автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение качества клеесборных цилиндрических соединений

?5Г1 П Я 9 »

КИЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КОЗЕЛЛО НАДЕВДА ЖЩЦОВНА

УДК 621.792.053

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА КЛЕЕСБОРНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

\ . Киев - 1992

/

Работа выполнена на кафедре текстильного машиностроения Киевского технологического института легкой промышленности.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор ЗЕНКИН А.С.

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

доктор технических наук, профессор БОЦДЛРЕНКО Л.И,

кавдидат технических наук, доцент ДАВЫГОРА В.Н. ■

' Производственное объединение. "Днепропетровский комбайновый завод*

Защита диссертации состоится "------"——г.

в Учас. на заседании специализированного совета Д 068.14.10 в Киевском политехническом институте по адресу: 252056, г.Киев-56, проспект Победы, 37.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, д.т.н., профессор

Н.С.Равская

кгс/Дтмр^ АННОТАЦИЯ

Целью диссертационной работы является повышение качественных характеристик неподвижных цилиндрических соединений за счет использования клеевых композиций в сочетании со специальной технологической подготовкой сопрягаемых поверхностей деталей.

В работе решены следу?; лие задачи:

- получены аналитические и экспериментальные зависимости для оценки прочности клеесборных цилиндрических соединений,алгоритмическое и программно-математическое обеспечение которых доведено до уровня использования их в инженерной практике при расчетах технологических сборочных параметров;

- выполнены теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых стало возможным рассчитать оптимальный вариант технологической подготовки сопрягаемых поверхностей деталей сборных соединений с зазором и натягом,обеспечивающий их высокую прочность и эксплуатационную надежность;

- разработаны теоретические основы и предложен новый способ термической .сборки многоэлементных клеесборных соединений с высокой точностью расположения охватывающих деталей относительно друг друга;

- установлена взаимосвязь плотности распределения специального макрорельефа, нанесенного по длине охватываемой детали с прочностью и напряженным состоянием клеесборных соединений с натягом, что позволило предложить и реализовать на практике новый способ сборки соединений с повышенной усталостной прочностью;

- проведена промышленная апробация предложенных разработок и внедрение результатов исследований в производство.

Автор,защищает:

- методику и закономерности формирования клеесборных соединений с прерывистым такропрофилем в зоне контакта,направленные на обеспечение высокой эксплуатационной надежности ответственных изделий машиностроения;

- методику расчета технологических параметроь термической сборки многоэлементных клеесборных соединений, к которым предъявляются жесткие требования в точности расположения охватывающих деталей относительно друг друга;

- теоретические и экспериментальные зависимости,учитывающие

влияние конфигурации шкронеровностей контактных поверхностей сопрягаемых деталей на прочность клеесборных соединений;

- результаты экспериментальных исследований по определение влияния метода обработки контактных поверхностей «а стать ческув прочность клеесборных соединений, а также результаты экспериментов по точности сборки мног элеиеданых изделий;

- методику проектирования технологического процесса клеевой сборки и создающую на ее основе прогрекцу автшпшровж-ного проектировашж.

ОБЩАЯ ХАРЖШРЮЖ& РАБОШ .

Актуальность. Б настоящее время в машиностроении Украины» в общем объеме решаемых задач, существенное песта занимают вопросы совершенствования технологии сборки, от решения которых в значительной игре зависит уровень и темпы развития машиностроительного комплекса в целом.

Одним из прогрессивных высохоэффектявиос методов сборки различных соединений является склеивание. Использование для этих целее современных эпоксидных клеев, в частности при изготовления неподвижных цилиндрических соединений, позволяет во^ лучать соединения, обладающие высокими прочностными характеристиками. Имеются сведения, что такие клеесборные конструкции могут быть успешно использованы взамен пшицевых/ шпоночных, сварных соединений, а также соединений с натягом. При этом следует отметить, что клеевой слой, исключая прямой контакт сопрягаемых поверхностей, уменьшает коррозию, способствует более равномерному распределению напряжений по поверхности сопряжения.

К сожалению, отсутствие теоретических исследований, расчета прочности неподвижных клеевых соединений, а также экспериментальных данных, в частности, по влиянию метода обработки, толщины клеевого слоя '<а прочностные характеристики не позволяют в полной мере использовать этот метод сборки в машиностроении. Следует также отметить, что в настоящее время практически отсутствуют рекомендации о возможности повышения статической и усталостной прочности клеевых соединений за счет использования специальной технологической подготовки сопрягаемых поверхностей.

Поэтому тема настоящей диссертационной работы, которая посвящена разработке научных основ технологического обеспече-

ния качества клеесборных цилиндрических соединений, является несомненно актуальной и имеет большое практическое значение.

Общая методика исследований. Теоретические исследования при решении поставленных задач базируются на использовании основных положений технологии машиностроения, теории пластичности и упругости, нестационарной теплопроводности и термоупругости, аналитической геометр/- теории планирования эксперимента, вероятностей и математической статистики, методов математического программирования и моделирования с использованием ЭВМ. При проведении экспериментальных исследований использовались современные технические средства.

Научная новизна.. В результате теоретических и экспериментальных исследований получены зависимости, позволяющие производить расчет, прогнозирование и оценку прочности клеесборных соединений. Установлена взаимосвязь метода обработки сопрягаемых поверхностей и технологических сборочных параметров с прочностными характеристиками соединений, собранных на эпоксидных клеях. Разработана принципиально новая технология сборки клеевых соединений с прерывистым макрорельефом, имеющим различную плотность по длине сопряжения охватываемой детали, что позволяет повысить их усталостную прочность. Выявлены и изучены технологические закономерности, обеспечивающие точность взаимного расположения деталей многоэлементных прецизионных соединений при термической сборке за счет заданной длины к-э-евой прослойки, на внутренних поверхностях охватывающих деталей.

Практическая ценность. Полученные технологические решения обеспечивают выоокуо эксплуатационную надежность цилиндрических соединений, собранных на эпоксидных клеях, позволяют снизить трудоемкость и энергоемкость их изготовления за счет расширения полей допусков, повышают, в сочетании о термическими методами формирования, производительность труда при сборке ответственных соединений с натягом.

Результаты теоретических исследований по расчету прочности и выбору оптимальной технологии сборки клеевьп. цилиндрических соединений, соответствующее алгоритмическое и програ:.мно-математическое обеспечение доведены до уровня использопают их в инженерной практике, что позволяет оперативно в производственных условиях решать задачи, связанные с внедрением в произ- ' водство этого прогрессивного метода сборки.

Новизна, актуальность и практическая ценность полученных результатов подтверждаются наличием трех авторских свидетельств.

Реализация результатов работы. Результаты Исследований использовались на предприятиях, выпускающих машины и оборудование для легкой и текстильной промышленности, транспортного, автомобильного и сельскохозяйственного машиносароения при сборке изделий с повышенными прочностными характеристиками и высокой точностью взаимного расположения деталей. Общий экономический эффект, полученный по результатам исследования, составил свыше 70 тыс. руб. в ценах 1990 года. Результаты исследований.используются также в учебном процессе. .

Апробация работы. Диссертация и отдельные ее разделы докладывались, обсуждались и были одобрены на ряде научно-технических конференций и семинаров:•"Повышение ремонтопригодности и ремонтной технологичности сельскохозяйственной техники" /г.Одесса, 1983 г./; "Механизация и автоматизация сборки изделий в машиностроении" /г.Кишинев, 1985 г./; "Совершенствование технологии эксплуатации судов" /г.Калининград, 1989 г./; "Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства" /г.Домбай, 1992 г./. Работа также докладывалась на 1-ом сьеэде технологов машиностроителей / г.Москва, 1989 г./, на заседаниях кафедры текстильного машиностроения и научных конференциях профессорско-преподавательского состава Киевского технологического института легкой промышленности /1985-1992 г.г./.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ и получено 3 авторских свидетельства.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит Из введения, четырех глав, заключения и общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 132 стр. машинописного текста, содержит 57 рисунков, б таблиц, список литературы из 139 наименований и приложения на 45 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе проведен анализ основных методов и средств повышения прочности и надежности клеесборных цилиндрических соединений.

Установлено, что прочностные характеристики неподвижных соединений, с наличием на сопрягаемых поверхностях клея, подчиня-. ются определенным закономерностям, зависящим от ряда конструктивных, технологических и. эксплуатационных факторов. При этом метод сборки и технологическая подготовка сопрягаемых поверхностей яв-

ляются в целом ряде случаев определяющими.

Известно, что потеря несущей способности соединения связана о ростом дефектов в клеевом слое, в частности появлении и распространении трещин. В ряде работ показана возможность повышения прочностных характеристик клеесборных цилиндрических соединений за счет создания определенных технологических условий, препятствующих трещинообразованию в клеевой прослойке. Однако эти данные носят противоречивый характер и нуждаются в серьезной аналитической и экспериментальной проверке.

В технической литературе имеются отдельные сведения о том, что сочетание термической сборки соединений с натягом и клея позволяет получать высокопрочные соединения. Однако, отсутствие сравнительных данных по статической и усталостной прочности клеесборных соединений не позволяет оценить возможность широкого использования этой технологии в машиностроении.

Анализ показал, что в точном машиностроении при сборке многоэлементных соединений возникают определенные трудности по обеспечению необходимой прочности и точности сопряжения. Предварительные исследования, проведенные на кафедре текстильного машиностроения КТИДПа , позволяют, в принципе,положительно решить эти задачи, используя для повышения прочностных характеристик термическую сборку, а для обеспечения точности сопряжения охватывающих деталей ограниченную по ширине клеевую прослойку.

. Таким образом, на основании критического анализа проблемы автором сделана попытка дать теоретическое обоснование и получить экспериментальные данные, позволяющие оценить прочность клеесборных циликдричебких соединений в зависимости от технологических сборочных параметров и метода подготовки сопрягаемых поверхностей.

В теоретической части работы выполнены аналитические расчеты клеесборных цилиндрических соединений о натягом, сборка которых осуществлялась с термовоздействием. Методика расчета этих соединений в отличие от методики расчета прессовых соединений имеет свои особенности. Так как толщина клеевой прослойки 8 мала по сравнению с размерами соединения, можно считать, что в любом сечении, перпендикулярном оси X » касательные и нормальный радиальные напряжения на наружной и внутренней поверхностях клеевой прослойки равны по величине и противоположны по направлению. Поэтому слой клея в зоне контакта работает в направлении оси X на сдвиг, а вдоль оси Г и в такгенциаль-

ном направлении - растяжение /сжатие/.

На методику расчета на прочность рассматриваемого соединения существенное влияние оказывает жесткость втулки. Предположив втулку тонкостенной, дальнейшие исследования проводились с использованием моментной теории расчета тонкостенных оболо-1 чек, применяемой в теории упругости и сопротивлении материалов. В.М. Куковякиным при решении аналогичной задачи принимался ряд допущений, в частности, что температурное поле равномерно для всего соединения. В диссертации автором предложена для расчета прочности клеесборных соединений система дифференциальных уравнений для любых значений граничных условий без дополнительных предположений. При рассмотрении напряжений в клеевом соёдинении вал-втулка, возникающих при посадке с натягом, предполагаем, что втулка нагревается на At^ а вал охлаждается m&te . Считаем, что время полимеризации клея намного меньше врёмени выравнивания температур соединения.

При расчетах нормальных, тангенциальных и касательных напряжений, возникающих в клеевом слое и вызванных температурными деформациями деталей соединения,, и предполйГая, что в рассматриваемом интервале температур модули и коэффициенты линейного расширения материалов постоянны, была решена.сиотема дифференциальных уравнений, позволяющая производить расчет цилиндрических клеевых соединений с натягом при внешнем воздействии нагрузоч- , ных усилий. В общем виде расчет напряжений производится по следующей схеме: п _

1. По данным геометрических размеров соединения

где R} Rtp - радиус сопряжения и средний радиус втулки; £ -длина сопряжения;ogm - толщина втулки; и параметрам теплового расширения oCc,ottm, A^frn, А ¿С вычисляем посадочные параметры соединения после нагрева втулки Л*,' о .

2. Решаем систему дифференциальных уравнений с целью получения остаточных напряжений О"' и Т в слое клея и новых геометрических параметров соединения после выравнивания температур

Яср, С , 8 \ 86т . •

3. Решаем систему дифференциальных уравнений с новыми параметрами соединения и заданными величинами нагружения. На выходе получаем напряжения 0~" и Твызываемые внешними воздействиями. . ,

4. По принципу суперпозиции вычисляем суммарные напряжения, вызванные внешними воздействиями и остаточными температурными

напряжениями: „

Сг=<у + а"') х ^х+ъ.

На основа теоретических исследований разработана блок-схема расчета, проведено моделирование на ОВЦ, Показана хорошая сходимость результатов расчета по предложенным алгоритмам с результатами прямых измерений.

В работе использован также численный метод исследования напряженно-деформированного состоян|Ш клеевых соединений. Анализ напряжений цилиндрических соединений без клеевой прослойки и соединений с клеем показывает, что клеевая прослойка способствует более равномерному распределению напряжений по длине соединения и снижению радиальных и тангенциальных напряжений у торцов втулки.

Экспериментальные исследования ставили целью подтвердить предположения о возможности повышения надежности и долговечности клеевых соединений за счет оптимального выбора технологической подготовки сопрягаемых поверхностей.

Комплексные исследования включали получение сравнительных данных по прочности при распрессовке соединений, собранных на эпоксидных клеях УП-5-207 и УН-5-233-1, с аналогичными соединениями, сформированными механической запрессовкой и сборкой с термовоздействием. Исследования проводились на опытных и натурных образцах с посадочными диаметрами 8, 10 н 60 мм. Сопрягаемые детали изготавливались из материалов сталь 45, Ст. 3 и алюминиевого сплава АМГ 5. '

В работе исследовались зависимости прочностных характеристик соединений от метода обработки, конфигурации микропрофиля и толщины клеевой прослойки.

Для получения данных по влиянию метода обработки сопрягаемых поверхностей на прочность соединения, детали подвергались шлифованию, точению, пескоструйной и электроискровой обрабо*..се. Все операции выполнялись на стандартном оборудовании. 1^рохова-тость сопрягаемых поверхностей находилась в пределах 0,8.... 6,5 мкы.

Установлено, что ыогод обработки оопрдгаемых поверхностей цилиндрических соединений, собираемых о зазором и чатягом, оказывает значительно© влияние на их прочностные характеристики.

Так, прочность соединений, собранных о заЗорои на клеа УП-5-207 с электроискровой обработкой валов в 1,5 раза превышает прочное^ соединения ф 50 Н7/Г6, собранных о термовоэдей-ствием. ' .

а

На рис. I приведена диаграмма сравнительной прочности при распресаовке соединений о натягом с посадочным диаметром 60 и длиной сопряжения 60 ми. Наибольшая прочность клеесборных соединений достигается при электроискровой обработке поверхностей валов о использованием клея УП-5-207. Прочность таких соединений в 5,5 выше прочности соединений, собранных механической вапрессовкой, и в 2,7 прочности соединений, собранных о терыо-воздейотвием. ;

В работе выполнены экспериментальные исследования, позволяющие оценить влияние толщины клеевой прослойки на прочность соединений и установлена ее оптимальная величина / рис.2 /. Для цилиндрических соединений с посадочным диаметром 60 мм наибольшая прочность при сдвиге достигается при толщине клеевой прослойки 25-50 для клея УП-5-207 и 50-75 мкм для клея УП-5-233-Г. .

Для получения числовых значений радиальных и тангенциальных напряжений в клеесборных соединениях в работе были проведены специальные тенэометрические исследования. Для исследований применялись образцы, идентичные образцам для испытаний на прочность. Анализ полученных результатов повволяет сделать вывод, что радиальные и тангенциальные напряжения в клеевых соединениях, при прочих равных условиях сборки,значительно ниже, чем у обычных соединений с натягом. Так, радиальные напряжения в охватывающих деталях соединений без клея и о клеем составляют соответственно 137 Ша и 78 МЛ а, а тангенциальные-304 Ша и 219 Ша, Уменьшение радиальных и тангенциальных напряжений весьма существенно для создания соединений, работающих при динамических нагрувках.

Проведении« в диссертации исследования позволили установить, что конфигурация микронвровностей в пределах одного и того же параметра шероховатооти окааывает существенное влияние на прочность соединений,

Одним из возможных механивмов, объясняющих изменение прочности соединений в аавиоимооти от формы иикронаровноотей, в частности,угла наклона ©0 /рис.3 /, является предположение, что дефекты в клеевой прослойке типа трещин преимущественно ориентируются, располагаются и концентрируются на граница раздела клей-деталь. При атом фронт трещины совпадает о поверхностью раздела. Согласно теории Гриффитса, разрушение происходит как только напряжение Ся., действующее по нормали к фронту трещины,

440

279

203

Ж

177

454

270 2££

1

Рио. I.

б б

8

10

Диаграмма сравнительной /в процентах/ прочности соединений с натягом при термической сборке в зависимости от технологической подготовки сопрягаемых поверхностей И марки клея: 1...4 - точение} 6,6 - шлифование; 7,8 -пескоструйная обработка} 9,10 - электроискровая обра-ботка| I - ыеханичеокая аапрессовка} 2 - сборка без клея) Щ}- клей УП-б-833-1} ЩД - клей УП-5-207.

300 200 100

О

I

ы

60 (00 160

Рио,2. Зависимость прочнооти цилиндрических соединений от толщины нлеевой прослойки.

1 - клел УП-5-207}

2 - клей УП-5-233-1.

Рио,3. Схема ргопределения напряжений в клеевой прослойке 3 цилиндрических соединений при осевом одвиге деталей X и 2.

достигнет критического значения. Обеспечив условия, при которых наклон трещины по отношен«® к растягивающему напряжению уменьшается, можно повысить величину критического напряжения и, следовательно,повысить прочность соединений. Из преподага-емой гипотезы следует, что прочность клеевого соединения должна быть обратно пропорциональна величине .

Результаты теоретических исследований хорошо согласуются с экспериментальными данными / рис.4 /. Различная конфигурация микронеровностей обеспечивалась обработкой контактных поверхностей резцами с различными значениями главного У и вспомогательного $ углов в плане / угол оС соответствует углу У /. Наибольшая прочность цилиндрических клеевых соединений получается при обработке сопрягаемых поверхностей резцами о главным и вспомогательным углами в плане $ * 20°. Эта прочность в 1,8 - 1,9 раза выше прочности соединений, полученной при обработке резцами с § $ * 60°.

В работе проведено исследование влияния плотности распределения макрорельефа по длине склеивания на статическую и усталостную прочность цилиндрических соединений с натягом, собранных с термовоздейстиием. Предполагается, что макрорельеф в виде отдельных, не связанных между собой,участков позволит обеспечить разделение клеевого шва на отдельные изолированные воны, что препятствует распространению трещины, возникающей в зоне концентрации напряжений в клеевом шве. Плотность нанесения макрорельефа соответствовала зпюре распределения напряжений по длине сопряжения посадок с натягом. Макрорельеф на поверхности охватываемой детали наносился методом электроискрового легиро-.вания.

Специальные эксперименты по определению предела выносливости клеевых соединений с прерывистым макрорельефом на сопрягаемых поверхностях позволили получить данные, которые показывают, что такие соединения имеют предел циклической выносливости на 35-40^ выше, чем соединения с натягом. Новизна предлагаемого решения, обеспечивающего повышение прочностных характеристик клеесборных соединений, защищена а.с. № 1611676.

В текстильном машиностроении широко используются многоэле-ментн а соединения о натягом с малыми / 8...10 мм / посадочными диаметрами и значительной / 60..,100 мм/ длиной сопряжения. К таким соединениям, в частности, относятся веретена кольце-прядильных машин. Использование при их изготовлении механической

Р,кН

400

300 200

II

1..... кклей УП-5-- | ^хр >07

клей УП-5-* 233-1П

Г

.0 20 40 60'

Рис.4. Влияние микрогеометрии сопрягаемых поверхностей деталей обработанных резцами с различными значениями углов $ резца на прочность клеесборных цилиндрических соединений. 0,5дхЬ$тру < _ г |_, г I I-

Рио.6« Схема взаимодействия деталей ыногоэлементных соединений с натягом при термической сборке с наличием ограниченной клеевой прослойки. .

Ь.мм

0,15 О, ГО 0,05

О

5 10 5 2

Рис.б. Зависимость величины торцового зазора А от ширины клеевой прослойки Ькл при различных значениях длины сопряжения /а- 10 мм; Д- 35 мм; о- 50 мм/.

запрессовки не обеспечивает стабильных прочностных и точностных характеристик. Как уже отмечалось, использование термических методов для сборки подобных изделий позволяет обеспечить необходимую прочность соединения. Однако, этот метод имеет ряд недостатков, одним из которых является наличие торцового зазора /) / рис.б / между охватывающими деталями, что является производственным браком.

Появление зазора Ь можно обьяснить следующим образом. Нагретые для осуществления с ;орки с термовоздействием втулки 2 и 3 после установки на вал I, остывают, их размеры уменьшаются и посадочные поверхности втулок, преодолевая силы трения /> , скользят по поверхности вала.Общие продольныед Ир и температурные д Ь^ деформации в соединения определяются: ■

А Ир -АЬ6р —АЬ§тр) д/7й ,

где д/?£р; - осевые и температурные деформации вала;

д/?&этр>дЬвгт€" осевые и температурные деформации втулки. Суммарное действие этих деформаций и вызывает образование торцового зазора Л в соединении.

Автором сделано предположение, что с целью уменьшения торцового зазора Ь следовало бы обеспечить первоначальное скрепление внутренних торцов втулок, предоставив возможность свободного перемещения их наружным торцам. Сущность предлагаемой технологии состоит в том, что перед сборкой со стороны не контактирующих друг с другом /наружных/ торцов втулок 2 и 3 по периметру их посадочных поверхностей наносится клеевое покрытие 4, имеющее малую теплопроводность и низкий коэффициент трения. Экспериментально установлено, что в процессе скрепления наиболее интенсивный теплообмен будет происходит на участке без покрытия, поэтому начальный или более прочный контакт деталей соединения произойдет со стороны внутренних торцов втулок 2 и 3.

Дальнейшее изменение размеров каждой из втулок по ширине, вследствие изменения температуры,произойдет относительно уже закрепленного торца. При этом,благодаря низкому коэффициенту трения покрытия, наружные торцы втулок в процессе скрепления перемещаются к внутренним, тем самым практически исключая торцовый зазор.

Для определения оптимальной ширины клеевой прослойки в работе получена следующая зависимость

■^[^^dpytdiAlpn-i^lyldf^^.

1}cLJ.7 длина, наружный и внутренний диаметры втулки соответственно;

~ К0ЭФФиЦиент трения металла по металлу и клея ю металлу;

yi/ - коэф^щиент Пуассона материала соединяемых деталей; т^Ш^" массы охватываемой и охватывающей деталей соответственно.

Экспериментальные исследования позволили установить, что ширина клеевой прослойки, обеспечивающая минимальный торцовый зазор в многоэлементных соединениях, составляет 15. ..20% длины втулки, что. достаточно хорошо согласуется с данными теоретических расчетов.

Проведенные исследования и полученные закономерности позволили автору предложить новый способ сборки многоэлементных соединений / а.с. № 1428560 /, а также выработать необходимые рекомендации, позволяющие успешно реализовать технологию сборки в производственных условиях.

. Для.анализа напряженно-деформированного состояния клее-сборных соединений в диссертации использовался численный метод. Метод реализован в виде пакета программ и предназначен для расчета цилиндрических соединений, сборка которых осуществлялась с использованием термических методов.

Пакет написан на языке ФОРТРАН-4 и реализован на персональной ЭВМ типа IBM PC/XT/AT.

Выполненный в диссертации комплекс теоретических и экспериментальных исследований позволил получить ряд новых зависимостей, позволяющих рассчитать и оценить прочность клеесбор-ных цилиндрических соединений при сборке их термическими методами. Показано, что оптимальная технологическая подготовка сопрягаемых поверхностей позволяет значительно повысить / при прочих равных условиях/ прочность и надежность клеесборных соединений.

Технико-экономический анализ и результаты внедрения исследований позволяют утверждать, что клеевая термическая сборка цилиндрических соединений в целом ряде случав обеспечивает качественное решение технологических задач со значительным экономическим эффектом. ,

' Основные результаты и вывода:

1. Получены теоретические и экспериментальные зависимости, позволяющие по заданным геометрическим параметрам и напряженно-деформированному состоянию сопрягаемых деталей осуществлять расчет прочности цилиндрических клеевых соединений с натягом.

2. Экспериментально установлена зависимость прочности цилиндрических соединений при сборке с использованием эпоксидных клеев горячего / УП-5-207/ и холодного / УП-5-233-1/ отверздения от метода обработки контактных поверхностей и толщины клеевой прослойки. Оптимальная толщина клеевой прослойки составляет 50.. ..55 мкм, а наибольшей прочностью обладают клеевые соединение сопрягаемые поверхности которых обработаны электроискровым методом.

3. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что на прочность цилиндрических клеесборных соединений существенное влияние оказывает форма микронеровностей склеиваемых поверхностей, что связано со спецификой формирования зоны контакта. Максимальная статическая прочность опытных соединений достигается приуглах у основания микронеровностей, равных 20...25°, что в 1,6...Г,9 раза выше прочности аналогичных соединений, име-

•цих углы 60...65°.

4. Выявлены и экспериментально подтверждены закономерности повышения усталостной прочности соединений с натягом при термических методах сборки за счет использования клеевых композиций и наличия на охватываемой детали регулярного макрорельефа высотой 0,5 - 0,8 величины натяга. Макрорельеф наносится в виде не связанных между собой участков, плотность которых изменяется по длине соединения по закону распределения эпюры напряжений. Новизна предлагаемого решения подтверждается а.с. 1611676.

5. На основе анализа физической шдели напряженного состояния многоэлеызнтных соединений, сборка которых осуществляется о термовоздействием, разработана методика расчета ширины клеевой прослойки, наносимой у наружных торцов охватывающих деталей. Экспериментальные исследования подтвердили теоретические расчеты. Установлено, что при длина клеевой прослойки, равной 15-20% длины втулки, торцовый зазор практически равен нулю. В результате исследований предложен новый способ /а.с.1428560/, позволяющий ^ализовать сборку многоэлементных прецизионных изделий.

б.Внедрение основных результатов исследований осуществлено на

ПО "Днепропетровский комбайновый завод", ПО "Подольскшвеймаш", ПО

"Брянский автомобильный завод" с общим годовым экономическим эффектом 71,2 тыс.руб.

Основные положения диссертации опубликован1 • в следующих статьях

автора:

1. A.c. I6II676 СССР, ШИ4 В 23 Рб/00. Способ соединения деталей, охватывающих одна другую // Н.Л.Козелло, Б.А.Ляшенко, А.С.Зенкин, И.Л.Оборский.- №4313780/31-27; Заявлено 8.10.87; Опубл. 07.12.90, БюлЛМ5 - 2 с.

2. A.c. 1428560 СССР, МНИ4 В 23 PI9/02, 11/02. Способ сборки с натягом деталей типа вал-втулка / А.С.Зегесин, Б.М.Арпентьев,Г.М.Го-Луб, Штеффи КурячйЯ, Н.Л.Козелло.- $4225398/31-27; Заявлено 29.01.87i Опубл. 07.10.88, Бол.Л®37.- 3 с.

3. A.c. 1269963 СССР, ШИ4 В 23 PI9/02. Способ сборки цилиндрических втулок и устройство для его осуществления / А.С.Зенкин, Н.Л. Козелло, И.Н.Лештан, И.Л.Оборский.- &3842945/25-2*7; Заявлено 14.01.85; Опубл. 15.11.86, Бюл.)?42.- 3 с.

4. Козелло Н.Л., Бибиков А.И. Применение клеев в машиностроении -путь повышения качества промышленной продукции.-Киев:0б-во "Знание" Украинской ССР,1987,- 17 с.

5. Замша А.Л., Климась В.Г., Козелло Н.Л. О методах обеспечения необходимой прочности посадок с натягом при повторных сборках// Повышение ремонтопригодности эксплуатационной и ремонтной технологичности сельскохозяйственной техники: Тез.докл. Всес.науч.-тех.конф.-М., 1983. - C.I63-I64.

6. Зенкин A.C., Кантур В.Г., Козелло Н.Л. Акустический метод контроля прочности соединений с натягом // Изв.вузов.Машиностроение.-1985.- #5,- C.I5I-I54.

7. Козелло Н.Л., Пилькевич С.Н., Зенкин A.C. Клеевые сборочные соединения // Состояние и перспективы развития автоматизации производственных процессов в машиностроении Молдавской ССР:Тез. докл. Республ.семинара. Кишинев, май 1985.

8. Колисниченко В.В., Козелло Н.Л. К вопросу обеспечения точности серийного изготовления редукторов и мотор-редукторов общего наз-

. начения // Технология и автоматизация машиностроения.- 1986,-№37.- С.73-74.

9. Козелло Н.Л., Власенко Е.А., Зенкин A.C., ОборскиЯ И.Л. Влияние формы микронеровностей екяеяваемых поверхностей на прочность

клеевых соединений // Изв.вузов.Ыашиностроение.-1988.-. №6.-

С.16-18.

Ю.Зенкин A.C., Пилькевич С.Н., Проворов D.U., Козелло Н.Л. Применение клея УП-5-207 в инструментальном производстве // Технология и автоматизация машиностроения.- 1988.Н1,- С.41-43.

И.Зенкин A.C., Арпентьев Б.М., Козелло Н.Л., Оборский И.Л. Технологическое обеспечение точности многоэлементной сборки соединений с натягом, осуществляемых с термовоздействием// Вестник машиностроения,- 1988.- №10,- С.43-45.

12.Козелло Н.Л., Оборский И.Л., Арпентьев Б.М., Зенкин A.C. Многоэлементная сборка соединений с натягом термическими методами с использованием клеевой прослойки // Изв.вузов.Машиностроение.-1989.- №6.- С.155-159.

13.Ляшенко Б.А., Власенко Е.А., Веремчук B.C., Козелло Н.Л.(Значков Ю.К. Установка и методика для комплексного исследования клеевых соединений при сложном напряженном состоянии // Совершенствование техн.эксплуатации судов: Тез.докл. Всес.науч.-техн. конф. .Калининград, окт.1989.-Л., 1989 - C.I40.

14.Бибиков А.И., Оборский И.Л., Козелло Н.Л. Использование клеевых композиций в соединениях деталей сельхозмашин // Первый всесоюзный сьеэд технологов-машиностроителей: Тез. докл.-М.,ноябрь Т989.- С.163;

15.Бибиков А.И., Оборский И.Л., Козелло Н.Л., Зенкин A.C. Применение клеевых композиций при изготовлении узлов сельскохозяйственных машин // Технология и организация производства.-I99I.M.-С.54-55.

16.Козелло Н.Л., Зенкин A.C., Оборский И.Л. Опыт применения клеевых композиций при сборке составного реющего инструмента // Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства: Тез.докл. Ресдубл.конф.-г. Домбай, 26-28 мая 1992.- Киев.: Об-во "Знание" Украины, I992.-C.I7-I8.

17.Козелло Н.Л. Повышение надежности нлеесборных соединений текстильных машин // Тез.докл. 44-й научной и 12-й научн.-метод, конф. проф.-преп. с-ва ин-та, Киев, 14-24 апрЛ992.-К.:КТИЛП, 1992.- С.162-163.