автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Разработка нового класса высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств на основе выявленных взаимосвязей, действующих при синхронной затяжке соединений

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия»

На правах рукописи

ЖИТНИКОВ БОРИС ЮРЬЕВИЧ

Разработка нового класса высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств на основе выявленных взаимосвязей, действующих при синхронной затяжке соединений

Специальность 05.02.02. Машиноведение, системы приводов и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Научный консультант: доктор технических наук, профессор А.И. Леонов

Ковров 2003

Работа выполнена на кафедре технологии конструирования машин в Ковровской государственной технологической академии.

Научный консультант - доктор технических наук,

профессор А.И. Леонов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Гусев A.A.; доктор технических наук, профессор Халатов Е.М.; доктор технических наук, профессор Панюхин В.В.

Ведущее предприятие - ОАО «Завод им, В. А. Дегтярева», г. Ковров

Защита состоится « 3 » июня 2003 года в « 15°° » часов на заседании диссертационного совета Д 212.090.01 по адресу: 601910, Ковров, ул. Маяковского, 19, Ковровская государственная технологическая академия.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТА.

Автореферат разослан « 28 » марта 2003 года.

Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу. Ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета канд.техн.наук, доцент

A.JI. Симаков

2о О5-А

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Завершающим этапом выпуска продукции машино- и приборостроения, а также других отраслей техники является операция сборки. От качества её выполнения в значительной мере зависят надёжность и долговечность работы изделий и оборудования.

В конструкциях современных машин резьбовые соединения составляют до 30% от общего числа соединений. Только в автомобильной промышленности мира ежегодно собирается более 6-Ю5 резьбовых соединений.

Прочность элементов машин и надёжность их работы во многом определяются стабильностью осевых сил затяжки резьбовых соединений, которые особенно трудно обеспечить при сборке групповых соединений, когда требуется гарантия герметичности стыков скрепляемых узлов и деталей.

Погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений определяются существующими конструкциями завинчивающих устройств и могут составлять от 5 ... 70%. В то время как при обеспечении герметичности стыка, а также при скреплении ответственных элементов механизмов групповыми резьбовыми соединениями погрешности осевых сил не должны превышать 2,5%.

В настоящее время имеется большое разнообразие завинчивающих устройств, работгющих по принципу приложения внешнего крутящего момента, ударно-вращательного импульса, действующих по аналогии с инерционно автоматическими трансформаторами внешнего крутящего момента или импульсных механизмов с упругими накопителями энергии, а также по принципу адаптивных систем управления и другие. Тем не менее, использование этих устройств при автоматизированном завинчивании и затяжке не гарантирует качественную сборку групповых резьбовых соединений, особенно там, где требуется обеспечить герметичность стыка скрепляемых деталей. Поэтому повсеместно ответственные резьбовые соединений затягивают вручную, проделывая эту операцию многократно, пока не добиваются требуемого результата.

На основании изложенного можно утверждать, что существует актуальная научно-техническая проблема создания принципиально нового класса многошпиндельных завинчивающих устройств, обеспечивающих качественную автоматизированную сборку изделий с групповыми резьбовыми соединениями.

Целью работы является решение проблемы, имеющей важное хозяйственное значение, заключающейся в теоретическом обосновании и разработке конструкций нового класса высокоточных, многошпиндельных завинчивающих устройств на основе выявленных взаимосвязей, действующих в процессе синхронной затяжки резьбовых соединений нормированным крутящим моментом. , . ^ .. .. < *

1 ьи6.!ии". ека £ С. Петербург •

! оэ тЗ**к)6с?\

Для обеспечения поставленной цели решались следующие задачи:

- выявление взаимосвязей, действующих в процессе работы многошпиндельных завинчивающих устройств и контроле качества сборки при синхронной затяжке резьбовых соединений нормированным крутящим моментом;

- обоснование способов управления многошпиндельными завинчивающими устройствами при обеспечении синхронной затяжки резьбовых соединений нормированным крутящим моментом;

- обоснование кинематических схем многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса, построенных по принципу многоканальных, высокоточных адаптивных электромеханических систем управления;

- теоретическое обоснование процессов динамического взаимодействия механизмов многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса при их работе на предельных режимах;

- обоснование конструктивных особенностей высокоточных, универсальных, многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса с > произвольным числом шпинделей;

- экспериментальная проверка качества, с учётом герметичности стыка, сборки групповых резьбовых соединений многошпиндельными завинчи- ' вающими устройствами нового класса;

- разработка методологии проектирования конструкций многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса;

Методы исследования. В работе использовались аналитические, экспериментальные методы исследования и осуществлялось моделирование процесса сборки.

Выявление взаимосвязей, действующих в процессе работы многошпиндельных завинчивающих устройств, осуществлялось по методу линейных ошибок при помощи дифференциального уравнения вращательного движения с учётом деформации поверхности резьбы шпильки при её затяжке, на основе теории деформации тела при растяжении.

Обоснование способов управления многошпиндельными завинчивающими устройствами и построение кинематических схем устройств произ- < водилось на базе теории автоматического регулирования и управления.

Исследование работы устройств на всех режимах работы и определение точности их функционирования осуществлялось согласно кинематике вращательного, плоскопараллельного и сложного движения твёрдых тел.

Выявление предельных режимов работы элементов завинчивающих устройств производилось при помощи теорем динамики движения.

Для оценки достоверности теоретических исследований работы многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса применялись мо-

делирование процессов сборки, экспериментальные методы и испытания в производственных условиях с использованием специальной и стандартной измерительной аппаратуры и оборудования.

Научная новизна. На основе теоретического обоснования и разработки конструкций универсальных высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств путём выявления взаимосвязей, действующих в процессе синхронной затяжки ответственных групповых резьбовых соединений нормированным крутящим моментом, решена проблема, имеющая важное хозяйственное значение - создан новый класс завинчивающих устройств, в котором сочетаются свойства дифференциальных механизмов, механизмов свободного хода храпового типа и кулачковой муфты предельного момента, обеспечивающих пассивную адаптацию при затяжке соединений.

1. Теоретически обоснованы конструктивные особенности, режимы работы и точностные характеристики завинчивающих устройств нового класса, включающие: ' - структуру построения схем многоканальных адаптивных электроме-

ханических систем управления завинчивающими устройствами для синхронной затяжки групповых резьбовых соединений; 1 - структуру построения кинематических схем многошпиндельных за-

винчивающих устройств с произвольным числом шпинделей, представляющих собой механическую следящую систему;

- анализ кинематических характеристик взаимодействия элементов завинчивающих устройств на всех режимах работы: ввинчивания, предварительной и окончательной затяжки резьбовых соединений;

- анализ динамики работы элементов устройства на предельных режимах (муфты предельного момента кулачкового типа и механизма свободного хода храпового типа);

- необходимые и достаточные условия сочетания конструктивных параметров завинчивающих устройств, при которых относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений в данной сборке не превышали бы 2,5%.

( 2. Разработана методология проектирования сложных механических

систем с пассивными средствами адаптации на примере созданных универсальных, высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройство нового класса.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Создана методология разработки универсальных высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса с пассивными средствами адаптации.

2. Разработаны и реализованы на практике конструкции универсаль-

ных многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса с произвольным числом шпинделей.

Реализация результатов работы. В результате выполнения исследовательских работ были внедрены:

- восьмишпиндельное завинчивающее устройство для автоматического комплекса сборки корпуса бортовой передачи трактора Т-25А (ПО «Владимирский тракторный завод»);

- двухшпиндельное завинчивающее устройство для автоматического комплекса подсборки механизма управления переключением передач (завод «Двигатель» г. Ярцево);

- двухшпиндельное и четырёхшпиндельное завинчивающие устройства для автоматизированного переналаживаемого комплекса сборки головки цилиндров двигателей Д-144 и Д-21 (ПО «Владимирский тракторный завод»);

- передана научно-техническая и конструкгорская документация гайковёртов для завинчивания двух анкерных шпилек (АО «Владимирский тракторный завод»);

- передана научно-техническая и конструкторская документация завинчивающих устройств для ввинчивания шести и двух анкерных шпилек (Ковровский экскаваторный завод);

- передана научно-техническая и конструкторская документация двухшпиндельного завинчивающего устройства для автомата сборки толкателя поршня пневматического усилителя (завод «Двигатель» г. Ярцево»);

- передана научно-техническая и конструкторская документация двухшпиндельного завинчивающего устройства (ОАО «ЗиД», г. Ковров);

- разработано двухшпиндельное завинчивающее устройство, которое используется в учебном процессе в курсах лабораторных работ по дисциплине «Автоматизация производственных процессов» на кафедре технологии машиностроения и автоматизации сборочных работ на кафедре приборостроения, автоматики и управления Ковровской государственной технологической академии.

Достоверность результатов, представленных в диссертационной работе, рекомендаций и выводов основывается:

- на теоретических положениях фундаментальных наук(высшей математики, теоретической механики, теории точности, сопротивления материалов, теории автоматического регулирования и управления и других наук);

- на моделировании процессов сборки и экспериментальных исследованиях;

- на успешной эксплуатации ряда устройств и апробации нескольких разработок в условиях производства (на АО «ВТЗ», г. Владимир, заводе «Двигатель», г. Ярцево, АО «КЭЗ», г. Ковров и других).

Апробация работы. Результаты работы доложены на:

1. IV международном конгрессе «Конструкторско-технологическая информатика - 2000», доклад в г. Москве, МГТУ «Станкин», 2000 г.;

2. Одиннадцати Международных конференциях (пятнадцать докладов), в том числе:

- один доклад - «Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства» г. Владимир, 1992 г.; один доклад - «Прогрессивные технологические процессы в машиносборочном и механообрабатывающем производстве» г. Санкт-Петербург, 1992 г.; один доклад - «Бесступенчатые передачи, приводы и машины и промысловое оборудование» г. Калининград, 1997 г.; один доклад - «Ресурсосберегающие технологии» г. Владимир, 1998 г.; два доклада - «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» Москва-Ковров-Сочи, 1999 г.; один доклад - «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» г. Ковров, 2000 г.; два доклада -«Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении» г. Калининград, 2000 г.; один доклад - «Управление в технических системах -XXI век» г. Ковров, 2000 г.; два доклада - «Сборка в машиностроении и приборостроении» г. Брянск, 2001 г.; два доклада - «Современные методы сборки в машиностроении и приборостроении» г. Киев, 2002 г..

3. Три доклада на всесоюзных конференциях, в том числе:

- один доклад - «Современные проблемы радиотехники» г. Красноярск, 1999 г.; два доклада - «Современные технологии в машиностроении» г. Пенза, 2002 г..

4. Девять докладов на научно-технических конференциях.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликована монография, 19 статей в центральных журналах, 14 статей в сборниках вузов, получен 1 патент на изобретение, 19 публикаций - материалы конференций и тезисы докладов.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения, списка литературы и приложения.

Общий объём учитываемого текстового материала - 276 страниц, 56 рисунков и 17 таблиц.

На защиту выносится.

1. Теоретическое обоснование конструктивных особенностей, режимов работы и точностных характеристик универсальных, высокоточных завинчивающих устройств нового класса, в основу которых положено сочетание свойств муфт предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода храпового типа, обеспечивающих пассивную адаптацию при затяжке ответственных групповых резьбовых соединений, включающее:

а) структуру построения схем многоканальных адаптивных электромеханических систем управления завинчивающими устройствами для синхронной затяжки групповых резьбовых соединений;

б) структуру построения кинематических схем многошпиндельных завинчивающих устройств с произвольным числом шпинделей, представляющих собой механические следящие системы;

в) анализ кинематических характеристик взаимодействия элементов завинчивающих устройств на всех режимах работы: ввинчивания, предварительной и окончательной затяжки резьбовых соединений;

г) анализ динамики работы элементов устройства на предельных режимах (муфты предельного момента кулачкового типа и механизма свободного хода храпового типа);

д) необходимые и достаточные условия сочетания конструктивных параметров завинчивающих устройств, при которых относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений в данной сборке не должны

ттг»пп 1 11пптт йгт О СО/

¿1рС0Ь1шалн 1н>1 /О.

2. Теоретическое обоснование ос» вных параметров сборки о тветственных резьбовых соединений многошпиндельными завинчивающими уст-" ¡,ойствами нового класса, включающее: ■ - ■а) математическую зависимость осевых сил и моментов предваритель- -

ной затяжки резьбовых соединений от параметров сопрягаемых поверхно- . стей узла и скрепляемой детали, уплотнения и их физико-механических свойств; - - ____

б) математическую зависимость момента затяжки шпилек, ввинчиваемых в отверстия узла, от физико-механических свойств резьбовых поверхностей, параметров патрона для удержания шпилек, величины натяга в сопряжении на сбеге резьбы и режимов сборки;

в) взаимосвязь угла синхронного поворота резьбовых деталей при окончательной затяжке соединений с параметрами резьбовых деталей, их физико-механическими свойствами и осевой силой затяжки;

г) требования для разработки многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса.

3. Методология построения сложных механических систем с пассивными средствами адаптации.

Содержание работы

Во введении раскрыта актуальность проблемы, заключающейся в создании нового класса универсальных, высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств, обеспечивающих синхронную затяжку групповых резьбовых соединений нормированным крутящим моментомпри автоматизированной сборке изделий.

Первая глава посвящена анализу состояния проблемы, определены цели и задачи исследований.

Вопросами автоматизации сборки изделий посвящены работы учёных: Б.С. Балакшина, B.JI. Вейца, A.A. Гусева; А.М. Дальского, A.A. Иванова, Б.Г. Иосилевича. B.C. Корсакова, В.В. Косилова, М.С. Лебедовского, А.Н. Малова, К.Я. Муценека, М.П. Новикова, А.Н. Робиновича. А.И. Федотова и других, в которых исследованы вопросы точности относительного положения соединяемых деталей, при которой гарантируется сборка, дан анализ факторам, оказывающим существенное влияние на качество собираемых изделий.

Исследованиями в области сборки резьбовых соединений и созданием средств завинчивания занимались: И.А. Бостон, В.Т. Бойко, В.Р. Варченко, М.А. Гельфанд, Б.Г. Гольдилейн, Е.В. Дольник, A.C. Зенкин, ЯМ. Цепенюк и другие.

К зарубежным фирмам, разрабатывающим завинчивающие устройства относятся «Trumf», «Bosch» - Германия, «Atlas Coreo» - Швеция, «Furl airtool«" - Япст-яя и другие.

Установлено, что существующие завинчивающие устройства непригодны для автоматизированной сборки ответственных групповых резьбовых соединений, особенно в тех случаях, когда требуется обеспечить герметичность стыков скрепляемых элементов изделий, из-за низкого качества сборки и недостаточной точности осевых сил затяжки соединений.

Существующие завинчивающие устройства обычно обеспечивают осевые силы затяжки с погрешностью в пределах 20 ... 70 %, а снабжённые активными средствами адаптации - 2...5 %, но они не предусматривают синхронную затяжку соединений, что вызывает перекосы сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, а следовательно, не гарантируется герметичность стыков.

Следовательно, необходимо теоретически обосновать и разработать оригинальные конструкции высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса, в которых в процессе автоматизированной сборки сочетались бы высокая точность осевых сил и синхронность затяжки групповых резьбовых соединений.

Во второй главе выявлены взаимосвязи, действующие в процессе работы многошпиндельных завинчивающих устройств при синхронной затяжке резьбовых соединений нормированным крутящим моментом.

Применяя метод линейных ошибок, то есть определяя полный дифференциал от матимэтического выражения, связывающего осевые силы затяжки в резьбовых соединениях с параметрами резьбы и коэффициентами трения в резьбе и на торце болта, найдена степень влияния способа сборки и точность при контроле затяжки по крутящему моменту и комбинированным методом, при котором на этапе предварительной затяжки контролируется крутящий момент, а на этапе окончательной затяжки - угол поворота резьбовой детали.

Установлено, что второй способ контроля даёт наименьшую погрешность осевых сил затяжки. Это позволило предположить, что конструкция завинчивающего устройства должна предусматривать сборку групповых резьбовых соединений в два этапа. На первом этапе - ввинчивание и предварительная затяжка, на втором — окончательная затяжка.

Теоретически обоснована величина змеята предварительной затяжки соединений в зависимости от параметров сопряжения и физико-механических свойств уплотнения, узла и детали.

Учитывая, что суммарная сила пред! арительного прижатия скрепляемой детали равна:

где: - сила прижатия скрепляемой детали одним резьбовым соединением; п - число соедиг.^лий. - -

Для модели системы, когда скрепляемая деталь перемещается поступательно, взаимосвязь перемещения и действующих сил можно представить в виде:

где: 8 у - величина сближения торцевых (сопрягаемых) поверхностей соединяемых узла и детали; Еу - модуль упругости материала уплотнения; Ну - толщина уплотнения; Р{2)~ площадь уплотнения в сечении г.

Считая, что контактные напряжения q по площади сопряжения уп-

лоти°---'л с Узлом и скрепляемой деталью распределяются равномепнг. но записать:

Рф — фактическая площадь взаимодействия сопрягаемых поверхностей крепляемой детали с уплотнением.

и

(1)

д/ = 0.65 ЯаЕуРи

Ну

(4)

Из условия равномерности прижатия скрепляемых узла и детали к уплотнению и обеспечения с ним полного контакта предполагаем, что при предварительном сжатии микронеровности сопрягаемых поверхностей узла и детали на четверть их высоты деформируют уплотнение. С учётом коэффициента запаса усилия окончательно получено выражение момента предварительной затяжки группового резьбового соединения:

х О3 -(¡1 <1г Р 3 Б1-¿о 2 Ы2 где: Иа - высота микронеровностей узла и детали; цР - коэффициент трения на торце болта; £) - диаметр опорной поверхности головки болта; — диаметр отверстия резьбы; с/2 - средний диаметр резьбы; р - угол трения в резьбе-

Угол поворота резьбовой детали при окончательной затяжке находится из выражения:

О=36ОО(2мах20{Б. (5)

№ Р

где: Омдх - осевая сила окончагельной затяжки болта; () — осевая сила предварительной затяжки; /в - длина растягиваемой части болта; РБ — площадь поперечного ссчсния тела болта в зоне его растяжения; Ее - модуль упругости материала болта; Р - шаг резьбы.

Осевые силы и моменты окончательной затяжки болтов, гаек и винтов в зависимости от классов прочности резьбы, коэффициента трения на торце и головке болта обоснованы и представлены в таблицах Г.Б. Иосилевича.

Обоснуем моменты затяжки шпилек, ввинчиваемых в корпусную деталь.

При затяжке шпилек необходимо преодолеть момент трения в резьбе М Р и момент сопротивления М'3, возникающий при посадке с натягом витка резьбы отверстия и витка резьбы шпильки по сбегу резьбы:

А/, = Мр +М'Ъ. (6)

Момент трения в резьбе находится из соотношения:

+р)' (7)

где: (3 - угол наклона резьбовой линии; Q:=QП+Qщ + втт ~ осевое усилие при ввинчивании шпильки, возникающее от силы пружины патрона £>п, веса шпильки Qш и патрона бпдт •

бп С08 сов р, (8)

где: Р\ - сила упругости пружины; а - угол профиля резьбы.

Упрощая задачу и считая, что натяг (осевую силу запрессовки) в месте посадки резьб отверстия и шпильки можно определить из выражения

А = 1.2-5-/ (кг), (9)

с учётом посадки на длине одного витка резьбы окончательно момент затяжки шпильки, ввинчиваемой в корпусную деталь при угловых скоростях со < 2с-1 запишется:

где: С, - жёсткость пружины патрона; А — длина резьбы шпильки ввинчиваемой в узел: Н - высота профиля резьбы; Ях,Кг - высота микронеровностей резьб шпильки и отверстия.

Момент затяжки шпильки при со > 2с"1:

= р)-^^-, С")

2 4л

где: Гъ - момент инерции подвижных частей завинчивающего устройства, патрона и шпильки.

В главе сформулированы требования к вновь создаваемым конструкциям завинчивающих устройств, способам их управления и определены режимы их работы.

Третья глава посвящена обоснованию структурных схем управления, завинчивающими устройствами нового класса и разработке их кинематики.

Пользуясь методами автоматического регулирования и управления построена структурная схема управления работой разрабатываемых конструкций многошпиндельных завинчивающих устройств.

Системы управления завинчивающих устройств нового класса представляют собой многоканальные адаптивные электромеханические системы. Анализ факторов, оказывающих доминирующее влияние при управлении системами, показал, что их можно отнести к синхронно-силовым системам. В качестве управляемых координат в каждом из каналов следует брать крутящий момент М, на рабочем органе.

Целевая функция для системы синхронно-силового управления запишется: \M,(T)-MF\<s, для i =1,2...п (12)

где: Мр - требуемое значение момента затяжки; М, (Т) - значение крутящего момента на рабочем органе в момент окончания операции t = Т; е - заданное значение погрешности при реализации крутящего момента.

Для формирования алгоритма управления введены следующие ограничения:

- мощность каждого из каналов управления объектами групповой сборки постоянна;

- режимы движения объектами управления характеризуются тремя предельными уравнениями: шах скорость, min скорость, нулевая скорость (остановка).

Ограничения позволяют реализовать синхронное силовое управление в классе разрывного логического управления многостепенными исполнительными устройствами.

Алгоритм управления движениями соединяемых деталей может быть представлен в виде:

vMT < MFü - { (13)

^ z [OVA

L 1 [OVA/, ä где: M^ - суммарный момент сопротивления по всем каналам управления; A/F2 - суммарный требуемый момент затяжки соединений; Wnp - передаточная функция; U - управляющее воздействие; U0 - сумма программного управления; U(MB¡)- управление, зависящее от величины момента сопротивления движению Мв в каждом канале.

Структурная схема многоканальной системы управления представлена на рис. 1.

Из структурной схемы управления многошпиндельным завинчивающим устройством следует, что система может обеспечить высокоточную синхронную затяжку резьбовых соединений. На основании структурной схемы управления можно создать большое разнообразие конструкций завинчивающих устройств с активными средствами адаптации, но они будут сложны, громоздки, потребуют установки на каждом шпинделе датчиков обратной связи и создания сложных систем управления.

Обоснуем наиболее простой вариант конструкций многошпиндельного завинчивающего устройства.

зу

IV,

ещ

т

щм.„)

М,

т

и,

ВТО

1 канал управления

«Гж

АГ,

ВШ)

БП,

и*

«и

то.

__призвал, управления__I

Рис.1. Схема многоканальной системы управления: ЗУ— задающее устройство; УУ - устройство управления; Е/„ — программное воздействие; БЛ,, БП„ - блок переключения привода в \...п каналах управления; 1_ управляющее воздействие, обеспечивающее максимальную

и:, и;\

и минимальную скорость привода 1, ...и канала управления; №„р\,№„рп - передаточные функции по моменту приводов 1 ,...п каналов;

Ц>'оХ,Н'ж - передаточные функции объектов управления в 1 ,...п каналах; МП|, А/п -моменты приводов 1 ,...п каналов управления; А^, Мв -возмущающие моменты в 1каналах управления: 1¥м , - передаточные функции чувствительных элементов, измеряющих

моменты сопротивления движению в !,...« каналах управления; 1¥ос1, -передаточные функции устройств обратной связи по моментам сопротивления движению в 1 ,...п каналах управления; м,, М„ -моменты сопротивления

движению в 1,...и каналах управления; }¥х, ~ передаточные функции устройств сравнения моментов в 1 ,...и каналах управления; Мр ,Мр —значения требуемых моментов затяжки в 1,...и каналах управления; IVпХ, №„„ - передаточные устройства интеграторов скоростей вращения объектов управления; ш, — значения скоростей вращения соединяемых деталей

Если в кинематическую схему завинчивающего устройства на каждые два шпинделя ввести дифференциальный механизм (ДМ), который с большой чувствительностью реагирует на изменение моментов сопротивления на своих выходных осях, то отпадает надобность в установке датчиков обратной связи.

Для исключения случаев остановки ввинчиваемой детали при резком возрастании момента сопротивления в резьбе (перекос детали, небольшое повреждение резьбы) в кинематическую схему завинчивающего устройства введён механизм свободного хода (МСХ) храпового типа, который установлен на дополнительной тихоходной кинематической цепи вращения. Для автоматического переключения с первой на вторую кинематическую цепь установлена муфта предельного момента (МПМ) кулачкового типа.

Структурная схема управления для двух канальной системы показана на рис. 2.

Работа МПМ описывается уравнениями:

М -0 или М - Мс < 0 и М - Мс -Мс > Ммпм

. (14)

М = Мкр —Мс при 0<Мпр-МСх -МС1 ^А/мпм-

Работа МСХ характеризуется уравнениями: М = О при -О0 <0;

М^М^ при - й0 > 0. '' = 1,2,3... (15)

где: Мкр - крутящий момент на выходе привода; , МСг - моменты сопротивления, действующие в первом и втором каналах управления; Ммпм - момент, на который настроена муфта предельного момента; О0 -угловая скорость вращения входного вала механизма свободного хода;

-угловая скорость вращения выходного вала кинематической цепи, связанной с дифференциалом.

Рис. 2.Структурная схема управления для двухканальной системы: 1¥пр — передаточная функция привода по моменту; ^ср(р> ~~ передаточная функция по моменту двигателя; /' - передаточное отношение;

цр)'^12(Р) > > ^22(р) ~ передаточные функции по скорости кинематических цепей первого и второго каналов; Мх, М2 — возмущающие моменты, действующие на рабочие органы; Д- дифференциальный механизм

Кинематическая схема завинчивающего устройства на основе двухканальной системы управления представлена на рис. 3.

Завинчивающее устройство работает следующим образом. Двигатель 1 через редуктор 2 связан с зубчатым колесом 3, которое находится в зацеплении с шестернями 4. С каждой шестерней 4 жестко связаны обоймы 5 механизмов свободного хода (МСХ) храпового типа, а ведомые обоймы 6 жестко посажены на валы шпинделей 7 завинчивающего устройства, оканчивающихся патронами 8. На валу зубчатого колеса 3 жестко закреплена ведущая обойма 9 муфты предельного момента, ведомая обойма 10 которой связана с водилом 11, дифференциала. На оси, перпендикулярной оси водила 11, расположены сателлиты 12, взаимодействующие с зубчатыми колесами 13, которые выполнены заодно с шестернями 14. Шестерни 14 находятся в зацеплении с колесами 15, жестко сидящими на валах шпинделя 7. Электричс-

ский контакт 16, расположенный вблизи муфты предельного момента кулачкового типа, управляется последней при её "пощелкивании", формируя электрические импульсы, которые считаются счетчиком 17, связанным с реле 18 в цепи питания двигателя завинчивающего устройства. Конструкция завинчивающего устройства предусматривает подачу на каждый из шпинделей "быстрого" вращения с малым крутящим моментом по цепи: муфты предельного момента 9,10, дифференциал 11,12,13,14 колеса 15, и "медленного" вращения шпинделя с большим крутящим моментом по цепи: зубчатые передачи 3,4, механизмы свободного хода 5,6. Для обеспечения "быстрого" и "медленного" вращении шпинделя необходимо иметь следующее соотношение г4/г3 = к 15/г 14, где г - радиус делительной окружности шестерни или колеса соответствующего номера позиции.

Рис.3. Кинематическая схема завинчивающего устройства: 1 - электродвигатель (ЭД); 2 - редуктор; 3, 4 - зубчатая передача; 5, 6 - ведущая и ведомая обоймы МСХ; 7 - вал; 8 - шпиндель завинчивающего устройства; 9, 10 - ведущая и ведомые обоймы МПМ; 11- водило ДМ; 12 - сателлиты ДМ; 13 - выходное колесо ДМ; 14, 15 - зубчатая передача; 16 - электрический контакт счётчика импульсов 17; 18 - реле отключения питания ЭД

При вращении шестерни 4 медленнее колеса 15 МСХ 5 и б должен совершать свободный ход, то, есть цепь "медленного" вращения разрывается на МСХ.

Завинчивающее устройство работает следующим образом. До тех пор, пока суммарный момент сопротивления на шпинделях 7 остается меньше момента, на который настроена муфта предельного момента 9 и 10, "быстрое" вращение от двигателя 1 передается по следующей цепи: редуктор 2, муфта предельного момента 9 и 10, дифференциал 11,12,13,14 колеса 15, шпинделя 7 гайковерта. За счёт свойств дифференциала "быстрое" вращение будет у того шпинделя 7, сопротивление, на котором в данный момент меньше. При этом МСХ 5 и б этого шпинделя совершает свободный ход. Второй шпиндель, сопротивление на котором в данное мгновение больше, будет иметь "медленное" вращение, так как по цепи колесо 3 шестерни 4, при замкнутом МСХ 5 и 6, на шпиндель 7 передается большой крутящий момент. Затем величины сопротивлений на шпинделях 7 могут поменяться, и, следовательно, изменятся скорости их вращения. Если разница в момен- I

тах сопротивления на шпинделях 7 будет меньше момента сил трения в подвижных элементах дифференциала, оба шпинделя будут совершать "быстрое" вращение. ,

При достижении суммарного момента сил сопротивления на шпинделях 7 большего значения, чем момент, на который настроена муфта предельного момента 9 и 10, ее полумуфты начинают проскальзывать. "Быстрое" вращение передаваться не будет, а оба шпинделя 7 будут вращаться с "медленной" скоростью, но синхронно обеспечивая их одинаковый поворот, получая движение от зубчатой шестерни 3 через колесо 4 и замкнутые МСХ 5 и б.

Поворот шпинделей на заданный угол обеспечивается системой отсчета, которая при "пощелкивании" муфты предельного момента 9 и 10 передает замыканиям и размыканиям контакта 16 электрические сигналы на счетчик импульсов 17, который при помощи реле 18 отключает питание двигателя.

При создании четырёхшпиндельного завинчивающего устройства центральная часть кинематической схемы рис. 3. будет построена следующим образом рис. 4. (

От муфты предельного момента 1 движение передаётся на первый ДМ 2, далее с его выходных осей через шестерни 3 на входные оси 4 двух последующих ДМ, а с выходных соей этих ДМ через шестерни 5 на оси 6 шпинделей 7. На осях 6 (условно не показаны) находятся МСХ, обеспечивающие автоматическое переключение скоростей вращения шпинделя.

Для четырёхшпиндельного завинчивающего устройства система ДМ имеет следующую взаимосвязь (рис. 4).

Изменяя число ДМ, можно создать кинематические схемы завинчивающих устройств нового класса с 2, 4, 8,16,32 ... шпинделями.

В четвёртой главе теоретически обоснованы кинематические характеристики вращения шпинделей завинчивающих устройств нового класса при всех режимах работы.

В зависимости от моментов сопротивлении1, на осях шпинделей при завинчивании и затяжке резьбовых соединений ДМ работает при различных режимах, изменяя параметры вращения на выходе устройства.

а) Первый режим работы устройства. Вращение п шшг'чели передаётся по быстроходной кинематической цепи с малым крутящим моментом (возможные процессы работы - ввинчивание и предварительная затяжка соединений).

Частота вращения шпинделей находится из выражения:

= (16) '14,15 'я'[4,15

где: иц - частота вращения водила ДМ; «д - частота вращения ЭД; /п -

передаточное отношение планетарного редуктора; /14,15 — передаточное отношение зубчатой пары.

Углы поворота шпинделей в зависимости от времени /:

Рис.4.

Фт

7ШДГ ЗО'П'14,15

(И)

б) Второй режим. Вращение на шпиндели передаётся по тихоходной ветви с большим крутящим моментом (процессы: ввинчивание, предварительная и окончательная затяжка).

Частоты вращения и углы поворота шпинделей:

П-п

(18)

'П'з,4 nn„t

(19)

30/п/34

где: /3 4 - передаточное отношение зубчатой передачи.

в) Третий режим. Вращение на шпиндели передаётся по быстроходной ветви, моменты сопротивления на выходных осях ДМ разные, но МСХ не начал передавать вращение (процессы: ввинчивание и предварительная затяжка).

Один шпиндель будет иметь частоту вращения и угол поворота:

2 «п

(20)

'n'i4,15

Я>7=^— (21)

Следовательно, он будет вращаться с удвоенной частотой." Благодаря свойствам ДМ второй шпиндель на время tz остановится:

60/'п j,,

(22)

Z-Яд

где Z- число зубьев храпового колеса МСХ.

г) Четвёртый режим. Вращение на шпиндели передаётся по быстроходной ветви, моменты сопротивления на выходных осях ДМ различные, включился в работу МСХ.

С учётом сложного движения одного из сателлитов частота вращения и угол поворота одного из шпинделей равны:

„7=2!hL + J!L, (23)

<р7 =

'14,15 '14,15

^ 2л/?д ЯИд ^

30/п'14,15 30гп'з,4 ,

(24)

Частота вращения и угол поворота второго шпинделя находится из выражений (16, 17).

Учитывая, что после срабатывания МПМ шпиндели завинчивающего устройства синхронно повернутся на одинаковый угол, обеспечивая окончательную затяжку, предельная относительная погрешность осевых сил затяж-

ки резьбовых соединений будет определяться только погрешностью процесса предварительной затяжки.

Исходя из кинематического исследования, найдена предельная относительная погрешность углов поворота резьбовых деталей при окончательной затяжке резьбовых соединений:

Дф = —

1 Г Дср^ц, + 2а • фг

\

(25)

2 ^ 2а +1

где: Лфпр ~ суммарная погрешность угла поворота детали за счёт неодинаковой длины ввинчивания и отставания момента наживления деталей в автоматизированном режиме; (р2 - угол поворота храпового колеса на один зуб; а — частное от деления передаточных отношений тихоходной кинематической ветви завинчивающего устройства к быстроходной.

Предельная относительная погрешность осевых сил затяжки резьбовых соединений находится из выражения:

АМЕуР И 360 /6

Найдена взаимосвязь конструктивных параметров завинчивающих

устройств с предельной относительной погрешностью осевых сил затяжки.

= = (27)

<ДБ АФ„%

где Дф)|% - предельная относительная пофешность углов окончательной затяжки резьбовых соединений, при которых погрешность осевых сил не превышала п%.

На основании исследования кинематики работы многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса можно утверждать, что эти устройства представляют собой механические следящие системы.

Для подтверждения возможностей обеспечения требуемой точности осевых сил затяжки резьбовых соединений двухшпиндельными завинчивающими устройствами нового класса на ЭВМ смоделированы различные режимы работы в процессе предварительной затяжки:

1) моменты сопротивления на всех шпинделях и глубины завинчивания резьбовых деталей одинаковы (идеальный случай сборки);

2) моменты сопротивления на шпинделях и глубины завинчивания разные;

3) моменты сопротивления на шпинделях и глубины завинчивания одинаковы, но на поверхности резьбы одной из деталей имеется вмятина;

4) моменты сопротивления на осях шпинделей одинаковы, глубины завинчивания различны и на одной из деталей на резьбе имеется вмятина;

5) моменты сопротивления на шпинделях различны и на резьбе одной из деталей имеется вмятина;

6) моменты сопротивления на шпинделях различные и на резьбе имеется вмятина.

Установлено, что относительные погрешности осевых сил затяжки не превышали заданных значений п%.

Пятая глава посвящена исследованию динамики работы многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса.

Работа завинчивающих устройств на предельных режимах может вызвать в системе: появление резонансных явлений, повышение виброактивности многоканальных кинематических цепей, возникновение автоколебаний в приводе вращения, появление ударов в МСХ и МПМ.

Приведён анализ существующих периодических режимов работы кинематических каналов управления вращением резьбовых деталей.

Система дифференциальных уравнений движения одного канала управления имеет вид:

где II- управляющее напряжение в якорной цепи двигателя; I, - ток якорной цепи двигателя; - реактивное сопротивление и индуктивность якорной цепи; се - коэффициент противо-ЭДС двигателя; ср - угол поворота выходного вала двигателя; Мт - вращающий момент на валу двигателя; см - коэффициент передачи двигателя по моменту; М^ - крутящий момент на выходном валу редуктора; /0 - передаточное отношение редуктора; /Б, /т - переда-

1,(28)

•/дбдт + /бдг =

точные отношения соответственно механизмов быстроходной и тихоходной кинематических цепей; Ммпм - крутящий момент на выходном валу муфты предельного момента; Мп - предельное значение момента, передаваемое муфтой; Мс - момент сопротивления движению соединяемой детали; Мв -возмущающий момент, включающий моменты, передаваемые по перекрестным связям с другими каналами управления; Л - приведенные моменты инерции вращающихся частей быстроходной и тихоходной кинематических цепей; 0Б, 9т - углы поворота выходных валов быстроходной и тихоходной кинематических цепей; МБ, Мт - крутящие моменты на выходных валах механизмов быстроходной и тихоходной кинематических цепей;

приведенные коэффициенты вязкого трения в механизмах быстроходной и тихоходной кинематических цепей; М'Ъ,М'Т - крутящие моменты быстроходной и тихоходной кинематических цепей, приложенные к соединяемой детали; СБпр, СТпр - приведенные жесткости быстроходной и тихоходной кинематических цепей; 0ДБ, 0ДТ - углы поворота детали при передаче движения быстроходной тихоходной кинематическими цепями; /,/'- приведенные коэффициенты вязкого трения в упругих элементах быстроходной и тихоходной кинематической цепи; Р — нелинейная зависимость момента сопротивления движению детали от угла поворота.

Горизонтальная линия разделяет систему уравнений (28) на уравнения движения быстроходной кинематической цепи (верхние уравнения) и тихоходной цепи (нижние уравнения). По условиям работы устройства эти кинематические цепи включаются последовательно, поэтому выделенные группы уравнений могут анализироваться раздельно.

Условия существования автоколебаний в замкнутой нелинейной системе обусловлено выполнением равенства:

1 = 0, (29)

где: (/со) - комплексная передаточная функция линейной части системы; (а) - передаточная функция нелинейной части системы, зависящая от

амплитуды входных сигналов А .

Воспользуемся преобразованием Лапласа и перейдём от уравнений во временной области к передаточным функциям в частотной области, представляя уравнения движения (28) в виде структурной схемы канала управления вращением соединяемой деталью.

Для анализа периодических режимов движения элементов завинчивающего устройства достаточно рассмотреть замкнутый контур управления быстроходной кинематической цепью, имеющей существенные нелинейности. Характеристика нелинейности однозначна, поэтому элемент системы

представляется только одним коэффициентом гармонической линеаризации. Для конечного числа ступеней (например 3) имеем:

М-

4к_

пА

п-| 4

А;

1-

I

1-

КЬ А

\2

(30)

Преобразуя контур управления быстроходной кинематической цепью, определим возможности возникновения в нём автоколебаний. Пользуясь модификацией метода гармонического баланса, предложенного Е.П. Поповым, выражение для передаточной функции рассматриваемого замкнутого контура примет вид:

К (31)

где: К-

'б .

. / \ _ л

КР'~ Р(Т1Р + 1\Т2Р2 + 2^Тр +1)+ Кд{АУ

/

Ту

\СБ ' 2

Характеристическое уравнение замкнутого контура запишется:

Т{ГрА +Т(Т + 2Е,Т1)р3 +{2^Т + Тх)р2 +р + кАл)= 0 . (32)

Подставив р = уш, и вьщелив действительную Щ<а) и

мнимую У(&>) части характеристического уравнения, получим систему из двух уравнений:

и (а) = -Г,Г V - о2 (2^Г + 71) + Кд(л)= 0;1 к(со)=-7Ь3(Г + 2^Г1)+ю = 0 }"

Из второго уравнения можно определить частоту со периодического режима движения:

ю0 =-7=г==Т- (34>

^{Т + 2&\)

Для значения частоты га0 из первого уравнения (33) найдена амплитуда автоколебаний А :

(33)

ик

пА

Ъг 1

С\ Сп

тх

1А Л,

2§Г + Г,

ч

А

(т + 2^7, )2 т{т + 2^У

Амплитуда А находится графическим способом при заданной зоне нечувствительности Ь:

А0 = АЬ. (36)

Устойчивость периодических режимов движения нелинейной системы определена по критерию Е.П. Попова.

Так как К > 0, то условием устойчивости автоколебаний в рассматриваемом устройстве будет неравенство:

Щ1.

дА

<0;

4к

пА'

1--

с, -с,

1-

М А,

1-

6, А

1

(с2-с,)&2

(с3-с2)63

1-

6, Л

ч 142

I-

V*! А

■ (37)

<0

Для получения графических зависимостей ш0 - /(А) оценим возможность возникновения периодических режимов движения и их устойчивость, рассматривая процесс завинчивания резьбовых деталей М = /(фУ,

при наличии переключений с одного режима движения на другой, где ф -угол завинчивания резьбовой детали до момента начала процесса затяжки.

Для реальных параметров работы механической системы: Г » 2 ■ 10-2... 5 ■ 10"3 с; ^ » 0,1... 0,3; Г, « 0,1... 0,5с построены графики левой и правой частей уравнения (35) для различных значений угловых скоростей вращения резьбовой детали.

Установлено, что за время одного оборота резьбовой детали характеристики левой и правой частей уравнения (36) не пересекаются. Следовательно, для данных параметров системы отсутствуют периодические движения, а следовательно и нет автоколебаний.

К наиболее ответственным элементам многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса относятся: ДМ, МСХ и МПМ. Первые два элемента работают в режиме ударов.

Для них обоснованы предельные режимы работы, при которых завинчивающие устройства обеспечат надёжность работы и качество сборки соединений.

В процессе взаимодействия собачки с зубом МСХ происходит удар. Найдём предельную угловую скорость вращения храпового колеса, при которой удар о собачку не вызовет разрушения зуба колеса.

На основании теоремы об изменении главного вектора момента количества движения механической системы получено дифференциальное уравнение движения храпового колеса и после интегрирования в проекции на ось его вращения имеем:

Iz((o-(o0) = I.Mz(Fje))At, (38)

где: Iz - приведённый момент инерции системы (храповое колесо и его ось) относительно её оси вращения; со, ш0 - соответственно, угловые скорости вращения системы после удара и до удара; Z М7 ) - момент импульса

внешних сил относительно оси вращения; At - время взаимодействия собачки и зуба храпового колеса в процессе удара.

Считаем, что храповое колесо после удара остановится - и = 0 и, учитывая только силу удара получим:

- ¡2® 0 = -Fy cos а - (39)

где: D -наружный диаметр зубьев храпового колеса; А - высота зуба; а -угол наклона зуба храпового колеса.

Дня исключения At из выражения (39), которое даже экспериментально найти очень сложно, учитывая равенство кинетической и потенциальной энергии после удара, воспользуемся выражением работы, считая, что при равных перемещениях работы, совершаемые силой смятия при медленном нагружении и силой удара, равны:

Л = ^см ' ^см ~ Fyhy . (40)

Считая, что в процессе удара собачки и зуба храпового колеса происходит равнозамедленное торможение, назначая глубину смятия А, равную половине допуска на размер ширины зуба, то деформация зуба храпового колеса при ударе равна:

hy=Vcp-At, (41)

После преобразований с учётом коэффициента запаса усилия получим предельно допустимое значение угловой скорости вращения храпового колеса в завинчивающем устройстве:

у 17 cos а

где: [(тсм ]-предельно допустимое напряжение на смятие зуба храпового колеса; а - толщина зуба.

При пуске завинчивающего устройства в момент передачи вращения от одной кулачковой полумуфты к другой возникает угловое ускорение е, а следовательно, момент сил инерции, направленный в противоположную

сторону вращения М"" - J - г (/ - приведённый момент инерции кинематической цепи после муфты предельного момента). В результате противодействия вращению Л/™ и момента сопротивления Мс передаваемому крутящему моменту Мкр кулачки муфты начнут проскальзывать и вращение передаваться не будет.

За промежуток времени проскальзывания взаимодействующих кулачков (или даже вторых кулачков) ведущая полумуфта наберёт предельную угловую скорость ю = const и поэтому возвращаемая пружиной в исходное положение подвижная полумуфта своими кулачками ударится о кулачки жёстко закреплённой на оси, но вращающейся полумуфты.

В результате удара подвижная полумуфта вновь будет удаляться от неподвижной. И если после удара кулачки неподвижной полумуфты выйдут за пределы их взаимодействия с кулачками жёстко закреплённой полумуфты, процесс проскальзывания будет продолжаться непрерывно и муфта не будет передавать крутящий момент, а следовательно, завинчивающее устройство работать не будет.

Найдём соотношение параметров подвижной полумуфты и предельной частоты вращения жёстко закреплённой на оси полумуфты, при которой в момент пуска устройства будет обеспечиваться передача крутящего момента и завинчивающее устройство начнёт работу.

Движение подвижной полумуфты вдоль её оси вращения при проскальзывании кулачков описывается дифференциальным уравнением поступательного движения в проекции на эту же ось:

X + ^-X+<^-X = g+<^(a + h), (43)

G G G

где: — = 2п, — = k2; g +—(a + h) = А; в — коэффициент вязкого тре-

G G G

ния; G - вес полумуфты; k2 - круговая или собственная частота колебаний; С - жёсткость пружины МПМ, которая равна:

с=, , Л -тЛт. (44)

3 . а+ -И

4

/ -cos2 а-/-СР | а +

где: Мм — момент срабатывания МПМ;/ - коэффициент трения скольжения; г -средний радиус зубьев МПМ.

Закон перемещения подвижной полумуфты к жёстко закреплённой имеет вид:

1-е""' cos^f + psin**/11, (45)

где к* =4к2-п2 .

По мере перемещения подвижной полумуфты к жёстко закреплённой, последняя, поворачиваясь вокруг собственной оси с угловой скоростью ш = const, уменьшает промежуток времени, через который произойдёт удар кулачков друг о друга.

Вновь описываем процесс удаления подвижной полумуфты от неподвижной после удара.

Дифференциальное уравнение движения в проекции на направление перемещения имеет вид:

Х^Х^ЩХ, = -g-ÇL(a+Xy), (46)

где: 2и, = ~; к\ ""¡г! А = -g-Qj-(a + Xy), Xv- постоянная величина,

найденная из выражения (45).

Решая уравнение (46) прь начальных условиях: = 0 ; Х^ = 0 ;

X, =У1=кХ +т-гГР-cosa-i;na,

'(о) J

40)

получим:

Х^-^-е

f \ cos k ft. + —i-sin к? t.

1 1 ir* 11

(47)

*,2

В момент пуска завинчивающего устройства кулачковая муфта будет надёжно передавать вращение при условии:

ю = const, X от < Ху,

где Х0т - величина перемещения полумуфты при отскоке, Ху - высота зуба от точки соударения до вершины.

Это и есть необходимые и достаточные условия надёжной передачи вращения МПМ в завинчивающем устройстве нового класса.

В шестой главе обоснованы возможности переналадки многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса с кратным1 числом шпинделей на произвольное.

1 Здесь и далее под кратным понимается число шпинделей -2,4, 8,16,32 и т.д.

Кинематическое исследование работы завинчивающих устройств нового класса показало, что только при кратном числе шпинделей возможно добиться высочайшей точности осевых сил затяжки групповых резьбовых соединений.

В случаях, если требуется завинчивать не кратное число резьбовых деталей, стопорение «лишних» шпинделей нарушает работу завинчивающего устройства, и погрешности осевых сил затяжки возрастают в 2 ... 3 раза. Кроме того, не обеспечивается одновременное прижатие скрепляемой деталью уплотнения по всей плоскости стыка в момент предварительной затяжки. В этом случае синхронный поворот резьбовых деталей на этапе окончательной затяжки не обеспечит качества сборки (герметичность стыка).

В случае, если не нарушать нормальную работу завинчивающего устройства, то необходимо на «лишних» шпинделях создавать изменяющиеся во времени тормозные моменты. Законы изменения этих моментов при каждой сборке соединений неизвестны и для их воспроизведения потребуется сложная адаптивная электромеханическая система, что значительно усложнит простую конструкцию многошпиндельньгх завинчивающих устройств нового класса.

Решить эту задачу удалось путём кинематического соединения выходных осей ДМ с незадействованным шпинделем другого ДМ. При этом на работающей оси первого ДМ необходимо создавать постоянный по модулю тормозной момент.

Кинематическое исследование погрешностей осевых сил затяжки в завинчивающих устройствах, в которых задействованы не все шпиндели, показало, что относительные погрешности возрастают не более, чем на 10 % по сравнению с устройствами со всеми работающими шпинделями.

Аналогичным способом возможно исключить из работы любое число шпинделей.

Седьмая глава посвящена экспериментальному подтверждению теоретических положений обоснования точности обеспечения осевых сил затяжки многошпиндельными устройствами нового класса.

Исследования производились на стендах в динамическом режиме с замером осевых сил предварительной и окончательной затяжки при помощи тензодатчиков в статическом режиме с замером величины деформации болтов диаметром 6, 8, 10, 12 мм.

Исследования показали, что для много шпиндельных завинчивающих устройств нового класса допустимые относительные погрешности осевых сил затяжки в динамике составили: при диаметре Мб - 5Q0 = 2.61%; М8 - 5Q0 = 2.25%; MI 0 - 5Q0 = 2.29% ; М12 - 5Q0 = 2.28% . В статике: Мб - 8Q0 = 2.85%; А/8 - 5Q0 = 2.46%; M10-8Q0 = 2.50% ; M¡2-5Qg= 2.33% .

Проверка герметичности соединений производилась методом обмыли-вания и показала высокое качество сборки.

На основании экспериментального подтверждения точности затяжки групповых резьбовых соединений можно утверждать, что создан новый класс высокоточных завинчивающих устройств с пассивными средствами адаптации, которые представляют собой механические следящие системы.

В восьмой главе изложена методология разработки сложных адаптивных механических систем на примере многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса.

Методология включает в себя следующие основные разделы.

1. Обоснование требований к конструкциям создаваемых систем, принципам их построения согласно техническому заданию, условиям обеспечения точности и эксплуатационным требованиям.

2. По предложенной методике производится разработка автоматизированных адаптивных структурных схем управления.

3. Создание кинематических схем работы системы.

4. Обоснование необходимых и достаточных условий взаимосвязи параметров системы, при которых обеспечивается требуемая точность функционирования.

5 Кинематическое и динамическое исследование работы системы.

6. Расчёт параметров системы согласно разработанной методике.

В главе изложен опыт разработки многошпиндельных завинчивающих устройств ное ого класса.

Рис.5. Двухшпиндельное завинчивающее устройство для сборки топливного насоса автомобиля

Рис. 6. Восьмишпиндельное завинчивающее устройство для автоматизированного комплекса сборки картера бортовой передачи трактора

Рис.7. Двух- и четырёхшпиндельное завинчивающее устройство для автоматизированного переналаживаемого комплекса сборки головки цилиндра двигателя трактора

Рис.8. Двухшпинделыгое завинчивающее устройство нового класса, используемое в учебном процессе

Основные результаты и выводы по работе.

В диссертационной работе решена проблема, имеющая важное хозяйственное значение, заключающееся в создании семейства нового класса универсальных высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств с пассивными средствами аддптации на основе выявленных взаимосвязей, действующих при синхронной затяжке резьбовых соединений нормированным крутящим моментом в процессе автоматизированной сборки.

Это позволило обеспечить высокую точность осевых сил затяжки групповых резьбовых соединений к стабильное качество сборки скрепляемых деталей узлов и деталей с учётом герметичности стыка.

1. Те^г -ичес^ т обоснованы конструктивные „-^бень.^^ти, режимы работы и точностные характеристики универсальных, высокоточных завинчивающих устройств нового класса, в основу которых положено сочетание свойств муфт предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода храпового типа, обеспечивающих пассивную адаптацию при затяжке ответственных групповых резьбовых соединений, включающие:

а) структуру построения схем многоканальных адаптивных электромеханических систем управления завинчивающими устройствами для синхронной затяжки групповых резьбовых соединений;

б) структуру построения кинематических схем многошпиндельных завинчивающих устройств с произвольным числом шпинделей, представляющих собой механические следящие системы;

в) анализ кинематических характеристик взаимодейетвия элементов завинчивающих устройств на всех режимах работы: ввинчивания, предварительной и окончательной затяжки резьбовых соединений;

г) анализ динамики работы элементов устройства на предельных режимах (муфты предельного момента кулачкового типа и механизма свободного хода храпового типа);

д) необходимые и достаточные условия сочетания конструктивных параметров завинчивающих устройств, при которых относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений в данной сборке не превышали бы 2.5%.

2. Теоретически обоснованы основные параметры сборки ответственных резьбовых соединений многошпиндельными завинчивающими устройствами нового класса, включающие:

а) математическую зависимость осевых сил и моментов предварительной затяжки резьбовых соединений от параметров сопрягаемых поверхностей узла и скрепляемой детали, уплотнения и их физико-механических свойств;

б) математическую зависимость момента затяжки шпилек, ввинчиваемых в отверстия узла, от физико-механических свойств резьбовых поверхностей, параметров патрона для удержания шпилек, величины натяга в сопряжении на сбеге резьбы и режимов сборки;

в) взаимосвязь угла синхронного поворота резьбовых деталей при окончательной затяжке соединений с параметрами резьбовых деталей, их физико-механическими свойствами и осевой силой затяжки;

г) треббвания для разработки многопшиндельных завинчивающих устройств нового класса.

3. Разработана методология построения сложных механических систем с а ас сиб;.' /ми ср: дствами 'адаптации на примере сс/.-,'';шньг;,универсальных,-высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройствах нового класса.

4. Разработаны конструкции универсальных, высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса, которые нашли применение в производстве на ОАО «Владимирский тракторный завод», заводе «Дизель» г. Ярцево, показав надёжную и качественную работу.

5. Создано многошпиндельное завинчивающее устройство нового класса, которое используется в учебном процессе в курсах лабораторных работ по дисциплине «Автоматизация производственных процессов» на кафедре технологии машиностроения и «Автоматизация сборочных работ» на кафедре приборостроения, автоматики и управления Ковровской государственной технологической академии.

рос. ::-.'.<

библиотек«

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих статьях:

1. Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Методология разработки универсальных, высокоточных, многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса / Под. ред. Ю.З.Житников. А. - Ковров, 2003.216 с.

2. Житников Б.Ю. Многошпиндельные гайковёрты нового класса // Вопросы оборонной техники. - М.: НТЦ Информатика, 1998. Вып. 2(222). Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы.

3. Житников Б.Ю. Исследование многоканальной адаптивной системы управления технологическим оборудованием для групповой сборки на основе метода автоматического регулирования // Радиоэлектроника. Информатика. Управление. - Украина. Запорожье. 00/2,2000.

4. Житников Б.Ю. Обоснование моментов затяжки шпилек, ввинчиваемых в корпусную деталь // Сборка в машиностроении и приборостроении. - М.: «Машиностроение». 2001. № 5.

5. Житников Б.Ю. Обоснование эффективных методов и средств адаптации для автоматизации сборочных операций // Конструкторско-технологическая информатика: материалы IV международного конгресса -2000. Т. I. М. МГТУ Станкин, 2000.

6. Житников Ю.З. Житников Б.Ю. Крылов В.Ю. Симаков А.Л. Устройство для завинчивания шпилек // Автоматизация и современные технологии.-М., 1999.-№12.

7. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Метод оценки надёжности сложных систем // Радиоэлектроника. Информатика. Управление. - Украина. Запорожье. 99/1,1999.

8. Блинников М.Е., Житников Б.Ю. Многошпиндельный гайковёрт нормированного" осевого усилия // Автоматизация и современные технологии.-М., 1994. -№3.

9. Блинников М.Е., Житников Б.Ю. Методика расчёта параметров податливого крепления шпильковёрта// Автоматизация и современные технологии. - М., 1995. - № 4.

10. Устройство для сборки деталей. Пат. №2074804 РФ, мкм3 6 В 23 Р 19/00/Житников Ю.З., Житников Б.Ю. - Б.И. 1.06.93. №7, 1997.

11. Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Исследование многоканальной адаптивной системы управления технологическим оборудованием для групповой сборки на основе метода автоматического регулирования // Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение». 2001. № 2.

12. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Федотов М.В. Методика определения параметров податливого крепления завинчивающих устройств // Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение». 2001. № 4.

13. Житников Б.Ю., Сазыкин Ю.М., Симаков A.JI. Адаптивная система для групповой сборки резьбовых соединений // Сборка в машиностроении и приборостроении. - М: «Машиностроение», 2001. № 9.

14. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Режимы движения устройств подачи узлов и деталей на позицию сборки при торможении внешними силами // Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение», 2001. № Ю.

15. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Метод решения динамических задач при наличии удара в автоматизированных системах // Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение», 2002. № 4.

16. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.J1. Метод пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по цилиндрическим и резьбовым поверхностям // Техника машиностроения: Сборник трудов Российской науч.-техн. конф. «Информационные технологии в проектировании, производстве и образовании»,- М.: ООО «НТП»Вираж-центр», 2002. № 3.

17. Житников Б.Ю., Сидоров И.В., Тожокин A.B. Автомат с устройством выдачи шпилек поворотом направляющих трубок // Сборка в машиностроении и приборостроении. - М.: «Машиностроение». 2002, № 7.

18. Балуков С.А., Воркуев Д.С., Житников Б.Ю. Устройство для завинчивания болтов // Сборка в машиностроении и приборостроении. - М.: «Машиностроение». 2002. № 9.

19. Жиников Б.Ю., Захарова Е.В. Устройство для сборки шатуна двигателя // Сборка в машиностроении, приборостроении. — М.: «Машиностроение». 2002. № 12.

20. Голованов И.Е., Житников Б.Ю. Система питателя сборочных линий // Сборка в машиностроении, приборостроении. - М.: «Машиностроение», 2003. № 1.

21. Блинников М.Е., Жиников Б.Ю. Гайковёрт нормированного осевого усилия для качественной сборки ответственных резьбовых соединений ДВС // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС: материалы III науч.-практ. семинара 25-27 мая 1993 года, г. Владимир, 1994.

22. Житников Б.Ю. Способ оценки погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами, снабжёнными средствами адаптации // Управление в технических системах: материалы науч.-техн. конф. Ковров: КГТА, 1998.

23. Житников Б.Ю. Анализ возможностей использования одношпин-дельных завинчивающих устройств для создания многошпиндельных // Управление в технических системах: материалы науч.-техн. конф. г. Ковров: КГТА, 1998.

24. Житников Б.Ю. Гайковёрт на основе дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода // Ресурсосберегающие технологии, связанные с обработкой материалов давлением. РСТ-98: Сб. науч. тр. II Между-нар. науч.-техн. конф..-Владимир.: ВлГТУ. 1998.

25. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Методы оценки надёжности сложных систем // Современные проблемы радиоэлектроники: Сб. науч. трудов Всерос. Науч.-техн. конф. молодых учёных и студентов, посвященной 104-й годовщине Дня радио // Отв. ред. А.В.Сарафанов. - Красноярск: КГТУ, 1999.

26. Житников Б.Ю. Выбор способа оценки погрешности осевой силы затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами, имеющими средства адаптации // Сб. науч. трудов КГТА,- Ковров: КГТА, 1998.

27. Житников Б.Ю. Способ оценки погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами, снабжёнными средствами адаптации // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий / Материалы междунар. науч.-техн. конф. и Рос. науч. шк. 4.1. - М.-Ковров-Сочи, 1999.

28. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Анализ возможностей использования одношпиндельных завинчивающих устройств для создания многошпиндельных // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий / Материалы междунар. науч.-техн. конф. и Рос. нау-. "к. Ч.) М. - Ковров-Сочи, 1999.

29. Житников Б.Ю. Гайковёрт на основе дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении: Материалы науч.-техн. конф. / Владим. гос. ун-т, Владимир. 1999.

30. Житников Б.Ю. Способ оценки погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёртами, снабжёнными средствами адаптации / Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: материалы междунар. науч.-техн. конф. и Рос. науч. шк. 4.1. - Ковров: КГТА, 2000.

31. Житников Б.Ю. Многошпиндельный гайковёрт с дифференциальными механизмами и механизмами свободного хода с любым числом шпинделей // Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении / Сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. - Калининград, 2000.

32. Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Многошпиндельный гайковёрт с дифференциальными механизмами и механизмами свободного хода // Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении / Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. - Калининград, 2000.

33. Житников Б.Ю. Многошпиндельный гайковёрт на основе дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода с любым количеством шпинделей // Управление в технических системах - XXI век / Сб. науч. трудов III Междунар. науч.-техн. конф. - Ковров: КГТА, 2000.

34. Житников Б.Ю., Сазыкин Ю.М., Симаков A.JI. Реализация методов силового управления в многоканальных устройствах групповой сборки // Вооружение, автоматика, управление / Сб. науч. трудов КГТА. Ч. 1. Ковров: КГТА, 2001.

35. Житников Б.Ю. Оценка погрешности осевой силы затяжки резьбовых соединений многошпиндельным гайковёртом дифференциально-храпового типа // Вооружение, автоматика, управление / Сб. науч. Трудов КГТА. Ч. 1. Ковров: КГТА, 2001.

36. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков AJI. Обоснование метода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям при автоматизированной сборке // Современные технологии в машиностроении / Сб. материалов V Всерос. науч.-прак. конф. Ч.И. - Пенза, 2002.

37. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Обоснование признаков и групп классификации методов пассивной адаптации для автоматизированной сборки // Современные технологии в машиностроении / Сб. материалов V Всерос. науч.-прак. конф. Ч.И. - Пенза, 2002.

38. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Обоснование конструкции универсального, высокоточного, многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса // Современные методы сборки в машиностроении и приборостроении / Материалы 2-го междунар. науч.-техн. семинара- Свалява, Киев: ATM Украины, 2002.

39. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Разработка и обоснование метода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям // Современные методы сборки в машиностроении и приборостроении / Материалы 2-го междунар. науч.-техн. семинара. - Свалява, Киев: ATM Украины, 2002.

40. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Разработка конструкции универсального, высокоточного, многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса // Информационные технологии в проектировании, производс тве и образовании / Сборник трудов Российской науч.-техн. конф. - Ковров: КГТА, 2002.

41. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Обоснование метода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям И Информационные технологии в проектировании, производстве и образовании: Сборник трудов Российской науч.-техн. конф. - Ковров: КГТА, 2002.

42. Житников Б.Ю., Крылов A.B. Устройство ориентации и контроля резьбы шпилек // Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства / Тез. докл. международной науч.-техя. конф. - Владимир. 1992.

43. Житников Б.Ю. Способы взаимной ориентации сопрягаемых поверхностей при автоматизированной сборке // Прогрессивные технологические процессы в механосборочном и механообрабатывающем производстве / Тез. докл. международной науч.-техн. конф. г. Санкт-Петербург. 1992.

44. Блинников М.Е., Житников Б.Ю. Гайковёрт нормированного осевого усилия для сборки групповых резьбовых соединений // Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства / Тез. докл. науч.-техн. конф. - Киев, 1992.

45. Блинников М.Е., Житников Б.Ю. Гайковёрт нормированного осевого усилия для качественной сборки ответственных резьбовых соединений ДВС // Совершенствование мощностных, экологических и экономических показателей ДВС / Тез. докл. науч.-практ. семинара. - Владимир. 1992.

46. Житников Б.Ю. Многошпиндельный гайковёрт нормированного осевого усилия на осноьг МСХ и дифференциальных механизмов // Тез. докл. науч.-техн. конф. КГТА. - Ковров, 1997.

47. Житников Б.Ю. Гайковёрт нормированного осевого усилия на основе дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода // Бесступенчатые передачи, приводы машин и промысловое оборудование / Тез.

-т. 1-й '^еждунар. науч.-техн. конф-Ка- i тчнгр,.\ 1997.

48. Житников Б.Ю. Оценка надёжности работы сложных систем // Системы управления, конверсия, проблемы / Тез. докл. науч.-техн. конф. — Ковров, 1996.

49. Житников Б.Ю. Гайковёрт нормированного осевого усилия // Системы управления, конверсия, проблемы / Тез. докл. науч.-техн. конф. - Ковров, 1996.

50. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Рыбкин Ю.А. Автоматизация установки уплотнительных колец в канавки на цилиндрических поверхностях // Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства / Тез. докл. VI междунар. науч.-техн. конф. - Владимир, 1997.

51. Житников Б.Ю. Обеспечение качества и повышение эффективности автоматизированной сборки резьбовых соединений на основе создания средств адаптации: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.13.07. - М. МГТУ «Станкин», 1998.

52. Житников Б.Ю. Обеспечение качества и повышение эффективности автоматизированной сборки резьбовых соединений на основе создания средств адаптации: дис.... канд. техн. наук М.: МГТУ «Станкин», 1998.

53. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Метод пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по цилиндрическим и резьбовым поверхностям при автоматизированной сборке // Сборка в машиностроении и приборостроении / Тез. докл. междунар. науч.-техн. семинара (2-3 окт, г. Брянск., 2001 г.) / Под ред О.А.Горленко. - Брянск: БГТУ, 2001.

54. Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Адаптирующие устройства со свободным базирование соединяемых деталей // Сборка в машиностроении и приборостроении / Тез. докл. Междунар. науч.-техн. семинара (2-3 окт, г. Брянск., 2001 г.) / Под ред О.А.Горленко. - Брянск: БГТУ, 2001.

55. Голованов И.Е., Житников Б.Ю. Схемы построения сборочных систем для подачи шпилек // Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение». 2003. №3.

О.ор3-А

ЛР № 020354 от 05.06.97 г. Подписано в печать 13.03.2003 г. Формат 60x84/16. Бумага писчая № 1. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Усл.печ.л. 2,32. Уч.-изд.л. 2,30. Тираж 60 экз. Заказ 32.9 .

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия» 601910, Ковров, ул. Маяковского, 19.

Оглавление

Введение

Глава 1. Анализ существующих способов и технических средств затяжки групповых резьбовых соединений

1.1. Причины некачественной сборки групповых резьбовых соединений

1.1.1. Средства автоматизации и механизации сборки резьбовых соединений

1.1.1.1. Резьбозавинчивающие устройства внешнего крутящего момента

1.1.1.2. Резьбозавинчивающие устройства ударного действия

1.1.1.3. Инерционные автоматические гайковерты с возбудителями поворотных колебаний

1.1.1.4. Многошпиндельный гайковерт с пружинным накопителем момента

1.1.1.5. Автоматические системы затяжки с обратной связью

1.2. Цель и задачи исследований

Глава 2. Выявление взаимосвязей, действующих в процессе работы многошпиндельных завинчивающих устройств и контроле качества сборки при синхронной затяжке резьбовых соединений нормированным крутящим моментом

2.1. Сущность процесса герметизации стыка в сопряжении плоскостей узла и детали

2.2. Методы контроля качества автоматизированной затяжки групповых резьбовых соединений

2.2.1. Контроль качества сборки групповых резьбовых соединений по моменту затяжки

2.2.2. Контроль качества сборки групповых резьбовых соединений комбинированным методом

2.3. Обоснование величин предварительной силы и момента затяжки резьбовых соединений

2.4. Обоснование угла синхронного поворота резьбовых деталей при нормированной затяжке резьбовых соединений

2.5. Обоснование момента затяжки шпилек

2.6. Требования, предъявляемые при разработке нового класса многошпиндельных завинчивающих устройств, обеспечивающих синхронную затяжку резьбовых соединений нормированным моментом.

Выводы по главе.

Глава 3. Обоснование кинематической схемы высокоточного многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса для синхронной затяжки резьбовых соединений на основе многоканальной адаптивной системы управления.

3.1. Разработка структурной схемы многоканальной адаптивной электромеханической системы управления завинчивающим устрой- 68 ством для синхронной затяжки резьбовых соединений

3.2. Обоснование кинематических схем высокоточных, многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса

3.3. Обоснование возможностей многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса обеспечивать качественное ввинчи- 87 вание и затяжку шпилек

Выводы по главе.

Глава 4. Кинематическое исследование работы многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса i ^ 4.1. Исследование кинематики работы много шпиндельных завинчивающих устройств

4.2 Обоснование предельных погрешностей осевых сил затяжки резьбовых соединений многошпиндельными завинчивающими уст- 100 ройствами нового класса

4.3 Моделирование процесса сборки резьбовых соединений мно- ^ гошпиндельными завинчивающими устройствами нового класса

Выводы по главе

Глава 5. Исследование динамики работы многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса и предельных режимов взаи- 126 модействия их отдельных элементов

5.1. Анализ существования периодических режимов работы канала управления вращением детали.

5.1.1. Уравнения движения привода вращения детали.

5.1.2. Анализ существования периодических режимов работы устройства

5.2. Исследование динамики работы элементов многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса

5.2.1. Обоснование предельного быстродействия механизма свободного хода храпового типа

5.2.2. Обоснование предельной частоты вращения кулачковой муфты предельного момента для обеспечения её надёжной работы в 147 момент пуска завинчивающего устройства

Выводы по главе

Глава 6. Обоснование возможностей переналадки многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса с кратным числом 162 шпинделей на произвольное

6.1. Способ переналадки многошпиндельных завинчивающих устройств на нечётное число шпинделей путём создания тормозных 162 моментов на исключаемых из работы осях

6.1.1. Использование в качестве тормозящего механизма центробежного регулятора скорости.

6.1.2. Использование в качестве тормозящего механизма фрикционной муфты предельного момента.

6.1.3. Использование в качестве тормозящего механизма асинхронного электродвигателя

6.2. Способ переналадки многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса на меньшее число шпинделей за счёт соеди- 167 нения осей двух различных дифференциалов

6.2.1. Способ исключения из работы одного шпинделя завинчивающего устройства нового класса.

6.2.2. Способ исключения из работы двух и более шпинделей завинчивающего устройства нового класса.

6.3. Использование многошпиндельного завинчивающего устройства для затяжки некратного количества резьбовых деталей без 173 переналадки

6.4. Обоснование универсальности многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса, обеспечивающих 174 качественную групповую сборку винтов (болтов), гаек и шпилек

Выводы по главе

Глава 7. Экспериментальное исследование эффективности работы многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса

7.1. Создание экспериментального стенда для испытания многошпиндельных завинчивающих устройств и выбор измерительных 176 средств для проведения исследований

7.2. Экспериментальные исследования

7.2.1. Исследование процесса предварительной затяжки резьбовых соединений этапы эксперимента.

7.2.2. Экспериментальные исследования процесса затяжки групповых резьбовых соединений

7.2.3. Проверка герметичности стыка при завинчивании многошпиндельным гайковёртом

Выводы по главе

Глава 8. Методология создания адаптивных механических систем на примере разработки универсальных высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса. Опыт внедрения в производство завинчивающих устройств

8.1. Методология разработки многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса

8.1.1. Обоснование метода построения многошпиндельного устройства нового класса

8.1.2. Разработка адаптивной структурной схемы управления сложной механической системы

8.1.3. Разработка кинематической схемы работы многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса с учётом тз и обос- 204 нованных требований к конструкции системы

8.1.4. Кинематическое исследование разработанных схем многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса и обоснование необходимых и достаточных условий, при которых обеспечиваются требования по точности их функционирования

8.1.5. Динамическое исследование элементов механической системы и обоснование необходимых и достаточных условий работы 206 системы на предельных режимах

8.1.5.1. Выявление наиболее ответственных элементов многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса

8.1.5.2. Определение необходимых и достаточных условий работы механизмов, при которых обеспечивается надёжная работа завин- 207 чивающего устройства и качественная затяжка резьбовых соединений

8.2. Методика расчёта параметров многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса

8.2.1. Методика выбора параметров многошпиндельного гайковёрта

8.2.2 методика расчёта осевой силы и момента предварительной затяжки резьбовых соединений

8.2.3 методика расчёта погрешностей осевой силы затяжки резьбовых соединений многошпиндельным гайковёртом

8.2.4 пример расчёта осевой силы и момента предварительной затяжки резьбовых соединений

8.2.5 пример расчёта погрешностей осевой силы затяжки резьбовых соединений

8.3 проектирование и внедрение автоматизированных комплексов для сборки резьбовых соединений многошпиндельными гайковёрта- 227 ми с использованием средств адаптации

8.3.1 автоматизированный комплекс сборки коренных подшипников картера двигателя

8.3.2 завинчивающее устройство для сборки гидрораспределителя экскаватора

8.3.3. Двухшпиндельное завинчивающее устройство для сборки топливного насоса автомобиля

8.3.4. Восьмишпиндельное завинчивающее устройство для автоматизированного комплекса сборки картера бортовой передачи трак- 232 тора

8.3.5. Двух и четырёхшпиндельное завинчивающее устройство для автоматизированного переналаживаемого комплекса сборки го- 233 ловки цилиндра двигателя трактора

8.3.6. Двухшпиндельное завинчивающее устройство нового класса, используемое в учебном процессе

Выводы по главе

Выводы по диссертации

В конструкциях современных машин резьбовые соединения составляют до 30% от общего количества соединений [70]. Так, например, в автомобиле среднего класса используется 2.5.3 тысячи крепёжных деталей. В автомобильной промышленности мира ежегодно собирается более 6106 резьбовых соединений [54].

Прочность, долговечность и надёжность работы машин и механизмов во многом определяется достижимой точностью и стабильностью осевой силы затяжки резьбовых соединений, а особенно групповых [12, 29, 33, 50, 54, 58, 59, 67, 68, 87, 103].

Резьбовые соединения, обеспечивающие прочность скрепления элементов конструкций, допускают изменение величины осевой силы затяжки в пределах точности существующих средств завинчивания (до 50.70%). Если же требуется обеспечить дополнительное качество, например, герметичность стыка, то величина погрешности осевой силы затяжки не должна превышать 1.2%. Такую же точность затяжки требуют приблизительно 10% резьбовых соединений особо ответственных узлов современных самолётов, автомобилей, тракторов и других подвижных объектов, а так же ряд узлов изделий оборонного комплекса.

В настоящее время создано большое количество разнообразных по конструкции и принципам действия резьбозавинчивающих устройств: безударные (с приложением внешнего крутящего момента) [18, 27, 29, 80, 81, 82, 98, 117, 118]; ударные (с приложением ударно-вращательных импульсов) [24, 34, 56, 80, 81, 82, 100]; инерционно - автоматические трансформаторы вращающего момента [64, 70, 90] и импульсные гайковёрты с упругими накопителями [114]. Тем не менее использование этих завинчивающих устройств или создание на их базе многошпиндельных для затяжки групповых резьбовых соединений ответственных узлов и деталей машин и механизмов не может гарантировать требуемого качества сборки.

Для качественной сборки ответственных узлов машин и механизмов, к которым предъявляются жёсткие требования обеспечения нормированного момента затяжки в резьбовом соединении или герметичности стыков по плоскостям сопряжения узла и скрепляемой детали, недостаточно гарантировать в каждом соединении только стабильность осевой силы или момента затяжки. Это объясняется тем, что при последовательной или групповой, но несинхронной затяжке, когда в одном из резьбовых соединений уже идёт процесс затяжки, а в остальных продолжается ввинчивание резьбовых деталей, в районе затяжки соединения резко возрастает удельное давление на часть уплотнения, вызывая его деформацию и появление перекоса сопрягаемых поверхностей скрепляемой детали и узла. Для исключения перекоса необходимо остальные резьбовые соединения затягивать различными по величине крутящими моментами, возрастающими по мере их удаления от уже затянутого [94], обеспечивая равенство удельного давления по всей плоскости уплотнения.

Следовательно, для качественной сборки элементов узлов групповыми резьбовыми соединениями необходимо одновременно выполнять два условия - обеспечивать синхронную затяжку и с требуемой точностью осевую силу или момент затяжки во всех соединениях.

На основании вышеизложенного можно утверждать, что существует проблема создания нового класса оригинальных по конструкции универсальных, высокоточных, многошпиндельных устройств для скрепления ответственных элементов машин и механизмов групповыми резьбовыми соединениями, в которых обеспечивалась бы синхронная затяжка всех соединений нормированным моментом с требуемой точностью.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

В диссертационной работе решена проблема, имеющая важное хозяйственное значение, заключающееся в создании семейства нового класса универсальных высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройств на основе выявленных взаимосвязей, действующих при синхронной затяжке резьбовых соединений нормированным крутящим моментом в процессе автоматизированной сборки.

Это позволило обеспечить высокую точность затяжки групповых резьбовых соединений и стабильное качество сборки скрепляемых деталей узлов и деталей с учётом герметичности стыка.

1. Теоретическое обоснование конструктивных особенностей, режимов работы и точностных характеристик универсальных, высокоточных завинчивающих устройств нового класса, в основу которых положено сочетание свойств муфт предельного момента, дифференциальных механизмов и механизмов свободного хода храпового типа, обеспечивающих пассивную адаптацию при затяжке ответственных групповых резьбовых соединений, включающее: а) Структуру построения схем многоканальных адаптивных электромеханических систем управления завинчивающими устройствами для синхронной затяжки групповых резьбовых соединений; б) Структуру построения кинематических схем многошпиндельных завинчивающих устройств с произвольным числом шпинделей, представляющих собой механические следящие системы; в) Анализ кинематических характеристик взаимодействия элементов завинчивающих устройств на всех режимах работы: ввинчивания, предварительной и окончательной затяжки резьбовых соединений; г) Анализ динамики работы элементов устройства на предельных режимах (муфты предельного момента кулачкового типа и механизма свободного хода храпового типа); д) Необходимые и достаточные условия сочетания конструктивных параметров завинчивающих устройств, при которых относительные погрешности осевых сил затяжки резьбовых соединений в данной сборке не превышали бы 2.5%.

2. Теоретическое обоснование основных параметров сборки ответственных резьбовых соединений многошпиндельными завинчивающими устройствами нового класса, включающие: а) Математическую зависимость осевых сил и моментов предварительной затяжки резьбовых соединений от параметров сопрягаемых поверхностей узла и скрепляемой детали, уплотнения и их физико-механических свойств; • б) Математическую зависимость момента затяжки шпилек, ввинчиваемых в отверстия узла, от физико-механических свойств резьбовых поверхностей, параметров патрона для удержания шпилек, величины натяга в сопряжении на сбеге резьбы и режимов сборки; в) Взаимосвязь угла синхронного поворота резьбовых деталей при окончательной затяжке соединений с параметрами резьбовых деталей, их физико-механическими свойствами и осевой силой затяжки; ' г) Требования для разработки многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса.

3. Методология построения сложных механических систем с пассивными I средствами адаптации на примере созданных универсальных, высокоточных многошпиндельных завинчивающих устройствах нового класса.

4. Конструкции универсальных, высокоточных многошпиндельных за-^ винчивающих устройств нового класса, которые нашли применение в производстве на ОАО «Владимирский тракторный завод», заводе «Дизель» г. Ярцево, показав надёжную и качественную работу.

5. Многошпиндельное завинчивающее устройство нового класса, которое используется в учебном процессе в курсах лабораторных работ по дисциплине «Автоматизация производственных процессов» на кафедре «Технология машиностроения» и «Автоматизация сборочных работ» на кафедре «Приборостроение, автоматика и управление» Ковровской государственной технологической академии.

1. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении /Под общей редакцией И.Н.Капустина. М.: Машиностроение, 1985 г.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя : В 3-х томах -М.: Машиностроение, 1979. 728 е., 559 е., 557 с.

3. Архангельский Г.В., Мальцев В.Ф., Юзюк B.C. Особенности динамики машинных агрегатов с инерционными импульсными механизмами. В кн.: Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства. Челябинск, 1974, № 134. С. 194-199.

4. Бабкин В.И. и др. Герметичность неподвижных соединений гидравлических систем. М.: Машиностроение. 1977. - 120 с.

5. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М.:Ма-шиностроение, 1969. - 560 с.

6. Баранчукова И.Н., Гусев А.А., Крамаренко Ю.М. и др. Проектирование технологии /Под общ. ред. Ю.М.Соломенцева. М.: Машиностроение, 1990.-416 с.

7. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1972. -768 с.

8. Бессонов Л. А. Нелинейные электрические цепи. М.: Высшая школа, 1977. 344 с.

9. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые соединения. М.: Машиностроение, 1973. -256 с.

10. Биргер И.А. Расчет резьбовых соединений. М.: Оборонгиз,1959. 252 с.

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

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

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

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

15. Блинников М.Е., Житников Б.Ю. Многошпиндельный гайковёрт нормированного осевого усилия. Автоматизация и современный технологии, 1994, №3, с.6.

16. Бойко В.Т., Гольдштейн Б.Г., Брагинский В.Н. и др. Пневматические гайковёрты с улучшенными вибрационными характеристиками /Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭ строймаш, 1984, вып. 3, - 45 с.

17. Болдырев Р.Н. Исследование механических характеристик инерционных трансформаторов крутящего момента. Дис.канд. тех. наук. - Челябинск, 1972.- 190 с.

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

19. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики. М.: Наука, 1979, т.2. 543 с.

20. Вавилов А.А. Частотные методы расчёта нелинейных систем. Л.: «Энергия», 1970.-324 с.

21. Вейц В.Л. Динамика машинных агрегатов. Л.: Машиностроение, 1969.368 с.

22. Вейц В.Л., Фридман Л.И.-Электромеханические зажимные устройства станков и станочных линий. Л.: Маниностроение, 1973. 264 с.

23. Гельфанд М.Л. Энергетический метод исследования затяжки резьбовых соединений резьбозавертывающими машинами ударного действия. В кн.: Научно-технический реферативный сборник ЦЦИИТЭстроймаш. М.: ЦНИИТЭстрой-маш, 1968, вып. 2. С.3-7.

24. Гельфанд M.JI., Гольдштейн Б.Г., Ципенюк Я.И. Вибробезопасные электрические ударные гайковерты и эффективные способы их применения. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1976. 57 с.

25. Гельфанд М.Л., Ципенюк Я.И. Методы испытания ручных гайковертов. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. 50 с.

26. Гельфанд М.Л., Ципенюк Я.И., кузнецов O.K. Сборка резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1978. 109 с.

27. Гольдштейн Б.Г., Величенко Б.Н., Игнатенко В.А., Дроздов А.Н., Алыев И.А. Вибробезопасные пневматические гайковерты. М.: ЦНИИТЗстроймаш, 1976. -49 с.

28. Горовиц А. М. Синтез систем с обратной связью. М.: Советское радио, 1970.-600 с.

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

30. Гусев А.А. Адаптивные устройства сборочных машин. М.: Машиностроение, 1979. - 208 с.

31. Гусев А.А. Технологические основы автоматизированной сборки изделий. М.: Машиностроение, 1982.

32. Гусев А.А. Автоматизация сборочных работ. М.: Машиностроение, 1976.-62 с.

33. Дальский A.M., Кулешов З.Г. Сборка высокоточных соединений в машиностроении. М.: Машиностроение, 1988. 304 с.

34. Дольник Е.С., Горник Л.А. Электрические гайковёрты ударного действия /Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭ строймаш, 1993. - 29 с.

35. Житников Б.Ю. Обоснование эффективных методов и средств адаптации для автоматизации сборочных операций /IV международный конгресс «Кон-структорско-технологическая информатика — 2000». М.: «Станкин», 2000.

36. Житников Б.Ю. Устройство для завинчивания болтов / Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение», 2002, № 9, С. 25-26.

37. Житников Б.Ю. и др. Многошпиндельный гайковёрт нового класса /Вопросы оборонной техники. Серия 9. М.: НТЦ «Информатика». 1998. — Вып. 2 (222).

38. Житников Б.Ю. и др. Устройство для завинчивания шпилек /Автоматизация и современные технологии. -М.: «Машиностроение», 1999, № 12.

39. Житников Б.Ю. и др. Методика определения параметров податливого крепления завинчивающего устройства / Сборка в машиностроении. М.: Машиностроение, 2001, № 4.

40. Житников Б.Ю., Житников Ю.З., Симаков А.Л.Обоснование признаков и групп классификации методов пассивной адаптации для автоматизированной сборки //Современные технологии в машиностроении: сб. материалов V Всерос. науч.-прак. конф. Пенза. 2002. Ч. II.

41. Житников Б.Ю., Житников Ю.З. Метод решения динамических задач при наличии удара в автоматизированных системах //Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение». 2002. № 4.

42. Житников Б.Ю., Воркуев Д.С., Балуков С.А. Устройство для завинчивания болтов //Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение». 2002. № 9.

43. Житников Б.Ю. Обоснование моментов затяжки шпилек, ввинчиваемых в корпусную деталь /Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение», 2001 г. № 5, С. 33-35.

44. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Федотов М.В. Методика определения параметров податливого крепления завинчивающих устройств /Сборка в машиностроении и приборостроении. М.: «Машиностроение», 2001 г. № 4, С. 27-32.

45. Житников Ю.З. Автоматизация сборки резьбовых соединений: учебное пособие. 4.1. Теоретические основы автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями. Ковров: КГТА, 1996. - 132 с.

46. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Крылов В.Ю., Симаков АЛ. Устройство для завинчивания шпилек /Автоматизация и современные технологии. — Москва, 1999, № 12.

47. Житников Ю.З., Житников Б.Ю. Многошпиндельные гайковёрты нового класса/Вопросы оборонной техники. Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. М.: НТЦ "Информатика". - 1998 г. - Вып.2(222). С.59.

48. Зайцев Г. Ф., Стеклов В. К. Комбинированные следящие системы. Киев, Техника, 1978.-264 с.

49. Замятин В.К. Технология и автоматизация сборки: Учебник. М.: Машиностроение, 1993.

50. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д., Элементы прикладной математики. М.: "Наука", 1972. - 592 с.

51. Зенкин А.С., Лозинский М.К., Козелло Н.Л. Одноударный гайковёрт с регулируемой энергией удара. Вестник Машиностроения, 1984, № 6. - С. 60-61.

52. Змиевский В.И., Замилацкий Е.П., Русинович Ю.И., Конради Г.Г. Установка для измерения силовых факторов в резьбовых соединениях при их затяжке. Вестник машиностроения, 1973, №12. С. 22-23.

53. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Шарловский Ю.В. Затяжка и стопоре-ние резьбовых соединений. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1985. - 244 с.

54. Ицков Л.Я. Исследование вопроса нормированного усилия затяжки резьбовых соединений. Диссертационная работа. Москва, 1973. - 250 с.

55. Колесников А.Л. Обобщенная модель инерционного автоматического гайковерта с динамической опорой. В кн.: Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. Челябинск, 1981, № 261. С. 108-115.

56. Колесников А.Л., Кузнецов В.Э. Экспериментальное исследованиеинерционного автоматического гайковерта на стенде. В кн.: Третья Всесоюзная конференция по инерционно-импульсным механизмам, приводам и устройсвам. Тез. докл. Челябинск, 1982. С. 104-105.

57. Колесников В.Р. Разработка инерционных автоматических гайковёртов с динамической опорой (конструкции, основы расчёта). Диссертационная работа. Челябинск, 1985. -211 с.

58. Кондаков JI.A., Голубев А.И. и др. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. М.: Машиностроение, 1986. - 464 с.

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

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

61. Ланщиков А.В. Обеспечение точности и стабильности затяжки резьбовых соединений. Диссертационная работа. Москва, 1985. - 199 с.

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

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

64. Леонов А.И. Инерционный трансформатор вращающего момента результаты работ и перспективы создания. - В кн.: Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. Челябинск, 1976, № 173. С. 3-15.

65. Леонов А.И. Микрохраповые механизмы свободного хода. М.: Машиностроение, 1982. - 219 с.

66. Леонов А.И. Некоторые особенности применения метода малого параметра при решении задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. В кн.: Машиноведение и прикладная математика. Челябинск, 1971, №99. С. 179-185.

67. Леонов А.И. Результаты разработок приводов машин. -В кн.: Динамикаинерционных трансформаторов, приводов и устройств. Челябинск, 1981, № 261. С. 3-15.

68. Леонов А.И., Романченко А.А., Колесников А.Л., Кузнецов В.Э., Рязанов М.О. Инерционный автоматический гайковерт /Научно-техническая выставка ЧПИ-82. Челябинск, 1982. - 2 с.

69. Леонов А.И. Теория и конструкция инерционных бесступенчатых автоматических трансформаторов вращающего момента с упругими механизмами свободного хода. Дис.докт. техн. наук. - Челябинск, 1979. - 400 с.

70. Мельник А.Н. К методике расчета микрохрапового механизма свободного хода с упругими пластинами. В кн.: Динамика инерционных трансформаторов, приводов и устройств. Челябинск, 1981, №261. С. 103-107.

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

72. Мотовилин Г.В., Ухалин А.С. Гринблат М.П. Новая жидкая прокладка для герметизации агрегатов машин. Л.: Знание, 1984. - 23 с.

73. Механизированный инструмент, отделочные машины и вибраторы /Каталог-справочник. М.: Машиностроение, 1972. - 472 с.

74. Механизированный инструмент, отделочные машины и вибраторы /Каталог-справочник. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1975. - 430 с.

75. Механизированный инструмент, отделочные машины и вибраторы /Каталог-справочник. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1982. - 378 с.

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

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

78. Нормирование затяжки резьбовых соединений по величине крутящего момента. Методические указания /Под ред. В.Р. Верченко. М.: ВНИИШАШ, 1973.-43 с.

79. Основы автоматического управления /Под. Ред. В.С.Пугачёва. М.: Наука, 1974.

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

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

82. Основы проектирования следящих систем /Под ред. Н. А. Лакоты. М.: Машиностроение, 1978. 392 с.

83. Полецкий А.Т., Поляков А.П. Исследование движения реактора инерционного трансформатора крутящего момента. В кн.: Теория машин и механизмов. М.: Наука, 1964, № 98-99. С. 83-87.

84. Пономарев С.М. Динамика инерционного трансформаторас упругими элементами в области малых передаточных чисел. Дис.канд. техн. наук. - Челябинск, 1980.-261 с.

85. Попов А.С. Ручной механизированный инструмент для слесарно-сборочных работ. М.: НИИинформтяжмаш, 1975. 67 с.

86. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989. - 496 с.

87. Санузова Е.В. Исследование и обеспечение равномерности затяжки многоболтовых соединений. Диссертационная работа. Владимир, 1987. - 223 с.

88. Сборочное оборудование КамАЗа. М.: Машиностроение, 1985.

89. Старостин И.Г. К оценке методов затяжки ответственных резьбовых соединений. В кн.: Электрохимическая обработка металлов и вопросы точности в авиационном машиностроении. Куйбышев, 1967, вып. XXVII. С. 77-78.

90. Старостин И.Г. Определение коэффициентов трения в резьбовой паре "болт-гайка". В кн.: Труды. Куйбышев, 1963, вып. XVII. С. 61-85.

91. Сукацкий М.Е., Филиман Ф.Г., Мандриков В.М. Сборочное оборудование КАМАЗа. 120 с.

92. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие /Под ред. Р.А.Макарова. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

93. Ципенюк Я.И., Гельфанд M.JI. Процесс ударной затяжки резьбовых соединений. Вестник машиностроения, 1973, №11.- с.59-60.

94. Якушев А.И., Мустаев Р.Х., Мавлютов P.P. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. М.: Машиностроение, 1979. 215 с.

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

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

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

98. Dobberschiitz J. Reibungszahlermittung an Schraubenverbindungen M12. -Maschinenbautehnik, 1982, 31, № 1. C. 36-39.

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

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

101. Michael K. McCann. Проблемы надёжности резьбовых соединений. -Автомобильная промышленность США, 1982, № 4. С. 7-9.

102. Peter J. Mullins Универсальная система затяжки резьбовых соединений. Автомобильная промышленность США, 1979, № 6. - С. 8-11.

103. Strelov D. Verbesserte Anziehmethoden steigern die Zuverla ssigkeit von Schraubenverbindungen. Maschinenmarky, 1980, 86, № 76. - C. 1440-1443.

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

105. Valtinat G. Schraubenverbindungen Im Stahlbau. VDI-Ber., 1983, № 478. -C. 73-84.

106. Wesley A. Waters Усовершенствованная система механического крепления. Автомобильная промышленность США, 1978, № 7. - С. 14-19.

107. Блинников М.Е., Филимонов В.Н., Левин А.С. Импульсный гайковёрт. -Владимирский политехнический институт. Патент SU 1586903 А1 В25В.21/00.

108. Ежов А.Г., Гуденков Ю.В. Лохманов А.Б. Устройства для одновременной сборки нескольких винтовых соединений. Пензенский филиал центрального конструкторского бюро арматуростроения. Патент SU 1757837 А1/В 23 Р19/06.

109. Житников Б.Ю. и др. Устройство для сборки деталей. Ковровский технологический институт. Патент RU 2074804, 6В 23Р 19/00.

110. Серов Б.Ф., Паялкин К.В., Иконников А.Ю. Пневматическое устройство завинчивания шпилек. Специальное конструкторское бюро механизации и автоматизации слесарно-сборочных работ "Мехинструмент". Патент SU 1815108 А1/В 23 Р 19/06.

111. Соловьёв Л.М., Тухватулин М.С., Закарли П.П. Устройство для сборки резьбовых соединений. Ннаучно-исследовательский, проектно конструкторский и технологический институт электромашиностроения. Патент SU 1449309 А1/В 23 Р 19/06.

112. Гайковерт инерционный: А.с. 818850 (СССР). /А.Л. Колесников, А.А. Романченко, А.И. Леонов. Б.И., 1981, № 13.

113. Гайковерт инерционный: А.с. 891418 (СССР). /А.Л. Колесников, А.И. Леонов, Н.Г. Танов, В.А. .Яковлев, В.А. Худяков. Б.И., 1981, № 47.

114. Гайковерт инерционный: А.с. 929427 (СССР). /А.Л. Колесников, А.А. Романченко, А.И. Леонов, Э.Г. Фуст. Б.И., 1982, № 19.

115. Завинчивающий патрон стационарного устройства для сборки резьбовых соединений: А.с. 1039682 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Соловьёв А.Д. и др.-Б.И. № 33, 1983.1. Б.И. № 33, 1983.

116. Загрузочное устройство: А.С. 1484574 СССР, МКИ3 В 23 Q 7/02 /Житников Ю.З. и др. Б.И. № 21, 1987.

117. Многопозиционный сборочный автомат: А.с. 1463424 СССР, МКИ3 В 23 Р 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 9, 1989.

118. Многошпиндельный гайковёрт завинчивания шпилек: А.с. 1620261 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 2, 1991.

119. Поворотный стол: А.с. 1689021 СССР, МКИ3 В 23 Q 16/02/ Житников Ю.З. и др.-Б.И. №41, 1991.

120. Сборочный автомат: А.с. 1549714 СССР, МКИ3 В 23 Р 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 10, 1990.

121. Устройство для завинчивания болтов: А.с. 1461621 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/, В 25 В 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 8, 1987.

122. Устройство для завинчивания гаек: А.с. 1648743 СССР, МКИ3 В 25 В 21/00/, В 23 Р 19/06/Житников Ю.З. и др. Б.И. № 18, 1988.

123. Устройство для завинчивания гаек: А.с. 623697 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Воронин В.М. и др. Б.И. № 34, 1978.

124. Устройство для завинчивания гаек: А.с. 749620 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Ефросинин А.Ф. и др. Б.И. № 27, 1980.

125. Устройство для завинчивания шпилек: А.с. 1296448 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 10, 1985.

126. Устройство для завинчивания шпилек: А.с. 1556864 СССР, МКИ3 В 25 В 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 14, 1987.

127. Устройство для завинчивания шпилек: А.с. 1463420 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/, В 25 В 21/00/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 9, 1989.

128. Устройство для завинчивания шпилек: А.с. 1701467 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 48, 1991.

129. Устройство для запрессовки штифтов в корпусную деталь: А.с. 1355432

130. СССР, МКИ3 В 23 Р 19/02/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 44, 1987.

131. Устройство для запрессовки штифтов в корпусную деталь: А.с. 1768367 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/02/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 38, 1989.

132. Устройство для ориентации шпилек: А.с. 1227274 СССР, МКИ3 В 07 С 5/02/ Голованов И.Е., Житников Ю.З. и др. Б.И. № 16, 1986.

133. Устройство для сборки резьбовых соединений: А.с. 1068252 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/ Максименко В. А. и др. Б.И. № 3, 1984.

134. Устройство для сборки резьбовых соединений: А.с. 837727 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06// G05B 13/02 /Поливцев В.П. и др. Б.И. № 22, 1981.14L. Устройство для сборки шатуна двигателя: А.с. 1532274 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/02/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 48, 1989.

135. Устройство для транспортировки и ориентированной перегрузки деталей: А.С. 1370029 СССР, МКИ3 В 65 С 47/24/ Житников Ю.З. и др. Б.И. № 4, 1988.

136. Устройство для ориентации резьбовых деталей: А.с. 1247236 СССР, МКИ3 В 23 Q 7/12/Голованов И.Е. Житников Ю.З. Б.И. № 28, 1986.

137. Устройство питателя шпильками завинчивающего автомата: А.с. 1641556 СССР, МКИ3 В 23 Р 19/06/Житников Ю.З. и др. Б.И. № 14, 1988.