153.

16. Житников, Ю.З. Многошпиндельный гайковёрт малого момента [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: мате риалы научно-технической конференции. - Севастополь, 2009. - С. 62-64.

17. Житников, Ю.З. Момент предварительной затяжки резьбовых соеди нений многошпиндельными гайковёртами [Текст] / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: материалы научно-технической конференции. - Севастополь, 2009. - С. 59-61.

Учебники

1. Житников, Ю.З. Автоматизация производственных процессов в машиностроении [Текст]: учебник для машиностроительных вузов / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников, А.Г. Схиртладзе, А.Л. Симаков, Д.С. Воркуев; под общ. Ред. Ю.З. Житникова. - Ковров: КГТА, 2008. - 616 с. (С. 339-383).

2. Житников, Ю.З. Автоматизация производственных процессов в машиностроении [Текст]: учебник для машиностроительных вузов / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников, А.Г. Схиртлаазе, А.Л. Симаков, ДС. Воркуев; под общ. ред. Ю.З. Житникова. - Тонкие наукоёмкие технологии. - Старый Оскол, 2009. - 612 с.

Зав. РИО М.А. Салкова Подписано в печать 12.01.2012 Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.л. 2. Тираж 100 экз. Заказ 32.

Рыбинский государственный авиационный технический университет имениП.А.Соловъева (РГАТУ) 152934. г. Рыбинск, ул. Пуитта, 53 Отпечатано в множительной лаборатории РГАТУ 152934. г. Рыбинск, ул. Пушкина, 53

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И СРЕДСТВ ЗАВИНЧИВАНИЯ ГРУППОВЫХ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

1.1.Анализ существующих технологий сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями.

1.2.Анализ возможностей создания многошпиндельных гайковёртов на базе существующих одношпиндельных.

1.3.Анализ существующих многошпиндельных завинчивающих устройств

1.3.1.Многошпиндельный гайковёрт с упругим накопителем энергии

1.3.2.Автоматические системы затяжки групповых резьбовых соединений с активными обратными связями.

1.3.2.1.Завинчивающие устройства на основе датчиков обратной связи по моменту.

1.3.3.Многошпиндельное завинчивающее устройство для сборки резьбовых соединений.

1.3.4.Многошпиндельный гайковёрт.

1.3.5.Многошпиндельное завинчивающее устройство на основе дифференциального механизма.

Задачи исследования.

Глава 2. ВЫЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ КАЧЕСТВЕННОЙ, МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СБОРКИ И КОНСТРУКТИВНЫМИ ОСОБЕННОСТЯМИ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫХ ГАЙКОВЁРТОВ.

2.1.Обеспечение и контроль качества сборки групповых резьбовых соединений по моменту затяжки.

2.2.Обеспечение и контроль качества затяжки групповых резьбовых соединений по углу поворота детали.

2.3.Логическое обоснование способа обеспечения и контроля качества сборки групповых резьбовых соединений.

2.4.Параметры высокоточной затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами.

2.4.1.Обоснование момента предварительной затяжки резьбовых соединений.

2.4.2.Угол окончательной затяжки резьбовых соединений при скреплении узлов и деталей с уплотнениями.

2.4.3.Обоснование момента затяжки шпилек, ввинчиваемых в кор- ^ пусную деталь.

2.5.Обоснование режимов работы многошпиндельных гайковёртов при сборке групповых резьбовых соединений.

2.5.1.Режимы работы многошпиндельных гайковёртов при нажив-лении и завинчивании резьбовых деталей.

2.5.2.Предельная частота вращения шпинделя в момент начала затяжки многошпиндельными гайковёртами.

Выводы по главе.

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СЕМЕЙСТВА ВЫСОКОТОЧНЫХ, МНОГОШПИНДЕЛЬНЫХ ГАЙКОВЁРТОВ НОВОГО КЛАССА.

3.1.Обоснование обобщённой структурной схемы многоканальной адаптивной электромеханической системы управления завинчиванием 83 3.2.Обоснование упрощённой структурной схемы управления и кинематических схем многошпиндельных гайковёртов на основе пассивных средств адаптации по моменту.

3.3.Обоснование структурной схемы управления и кинематических схем работы многошпиндельных гайковёртов на основе переключения вращений.

3.4.Варианты кинематических схем многошпиндельных гайковёртов.

3.4.1.Многошпиндельные гайковёрты на основе муфты предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов переключения вращений для кратного числа шпинделей (2, 4, 8, 16, 32.).

3.4.2.Многошпиндельный гайковёрт на основе дифференциальных механизмов, муфт предельного момента и механизма переключения вращений.

3.4.3.Многошпиндельные гайковёрты на основе муфт предельного момента, дифференциальных механизмов и механизма переключения вращений для чётного числа шпинделей.

3.4.4.Многошпиндельный гайковёрт на основе муфт предельного момента, дифференциальных механизмов и механизма переключения вращения (для чётного числа шпинделей).

3.4.5.Многошпиндельные гайковёрты на основе муфт предельного момента, дифференциальных механизмов, механизмов свободного хода и переключения вращений для кратного числа шпинделей.

3.4.6.Гайковёрт на основе муфт предельного момента, дифференциальных механизмов, механизмов свободного хода и механизма переключения вращений (для чётного числа шпинделей).

3.4.7.Многошпиндельные гайковёрты на основе муфт предельного момента, дифференциальных механизмов, механизмов свободного хода и механизма переключения вращений для чётного числа шпинде

3.5.Классификация высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса с одним приводом.

Выводы по главе.

Глава 4. ПОГРЕШНОСТИ ОСЕВЫХ СИЛ ПРИ ЗАТЯЖКЕ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫМИ ГАЙКОВЁРТАМИ НОВОГО КЛАССА.

4.1.Анализ погрешностей осевых сил затяжки многошпиндельными гайковёртами.

4.1.1.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами от неодновременности начала и продолжительности завинчивания.

4.1.1.1.Погрешность осевых сил затяжки многошпиндельными гайковёртами на основе средств пассивной адаптации.

4.1.1.2.Погрешность осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе муфт предельного момента и механизмов свободного хода.

4.1.1.3.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе механизмов переключения вращений.

4.1.2.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами от нестабильности срабатывания муфты предельного момента.

4.1.2.1.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода.

4.1.2.2.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе механизмов переключения вращений.

4.1.3.Погрешности осевых сил затяжки от неодновременности включения механизмов свободного хода.

4.1.4.Погрешности осевых сил затяжки от неодновременности включения вращений шпинделей механизмом переключения вращений

4.1.5.Погрешности осевых сил затяжки от кинематических погрешностей в зубчатых передачах.

4.1.6. Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений от мертвого хода.

4.1.7.Погрешности осевых сил затяжки от приведенных моментов инерции вращающихся частей гайковёртов.

4.1.8.Погрешности осевых сил или моментов затяжки от величины и «нестабильности» угловых скоростей вращения шпинделей.

4.1.9.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений от нестабильности моментов сопротивления в резьбе.

4.1.10.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений от неточности отсчёта угла окончательной затяжки.

4.2.Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами.

4.2.1.Предельные относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе средств пассивной адаптации.

4.2.2.Предельные относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе муфт предельного момента, дифференциальных механизмов и механизма переключения вращений.

4.2.3.Предельные относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе средств пассивной адаптации и переключения вращений.

4.2.4.Предельные относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе муфт предельного момента и механизма переключения вращений.

Выводы по главе.

Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ СТАБИЛЬНОЙ РАБОТЫ ОТДЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫХ ГАЙКОВЁРТОВ.

5.1.Предельная частота вращения ведущей обоймы механизмов свободного хода храпового типа с учётом упругого и упруго-пластичного ударов.

5.1.1.Случай упругой деформации соударяемых поверхностей собачки и зуба храпового колеса.

5.1.2.Случай упруго-пластичной деформации соударяемых поверхностей собачки и зуба храпового колеса.

5.2.Обоснование предельной частоты вращения кулачковой муфты предельного момента в момент пуска завинчивающего устройства. 190 Выводы по главе.

Глава 6. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОСЕВЫХ СИЛ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫМИ ГАЙКОВЁРТАМИ НОВОГО

КЛАССА.

6.1. Расчёт погрешностей осевых сил затяжки многошпиндельными гайковёртами нового класса.

6.1.1.Определение погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений от неодновременности начала и продолжительности завинчивания.

6.1.2.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений от нестабильности переключения муфт предельного момента. бЛ.З.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки от неодновременности включения механизмов свободного хода.

6.1.4.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки, возникающих от неодновременности включения механизмов переключения вращений.

6.1.5.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки, возникающих от кинематических погрешностей в зубчатых передачах.

6.1.6.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки от разности приведённых моментов инерции вращающихся частей ветвей гайковёрта к осям шпинделей.

6.1.7.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки от нестабильности угловой скорости вращения шпинделей гайковёрта.

6.1.8.Расчёт погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений в зависимости от точности параметров и трения в резьбе.

6.1.9.Суммарная погрешность осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе способа пассивной адаптации.

6.1.10.Суммарная погрешность осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе муфт предельного момента и механизма переключения вращений.

6.2.Моделирование процессов завинчивания и предварительной затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе способа пассивной адаптации.

6.3.Экспериментальное определение точности затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами.

6.3.1.Экспериментальное оборудование.

6.3.2.Экспериментальное подтверждение влияния параметров многошпиндельных гайковёртов на точность затяжки резьбовых соединений .■.

6.3.2.1.Выявление влияния частоты вращения шпинделя на точность осевых сил затяжки резьбовых соединений.

6.3.2.2.Выявление влияния приведённых моментов инерции вращающихся элементов гайковёрта к осям шпинделей на погрешности осевых сил затяжки.

6.3.2.3.Экспериментальное подтверждение влияния отношения передаточных отношений быстроходной к тихоходной ветвям вращения на погрешности осевых сил затяжки.

6.3.2.4.Экспериментальное подтверждение влияния величины осевой силы предварительной затяжки на погрешности осевых сил затяжки.

6.3.2.5. Экспериментальное подтверждение предельной скорости движения собачки при ударе о поверхность зуба храпового колеса.

6.3.3.Экспериментальное подтверждение точности осевых сил затяжки групповых резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе способа пассивной адаптации. ^^

6.3.4. Экспериментальное подтверждение точности осевых сил затяжки групповых резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами на основе переключения вращений.

6.3.5.Проверка герметичности стыков скрепляемых узлов и деталей групповыми резьбовыми соединениями, завинчиваемых многошпиндельными гайковёртами нового класса.

Выводы по главе.

Глава 7. МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ СЛОЖНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

7.1.Обоснование структурной схемы автоматического управления работой двухшпиндельного гайковёрта.

7.2.Разработка кинематической схемы двухшпиндельного гайковёрта. 280 7.3.Обоснование точностных характеристик работы двухшпиндельного гайковёрта.

7.4.Определение основных параметров двухшпиндельного гайковёрта.

7.5.Определение предельных режимов работы двухшпиндельного гайковёрта

7.6.Образцы разработанных многошпиндельных гайковёртов нового класса.

7.7.Себестоимость опытных образцов многошпиндельных гайковёртов нового класса.

Выводы по главе.

Завершающим этапом выпуска продукции машиностроения является операция сборки, от качества которой в значительной степени зависят надёжность и долговечность работы машин и механизмов.

В современном машиностроительном производстве передовых стран мира изготовление деталей автоматизировано на (92.96)%, а сборочные операции не более чем на (14. .16)%.

В настоящее время на некоторых сборочных операциях, где требуется обеспечить высокое качество, отсутствуют надёжные средства механизации. К ним относятся изделия, узлы и детали которых скрепляются групповыми резьбовыми соединениями.

Для обеспечения качественной механизированной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями сформулируем требования, выполнение которых гарантирует качество:

- погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений не должны превышать 6% от номинальных значений;

- синхронная затяжка соединений должна начинаться одновременно.

В связи с чем, возникли эти требования?

Например, практика сборки гидрораспределителей управления экскаватором (рис. 1) показала, что при относительных погрешностях осевых сил (моментов) затяжки в данной сборке в пределах 10% от номинальных значений, возникают неравномерные деформации корпусов отдельных блоков и заклинивание золотников. Согласно чертежу моменты затяжки гаек шпилечных соединений крепления узла блоков гидрораспределителя заданы в диапазоне Мз= 116-127,5 (Н-м). Относительные погрешности моментов затяжки составляют порядка 9% от номинального значения. Причём для обеспечения герметичности в стыках между блоками при давлениях масла 200 кг/см , исключения заклинивания золотников, продолжительность ручной сборки может длиться часами.

Следует заметить, что требования к относительным погрешностям осевых сил затяжки головок цилиндров двигателей значительно жёстче.

Кроме того, при сборке гидрораспределителей, а также картеров двигателей (рис. 2), шатунов (рис. 3), как перед обработкой отверстий под карданный вал, так и при их окончательной сборке, отказались от использования одношпиндельных гайковёртов. Это объясняется тем, что при окончательной затяжке одного резьбового соединения происходит местная деформация уплотнения, в случае сборки гидрораспределителей, а в изделиях, где отсутствует уплотнение, деформируются металлические поверхности, случаи сборки картера или шатуна, что приводит к перекосу сопрягаемых поверхностей скрепляемых узлов и деталей. Исключить перекосы за счёт затяжки резьбового соединения с противоположной стороны собираемого узла с приложением такого же момента затяжки не удаётся. Исследования в работе [83] показали, что необходимо приложить значительно больший момент затяжки, чтобы сдеформировать скрепляемую деталь, что не всегда удаётся из-за повреждения резьбовых деталей - среза витков резьбы или отрыва головки болта. Отсюда вытекает требование одновременного прижатия по сопрягаемым поверхностям узлов и деталей. А в случае несинхронной затяжки резьбовых соединений могут возникнуть перекосы сопрягаемых поверхностей, что приведёт к негерметичности стыков.

При ручной сборке резьбовых соединений используют моментные ключи. Сборка осуществляется на основе:

- перекрёстного способа завинчивания и затяжки;

- способа сглаживания.

При механизированной сборке используют одношпиндельные завинчивающие устройства [16, 17, 28, 29, 31, 32, 39, 54, 58, 59, 64, 66, 72, 73, 74, 81], которые различаются по принципу действия, конструктивно, а главное - по точности обеспечения осевых сил затяжки, погрешности которых могут колебаться в пределах 30.70% от требуемого значения.

Рис. 1. Гидрораспределитель управления экскаватором в сборе

Рис. 2. Картер двигателя для карданного вала в сборе

Рис. 3. Шатун в сборе

Применение в производстве этих гайковёртов показало, что они эффективны только при жёстком скреплении узлов и деталей там, где не требуется обеспечивать высокую точность осевых сил затяжки, герметичности стыков и одновременного плотного прижатия скрепляемых узлов и деталей.

В ряде случаев механизированную сборку осуществляют при помощи многошпиндельных гайковёртов [15, 110. 111]. Причём только гайковёрты на основе активных обратных связей могут обеспечивать сборку групповых резьбовых соединений с требуемой точностью осевых сил затяжки, но они не гарантируют одновременного прижатия узлов и деталей по сопрягаемым поверхностям и герметичность стыков.

На практике качественную сборку изделий с групповыми резьбовыми соединениями обеспечивают за счёт высокой квалификации сборщика, который затяжку осуществляет при помощи моментного ключа путём неоднократной затяжки и ослабления соединений.

Как следует из анализа существующих средств механизированной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями, они не обеспечивают качественную сборку из-за низкой точности осевых сил затяжки, невозможности одновременного прижатия соединяемых узлов и деталей по плоскостям их сопряжения и отсутствием синхронной затяжки соединений.

На основании изложенного можно утверждать, что существует научно-техническая проблема обеспечения механизированной качественной сборки изделий, узлы и детали которых скрепляются групповыми резьбовыми соединениями, решить которую возможно на основе разработки нового класса высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств, обеспечивающих это качество.

Основная научная задача состоит в выявлении взаимосвязей между параметрами качественной сборки изделий - требуемой точностью осевых сил затяжки, одновременностью прижатия узлов и деталей по сопрягаемым поверхностям в момент начала окончательной затяжки и синхронной затяжкой групповых резьбовых соединений и конструктивными особенностями многошпиндельных завинчивающих устройств, обеспечивающих это качество.

Научная идея. Для достижения требуемого качества сборки групповых резьбовых соединений предлагается их затяжку производить комбинированным методом - предварительную с контролем по крутящему моменту, окончательную - синхронным поворотом резьбовых деталей с контролем по углу поворота, что потребует в многошпиндельных гайковёртах предусмотреть две независимых ветви вращения к каждому шпинделю - быстроходную, но маломоментную и тихоходную, но высокомоментную, которые получают вращение от одного привода.

На защиту выносится: теоретическое обоснование повышения производительности и качества механизированной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями на основе разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса, гарантирующих требуемое качество, включающее:

1. Выявленные взаимосвязи между технологическими параметрами автоматизированной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями и конструктивными особенностями многошпиндельных гайковёртов нового класса, обеспечивающие:

- требуемую точность осевых сил предварительной и окончательной затяжки на основе введения комбинированного способа контроля процесса сборки;

- герметичность стыков, скрепляемых узлов и деталей за счёт управления завинчиванием и предварительной затяжки на основе средств пассивной адаптации или переключения вращений с быстроходной, но маломоментной на тихоходную, но высокомоментную, использования одного привода, что обеспечило окончательную синхронную затяжку соединений;

- предельные режимы завинчивания и затяжки, при которых гарантируется требуемая точность осевых сил затяжки.

2. Структурные схемы автоматического управления работой многошпиндельных гайковёртов с обеспечением высокого качества сборки с активными обратными связями по моментам сопротивления в резьбе и технологической последовательности выполнения сборки резьбовых соединений и условий, гарантирующих синхронную затяжку.

3. Оригинальные кинематические схемы многошпиндельных гайковёртов нового класса, разработанные на базе структурных схем управления с заменой их элементов на механические аналоги

- с пассивными обратными связями по моментам сопротивления в резьбе в процессе завинчивания и предварительной затяжки и гарантированной окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений;

- с обеспечением предварительной затяжки резьбовых соединений моментами, при которых практически не деформируются уплотнения, остановкой и окончательной синхронной затяжкой;

- смешанные схемы с пассивными обратными связями на этапах завинчивания и предварительной затяжки, остановкой и окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений.

4. Теоретическое обоснование составляющих погрешностей для определения предельных погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами нового класса в зависимости от параметров гайковёртов, резьбовых деталей и уплотнений, а также и их физико-механических свойств.

5. Предельные режимы работы отдельных механизмов гайковёртов в зависимости от их параметров, при которых гарантируется надёжная работа и качество сборки изделий.

6. Обоснованную методологию разработки сложных механических и электромеханических систем на примере создания многошпиндельных гайковёртов нового класса.

Содержание работы по главам

Во введении обоснована актуальность проблемы обеспечения качественной сборкой изделий, т.е. достижения высокой точности затяжки, одновременности прижатия между собой групповыми соединениями узлов и деталей и герметичности стыков, путём разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов.

В первой главе дан анализ существующих технологий сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями и средств завинчивания одиночных и групповых резьбовых соединений и возможности их использования для обеспечения качественной сборки изделий.

Определены цель и задачи исследований.

Во второй главе выявлены логические взаимосвязи между технологическими параметрами высококачественной, автоматизированной сборки с определением их значений и конструктивными особенностями многошпиндельных гайковёртов, при которых обеспечивалось бы требуемое качество.

В третьей главе на основе сформулированных требований к конструктивным особенностям многошпиндельных гайковёртов, а так же технологической последовательности выполнения операций завинчивания и затяжки групповых резьбовых соединений сформированы структурные схемы управления гайковёртами, а по ним разработаны кинематические схемы с пассивной адаптацией, с последовательной предварительной и окончательной затяжкой резьбовых соединений и смешанные схемы на основе пассивной адаптации и последовательной затяжкой. Представлена классификация семейства многошпиндельных гайковёртов нового класса.

В четвёртой главе обоснована точность осевых сил затяжки резьбовых соединений всех представленных кинематических схем многошпиндельных гайковёртов нового класса, так же выявлены пути достижения максимальной точности осевых сил затяжки.

В пятой главе обоснованы предельные режимы работы элементов многошпиндельных гайковёртов, при которых обеспечивается требуемая точность затяжки резьбовых соединений и стабильность работы самих гайковёртов.

В шестой главе представлены результаты расчётов погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений, моделирование процессов предварительной затяжки и экспериментальные исследования точности затяжки соединений многошпиндельными гайковёртами нового класса, для гайковёртов на основе пассивных обратных связей, конструктивно выполненных с муфтой предельного момента, дифференциальными механизмами и механизмами свободного хода храпового типа, а так же для гайковёртов на основе обеспечения предварительной затяжки соединений малыми моментами, который конструктивно выполнен с муфтами предельных моментов и механизмом переключения вращений.

В седьмой главе представлена методология разработки сложных механических и электромеханических систем на примере создания многошпиндельного гайковёрта нового класса.

Объектами исследований являются изделия машиностроения, в которых узлы и детали скрепляются групповыми резьбовыми соединениями, с обеспечением качественной с учётом герметичности стыков механизированной сборки.

Предметом исследования являются впервые разработанные высокоточные многошпиндельные гайковёрты нового класса.

Методы исследований. В работе использовались аналитические и экспериментальные методы исследований, а так же моделирование процессов сборки:

- структурные схемы управления процессами сборки резьбовых соединений разрабатывались и исследовались методами автоматического управления и регулирования;

- кинематические схемы работы гайковёртов разрабатывались на основе структурных схем с учётом логического анализа;

- точностные характеристики затяжки резьбовых соединений гайковёртами обосновывались на основе теории кинематики и динамики движений;

- предельные режимы работы элементов механизмов гайковёртов определялись с учётом теории удара;

- основные параметры гайковёртов обосновывались с учётом положений теории деталей машин, динамики движения;

- оценка достоверности теоретических исследований работы многошпиндельных гайковёртов нового класса производилась по результатам моделирования процессов предварительной затяжки, экспериментальным данным и испытаниям в условиях производства с использованием специального и стандартного оборудования.

Научная новизна работы

1. Обоснована методология разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса с пассивной адаптацией по моментам сопротивления при завинчивании и синхронной затяжкой на основе выявленных взаимосвязей между параметрами качественной сборки и конструктивными особенностями завинчивающих устройств, гарантирующих это качество.

2. Впервые получены математические зависимости погрешностей осевых сил затяжки от:

- частоты вращения шпинделя, параметров гайковёртов, резьбовых деталей в момент начала затяжки;

- не одновременности начала и продолжительности завинчивания резьбовых деталей с учётом пассивной адаптации и отношения передаточных отношений быстроходной и тихоходной ветвей вращения.

3. Впервые обоснована взаимосвязь предельных скоростей вращения шпинделей и погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений в процессе сборки.

4. Впервые учтён упругий и упруго-пластичный удар элементов механизмов на предельных режимах работы гайковёрта.

20

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В диссертационной работе решена важная научно-техническая проблема, заключающаяся в повышении производительности и качества сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями путём разработки высокоточных многошпиндельных гайковёртов нового класса, обеспечивающих это качество.

1. Обоснованы взаимосвязи между технологическими параметрами качественной сборки изделий с групповыми резьбовыми соединениями и конструктивными особенностями многошпиндельных гайковёртов нового класса:

- требуемой точностью осевых сил предварительной и окончательной затяжки и способом контроля процесса сборки;

- герметичностью стыков, скрепляемых узлов и деталей и способом управления завинчиванием и предварительной затяжкой на основе средств пассивной адаптации по моменту сопротивления с разделением вращений -быстроходной, но маломоментной, и тихоходной, но высокомоментной, -использования одного привода, что обеспечило окончательную синхронную затяжку соединений;

- предельными режимами сборки резьбовых соединений и требуемой точностью осевых сил затяжки.

Это позволит разрабатывать структурные схемы автоматического управления процессом качественной сборки групповых резьбовых соединений.

2. На базе структурных схем управления с заменой их элементов на механические аналоги разработаны оригинальные кинематические схемы высокоточных многошпиндельных гайковёртов с одним приводом:

- с пассивными обратными связями по моментам сопротивления в процессе завинчивания и предварительной затяжки и гарантированной окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений, практически представляющие механическую следящую систему с погрешностями осевых сил затяжки не более 2,81% от номинальных значений;

- с обеспечением предварительной затяжки резьбовых соединений моментами, при которых практически не деформируются уплотнения, остановкой и окончательной синхронной затяжкой с погрешностями осевых сил затяжки не более 2,36% от номинальных значений;

- смешанные схемы с пассивными обратными связями на этапах завинчивания и предварительной затяжки, остановкой и окончательной синхронной затяжкой резьбовых соединений с погрешностями осевых сил затяжки не более 2,1% от номинальных значений.

3. Получены математические зависимости составляющих погрешностей для определения предельных относительных погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами, позволяющие оценить точность осевых сил затяжки на стадии разработки гайковёртов.

4. Определены основные параметры многошпиндельных гайковёртов -момент предварительной и угол окончательной затяжки резьбовых соединений в зависимости от параметров резьбы, резьбовых деталей, уплотнений и от их физико-механических свойств.

5. Обоснованы предельные режимы работы отдельных механизмов гайковёрта, в зависимости от их параметров, при которых гарантируются стабильная работа и качество сборки изделий:

- предельная частота вращения ведущей обоймы механизма свободного хода с учётом упругой и упруго-пластичной деформации зуба храпового колеса в зависимости от параметров механизма, моментов инерции элементов гайковёртов, приведённых к осям обойм и физико-механических свойств элементов механизма;

- предельная частота вращения кулачковой муфты, при которой в зависимости от её параметров в момент пуска гайковёрта не происходило бы проскальзывания полумуфт.

6. Обоснована методология разработки сложных механических и электромеханических систем на примере создания многошпиндельных гайковёртов нового класса.

7. Выявлены факторы, оказывающие существенное влияние на повышение точности осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами за счёт:

- уменьшения отношения передаточных отношений быстроходной, но маломоментной ветви вращения к тихоходной, но высокомоментной;

- увеличения передаточных отношений от осей муфт предельного момента до осей шпинделей гайковёртов;

- уменьшения момента предварительной затяжки резьбовых соединений.

Это позволит на этапе разработки гайковёртов гарантировать заданную точность осевых сил затяжки резьбовых соединений.

8. Разработанные конструкции гайковёртов используются в производстве на ОАО «Завод им. В.А. Дегтярёва» г. Ковров, ОАО «Ковровский электромеханический завод» и ОАО «Ковровский механический завод», ОАО «Сигнал» для сборки спецтехники.

1. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении Текст. / под общ. ред. И.Н. Капустина. М.: Машиностроение, 1985.

2. Алёхин, В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоёв материала Текст. / В.П. Алёхин. М.: Наука, 1983. - 280 с.

3. Архангельский, Г.В. Особенности динамики машинных агрегатов с инерционными импульсными механизмами Текст. / Г.В. Архангельский // Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства. 1974. -№ 134. -С. 194-199.

4. Бабкин, В.И. Герметичность неподвижных соединений гидравлических систем Текст. / В.И. Бабкин [и др.]. М.: Машиностроение, 1977. -120 с.

5. Балакшин, Б.С. Основы технологии машиностроения Текст. / Б.С. Балакшин. -М.: Машиностроение, 1969. 560 с.

6. Баранчукова, И.Н. Проектирование технологии Текст. / И.Н. Ба-ранчукова, A.A. Гусев, Ю.М. Крамаренко [и др.]; под общ. ред. Ю.М. Соло-менцева. М.: Машиностроение, 1990. - 416 с.

7. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования Текст. / В.А. Бесекерский, E.H. Попов. М.: Наука, 1972. - 768 с.

8. Бессонов, JI.A. Нелинейные электрические цепи Текст. / JI.A. Бессонов. М.: Высш. шк., 1977. - 344 с.

9. Биргер, И.А. Резьбовые соединения Текст. / И.А. Биргер, Г.Б. Ио-силевич. М.: Машиностроение, 1973. - 256 с.

10. Биргер, И.А. Расчёт резьбовых соединений Текст. / И.А. Биргер. -М.: Обороногиз, 1959. 252 с.

11. Биргер, И.А. Расчёт на прочность деталей машин Текст. / И.А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Г.Б. Иосилевич. М.: Машиностроение, 1979. - 702 с.

12. Блаер, И.Л. К вопросу о точности затяжки резьбы сборочным инструментом Текст. / И.Л. Блаер. М.: Машиностроение, 1976.

13. Блаер, И.Л. К вопросу о точности затяжки резьбы сборочным инструментом Текст. / И.Л. Блаер // Автомобильная промышленность. 1967. -№ 1. - С. 38-40.

14. И.Блинников, М.Е. Методика расчёта параметров податливого крепления шпильковёрта Текст. / М.Е. Блинников, Ю.З. Житников // Автоматизация и современные технологии. 1995. - № 4. - С. 25.

15. Блинников, М.Е. Многошпиндельный гайковёрт нормированного осевого усилия Текст. / М.Е. Блинников, Ю.З. Житников // Автоматизация и современные технологии. 1994- № 3. - С. 6.

16. Бойко, В.Т. Пневматические гайковёрты с улучшенными вибрационными характеристиками Текст. / В.Т. Бойко, Б.Г. Гольдштейн, В.Н. Брагинский [и др.] // Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1984. -Вып. 3. -45 с.

17. Бостон, И.А. Механизированный инструмент для сборки резьбовых соединений Текст. / И.А. Бостон, И.Г. Ботез, В.Э. Дулгеру // Механизация производства. 1991. -№ 6. - С. 12.

18. Бутенин, Н.В. Курс теоретической механики. Текст. В 2 т. Т. 2 / Н.В. Бутенин, Я.Л. Лунц, Д.Р. Меркин. М.: Наука, 1979. - 543 с.

19. Воркуев, Д.С. Пути решения проблемы автоматизированной сборки изделий Текст. / Д.С. Воркуев // Управление в технических системах XXI век: сборник научных трудов. - Ковров: КГТА, 2000.

20. Воркуев, Д.С. Обоснование способа пассивной адаптации резьбовых деталей при автоматизированной сборке Текст. / Д.С. Воркуев // Производственные технологии и качество продукции: материалы научно-технической конференции. Владимир: ВГУ, 2003.

21. Воркуев, Д.С. Устройство для завинчивания болтов Текст. / Д.С. Воркуев, Б.Ю. Житников, С.А. Балуков // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2002. - № 8. - С. 12-15.

22. Воркуев, Д.С. Многошпиндельный гайковёрт нового класса для завинчивания и затяжки кратного резьбовых соединений Текст. / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2007. - № 12. - С. 34-38.

23. Воркуев, Д.С. Автоматизированный комплекс сборки бортовой передачи трактора Т-25 Текст. / Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2004. - № 8. - С. 27-33.

24. Воркуев, Д.С. Четырёхшпиндельный гайковёрт Текст. / Д.С. Воркуев // Известия МГТУ «МАМИ». М., 2008. - 398 с.

25. Вороненко, В.И. Проектирование автоматизированных гибких сборочных производств Текст. / В.И. Вороненко // Механизация и автоматизация производств. 1990. - № 12. - С. 15-18.

26. Гельфанд, М.Л. Вибробезопасные электрические ударные гайковёрты и эффективные способы их применения Текст. / М.Л. Гельфанд, Б.Г. Гольдштейн, Я.И. Ципенюк. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1976. - 57 с.

27. Гельфанд, М.Л. Методы испытания ручных гайковёртов Текст. / М.Л. Гельфанд, Я.И. Ципенюк. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. - 50 с.

28. Гельфанд, М.Л. Сборка резьбовых соединений Текст. / М.Л. Гельфанд, Я.И. Ципенюк, O.K. Кузнецов. -М.: Машиностроение, 1978. 109 с.

29. Гольдштейн, Б.Г. Вибробезопасные пневматические гайковёрты Текст. / Б.Г. Гольдштейн, Б.Н. Величенко, В.А. Игнатенко, А.Н. Дроздов, И.А. Алыев. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1976. - 49 с.

30. Гусаков, Б.В. Автоматизированное оборудование для сборки резьбовых соединений Текст. / Б.В. Гусаков, Ю.В. Овсянников // Тракторы и сельхозмашины. 1988. -№ 8. - С. 51-54.

31. Гусев, A.A. Адаптивные устройства сборочных машин Текст. / A.A. Гусев. М.: Машиностроение, 1979. - 208 с.

32. Гусев, A.A. Технологические основы автоматизированной сборки изделий Текст. / A.A. Гусев. М.: Машиностроение, 1982.

33. Гусев, A.A. Автоматизация сборочных работ Текст. / A.A. Гусев. -М.: Машиностроение, 1976. 62 с.

34. Дальский, A.M. Сборка высокоточных соединений в машиностроении Текст. / A.M. Дальский, З.Г. Кулешов. М.: Машиностроение, 1988. -304 с.

35. Демидов, С.П. Теория упругости Текст.: учебник для вузов / С.П. Демидов. М.: Высш. шк., 1979. - 432 с.

36. Дрозд, М.С. Инженерные расчёты упругопластической контактной деформации Текст. / М.С. Дрозд, М.М. Матлин, Ю.И. Сидякин. М.: Машиностроение, 1986. - 224 с.

37. Дольник, Е.С. Электрические гайковёрты ударного действия Текст. / Е.С. Дольник, JI.A. Горник // Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1993. - 29 с.

38. Житников, Б.Ю. Методология разработки универсальных, высокоточных, многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса Текст.: монография / Б.Ю. Житников, A.JI. Симаков; под общ. ред. Ю.З. Житникова. Ковров: КГТА, 2002. - 216 с.

39. Житников, Ю.З. Автоматизация производственных процессов в машиностроении Текст.: учебник для машиностроительных вузов / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников, А.Г. Схиртладзе, АЛ. Симаков, Д.С. Воркуев; под общ. ред. Ю.З. Житникова. Ковров: КГТА, 2008. - 616 с.

40. Житников, Ю.З. Переналаживаемый автоматизированный комплекс сборки головки цилиндра трактора Текст. / Ю.З. Житников, A.J1. Симаков, Е.В. Демьянова // Автоматизация и современные технологии. -2006.-№4.-С. 17-20.

41. Житников, Ю.З. Методология разработки высокоточных завинчивающих устройств Текст. / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2007. № 3. - С. 11-14.

42. Житников Ю.З. Четырёхшпиндельный гайковёрт Текст. / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Известия МГТУ «МАМИ». 2008. - С. 259-263.

43. Житников, Ю.З. Расчёт погрешностей осевых сил затяжки двух-шпиндельным гайковёртом Текст. / Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев, A.A. Шмагин // Известия МГТУ «МАМИ». 2008. -С. 263-270.

44. Житников, Б.Ю. Обоснование моментов затяжки шпилек, ввинчиваемых в корпусную деталь Текст. / Б.Ю. Житников // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2001. - № 5. - С. 33-35.

45. Житников, Ю.З. Автоматизация сборки резьбовых соединений Текст.: учеб. пособие. В 2 ч. 4.1. Теоретические основы автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями / Ю.З. Житников. Ковров: КГТА, 1996.- 132 с.

46. Житников, Ю.З. Многошпиндельные гайковёрты нового класса Текст. / Ю.З. Житников, Б.Ю. Житников // Вопросы оборонной техники. Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. 1998. - Вып. 2 (222). - С. 59.

47. Зайцев, Г.Ф. Комбинированные следящие системы Текст. / Г.Ф. Зайцев, В.К. Стеклов. Киев: Техника, 1978. - 264 с.

48. Замятин, В.К. Технология и автоматизация сборки Текст.: учебник / В.К. Замятин. М.: Машиностроение, 1993. - 464 с.

49. Зельдович, Я.Б. Элементы прикладной математики Текст. / Я.Б. Зельдович, А.Д. Мышкис. М.: Наука, 1972. - 592 с.

50. Зенкин, A.C. Одноударный гайковёрт с регулируемой энергией удара Текст. / A.C. Зенкин, М.К. Лозинский, Н.Л. Козелло // Вестник машиностроения. 1984. -№ 6. - С. 60-61.

51. Иосилевич, Г.Б. Затяжка и стопорение резьбовых соединений Текст. / Г.Б. Иосилевич, Г.Б. Строганов, Ю.В. Шарловский. 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1985. - 244 с.

52. Кабаева, О.Н. Стабилизация движения податливых деталей в деформированном состоянии Текст. / О.Н. Кабаева, Д.С. Воркуев, М.И. Коробова // Производственные технологии и качество продукции: материалы научно-технической конференции. Владимир: ВГУ, 2003.

53. Колесников, А.Л. Обобщённая модель инерционного автоматического гайковёрта с динамической опорой Текст. / А.Л. Колесников // Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. 1981. - № 261. -С. 108-115.

54. Колесников, В.Р. Разработка инерционных автоматических гайковёртов с динамической опорой (конструкции, основы расчёта) Текст. / В.Р. Колесников. Челябинск, 1981.

55. Кондаков, Л.А. Уплотнения и уплотнительная техника Текст.: справочник / Л.А. Кондаков, А.И. Голубев [и др.]. М.: Машиностроение, 1986.-464 с.

56. Корн, Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы Текст. / Г.А. Корн, Т.М. Корн. -М.: Наука, 1984.-831 с.

57. Косилов, В.В. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования Текст. / В.Р. Косилов. М.: Машиностроение, 1976. - 246 с.

58. Кулаков, Г.А. Автоматизация и механизация серийной сборки изделий Текст. / Г.А. Кулаков, И.А. Гусева, Ю.З. Житников, И.К. Рыльцев. -М.: Янус-К, 2003.-324 с.

59. Ланщиков, A.B. Технология и оборудование автоматизированной сборки резьбовых соединений Текст.: монография / A.B. Ланщиков, В.Б. Моисеев. Пенза: Пензенский гос. ин-т, 1999. - 260 с.

60. Лебедовский, М.С. Научные основы автоматической сборки Текст. / М.С. Лебедовский, В.Л. Вейц, А.И. Федотов. М.: Машиностроение, 1985. -316с.

61. Леонов, А.И. Инерционные автоматические трансформаторы вращающего момента Текст. / А.И. Леонов. М.: Машиностроение, 1978. -224 с.

62. Леонов, А.И. Инерционный трансформатор вращающего момента -результаты работ и перспективы создания Текст. / А.И. Леонов // Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. Челябинск, 1976. -№ 173.-С. 3-15.

63. Леонов, А.И. Результаты разработок приводов машин Текст. / А.И. Леонов // Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. -Челябинск, 1981.-№261 С. 3-15.

64. Мельник, А.Н. К методике расчёта микрохрапового механизма свободного хода с упругими пластинами Текст. / А.Н. Мельник // Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. Челябинск, 1981. -№261 - С. 103-107.

65. Морозов, А.И. Особенности работы микрохрапового МСХ в инерционном трансформаторе вращающего момента Текст. / А.И. Морозов, А.Н. Мельник // Совершенствование конструкций машин и методов обработки деталей.-Челябинск, 1978.-№215.-С. 134-137.

66. Мотовилин Г.В. Новая жидкая прокладка для герметизации агрегатов машин Текст. / Г.В. Мотовилин, A.C. Ухалин, М.П. Гринблат. JL: Знание, 1984.-23 с.

67. Механизированный инструмент, отделочные машины и вибраторы Текст.: каталог-справочник. М.: Машиностроение, 1972. - 472 с.

68. Механизированный инструмент, отделочные машины и вибраторы Текст.: каталог-справочник. М.: Машиностроение, 1975. - 430 с.

69. Механизированный инструмент, отделочные машины и вибраторы Текст.: каталог-справочник. М.: Машиностроение, 1982. - 378 с.

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

71. Новосёлов, Б.В. Некоторые пути совершенствования системы наведения и стабилизации Текст. / Б.В. Новосёлов // Вопросы оборонной техники. Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. -1998.-Вып. 2 (222).-С. 5-8.

72. Оболенский, В.Н. Механизация и автоматизация процессов сборки резьбовых соединений Текст. / В.Н. Оболенский, А.И. Золотухин, Б.В. Гусаков. -М.: Машиностроение, 1983.

73. Обзор информации. Конструкции уплотнений для неподвижных резьбовых соединений Текст. М.: ЦИНТИ Химнефтемаш, 1983. - 24 с.

74. Основы проектирования следящих систем Текст. / под ред. H.A. Лакоты. М.: Машиностроение, 1978. - 392 с.

75. Пономарёв, С.М. Динамика инерционного трансформатора с упругими элементами в области малых передаточных чисел Текст.: дис. . канд. техн. наук / Пономарёв С.М. Челябинск, 1980. - 261 с.

76. Попов, A.C. Ручной механизированный инструмент для слесарно-сборочных работ Текст. / A.C. Попов. М.: НИИинформ-тяжмаш, 1975. -67 с.

77. Решетов, Д.Н. Детали машин Текст. / Д.Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1989. - 496 с.

78. Санузова, Е.В. Исследование и обеспечение равномерности затяжки многоболтовых соединений Текст.: дис. . канд. техн. наук / Санузова Е.В. -Владимир, 1987. -223 с.

79. Сазыкин, Ю.М. Адаптивная система для групповой сборки резьбовых соединений Текст. / Ю.М. Сазыкин, A.JI. Симаков, Б.Ю. Житников // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2001. - № 9. - С. 28-32.

80. Симаков, АЛ. Автоматизированный комплекс сборки бортовой передачи трактора Т-25 Текст. / A.JL Симаков, Ю.З. Житников, Д.С. Воркуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. - № 8. - С. 18-21.

81. Тензометрия в машиностроении Текст.: справочное пособие / под ред. P.A. Макарова. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

82. Ципенюк, Я.И. Процесс ударной затяжки резьбовых соединений Текст. / Я.И. Ципенюк, M.JI. Гельфанд // Вестник машиностроения. 1973. -№ 11.-С. 59-60.

83. Якушев, А.И. Повышение прочности и надёжности резьбовых соединений Текст. / А.И. Якушев, Р.Х. Мустаев, P.P. Мавлютов. М.: Машиностроение, 1979. - 215 с.

84. Яхимович, В.А. Ориентирующие механизмы сборочных автоматов Текст. / В.А. Яхимович. М.: Машиностроение, 1975. - 165 с.

85. Яхимович, В.А. Автоматизация сборки резьбовых соединений Текст. / В.А. Яхимович, В.Е. Головищенко, И.Я Кулинич. Львов: Высшая школа, 1962. - 160 с.

86. Bedeutung des Anziehfartors аА fur die Berechnung von Schraubenverbindungen. VDI-Ber., 1983, № 478. - C. 33-41.

87. Dobbersch u tz J. Reibungszahlermittung an Schraubenverbindungen M12. Maschinenbautehnik, 1982, 31, № 1. - C. 36-39.

88. Dregen H. Die Richtlinie VDI 2230 ein praxisorientiertes Hilfsmittel für den Konstrukteur und Berechnungsingenieur. VDI-Ber., 1983, № 478. C. 1-13.

89. Junger G., Scheiker H. Prufeinrichtungen zur Untersuchung von Schraubenverbindungen. Verbindungstechnir, 1972, 4, №7. - C. 21-26.

90. Michael K. McCann. Проблемы надёжности резьбовых соединений Текст. // Автомобильная промышленность США. 1982. - № 4. - С. 7-9.

91. Peter J. Mullins. Универсальная система затяжки резьбовых соединений Текст. // Автомобильная промышленность США. 1979. - № 6. -С. 8-11.

92. Strelov D. Verbesserte Anziehmethoden steigern die Zuverlässigkeit von Schraubenverbindungen. Maschinenmarky, 1980, 86, № 76. - C. 1440-1443.

93. Tanaka M., Miyazawa H., Asaba E., Hongo К. Fundamental studies on analisis of bolt-nul joints using the finit element method. Bull. JSME, 1981, 24, № 192.-C. 1064-1071.

94. Valtinat G. Schraubenverbindungen Im Stahlbau. VDI-Ber., 1983, № 478. - С. 73-84.

95. Wesley A. Waters. Усовершенствованная система механического крепления Текст. // Автомобильная промышленность США. 1978. - № 7. -С. 14-19.

96. Патент 1586903 Российская Федерация, Al В 25 В 21/00. Импульсный гайковёрт Текст. / Блинников М.Е., Филимонов В.Н., Левин A.C.; заявитель и патентообладатель Владимирский политехнический институт.

97. Патент 2074804 Российская Федерация, 6В 23Р 19/00. Устройство для сборки деталей Текст. / Житников Б.Ю. [и др.]; заявитель и патентообладатель Ковровский технологический институт.

98. A.c. 818850 СССР, МКИ3. Гайковёрт инерционный Текст. / А.Л. Колесников, A.A. Романченко, А.И. Леонов (СССР). Опубл. 07.06.81, Бюл. № 13.

99. A.c. 891418 СССР, МКИ3. Гайковёрт инерционный Текст. / А.Л. Колесников, А.И. Леонов, Н.Г. Танов, В.А. Яковлев, В.А. Худяков (СССР). -Опубл. 02.12.81, Бюл. № 47.

100. A.c. 929427 СССР, МКИ3. Гайковёрт инерционный Текст. / А.Л. Колесников, A.A. Романченко, А.И. Леонов, Э.Г. Фуст (СССР). Опубл. 14.07.82, Бюл. № 19.

101. A.c. 1039682 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06. Завинчивающийся патрон стационарного устройства для сборки резьбовых соединений Текст./ А.Д. Соловьёв [и др.] (СССР). Опубл. 27.10.83, Бюл. № 33.

102. Патент 2288834 Российская Федерация, AI С 1,МПК В 25 В 21/00. Многошпиндельный гайковёрт Текст. / Житников Ю.З., Житников Б.Ю., МатросоваЮ.Н.; опубл. 10.12.06, Бюл. № 34.

103. A.c. 1426770 СССР, МКИ3 В 25 В 21/00. Многошпиндельный гайковёрт Текст. / В.В. Устинов, В.А. Щукин, H.A. Гонольд (СССР). Опубл.1210.88, Бюл. №36.

104. A.c. 1461621 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ В 25 В 21/00. Устройство для завинчивания болтов Текст. / Ю.З. Житников [и др.] (СССР). Опубл.2802.89, Бюл. № 8.

105. A.c. 1648743 СССР, МКИ3 В 25 В 21/00/ В 23 Р 19/06. Устройство для завинчивания гаек Текст. / Ю.З. Житников [и др.] (СССР). Опубл. 15.05.91, Бюл. № 18.

106. A.c. 623697 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06. Устройство для завинчивания гаек Текст. / В.М. Воронин [и др.] (СССР). Опубл. 07.09.78, Бюл. №34.

107. A.c. 749620 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06. Устройство для завинчивания гаек Текст. / А.Ф. Ефросинин [и др.] (СССР). Опубл. 04.06.80, Бюл. № 27.

108. A.c. 1068252 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06. Устройство для сборки резьбовых соединений Текст. / В.А.Максименко [и др.] (СССР). Опубл. 10.01.84, Бюл. №3.

109. A.c. 837727 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06 //G05B 13/02. Устройство для сборки резьбовых соединений Текст. / В.П. Поливцев [и др.] (СССР). -Опубл. 23.05.81, Бюл. № 22.

110. A.c. 1532274 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/02. Устройство для сборки шатуна двигателя Текст. / Ю.З. Житников [и др.] (СССР). Опубл. 30.12.89, Бюл. № 48.

111. Патент 2345880 Российская Федерация, AI СІ, МПК В 25 В 21/00, В 23Р 19/06. Многошпиндельный гайковёрт Текст. / Житников Б.Ю., Ворку-ев Д.С., Матросова А.Е., Матросова Ю.Н.; опубл. 10.12.09, Бюл. № 4.

112. Патент 2327556 Российская Федерация, AI С2, МПК В 23 Р 19/06. Многошпиндельный гайковёрт для завинчивания шпилек с угловым рассогласование осей Текст. / Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Воркуев Д.С., Матросова Ю.Н.; опубл. 27.06.08, Бюл. № 18.