автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Совершенствование процесса контактного заневоливания винтовых цилиндрических пружин сжатия

На правах рукописи

003055763

Землянушнова Надежда Юрьевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОГО ЗАНЕВОЛИВАНИЯ ВИНТОВЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРУЖИН СЖАТИЯ

Специальность 05.03.05 — «Технологии и машины обработки давлением»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Магнитогорск - 2007

003055763

Работа выполнена на кафедре «Подъёмно-транспортные машины и роботы» Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) и на кафедре «Технический сервис и ремонт машин» Ставропольского государственного аграрного университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор ЮжноРоссийского государственного технического университета, заслуженный работник Высшей школы РФ

Хальфин Марат Нурмухамедович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЮжноУральского государственного университета Белков Евгений Григорьевич

кандидат технических наук Фадеев Виктор Владимирович

Ведущая организация:

ЦНИИМ, г. Ленинград

Защита состоится 22 февраля 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.212.111.03 в Магнитогорском государственном техническом университете по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета.

Автореферат разослан «<$» января 2007г.

Учёный секретарь Диссертационного совета

Жиркин Юрий Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В отечественном машиностроении и в технике передовых стран всё чаще применяются пружины, работающие при больших скоростях нагружения с соударениями витков, а также пружины, нагружаемые до соприкосновения витков при значительной, но сравнительно малоцикловой статической нагрузке. Неблагоприятные условия при их эксплуатации приводят к остаточным деформациям, к снижению несущей способности пружин, к развитию скрытых дефектов металла и к их разрушению, что снижает надёжность и безопасность механизмов и машин.

Известные способы изготовления пружин не позволяют получать пружины сжатия, удовлетворительно работающие при динамических или статических контактных давлениях между витками. Упрочнение пружин контактным заневоливанием, заключающимся в дополнительном сдавливании сжатых до соприкосновения витков пружины, не получило широкого применения в связи с несовершенством существующей теории и методики контактного заневоливания, а также способов и устройств для его осуществления.

А с другой стороны, упрочнённые таким способом пружины сохраняют свою силовую характеристику в течение длительного срока эксплуатации.

Назрела необходимость развития теории контактного заневоливания, позволяющей аналитически на стадии подготовки производства определять силовые и геометрические параметры пружин, а также требуемую нагрузку контактного заневоливания и предельную нагрузку на пружину. В дополнение к такой теории следует усовершенствовать методику контактного заневоливания пружин, разработать способ их изготовления, а также спроектировать устройство для заневоливания.

Цель работы. Повышение ресурса (релаксационной стойкости) винтовых цилиндрических пружин сжатия на основе развития методики контактного заневоливания.

Идея работы. Повышение ресурса винтовых цилиндрических пружин сжатия контактным заневоливанием путём создания остаточных напряжений для уменьшения части рабочих напряжений, возникающих в витках пружин, в том числе в местах межвиткового контакта, при их эксплуатации.

Методы исследования. В работе использованы, в основном, механико-математические методы исследования. В частности, для анализа напряжённо деформированного состояния пружин применён метод малых упруго-пластических деформаций. Экспериментальная работа проведена в соответствии с традиционными методами испытаний цилиндрических пружин сжатия. Результаты экспериментов обработаны методами математической статистики с расчётами на ПЭВМ. Силоизмерительные устройства были охвачены метрологическим контролем.

Научная новизна работы:

— теоретически решена задача упрочнения винтовых цилиндрических пружин сжатия из круглой проволоки с помощью контактного заневолива-ния под действием двух силовых факторов в сечении витка - крутящего момента и значительной контактной нагрузки сжатия между витками. Построена математическая модель, позволяющая решать прямые и обратные технологические задачи;

— исследована форма и величина упругой части сечения витка пружины при контактном заневоливании при различных сочетаниях силовых факторов;

— разработан алгоритм расчёта, позволяющий определить на ПЭВМ геометрические и силовые параметры контактного упрочнения пружин, а также установить предельную (критическую) нагрузку, после которой пружина вместо упрочнения разупрочняется;

— установлено влияние нагрузки контактного заневоливании, а также входных геометрических и механических параметров на исходные сотовые, геометрические параметры пружины и её функциональные свойства;

— установлено влияние разбега исходных механических свойств и величины нагрузки контактного заневоливания на диапазон изменения итоговых характеристик пружины.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректностью допущений, принимаемых при разработке расчётных схем и математических моделей, применением апробированных методов интегрирования функций, использованием современных средств измерений, методов экспериментальных исследований, достаточным для решения поставленных задач объёмом материала, полученного при машинном эксперименте, приемлемой сходимостью теоретических и экспериментальных исследований. Расхождение результатов экспериментальных и теоретических исследований при этом не превысило 11,3 %.

Практическое значение полученных результатов заключается в том, что:

— разработана методика контактного заневоливания винтовых цилиндрических пружин сжатия, отличающаяся от известных тем, что она позволяет на стадии проектирования и разработки технологического процесса определять геометрические и силовые параметры пружин, а также требуемую нагрузку заневоливания и предельную нагрузку на пружину;

— спроектировано и изготовлено устройство для контактного заневоливания. Разработано руководство по применению, монтажу и эксплуатации устройства. Предложен способ изготовления винтовых цилиндрических пружин сжатия с применением контактного заневоливания. Устройство и способ защищены патентами РФ на изобретения;

4

— разработанные методика и устройства для контактного заневолива-ния, способ изготовления винтовых пружин сжатия обеспечивают увеличение ресурса пружин на 40 % и повышение производительности труда при контактном заневоливании в два раза относительно обычного заневолива-ния;

— в перспективе работа может быть использована для упрочнения пружин, работающих со значительными нагрузками до соприкосновения витков без инерционного зазора, например, в подвесках транспортных средств, вплоть до железнодорожных вагонов, но для этого нужно провести значительную экспериментальную работу по влиянию рассматриваемого метода упрочнения на циклическую прочность пружин.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены на Ставропольском ООО КПК «Автокрансервис», где партия изготовленных пружин установлена на подъёмники автомобильные гидравлические. Экономический эффект за счёт повышения ресурса пружин и снижения расходов потребителей составляет 25,57 рублей на одну пружину.

Кроме того, техническая документация по результатам работы принята к внедрению на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», г. Ставрополь.

Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре подъёмно-транспортных машин и роботов ЮРГТУ (НПИ) при проведении лекций, в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (г. Новочеркасск, 2003 — 2006 гг.) и Ставропольского государственного аграрного университета (г. Ставрополь, 2003 — 2006 гг.); на заседании кафедры «Подъёмно-транспортные машины и роботы», 2006 г., ЮРГТУ (НПИ); на расширенном заседании кафедры «Технический сервис и ремонт машин», 2006 г., СтГАУ; на заседании объединенного научного семинара Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2006 г., МГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ в научных технических изданиях, рекомендованных ВАК; получено 3 патента РФ на изобретения.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения по работе, списка литературы (100 наименований) и приложения. Диссертация содержит 193 страницы, в том числе 42 рисунка и 23 таблицы, приложение изложено на 56 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведён анализ существующей теории напряжённо-деформированного состояния пружин при заневоливании, способов изготовления пружин, а также способов и устройств для их заневоливания.

Большой вклад в развитие существующей теории напряжённо-деформированного состояния пружин при заневоливании внесли отечественные учёные: С.Д. Пономарёв, H.H. Малинин, Л.Е. Андреева, А.Н. Дин-ник, С.И. Блинник, H.A. Чернышев, В.И. Феодосьев, Е.П. Попов, и др. В известных работах пружины сжатия рассчитывают из условия невозможности перегрузки витков при их соприкосновении. Однако, в реальных условиях работы величины возникающих в пружине напряжений часто превышают напряжения, созданные при статическом заневоливании, что приводит к преждевременной осадке и потере функциональных свойств пружин.

Аналитические зависимости теории напряжённо-деформированного состояния пружин при заневоливании могут быть полезны в канатном производстве.

Разработке технологий упрочнения прядей стальных канатов и теории заневоливания канатов посвящены работы учёных: М.Ф. Глушко, Г.П. Ксю-нина, М.Н. Хальфина, В.Т. Козлова, С.Т. Сергеева, Н.К. Гончаренко,

A.В.Ухова, В.А. Веселовского, В.А. Рыжикова.

Проведён анализ известных способов изготовления и упрочнения пружин сжатия, созданию которых посвящены работы учёных и исследователей: В.Н. Шалина, A.M. Епифанова, Б.Н. Крюкова, Г.А. Навроцкого, Е.Г.Белкова, Л.М. Редькина, О.И. Шаврина, В.В. Фадеева, М.Г. Соломатова,

B.П. Остроумова, Ю.А. Лавриненко, Г.Н. Фролова, П.Д. Ясенчук, Д.А. Каль-нер, М.Н.Степанянц, А.П. Морозова, В.В. Забильского, М.М. Исмагипова, А.Д.Ассонова, А.П. Бабичева, Ю.П. Анкудимова, и др.

Несмотря на достигнутые успехи, недостатком известных способов изготовления пружин является то, что они не позволяют изготовить пружины сжатия, удовлетворительно работающие при сравнительно малоцикловой, но значительной контактной нагрузке между витками, или при больших скоростях нагружения с соударениями витков. Для упрочнения таких пружин с целью стабилизации геометрических, силовых параметров и повышения ресурса следует использовать контактное заневоливание. Недостаточное изучение вопросов расчета таких пружин ограничивает возможности конструкторов в проектировании машин минимальных габаритов с применением пружин, работающих с высокими скоростями нагружения.

Анализ известных способов и устройств для контактного заневоливания пружин показал, что существующие способы несовершенны, а устройства сложны и непригодны для пружин с различными размерами наружного диаметра и диаметра проволоки.

Существующая теория контактного заневоливания не даёт аналитического обоснования силовым факторам и напряжениям в сечении витка по схеме «контактная нагрузка + кручение», и не позволяет определить параметры пружины при контактном заневоливании, а известная методика контактного заневоливания несовершенна.

По результатам проведённого анализа сформулированы следующие задачи исследований:

1) произвести теоретическое и экспериментальное обоснование контактного заневоливания винтовых цилиндрических пружин сжатия;

2) развить методику контактного заневоливания и разработать способ изготовления винтовых цилиндрических пружин сжатия;

3) разработать устройство, изготовить опытную модель устройства для контактного заневоливания пружин и испытать её в лабораторных условиях;

4) разработать, изготовить и испытать в производственных условиях промышленное устройство для контактного заневоливания пружин;

5) изготовить опытную партию пружин по новому способу с применением методики контактного заневоливания;

6) провести сравнительные испытания пружин, изготовленных по заводской и новой технологиям.

Во второй главе приведены исследования напряжённо-деформированного состояния пружин при контактном заневоливании.

В качестве основных допущений приняты: принята деформационная теория пластичности; форма и размеры поперечного сечения витка считаются неизменными ввиду малых деформаций; использована общепринятая гипотеза плоских сечений и сохранения прямолинейности радиусов; эффект Баушингера не учитывается; реологические свойства материала приняты как для упруго-пластического тела с линейным упрочнением; напряжённое состояние принимается плоским; принято условие пластичности Губера-Мгоеса.

Используя подход профессора С.Д. Пономарёва, получены уравнение границы, отделяющей упругую зону от пластической в поперечном сечении проволоки пружины, нагрузки контактного заневоливания <2К, а также зависимости для определения напряжений сжатия ау и кручения г в пластической зоне сечения витка при контактном заневоливании пружины: V Гл. ^Л2 ^ .. б

Ак ■ С ■ хп

+ 3-

Лк-в

а„

У+_ С'>0£_= 1, (1)

V Уок) +/ ,у>

У-~+Ь--у01Г) -от-

где с + А = . Дд.___ приращение кручения витка

Л п-г

пружины; С — модуль сдвига материала проволоки пружины, МПа; ат — предел текучести материала проволоки пружины, МПа; х0, Уок — координаты точек, принадлежащих границе упругой зоны, мм; г — радиус сечения проволоки пружины, мм;А — эллиптическая координата, которая находится в виде положительного корня из уравнения

X^ Уок

~2--'—"— ~ 1, мм ; Ь — полуширина полоски контакта витков пружи-

Ь + Я л

ны, мм; Е — модуль упругости материала проволоки пружины, МПа.

0,Ш-Е-Ь2 -лт-Д,

а---(2)

г-созасж

где Оасж и асж — соответственно средний диаметр, мм, и угол наклона витков сжатой пружины, град.

Е'Уок3 , , г {х УЪ х , Уа

т = ~

где постоянные:

1 "I 1' ■р^т).

(3)

(4)

Х = ^--X] =

п ■ г V X п ■ г ][ Л1

Л , — эллиптическая координата, которая находится в виде

У' , 2

положительного корня из уравнения —=-+ — = 1,мм ,

Ъ +Я] Я,

х, .у — координаты точки пластической зоны, в которой определяются значения напряжений, мм; 2 — величина, характеризующая глубину пластического упрочнения по сечению витка пружины, определяется из выражения:

1,727 -Ъ1 _ 1,727 -Ъ2 ¡Ь2+Л1

х-

Е-Уйк

УОк

Л',

УЪк

г

Ъ-Ькг-в1 ■

+-

2

V 4 ^

а

ту

1-

\

(5)

72 í к \2 '

" М-—-г]

I ^ ;

С использованием уравнения (1) проведено исследование формы и размеров упругой части сечения витка пружины при контактном заневоли-вании. В качестве частных решений рассмотрены: задача сжатия пружины до соприкосновения витков при нагрузке контактного заневоливания, равной нулю (обычное заневоливание), и задача сдавливания витков пружины, не имеющей инерционного зазора (напряжения кручения равны нулю). Полученные формы и размеры упругой части сечения витка исследованной пружины показаны на рисунке 1.

8 -0.4 о 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2А

•2.4 -2 -1.« -1.2 •<

0,4 0,3 1.2 1.« 2 2.4 -2.4 -2 -1.« -1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.4 2 2.«

/ / —

1 / ■ч / / N

Л ¿/ N

// У \

/

V 1 / \ о

\ г\ /

- N /

ч > / / \

/ >

1

I

/ Л ■— (

/ К я \_1

) > \

Л - - \

- / / о - -

- — - - 7 -

Ч /

/, 1

1 1

В)

Рисунок 1: а) — сечение витка пружины при контактном заневоли-вании; б) — сечение витка пружины при обычном заневоливании; в) — сечение витка пружины, не имеющей инерционного зазора, при сдавливании витков (1 — упругая зона; 2 — пластическая зона)

Крутящий момент, возникающий в пружине при контактном заневоливании:

\=п,

Мкр= 2-С- £

)=т А К; /

(6)

где = (х(3 - х1г )• ^ • (уу - ун [у] - У^, )• (х, - хм ) -

-У]--Уу-13)' — величина, характеризующая глубину пластического упрочнения по сечению витка пружины в точке с координатами _х/+ -"-/-I ,

У . = + (рис. 2); Аку — приращение кручения волокна пружины, Уср1 2

проходящего в сечении проволоки через точку с координатами хср„уср/, с{— диаметр проволоки пружины, мм; значение у меняется от у=уц до у=г;

У^. -хср} — граница сечения витка по периферии вдоль оси «у», мм.

Рисунок 2

Координаты исследуемой точки в сечении витка пружины при контактном заневоливании

Изменения геометрических и силовых параметров пружины при контактном заневоливании можно определить, используя выражение (6).

Приращение кручения при разгрузке, согласно закону о разгрузке:

Л,, С7,

в ■ п ■ (Г 10

Приращение диаметра пружины при осадке:

32 -М

AD = г ■ А

cos а

кр

(8)

G-n-d^-К,

где D — средний диаметр пружины до контактного заневоливания, мм; а — угол наклона витков пружины до контактного заневоливания, град.; £ _ — коэффициент, учитывающий разницу между средним прираще-Ак

нием кручения волокон Akj и приращением кручения оси проволоки пружины Ак в связи с разным углом подъёма волокон в разных точках сечения витка.

Изменение синуса угла наклона витков пружины при осадке:

Afsin а) = — ■ cos а ■ (Ак -V У 2 I К

(9)

Изменение высоты пружины при осадке, мм:

А? Т D

A l = L---cosa-

2

А/с - -

32 -М:

кр

V

(10)

в-я-дГ-К, где Ъ — длина развёрнутой пружины, мм.

Относительная остаточная деформация (осадка) пружины после контактного заневоливания, %:

^ = — •100' <»>

где ^ — осевое перемещение концов рабочей части пружины, мм.

Сила сжатия контактно заневоленной пружины до соприкосновения витков, Н:

Ш.

(12)

кр

(D + AD) ■ cos (а + А а)'

Таким образом, в данной главе получена математическая модель напряжённо-деформированного состояния пружины с учётом геометрических и силовых параметров при контактном заневоливании.

Третья глава посвящена теоретическому исследованию влияния нагрузки контактного заневоливания, механических свойств материала и диаметра проволоки на геометрические и силовые параметры пружин. Разработан алгоритм расчёта параметров пружины при контактном заневоливании.

Относительное изменение силы сжатия контактно заневоленной и не-заневоленной пружин до соприкосновения витков, %:

АРу ~Р,,-100, (13)

Р

1 н

где Рк и Р„ — сила сжатия до соприкосновения витков соответственно контактно заневоленной и незаневоленной пружин аналогичных геометрических параметров, Н.

По результатам исследований построены графики (рис. 3 и 4) при нагрузке контактного заневоливания 140Р3 и получены эмпирические формулы.

40 35 30 !, 25 ¡20 15 10 5

------ ------ —^ -------1

!

/

1 2 3 4 5 Диаметр проволоки пружины, мм

а)

1 2 3 4 5 Диаметр проволоки пружины, мм

б)

Рисунок 3: а — влияние диаметра проволоки на осадку пружины при контактном заневоливании; б — влияние диаметра проволоки на величину относительного сравнения силы сжатия до соприкосновения витков контактно заневоленной и незаневоленной пружины для предела текучести проволоки: 1 — <х„,= 1200 МПа; 2 — ат = 1400 МПа; 3 — ат = 1600 МПа

С увеличением нагрузки контактного заневоливания сила сжатия упрочнённой пружины до соприкосновения витков уменьшается, осадка пру-хсины возрастает и пружина при критических нагрузках контактного заневоливания разупрочняется.

Осадка пружин при контактном заневоливании нагрузками, кратно возрастающими по отношению к силе сжатия пружины до соприкосновения витков, уменьшается при возрастании предела текучести материала проволоки.

1200 1400

Предел текучести мэтбриз.1 пружины, МПа

а)

1600

1200 1400 1600

Предел текучести материала пружины, МПа

б)

Рисунок 4: а — влияние предела текучести проволоки на осадку пружины при контактном заневоливании; б — влияние предела текучести проволоки на величиину относительного сравнения силы сжатия до соприкосновения витков контактно заневоленной и незаневоленной пружины для диаметра проволоки: 1 — с/= 4 мм; 2 — с! = 5 мм; 3 — с1=3 мм; 4 — с/= 2 мм

Максимальная осадка оказалась у пружин с диаметрами проволоки, индексы которых находятся в центре рекомендованного ряда значений от 4 до 12. Возрастание величины относительного изменения силы сжатия до соприкосновения витков контактно заневоленных и незаневоленных пружин также характерно для пружин, индексы которых находятся в пределах рекомендованного ряда значений от 4 до 12.

С повышением предела текучести материала проволоки и при возрастании нагрузки контактного заневоливания величина относительного изменения силы сжатия до соприкосновения витков контактно заневоленных и незаневоленных пружин (АР, %) уменьшается. При возрастании нагрузки контактного заневоливания до 200Р3 величина АР, %, принимает отрицательное значение — происходит потеря силовых параметров контактно заневоленной пружины по сравнению с незаневоленной, т.е. пружина разу-прочняется.

В результате исследования установлено, что с уменьшением разбега механических свойств материала проволоки разброс силовых и геометрических параметров пружины также уменьшается. С увеличением нагрузки контактного заневоливания разброс силовых параметров и осадки исследуемой пружины возрастает.

Использование результатов Представле(гёого теоретического исследования полезно в практических целях при проектировании и упрочнении пружин для прогнозирования отклонений пружин на контролируемые силы или деформации.

В четвёртой главе представлены результаты экспериментального исследования, подтверждающие адекватность математической модели НДС пружины при контактном заневоливании.

Спроектирована и изготовлена модель устройства для заневоливания пружин (рис, 5). Контактное заневоливание пружин выполнено нагрузками в пределах от 0 до 50000 Н на «Машине разрывной для статических испытаний материалов Р—5», нагрузками в пределах от 0 до 200000Н — на «Машине разрывной для статических испытаний материалов Р— 20».

а) б)

Рисунок 5 — Устройство для контактного заневоливания пружин: а — деталировка; б — устройство в сборе

На рисунках б и 7 показаны результаты сравнения теоретических и экспериментальных исследований.

Анализ результатов испытаний опытных пружин, проведённых в лабораторных условиях, показал, что при контактном заневоливании пружина получила дополнительную осадку. Сила сжатия контактно заневоленной пружины до соприкосновения витков при эксперименте оказалась меньше в сравнении с аналитически вычисленной. Расхождение результатов экспериментальных И теоретических исследований при этом не превысило 11,3 %■

О 50 100 150 200 250 300 350

Нагрузка контактного заневоливан ия Q/Рз, Н

Рисунок 6. Влияние нагрузки контактного заневоливания на осадку пружины:

----- — по данным эксперимента;

— по данным аналитических вычислений

5 0 50 100 150 200 250 300 350

6

Нагрузка контактного заневоливания Q/Рз, Н

Рисунок 7. Влияние нагрузки контактного заневоливания на силу сжатия пружины до соприкосновения витков:

----- — по данным эксперимента;

_ — по данным аналитических

вычислений

В пятой главе приведены мероприятия по промышленной проверке рекомендаций для контактного заневоливания пружин. На основе проведённых теоретических и экспериментальных исследований разработана методика контактного заневоливания, которая позволяет: определить нагрузку на пружину в изделии; сравнить нагрузку на пружину в изделии с предельно допустимой; установить нагрузку контактного заневоливания, величина которой должна превышать величину нагрузки на пружину в изделии на 5 %; определить параметры пружины перед контактным заневоливанием аналитическими вычислениями, при которых упрочнённая пружина соответствует требованиям чертежа; использовать полученные данные при дальнейшей подготовке производства.

Параметры пружин гидрозамка, изготовленных по предложенной технологии, не вышли за пределы допускаемых отклонений. Расхождение теоретических и практических данных по осадке пружин не превысило 11 %.

Сравнительные испытания заневоливанием пружин гидрозамка подъёмника автомобильного, изготовленных по заводской и предложенной технологии, показали следующее:

— две заводские пружины из трёх имели чрезмерную осадку (более 11 %), одна — разрушение, что свидетельствует о том, что пружины при изготовлении не подвергались заневоливанию;

— новые пружины, изготовленные с применением контактного заневоливания, сохранили свои исходные параметры.

15

Согласно акту сравнительных испытаний, ресурс пружин, изготовленных по новой технологии, оказался на 40 % выше, чем у незаневоленных.

Заключение

Основные научные и практические результаты, полученные в работе, заключаются в следующем.

1. Изучено напряжённо-деформированное состояние витка цилиндрической винтовой пружины сжатия из круглой проволоки при упрочнении контактным заневоливанием под действием двух силовых факторов в сечении — крутящего момента и значительной контактной нагрузки сжатия между витками. Построена математическая модель контактного заневоливания пружин, позволяющая решать прямые и обратные технологические задачи. Прямая задача — на основании кинематических гипотез о плоских сечениях и прямых радиусах с учётом энергетического условия пластичности определены напряжения по сечению витка. Обратная задача — интегрированием напряжений по сечению определены силовые факторы в сечении и активные силы нагружемия.

2. Проведён анализ формы и величины упругой части сечения. В частности показано, что линия, отделяющая упругую часть сечения от пластической, является сплошной замкнутой кривой шестого порядка. При обычном пластическом заневоливании пружин, без контактной нагрузки, упругая часть сечения ограничена эллипсом, т.е. кривой второго порядка.

3. Разработан алгоритм, позволяющий определять геометрические и силовые параметры контактного упрочнения пружин на ПЭВМ с использованием программы МаАСАО 2000. В частности, теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при контактной нагрузке, превышающей 200Р3 (где Р3 — нагрузка до соприкосновения витков), пружина вместо упрочнения разупрочняется. При этом напряжения сжатия от контактной нагрузки в значительной (критической) степени уменьшают напряжения сдвига, формирующие крутящий момент и силовую характеристику пружины.

4. В результате исследований установлено влияние нагрузки контактного заневоливания, механических свойств материала и диаметра проволоки на геометрические и силовые параметры пружины, а также на её функциональные свойства. В том числе установлена зависимость диапазона изменения выходных конструкционных параметров от разбега начальных — предела прочности материала, диаметра проволоки, индекса пружины, и др.

5. Изготовлена и испытана в лабораторных условиях модель устройства для контактного заневоливания пружин. Экспериментально доказана адекватность разработанной математической модели НДС пружины при контактном заневоливании.

6. В основном, все теоретические и экспериментальные выводы получены впервые и позволяют обоснованно решать вопросы проектирования самой пружины, а также технологии её изготовления и упрочнения.

7. Предложены: методика контактного заневоливания, новый способ изготовления пружин с применением контактного заневоливания (патент К и 2275270 С1) и два новых устройства (патенты 1Ш 2251036 С1 и 1Ш 2251037 С1). Методика и устройства апробированы в производственных условиях, внедрены на ООО КПК «Автокрансервис» с экономическим эффектом 25,57 рублей на одну пружину из проволоки диаметром 6 мм, а также переданы для внедрения на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», г. Ставрополь.

8. Сравнительные испытания пружин гидрозамка, изготовленных по заводской и новой технологии, показали, что пружины, изготовленные с контактным упрочнением, имеют более стабильную силовую характеристику в процессе эксплуатации, т. е. средний ресурс их выше на 40 %, чем у не-упрочнённых пружин.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в рецензируемых журналах:

1. Землянушнова, Н. Ю. Для повышения ресурса ответственных пружин [Текст] / Н. Ю. Землянушнова, 10. М. Тебенко // Автомобильная промышленность. — 2001. — № 8. — С. 26—27.

2. Землянушнова, Н. Ю. Способ и устройства для уменьшения времени заневоливания пружин [Текст] / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко // Вестник машиностроения. — 2002. — № 2. — С. 9—11.

3. Землянушнова, Н. Ю. Классификация и испытание пружин [Текст] / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко // Вестник машиностроения. — 2002. — №5.— С. 8—13.

4. Землянушнова, Н. Ю. Новые устройства для контактного заневоливания пружин [Текст] / Н. Ю. Землянушнова // Вестник машиностроения. — 2004.—№ 10. — С.25—27.

5. Землянушнова, Н. Ю. К определению напряжённого состояния контактно заневоленных цилиндрических пружин сжатия [Текст] / М. Н. Халь-фин, Н. Ю. Землянушнова // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Технические науки. — 2005. Приложение № 3. — С. 72—76.

6. Землянушнова, Н. Ю. Обоснование контактного заневоливания для пружин [Текст] / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2005. — № 1. — С. 39—44.

7. Землянушнова, Н. Ю. Анализ методов улучшения качества пружин [Текст] / Ю. М. Тебенко, Н. Ю. Землянушнова И Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2005. — № 2. — С. 20—26.

17

8. Землянушнова, Н. Ю. Анализ технологий изготовления пружин сжатия [Текст] / Ю. М. Тебенко, Н. Ю. Землянушнова // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2005. — № 4. — С. 33—35.

9. Землянушнова, Н. Ю. К расчёту напряжённого состояния витка пружины при контактном заневоливании [Текст] / М. Н. Хальфин, Н. Ю. Землянушнова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Спецвыпуск. Безопасность подъёмно-транспортных и технологических машин. — 2005. — С. 38—46.

10. Землянушнова, Н. Ю. К определению внутренних силовых факторов при контактном заневоливании пружин [Текст] / М. Н. Хальфин, Н. Ю. Землянушнова // Известия Тульского государственного университета. Серия «Подъёмно-транспортные машины и оборудование». — 2005. — Вып. 6. — С. 55—61.

11. Землянушнова, Н. Ю. Изменение геометрических параметров пружин при контактном заневоливании [Текст] / Н. 10. Землянушнова II Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2005. — Приложение № 4. — С. 39- 41.

12. Землянушнова, Н. Ю. Теоретическое исследование изменения геометрических и силовых параметров пружин при контактном заневоливании в зависимости от механических свойств материала и диаметра проволоки [Текст] / Н. Ю. Землянушнова И Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2006. — Приложение № 1. — С. 99—104.

13. Землянушнова, Н. Ю. Комплексное исследование осадки и силовых параметров пружин при контактном заневоливании [Текст] / Н. Ю. Землянушнова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2006. — Приложение № 1. — С. 94—99.

14. Землянушнова, Н. Ю. К теоретическому обоснованию изменения геометрических и силовых параметров пружин при контактном заневоливании [Текст] / Н. Ю. Землянушнова // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2006. — № 1. — С. 40—43.

Патенты:

1. Пат. 2251036 Ш, МПК7Р 16 Р 1/04, В 21 Р 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин [Текст] / Землянушнова Н. 10. — № 2003130451/11; заявлено 14.10.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № \2. ~ 3 с.: ил.

2. Пат. 2251037 ИД МПК7Р 16 И 1/04, В 21 Р 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин [Текст] / Землянушнова Н. Ю. — № 2003130491/11; заявлено 15.10.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № 12. — 3 с.: ил.

3. Пат. 2275270 1Ш, МПК7 В 21 Р 35/00, С 21 Э 9/02. Способ изготовления пружин сжатия [Текст] / Тебенко Ю. М., Землянушнова Н. Ю. — № 2005104532/02; заявлено 18.02.05; опубл. 27.04.06. Бюл. № 12. — 4 с.

18

Подписано в печать 05.01.07 г. Формат 60 х 90 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура "Тайме". Усл.печ.л. 1,13 Тираж 100 экз. Заказ № 303 Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии ООО «Мир Данных», 355035, Ставрополь, ул. Кулакова, 86 ПД№ 10-72098. т.77-51-62

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1 Внутренние силовые факторы и напряжения в сечении витков цилиндрических пружин сжатия.

1.2 Анализ способов изготовления и упрочнения пружин.

1.3 Контактное заневоливание пружин.

Задачи исследования.

2 Разработка математической модели напряжённо-деформированного состояния пружины при контактном заневоливании.

2.1 Определение границ зоны упругих деформаций в поперечном сечении витка пружины при контактном заневоливании.

2.1.1 Решение задачи в общей постановке.

2.1.2. Выделение частных решений.

2.2 Определение напряжённого состояния витков пружины при контактном заневоливании.

2.3 Определение внутренних силовых факторов при контактном заневоливании пружин.

2.4 Определение основных геометрических параметров и силы сжатия контактно заневоленной пружины.

Выводы по главе.

3 Теоретическое исследование влияния нагрузки, механических свойств материала и диаметра проволоки на параметры пружины при контактном заневоливании.

3.1 Алгоритм расчёта геометрических и силовых параметров контактно заневоленной пружины.

3.2. Влияние нагрузки контактного заневоливания на геометрические и силовые параметры пружины.

3.3 Влияние механических свойств материала и диаметра проволоки на осадку пружины.

3.4 Влияние механических свойств материала и диаметра проволоки относительное изменение силы сжатия до соприкосновения витков контактно заневоленной и незаневоленной пружин.

3.5 Влияние разбега механических свойств материала проволоки на разброс осадки и диапазон изменения силы сжатия пружины до соприкосновения витков.

Выводы по главе.

4 Экспериментальные исследования, подтверждающие акдекватность математической модели напряжённо-деформированного состояния пружины при контактном заневоливании.

4.1 Цель эксперимента и методы исследований.

4.2 Экспериментальные исследования в лабораторных условиях влияния нагрузки контактного заневоливания на параметры пружины.

4.3 Сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований.

Выводы по главе.

5 Опытно промышленная проверка разработанных мероприятий по контактному заневоливанию пружин.

5.1 Методика контактного заневоливания винтовых А цилиндрических пружин сжатия.

5.2 Новые устройства для контактного заневоливания и способ изготовления пружин.

5.3 Разработка промышленного устройства для контактного заневоливания пружин и испытание его в производственных условиях.

Выводы по главе.

Повышение качества машин, включающего надёжность и долговечность деталей и узлов, является одной из важнейших проблем, приобретающей особую актуальность в связи с увеличением мощности, быстроходности, а также ужесточением температурно-силовых режимов эксплуатации современной техники. При этом увеличение ресурса машин эквивалентно сокращению потребности в запасных частях, повышению производительности труда, снижению стоимости выполняемых работ, экономии материальных средств и ресурсов.

Работоспособность и стабильные эксплуатационные характеристики большинства машин лимитируются ресурсом пружин, т.е. их релаксационной стойкостью и стабильностью силовых характеристик. При этом пружины выполняют важнейшие функции в качестве аккумуляторов энергии и амортизаторов, регуляторов и включателей силовых приводов и приводов управления, упругих подвесок и тормозных устройств. Однако неблагоприятные условия при их эксплуатации приводят к значительным остаточным деформациям пружин, к развитию скрытых дефектов металла пружин и их поломке.

Например, при разрушении и осадке пружины гидрозамка при эксплуатации «Подъёмника автомобильного трехколенного» возникает аварийная ситуация. Разрушение пружины клапана двигателей автомобилей семейства ВАЗ ведёт к аварийному выходу из строя всего двигателя с поломкой других деталей. Осадка пружин задней и передней подвесок автомобилей в результате соударения витков сопровождается преждевременным разрушением лонжеронов и кузова.

При расчёте таких пружин учитывались только касательные напряжения. Неоднократные исследования показали [34, 47, 68], что роль касательных напряжений является преобладающей и решающей лишь в том случае, если скорости нагружения невелики и в процессе движения витков не происходит их соударения, или сдавливания при значительной малоцикловой нагрузке. Практически в пружинах наблюдаются остаточное смятие витков в области контакта и волновой характер движения витков с многократными отражениями, что затрудняет аналитическое исследование взаимного действия касательных и контактных напряжений на осадку пружин. Этот вопрос остаётся не изученным до сих пор. При этом применение различных материалов и усовершенствование технологий изготовления не дают существенных сдвигов в отношении повышения стабильности характеристик и функциональных свойств пружин.

Повышение расчётных напряжений с целью увеличения свободы для безударного движения витков в механизмах является одним из наиболее эффективных направлений для снижения осадок пружин и повышения их выносливости [34].

Широко применяемое направление повышения качества пружин [18, 48, 49] — заневоливание — даёт возможность повысить качество пружин, работающих без соударения витков, но имеет недостаток — время заневоливания составляет не менее 6 часов. Применение заневоливания для пружин, работающих с соударениями витков, не даёт необходимого эффекта в части повышения их стойкости и выносливости [34, 47]. Продолжительность заневоливания составляет 6.48 часов, что также является недостатком.

Известное направление повышения качества пружин — контактное заневоливание — не получило широкого применения в связи с несовершенством существующей теории и методики контактного заневоливания, а также способов и устройств для его осуществления.

Вследствие этого известные способы изготовления пружин не позволяют получить пружины сжатия, удовлетворительно работающие при контакте витков с малоцикловыми, но значительными нагрузками, или при динамических нагрузках и больших скоростях на-гружения.

Настоящая работа посвящена развитию теории и на её основе методики контактного заневоливания винтовых цилиндрических пружин сжатия. В работе выполнены теоретические и экспериментальные исследования контактного заневоливания с целью повышения ресурса пружин и сокращения времени заневоливания, разработаны устройства для контактного заневоливания и предложен способ изготовления пружин.

Работа выполнена на кафедре «Подъёмно-транспортные машины и роботы» Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) и на кафедре «Технический сервис и ремонт машин» Ставропольского государственного аграрного университета в соответствии с планом научного направления, утверждённого Учёным советом ЮРГТУ (НПИ) 25.04.1998 г., по тематическому плану Министерства образования Российской Федерации № 6.00.Ф, раздел «Теория гибких витых систем с учётом различия геометрических параметров их элементов».

Цель работы. Повышение ресурса (релаксационной стойкости) винтовых цилиндрических пружин сжатия на основе развития методики контактного заневоливания.

Идея работы. Повышение ресурса винтовых цилиндрических пружин сжатия контактным заневоливанием путём создания остаточных напряжений для уменьшения части рабочих напряжений, возникающих в витках пружин, в том числе в местах межвиткового контакта, при их эксплуатации.

Методы исследования. В работе использованы, в основном, механико-математические методы исследования. В частности, для анализа напряжённо деформированного состояния пружин применён метод малых упруго-пластических деформаций. Экспериментальная работа проведена в соответствии с традиционными методами испытаний цилиндрических пружин сжатия согласно ГОСТ 16118-70. Результаты экспериментов обработаны методами математической статистики с расчётами на ПЭВМ. Силоизмерительные устройства были охвачены метрологическим контролем.

Научная новизна работы: теоретически решена задача упрочнения винтовых цилиндрических пружин сжатия из круглой проволоки с помощью контактного заневоливания под действием двух силовых факторов в сечении витка — крутящего момента и значительной контактной нагрузки сжатия между витками. Построена математическая модель, позволяющая решать прямые и обратные технологические задачи; исследована форма и величина упругой части сечения витка пружины при контактном заневоливании при различных сочетаниях силовых факторов; разработан алгоритм расчёта, позволяющий определить на ПЭВМ геометрические и силовые параметры контактного упрочнения пружин, а также установить предельную (критическую) нагрузку, после которой пружина вместо упрочнения разупрочняется; установлено влияние нагрузки контактного заневоливания, а также входных геометрических и механических параметров на исходные силовые, геометрические параметры пружины и её функциональные свойства; установлено влияние разбега исходных механических свойств и величины нагрузки контактного заневоливания на диапазон изменения итоговых характеристик пружины.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректностью допущений, принимаемых при разработке расчётных схем и математических моделей, применением апробированных методов интегрирования функций, использованием современных средств измерений, методов экспериментальных исследований, достаточным для решения поставленных задач объёмом материала, полученного при машинном эксперименте, приемлемой сходимостью теоретических и экспериментальных исследований.

Практическое значение полученных результатов заключается в том, что: разработана методика контактного заневоливания винтовых цилиндрических пружин сжатия, отличающаяся от известных тем, что она позволяет на стадии проектирования и разработки технологического процесса определять геометрические и силовые параметры пружин, а также требуемую нагрузку заневоливания и предельную нагрузку на пружину; спроектировано и изготовлено устройство для контактного заневоливания. Разработано руководство по применению, монтажу и эксплуатации устройства. Предложен способ изготовления винтовых цилиндрических пружин сжатия с применением контактного заневоливания. Устройство и способ защищены патентами РФ на изобретения; разработанные методика и устройства для контактного заневоливания, способ изготовления винтовых пружин сжатия обеспечивают увеличение ресурса пружин на 40% и повышение производительности труда при контактном заневоливании в два раза относительно статического заневоливания; в перспективе работа может быть использована для упрочнения пружин, работающих со значительными нагрузками до соприкосновения витков без инерционного зазора, например, в подвесках транспортных средств, вплоть до железнодорожных вагонов, но для этого нужно провести значительную экспериментальную работу по влиянию рассматриваемого метода упрочнения на циклическую прочность пружин.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены на Ставропольском ООО КПК «Автокрансервис», где партия изготовленных пружин установлена на подъёмники автомобильные гидравлические. Экономический эффект за счёт повышения ресурса пружин и снижения расходов потребителей составляет 25,57 рублей на одну пружину.

Кроме того, техническая документация по результатам работы передана к внедрению на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», г. Ставрополь.

Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре подъёмно-транспортных машин и роботов ЮРГТУ (НПИ) при проведении лекций, в курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Южно-Российского государственного технического университета (г. Новочеркасск, 2003 — 2006 гг.) и Ставропольского государственного аграрного университета (г. Ставрополь, 2003 — 2006 гг.); на заседании кафедры «Подъёмно-транспортные машины и роботы», 2006 г., ЮРГТУ (НПИ); на расширенном заседании кафедры «Технический сервис и ремонт машин», 2006 г., СтГАУ; на заседании объединенного научного семинара Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2006 г., МГТУ.

Автор выражает глубокую благодарность профессору кафедры технологии машиностроения СевКавГТУ Воронцову П.А., профессору кафедры технологии металлов и сопротивления материалов СтГАУ Очинскому В.В., кафедре обработки металлов давлением Южно-Уральского государственного университета, д.т.н., главному конструктору ООО КПК «Автокрансервис» Проломову A.M., инженеру-изобретателю Тебенко Ю.М. за научную помощь и внимание к работе, а также сотрудникам предприятий ООО КПК «Автокрансервис» и ОАО «Автоприцеп-КамАЗ» города Ставрополя за научно-техническую помощь при внедрении результатов работы.

Выводы по главе

Предложены: методика контактного заневоливания, новый способ изготовления пружин с применением контактного заневоливания (патент RU 2275270 С1) и два новых устройства (патенты RU 2251036 С1 и RU 2251037 С1). Методика и устройства апробированы в производственных условиях, внедрены на ООО КПК «Автокран-сервис» с экономическим эффектом 25,57 рублей на одну пружину из проволоки диаметром 6 мм, а также переданы для внедрения на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», г. Ставрополь.

Сравнительные испытания пружин гидрозамка, изготовленных по заводской и новой технологии, показали, что пружины, изготовленные с контактным упрочнением, имеют более стабильную силовую характеристику в процессе эксплуатации, т. е. средний ресурс их выше на 40 %, чем у неупрочнённых пружин.

119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты, полученные в работе, заключаются в следующем.

1. Изучено напряжённо-деформированное состояние витка цилиндрической винтовой пружины сжатия из круглой проволоки при упрочнении контактным заневоливанием под действием двух силовых факторов в сечении — крутящего момента и значительной контактной нагрузки сжатия между витками. Построена математическая модель контактного заневоливания пружин, позволяющая решать прямые и обратные технологические задачи. Прямая задача — на основании кинематических гипотез о плоских сечениях и прямых радиусах с учётом энергетического условия пластичности определены напряжения по сечению витка. Обратная задача — интегрированием напряжений по сечению определены силовые факторы в сечении и активные силы нагружения.

2. Проведён анализ формы и величины упругой части сечения. В частности показано, что линия, отделяющая упругую часть сечения от пластической, является сплошной замкнутой кривой шестого порядка. При обычном пластическом заневоливании пружин, без контактной нагрузки, упругая часть сечения ограничена эллипсом, т.е. кривой второго порядка.

3. Разработан алгоритм, позволяющий определять геометрические и силовые параметры контактного упрочнения пружин на ПЭВМ с использованием программы MathCAD 2000. В частности, теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при контактной нагрузке, превышающей 200Р3 (где Рз — нагрузка до соприкосновения витков), пружина вместо упрочнения разупроч-няется. При этом напряжения сжатия от контактной нагрузки в значительной (критической) степени уменьшают напряжения сдвига, формирующие крутящий момент и силовую характеристику пружины.

4. В результате исследований установлено влияние нагрузки контактного заневоливания, механических свойств материала и диаметра проволоки на геометрические и силовые параметры пружины, а также на её функциональные свойства. В том числе установлена зависимость диапазона изменения выходных конструкционных параметров от разбега начальных — предела прочности материала, диаметра проволоки, индекса пружины, и др.

5. Изготовлена и испытана в лабораторных условиях модель устройства для контактного заневоливания пружин. Экспериментально доказана адекватность разработанной математической модели НДС пружины при контактном заневоливании.

6. В основном, все теоретические и экспериментальные выводы получены впервые и позволяют обоснованно решать вопросы проектирования самой пружины, а также технологии её изготовления и упрочнения.

7. Предложены: методика контактного заневоливания, новый способ изготовления пружин с применением контактного заневоливания (патент RU 2275270 С1) и два новых устройства (патенты RU 2251036 С1 и RU 2251037 С1). Методика и устройства апробированы в производственных условиях, внедрены на ООО КПК «Автокрансервис» с экономическим эффектом 25,57 рублей на одну пружину из проволоки диаметром 6 мм, а также переданы для внедрения на ОАО «Автоприцеп КамАЗ», г. Ставрополь.

8. Сравнительные испытания пружин гидрозамка, изготовленных по заводской и новой технологии, показали, что пружины, изготовленные с контактным упрочнением, имеют более стабильную силовую характеристику в процессе эксплуатации, т. е. средний ресурс их выше на 40 %, чем у не упрочнённых пружин.

1. Александров, В. М. Контактные задачи в машиностроении / В. М. Александров, Б. JI. Ромалис. — М. : Машиностроение, 1986. — 171 с.

2. Анкудимов, Ю. П. Семинар «Применение низкочастотных колебаний в технологических целях» / Ю. П. Анкудимов, А. Б. Коровайко // Вестник машиностроения. — 1987. — № 8. — С. 77—78.

3. Ахмеров, А. Ф. О напряжённо-деформированном состоянии проволоки при навивке цилиндрических пружин / А. Ф. Ахмеров // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. — М., 1970. — № 4.1. С. 130—136.

4. Бабичев, А. П. Основы вибрационной технологии / А. П. Бабичев, И. А. Бабичев. — Ростов—на—Дону : Издательский центр ДГТУ, 1998. — 624 с.

5. Батанов, М. В. Пружины / М. В. Батанов, И. В. Петров — Ленинград : Машиностроение, 1968. — 216 с.

6. Белков, Е. Г. Исследование процесса навивки пружин с меж-витковым давлением на автоматах / Е. Г. Белков // «Кузнечно-штамповое производство». — 1974. — № 9. — С. 18—20.

7. Белков, Е. Г. Холодная навивка пружин / Е. Г. Белков. — Иркутск : Изд-во Иркут. Ун-та, 1987. — 96 с.

8. Белков, Е. Г. Исследование напряжённо-деформированного состояния при формообразовании винтовых цилиндрических пружин с витком круглого сечения / Е. Г. Белков // Изв. ВУЗов. Машиностроение., 1988.

9. Белков, Е. Г. Результаты испытаний на выносливость пружин клапана двигателя ВАЗ-2112 / Е. Г. Белков, Ю. А. Лавринен-ко, В. В. Фадеев, Г. В. Шеркунов // Абразивный инструмент и металлообработка : сб. науч. тр. — Челябинск : ЦНТИ. — 2001. — С. 122-125.

10. Блинник, С. И. Расчёт пружин в связи с их заневоливанием / С. И. Блинник // Новые методы расчёта пружин / Под общейредакцией С. Д. Пономарёва — М. : Машигиз. — 1946. — С. 26—46.

11. Варданян, Г. С. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности: Учебник / Г. С. Варданян, В. И. Андреев, Н. М. Атаров, А. А. Горшков. — М. : Издательство АСВ, 1995. — 568 с.

12. Wahl, А. М. Stresses in Heavy Closely Coiled Helical Springs / A.Wahl // Trans. A.S.M., 1929.

13. Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г. В. Веденяпин. — М. : Колос, 1965. — 135 с.

14. Вершигора, С. М. Исследование возможностей увеличения надёжности пружинных клемм упрочнением пластической осадкой / С. М. Вершигора, Е. Г. Белков, В. В. Кривощапов,

15. A. С. Вершигора // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением : Сб. науч. тр. аспирантов и соискателей / МГТУ. —Магнитогорск, 2000. —С. 270—272.

16. Веселовский, В. А. Разработка технологии пластической обработки прядей стальных канатов двойной свивки: Дис. канд. техн. наук / В. А. Веселовский. — Новочеркасск, 1988. — 174 с.

17. Веселовский, В. А. Напряжённо-деформированное состояние проволок каната при его упруго-пластическом закручивании /

18. B. А. Веселовский // НПИ, Деп. в Черметинформации, 20.05.87, № 3939 — чм. 87,1987. — 13 с.

19. Глушко, М. Ф. Стальные подъёмные канаты / М. В. Глушко. — Киев : Техника. 1966. —227 с.

20. Гончаренко, Н. К. Исследование напряжённого состояния стального каната в процессе обтяжки / Н. К. Гончаренко, А. П. Ветров, Г. И. Влащенко // Подъёмно-транспорт. оборудование. — 1978. Вып. 9. — С. 73—75.

21. Динник, А. Н. Сжатие цилиндров / А. Н. Динник // Избранные труды. Т. I. — Киев. : Изд. АН УССР. — 1952. — С. 83—102.

22. Журавлёв, В. Н. Машиностроительные стали. Справочник / В. Н. Журавлёв, О. И. Николаева. — М. : Машиностроение, 1981. — 391 с.

23. Заседателев, С. М. О навивке пружин с межвитковым давлением / С. М. Заседателев // Расчёты упругих элементов машин и приборов : Тр. МВТУ. — 1952. — № 16. — С. 90—95.

24. Золотников, С. JI. Техника безопасности при работе в кузнеч-но-штамповочных цехах / С. J1. Золотников, В. JI. Михайлова.

25. М. : Высшая школа, 1978. — 96 с.

26. Илюшин, А. А. Сопротивление материалов / А. А. Илюшин, В. С. Ленский. — М. : Физматгиз. — 1959. — 371 с.

27. Иосилевич, Г. Б. Прикладная механика / Г. Б. Иосилевич, П. А. Лебедев, В. С. Стреляев. — М. : Машиностроение, 1985.576 с.

28. Кассандрова, О. Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений / О. Н. Кассандрова, В. В. Лебедев. — М. : Наука, 1970. — 109 с.

29. Ковка и штамповка. Листовая штамповка. Т2. / Под ред.

30. A. Д. Матвеева // Справ, в 4 т. — М. : Машиностроение, 1987.544 с.

31. Козлов, В. Т. К вопросу упругой отдачи стальных канатов после свики / В. Т. Козлов // Стальные канаты. — Киев : Техника, 1964, —Вып. 1. —С. 144—151.

32. Крутов, В. И. Основы научных исследований / В. И. Крутов, И. М. Глушко, В. В. Попов, А. Я. Савельев, Л. Н. Сумароков,

33. B. А. Веников, Н. М. Когдов, О. В. Тимофеева, А. В. Чус, А. Н. Момот; Под ред. В. И. Крутова, В. В. Попова. — М. : Высшая школа, 1989. —400 с.

34. Крюков, Б. Н. О влиянии контактных напряжений от соударения витков пружин на их живучесть / Б. Н. Крюков // Производственно-технический бюллетень. — 1977. —№ 4.

35. Ксюнин, Г. П. Стойкость рудничных подъёмных канатов в эксплуатации и при испытаниях их в лабораторных условиях / Г. П. Ксюнин // Стальные канаты. —Киев : Техника, 1964, Вып. 1.1. С. 216—225.

36. Кукоз, Ф. И. Соискателю учёной степени. Учебно-методическое пособие / Ф. И. Кукоз // Юж. — Рос. гос. техн. ун-т. — Новочеркасск : ЮРГТУ, 2004. — 170 с.

37. Кучеров, В. Г. Основы научных исследований : Учебник для ВУЗОВ / В. Г. Кучеров, О. И. Тужиков, О. О. Тужиков, Г. В. Ханов. — Волгоград : Политехник, 2004. — 304 с.

38. Лавриненко, Ю. А. Упрочнение пружин / Ю. А. Лавриненко, Е. Г. Белков, В. В. Фадеев // — Уфа : Изд. Дом «Бизнес—Партнёр», 2002, — 124 с.

39. Latshaw, Е. Stresses in Heavy Helical Springs / E.Latshaw // Journal of the Franklin Institute. — 1930. — № 6, p. 791—880.

40. Лузгин, Н. П. Изготовление пружин / Н. П. Лузгин. — М. : Высшая школа. — 1980. — 144 с.

41. Малинин, Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести / Н. Н. Малинин. — М. : Машиностроение. — 1975. — 400 с.

42. Малинин, Н. Н. Холодная навивка цилиндрических пружин / Н. Н. Малинин // Новые методы расчёта пружин / Под общей редакцией С. Д. Пономарёва — М. : Машигиз. — 1946. — С. 5—10.

43. Малинин, Н. Н. Заневоливание цилиндрических и конических пружин / Н. Н. Малинин // Новые методы расчёта пружин / Под общей редакцией С. Д. Пономарёва — М. : Машигиз. — 1946. — С. 10—25.

44. Marin, J. Mechanical behaviour of engineering materials / Marin, J. — Prentice — Hall. — 1962. — 502 p.

45. Минцер, Дж. Пружины компании Rockwell / Дж. Минцер // Automotive Industries. — 1988. — №1. — С. 9—10.

46. Навроцкий, Г. А. Навика пружин на автоматах / Г. А. Навроцкий, Е. Г. Белков. — М : «Машиностроение», 1978, — 143 с.

47. Остроумов, В. П. Повышение динамической прочности пружин / В. П. Остроумов, В. А. Карпунин. —М. : Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1961.—111 с.

48. Остроумов, В. П. Производство винтовых цилиндрических пружин / В. П. Остроумов. — М. : Машиностроение, 1970. — 135 с.

49. Орлов, П. И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в двух книгах / П. И. Орлов // Книга 2. — 3-е изд., испр. — М. : Машиностроение, 1988 — 544 с.

50. Пономарев, С. Д. Упруго-пластические расчёты в связи с холодной навивкой цилиндрических пружин / С. Д. Пономарёв // Труды. Выпуск семнадцатый. М. : Государственное издательство оборонной промышленности, 1952. —С. 10—25.

51. Пономарёв, С. Д. Пружины, их расчёт и конструирование / С. Д. Пономарёв. — М. : МАШГИЗ, 1954. — 183 с.

52. Пономарёв, С. Д. Расчёты на прочность в машиностроении. Т. II / С. Д. Пономарёв, В. JI. Бидерман, К. К. Лихарёв, В. М. Макушин, Н. Н. Малинин, В. И. Феодосьев. — М. : МАШГИЗ, 1958. — 974 с.

53. Пономарев, С. Д. К обоснованию размеров упругого ядра в заневоленных пружинах / С. Д. Пономарёв // Изв. вузов. — Машиностроение, 1974. — № 10. — С. 24—27.

54. Пономарёв, С. Д. Расчёт упругих элементов машин и приборов / С. Д. Пономарёв, Л. Е. Андреева. — М. : Машиностроение, 1980. — 324 с.

55. Поршнев, С. В. Компьютерное моделирование физических процессов с использованием пакета MathCAD. Учебное пособие / С. В. Поршев — М.: Горячая линия — Телеком, 2002. — 252 с.

56. Рахштадт, А. Г. Пружинные стали и сплавы. — 3-е изд. пере-раб. и доп. / А. Г. Рахштадт. — М. : Металлургия, 1982. — 400 с.

57. Редькин, Л. М. Производство и применение пружинной проволоки, упрочнённой методом ВТМО / Л. М. Редькин // Передовой опыт. — 1986. — № 2. — С. 42—43.

58. Редькин Л. М. Повышение долговечности жестких пружин высокотемпературной технологической обработкой / Л. М. Редькин, О. И. Шаврин, А. С. Потапов // Сб. науч. тр.

59. Конструирование и технология изготовления пружин». — Устинов : ИМИ. — 1986. — С. 83—90.

60. Redkin, L. М. The unity of design and technical solutions in the basis of the quality range control at the spring manufacture / L. M. Redkin, О. I. Shavrin // Сб. MATK «Motauto'97». — Болгария, Russe, 1997. — Vol.1. — ISBN 954—90272—1-Х. — P. 202—206.

61. Rover, A. Beanspruchung zylindrischer Schraubenfedern mit Kreisquerschnitt / A. Rover // V.D.L. — 1913.

62. Семаков, В. О многообразии моделей пружин подвесок автомобилей ВАЗ, их производстве, эксплуатации и взаимозаменяемости / В. Семаков // За рулём. — 1998. — №5. — С. 244245.

63. Сергеев, С. Т. Определение изгибающего момента в проволоках при упруго-пластическом изгибе спиральных канатов / С. Т. Сергеев, А. В. Ухов // Стальные канаты. — Киев : Техника, 1969. —Вып. 6. —С. 84—88.

64. Соломатов, М. Г. Совершенствование процесса безоправочной навивки ответственных пружин сжатия / М. Г. Соломатов // Автореф. канд. техн. наук. — Челябинск. — 2003. — 19 с.

65. Сторожев, М. В. Теория обработки металлов давлением / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. — М. : Машиностроение. — 1977. — 423 с.

66. Taylor, G. J. The plastic distortion of metals / G. J. Taylor, H. Quinney // Philosophical transactions of the Royal Society. Ser A, 230. — 1931. — 323—362 p.

67. Тебенко, Ю. M. Испытание пружин / Ю. M. Тебенко // Оборонная техника. —№ 6 — 1972.

68. Тебенко, Ю. М. Контактное заневоливание пружин / Ю. М. Тебенко // Машиностроитель. — 1977. — № 9. — С. 17.

69. Тебенко, Ю. М. Контактное заневоливание пружин / Ю. М. Тебенко // Машиностроитель. — 1983. — № 5. — С. 26—27.

70. Тебенко, Ю. М. Заневоливание пружин / Ю. М. Тебенко // Техника и вооружение. — 1983. — № 12. — С. 27.

71. Тебенко, Ю. М. Заневоливание пружин Ю. М. Тебенко // Вестник машиностроения. — 1992. —№ 1. —С. 34—35.

72. Тимошенко, С. П. Статические и динамические проблемы теории упругости / С. П. Тимошенко. —Киев : «Наукова думка». — 1975. —565 с.

73. Тимошенко, С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Дж. Гуль дер. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. — 1979. — 560 с.

74. Фролов, Г. Н. Точность изготовления упругих элементов приборов / Г. Н. Фролов. — М. : Машиностроение. — 1966. — 175 с.

75. Хальфин, М. Н. Влияние кручения каната в процессе его технологической обработки на величину изгибающего момента в его проволоках / М. Н. Хальфин, В. А. Веселовский // НПИ, Деп. в Черметинформации, 20.08.86, № 3845 — чм., 1986. — 12 с.

76. Чепа, П. А. Технологические основы упрочнения деталей поверхностным деформированием / П. А. Чепа. — Минск : Наука и техника. — 1981. — 127 с.

77. Чернышев, Н. А. Напряжённое состояние и деформация цилиндрических пружин, свитых из круглого прутка / Н. А. Чернышёв // Динамика и прочность пружин. — М. —JI. : Изд. АН СССР. — 1950. — С. 7—78.

78. Шаврин, О. И. Высокотемпературная термомеханическая обработка пружин / О. И. Шаврин, JI. М. Редькин, В. В. Игнатьев // Производственно-технический бюллетень (ПТБ). — 1974.11.0. С. 15—17.

79. Шаврин, О. И. Влияние ВТМО на повышение долговечности жестких винтовых пружин / О. И. Шаврин, JI. М. Редькин // Сб. докладов «Современные материалы и методы упрочнения пружин и упругих элементов машин и приборов». — М., ЦНИИнформация, 1978. — С. 41—43.

80. Шалин, В. Н. Расчёт упрочнения изделий при их пластической деформации / В. Н. Шалин. — JI. : Машиностроение. — 1971.192 с.

81. А. с. 122920 СССР, Класс 42к, 25. Способ заневоливания винтовых пружин сжатия / Шалин В. Н., Епифанов А. М. — № 621371/25; заявлено 6.03.59; опубл. Бюл. № 19 за 1959 г. — 4 с.

82. А. с. 257430 СССР, МПК В 21 f Кл. 7d, 2. Способ изготовления пружин / Кальнер Д. А., Степанянц М. И., Морозов А. П., Шахов М. А., Шибалова С. С., Перминов Г. М., Нахалов В. А.1219846/25—27; заявлено 19.11.68; опубл. 20.11.69, Бюл. № 36. — 2 с.

83. А. с. 348792 СССР, МПК F 16 f 1/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю. М. — № 1318771/25—28; заявлено 07.04.69; опубл. 23.08.72, Бюл. № 25. — 2 с.

84. А. с. 419660 СССР, МПК F 16 f 1/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю. М. — № 1857065/25—27; заявлено 15.12.72; опубл. 15.03.74, Бюл. № 10. — 3 с.

85. А. с. 528989 СССР, МПК В 21 F 3/04. Способ изготовления пружин / Шаврин О. И., Редькин JI. М., Крекнин JI. Т. — № 2100900/02; заявлено 31.01.75; опубл. 25.09.76. Бюл. № 35.2 с.

86. А. с. 621761 СССР, МПК С 21 D 9/02. Способ изготовления пружин из углеродистых и легированных сталей / Забильский В. В., Исмагилов М. М., Сарак В. И., Суворова С. О. — № 2335948/22—02; заявлено 22.03.76; опубл. 30.08.78, Бюл. № 32. — 2 с.

87. А. с. 688528 СССР, МПК С 21 D 9/02, С 21 D 7/14, В 21F 3/02. Способ изготовления пружин / Ясенчук П. Д., Ясенчук Б. Д.,

88. Ясенчук Г. Д., Ясенчук О. Д. — № 2500621/22—02; заявлено 27.06.77; опубл. 30.09.79, Бюл. № 36. — 2 с.

89. Пат. ЕР 0645462 Bl, Int. С1.7 С 21 D 9/02, С 21 D 7/06, F 16F 1/02. Verfahren zur Optimierung der Eigenspannungsverteilung in Federelementen / Vondracek, Hans, Ing. — № 94113265.6; заявлено 11.09.93; опубл. 29.03.95, Patentblatt № 13. — 5 с.

90. А. с. SU 1186659 А, МПК С 21 D 8/00, 9/02. Способ отпуска пружин из среднеуглеродистых сталей / Исмагилов М.М., За-бильский В.В. — № 3722317/22—02; заявлено 04.04.84; опубл. 23.10.85. Бюл. № 39. — 2 с.

91. А. с. 1234018 SU, МПК В 21 F 35/00. Способ изготовления крупногабаритных пружин / Шаврин О. И., Редькин JI. М., Щербаков В. И., Маслов JI. Н., Конышев В. Н. — № 3781269/25—12; заявлено 13.08.84; опубл. 30.05.86. Бюл. № 20. — 2 с.

92. А. с. 1509161 SU, МПК В 21 F 3/04. Способ изготовления пружин / Редькин JI. М., Конышев В. Н., Мальков А. А., Котельников А. В. — № 4341421/31—12; заявлено 10.12.87; опубл. 23.09.89. Бюл. № 35. — 2 с.

93. Пат. RF 2467646, Int. С1.3 В 21 F 35/00, 3/04; В 60 G 11/14; F 16 F 1/06. Procede de fabrication d'un resort h'licoi'dal leger / Bernard Criqui, Georges Decouzon. — № 7926209; заявлено 23.10.79; опубл. 30.04.81. Listes № 18. — 8 с.

94. Пат. US 3847678 Int. CI. C21 d 9/02, C21 d 7/14, C22 с 39/44. Helical Steel Springs and Method / Samuel T. Furr, Emmaus, Pa. № 307,282; заявлено 16.11.72; опубл. 12.11.74. — 7 с.

95. Пат. US 5225008 МПК С 21 D 9/02. Способ изготовления высоко-нагруженных пружин / Hiroshi Koyama, Yasio Sato, Ka-tsuyuki Nishioka, Akira Tange, Taday Akutsu. — № 851,989; заявлено 13.03.92; опубл. 06.07.93. — 10 с.

96. Пат. RU 2208056 С2, МПК С 21 D 9/02. Способ изготовления высоконагруженных пружин сжатия / Лавриненко Ю.А., Белков Е. Г., Фадеев В. В., Хайруллин А. А. — № 2001103765/02; заявлено 08.02.01; опубл. 10.07.03. Бюл. № 19. — 4 с.

97. ДОРЭ/ДОСЭ-И Эталонные динамометры 1-го и 3-го разряда растяжения/сжатия (Госреестр № 28828—05). Технические характеристики. — Армавир, НПФ «ИПО Точмашприбор», 2005. — 3 с.

98. Машины разрывные для статических испытаний металлов Р-5, Р-10, Р-20, Р-50. Формуляр Х62.773.001 ФО. — Армавир, ЗИМ, 1973. — 19 с.

99. Основные положения диссертационной работы опубликованы в работах.

100. Землянушнова, Н.Ю. Повышение качества пружин. Монография / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко. — Ставрополь : СевКавГТУ, 2001. — 92 с.

101. Землянушнова, Н.Ю. Для повышения ресурса ответственных пружин / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко // Автомобильная промышленность. — 2001. — № 8. — С. 26—27.

102. Землянушнова, Н. Ю. Способ и устройства для уменьшения времени заневоливания пружин / Н. Ю. Землянушнова,

103. Ю. М. Тебенко // Вестник машиностроения. — 2002. — № 2.1. С. 9—11.

104. Землянушнова, Н. Ю. Классификация и испытание пружин / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко // Вестник машиностроения. — 2002. — № 5. — С. 8—13.

105. Землянушнова, Н. Ю. Новые устройства для контактного заневоливания пружин / Н. Ю. Землянушнова // Вестник машиностроения. — 2004. — № 10. — С. 25—27.

106. Землянушнова, Н. Ю. Обоснование контактного заневоливания для пружин / Н. Ю. Землянушнова, Ю. М. Тебенко // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России.2005. — № 1. — С. 39—44.

107. Землянушнова, Н. Ю. Изменение геометрических параметров пружин при контактном заневоливании / Н. Ю. Землянушнова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2005. — Приложение № 4. — С. 39-41.

108. Землянушнова, Н. Ю. Комплексное исследование осадки и силовых параметров пружин при контактном заневоливании / Н. Ю. Землянушнова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2006. — Приложение № 1. — С. 94—99.

109. Землянушнова, Н. Ю. К теоретическому обоснованию изменения геометрических и силовых параметров пружин при контактном заневоливании / Н. Ю. Землянушнова // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2006.1. — С. 40—43.

110. Землянушнова, Н. Ю. Анализ методов улучшения качества пружин / Ю. М. Тебенко, Н. Ю. Землянушнова // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2005.2. — С. 20—26.

111. Землянушнова, Н. Ю. Анализ технологий изготовления пружин сжатия / Ю. М. Тебенко, Н. Ю. Землянушнова // Оборонный комплекс — научно-техническому прогрессу России. — 2005. — № 4. — С. 33—35.

112. Пат. RU 2251036 С1, МПК F 16 F 1/04, В 21 F 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Землянушнова Н. Ю. № 2003130451/1 1; заявлено 14.10.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № 12. — 3 с.

113. Пат. RU 2251037 С1, МПК F 16 F 1/04, В 21 F 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Землянушнова Н. Ю. — № 2003130491/11; заявлено 15.10.03; опубл.2704.05, Бюл. № 12. — 3 с.

114. Пат. RU 2275270 С1, МПК В 21 F 35/00, С 21 D 9/02. Способ изготовления пружин сжатия / Тебенко Ю. М., Землянушнова Н. Ю. — № 2005104532/02; заявлено 18.02.05; опубл.2704.06. Бюл. № 12. — 4 с.